CN112511758B - 一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法及系统 - Google Patents

一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，包括向用户展示景区列表；向用户展示该景区的观光路线集合；服务器根据用户确认的观光路线、选择处于待机准备状态的载具和班次，核算费用后向用户发送支付请求，并在用户支付费用后，赋予用户获得其中一个摄像头在所选班次的唯一远程控制权限；摄像头将摄像头获取的影像信息通过无线传输给用户终端界面。本发明的终端子操作系统APP、位于景区的载具上的摄像头和服务器通过无线网络进行实时通信，用户确认观光信息后，能够通过独立控制的摄像头完成景区景色的观看，同时还可以存储对应摄像头记录的文件信息，便于用户调阅查看相关视频和图像。

Description

一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法及系统
技术领域
本发明涉及智能终端远程控制技术领域，具体涉及到一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法。
背景技术
旅游是人们日常生活中休闲的重要方式之一，目前人们在旅游时往往通过线上查询相关旅游咨询，然后到达景区后进行实地旅游。人们旅游的目的之一，主要集中在观看景区的景色和环境，现有的这种旅游方式将会造成交通拥堵和环境污染，游客也需要预留非常长的时间和高昂的旅游费用，特别是一些徒步时间长的景区，对游客的身体负担也大大加重。
现有技术中公开了多种通过无人机或者其他移动载具辅助旅游的方法和系统。
例如文献1：CN202010912163.2中公开了一种用于景区的无人机观光方法，属于无人机领域，其包括主服务器、智能终端和多个无人机；智能终端发送控制信号至主服务器，主服务器将该控制信号转送至无人机，控制无人机的飞行状态；无人机飞行时获取景区相应位置的图像，并通过主服务器传输至智能终端；与现有技术相比，本发明的无人机观光系统可以用智能终端远程控制无人机在景区内飞行，让用户足不出户即可游览各个景区，且获取的图像信息真实，相比传统的视频观看景区，可以看到景区内的实时景象。
文献1是通过用户控制无人机来获取景区的图像，用户能够自由控制无人机的起降和飞行方式，但是这种方式需要让每个用户配置一个无人机，无人机的运行轨迹由用户完全操作，也难以控制统一。考虑到到无人机的操作是具有专业性的，无人机直接由用户进行操作控制极易引起空中碰撞、飞行不稳定、起降损坏、观察效果不佳的情况出现。当景区内上线多个无人机后，其出现风险的概率将会大大出现，进而影响上述观光方法的实际使用效果。
其次，文献1公开的技术中，用户不能够控制摄像头，摄像头是拍摄和观光的最重要的设备。文献1的摄像头的拍摄角度是需要通过调节无人机的飞行角度来实现的，然而无人机在调节飞行角度时，容易出现晃动，也会降低拍摄质量。
文献2：CN201910169011.5本发明涉及无人机技术领域，具体公开了应用于景区空中观光的载人无人机飞行方法及系统，该方法包括：伴飞无人机与载人无人机进行配对并与载人无人机通信连接，载人无人机接收控制端发来的第一飞控信号并根据第一飞控信号飞行，载人无人机根据伴飞规则和第一飞控信号生成第二飞控信号并将第二飞控信号发送至伴飞无人机，伴飞无人机根据第二飞控信号伴飞于载人无人机周围并根据拍摄任务对载人无人机进行拍摄。该方法及系统利用载人无人机为游客提供了空中游览观光的旅游方式，为游客带来了新的旅游观光体验，并且在游客乘坐载人无人机在景区内观光游览时，通过伴飞无人机从载人无人机外部对游客进行拍摄，实现了以空中视角对空中观光游客的拍摄。
文献2配置了伴飞无人机和载人无人机，载人无人机需要在景区现场进行运作，因此这种方式不能够远程实现观光旅游的目的，游客必须到达现场才能够完成相关游览。
