
中航恒拓智能科技河北有限公司成立于2014年7月,是一家专注于人工智能系统研发的高新技术企业。历经多年发展,中航恒拓在机器视觉、空间建模、智能控制等方面均取得了一定的成就。公司拥有强大的技术研发能力,除在河北石家庄拥有高规格的研发、生产基地外,2016年起先后在北京、浙江杭州、广东深圳、河北保定等地成立研发中心,拥有高性能数据中心,可满足深度学习模型训练、推理等需求,同时依托多所高校成立联合实验室。
研发团队核心成员来自国内外知名高校,其中博士硕士占比超50%,多人拥有高级职称,团队拥有二十余年无人机与人工智能研发经历,核心成员曾在英特尔、中国科学院等知名企业和单位任职十余年,为公司提供坚实技术保障,拥有一批具有自主知识产权的技术与产品,团队成员先后发表高水平论文数十篇,申请专利及软件著作权百余项。
公司产品和解决方案深受市场欢迎,多家科技馆引入产品作为启发青少年科技创新积极性的重要展示项目。2021年,高精度室内定位自主飞行无人机解决方案亮相中国科学技术馆机器人大秀场,为观众呈现了精彩绝伦的表演,取得了广大观众一致好评。2024年,承担广东科学中心修缮改造项目之“航空航天”展馆重点展项设计与实施之中“无人机表演秀”展项的研发任务,提供亚毫米级超高精度无人机室内自主定位及飞行解决方案,取得了较好的视觉展示效果。
先后与多家高校联合,研发有更高技术水准且更具应用价值的产品和解决方案。与北京理工大学联合研发脑机接口控制系统,成功研制面向多域、多任务的“脑控”智能系统,将空地协同机器人系统与无人机系统进行智能融合,形成“脑控”空地协同无人系统,该项目2020-2022连续三年参展世界机器人大会,获评为2023世界机器人大赛十大技术创新成果,受到中国教育电视台、北京电视台、凤凰新闻等媒体多次报道。新加坡国立大学依托于OWL Mini 3系列无人机构建10机蜂群系统。
于2017年与中航无人机合作成立无人机教育品牌,专门致力于教育、科研无人机领域,主要提供面向教育教学及科研、竞赛的人工智能+无人机解决方案及相关配套产品。教育类主要产品及服务包括面向教育的无人机实训平台、无人机创客实验室解决方案、无人机实训实验室解决方案、职业院校无人机应用技术专业建设方案、无人机产教融合实训基地建设等,为各类教育机构提供无人机教育、实训实践、竞赛及学科建设一站式服务。先后与清华大学、北京航空航天大学等知名院校在内的全国数百所院校和科研单位合作,设立无人机专业、成立无人机实验室,为用户提供了大量教学无人机设备和无人机专业师资培训,为我国低空经济的发展做出一定的贡献。

助力清华大学建设具有自身特色的无人机创新实验室,为相关技能竞赛、师资培养、教学服务提供必要的支撑,实验室的硬件以及技术环境进行设计和科学理论的就位,进一步促进学校科技智能教育的发展,促进学校教学能力的提升,为学校的教学发展增添一抹科技亮色。

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在全球科技日新月异的背景下,无人机技术作为21世纪最具潜力的新兴技术之一,正引领着一场科技革命。无人机以其独特的飞行能力、广泛的应用场景和低廉的运营成本,在全球范围内引起了广泛关注。从军事侦察到民用航拍,从农业植保到物流配送,无人机技术正逐步渗透到各个行业领域,成为推动经济社会发展的新动力。近年来,随着人工智能、大数据、云计算等先进技术的快速发展,无人机技术也迎来了前所未有的发展机遇。无人机的智能化水平不断提高,自主飞行、避障、目标识别与跟踪等能力显著增强,使得无人机在更多复杂环境中得以应用。同时,随着电池技术、材料科学的进步,无人机的续航能力、载重能力也得到了大幅提升,进一步拓宽了其应用场景。
此外,随着国家对无人机产业支持力度的不断加大,无人机市场前景广阔。据统计,全球无人机市场规模近年来持续增长,预计未来几年仍将保持高速增长态势。在此背景下,无人机专业的建设不仅有助于提升学院的教学和科研水平,还将为地方经济社会发展注入新的活力,推动无人机产业在当地的快速发展。随着无人机技术的快速发展,其在航空技术、智能控制及遥感监测等领域的应用日益广泛。无人机实训室建设项目是在国家加快无人机产业发展、促进智慧农业与智慧城市建设的战略部署下提出的。当前,无人机技术正面临飞行稳定性、作业精度、智能化水平等关键问题的挑战,亟需通过深入研究和创新实践来解决。
“人工智能+”(Artificial Intelligence Plus,AI+)是指将人工智能技术与各行各业深度融合,推动产业转型升级和创新发展的一种理念与实践。它不仅是将人工智能应用于某一特定领域,而是通过技术的集成与创新,实现对传统行业的全面赋能与重构。机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支,用机器代替人眼来做测量和判断,通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,得到被摄目标的形态信息,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

