Что такое гео аэроквантум
Чему учит Аэроквантум? Рассказывает педагог детского технопарка «Кванториум»
С каждым годом малые беспилотные летательные аппараты (БПЛА) с дистанционным управлением, в том числе мультикоптеры, набирают популярность.
Ещё лет двадцать назад люди воспринимали БПЛА лишь как высокотехнологичные игрушки, не более. Сейчас эти аппараты используются для выполнения серьезных задач фото и видеосъемки, наблюдения и мониторинга различных объектов, процессов и явлений, в том числе наблюдение за труднодоступными объектами, доставки небольших грузов.
Интенсивное внедрение мультикоптеров в повседневную жизнь требует от нас знаний в области управления, программирования, создания и обслуживания беспилотных летательных аппаратов. Где их взять? В детском технопарке «Кванториум». Тем более что для подготовки специалистов здесь есть все возможности, начиная от профессиональных преподавателей и заканчивая высокотехнологичным современным оборудованием. Например, большие и малые квадрокоптеры разных производителей
В «Аэроквантуме» школьники собирают свой первый квадрокоптер (на основе конструктора «Клевер 3») и получают первый опыт пилотирования. Перед тем как сесть за пульт настоящего дрона, ребята отрабатывают лётные навыки на специальном тренажёре – операторе беспилотного летательного аппарата. Юные пилоты учатся летать в свободном режиме на разных локациях, на больших скоростях в режиме гонки для подготовки к соревнованиям Drone Racing.
Школьники работают в командах над собственными проектами и решают инженерные задачи по проектированию, сборке, программированию и коммерческому применению беспилотников.
Если Вы хотите уверенно управлять мультикоптерами, понимать их возможности, а также создавать действующие модели летательных аппаратов, записывайтесь в «Аэроквантум» и осуществите свою мечту о высокотехнологичном полете!
Гео/Аэро-квантум
Педагоги
Расписание
Занятия проходят 1 раз в неделю
Содержание программы
Обучающиеся познакомятся с различными геоинформационными системами, узнают, в каких областях применяется геоинформатика, какие задачи может решать, а также смогут сами применять её в своей повседневной жизни. Обучающиеся базово усвоят принцип позиционирования с помощью ГНСС. Узнают, как можно организовать сбор спутниковых данных, как они представляются в текстовом виде и как их можно визуализировать. В рамках программы выберут проектное направление, научатся ставить задачи, исследовать проблематику, планировать ведение проекта и грамотно распределять роли внутри команды.
Обучающиеся смогут познакомиться с историей применения беспилотных летательных аппаратов. Узнают о современных беспилотниках, смогут решить различные задачи с их помощью. Узнают также и об основном устройстве современных беспилотных систем. Обучающиеся узнают, как создаётся полётное задание для беспилотников. Как производится запуск и дальнейшая съёмка с помощью БАС. А также получат такие результаты съёмки, как ортофотоплан и трёхмерные модели.
Обучающиеся углубятся в технологию обработки геоданных путём автоматизированного моделирования объектов местности. Самостоятельно смогут выполнить съёмку местности по полётному заданию.
Цели программы
Вовлечение обучающихся в проектную деятельность, разработка научно-исследовательских и инженерных проектов.
Результат программы
● правила безопасной работы с электронно-вычислительными машинами и средствами для сбора пространственных данных;
● основные виды пространственных данных;
● составные части современных геоинформационных сервисов;
● профессиональное программное обеспечение для обработки пространственных данных;
● основы и принципы аэросъёмки;
● основы и принципы работы глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС);
● представление и визуализация пространственных данных для непрофессиональных пользователей;
● устройство современных картографических сервисов;
● самостоятельно решать поставленную задачу, анализируя и подбирая материалы и средства для её решения;
● создавать и рассчитывать полётный план для беспилотного летательного аппарата;
● обрабатывать аэросъёмку и получать точные ортофотопланы и автоматизированные трёхмерные модели местности;
● защищать собственные проекты;
● выполнять пространственный анализ;
● создавать простейшие географические карты различного содержания;
● моделировать географические объекты и явления;
● приводить примеры практического использования географических знаний в различных областях деятельности.
