無人機(jī)教學(xué)“真實(shí)學(xué)習(xí)情境模擬”系統(tǒng)，率先推動“智能教室”建設(shè)發(fā)展。2019年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》，在“加快信息化時代教育變革”戰(zhàn)略部署中，明確提出“建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺”。
在這樣的形勢下傳統(tǒng)教室所支撐的課堂形態(tài)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的新常態(tài)，各個層次的學(xué)校主動尋求適合自己的新的教學(xué)模式，智能教室作為現(xiàn)代信息技術(shù)與教育深度融合的產(chǎn)物應(yīng)運(yùn)而生。無人機(jī)教學(xué)“真實(shí)學(xué)習(xí)情境模擬”系統(tǒng)，率先推動“智能教室”建設(shè)發(fā)展。
什么是智能教室
智能教室，就是教室的智能化，即通過智能技術(shù)推動課堂教學(xué)過程與內(nèi)容實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化和互聯(lián)化的應(yīng)用環(huán)境。
智能教室的特征
未來智能教室系統(tǒng)至少應(yīng)該具備六大關(guān)鍵特征：“高效率的互動”“協(xié)同合作學(xué)習(xí)”“分享與再利用”“開放與連接”“多元學(xué)習(xí)”和“真實(shí)學(xué)習(xí)情境模擬”。
這里智能教室提到的，真實(shí)學(xué)習(xí)情境模擬，卓翼智能基于模型設(shè)計(jì)的一體化無人機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)平臺已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這點(diǎn)。
基于模型設(shè)計(jì)的一體化無人機(jī)飛控開發(fā)設(shè)計(jì)平臺的開發(fā)流程圖
如上圖所示基于模型設(shè)計(jì)的一體化無人機(jī)飛控開發(fā)設(shè)計(jì)平臺的開發(fā)流程分為：
1) 系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)需求編寫需求文檔，對整個多旋翼的控制物理模型進(jìn)行系統(tǒng)建模設(shè)計(jì)，并與需求文檔進(jìn)行掛接驗(yàn)證模型是否有誤；
2) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：根據(jù)多旋翼的控制要求，進(jìn)行多旋翼的控制算法設(shè)計(jì)，并與需求文檔進(jìn)行掛接驗(yàn)證算法是否完善；
3) 軟件在環(huán)仿真：利用本方案所搭建的軟件在環(huán)仿真平臺，快速驗(yàn)證多旋翼的控制算法效果，并可以自動注入多種故障進(jìn)行全方位仿真測試；
4) 自動代碼生成：利用Matlab/Simulink自動代碼生成技術(shù)自動生成代碼，并燒寫至DY PixHawk DyEdu飛控中；
5) 硬件在環(huán)仿真：利用本方案所搭建的硬件在環(huán)仿真平臺術(shù)快速驗(yàn)證飛控對多四旋翼的控制性能，并可以自動注入多種故障進(jìn)行全方位仿真測試；
6) 系統(tǒng)測試驗(yàn)證：通過室內(nèi)定位系統(tǒng)，在室內(nèi)對多旋翼進(jìn)行高精度實(shí)際飛行測試，完成真實(shí)環(huán)境實(shí)際飛行測試。
平臺特點(diǎn)：
技術(shù)門檻低，控制算法開發(fā)更專注
用戶只需熟悉Matlab/Simulink的基本操作，便可進(jìn)行多旋翼控制算法的開發(fā)，無需了解C/C++算法編寫、傳感器驅(qū)動與通信規(guī)則等底層開發(fā)任務(wù)；讓用戶能夠更專注地致力于核心工作——多旋翼控制算法的開發(fā)，極大提升開發(fā)效率，降低底層開發(fā)任務(wù)工作量。
化繁為簡，開發(fā)工作“事半功倍”
化繁為簡，大大簡化了傳統(tǒng)飛控算法的開發(fā)流程，助力用戶更專注于多旋翼控制算法的開發(fā)，大大提高了研發(fā)效率；另外，整個設(shè)計(jì)流程是簡化的、基于模型的開發(fā)雛形，達(dá)到“事半功倍”的效果。
邏輯性與系統(tǒng)性并存，構(gòu)建嚴(yán)謹(jǐn)高效研發(fā)流程