同时,随着自主协同技术的突破,无人机蜂群正从实验室概念演变为颠覆战争规则的“新锐力量”。它既是对未来“无人化、智能化”战争形态的预演,也是大国博弈中低成本战略威慑的具象化载体:通过数百架廉价无人机的高效协同,既能执行侦察、打击、电磁压制等复合任务,又可消耗敌方昂贵的防空资源。无人机蜂群作为一种新兴的集群智能系统,正逐渐改变着多个领域的运作模式。它由大量低成本、小型化的无人机组成,通过协同合作完成复杂任务,具有极高的灵活性和适应性,展现出巨大的发展潜力和应用价值。
专业的建设,旨在提升我国在无人机技术领域的自主创新能力,推动相关产业的转型升级,为经济社会发展注入新的动力。同时,培养更多具备无人机技术研发和应用能力的专业人才,满足社会对无人机技术人才的需求。同时,本专业的设立还能够提升学校科研实力,将为无人机技术的深入研究提供有力支持,有助于产出高质量的学术论文、技术专利和科研项目。促进产业发展,通过技术创新和成果转化,推动无人机技术的产业升级,为相关产业提供技术支持和解决方案,服务社会需求,无人机技术在农业植保、环境监测、应急救援等领域的应用需求日益增长,实训室建设将有助于满足这些需求,提升社会整体效益。
专业建设具备较高可行性。首先,市场需求与产业前景支撑,应用领域多元化,无人机技术已渗透至农业精准喷洒、物流配送、环境监测、应急救援等20余个领域,其中农业无人机市场规模增速超30%,其次,人才缺口显著,无人机操控、维护及反制技术等岗位需求激增,技术与产业基础成熟,核心技术突破,自动驾驶、5G通信、AI图像处理等技术已实现商业化应用,支撑无人机在复杂环境下的自主飞行与任务执行。产业链协同完善,从硬件制造到软件开发生态完整,电动垂直起降飞行器、智能机场等配套基础设施加速落地。政策与战略布局明确,国家级政策扶持,中国将低空经济纳入新增长引擎,出台空域管理改革、研发补贴等政策,并推动校企共建产业生态。区域经济协同,多地政府通过专项工作小组机制,深化通用机场建设、低空旅游开发等合作项目。同时,随着人工智能技术的发展,人工智能 + 无人机也逐渐得以应用,如何使人工智能技术惠及千家万户,如何进一步促进无人机智能化也是今后研究的热点,专业的建立,亦可满足相关领域的交学与科研工作。