«ГЕО-АЭРОКВАНТУМ»
Программа предполагает формирование у обучающихся представлений о тенденциях в развитии технической сферы. Новый техно-промышленный уклад не может быть положен в формат общества развития только на основании новизны физических принципов, новых технических решений и кластерных схем взаимодействия на постиндустриальном этапе развития социума, а идея развития общества непреложно включает в себя тенденцию к обретению сонаправленности антропогенных факторов, законов развития биосферы и культурного развития.
Педагоги
Хакунова Елена Муратовна
Содержание программы
1. Знакомство. Техника безопасности. Вводное занятие («Меняя мир»).
2. Введение в геоинформационные технологии.
Кейс 1:«Современные карты, или Как описать Землю?».
2.1. Необходимость карты в современном мире. Сферы применения, перспективы использования карт. 2ч
2.2. Векторные данные на картах. Знакомство с Веб-ГИС. Цвет как атрибут карты. Знакомство с картографическими онлайн-сервисами. 2ч
2.3. Свет и цвет. Роль цвета на карте. Как заставить цвет работать на себя? 1ч
2.4. Создание и публикация собственной карты. 2ч
3. Кейс 2: «Глобальное позиционирование “Найди себя на земном шаре”».
3.1. Системы глобального позиционирования. 2ч
3.2. Применение спутников для позиционирования. 2ч
4. Фотографии и панорамы.
4.1.История фотографии. Фотография как способ изучения окружающего мира.1ч
4.2. Характеристики фотоаппаратов. Получение качественного фотоснимка. 2ч
4.3. Создание сферических панорам. Основные понятия. Необходимое оборудование. Техника съёмки сферических панорам различной аппаратурой (камеры смартфонов без штативов, цифровые фотоаппараты со
штативами и т. д.). 2ч
4.4. Создание сферических панорам. Сшивка полученных
фотографий. Коррекция и ретушь панорам. 4ч
5. Основы аэрофотосъёмки. Применение БАС (беспилотных авиационных систем) в аэрофотосъёмке
Кейс 3.1: «Для чего на самом деле нужен беспилотный летательный аппарат?»).
5.1. Фотограмметрия и её влияние на современный мир.1ч
5.2. Сценарии съёмки объектов для последующего построения их в трёхмерном виде.2ч
5.3. Принцип построения трёхмерного изображения на компьютере. Работа в фотограмметрическом ПО —Agisoft PhotoScan или аналогичном. Обработка отснятого материала. 4ч
5.4. Беспилотник в геоинформатике. Устройство и применение дрона. 2ч
5.5.Технические особенности БПЛА. 2ч
5.6. Пилотирование БПЛА. 6ч
5.7. Использование беспилотника для съёмки местности.6ч
5.8. Возникающие проблемы при создании 3D-моделей. Способы редактирования трёхмерных моделей.3ч
5.9. Технологии прототипирования. Устройства для воссоздания трёхмерных моделей. Работа с 3D- принтером. 2ч
5.10.Физические и химические свойства пластика для 3D- принтера. Печать трёхмерной модели школы.1ч
6. Кейс 3.2: «Изменение среды вокруг школы».
6.1.Работа в ПО для ручного трёхмерного моделирования— SketchUp или аналогичном. 1ч
6.2.Экспортирование трёхмерных файлов. Проектирование собственной сцены. 7ч
6.3.Печать модели на 3D-принтере. Оформление трёхмерной вещественной модели. 2ч
7. Подготовка защиты проекта.3ч
8. Защита проектов. 2ч
9. Заключительное занятие. Подведение итогов работы. Планы по доработке.2ч
Цели программы
Вовлечение обучающихся в проектную деятельность, разработка научно- исследовательских и инженерных проектов.
Результат программы
Приобретение и углубление знаний основ проектирования и управления проектами;
ознакомление с методами и приёмами сбора и анализа информации;
обучение проведению исследований, презентаций и межпредметной позиционной коммуникации;
обучение работе на специализированном оборудовании и в программных средах;
знакомство с хард-компетенциями (геоинформационными), позволяющими применять теоретические знания на практике в соответствии с современным уровнем развития технологий.
