校企共建无人机实训室

|  项目介绍

近年来随着传感器技术突破及控制技术发展，无人机技术变得成熟稳定。测绘行业从业者也开始使用无人机及航空摄影测量技术完成地形测绘等任务。通过无人机小巧灵活、高效作业效率、可获取测区高清正射影像等优点，无人机航测逐渐成为测绘作业的首选手段。
高等院校作为国家未来人才培养的重要场所，需紧跟行业时代趋势，为社会培养适应行业技术发展需求的人才。高校无人机航测实训室作为常规课堂理论教学之外的实践场所，让学生通过动手实践完成航测工作过程中的操作，巩固课堂所学原理和知识，加深对关键知识点的理解，培养学生独立思考，协作解决问题的能力，更好地适应走出校园后的工作岗位。

 

 

|  确立人才培养模式

人才培养模式以“培养目标与社会需求相通，实习岗位与生产过程相通，实习岗位与就业岗位相通；教学内容也职业标准相融，专业教师与技术专家相融，实施“以岗导学，工学交替”人才培养模式，融入影像数据处理、航空管理法律规范，采用工学交替的组织形式，校企合作共同培养学生的职业能力和职业素质，实现专业对接测绘产业，充分利用校内外实验实训条件、师资等不同教育环境和资源，将学训一体的学习过程和获取实际经验的过程有机结合，贯穿于学生的培养过程之中。
目的：
1、培养学生操作使用无人机的安全意识，了解相关航空管理的法律法规。
2、培养学生掌握无人机飞行平台及无人机外围设备的构成及组装。
3、培养学生掌握飞行任务制定，规划航线等航飞前期准备工作。
4、培养学生掌握无人机手动/自动飞行、影像采集、控制点采集等航测外业操作。
5、培养学生掌握空中三角测量原理及流程，包括内定向、外定向。
6、培养学生掌握使用立体测图系统进行数字线画图采集能力。
7、培养学生了解数字表面模型与数字正射影像的生产过程。

 

|  校企共同改革课程教学内容

课程内容的选择和重构是以培养高素质技术技能型人才为目标，以培养职业岗位能力为主线，遵循职业能力养成规律，将基于工作岗位的任务、项目贯穿教学内容的设计，并将创新精神及人文素质的培养贯穿始终。开设公共基础平台课程、专业大类平台课程、专业核心模块课程和个性化培养模块课程。个性化培养模块包含专业选修课、技能鉴定、通识选修课、创新教育、社会实践。如航空管理法律法规、航测影像数据处理、飞行器设计与制造等专业。

 

实践教学课程体系设计

主线为课内教学，涵盖公共实践环节、理实一体实践环节、岗位实践或顶岗环节。不断增加实践学时比例，提高学生时间动手能力，理论与实训快速结合，书本知识立刻转化为实操技能，培养专业基本能力，经常组织体育训练、校内外社会活动等活动锻炼学生身体素质，养成学生吃苦耐劳的精神。

 

|  教学师资团队建设

南方测绘为院校提供实训室设备操作培训，让实训室教职人员具备实施航测系统内外业操作技能。无人机操控及数据采集，无人机操作首先在飞行仿真系统上进行，操作者需在模拟系统上学习并练习无人飞行器的控制操作，练习环境从理想的无风状态过渡至常见风力等级环境。熟练模拟器操作后，学员进入实际训练机的操作。训练机供练习手动起降及必要的紧急情况控制操作。同时培训学员组装无人机，了解无人机的构成与安装。摄影测量软件培训，对于教学版摄影测量工作站、全数字自动空三软件SouthUAV、立体采集系统iData提供软件培训服务。配备范例数据，供学员进行反复练习至熟悉全套航测内业处理流程。

培训分两个阶段：
1、无人机操控及外业数据采集

2、摄影测量软件使用

 

|  实验室建设

实验室分为生产实验室、仿真实训平台、影像数据处理实验室、室外实训基地四个实验模块，除了满足各大高校对传统数字摄影测量的教学要求，还能通过实操、虚拟现实交互等手段，使学生更真实的体会课程内容。

 

一、仿真实训平台

1、飞行仿真操作

飞行仿真操作可在3D仿真软件中练习飞机的手动操作，对飞机的操作熟练到一定程度之后再进实机训练可以极大的降低练习过程中的摔机机率。

 

2、无人机仿真操作

无人机仿真操作训练即在虚拟软件系统中实现对无人机的操作练习，仿真训练可以节省训练的成本的同时有效保证实训质量。学生可以在仿真系统中熟悉飞机的特性及航线规划等的操作。同时仿真系统可最大限度的降低学员初步接触飞机时误操作带来的危险。