随着无人机技术的快速发展,无人机在各个领域的应用日益广泛。为了满足行业对无人机专业人才的需求,建设校内实训基地显得尤为迫切。通过实训基地的建设,可以为学生提供更加贴近实际工作环境的学习和实践机会,提高他们的专业技能和实际操作能力,从而更好地适应行业发展的需要。
■教学与培训需求细化
传统的教学模式往往侧重于理论知识的传授,而缺乏实际操作和实践环节。通过建设校内实训基地,可以打破传统教学模式的束缚,将理论与实践相结合,使学生在实际操作中深入理解和掌握无人机技术,提升教学质量和效果。随着新设备的引入,针对无人机相关的教学与培训需求进行了全面细化。首先,在课程体系建设方面,注重将新设备与现有无人机相关课程紧密结合,构建了一个涵盖无人机原理、飞行控制、数据处理、航拍与遥感应用等多方面的完整课程体系。这些课程不仅注重理论知识的传授,更强调通过实践操作来加深学生对理论知识的理解,从而培养他们解决实际问题的能力。例如,在无人机原理课程中,会结合新设备的结构特点,详细讲解其工作原理,并安排学生进行实际操作,亲身体验无人机的飞行控制过程。
在实操训练方面,设计了丰富多样的训练项目,旨在全面提高学生的动手能力和团队协作精神。这些训练项目涵盖了无人机操作、维护、编程等多个环节,通过模拟真实场景和任务,让学生在实践中不断锻炼和提升自己的技能。同时,还注重培养学生的团队协作能力,通过小组合作的方式完成训练任务,让他们学会相互协作、共同解决问题。此外,为了确保教师团队能够胜任新设备的教学和科研工作,还加强了师资培训提升工作。组织教师参加设备操作、软件应用、数据分析等方面的专业培训,使他们能够熟练掌握新设备的使用和维护方法,从而更好地指导学生进行相关学习和研究。
■科研创新需求拓展
在推动科研创新需求的拓展方面,跨学科研究的促进成为了一个关键策略。新设备的引入应着重于支持多学科交叉研究,通过融合计算机科学、电子工程、机械工程与地理信息科学等领域的专业知识,为无人机技术在农业、环境监测、城市规划等多个领域的应用创新提供强有力的支撑。这样的跨学科合作不仅能打破传统学科界限,还能激发新的研究思路和方法,从而推动相关领域的前沿探索和技术突破。学院应鼓励和支持师生围绕这些新设备,开展自主导航、智能避障、精准农业、环境监测等高端技术研发项目,这不仅能够提升学院的科研实力和竞争力,还能为社会带来实际的技术创新和效益。同时,随着人工智能技术的发展,单纯对无人机操作已经无法满足社会对高层次无人机人才的需求,从能充分利用人工智能带来的便利到应用开发,学校也应逐步提升教学内容的深度,提升学生在新时代背景下的综合竞争力。

