智能無人機導游技術與探索*

高 揚，姜 秦，溫佳旭，魏秀玲

（吉林動畫學院，吉林 長春 130012）

隨著人們生活水平的提高，外出旅游已經成為人們放松休閑的主要活動之一。經過近40年的發展，中國旅游業的產業形象日益鮮明，產業規模也在不斷壯大，毫無懸念地在中國發展速度最快行業中占據一席之地。目前，中國旅游業面臨著種種問題，傳統的旅游方式都是團隊組織[1]，這在很大程度上制約了游客游玩的自主性。旅游方式急需要由粗放型經營向集約化經營轉變，特別是對旅游質量和旅游體驗的重視，由滿足人們旅游基本需求向高質量旅游服務轉變。并且隨著手機作為現在最常用的移動終端，旅游導航類的APP 也是層出不窮，但是人們更希望有一款智能化的簡單易于用戶使用的智能旅游導航軟件，來更好地為人們的出行服務，同時景區管理人員也很希望有一款軟件能夠更好地宣傳景區，吸引更多的游客來旅游，帶動當地旅游經濟的發展。因此，充分利用無線互聯網技術的優點，以智能手機作為移動終端，設計一款自助的、智能的導游系統來滿足游客的需求是非常有必要的[2]。同時，無人機行業發展迅速，在多個領域嶄露頭角，但目前在導游領域，尚未有無人機的高效應用。無人機擁有不受地形限制、空間定位準確、占用空間小等特點。“智能導游+無人機”不只是一個簡單的代替導游的工具，而是一套針對園區旅游體驗的優化方案，能夠解決一系列旅游業的重點問題。同時也能為現今無人機制造業、旅游業提供新的轉型方案。

1 旅游助手APP

移動互聯技術的飛速發展及移動終端設備的普及，使智慧旅游迅速成為旅游業發展的重要途徑，基于移動設備的旅游相關APP 成為實現智慧旅游的重要載體[2]。作為全新的面向全場景的分布式操作，HarmonyOS 在移動互聯網領域有著巨大的潛力。基于HarmonyOS平臺的智慧旅游APP的開發旨在通過移動互聯技術提高旅游的信息化水平，滿足人們自由化、個性化、體驗化旅游的需求，進一步改善旅游服務的總體質量，推進旅游產業的快速發展。因此研究基于HarmonyOS的旅游助手APP軟件的設計與實現具有重要的現實意義。

旅游助手APP 結合人們日常旅游的需要利用移動應用開發技術，分析HarmoyOS 平臺下旅游輔助信息系統的功能需求，研究系統的總體結構框架、關鍵技術。通過該APP 的應用，旅游者將能夠隨時隨地獲取旅游景點最新的天氣和新聞資訊，享受實時的路況信息提醒及定位導航服務，即時查看附近商家及休閑娛樂場所的優惠信息，實現游、購、娛和吃、住、行的一體化服務，為旅游用戶提供便利。同時利用無人機實時采集數據，通過云端與用戶手機APP 及時交換信息。游客可通過APP 或小程序，觀看無人機航拍景區景色，也可實時從無人機視角看風景。實時提供景區游客分布情況，游客可通過APP 查看，自行選擇游玩路線；游客可通過APP 訪問數據庫了解景區文化和歷史。

2 系統相關技術

2.1 軟件

旅游助手APP 軟件以功能集中、操作簡單、使用方便為基本原則，滿足用戶日常旅游的實際需要。經過調研分析，旅游助手軟件主要包括用戶登錄與注冊、城市定位與導航、氣象信息及生活指數查詢、好友信息分享等基本功能模塊。旅游助手APP 軟件的系統功能可以具體描述如下。

用戶登錄模塊。新用戶注冊后在登錄界面成功登錄后，方可進入系統使用相關功能。

城市選擇模塊。點擊定位，自動定位到所在城市；支持在文本框中輸入目標城市搜索城市信息。

氣象信息查詢模塊。獲取定位城市的氣象信息，如溫度、風力，并能夠顯示溫度變化曲線圖，針對穿衣、旅游、洗車、感冒、運動、紫外線強度等生活指數給出建議。

定位與導航模塊。支持隨時隨地查看道路擁堵情況，支持導航功能。

旅游生活模塊。在查看天氣狀況和路線的同時，也可搜索到定位地點附近詳細的休閑娛樂等信息。

無人機導游模塊。基于無人機平臺，實現園區定位導航、景區語音講解。運用人工智能、大數據技術對園區數據分析，提供管理與優化方案[1]。

旅游助手APP 是以DevEco Studio 為開發平臺實現的移動應用軟件，HarmonyOS 具備分布式軟總線、分布式數據管理和分布式安全3 大核心能力。

分布式軟總線讓多設備融合為“一個設備”，帶來設備內和設備間高吞吐、低時延、高可靠的流暢連接體驗。分布式數據管理讓跨設備數據訪問如同訪問本地，大大提升跨設備數據遠程讀寫和檢索性能等。分布式安全確保正確的人、用正確的設備、正確使用數據。當用戶進行解鎖、付款、登錄等行為時系統會主動拉出認證請求，并通過分布式技術可信互聯能力，協同身份認證確保正確的人；HarmonyOS 能夠把手機的內核級安全能力擴展到其他終端，進而提升全場景設備的安全性，通過設備能力互助，共同抵御攻擊，保障智能家居網絡安全；HarmonyOS 通過定義數據和設備的安全級別，對數據和設備都進行了分類分級保護，確保數據流通安全可信。

