无人机虚实一体实训平台：技术赋能下的创新教学与科研实践

随着无人机技术的快速发展，无人机教育对实训环境提出了更高要求。传统实训受限于设备成本、安全风险与场地约束，难以满足复杂场景训练需求。基于此，恒点无人机虚实一体实训平台应运而生，通过融合虚拟仿真（VR/AR/MR）、人工智能、数字孪生等前沿技术，构建了“虚实结合、人机协同”的创新教学体系。

平台由多套专业化设备组成，形成完整的无人机虚实一体实训生态链。

无人机装调检修实训系统

支持多旋翼无人机装配，学生可以通过对机体结构、动力系统、指挥控制系统的组装和调试，理解如何提升飞行稳定性和结构强度、提升无人机的续航和响应能力、执行集群任务时灵活应对任务变化。

支持多旋翼无人机参数调试和故障分析，学生可以通过振动评估、加速度计与陀螺仪信号频率的采集与分析、陷波滤波器和低通滤波器参数设置与评估、PID调参效果分析，理解如如何提升飞行控制水平。

硬件参数：无人机装调检修实训工作台，配备自动升降支架（适配19-27英寸屏幕）及7英寸电容触控显示器，集成智控摇杆、物理按钮与鼠标实现多模式交互。设备内置NFC近场通信模块与200万像素人脸识别摄像头，支持身份验证及数据快速交互，并兼容校园管理系统。分段式收纳柜可存放主机、VR/AR头盔，内置USB/Type-C充电接口及紫外线消毒功能，兼顾设备管理与卫生防护。桌面隐藏式多媒体盒集成5孔电源、网口、HDMI、音频口及双USB充电接口，支持多设备扩展。工作站支持单机独立操作或多机拼接协同，兼容VR/MR终端联动，满足无人机装调检修虚实融合实训需求。

MR无人机混合现实模拟试飞系统

MR无人机混合现实模拟试飞系统为实物物理装备的使用提供虚拟化支持。作为虚实结合的重要技术产品，采用MR使用设备，将真实的物理空间进行激光扫描进行虚拟标记及虚拟空间坐标构建，帮助学生进行无人机虚实结合的实训或交互体验。

系统包括MR眼镜、MR控制手柄、虚拟仿真中控系统、视景仿真程控系统等。

硬件参数：

MR眼镜：配备47°及以上光学视角（FOV），1920×1080分辨率屏幕（亮度≥500尼特），集成鱼眼摄像头、陀螺仪/重力/距离传感器，支持立体声空间音效，USB Type-C接口兼容快充及控制盒连接。

MR控制手柄：8G+128GB存储，支持Wi-Fi6无线通信，USB-C接口（QC3.0快充+USB3.0数据传输），内置≥5000mAh电池（电量指示灯），含开关机、音量、方向键等物理按键。

虚拟仿真中控系统：计算核心：14核28线程Intel VT-x CPU，DDR4 2666 ECC内存（8G×2），240G SSD+1.2T HDD（RAID5冗余），1G缓存阵列卡。

视景仿真程控系统：图形处理：4核8线程CPU（3.6GHz主频），DDR4 2666 ECC内存（8G×2），1T SSD+6G独立显卡。

无人机数字模拟沙盘操作系统

无人机数字模拟沙盘操作系统结合虚拟仿真行业的研发经验，包含了增强现实、投影和虚拟交互技术，将各种三维虚拟场景进行立体化的展现，结合AR投影与空间计算技术，实现三维地形编辑、集群路径规划及决策推演。

硬件参数：无人机数字模拟沙盘操作系统采用点间距 1.25 的 LED 显示屏，搭配 15 英寸触摸显示器，支持手柄、手势、键盘鼠标等交互方式。配备 6Dof 交互手柄、具备 SLAM 空间精准定位及 47°FOV 的 MR 眼镜。音效上支持最高 5.1 立体环绕声，设有一键开关机开关。还带有可收纳 AR 头盔的分段式收纳柜，内置 USB 充电接口及紫外线消毒杀菌功能，并配备人脸识别摄像头。

沉浸式无人机交互教学系统

通过先进的虚拟现实和增强现实技术，模拟出各种复杂的飞行场景和条件，使学生能够身临其境地操作无人机，从而加深对无人机飞行原理、操控技巧及应急处理的理解。此外，该系统还具备实时反馈功能，能够即时指出学生在飞行过程中的错误，并给出正确的操作指导，实现个性化教学。

硬件参数：光学动作捕捉相机，采用红外光学追踪技术，无电、磁和声音干扰，支持无线追踪摆脱线缆束缚。内置波长 850nm 且强度可调的近红外 LED 闪光灯，通过 POE 供电，一根网线就能实现供电、同步及数据传输。内部搭载双核 ARM A9 处理器，内存为 1GB DDR3 SDRAM、16MB QSPI 及 4GB eMMC。

无人机XR数字融合硬件系统

学生可以使用无人机XR数字融合硬件系统，进行无人机航电系统技能训练理论学习，之后到设备上进行实际操作。对于一个班的实训课，实际设备数量有限的情况下，多增加几个工作站就可以让学员在虚拟仿真软件进行练习。

教师可以使用无人机XR数字融合硬件系统，进行课程研讨研创工作。结合XR虚拟仿真编辑工具进行多终端虚拟仿真实训课程开发工作。结合XR展示工具进行课件演示成果展示工作。

工作站集成 PC/VR/AR/MR装置为用户提供一体化工作站，具有单排，面对面双排等多种拼接方式，支持单体一人操作，组合体多人协作操作，组合体多人独立操作。

硬件参数：

无人机XR数字融合硬件系统，即无人机XR数字融合工作站，该设备配备可自动升降的单屏支架，能适配 19/23.8/27 英寸显示器，搭配 7 英寸电容触摸显示器。控制部分含智控摇杆、按钮与鼠标，设有 200 万像素 1080P 人脸识别摄像头模组及支持多种模式的 NFC 模块。整体采用灰色 + 银色配色，尺寸约 1450mm650mm855mm（宽深高），通过主动式散热风扇散热，具备一键开关功能。分段式收纳柜可收纳 1 台主机电脑、1 个 VR 头盔与 1 个 AR 头盔，内置 USB 充电接口，并带有紫外线消毒杀菌功能。

此外，无人机虚实一体实训平台还包括虚实一体集群协同无人机教学系统、智能无人机集群系统及数字孪生控制车、无人机XR数字融合硬件系统和无人机集群组网与协同仿真验证系统。

结语

无人机虚实一体实训平台通过技术融合与模式创新，不仅解决了传统实训的痛点，更成为培养高端无人机技术人才的核心基础设施。其“虚实互补、教研共生”的理念，为未来智能装备教育提供了可复制的范式，助力中国无人机产业在全球竞争中占据先机。