■推进学生就业创业
随着无人机相关政策的出台,无人机行业更是获得了巨大的发展机遇,国务院办公厅印发了《关于促进通用航空业发展的指导意见》,提出扩大低空空域开放力度,并简化了审批流程,加大资金支持,强化人才培养,支持大专院校和职业学校开设通用航空类专业,培养相关专业技术和管理人才。无人机人才为国内紧缺型人才之一,依托航空学院应急救援专业开展无人机应用技术教育培训,学生通过系统学习可以直接就业从事应急救援无人机应用技术相关岗位,或者直接创业。
校内实训基地的建设不仅可以提升学生的专业技能和实际操作能力,还可以为他们提供更多的就业和创业机会。通过与企业的深度合作,学生可以了解行业的最新动态和市场需求,从而更好地规划自己的职业生涯和创业路径。
此外,加强产学研合作也是推动科研创新需求拓展的重要途径。学院应积极与无人机产业链上下游的企业建立紧密的合作关系,通过联合开展技术研发、人才培养和成果转化等工作,形成产学研用协同创新的良好生态。这种合作模式有助于将学院的科研成果快速转化为实际生产力,同时也为企业提供了技术创新和人才支持,实现了双方共赢。通过产学研合作,不仅能加速无人机技术的商业化进程,还能在实践中培养更多具备创新能力和实践经验的高素质人才,为行业的持续发展注入新的活力
■社会服务需求深化
校内实训基地的建设不仅可以服务于本校的学生和教师,还可以面向社会提供培训和服务。实训基地可用于无人机执照培训,为学员提供专业的无人机操作技能和知识,帮助他们获得相关执照,提升就业竞争力。在无人机技术的广泛应用背景下,致力于深化社会服务需求,提供定制化的技术解决方案。首先,针对地方政府和企业的多样化需求,设计并实施定制化的无人机技术服务方案。这些方案涵盖城市规划、环境监测、灾害评估、农业植保等多个领域,通过无人机的高效、精准作业,助力地方政府提升治理能力,帮助企业优化运营流程,实现经济效益与社会效益的双赢。同时,还可以开展光伏板清洗、森林草原消防巡查、低空物流配送、低空文旅等服务,与企业和其他机构合作,承接各种无人机相关的培训项目和服务任务,为学校创造更多的社会效益和经济效益。例如,在城市规划中,利用无人机进行高分辨率航拍,快速获取城市空间信息,为城市规划者提供直观、准确的数据支持;在农业植保方面,通过无人机喷洒农药,实现精准施药,减少农药使用,提高农作物产量和品质。
此外,注重数据价值的挖掘与利用,致力于构建数据服务平台。利用无人机新设备采集的大量数据,建立数据分析与处理平台,运用先进的大数据分析技术,为政府和企业提供深度洞察和决策支持服务。通过数据分析,政府可以更加精准地掌握环境状况、灾害影响等信息,为政策制定提供科学依据;企业则可以利用这些数据优化生产流程,提高市场竞争力。同时,还积极开展公众科普教育活动,通过举办无人机展览、讲座、工作坊等形式,提高公众对无人机技术的认知度和接受度,为无人机技术的普及和推广贡献力量。这些活动不仅增强了公众的科技素养,也为无人机技术的未来发展奠定了坚实的社会基础。
■促进学校向高层次发展
在满足基础教学要求的同时,提升学生的职业能力,有效带动实习、就业质量的提高,做到专业的可持续发展,创办特色专业、品牌专业,还可以作为本校及周边院校的专业教师的教学能力提升和经验技术交流基地,满足青年教师的教学业务提高、骨干教师的特色教学改革、学科带头人的品牌专业建设需求,实现教师队伍专业化梯队建设。根据当前教育发展趋势和“1+X”标准,以及无人机生产制造企业及应用企业等不同类型对从业人员的要求,达成学生技能考核评价的目标,并能承担高技能人才技能大赛低空经济及无人机项目和大赛等。
综上所述,校内实训基地的建设对于满足行业发展需求、提升教学质量与效果、促进学生就业与创业以及增强学校社会服务能力等方面都具有重要的意义和作用。因此,该项目的实施是必要的和迫切的。
“无人机赛证融通”强调将无人机的相关课程、培训和技能竞赛与相关的职业资格证书相互融通、相互促进。这种模式的目的是通过综合性的教育培训,提升无人机操作和应用人员的专业技能和素质,同时为他们提供获取职业资格证书的机会,从而更好地满足无人机行业的人才需求。通过组织无人机技能竞赛,为学生提供一个展示自己技能的平台,同时也可以检验学员的学习成果,提升学校知名度和影响力,技能竞赛包括无人机飞行比赛、无人机编程比赛、无人机应用创新比赛等多种形式。
中国无人机影像大赛是搜狐首创于2015年的经典赛事,活动规模国内最大,是无人机影像领域的年度盛会,主要设短片和图片两个主竞赛单元以及年度大奖,还增设网友心选系列奖、FPV花飞(freestyle)等特色奖项,并向水下无人机作品等创新形式开放。
中国工程机器人大赛暨国际公开赛作为一个公益性、非营利赛事,目前由教育部高等学校创新方法教学指导委员会等机构主办,从2011年发起设立,经过几年的发展,已经形成搬运工程、竞技工程、竞速工程、医疗工程、工程越野、工程创新设计等面向工程应用、突出创新实践、在国内有一定影响力的机器人科技竞赛活动。中央电视台、人民网等新闻媒体多次对大赛的有关情况进行过报道。
全国无人机创新技能大赛由中国光学工程学会、中国无人机产业创新联盟主办,北京日星宇软件有限公司承办,中国人民警察大学无人机技战术研究中心、北京仪器仪表学会等单位协办。大赛旨在促进无人机专业人才培养,引导参赛单位探索无人系统创新设计和协同应用,更好地满足无人机产业人才需求。
CAAC是中国民用航空局的英文缩写,相应的无人机驾驶执照是由中国民航局飞行标准司直接签发的,含金量极高,是无人机行业从业者入行的敲门砖,具有权威的法律效力,取得该执照可申报空域、申请航线、从事无人机相关的商业活动等。CAAC无人机执照可分为三个等级,分别为视距内驾驶员、超视距驾驶员、教员,获得执照后可增发ALPA、AOPA证书。
无人机装调与维护实训室是一个专为无人机应用技术专业设计的综合性实训平台,集成了先进的无人机模拟飞行软件和硬件设备。该实训室的主要功能包括为相关课程提供教学与实训支持,通过高度仿真的飞行环境帮助学生掌握无人机操作技能;进行模拟飞行训练,提升学生的飞行技能水平和应急处理能力;模拟无人机在应急救援等场景中的应用,增强学生的实践经验和应对复杂情况的能力;同时实训室配备了各种无人机型号及其零部件、专业的装配工具、调试设备和测试仪器,旨在为学生提供一个真实的无人机装调工作环境。其主要功能包括:支持无人机结构与系统、无人机维护技术等课程的教学与实训,使学生掌握无人机的构造原理、装配流程、调试技巧和维修方法;提供无人机装调实训平台,让学生亲手进行无人机的组装、调试和测试,积累实践经验;同时,实训室还承担无人机故障排查与维修的教学任务,帮助学生提升解决无人机实际问题的能力。通过无人机装调实训室的学习与训练,学生能够全面掌握无人机的装调技能,为未来的无人机应用与维护工作打下坚实的基础。

