一、技術要點

1.控制權仲裁機制：

核心功能：清晰定義主控權歸屬邏輯（默認為學員，但教練隨時可接管）。

切換方式：通常通過教練遙控器上的物理開關（瞬時或鎖定型）或軟件按鈕觸發。

切換邏輯：實現平滑、無感或最小延遲的切換。常見邏輯：

瞬時切換（彈簧開關）：教練按住按鈕時獲得控制權，松開即返還學員。

鎖定切換（撥動開關）：教練撥動開關獲得/釋放控制權。

優先級邏輯：明確主教練擁有最高優先級，可隨時覆蓋學員和任何其他副教練。

沖突處理：防止多個教練同時試圖接管造成沖突（通常只設一個主教練）。

狀態指示：主副遙控器和地面站軟件需有明確視覺（LED燈、屏幕提示）或聽覺提示當前控制者。

2.數據鏈路與通信：

連接方式：

遙控器直連：主副遙控器通過有線（如USB、音頻線、專用線纜）或無線（藍牙、Wi-Fi Direct）方式直接連接。主遙控器再與無人機通信。（延遲低，常用）

通過地面站/網絡：主副遙控器均連接到同一個地面站軟件或局域網/互聯網，由軟件或服務器協調控制權。（靈活性高，可能引入延遲）

協議：需要定義主副遙控器間通信的私有或標準協議，傳輸控制權狀態、遙測數據（可選）和可能的控制指令（在教練接管時）。

帶寬與延遲：控制權切換指令的傳輸必須極低延遲（毫秒級），確保教練能及時干預。控制指令傳輸延遲也需最小化。

3.指令融合/轉發：

學員操作時：學員遙控器的指令直接或通過主遙控器轉發給無人機。

教練接管時：教練遙控器的指令取代學員指令發送給無人機。系統需無縫切換指令源。

融合（可選）：某些高級系統允許教練僅覆蓋部分通道（如只接管油門），其他通道仍由學員控制。這需要更復雜的指令融合算法。

4.遙測數據共享：

教練端顯示：主教練遙控器或地面站應能實時顯示無人機的關鍵狀態信息（高度、速度、姿態、電池、GPS狀態、圖傳畫面等），無論當前誰在控制。

學員端顯示（可選）：學員遙控器通常也顯示其操作時的遙測數據。

數據傳輸：需要穩定可靠的鏈路傳輸這些數據，可能通過主遙控器轉發或獨立鏈路。

5.安全機制：

緊急接管：教練必須能一鍵（或簡單操作）無條件立即接管控制權。

鏈路丟失處理：定義主副遙控器間連接中斷時的行為（如默認學員控制，或觸發無人機安全策略如懸停、返航）。

無人機鏈路丟失：無人機與控制端（主遙控器）的鏈路丟失時，按預設安全策略執行（如返航、懸停、降落）。

失控保護：當檢測到學員操作可能導致危險（如超出預設地理圍欄、姿態異常、低電量）時，系統可自動報警或建議教練接管（或強制觸發安全策略）。

權限管理：設置進入教練模式的密碼或權限，防止未經授權使用。

6.用戶界面：

狀態清晰顯示：主副遙控器屏幕需直觀顯示當前控制者、控制權狀態、連接狀態。

操作便捷：教練接管/釋放的控件設計需符合人體工學，易于快速準確操作（尤其在緊張情況下）。

告警提示：對低電量、信號弱、超出限制等狀態提供明顯的聲音和視覺告警。

二、 運行方式

1.物理連接/配對：

通過線纜或無線方式將學員遙控器與教練遙控器連接/配對。

教練遙控器（主控）與無人機建立連接（通常通過其自身的射頻模塊）。

2.啟動教練模式：

在教練和學員遙控器上啟用教練模式功能。

系統初始化，建立通信鏈路，默認將控制權賦予學員遙控器。狀態指示燈/屏幕顯示學員控制中。

3.學員操作階段：

學員通過其遙控器操控無人機。

學員的指令通過連接鏈路發送到教練遙控器，教練遙控器再將指令轉發給無人機。

無人機遙測數據（和圖傳）發送回教練遙控器，教練遙控器可能將部分數據（如圖傳、基礎狀態）轉發給學員遙控器顯示。

教練在其遙控器上實時監控所有飛行數據和無人機畫面。

4.教練干預/接管階段：

監控：教練持續觀察學員操作和飛行狀態。

決策：當發現學員操作失誤、接近危險或需要示范時，教練決定接管。

觸發接管：教練按下/撥動其遙控器上的接管開關/按鈕。

控制權切換：系統立即（毫秒級）將指令源從學員切換到教練。教練遙控器的指令直接發送給無人機。

狀態指示：主副遙控器顯示控制權已轉移到教練。

教練操作：教練操控無人機進行修正、示范或脫離危險。

學員反饋：學員可以觀察教練的操作（通過其遙控器屏幕或目視無人機），但無法輸入有效指令（其搖桿輸入被忽略或覆蓋）。

5.釋放控制權：

當危險解除或示范完成，教練釋放接管開關/按鈕（瞬時模式）或再次操作切換開關（鎖定模式）。

系統將控制權平滑交還給學員遙控器。

狀態指示恢復為學員控制。

6.結束教練模式：

教練或學員退出教練模式功能。

連接斷開（無線連接可能自動斷開）。通常只有教練遙控器保持與無人機的連接。

三、 負責要點 (關鍵職責與要求)

1.安全第一：

絕對優先級：確保教練在任何情況下都能立即、可靠、無條件地接管無人機控制權。這是該模式存在的核心價值。

零延遲目標：控制權切換和指令傳輸的延遲必須最小化（毫秒級）。任何明顯延遲都可能導致災難性后果。

魯棒性：系統必須在各種環境（電磁干擾、信號遮擋）和操作壓力下穩定運行，抵抗單點故障（如主副鏈路中斷有明確安全fallback）。

防誤觸發：接管機制需要防止意外觸發（如誤碰開關），但也不能設置過于復雜的操作阻礙緊急接管。

2.控制權清晰明確：

無歧義狀態：主副遙控器必須實時、清晰、一致地顯示當前誰擁有控制權。任何混淆都可能導致雙方都以為自己在控制或都沒在控制。

仲裁唯一性：確保同一時間只有一個有效指令源（學員或教練）發送給無人機。

3.通信可靠性與低延遲：

主副鏈路：主副遙控器之間的連接必須極其可靠且低延遲，專門優化用于傳輸控制權指令和關鍵狀態信息。

主-機鏈路：教練遙控器與無人機的通信鏈路（通常是主要控制鏈路）必須保持最高級別的可靠性和性能。

4.用戶體驗與效率：

教練監控：為教練提供全面、實時、易讀的飛行信息（遙測、圖傳）是有效監控的基礎。

學員反饋：學員應能清晰感知當前控制權狀態（最好也能看到基礎飛行狀態和圖傳，以學習）。

操作直觀：接管/釋放控制的操作必須簡單、快速、符合直覺，教練在緊張情況下也能本能操作。

平滑切換：控制權切換應盡可能平滑，避免導致無人機劇烈動作。

5.系統兼容性與可配置性：

硬件兼容：支持不同型號的主副遙控器組合（通常需同品牌或兼容協議）。

參數配置：允許設置地理圍欄、高度速度限制、失控保護行為等安全參數。

模式可選：支持不同切換模式（瞬時/鎖定）和可能的通道覆蓋選項。