中小学教育资源及组卷应用平台 《无人机的定位方式》教学设计 课题 《无人机的定位方式》 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级 教材分析 这节课我们学习了无人机的定位方法和作用，了解如何用二维码来对无人机进行定位，以及如何编写程序，还学习了无人机定位基于两种方式，以及两种方式的定位原理，结合生活中的实际培养学生的动手动脑能力。 学习目标 了解无人机定位的作用了解无人机定位的方法掌握无人机二维码定位的编程方法 重点 了解无人机定位的两种方式。 难点 运用二维码对无人机进行定位。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 师：生活中常见的航拍无人机起飞后，在我们没有用遥控器控制它的时候，为什么还能稳定地悬停在空中呢？航拍无人机及一些专业无人机都具有定位功能，因此无人机才能保持在一定的高度与水平位置上。缺少定位功能的无人机，如在茫茫大海航行中缺失了指南针的船，无法获取位置及前进方向，只能随风漂流！ 提出无人机定位的概念 循序渐进引发学生思考讨论 讲授新课 无人机定位的作用 无人机定位的作用是为无人机提供精确的空间位置和方向信息。图1-8-1 无人机的空间位置及方向信息多学一手无人机是如何知道自己的位置的呢？无人机是借助全球卫星导航系统、气压计或者是超声波传感器、摄像头来获取自身位置的高度及水平信息的。实现无人机定位的方法有很多，基于全球卫星导航系统定位与基于视觉定位是目前常用的两种无人机定位方法。1.基于全球卫星导航系统定位全球卫星导航系统也叫全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS），是一种全球性无线电卫星导航系统，其利用人造卫星这类“人造星体”作为参考点来确定一个物体的位置、速度及时间信息，位置精确程度可达厘米级别。其中，中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。拓展延伸中国北斗卫星导航系统简介基于全球卫星导航系统定位适用于室外比较空旷的环境，常搭配气压计辅助定位。在室内环境中使用基于全球卫星导航系统定位时，由于捕获的无线信号强度不足，因此无法满足定位的需求。2.基于视觉定位视觉定位是通过摄像头获取环境图像，再经过处理分析，得出无人机实际位置的过程，就好比我们是通过眼睛获取周围的图像来确定在环境中的位置一样。图1-8-3 LY-230无人机底部的摄像头视觉定位精度高，需搭配激光测距传感器一起使用，可应用于室内光照条件较好的环境。室外环境多变，因此视觉定位无法满足室外定位的需求。根据对环境图像处理分析原理的不同，视觉定位又可以分成多种类别，常用的有光流定位、二维码定位等。表1-8-1 视觉定位的分类类别和原理光流定位无人机运动时，原本位置的图像亮度会产生变化，采用光流算法计算前后两帧图像的位移，进而确定无人机的位置变化。二维码定位基本原理为从摄像头获取的图像中提取二维码矩形，通过基于二维码图像识别的算法计算出二维码对于摄像头的具体位置。多学一手无人机实现定位的方法还有基于激光测距仪的定位、基于惯性导航系统的定位等，不同定位方法的定位精度、适用环境以及成本都是不同的。无人机二维码定位的编程方法1.无人机的飞行误差无人机在飞行过程中通过定位功能来确定自身的飞行距离，以龙云LY-230无人机为例，其默认情况下是借助光流定位来确定飞行距离的。图1-8-4 LY-230无人机每种定位方法都存在一定的飞行误差，飞行时间越长，积累的误差就越大。例如，使用了“向前移动200cm”积木块，而无人机实际上可能只前进了192cm。图1-8-5 编写的程序图1-8-6 程序的执行效果2.二维码定位的编程方法为了矫正无人机飞行过程中出现的飞行误差，可以在光流定位的基础上添 ... ...
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