无人机执照考证仿真系统通过在计算机上安装模拟软件并搭配专用遥控器,能够高度还原真实场景下的无人机操作。该系统突破了真实飞行在时空、成本与安全方面的限制,为无人机操作学习、技能提升与技术验证提供了一套高效、安全的实践解决方案。

无人机零部件维修测试平台主要面向无人机调试与综合应用维修测试实训工作,通过该维修测试平台,学生能够掌握无人机常见故障维修及综合测试应用。
平台构造合理,操作便捷,功能丰富,采用一体集成式设计,配备防静电实验操作台,集成波形采集模块,波形发生器,数字万用表,可编程直流电源,可编程直流电子负载等设备,可用于无人机调试与综合应用维修测试实训、无人机常见故障维修及综合测试应用,能够进行无人机电机、控制机构、信号传输、遥控器等部分测试并可对控制程序进行综合编程练习,还可以用于无人机软件调试、参数设置、地面站及应用程序开发等。

多旋翼无人机原理示教平台面板集成飞控、飞控减震球、四路电机、四路电调、机架、分电板、电池、遥控器、接收机等部件,能够展示无人机部件和构成、基本原理、相关部件关系等,可用于无人机结构原理认知、无人机飞控系统调试、动力系统调试、载荷拓展模块设计开发调试等,还可以学习遥控系统、演示机械爪、图传与显示屏、反无人机系统的构造与工作原理,整体结构便于教学使用,可接入220V电源,通电后即可正常演示所有功能,机柜底部带4个万向轮方便移动。

无人机综合调试与检测实训系统整机功能丰富,既可满足课程教学使用,还可以满足竞赛、研究等需求,可做到一机多用。系统集成了无人机地面站系统、高精度示波器、万用表等多种部件,可满足无人机调试、信号波形查看、各传感器数据查看等需求,还能够满足无人机调试与试飞、不同飞行模式飞行体验等需求,拥有无人机升降平台,能够确保试飞过程中的安全,满足新机组装后验证、维修零件后验证、PID参数调节、抗风性能测试,还能够通过集成的拉力传感器、振动传感器实现零部件疲劳测试、整机及单电机拉力测试、结构震动测试等功能。

室内教学拆装调无人机实训平台HT380是一款专为教学而生的无人机实训平台,外观设计精美,机身采用高强度碳纤维和航空铝材质,配以M3内六角碳钢螺丝,牢固可靠,不易损坏,寿命长,可用于反复拆装,能够清晰展示无人机各零部件外观,使学生了解无人机基本构造与原理。配套多自由度桌面调试系统,无人机可通过快拆接口连接到调试器,配套专业遥控器,学生可在室内桌面上进行飞行调试,调参,避免炸机。
提供完备的使用说明书、拆装调试手册、全系列视频教程等学习资料,不仅可进行无人机相关教学以及零部件调试、故障检测维修、地面站调试与设置等学习,还可以用于学科竞赛、二次开发和改装。

无人机装调飞测一体化实训操作平台采用防静电木质台面设计,结构稳固,经久耐用,安全可靠,能够与室内教学拆装调无人机实训平台搭配,在保证安全的前提下测试和观察组装或维修后的无人机飞行状态,降低无人机调试时的风险。
平台提供控制终端和配套的地面站软件,可满足无人机原理学习、组装维护、综合调试、软件参数设置等需求,可供无人机组装与调试、无人机维护修理等课程使用,还可以满足无人机地面站相关课程学习使用,实现一机多用。

无人机故障检修实训平台功能全面,涵盖了硬件配置、飞行模式、传感器集成、功能扩展、实训平台结构、安全设计、故障设置与检测以及故障检测与维修等多个方面,能够为学生提供丰富的实训内容和良好的学习体验,有助于培养学生的无人机故障检测与维修能力。
该平台能够还原四旋翼无人机系统构成,直观展示无人机内部线路的连接方式,帮助学生深入了解无人机的硬件结构和电气连接。支持多种无人机故障情景,包括动力电源故障、分电板故障、电机供电故障、电机信号故障、接收机故障、飞控供电故障、电机转向故障等,接头采用插拔接口设计,可同时设置多种不同的无人机故障情景,设置的故障可通过插拔接口或者开关进行恢复复原,方便学生进行故障模拟和维修练习。

