智能无人机导游技术与探索*

高 扬，姜 秦，温佳旭，魏秀玲

（吉林动画学院，吉林 长春 130012）

随着人们生活水平的提高，外出旅游已经成为人们放松休闲的主要活动之一。经过近40年的发展，中国旅游业的产业形象日益鲜明，产业规模也在不断壮大，毫无悬念地在中国发展速度最快行业中占据一席之地。目前，中国旅游业面临着种种问题，传统的旅游方式都是团队组织[1]，这在很大程度上制约了游客游玩的自主性。旅游方式急需要由粗放型经营向集约化经营转变，特别是对旅游质量和旅游体验的重视，由满足人们旅游基本需求向高质量旅游服务转变。并且随着手机作为现在最常用的移动终端，旅游导航类的APP 也是层出不穷，但是人们更希望有一款智能化的简单易于用户使用的智能旅游导航软件，来更好地为人们的出行服务，同时景区管理人员也很希望有一款软件能够更好地宣传景区，吸引更多的游客来旅游，带动当地旅游经济的发展。因此，充分利用无线互联网技术的优点，以智能手机作为移动终端，设计一款自助的、智能的导游系统来满足游客的需求是非常有必要的[2]。同时，无人机行业发展迅速，在多个领域崭露头角，但目前在导游领域，尚未有无人机的高效应用。无人机拥有不受地形限制、空间定位准确、占用空间小等特点。“智能导游+无人机”不只是一个简单的代替导游的工具，而是一套针对园区旅游体验的优化方案，能够解决一系列旅游业的重点问题。同时也能为现今无人机制造业、旅游业提供新的转型方案。

1 旅游助手APP

移动互联技术的飞速发展及移动终端设备的普及，使智慧旅游迅速成为旅游业发展的重要途径，基于移动设备的旅游相关APP 成为实现智慧旅游的重要载体[2]。作为全新的面向全场景的分布式操作，HarmonyOS 在移动互联网领域有着巨大的潜力。基于HarmonyOS平台的智慧旅游APP的开发旨在通过移动互联技术提高旅游的信息化水平，满足人们自由化、个性化、体验化旅游的需求，进一步改善旅游服务的总体质量，推进旅游产业的快速发展。因此研究基于HarmonyOS的旅游助手APP软件的设计与实现具有重要的现实意义。

旅游助手APP 结合人们日常旅游的需要利用移动应用开发技术，分析HarmoyOS 平台下旅游辅助信息系统的功能需求，研究系统的总体结构框架、关键技术。通过该APP 的应用，旅游者将能够随时随地获取旅游景点最新的天气和新闻资讯，享受实时的路况信息提醒及定位导航服务，即时查看附近商家及休闲娱乐场所的优惠信息，实现游、购、娱和吃、住、行的一体化服务，为旅游用户提供便利。同时利用无人机实时采集数据，通过云端与用户手机APP 及时交换信息。游客可通过APP 或小程序，观看无人机航拍景区景色，也可实时从无人机视角看风景。实时提供景区游客分布情况，游客可通过APP 查看，自行选择游玩路线；游客可通过APP 访问数据库了解景区文化和历史。

2 系统相关技术

2.1 软件

旅游助手APP 软件以功能集中、操作简单、使用方便为基本原则，满足用户日常旅游的实际需要。经过调研分析，旅游助手软件主要包括用户登录与注册、城市定位与导航、气象信息及生活指数查询、好友信息分享等基本功能模块。旅游助手APP 软件的系统功能可以具体描述如下。

用户登录模块。新用户注册后在登录界面成功登录后，方可进入系统使用相关功能。

城市选择模块。点击定位，自动定位到所在城市；支持在文本框中输入目标城市搜索城市信息。

气象信息查询模块。获取定位城市的气象信息，如温度、风力，并能够显示温度变化曲线图，针对穿衣、旅游、洗车、感冒、运动、紫外线强度等生活指数给出建议。

定位与导航模块。支持随时随地查看道路拥堵情况，支持导航功能。

旅游生活模块。在查看天气状况和路线的同时，也可搜索到定位地点附近详细的休闲娱乐等信息。

无人机导游模块。基于无人机平台，实现园区定位导航、景区语音讲解。运用人工智能、大数据技术对园区数据分析，提供管理与优化方案[1]。

旅游助手APP 是以DevEco Studio 为开发平台实现的移动应用软件，HarmonyOS 具备分布式软总线、分布式数据管理和分布式安全3 大核心能力。

分布式软总线让多设备融合为“一个设备”，带来设备内和设备间高吞吐、低时延、高可靠的流畅连接体验。分布式数据管理让跨设备数据访问如同访问本地，大大提升跨设备数据远程读写和检索性能等。分布式安全确保正确的人、用正确的设备、正确使用数据。当用户进行解锁、付款、登录等行为时系统会主动拉出认证请求，并通过分布式技术可信互联能力，协同身份认证确保正确的人；HarmonyOS 能够把手机的内核级安全能力扩展到其他终端，进而提升全场景设备的安全性，通过设备能力互助，共同抵御攻击，保障智能家居网络安全；HarmonyOS 通过定义数据和设备的安全级别，对数据和设备都进行了分类分级保护，确保数据流通安全可信。

