無人機自主拍攝系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

左曉飛 郝求之 林立娟 周聰

摘要：為了提升游客在景區(qū)游覽過程中的浸入式體驗，為景區(qū)開發(fā)二次消費項目，設計和實現(xiàn)了一種無人機自主拍攝系統(tǒng)。通過無人機控制接口實現(xiàn)無人機飛行路線的定制和自動飛行，采用微服務架構設計和實現(xiàn)后臺管理系統(tǒng)，實現(xiàn)景區(qū)管理、拍攝點管理和飛行路線管理等功能，游客可通過微信公眾號體驗預訂下單、體驗飛行和拍攝視頻下載等服務。系統(tǒng)能夠為景區(qū)開展無人機飛行體驗項目提供信息化的管理手段。

關鍵詞：二次消費；無人機；自主拍攝；微服務

中圖分類號：TP393文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2022）10-45-4

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，旅游業(yè)也逐漸由“奢侈品”轉(zhuǎn)為人們生活中的“必需品”。旅游業(yè)作為戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，也到了從高速增長階段轉(zhuǎn)向優(yōu)質(zhì)發(fā)展階段的關鍵節(jié)點[1]，逐漸從單純依靠旅游資源向依靠旅游服務品質(zhì)提升轉(zhuǎn)變。游客已從原來的觀光旅游逐步向體驗旅游過渡，對旅游過程中的品質(zhì)和感受要求更高。

景區(qū)作為旅游業(yè)的關鍵要素，對游客的旅游感受的影響最為直接。近年來，景區(qū)門票價格偏高等問題日益凸顯，造成了惡劣的社會影響。這種現(xiàn)象的發(fā)生，有著多方面的深層次原因，如景區(qū)收入結(jié)構單一、日常運營資金不足等。若景區(qū)過度依賴門票經(jīng)濟，將會對其長遠發(fā)展造成不利影響[2]。隨著國家于2018年推動景區(qū)門票降價政策，門票經(jīng)濟時代一去不復返。政策的推動，游客高品質(zhì)、多元化的需求，二次旅游產(chǎn)品供給的疲軟，迫使二次消費產(chǎn)品變革已成大勢所趨[3]。景區(qū)應從創(chuàng)新體驗項目、拓展二次消費內(nèi)容、提升游客游覽體驗上著力。只有摒棄傳統(tǒng)的門票經(jīng)濟，擺脫門票依賴，景區(qū)才能形成持續(xù)發(fā)展的生命力。

目前，游客在景區(qū)游玩時大多數(shù)只能自己拍照或拍視頻，很少體驗過從高空俯拍的感覺，無人機拍攝可以將美景和游客一同拍攝，為游客提供不一樣的視覺感受。由于無人機操控復雜、價格昂貴，限制了無人機在普通消費者中的流行。本文設計的景區(qū)無人機自主拍攝體驗二次消費項目，可以讓游客在景區(qū)體驗到飛行拍攝內(nèi)容，同時也降低了對無人機操控人員的要求，便于景區(qū)運營項目。設計和實現(xiàn)的無人機自主拍攝體驗系統(tǒng)，可以為景區(qū)開展自主拍攝體驗二次消費項目提供支撐。

1.1系統(tǒng)組成與原理

無人機自主拍攝系統(tǒng)由無人機、無人機控制App、微信公眾號和無人機管理系統(tǒng)組成。無人機和無人機控制App配套使用，無人機進行飛行拍攝，App可以控制無人機的拍攝和路線。供游客關注微信公眾號進行下單、支付等操作。無人機管理系統(tǒng)由景區(qū)管理員和無人機飛行員使用，可以進行添加飛行點、審核航線和上傳視頻等操作。系統(tǒng)原理如圖1所示。