发明内容
本发明的目的是提供一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法。
为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，包括：
(1)响应用户的登录请求，并在登录成功后获取用户当前位置信息；
(2)向用户展示景区列表或者根据用户输入的景区名称向用户展示对应的景区或者根据用户当前位置信息向用户展示距离最近的景区；
(3)根据用户选择的景区，向用户展示该景区的观光路线集合，所述观光路线集合内包括至少一条观光路线，每条观光路线上配置有至少一个载具，每个载具上配置有若干个独立控制的摄像头，并为每个摄像头编制独立的编号；
(4)服务器根据用户从观光路线集合中选择的一条观光路线，向用户展示所选观光路线的运动轨迹信息和该观光路线上的载具列表；
(5)服务器根据用户确认的观光路线、选择处于待机准备状态的载具和班次，核算费用后向用户发送支付请求，并在用户支付费用后，赋予用户获得其中一个摄像头在所选班次的唯一远程控制权限，该摄像头为用户在所选班次载具上的一个摄像头；
(6)服务器预设载具的启动条件，当载具的启动条件符合要求后，载具按照预设路径进行移动；
(7)根据用户选择的观光模式，服务器控制该用户关联的摄像头的观光模式，载具上的摄像头将摄像头获取的影像信息通过无线传输给该摄像头关联的用户终端界面；
所述观光模式包括手动模式和自动模式，当切换为自动模式时，摄像头的观光动作为预设观光动作，当切换为手动模式时，摄像头的观光动作为用户手动控制，手动控制情况下，用户根据终端上显示的控制菜单或者控制按键控制摄像头的观光动作；
(8)服务器存储载具运行过程中每个摄像头记录的信息，服务器根据用户提出的查看请求，赋予对应用户获取该信息的查看权限。
优选的，还包括响应用户的账号注册请求，并根据用户录入的账号信息和授权信息确定用户的登录账号。
优选的，所述步骤(4)中运动轨迹信息包括观光路线的电子地图、路线长度和预计观光时间；所述班次信息还包括该班次当前预约人数、移动总时间和预计启动时间。
优选的，所述载具的工作状态包括待机准备、运行中、返程和充电；所述载具包括飞行器、车辆和轮船；
所述步骤(7)中，手动控制下的摄像头观光动作包括摄像头的转动、变焦、拍照和摄像。
优选的，所述步骤(6)中载具的启动条件包括到达固定班次预设时间或者载具上无剩余未被远程控制的摄像头；
服务器判断载具是否运行完毕，并在载具运行完毕后控制载具返程或者根据电量情况返回充电站。
现有技术中无人机的飞行路径由用户控制，这样容易在飞行区域造成混乱，容易发生飞行器的丢失、撞毁等安全和管理问题。因此本发明的一个实施例中对飞行器或者载具的移动路径进行了优化，由服务器平台预设路径进行观光。
本翻的载具的预设路径的设置方法包括以下步骤：
(a1)利用测绘飞行器对景区进行航测，获得景区地图；
(b1)根据景区的面积大小，将景区地图分隔成至少一个景区模块，并在每个景区模块上标记运行节点，每个景区模块的运行节点连接后形成8字形或者沙漏形的预设路径；
(c1)飞行器在启动后，沿运行节点依次移动，形成闭合的预设路径。
对于较为规则或者平面形的景区，且景区面积较大时，可以景区地图分隔成两个景区模块，每个景区模块上标记有四个运行节点，每个景区模块的运行节点连接后形成8字形或者沙漏形的预设路径；
飞行器从第一个景区模块的起点运行节点沿预设路径移动后返回至起点运行节点，然后从起点运行节点开始沿第二个景区模块的预设路径进行移动，最终再次返回至运行起点。
为了保证飞行器的飞行安全，同时考虑到拍摄成像的质量，本发明对飞行器的飞行高度进行了限制，载具为飞行器，飞行器按照预设路径进行移动时，通过调节飞行器的飞行高度避开障碍物；所述飞行器飞行高度的确定方法为：