DevEco Studio 开发平台具有如下特点：①多设备统一开发环境。支持多种HarmonyOS 设备的应用开发，包括手机（Phone）、平板（Tablet）、车机（Car）、智慧屏（TV）、智能穿戴（Wearable）、轻量级智能穿戴（Lite Wearable）和智慧视觉（Smart Vision）设备。②支持多语言的代码开发和调试。包括Java、XML（ Extensible Markup Language ） 、 C/C++ 、 JS（JavaScript）、CSS（Cascading Style Sheets）和HML（HarmonyOS Markup Language）。③支持FA（Feature Ability）和PA（Particle Ability）快速开发。通过工程向导快速创建FA/PA 工程模板，一键式打包成HAP（HarmonyOS Ability Package）。④支持分布式多端应用开发。一个工程和一份代码可跨设备运行，支持不同设备界面的实时预览和差异化开发，实现代码的最大化重用。⑤支持多设备模拟器。提供多设备的模拟器资源，包括手机、平板、车机、智慧屏、智能穿戴设备的模拟器，方便开发者高效调试。⑥支持多设备预览器。提供JS 和Java 预览器功能，可以实时查看应用的布局效果，支持实时预览和动态预览；同时还支持多设备同时预览，查看同一个布局文件在不同设备上的呈现效果。

2.2 硬件

基于无人机平台，运用人工智能、大数据技术的智能导游系统主要包括以下组成部分：导游无人机、巡视无人机、APP 或小程序、云端服务器。其中，导游无人机的核心模块为GPS、音频、通讯，巡视无人机的核心模块为监测、GPS、通讯。

3 运行模式

系统的运行模式如图1 所示。巡视无人机采集景区数据信息上传服务器，服务器处理后，实现控制导游无人机，用户可通过APP 或小程序访问服务器数据[3]，与服务器进行数据交换。系统内的所有组件都采用模块化设计，便于日后的升级与维护。

图1 系统运行模式

系统配有本地控制系统，如在线网络通讯不可用时，可启动离线控制，保障系统运行的安全。无人机的续航时间不超过30 min，通过GPS 导航为无人机设定固定的航行路线，尽可能地避开游客旅游路线，避免无人机因天气等因素为强迫电机产生更多的冲力来保持悬停，导致消耗更多电池能量，使其意外坠落，对游客的生命安全造成威胁。另外，避免在强风条件下飞行，以防坠落到周边建筑物甚至伤及无辜。

配有自动巡航蓄电系统，系统包含：①供电模块（全自动机场，如图2 所示），用于为无人机更换电池或提供充电电源；②无人机充电模块，用于安装在无人机上接收所述供电模块提供的电能；③时间控制模块，用于控制无人机定时起飞和定时回航充电。上述技术方案，实现了无人机定时起飞巡航，定时返航充电，无需人员监管便可自动巡航，确保实时监控或者定时监控，提高了无人机工作效率。

图2 全自动机场

全自动机场。无人机电力不足时，通过GPS 巡航自动进入全自动机场，可由机械臂为无人机自动更换电池，也可通过无线充电对无人机补电。

4 技术特点

系统的技术特点如下：①系统在服务技术领域，运用无人机技术提供服务，解决了园区管理与维护、游客导航服务的问题，提出了自动化、智能化、模块化的方案。②系统为提供旅游相关服务，基于无人机平台，实现园区定位导航、景区语音讲解；运用人工智能、大数据技术对园区数据分析，提供管理与优化方案。③系统的全自动机场概念，实现在无人机电力不足时，通过GPS 巡航自动进入全自动机场，可由机械臂为无人机自动更换电池，也可通过无线充电对无人机补电。④使用方面，游客可通过APP 或小程序，观看无人机航拍景区景色，也可实时从无人机视角看风景；实时提供景区游客分布情况，游客可通过APP查看，自行选择游玩路线；游客还可通过APP 访问数据库了解景区文化和历史。

5 结束语

旅游助手APP 实现了自助导游的基本功能，利用HarmonyOS 的特性，游客在游玩时使用手机终端进行搜索﹑定位，配以电子地图，可以很方便地搜索景区景点，并能方便地查询景点周边的住宿﹑餐饮等信息。此系统的出现将会在很大程度上缓解导游资源不足的问题，而且可以更好地满足游客个性化的需要。在管理方面，通过GPS 定位系统可以方便地查看景点的游客情况，更加合理地对景点进行管理。