無人機自主拍攝系統的設計與實現

左曉飛 郝求之 林立娟 周聰

摘要：為了提升游客在景區游覽過程中的浸入式體驗，為景區開發二次消費項目，設計和實現了一種無人機自主拍攝系統。通過無人機控制接口實現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后臺管理系統，實現景區管理、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。系統能夠為景區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

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，旅游業也逐漸由“奢侈品”轉為人們生活中的“必需品”。旅游業作為戰略性支柱產業，也到了從高速增長階段轉向優質發展階段的關鍵節點[1]，逐漸從單純依靠旅游資源向依靠旅游服務品質提升轉變。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和感受要求更高。

景區作為旅游業的關鍵要素，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。這種現象的發生，有著多方面的深層次原因，如景區收入結構單一、日常運營資金不足等。若景區過度依賴門票經濟，將會對其長遠發展造成不利影響[2]。隨著國家于2018年推動景區門票降價政策，門票經濟時代一去不復返。政策的推動，游客高品質、多元化的需求，二次旅游產品供給的疲軟，迫使二次消費產品變革已成大勢所趨[3]。景區應從創新體驗項目、拓展二次消費內容、提升游客游覽體驗上著力。只有摒棄傳統的門票經濟，擺脫門票依賴，景區才能形成持續發展的生命力。

目前，游客在景區游玩時大多數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。本文設計的景區無人機自主拍攝體驗二次消費項目，可以讓游客在景區體驗到飛行拍攝內容，同時也降低了對無人機操控人員的要求，便于景區運營項目。設計和實現的無人機自主拍攝體驗系統，可以為景區開展自主拍攝體驗二次消費項目提供支撐。

1.1系統組成與原理

無人機自主拍攝系統由無人機、無人機控制App、微信公眾號和無人機管理系統組成。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。無人機管理系統由景區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。系統原理如圖1所示。

系統主要工作原理為：

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

系統邏輯架構如圖2所示。

無人機自主拍攝系統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勢[4]。本系統架構的核心是服務注冊和發現，根據業務的不同，提供注冊服務、登錄服務、景區管理服務和無人機管理服務等，將上述服務發布并注冊到服務注冊中心，服務注冊中心對服務進行統一編排管理。應用作為服務消費方從服務注冊中心訂閱服務，從而能夠發現服務，進行服務的調用。微服務監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用情況進行監控和管理，同時可以配置服務的調用閾值和訪問權限，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，可以獨立部署、水平擴展、獨立訪問[5]，能夠滿足系統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，可以實現硬盤的熱插拔擴容。

2.1添加景區

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

添加景區的處理步驟如下：

①開始；

②系統管理員輸入用戶名和賬號登錄系統；

③系統管理員填寫景區信息及賬號信息；

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景區管理員將⑥生成的URL鏈接地址提供給景區公眾號；

⑧結束。

2.2添加拍攝點

景區管理員用景區賬號登錄系統維護景區的拍攝點信息，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景區管理員輸入賬號密碼登錄系統；

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結束。

2.3發布飛行路線

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。發布飛行路線的流程如圖5所示。

發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提交后臺景區管理員進行審核；

⑤景區管理員登錄無人機自主管理系統；

⑥景區管理員查看提交審核的飛行路線和演示視頻；

⑦景區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飛行路線變為上架狀態；

⑨游客可以打開景區公眾號查看飛行路線；

⑩結束。

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系統生成訂單；

3.1景區管理

系統管理員能夠對添加到系統內的景區信息進行管理和維護，可以修改景區信息，改變景區的啟用和停用狀態，設置景區的服務有效期，景區服務到期或處于停用狀態時，該景區的管理員賬號將無法登錄系統使用后臺管理功能。系統管理員可以查看各景區的無人機拍照頁面鏈接地址，并將該鏈接提供給景區，景區可以將鏈接嵌入到本單位的公眾號，游客在公眾號內即可使用無人機自主拍攝功能。

3.2拍攝點管理

拍攝點指景區內固定提供無人機自主拍攝體驗項目的地點，由景區管理員進行維護。景區管理員在景區內選定拍攝點后，在電子地圖上選取相應的位置點，系統將該位置點的坐標及其他信息保存到數據庫中，管理員設置拍攝點為上架狀態，游客可以在公眾號的地圖上查看到該拍攝點。景區管理員也可以將拍攝點改為下架狀態，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

景區管理員可以管理景區購置的無人機，實現無人機管理的信息化和無紙化，便于進行設備的統計和維護。可以手動錄入無人機的編號、型號、生產廠家、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批量導入，從而減少錄入工作。系統支持無人機信息的批量導出，為景區統計工作提供原始數據支撐。

3.4飛行訂單管理

景區管理員可以查看景區游客的下單記錄，系統管理員可以查看所有景區的游客下單記錄。系統管理員能夠看到飛行訂單的狀態，包括是否支付、是否在體驗飛行中、是否已上傳視頻等。對已經完成飛行的訂單，系統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通過信息化手段實現對無人機拍攝體驗項目的全流程管理，能夠滿足景區運營相關項目的需求，同時能夠提升游客在游覽景區過程中的感受，為景區開發新的二次消費項目提供方案。下一步將進一步完善系統對數據的分析能力，為景區開展游客畫像、決策分析提供支撐。

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

[2]裴榮琪.景區“門票經濟”問題研究———以雷瓊海口火山群世界地質公園為例[J].中國商論，2021（4）： 35-36.

[3]張曉紅.景區二次消費開發模式探討[J].大眾投資指南，2019（14）： 232-233.

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

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