2021年广西职业院校技能大赛高职组《无人机应用技术》赛项竞赛任务书

2021年广西职业院校技能大赛高职组

《无人机应用技术》赛项竞赛任务书

一、选手须知

1．任务书如果出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进

行任务书的更换。

2．竞赛内容包括系统安装、布线与接线、程序设计、测试、分析、

设计、答题、焊接和提交成果。竞赛时间共3.5小时，参赛队应在规定的

时间内完成任务书规定内容。参赛选手在竞赛过程中根据任务书要求，将

各系统的运行记录或程序文件存储到指定的计算机的盘目录下，未存储到

指定位置的运行记录或程序文件不予给分。

3．参赛选手提交的试卷不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成

绩无效。

4．参赛选手认定竞赛设备的器件有故障可提出更换，器件经现场裁

判测定完好属参赛选手误判时，每次扣该参赛队3分。

5．竞赛过程中，参赛选手要遵守操作规程，确保人身及设备安全，

并接受裁判员的监督和警示。竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成的器

件损坏，不予更换。竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成贵重器件损坏，

停止该队比赛，竞赛成绩作为零分。

6．在竞赛过程中，参赛选手如有舞弊、不服从裁判判决、扰乱赛场

秩序等行为，裁判按照规定扣减相应分数。情节严重的取消竞赛资格，竞

赛成绩记为零分。

7．竞赛结束时，参赛选手要清洁工位。

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二、竞赛设备描述

组装与调试及飞行驾驶技术竞赛所用设备为可折叠四轴“550”多旋

翼无人机，该设备由“550”机架、无刷电动机、螺旋桨、电机转速调节

器、分电板、电池、飞控装置、GPS模块、超声波避障模块、摄像头、图

像传输发射器、遥控发射机、遥控接收器等组成。

1.可折叠四轴“550”多旋翼无人机机架（如图所示）

机架主要由机身组件、悬臂碳管、电机安装架、折叠部件等组成，是

无人机其他结构和部件的基础，起承载作用。

基本参数如下：

电机座对角轴距约550mm

平角轴距约395mm,最大支持15寸桨

中心板规格150*150mm,中心板中间高度约37mm

下挂扩展板,高度45mm,宽度45mm

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脚架采用直径16mm碳管,高度260mm,脚架横杆330mm

2.动力系统

动力系统主要由电池、电动机、电调、螺旋桨组成，推荐配置为：

4208380kv电机（防水）

1338碳纤维正反桨

好盈铂金30A/好盈乐天40A电调

4s14.8v5200mahLiPo电池

3.飞控系统

飞控系统采用采用PIXHAWK2.4.5作为飞行控制器，它是开源飞控的

硬件厂商3DR最新推出的最新一代飞控系统，采用了目前最新标准的32

位ARM处理器，所有硬件都是公开的，所有的总线和外设都可以引出，

不但以后可以兼容其他外设，而且对于有开发能力的用户提供了方便。

PIXBAWK是一个双处理器的飞行控制器，一个擅长于强大运算的32bit

核心168Mhz/256KBRAM/2MBFlash处理器，还有一个主要定位于工

业用途的协处理器32bitSTMS27103，它的特点就是安全稳定。所以就

算主处理器死机了，还有一个协处理器来保障安全。

（1）特性

核心MCU性能:168MHz/252MIPSCortex-M4F

输出能力:14PWM/舵机输出(其中8个带有失效保护功能，可人工设

定。6个可用于输入，全部支持高压舵机);

大量外设接口(UART，12C，CAN);

可以使用飞行中备份系统，可设置。可存储飞行状态等数据;多余度

供电系统，可实现不间断供电;

外置安全开关;

全色LED智能指示灯;

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大音量智能声音指示器;

集成microSD卡控制器，可以进行高速数据记录。

（2）MCU

32bit，STM32F427，CortexM4核心，带有浮点运算器

168MHz。

256KBRAM2MBFlash。

32bit,STM32F103失效保护控制器。

（3）传感器

ST公司小型L3GD20H16bit它螺芯片;

ST公司小型LSM303D14bi速度/磁场芯片;

MEAS公司MS5611气压芯片

（4）通信

5xUART（串口)，1个带有高驱动能力，2个带有流控制功能;

2xCAN,1个带有内置3.3V转换器，另一个需要外置转换器;

支持SpektrumDSM/DSM2/DSM-XR输入;

支持FutabaS.BUS输入;

支持PPM信号输入:

支持RSSI(PWM信号)输入;

I2C;

SPI:

3.3and6.6VADC电压信号输入;

内置microUSB接口，并可扩展外部microUSB接口。

（5）电源

失效后自动二极管控制(不间断供电）;

支持最大10V舵机电源和最大10A功耗;

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所有外设输出带有功率保护;

所有输入带有静电保护。

（6）扩展

数字空速传感器,PIXHawk支持MS4525DO数字差压传感器作为空速

传感器。

外部USB扩展接口（可安装在设备外壳)