DevEco Studio 開發平臺具有如下特點：①多設備統一開發環境。支持多種HarmonyOS 設備的應用開發，包括手機（Phone）、平板（Tablet）、車機（Car）、智慧屏（TV）、智能穿戴（Wearable）、輕量級智能穿戴（Lite Wearable）和智慧視覺（Smart Vision）設備。②支持多語言的代碼開發和調試。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）快速開發。通過工程向導快速創建FA/PA 工程模板，一鍵式打包成HAP（HarmonyOS Ability Package）。④支持分布式多端應用開發。一個工程和一份代碼可跨設備運行，支持不同設備界面的實時預覽和差異化開發，實現代碼的最大化重用。⑤支持多設備模擬器。提供多設備的模擬器資源，包括手機、平板、車機、智慧屏、智能穿戴設備的模擬器，方便開發者高效調試。⑥支持多設備預覽器。提供JS 和Java 預覽器功能，可以實時查看應用的布局效果，支持實時預覽和動態預覽；同時還支持多設備同時預覽，查看同一個布局文件在不同設備上的呈現效果。

2.2 硬件

基于無人機平臺，運用人工智能、大數據技術的智能導游系統主要包括以下組成部分：導游無人機、巡視無人機、APP 或小程序、云端服務器。其中，導游無人機的核心模塊為GPS、音頻、通訊，巡視無人機的核心模塊為監測、GPS、通訊。

3 運行模式

系統的運行模式如圖1 所示。巡視無人機采集景區數據信息上傳服務器，服務器處理后，實現控制導游無人機，用戶可通過APP 或小程序訪問服務器數據[3]，與服務器進行數據交換。系統內的所有組件都采用模塊化設計，便于日后的升級與維護。

圖1 系統運行模式

系統配有本地控制系統，如在線網絡通訊不可用時，可啟動離線控制，保障系統運行的安全。無人機的續航時間不超過30 min，通過GPS 導航為無人機設定固定的航行路線，盡可能地避開游客旅游路線，避免無人機因天氣等因素為強迫電機產生更多的沖力來保持懸停，導致消耗更多電池能量，使其意外墜落，對游客的生命安全造成威脅。另外，避免在強風條件下飛行，以防墜落到周邊建筑物甚至傷及無辜。

配有自動巡航蓄電系統，系統包含：①供電模塊（全自動機場，如圖2 所示），用于為無人機更換電池或提供充電電源；②無人機充電模塊，用于安裝在無人機上接收所述供電模塊提供的電能；③時間控制模塊，用于控制無人機定時起飛和定時回航充電。上述技術方案，實現了無人機定時起飛巡航，定時返航充電，無需人員監管便可自動巡航，確保實時監控或者定時監控，提高了無人機工作效率。

圖2 全自動機場

全自動機場。無人機電力不足時，通過GPS 巡航自動進入全自動機場，可由機械臂為無人機自動更換電池，也可通過無線充電對無人機補電。

4 技術特點

系統的技術特點如下：①系統在服務技術領域，運用無人機技術提供服務，解決了園區管理與維護、游客導航服務的問題，提出了自動化、智能化、模塊化的方案。②系統為提供旅游相關服務，基于無人機平臺，實現園區定位導航、景區語音講解；運用人工智能、大數據技術對園區數據分析，提供管理與優化方案。③系統的全自動機場概念，實現在無人機電力不足時，通過GPS 巡航自動進入全自動機場，可由機械臂為無人機自動更換電池，也可通過無線充電對無人機補電。④使用方面，游客可通過APP 或小程序，觀看無人機航拍景區景色，也可實時從無人機視角看風景；實時提供景區游客分布情況，游客可通過APP查看，自行選擇游玩路線；游客還可通過APP 訪問數據庫了解景區文化和歷史。

5 結束語

旅游助手APP 實現了自助導游的基本功能，利用HarmonyOS 的特性，游客在游玩時使用手機終端進行搜索﹑定位，配以電子地圖，可以很方便地搜索景區景點，并能方便地查詢景點周邊的住宿﹑餐飲等信息。此系統的出現將會在很大程度上緩解導游資源不足的問題，而且可以更好地滿足游客個性化的需要。在管理方面，通過GPS 定位系統可以方便地查看景點的游客情況，更加合理地對景點進行管理。