核心选型原则

  1. 安全性优先

    • 配备折叠桨叶或护罩（如DJI Tello EDU、Parrot Anafi USA）
    • 支持一键返航、低电量自动降落、失控保护
    • 避障功能（如双目视觉、红外传感器）

  2. 易用性设计

    • 图形化编程接口（如Scratch/Python拖拽式编程）
    • 遥控方式：手机APP/遥控器/手势控制（如大疆FPV遥控器）
    • 支持多设备同步（如10人同时编程控制）

  3. 教学价值

    • 可拆卸模块化设计（如飞控、摄像头、电机可更换）
    • 兼容开源硬件（如Arduino/Raspberry Pi）扩展
    • 自带数据记录功能（如飞行日志、摄像头回传）

推荐机型对比

型号 适用场景 特点
DJI Tello EDU 基础编程教学 5米避障、支持Python/Scratch编程，可批量控制（10台）
Parrot Anafi USA 航拍与测绘教学 4K/30fps视频、180°俯仰角、支持AR眼镜FPV，内置32GB存储
Hubsan Zino Pro 竞赛与创意飞行 20分钟续航、4K摄像头、支持360°翻滚，编程接口开放
开瑞ST-1 工业级训练 30分钟续航、支持OpenPilot开源飞控、可改装为多旋翼/固定翼
大疆T31 高级训练与竞赛 27分钟续航、8K视频、支持全向避障，适配RoboMaster赛事规则

配套教学方案

  1. 基础课程

    • 理论：无人机原理、飞行安全规范、PID控制基础
    • 实践：
      • 编程控制无人机避障、巡线、追踪目标
      • 图像识别任务（如人脸/物体识别）
      • 障碍穿越挑战（编程设计飞行路径）

  2. 进阶课程

    • 硬件扩展：
      • 加装摄像头（Raspberry Pi摄像头模块）
      • 连接传感器（GPS、气压计、IMU）
      • 开发自定义飞控（基于PX4/ArduPilot）
    • 项目开发：
      • 无人机物流模拟（路径规划算法）
      • 农业植保任务（喷洒系统控制）
      • 测绘数据采集（地形建模）

  3. 竞赛集成

    • 适配RoboMaster、VEX、FLL等赛事规则
    • 定制任务卡（如目标追踪、精准降落）
    • 开发专用遥控器（带按钮/旋钮扩展接口）

成本控制建议

  • 预算有限：优先选择Tello EDU（约$199）或Hubsan Zino Pro（约$299）
  • 批量采购：通过教育优惠（如DJI EDU计划）或团购降低单价
  • 开源替代：使用开源飞控（如Pixhawk）搭配Arduino/Raspberry Pi

维护与升级

  • 备件库：预留桨叶、电池、电机等易损件
  • 固件更新：定期推送安全补丁和功能优化
  • 教学文档：提供详细操作手册、故障排查指南

扩展场景

  • 跨学科融合：
    • 物理：空气动力学实验（风洞模拟）
    • 数学：路径优化算法（如A*算法）
    • 艺术：无人机灯光秀编程
  • 企业合作：与无人机厂商合作开发定制化课程（如大疆RoboMaster教育版）

通过以上方案，可构建从入门到竞赛的完整教学体系，同时兼顾安全性与可扩展性，适合高校、中小学及培训机构的社团使用。