Особые условия проведения
в непрерывно-образовательной деятельности, совместной деятельности, осуществляемой в ходе режимных моментов, где обучающийся осваивает, закрепляет и апробирует полученные умения; в самостоятельной деятельности обучающихся, где обучающийся может выбрать деятельность по интересам, взаимодействовать со сверстниками на равноправных позициях, решать проблемные ситуации и др.; во взаимодействии с семьями детей.
«Гео/Аэроквантум»
В «Гео/аэро-квантуме» ребята знакомятся с основными частями беспилотника, осваивают принципы работы и управления мультикопетра, получают навыки проектирования собственных аппаратов, проходят все этапы жизненного цикла выпуска летательного аппарата.
Как выбрать оптимальные варианты для доставки грузов? Как организовать воздушное движение и провести автономные полеты? Наставники «Гео/аэро-квантума» научат моделировать летательные аппараты в инженерных областях, необходимых в повседневной жизни, строить 3D-модели путем фотограмметрии, работать с различными датчиками и сенсорами БПЛА.
Педагоги
Поморцев Тимофей Андреевич педагог дополнительного образования
Расписание
В настоящий момент расписание корректируется.
Содержание программы
Содержание программы
«АЭРО»
1. Теория мультироторных систем. История. Основы управления. История развития беспилотных авиационных систем (БАС) и летательных аппаратов(БПЛА), основы устройства и принцип работы коптера
2. Сборка и настройка квадрокоптера. Учебные полёты. Основы электричества и технология пайки. Основы программирования микроконтроллеров. Бесколлекторные двигатели и регуляторы их хода.
3. Настройка, установка FPV – оборудования. Основы видео-трансляции. Пилотирование с использованием FPV- оборудования
«ГЕОИНФОРМАТИКА»
1. Основы работы с пространственными данными. Основы космической съёмки. Основы аэрофотосъёмки. Основы 3D моделирования объектов местности
2. Основы ориентирования, навигации и сбора пространственных данных. Основы систем глобального позиционирования. Принцип работы, область применения технологий GPS/ГЛОНАСС для позиционирования.
3. Тематические карты, ГИС. Понятие ГИС. Основы работы в ГИС. Базы пространственных данных. Основы создания современных карт, инструменты при создании карт. Тематические карты в жизни вашего региона
4. Основы 3D-моделирования объектов местности. Методы построения трехмерных моделей. Интерфейс программы SketchUp. Инструменты и операции. Моделирование фигур
5. Основы создания интерактивной карты. Добавление картографических слоев. Основы HTML. CSS. Библиотека Leaflet
6. Съемка и создание панорам. Понятие панорамы и виртуального тура. Настройка и подготовка оборудования для создания панорам. Съемка панорамы. Монтаж сферической панорамы. Подготовка и монтаж виртуальных туров.
Цели программы
Формирование у обучающихся устойчивых компетенций по таким направлениям, как: аэродинамика, лётная эксплуатация БАС (беспилотных авиационных систем), конструирование беспилотных летательных аппаратов(БПЛА), работа с пространственными данными, геоинформационными технологиями и их применением. Развитие пространственных, технических и творческих способностей обучающихся путём осознанного применения знаний в области программирования и конструирования, привлечение подростков к проектной работе в области инженерной и изобретательской деятельности.
Результат программы
Обучающиеся должны знать:
— правила безопасного пользования инструментами и оборудованием, организовывать рабочее место;
— оборудование, приборы и инструменты, используемые в области БПЛА и геоинформатики;
— основные принципы работы с элементами БПЛА;
— основные направления развития БПЛА и геоинформатики.
— работать в команде;
— применять логическое и аналитическое мышление при решении задач;
— собрать и отрегулировать схематическую модель БПЛА;
— управлять моделью БПЛА;
— выполнять съёмку с БПЛА и обрабатывать эти материалы для получения высокоточных данных;
— работать с аппаратными средствами ГИС, читать карты;
— строить 3D модели, понимать зачем нужно 3D моделирование и из чего состоят модели;
— использовать спутники и малую беспилотную авиацию для сбора информации ГИС.
