浙教版（2023）九年级全册第三单元 智能预测与无人机飞行第16课 无人机创意飞行公开课课件ppt

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实践意识：深入理解无人机编队飞行的基本原理，包括通信协议、协同控制、路径规划等关键技术。通过小组合作探究学习，能够自主设计并实现多架无人机的编队飞行方案，包括队形设计、飞行轨迹规划等，体现实践动手能力和团队合作精神。在无人机编队飞行设计过程中，能够遇到并主动解决技术难题，发挥创新思维，不断优化飞行方案，提升实践效果。
社会责任：认识到无人机编队表演在文化传播、科技展示、商业推广等方面的社会价值，明确学习无人机编队飞行的意义。在学习和实践过程中，自觉遵守无人机飞行的相关法律法规和道德规范，确保飞行活动的安全、合法和文明。关注无人机技术对社会环境、公共安全等方面的影响，积极参与社会公益事业，利用无人机技术为社会做出积极贡献。
无人机编队的应用领域相当广泛，以下是一些主要的应用领域：
无人机保证安全飞行主要依靠以下几个方面：
实现信息共享、任务分配和指挥控制
无人机能够保持一定的间隔和队形，协同完成任务
无人机能够按照预定的轨迹进行飞行
无人机编队的运用创意表演
生活中，我们经常看到鸽子、大雁、蜜蜂等群体飞行，它们通过彼此间的信息交流，自发地形成有规律的飞行编队。借鉴生物群体交流信息和协调集体行动的方式，并将这样的智慧应用于无人机的编队飞行中，以优化其飞行模式。
无人机编队飞行是指多架无人机为适应任务要求而进行的某种队形排列和任务分配的组织模式，它既包括编队飞行的队形产生、保持和变化，也包括飞行任务的规划和组织。1.编队飞行关键技术常见的编队飞行关键技术包括通信、自主导航、集群控制、防碰撞、任务规划等。
一、无人机编队飞行基础
(1)通信技术编队飞行过程中，无人机之间需要进行实时通信，以保证飞行的协调性和安全性。无人机之间进行通讯是实现协同飞行、共享信息等功能的基础编队通讯可以通过无线电、红外线、激光等方式进行。
(2)自主导航技术编队飞行需要无人机具备一定的自主导航能力，以实现在不同的环境下自主调整飞行轨迹和姿态。自主导航技术涉及传感器、导航算法、控制器等多个方面。(3)集群控制技术编队飞行需要对多架无人机进行集群控制，以实现飞行的协调性和同步性。集群控制技术包括领航、跟随、协同等多个方面。
(4)防碰撞技术编队飞行过程中，无人机之间需要保持一定的间距和速度，避免发生碰撞。因此，需要采用高精度的避障和防碰撞技术，以确保飞行的安全性和稳定性。(5)任务规划技术编队飞行需要对不同的任务进行规划和优化，以满足不同的需求。任务规划技术包括路径规划、任务分配、资源调度等多个方面。
2.编队表演流程无人机编队飞行的流程主要分为编队集结、编队保持和编队重构三个部分。其中编队集结分为编队形成和编队解散;编队保持分为编队朝任务区飞行和编队返回;编队重构是指编队朝任务区飞行过程中动态调整队形和进入任务区域执行任务时的动态调整(如图16-1)。
图16-1 无人机编队飞行流程
3.编队飞行实例编队飞行是无人机按一定队形编组或排列飞行，应用范围广泛，除了军事领域外，也是近年来越来越受欢迎的一种艺术表演形式(如图16-2)。
图16-2 无人机编队表演
在广袤的宇宙之中，有一些恒星不像太阳一样“孤独”地运转，而是有另一颗恒星相伴，两颗恒星互相环绕运转，在天文学中叫作“双星系统”，即两颗恒星互绕旋转的系统(如图16-3)。
二、无人机编队飞行实践
图16-3 双星环绕示意图
用无人机模拟质量相同的两个恒星互相环绕飞行以实现“双星环绕”效果，如图16-4所示
图16-4 无人机编队飞行示意图
1.问题分析两架无人机相对摆放，并保持一定的距离(如2米)。联网成功后同步起飞，使用弧线坐标类的飞行模块，绕圆弧进行飞行，两架无人机的航线恰好拼成一个圆形轨迹，重复执行相同次数，最后降落。这就是“双星环绕”编队飞行的基本步骤。
2.设计流程图参照上述分析，以无人机模拟“双星环绕”效果，以环绕10圈为例，设计流程图如图16-5所示。
图16-5 无人机模拟“双星环绕”流程图
3.项目实施不同的无人机，编程环境和编程语言可能也不同，但完成任务的基本思路是相似的。根据上述分析和流程图，结合表16-1准备和实施无人机编队飞行。
表16-1 项目实施方案
图16-6模拟三星环绕飞行示意图
以小组为单位，举办一次班级无人机编队表演秀。
无人机是通过编程来实现表演的，那么我们来看看通过编程，我们的无人机还可以做些什么好玩的事情吧