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[教程] 无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援

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无人机编程教学设计——05 山腰紧急救援

小小鲁创客 张文科

教学目标


一、通过教学使学生完成以下学习目标

1 | 学习激光测距传感器
2 | 学习Mind+激光传感器指令
3 | 二进制进阶
4| 学习激光传感器与无人机组装
5 | 无人机山腰紧急救援

二、教学难点

1 | 循环与判断结构综合运用
2 | 激光测距传感器指令的运用

课程引入

一、亲爱的同学们,救援小组准备好了吗?今天的任务是老师带着同学们组装激光传感器,加装到无人机TT扩展板上。通过编程指令给无人机编程,结合激光测距传感器的技术实现无人机自动停在山腰平台上。我们一起来挑战吧。

无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援qw1.jpg

英国空中救援纪录片(因版权原因未上传视频-爱奇艺)

知识原理讲解

一、VL53L0X激光测距传感器是一款基于意法半导体新出的基于飞行时间测距 (ToF) 原理设计的高精度测距传感器。能提供精确的距离测量,最高测量距离2米。

TT扩展板11mm排针焊接流程省略(参考课程:课时2.海上轮船救援)

激光测距传感器针脚连接方法:

传感器丝印
功能描述
TT扩展板对应
线颜色
D
IIC数据线DATA
IO27
绿
C
IIC时钟线CLK
IO26

-
电源负极
GND

+
电源正极
5V



连接如图:

无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援qw2.jpg


TT扩展板安装好激光传感器图:

无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援qw3.jpg


二、无人机扩展板使用usb线连接电脑,在Mind+软件进入上传模式,连接设备,激光传感器编程指令,指令作用:

无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援qw4.jpg


三、二进制进阶

1. 按位与

运算符(&)

操作 0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1

只要有一个为0,其值为0。

例子:10&9:0000 1010 & 0000 1001 = 0000 1000 = 8

编程实际运用:清零

2. 按位或

运算符(|)

操作0|0=0;0|1=1;1|0=1;1|1=1

只要有一个为1,其值为1。

例子:3|5 即 0000 0011 | 0000 0101 = 0000 0111 因此,3|5的值得7。

四、Mind+的TT上传模式,扩展添加功能激光测距传感器。

项目实施步骤

一、课程代码图

上传模式代码:

无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援qw5.jpg


实时模式代码:
TueJune-202106016140..png TueJune-202106014123..png

二、器材设备清单

| VL53L0X激光测距传感器  数量1个
| 橡皮筋  数量1个
| 固定传感器结构件  数量1个
| 书籍或积木方块  数量若干
| 其他器材与课时1相同

三、任务流程图

无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援qw8.jpg

四、任务步骤

步骤1:用书搭建山腰救援停机坪场景(无人机自动降落在附近,完成任务目标)

无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援qw9.jpg

步骤2:安装激光测距传感器——参照知识原理

步骤3:根据山腰紧急救援思维导图完成编程

无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援qw10.jpg

步骤4:用usb线连接TT扩展板,Mind+上传模式编程,Mind+扩展手动添加激光传感器用户库。

步骤5:实施模拟营救任务,学员进行分工合作,小医生、小工程、小飞行员(可轮岗安排)。

小医生工作:1.安装小人到担架上。2.将担架挂到无人机吊钩上。

小工程师工作:1.搭建任务场景,用书搭一个山腰平台。2.修理无人机,准备无人机随时降落。

小飞行员工作:1.随时控制无人机紧急降落。
视频演示:


项目拓展

一、同学们,学会了激光测距传感器,安装在无人机上还能创作哪些有趣的程序。

安全事项

一、无人机进行距离检测飞行时,小工程师需要及时做好紧急降落的操作,避免无人机的损坏。

二、与课时1安全事项雷同。

课后总结

一、学会使用激光测距传感器

二、学习二进制的位运算高级用法

学员项目评价

无人机编程教学设计—课时5:山腰紧急救援qw11.jpg


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