无人机智能电池管理系统采用集成式手提航空箱设计,面板包含4路充电组接口,每组包含2-6S充电接口,最多可同时充放 4路2-6S锂聚合物电池。
支持多种安全保护设计,电源输入反接、欠压、过压保护和输出充电反接保护。
实时显示充电状态、每片电池的充电电流、电池电压和充电电量,对电池状态情况一目了然。
可选工作模式,支持轮流充电、同时充电、放电、电压检测;拥有极高的平衡效率,即使不平衡的电池组,在1C充电条件下,充电时间亦不到1小时。
系统功率低,效率高,自身功耗不超过1W,拥有极高的电能使用效率,充电时充电器不发热。
支持电池分析功能,可查看每片电池的起始电压,充电容量,停止电压。

固定翼无人机实训教学平台是一款专为职业院校打造的模块化、高安全、长航时一体化教学解决方案。它采用独特快拆设计与高升阻比翼型,支持手抛起飞与60分钟以上超长续航,完美覆盖从结构认知、组装调试、多模式飞行操控到维护保养的全链条实训需求,其优异的抗失速特性与耐损机身显著保障了教学安全,是理论结合实践的理想教学载体。

这款无人机电池安全防爆柜采用全钢四层结构,内部尺寸为长 500mm、宽 380mm、高 740mm,可分层存放无人机电池。其核心功能是通过坚固的全钢材质和多层设计,为电池提供安全储存空间,有效隔离和防范电池可能发生的爆炸、起火等风险,保障电池存放过程中的安全性。

无人机飞行安全防护场地全方位守护无人机飞行训练和科学研究,为无人机实训实验筑起安全屏障,可避免因操作失误导致的人员受伤。
场地标准尺寸为5.0 m × 5.0 m × 2.5 m,采用桁架骨架结构、5英寸尼龙防护网,配套海绵地垫,不仅可用于无人机日常和赛前训练,也可搭建任务场地用于课题研究实验和各类创新实践。
| 序号 | 设备或部件名称 | 单位 | 数量 | 品牌 | 型号 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 无人机执照考证仿真系统 | 套 | 25 | 中航恒拓 | SM-KZ |
| 2 | 无人机零部件维修测试实训平台 | 套 | 1 | 中航恒拓 | WX100 |
| 3 | 多旋翼无人机原理示教平台 | 台 | 1 | 中航恒拓 | YL100 |
| 4 | 无人机综合调试与检测实训平台 | 台 | 1 | 中航恒拓 | TS100 |
| 5 | 室内教学拆装调无人机实训平台 | 架 | 25 | 中航恒拓 | HT380 |
| 6 | 无人机装调飞测一体化实训操作平台 | 台 | 25 | 中航恒拓 | ZT100L |
| 7 | 无人机故障检修实训平台 | 套 | 25 | 中航恒拓 | GZ100 |
| 8 | 无人机智能电池管理系统 | 台 | 2 | 中航恒拓 | HT-Charger |
| 9 | 固定翼无人机实训教学平台 | 架 | 2 | 中航恒拓 | HT-G1100 |
| 10 | 无人机电池安全防爆柜 | 套 | 1 | 中航恒拓 | FB74 |
| 11 | 无人机安全飞行防护场地 | 套 | 1 | 中航恒拓 | HT-Flight Zone |
无人机系统开发实验室支持飞行原理、导航控制等理论课程的配套实践,还提供行业应用模拟实训,让学生在真实环境中进行无人机操作,增强其实战经验;同时还承担无人机行业解决方案设计与产品优化的教学任务,培养学生的创新思维、软硬件开发能力和项目管理能力。

OWL 3/ OWL mini 3 系列无人机拥有自主研发的双目传感器和开发平台,平台支持 ROS 接口,提供了 8 核 CPU和6 Tops NPU计算资源,基于 PX4 开源飞控,预装融合了港科大的 VINS_Fusion VIO 算法的自定位系统,可以满足室内无人机定位需求,同时提供了 Ego-Planner 视觉避障算法,可以提供视觉避障功能。是一个安全、可靠、前沿、综合的无人机学习、实验平台,满足多样化的科研需求。集成 iTof、双目视觉、下摄激光、双轴增稳云台和超高清摄像头等多种传感器,能够有效感知规避 5 mm 直径的障碍物,用于 GNSS 拒止境下基于视觉的无人机飞行、定位、导航、避障、识别、跟踪等算法学习、实验、开发、验证,以及室内无人机组网编队的开发、实验。云台摄像支持机载高清高画质编码录制,同步支持低延迟视频图像传输功能,能清晰捕捉目标画面并实时传输给地面控制端或其他相关设备。






