无人机编程与创客挑战营
无人机是非常前沿的硬科技
无论是大疆创新的“高空航拍”、亚马逊的“空艇快递”，
还是英特尔“无人机集群表演”
都表明无人机已经进入生活中的方方面面
◇ 简介
无人驾驶飞机（Unmanned Aerial Vehicle）简称无人机（UAV），是利用无线电遥控设备和自备程序进行远程操控的不载人飞行器。无人机集成了飞控系统和众多传感器，可以在空中完成各种复杂的飞行任务，是名副其实的空中机器人！多旋翼无人机则是近年来空中机器人中最常见的一种类型，也是科研活动最活跃、技术进步最大、研究及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。除了最常见的4轴无人机，3轴/6轴/8轴等多旋翼无人机也开始应用于生活的方方面面。
由于具有飞行稳定、操控简单、可拓展性强的优点，多旋翼无人机广泛地应用于军事侦察、户外活动、科学研究和影视拍摄等诸多领域中。其中在军事用途上，“无人机射击”是最前沿、安全高效的一种军事竞争方式，搭载炮弹的无人机可以在己方士兵的遥控下，远程且精准地击中对方目标；而在民事产业中，“无人机快递”则是最具应用前景和经济效益的。通过无线电遥控设备和自备的程序控制装置，操纵低空飞行器运载包裹，自动送达目的地。除此之外，“无人机灭火消防”、“无人机语音控制”“无人机激光感应”等众多有意义的综合项目也开始出现在日常生活以及科研竞赛中。
在计算机编程已逐渐成一项青少年必备技能的今天，如何在有限的时间内高效学习并将其应用于实践是值得探索的事情。
本课程采用由图形化编程（scratch/mixly/mblock）过渡到代码式编程（C/C++语言）的方式。图形化编程可快速训练青少年的逻辑思维能力和程序结构编程技巧，提升学生的临场应变和工程测试能力；代码式编程则进一步增强青少年对智能硬件、无人机控制、人工智能等信息领域核心技术的认知，提高学生的创新思维和创造能力。
在本次项目挑战中，学员即可搭建和试飞各种类型的多旋翼无人机。并在此基础上设计无人机空中射击/空中快递/激光感应等任务的外接装置。最后通过图形化编程和代码式编程去完成无人机的物品取放、目标射击、激光检测和相关路径的规划飞行。在学习的过程中，通过软件编程、硬件搭建和模拟比赛，一步步引导学生去体验编程、传感、控制、执行的魅力，从而促进学员对无人控制系统领域的学习兴趣。
◇ 亮点
1. 名校教授&博士团队开发课程，无人机领域专家参与教学；
2. A+学科热门专业，理论与实践紧密结合，聚焦科技前沿、热点问题；
3. 顶级实验室资源，提供多旋翼无人机操作平台和智能硬件Arduino开发套件；
4. 零基础编程教学，采用当下流行的C语言以及图形编程语言，供学员锻炼和提升编程能力；
5. 同一导师团队指导后续“国际无人机”“国际漫游车”“工程机器人”“物联网”“大数据”“FIRST”等计算机和信息类科研项目以及比赛。
◇ 收获
1. 了解空中机器人领域和无人控制系统的发展历程和前沿应用；
2. 熟悉Arduino智能硬件，掌握相关C语言/Scratch编程和数据处理能力；
3. 获得高校官方挑战营结业证书；
4. 赢得挑战赛获奖证书（依照实际表现，分为金奖、银奖、铜奖和优秀参与奖）。
◇ 内容设置
★ 课题简介：制作一架多旋翼无人机，通过编程实现物品取放与定位飞行
□ 学科导论：无人机的发展历史和趋势、关键技术与产业应用，智能硬件前沿应用，微纳传感器的技术发展，计算机编程基础，等等；
□ 学术基础：科研创新思维、数据处理方法、文献检索与阅读、学术写作与学术展示等；
□ 理论知识： 飞行器动力学原理、多旋翼的组成部件、飞控原理、Arduino控制器原理、传感器应用基础、输出控制原理（PWM调制、PID调节等），等等；
□ 实验技能：Arduino软件应用，Scratch图形编程，C语言编程；无人机的设计与组装，飞控软件模拟与测试；无人机围绕障碍飞行，取放装置的设计与制作；
射击装置的设计与制作等，数据记录与处理，3D打印机的使用等；
□ 挑战任务：在挑战营的第5～7天，学生将以小组为单位，基于前4天学习的专业理论知识、基础实验与科研技能，学生将以小组为单位，经过“解决什么问题
（资料查阅—前期研讨）—通过什么方式（方案设计—方案实施）—得到什么结果（数据处理和分析—汇报ppt制作—成果答辩）”过程，完成拟定的挑战任务和
答辩环节。
◇ 日程安排
◇部分导师举例
李教授：名校教授、博士生导师，无人导航与控制专家。研究主题是机器人与智能无人系统，工业智能与优化控制等。
许教授：名校教授、博士生导师。主要研究方向包括飞行与流动控制、机器人与智能无人系统、工业智能与优化控制等。
赵博士：浙江大学控制科学与工程学院博士，长期从事流程控制、故障诊断、系统建模和优化、人工智能等领域的研究工作，拥有丰富的智能传感器、智能硬件与物联网、多功能机器人、人工智能等方面的课程开发与教学经验。
王老师：浙江大学机械电子工程系硕士，多年青少年STEM与工程创客指导经验，浙江省科技馆科学院资深教练，拥有丰富的无人机、多功能机器人、Python编程、传感器设计、人工智能创新应用等方面的课程开发与教学经验。
邵博士：本科毕业于同济大学，电子信息专业，获意大利都灵理工大学电子学双学位。博士生就读于同济大学通信与信息系统专业，研究基于通信的自动控制技术。
◇ 时间&地点
时间：
2020年7月13日~7月19日 （一期）
2020年7月27日~8月2日 （二期）
2020年8月10日~8月16日（三期）
地点：
浙江大学
◇ 申请条件
7~12年级
学员要求：
1、会最基本的计算机操作；
2、具备基础的英文读写能力；
3、了解机器人基本架构，有一定的动手能力即可。