二、全息实训室
在全息室中，教师可以完成各种无人机的拆装，部件功能了解，通过现场演示进行课程内容的教学。学生可以自主的从任意角度和距离观察教师的操作流程和方式，也可以进行自主的使用和操作，以完成整个使用过程，解决自身的疑点和困惑。极高的沉浸感和参与性，在提高学生学习积极性的同时，也能使其更好的掌握仪器的使用方法，熟悉工程实施流程。

 

三、生产实验室
1、物料库(无人机原材料收纳与储存)

2、工作台（无人机原材料组装与调试）
3、展示区（无人机成品展示）
4、学习区（大型学习和会议）
5、电子设备焊接加工区（无人机电子设备进行加工处理）
6、电池管理区（对无人机储存以及充放电管理）
7、大型设备加工区（放置大型设备，对无人机原材料进行加工）

 

四、室外实训基地

1、小型多旋翼装配练习机：让无人机专业学生在无人机实现零基础上手，了解无人机的简单飞行，原理，以及飞机的架构，培养、激发学生的兴趣爱好；
2、固定翼教练训练机：巩固手动控制固定翼无人机飞行的技能，灵活性，起飞，降落，实行各种技能型的动作，让学生能更好，更熟悉的掌控飞机的各种操作；
3、固定翼天巡AS1200固定翼无人机：了解行业需求的固定翼无人机，实现无人机在行业的应用，为学生以后的就业打下最坚固的基础；

4、天行HO1300八旋翼无人机：了解行业需求的旋翼无人机，实现无人机在行业的应用，包括测绘行业等多方面的应用，为学生以后的就业打下最坚固的基础，主要用于三维建模航测，森林防火，电力架线，电力巡线，森林火灾识别预警等多功能应用，还可搭载不同的设备，属于一款多功能新的旋翼无人机。

 

五、影像数据处理实验室

实验室平面图

无人机航测软件配置：教学版摄影测量工作站SouthEDU、全数字自动空三处理系统SouthUAV、航测立体采集系统iData。

教学版摄影测量工作站SouthEDU：专为航空摄影测量课程定制开发的教学工作站软件，使用网络多节点授权模式，一个软件狗控制同局域网内几十台学生电脑的授权。可进行模拟航空摄影测量内定向，学生在内定向过程标注框标位置，解算出扫描坐标系与像片坐标系之间的变换参数，理解内定向的过程和意义。

工作站可使用空间后方交会法进行外定向，学生识别并选刺影像控制点，解算出影像外方位元素，加深对空间后方交会算法的理解。

全数字自动空三处理系统SouthUAV：SouthUAV是一款全数字自动空三解算软件系统，使用网络多节点授权模式，一个软件狗控制同局域网内几十台学生电脑的授权。该系统提供现代自动化空三解算的功能，让学生在校适应现今无人机航测工作中所使用的同类工具软件和方法。学生在已完成教学版摄影测量工作站的实践课程后，在充分理解航测解算原理和过程的基础上，使用全自动空三处理软件可在全局工作流上认识航测的整体流程。
SouthUAV软件内定向采用标定片拍摄，或输入已检校的相机参数来完成自动内定向。

相机标定(数字内定向)

提供一键自动空三自由网平差解算，得到相对定向成果。

相对定向可视化成果

控制点选刺分为人工选点初刺与预测选刺，在人工初刺3个控制点后自动预测所有点的位置。

绝对定向

系统提供一键自动加密，生成数字表面模型与数字正射影像图空三加密

数字表面模型与数字正射影像图

 

|  就业方向

无人机实训室的学员将来的就业方向可以是无人机企业，或者测绘院、遥感院外业航测人员以及开发人员。无人机实训室建设是以培养无人机专业技术人员为目的，解决国内无人机应用型技术技能人才的需求巨大缺口问题。通过无人机理论基础知识、无人机操控训练、无人机制作调试、无人机维修、无人机行业应用教学等相关技术的学习，培养出无人机专业技术人才。学生通过线上线下的学习、在实践中培养能力，同时不断地参加顶岗式的社会实习，从而逐步达到当前业界的真正需要。
 配备详尽的用户手册，每步操作均有详细的描述。

航测立体采集系统iData

立体采集系统旨在培养学生在立体显示系统下进行数字线划图采集。iData立体采集系统导入SouthUAV空三软件的解算成果，生成核线影像，操作手轮脚进行采集。软件使用简单方便，用户习惯接近传统CASS成图软件，学习曲线平缓，适合学生快速上手及练习使用。