除基于视觉外,还可以提供基于激光雷达和 RTK 的版本。目前可以提供的 SLAM 类别包括基于单目摄像头、立体摄像头、激光雷达、IMU 等传感器的算法。课程组可以提供单目摄像头、立体摄像头、单线/多线激光雷达、面阵激光雷达、IMU 等多种传感器,便于同学开展实验研究。
三个版本的特征如下:

OWL Mini 3无人机体积小,重量轻,更加适合算法验证。

猫头鹰3,实战派。全能旗舰,助力科研成果转化落地,与猫头鹰Mini 3相比,猫头鹰 3体型更大,负载更强,能够搭载更多设备,适用于更多场景。


OWL 3L搭载VisBot 3代视觉模块,双轴增稳云台以及4线LiDAR激光雷达,适用于无GPS环境下基于视觉/LiDAR的无人机定位/导航/避障算法的验证与开发,以及室内无人机组网编队的研究。
激光雷达定位基于LiDAR激光传感器获得的点云数据,融合惯性导航模块的6轴数据,实现LIO算法。
视觉定位基于双目视觉传感器捕获的双目图像,融合惯性导航模块数据,实现VIO算法。
可基于动作捕捉系统定位,支持VRPN协议实时获得定位信息,提供真实飞行数据。
支持基于LiDAR点云/iTof深度图/双目产生深度图,实时生成地图和路径规划的避障算法。

激光雷达通过发射激光束并接收反射光来测量距离,能够提供高精度的距离数据,可精确探测到障碍物的位置、形状和大小等信息,相比单纯的视觉传感器,激光雷达传感器受光照条件、物体表面纹理等因素的影响更小。可以在诸如电磁干扰、强光干扰等复杂的环境中稳定工作,减少因外部干扰而导致的误差,保证无人机对周围环境的准确感知。结合激光雷达获取的大量精确距离数据和OWL3L自身的计算能力,能够快速构建出周围环境的三维模型,为无人机的自主导航、路径规划以及避障提供更全面、准确的信息基础,使其能更好地适应复杂多变的环境。

HT500Z是面向教学与竞赛的机械抓取无人机实训平台,配备可拆卸机械爪模块,支持物品抓取、运输及定点投放功能。
系统内置航线规划与基础避障能力,可满足物流运输课程实训需求,也可用于无人机相关竞赛。平台采用模块化设计,支持二次开发,便于与教学体系对接。

嵌入式及无人机案例实验箱不仅可以满足传统的嵌入式及STM32相关课程的教学实验需求,还为课程设计提供了丰富的无人机飞控工程案例化实验。
该实验箱由四大部分组成,分别为STM32嵌入式实验板卡、平面对轴平衡调试平台、遥控控制器及配件、四轴飞行器。
通过嵌入式及无人机案例实验箱,可实现嵌入式系统课程、嵌入式传感器、自动控制、无人机飞控开发等方向的实验教学。嵌入式实验板卡的处理器采用STM32F407,可以实现丰富的嵌入式硬件外设实验,还可与平面对轴平衡调试平台配合完成对轴控制实验,实现无人机的飞控开发入门学习。

无人机通常采用多种传感器,通过数据融合技术将来自不同传感器的数据整合成更准确的信息。传感器之间的协同工作可以实现无人机的高度自主飞行和复杂任务执行。无人机传感器技术开发实训平台提供多种传感器模块,主要包括惯性导航传感器模块、红外传感器、温湿度传感器、火焰传感器等。传感器模块套件配合单板计算机,实现各种传感器原理、应用、上位机软件编写等实验。
无人机GNSS INS惯性组合导航开发模块可用于学习无人机惯性导航。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。

HT-Z2是一款专为教学而生的小型农业植保无人机竞赛实训平台,配备微型配套水箱、两个雾化喷头,与大型植保无人机功能和原理均相同,可满足植保教学、新手培训以原理展示和学习等用途,支持二次开发与改装,适用于各类学科竞赛和课程设计等需求,还可用于蔬菜大棚等小范围农业生产场景以及小面积场地消毒等用途。