外置全色彩LED

I2C分线器

4.遥控发射机及遥控接收器

竞赛指定套材的配套遥控器为泉州云卓科技有限公司出品的

SKYDROID-T10，集成数字视频传输功能，内部集成数传电台可用安卓APP

设置参数。

参数如下：

型号T10通道数10

工作电压4.2V工作电流100mA

频段2.400-2.483GHz跳频全新FHSS跳频

升级APP在线升级重量525g

尺寸160*150*50毫米电池18650电池*2（需另购）

续航时间25小时充电接口MICRO-USB

应用：直升机、固定翼、多旋翼、车、船

接收机参数

型号R10通道10

工作电压4.5-5.5V工作电流100mA

尺寸50*31*12mm重量17g

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MINI摄像头

型号MINIDCAM尺寸30x29x26mm

工作电流180mA重量15.6g

三、竞赛任务模块

任务一：无人机理论知识测试（100分）

（一）任务目标

1.无人机组装和操作人员对无人机相关的科学技术知识必须有充分

的了解和掌握，同时对我国空中管制的法律法规及低小慢飞行物的管理制

度有充分的认知和了解，树立良好的职业道德和职业素养，在使用无人机

进行应用或者产生社会价值的同时充分保障无人机飞行安全，避免事故的

发生，或在意外发生时尽可能降低对人员和财产造成的损失，并避免对国

家安全造成影响。

2.该项任务旨在考查选手对飞行原理、空气动力学、无人机设备及应

用知识及无人机法律法规的理解和掌握程度，期以此提高选手对无人机本

身涉及到的科学知识及使用无人机时涉及到国家法律法规的认识和了解。

（二）理论知识测试方式

1.本项任务以计算机无纸化形式测试，由计算机自动判卷打分。

2.每组参赛队两名参赛队员分别独自进行测试，相互之间不能进行交

流讨论。

3.测试前全体参赛队员进行机位号的抽签，在自己抽到的机位号上进

行测试。

4.每名参赛队员凭赛前分发的账号和密码登录到考试系统，在计算机

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上答题，答题结果由考试系统自动评分获得本项任务的成绩。

5.测试完成并提交试卷后举手示意裁判，经裁判同意后方可离开赛场。

（三）理论知识测试用时及计分方法

1.本项任务测试时间为60分钟，测试时间到必须马上停止答题并提

交试卷，不得在赛场停留。

2.本项任务的测试题目数量为100题，答对一题计一分，答错不得分。

（四）理论知识测试内容范围

1．无人机飞行管理法规。

2．飞行原理。

3．飞行器结构及组成。

4．导航知识。

5．航空气象知识。

6．无人机操控职业素养。

详见附件题库

（注：根据赛项要求，比赛所用的题库与此处披露的题库之间会有不

大于20%的差异）

任务二：无人机装配与调试（100分）

（一）任务目标

装配任务旨在考查选手能否根据规定的技术要求，利用机械连接、焊

接和胶结等工艺，将零件和部件结合成完成品，装配的方法是否科学，工

艺是否合理，无人机的气动性能、强度是否可靠。

调试任务旨在考查选手对Pixhawk飞行控制器的熟悉程度，引导选手

学习和了解Pixhawk飞行控制器及其背后的科学原理和相关调试技术，并

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为有志于向无人航空载具有关的应用及开发领域发展的选手提供发展的

机遇和发展的方向。

（二）4轴旋翼机的装配

1.安装脚架

2.装配铝合金折叠件

3.焊接无刷电机香蕉头，固定无刷电机

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4.安装铝合金折叠件、尼龙管夹、碳管与电机座，焊接好分电板，把

4路电调电源输入端接好。

5.安装中心板与云台板

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6.固定飞行控制器Pixhawk与接收机、GPS与摄像头、超声波测距

模块

7.连接信号线

（三）飞行控制器Pixhawk的调试（完成飞控调试之前不能安装螺旋

桨！）

1.选择正确的通讯端口和波特率，连接飞控

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2.选择正确的机架类型

3.加速度计校准

正确完成校准加速度计和校准水平。

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4.指南针校准

外置指南针和内置指南针都使用，并以内置指南针为主指南针。

5.遥控器校准

6.电调校准

必须确定螺旋桨没有安装在电机上才能进行电调的校准。

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7.飞行模式设置

设置自稳、定高、返航三种飞行模式，并可以在遥控器上进行切换。

8.故障保护设置

设置遥控信号丢失时返航

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9.参数的调整

在参数表里对关键的几个参数进行调整，包括：

1）MOT_SPIN_ARMED2）GND_ALT_OFFSET3）FENCE_ENABLE

4）FENCE_ALT_MAX5）FENCE_ACTI

（四）比赛方式

每个参赛队派2名队员进场参赛，比赛期间各队指导教师不能进入赛

场。

1.在组装场地把主办方提供的无人机DIY套件组装完成并完成遥控

器的设置及飞控的调参。

2.组装及调参完成后在指定的场地进行无人机的飞行调试。

（五）用时及计分方法

本项任务比赛时间90分钟，以组装调试完成时间为计分依据，耗时

越少分数越高，但不得超过90分钟。

任务三：无人机飞行操控技术测试（100分）

（一）飞行操控测试无人机技术要求

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1.必须使用在第二模块本队组装调试好的DIY无人机，不能使用自备

的飞机；

2.飞控：统一采用PIXHAWK飞控;

3.飞行器机型：DIY电动4轴旋翼机，双叶桨，轴距≤550mm；

4.飞行器重量：起飞重量不超过4kg；

5.电池：不超过4S、5300mAh；

6.遥控器：遥控频段2.4GHz；

7.辅助处理器：飞控及遥控器上不得配置记录并回放摇杆操控动作的

功能；

8.不能使用GPS、超声波等辅助传感器，不能使用定点、定高模式，

只能使用手动或自稳模式飞行。

（二）飞行操控测试时间

每队选手比赛时间5分钟（包含准备、起飞与安全降落时间）。选手

需戴上安全帽方可进场，裁判示意选手进场时便开始计时。（安全帽由承

办校提供）

（三）飞行操控测试任务描述

1.赛场路线

赛场路线为两个直径12米的圆，沿路线设有9个内径2米、圆心离

地2米的圆环形障碍门。