(a2)利用测绘飞行器对景区进行航测，获得景区地图，建立景区地图的等高线地图；在等高线地图上导入飞行器的预设路径，生成飞行器在等高线地图上的飞行曲线，飞行曲线与预设路径对应；基于等高线地图获取飞行曲线上每个坐标点的海拔高度；
(b2)获取飞行器上摄像机的物理变焦倍数Z，获取飞行器飞行环境中的风速V和雨量P；
(c2)飞行器在每个坐标点上的安全飞行海拔高度H满足以下公式：
Figure GDA0002993072410000051
其中S为坐标点的海拔高度值；K为预设安全高度值，V为风速，单位m/s；P为雨量，单位mm/d；Z为物理变焦倍数；A为比例系数，取值范围为0.04～0.1；
(d2)在飞行器上设置测距传感器，判断飞行器当前的飞行高度是否在安全飞行高度H的范围内；
(e2)通过等高线地图测算当前坐标点与下一坐标点的海拔高度差，计算得到飞行器飞行到下一位置时飞行器的升降幅度。
本发明还公开了一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的系统，包括：
多个可移动的载具；
每条观光路线上配置有至少一个载具，每个载具上配置有若干个独立控制的摄像头，并为每个摄像头编制独立的编号；
所述摄像头用于获取运动过程中景区的视觉信息；所述载具配置有载具控制系统，载具控制系统通过无线通信模块与服务器进行通信，载具控制系统还用于控制摄像头的工作状态；所述工作状态的观光动作包括摄像头的转动、变焦、拍照和摄像；
所述摄像头的工作模式包括自动模式和手动模式；
所述自动模式是摄像头按照预设模式进入工作状态，摄像头的观光动作按照固定的预设程序进行；
所述手动模式是摄像头根据用户通过终端子操作系统发送操作指令，控制摄像头的观光动作；
终端子操作系统，所述终端子操作系统用于：
(1-1)向服务器发送注册登录请求；
(1-2)授予服务器获取用户当前位置的权限；
(1-3)向服务器发送观光请求，获取观光旅游的相关信息；
(1-4)向服务发送旅游观光的确认信息，所述确认信息包括从景区列表中选择的景区、观光路线、载具和载具运行的班次；并在载具运行开始后实时获取载具上关联的摄像头获取的影像信息；
(1-5)向服务器发送摄像头的工作模式确认指令，并在选择手动模式时通过终端上的控制菜单或者控制按键控制摄像头的观光动作；
(1-6)向服务器发送查看请求，查看用户每个班次的摄像头记录的影像信息；
服务器，所述服务器用于：
(2-1)响应用户的注册登录请求，为用户建立账号，登录终端子操作系统，并获取终端子操作系统的操作权限；
(2-2)向用户发送位置获取信息请求，并在用户同意后获取用户提供的位置信息；所述位置信息的来源包括自动定位和手动输入；
(2-3)根据用户的观光请求，向用户展示观光旅游的相关信息，该相关信息包括景区列表、观光路线集合、载具列表和每个载具的班次信息；所述观光路线集合内包括至少一条观光路线，每条观光路线上配置有至少一个载具；
(2-4)根据用户确认的旅游观光信息和费用支付情况，为用户分配载具上的摄像头，并获取该摄像头在该班次的控制权限，用户获取权限后能够实时通过摄像头观看景区影像信息以及查看相关检测数据；
(2-5)预设载具的启动条件，当载具的启动条件符合要求后，服务器向载具控制系统发送启动指令，载具控制系统控制载具按照预设路径进行移动；载具运行后，响应用户的观光模式选择请求，并根据用户选择的手动模式或者自动模式，向载具控制系统发送摄像头的控制方式指令；
(2-6)响应用户的查看请求，调用服务器中存储的用户关联的摄像头影像信息，并发送至终端子操作系统。
优选的，所述载具上设置有检测传感器，所述检测传感器用于检测空气质量、天气状况、风速和声音的检测数据；
所述载具为无人操作的载具或者为人为操作的载具；所述载具包括飞行器、车辆和船舶；所述飞行器包括飞艇、飞机和无人机；所述车辆包括汽车、摩托车和电动车；所述载具还包括机器人；
所述服务器响应用户的指令，向用户播放所选景区列表中的每个景区或者每条旅游线路的介绍语音。。