系統(tǒng)主要工作原理為：

①由熟練飛行員提前設置若干條飛行路線，并拍攝各個飛行路線的視頻；

②管理員審核飛行路線和視頻后，飛行路線即可上架；

③游客預覽航拍視頻，可選定某個飛行路線進行下單預定，并獲得核銷碼；

④游客前往拍攝點，向飛行員提供核銷碼，飛行員點擊App的一鍵起飛，無人機即可按照游客購買的飛行路線自動進行飛行和拍攝，全程無需人工干預；

⑤飛行完畢，航拍視頻自動上傳到后臺服務器，游客可以通過后臺提供的訪問鏈接下載或瀏覽視頻。

1.2邏輯架構設計

系統(tǒng)邏輯架構如圖2所示。

無人機自主拍攝系統(tǒng)采用微服務架構進行設計，具有分布式存儲、高可用性、可伸縮性和運維智能化等優(yōu)勢[4]。本系統(tǒng)架構的核心是服務注冊和發(fā)現(xiàn)，根據(jù)業(yè)務的不同，提供注冊服務、登錄服務、景區(qū)管理服務和無人機管理服務等，將上述服務發(fā)布并注冊到服務注冊中心，服務注冊中心對服務進行統(tǒng)一編排管理。應用作為服務消費方從服務注冊中心訂閱服務，從而能夠發(fā)現(xiàn)服務，進行服務的調(diào)用。微服務監(jiān)控中心和管理中心主要對微服務中各個服務的運行狀況和調(diào)用情況進行監(jiān)控和管理，同時可以配置服務的調(diào)用閾值和訪問權限，通過可視化的方式提高管理的便捷性。

采用微服務架構進行開發(fā)，可以獨立部署、水平擴展、獨立訪問[5]，能夠滿足系統(tǒng)的彈性擴展和未來用戶的增長。初期部署可以采用單機模式，后期有需要可以采用集群方式進行靈活擴展。由于航拍視頻文件較大，保存視頻的硬盤需要有較大空間，可以實現(xiàn)硬盤的熱插拔擴容。

2.1添加景區(qū)

添加景區(qū)是提供給系統(tǒng)管理員的重要功能，在整個業(yè)務流程中需要首先添加景區(qū)才能使用系統(tǒng)的其他功能和流程。系統(tǒng)可以添加多個景區(qū)，能夠滿足在不同景區(qū)運營的需要。系統(tǒng)添加景區(qū)的流程如圖3所示。

添加景區(qū)的處理步驟如下：

①開始；

②系統(tǒng)管理員輸入用戶名和賬號登錄系統(tǒng)；

③系統(tǒng)管理員填寫景區(qū)信息及賬號信息；

④程序判斷輸入信息的合法性，通過校驗進入下一步，否則返回到③；

⑤程序判斷景區(qū)編號的唯一性，通過校驗進入下一步，否則返回到③；

⑥程序提示添加成功，并生成無人機頁面鏈接URL；

⑦景區(qū)管理員將⑥生成的URL鏈接地址提供給景區(qū)公眾號；

⑧結(jié)束。

2.2添加拍攝點

景區(qū)管理員用景區(qū)賬號登錄系統(tǒng)維護景區(qū)的拍攝點信息，其中添加拍攝點的流程如圖4所示。

添加拍攝點的處理步驟如下：

①開始；

②景區(qū)管理員輸入賬號密碼登錄系統(tǒng)；

③輸入拍攝點信息及賬號信息；

④判斷信息的合法性，通過校驗則進入下一步，否則返回③；

⑤判斷拍攝點的唯一性，通過校驗則進入下一步，否則返回③；

⑥提示添加成功；

⑦結(jié)束。

2.3發(fā)布飛行路線

飛行路線是無人機在拍攝點提前設計好的固定拍攝路線和拍攝模式，飛行路線發(fā)布后，游客可選擇路線，無人機將按照該固定路線進行飛行拍攝。發(fā)布飛行路線的流程如圖5所示。