從PixHawk自駕儀、硬件在環(huán)多旋翼飛行器仿真器、地面站軟件、遙控器和接收機(jī)等軟硬件設(shè)備及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)包，為用戶提供了一整套控制類教學(xué)服務(wù)升級解決方案，系統(tǒng)性、邏輯性較強(qiáng)，能夠快速對設(shè)計(jì)好的控制算法進(jìn)行實(shí)踐，為即將開始的研發(fā)工作提前建立了基礎(chǔ)研發(fā)平臺，構(gòu)建了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)流程，使得多旋翼控制算法的研發(fā)能夠在一定高度上有序、高效進(jìn)行。
代碼移植方便快捷，節(jié)約開發(fā)成本
代碼由Matlab/Simulink開發(fā)，兼容性很強(qiáng)，用戶可對代碼靈活修改，不會被編程風(fēng)格或文檔問題所限而難以更改；同時，Matlab/Simulink可以根據(jù)不同的軟硬件系統(tǒng)生成不同的代碼，移植方便快捷，避免了技術(shù)的二次開發(fā)，縮短了研發(fā)周期。
科學(xué)規(guī)劃，由淺入深，逐步推進(jìn)
本研發(fā)平臺為用戶規(guī)劃了科學(xué)的開發(fā)實(shí)驗(yàn)流程，整個開發(fā)過程由淺入深，逐步推進(jìn)，分為四大階段：設(shè)計(jì)階段、仿真階段、半物理仿真階段以及實(shí)際飛行階段，便于逐步深入學(xué)習(xí)、領(lǐng)悟，推動研發(fā)進(jìn)程。
平臺系統(tǒng)組成：
基于模型設(shè)計(jì)的一體化無人機(jī)飛控開發(fā)設(shè)計(jì)平臺由以下4大部分組成：多旋翼飛行器Matlab/Simulink模型、PixHawk自駕儀、硬件在環(huán)多旋翼飛行器仿真器、遙控器和接收機(jī)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)包（指導(dǎo)書、視頻、例程）。
智能教室是教室發(fā)展和變革的階段產(chǎn)物，它的設(shè)計(jì)和應(yīng)用都是為智慧課堂服務(wù)的，它使得智慧課堂不僅是一個智能化的教與學(xué)空間，而且還是一個教與學(xué)活動的生態(tài)系統(tǒng)。而無人機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，將成為高校無人機(jī)教學(xué)智能實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分。當(dāng)下，卓翼這款基于模型設(shè)計(jì)的一體化無人機(jī)飛控開發(fā)設(shè)計(jì)平臺，必會對無人機(jī)教學(xué)研究起到良好的推動作用。
筆者進(jìn)一步獲悉，該技術(shù)團(tuán)隊(duì)由北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等知名高校畢業(yè)的博士和碩士組成，擁有多年教育類無人機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。卓翼智能公司始終堅(jiān)持“專業(yè)、創(chuàng)新、服務(wù)、發(fā)展”的經(jīng)營理念，力求以領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，高品質(zhì)的服務(wù)來滿足用戶的需求，將卓翼智能團(tuán)隊(duì)打造成為全球領(lǐng)先的教育類無人機(jī)系統(tǒng)解決方案提供商。
另據(jù)行業(yè)信息顯示，該團(tuán)隊(duì)與多個高校建立重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作，與北航、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、哈工大等多所著名高校的飛行控制實(shí)驗(yàn)室建立長期深度合作。數(shù)位資歷深厚的北航教授、副教授擔(dān)任技術(shù)顧問，確保研發(fā)環(huán)境和設(shè)備的先進(jìn)性及行業(yè)技術(shù)的前瞻性。在無人機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)、飛行控制、抗風(fēng)穩(wěn)定、slam視覺導(dǎo)航、集群與協(xié)同、高精度室內(nèi)定位系統(tǒng)、無人車等多個領(lǐng)域擁有國內(nèi)一流的核心技術(shù)，擁有國內(nèi)多項(xiàng)技術(shù)專利，疫情防控下無人機(jī)大顯身手助力高校無人機(jī)教學(xué)科研強(qiáng)勢起航。