综上所述，本发明具有以下优点：
本发明的终端子操作系统APP、位于景区的载具摄像头和服务器通过无线网络进行实时通信，能够便于用户在远程选择景区、选择旅游路线、选择载具和班次，进而能够根据服务器的预设程序实现远程游览，通过独立控制的摄像头完成景区景色的观看，同时还可以存储对应摄像头记录的文件信息，便于用户调阅查看相关视频和图像。
本发明的载具例如飞行器上设置有多个摄像头，每个用户独立控制摄像头，用户不再单独控制飞行器或者载具，即载具的移动不受用户控制，载具在启动后是按照服务器的预设路径进行的，景区内所有的飞行器或者载具不容易出现撞机、起降损坏的情况，并通过用户控制摄像头，同样可以实现对景区的观看和摄像等。
本发明的载具例如飞行器的运行轨迹是固定的，因此稳定性较好，用户通过控制摄像头的转动，其运动或者运转过程中不受影响，使得使用者能够专心利用摄像头获得良好的拍摄质量。
附图说明
图1为本发明一个实施例中远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法的流程示意图。
图2为本发明一个实施例中，景区具有三个观光路线时无人机的部署示意图；
图3为现有技术中的流程控制图；
图4为本发明的流程控制图；
图5为本发明分隔为两个景区模块时的预设路径设置图；
其中一个景区模块分隔成N1/N2/N3/N4四个观光区域，另一个景区模块分隔为M1/M2/M3/M4四个观光区域；R1/R2为飞行器左侧的摄像头，L1/L2为飞行器右侧的摄像头；
图6为本发明观光故宫时的观光路线展示图；其中路线1的观光顺序为A-B-C-D；路线2的观光顺序为D-C-B-A。
具体实施方式
本发明提供了一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，包括：
(1)响应用户的登录请求，并在登录成功后获取用户当前位置信息。
用户登录前需要注册相关账户，账号的注册可以采用现有技术中的常规注册方式，例如微信QQ授权注册登录、手机号码注册和账户名称注册等。登录后能够调取终端的定位信息，获取用户当前的位置。
(2)向用户展示景区列表或者根据用户输入的景区名称向用户展示对应的景区或者根据用户当前位置信息向用户展示距离最近的景区。
用户登录后，可以以省市为单位向用户的终端界面展示景区列表，用户通过景区列表可以查看当前上线的景区、每个景区的观光路线以及每条观光路线的简介和载具信息、班次等内容。用户可以手动输入景区名称以获得快速查询，也可以根据景区列表逐一查询。
(3)根据用户选择的景区，向用户展示该景区的观光路线集合，观光路线集合内包括至少一条观光路线，每条观光路线上配置有至少一个载具，每个载具上配置有若干个独立控制的摄像头，并为每个摄像头编制独立的编号。
以图6为例，图6所代表的景区为故宫，其为故宫的平面图。该平面图上有四个标记点ABCD，每一个标记点均可以作为起点坐标，经过预设路径的循环后再次回到对应的起点位置。因此，当用户参观该故宫景区时，最多可以设置四条观光路线。以图2为例，图2的景区类型是山峰，可以在山峰的不同位置设置起点，进而能够从不同位置开始现在观察。
现有技术中，每个景区的游览路线大多包括多条路线，每条路线的游览方式和景点是不相同的。为了能够与景区游览的实际情况相符合，本发明在每个景区内设置有至少一条观光路线，可以根据实际情况进行观光路线的增减。
不同观光路线的载具的预设路径是不相同的，同一观光路线的载具的启动或者飞行时间也是错开的；或者飞行高度具有一定差异。
(4)服务器根据用户从观光路线集合中选择的一条观光路线，向用户展示所选观光路线的运动轨迹信息和该观光路线上的载具列表；载具列表中的每个载具附属有载具的名称、工作状态和班次信息。
用户选择观光路线后，则能够查看该观光路线上所有载具的情况，能够了解到每个载具的班次信息，即能够得知哪一个载具在何时运行或者飞行。用户可以根据这些信息进而确定自己所需要观光的时间。