Особые условия проведения
Программа рассчитана на 24 недели обучения, общее количество академических часов 72. Из них выделено 36 часов на освоение направления «беспилотные летательные аппараты» и 36 часов на освоение направления «геоинформационные технологии». Основной формой являются групповые занятия. В основе образовательного процесса лежит проектный подход. Основная форма работы подачи теории – занятия в группах до 9-14 человек. Практические задания планируется выполнять как индивидуально и в парах, так и в малых группах. Занятия проводятся в виде бесед, семинаров, лекций: для наглядности подаваемого материала используется различный мультимедийный материал – презентации, видеоролики.
Материально-техническая база
1. Конструктор программируемого квадрокоптера;
2. Набор для FPV-пилотирования, совместимый с конструктором программируемого квадрокоптера;
3. Зацеп для груза совместимый с конструктором программируемого квадрокоптера;
4. Квадрокоптер тренировочный RFT для FPV полетов;
5. Автономный квадрокоптер для аэросъемки и доставки грузов;
6. Модуль для перевозки грузов, совместимый с квадрокоптером;
7. Экшн-камера на подвесе, совместимая с квадрокоптером;
8. Камера Canon на подвесе, совместимая с квадрокоптером;
9. Учебный аэро-фотосъемочный комплекс самолетного типа;
10. Квадрокоптер для видеосъемки с экраном с дополнительным аккумулятором;
11. Ресурсный набор для Аэро, совместимый с конструктором программируемого квадрокоптера;
12. Видео-очки DJI Goggles;
13. Нейро-интерфейс;
14. Мио-электрический интерфейс.
Гео/Аэроквантум
Это направление объединяет в себе всё, что происходит на Земле, в воздушном пространстве и под землёй, а также в космосе, описывая это с помощью координат. В результате формируются пространственные данные, карты.
Содержание программы
Каждая из групп детей обучается по программам по 36 часов за весь учебный год. Для выполнения данного показателя мобильный технопарк трижды проезжает все 6 агломераций. В период одного пребывания мобильного технопарка в агломерации одна группа детей обучается 12 часов, что в итоге, помноженное на 3 проезда, дает 36 часов. В одной группе детей занятия идут на протяжении 3 часов в день. Соответственно 1 наставник обучает 2 группы детей в день. Обучение по программам технической направленности начинается после 12.00. Обучение происходит в базовой школе агломерации, остальные школы подвозят детей к назначенному времени по заранее согласованному расписанию.
Цели программы
Формирование у обучающихся устойчивых знаний и навыков по направлениям: аэротехнологии и геоинформационные технологии.
Результат программы
Сформированные у учащегося ЗУН:
печатать на 3D-принтере;
разрабатывать математические модели объектов;
пилотировать летательные аппараты;
программировать автопилот;
паять электросхемы;
освоят 3D-моделирование и приобретут навыки создания деталей из композитов;
научатся работать в команде, развивать критическое и системное мышление, работать с большими объемами с информации.
работать с космической съемкой (работать со спектральными каналами для выявления пожаров, загрязнений, типов растительности и др.);
работать с геоинформационными системами (ГИС);
обрабатывать аэросъемку и получать точные ортофотопланы и 3х мерные модели местности;
программировать геопорталы (web-карты);
моделировать 3D-объекты;
создавать панорамные туры;
использовать мобильные устройства для сбора данных (собственные краудсорсинг платформы для сбора пространственных данных);
выполнять пространственный анализ;
создавать электронные и печатные карты;
разовьют навыки пространственного мышления, работы с большими массивами различной информации, выявления реальных территориальных задач.
Материально-техническая база
Квадрокоптер
Аккумулятор для квадрокоптера
Зеркальный фотоаппарат с APS-С матрицей и объективом
Планшет противоударный для полевого сбора геоданных
Программное обеспечение для профессиональной обработки материалов аэросъемки
Программное обеспечение для любительской обработки материалов аэросъемки
Программно-аппаратный комплекс для управления квадрокоптером
Программный комплекс для полевого сбора данных
Программное обеспечение для обработки материалов космической съемки
Карта памяти
Оборудованная зона для полётов или куб для полётов
Квадрокоптер
Конструктор программируемого квадрокоптера
Конструктор гоночного квадрокоптера
Зарядное устройство для радиоуправляемых моделей
Кабель USB – mini USB