本平台专为院校无人机航拍与开发教学打造,采用碳纤维可折叠四旋翼机身,内置GPS高精度定位模块,兼顾便携与稳定性。搭载STM32全开源飞控(C++编写,支持二次开发),通过配套地面站可完成PID调参、传感器校准、航线规划等实训。配备三轴云台4K相机(1/1.7英寸索尼CMOS,320°航向轴)及高通八核图传遥控器(5.5英寸1080P高亮屏,15km双路数字图传),支持超高清航拍与第一视角任务飞行。提供纸质实训手册、飞控开发教程及11节视频课程,覆盖地面站操作、代码编译等环节,是飞行控制与航拍应用一体化教学的理想平台。

HT600是一款专为教学而生的无人机开发实训平台,适用于作为室外实操教学六旋翼无人机飞行平台使用。
采用碳纤维可折叠机身,既可用于教学开发,也可以用于室外飞行训练、调试,通过配套地面站软件可进行PID参数调节、传感器校准、参数设置、航线规划等实训环节,开源飞控,可二次开发,还可以实现自主飞行。整机结构牢固,承载能力强,可挂载寻迹、小球投放、钩瓶、激光打靶、航拍、机械臂、机械爪等各类设备,符合国际机器人挑战赛无人机自主飞行赛项、中国工程机器人大赛无人机赛项等竞赛的要求。

无人机通信原理教学实验系统是无人机实训室的核心教学平台,专注于揭示无人机天地通信的底层原理。系统集成图传、数传、遥控等真实通信链路,学生可通过频谱仪直观观测2.4GHz、5.8GHz、915MHz等频段的信号特征,进行信道测量、干扰分析、天线对比等实验。它彻底改变了“只飞不通”的传统教学模式,将教学深度从飞行操作延伸至通信数据链层面,旨在培养学生对无线通信系统的深刻理解、测量分析及故障排查能力,为未来从事无人机通信设计、调试与优化工作奠定坚实基础。

本系统采用一体化集成设计,集精密双轴万向架、高速无刷驱动、高精度IMU传感与专业分析软件于一体,通过直观的运动演示与精确的数据测量,生动呈现角动量守恒、定轴性、进动与章动等核心物理规律。学生可亲手操作并观察高速旋转转子在惯性空间中的指向稳定性,定量研究外力矩与进动角速度的关系,并通过上位机软件实时获取三维姿态、角速度等多维度数据,进行可视化分析与处理。系统安全可靠,操作直观,不仅能够加深学生对抽象理论的理解,更可培养其科学探究与工程实践能力,是理论与实验相结合的理想教学平台。

无人机动力系统测试实训平台是一款专业化的智能检测系统,集成高精度传感器阵列与模块化设计,可同步采集拉力、扭矩、转速、电压电流等数据,通过闭环控制系统实现电机效率、桨力效率的实时分析。平台配备双冗余应急保护机制,包括物理急停按钮与软件过载保护,确保测试安全。核心功能涵盖螺旋桨气动性能验证、电机KV值匹配度测试、动力系统能耗优化,支持定桨距/变桨距多场景模拟,为无人机研发提供从单机部件到整机动力链的全流程测试解决方案。
| 序号 | 设备或部件名称 | 单位 | 数量 | 品牌 | 型号 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | AI视觉无人机开发平台 | 架 | 3 | 中航恒拓 | OWL Mini 3 |
| 2 | AI视觉无人机开发平台(激光雷达版) | 架 | 1 | 中航恒拓 | OWL 3L |
| 3 | 教学无人机机械抓取平台 | 架 | 2 | 中航恒拓 | HT500Z |
| 4 | 嵌入式及无人机案例实验箱 | 套 | 4 | 中航恒拓 | STM32 Drone ARM |
| 5 | 无人机传感器技术开发实训平台 | 套 | 4 | 中航恒拓 | HT-Sensors-EDU |
| 6 | 小型农业植保无人机竞赛实训平台 | 架 | 2 | 中航恒拓 | HT-Z2 |
| 7 | 多旋翼航拍教学无人机开发平台 | 架 | 2 | 中航恒拓 | HT500HP |
| 8 | 六旋翼无人机飞行开发平台 | 架 | 2 | 中航恒拓 | HT600 |
| 9 | 无人机通信原理教学实验系统 | 台 | 2 | 中航恒拓 | TX100 |
| 10 | 刚体陀螺仪教学实验系统 | 套 | 2 | 中航恒拓 | HT-AXIS |
| 11 | 无人机动力系统测试实训平台 | 台 | 1 | 中航恒拓 | DT100 |
| 12 | 计算机 | 台 | 8 | 主流品牌 | 主流型号 |