(5)服务器根据用户确认的观光路线、选择处于待机准备状态的载具和班次，核算费用后向用户发送支付请求，并在用户支付费用后，赋予用户获得其中一个摄像头在所选班次的唯一远程控制权限，该摄像头为用户在所选班次载具上的一个摄像头。
用户最终确定班次后，服务器则核算相关费用，并在终端上跳转到支付界面，用户完成支付后则完成订单，并为用户在该载具上分配一个摄像头，获得该摄像头的控制权限，摄像头可以通过摄像头内置5G芯片直接与用户智能终端进行通信连接，便于用户直接控制摄像头的观光动作，摄像头拍摄的信息也发送至服务器完成存储。
(6)服务器预设载具的启动条件，当载具的启动条件符合要求后，载具按照预设路径进行移动。
载具的启动条件，即载具开始运行或者开始飞行移动的条件。一般情况下，可以按照班次的时间节点作为载具的启动条件，即时钟到达班次的时间时，即载具自动启动，按照预设路径进行飞行或者移动。
当景区出现各种因素时，服务器预设的启动条件还需要参考各种不利因素，例如当出现大风大雨天气时，则终止载具的运行，即便其达到预设时间，载具也不会进行运行；其班次运行时间将会整体延后。
(7)根据用户选择的观光模式，服务器控制该用户关联的摄像头的观光模式，载具上的摄像头将摄像头获取的影像信息通过无线传输给该摄像头关联的用户终端界面。
观光模式包括手动模式和自动模式，当切换为自动模式时，摄像头的观光动作为预设观光动作，当切换为手动模式时，摄像头的观光动作为用户手动控制，手动控制情况下，用户根据终端上显示的控制菜单或者控制按键控制摄像头的观光动作。
在自动模式情况下，摄像头的观光动作是按照预设的动作进行的，例如摄像头在预设路径的主要景点特定位置进行拍照，根据运动轨迹转动摄像头，使其保持良好的拍摄角度。
在手动模式下，摄像头的观光动作是用户直接控制的，终端APP的界面上将会显示摄像头的控制按键或者控制菜单，用户通过终端APP即可以实现对摄像头的控制。
(8)服务器存储载具运行过程中每个摄像头记录的信息，服务器根据用户提出的查看请求，赋予对应用户获取该信息的查看权限。
载具在运行过程中，摄像头实时拍摄相关影响或者根据指令拍照，以获得观光信息，这些信息发送至服务器进行存储，存储时进行加密使得用户只能够查看自己控制的摄像头所拍摄的信息。
(9)服务器判断载具是否运行完毕，并在载具运行完毕后控制载具返程或者根据电量情况返回充电站。
具体的，步骤(4)中运动轨迹信息包括观光路线的电子地图、路线长度和预计观光时间；班次信息还包括该班次当前预约人数、移动总时间和预计启动时间。
用户进入该界面后，可以下载或者查看飞行器或者其他移动载具的移动路线，这个移动路线是根据预设路径设置的，用户根据电子地图能够了解观光的路线，电子地图可以是通过一个图片进行展示，同时预先标注对应的路线长度和预计观光时间，这些信息是预先录入的信息。
具体的，载具的工作状态包括待机准备、运行中、返程和充电；载具包括飞行器、车辆和轮船。
具体的，步骤(6)中载具的启动条件包括到达固定班次预设时间或者载具上无剩余未被远程控制的摄像头。步骤(7)中，手动控制下的摄像头观光动作包括摄像头的转动、变焦、拍照和摄像。
本发明还公开了一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的系统，包括：
多个可移动的载具；每条观光路线上配置有至少一个载具，每个载具上配置有若干个独立控制的摄像头，并为每个摄像头编制独立的编号；
摄像头用于获取运动过程中景区的视觉信息；载具配置有载具控制系统，载具控制系统通过无线通信模块与服务器进行通信，载具控制系统还用于控制摄像头的工作状态；工作状态的观光动作包括摄像头的转动、变焦、拍照和摄像；
摄像头的工作模式包括自动模式和手动模式；
自动模式是摄像头按照预设模式进入工作状态，摄像头的观光动作按照固定的预设程序进行；
手动模式是摄像头根据用户通过终端子操作系统发送操作指令，控制摄像头的观光动作；