發(fā)布飛行路線處理流程如下：

①開始；

②無人機飛行管理員登錄無人機管理App；

③新建飛行路線；

④提交后臺景區(qū)管理員進行審核；

⑤景區(qū)管理員登錄無人機自主管理系統(tǒng)；

⑥景區(qū)管理員查看提交審核的飛行路線和演示視頻；

⑦景區(qū)管理員進行審核操作，審核通過則進入下一步，否則返回③；

⑧飛行路線變?yōu)樯霞軤顟B(tài)；

⑨游客可以打開景區(qū)公眾號查看飛行路線；

⑩結(jié)束。

2.4飛行訂單生成處理

游客通過公眾號下單體驗無人機自主飛行拍攝，訂單的生成和處理流程如圖6所示。

飛行訂單生成和處理流程如下：

①開始；

②游客關注并打開景區(qū)的公眾號；

③瀏覽拍攝點；

④預覽演示視頻，選擇飛行路線；

⑤游客進行預訂；

⑥游客進行支付；

⑦系統(tǒng)生成訂單；

3.1景區(qū)管理

系統(tǒng)管理員能夠?qū)μ砑拥较到y(tǒng)內(nèi)的景區(qū)信息進行管理和維護，可以修改景區(qū)信息，改變景區(qū)的啟用和停用狀態(tài)，設置景區(qū)的服務有效期，景區(qū)服務到期或處于停用狀態(tài)時，該景區(qū)的管理員賬號將無法登錄系統(tǒng)使用后臺管理功能。系統(tǒng)管理員可以查看各景區(qū)的無人機拍照頁面鏈接地址，并將該鏈接提供給景區(qū)，景區(qū)可以將鏈接嵌入到本單位的公眾號，游客在公眾號內(nèi)即可使用無人機自主拍攝功能。

3.2拍攝點管理

拍攝點指景區(qū)內(nèi)固定提供無人機自主拍攝體驗項目的地點，由景區(qū)管理員進行維護。景區(qū)管理員在景區(qū)內(nèi)選定拍攝點后，在電子地圖上選取相應的位置點，系統(tǒng)將該位置點的坐標及其他信息保存到數(shù)據(jù)庫中，管理員設置拍攝點為上架狀態(tài)，游客可以在公眾號的地圖上查看到該拍攝點。景區(qū)管理員也可以將拍攝點改為下架狀態(tài)，游客將無法查看到該拍攝點，從而便于管理員對拍攝點的信息進行維護。

3.3無人機管理

景區(qū)管理員可以管理景區(qū)購置的無人機，實現(xiàn)無人機管理的信息化和無紙化，便于進行設備的統(tǒng)計和維護?？梢允謩愉浫霟o人機的編號、型號、生產(chǎn)廠家、價格和購買時間等信息，也可以通過電子表格添加多架無人機的相關信息實現(xiàn)批量導入，從而減少錄入工作。系統(tǒng)支持無人機信息的批量導出，為景區(qū)統(tǒng)計工作提供原始數(shù)據(jù)支撐。

3.4飛行訂單管理

景區(qū)管理員可以查看景區(qū)游客的下單記錄，系統(tǒng)管理員可以查看所有景區(qū)的游客下單記錄。系統(tǒng)管理員能夠看到飛行訂單的狀態(tài)，包括是否支付、是否在體驗飛行中、是否已上傳視頻等。對已經(jīng)完成飛行的訂單，系統(tǒng)管理員可以上傳拍攝視頻，視頻上傳成功后，游客可以在公眾號的個人中心預覽拍攝視頻，并可以下載視頻。

無人機自主拍攝系統(tǒng)通過信息化手段實現(xiàn)對無人機拍攝體驗項目的全流程管理，能夠滿足景區(qū)運營相關項目的需求，同時能夠提升游客在游覽景區(qū)過程中的感受，為景區(qū)開發(fā)新的二次消費項目提供方案。下一步將進一步完善系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的分析能力，為景區(qū)開展游客畫像、決策分析提供支撐。

[1]戴斌，張進福，馬儀亮，等.中國旅游發(fā)展筆談———品質(zhì)旅游[J].旅游學刊，2018，33（12）：1-14.

[2]裴榮琪.景區(qū)“門票經(jīng)濟”問題研究———以雷瓊?？诨鹕饺菏澜绲刭|(zhì)公園為例[J].中國商論，2021（4）： 35-36.

[3]張曉紅.景區(qū)二次消費開發(fā)模式探討[J].大眾投資指南，2019（14）： 232-233.

[4]馮志勇，徐硯偉，薛霄，等.微服務技術發(fā)展的現(xiàn)狀與展望[J].計算機研究與發(fā)展，2020，57（5）：1103-1122.

[5]張云謙.基于微服務架構的校園評審系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].重慶：西南大學， 2020.