终端子操作系统，终端子操作系统用于：
(1-1)向服务器发送注册登录请求；
(1-2)授予服务器获取用户当前位置的权限；
(1-3)向服务器发送观光请求，获取观光旅游的相关信息；
(1-4)向服务发送旅游观光的确认信息，确认信息包括从景区列表中选择的景区、观光路线、载具和载具运行的班次；并在载具运行开始后实时获取载具上关联的摄像头获取的影像信息；
(1-5)向服务器发送摄像头的工作模式确认指令，并在选择手动模式时通过终端上的控制菜单或者控制按键控制摄像头的观光动作；
(1-6)向服务器发送查看请求，查看用户每个班次的摄像头记录的影像信息；
服务器，服务器用于：
(2-1)响应用户的注册登录请求，为用户建立账号，登录终端子操作系统，并获取终端子操作系统的操作权限；
(2-2)向用户发送位置获取信息请求，并在用户同意后获取用户提供的位置信息；位置信息的来源包括自动定位和手动输入；
(2-3)根据用户的观光请求，向用户展示观光旅游的相关信息，该相关信息包括景区列表、观光路线集合、载具列表和每个载具的班次信息；观光路线集合内包括至少一条观光路线，每条观光路线上配置有至少一个载具；
(2-4)根据用户确认的旅游观光信息和费用支付情况，为用户分配载具上的摄像头，并获取该摄像头在该班次的控制权限，用户获取权限后能够实时通过摄像头观看景区影像信息以及查看相关检测数据；
(2-5)预设载具的启动条件，当载具的启动条件符合要求后，服务器向载具控制系统发送启动指令，载具控制系统控制载具按照预设路径进行移动；载具运行后，响应用户的观光模式选择请求，并根据用户选择的手动模式或者自动模式，向载具控制系统发送摄像头的控制方式指令；
(2-6)响应用户的查看请求，调用服务器中存储的用户关联的摄像头影像信息，并发送至终端子操作系统。
本发的载具包括飞行器或者无人机的预设路径的设置方法，该方法适用于平面型的景区，平面型景区的海拔高度差一般较低，具体步骤为：
(a1)利用测绘飞行器对景区进行航测，获得景区地图；
(b1)根据景区的面积大小，将景区地图分隔成至少一个景区模块，并在每个景区模块上标记运行节点，每个景区模块的运行节点连接后形成8字形或者沙漏形的预设路径；
(c1)飞行器在启动后，沿运行节点依次移动，形成闭合的预设路径。
当景区面积低于300亩时，可以设置一个景区模块即可，当景区面积高于500亩低于1000亩时，可以设置两个景区模块。本发明的运行节点可以是飞行器转弯的位置。本发明将景区设置成两个景区模块是最优的观光方式。
本发明的飞行器安装了多个摄像头，对于现有技术中的无人机来说，多个摄像头的安装一般是在飞行器的轴向两侧安装摄像头，即每侧安装2-3个摄像头。虽然摄像头可以转动，但是在转动的范围有限，其次是若通过转动左侧的摄像头观察右侧的景色时，右侧的摄像头配套的硬件结构等容易形成遮挡；或者通过转动右侧的摄像头观察左侧的景色时，左侧的摄像头配套的硬件结构等也容易形成遮挡。因此在观光时最好的观察角度是左侧的摄像头观察左侧的景色，右侧的摄像头观察右侧的景色。
以图5为例，飞行器从起点位置A起飞，沿路线1/2/3/4/进行观光。飞行器在支线路1时，飞行器的摄像头L能够观察到景区N1，摄像头R不能够观察到景区，经过支线路2时，摄像机L看到区域N1和N3，摄像机R看到区域N2和N4；经过支线路3时，摄像机R能看到N4，摄像机L不能够看到景区，经过支线路4时，摄像机R能够看到N3和N4，摄像机L能够看到N1和N2。
由此可见，本发明通过摄像沙漏型或者8字形的飞行路径，能够使得飞行器上的所有摄像头在不转向对侧的情况下，依然能够对景区大部分的景色景区区域进行观光；同时飞行的路径总长度也适中。
进一步的，当景区地图分隔成两个景区模块时，每个景区模块上可以标记有四个运行节点，例如图5中的节点A/B/C/D，每个景区模块的运行节点连接后形成8字形或者沙漏形的预设路径。
飞行器从第一个景区模块的起点运行节点沿预设路径移动后返回至起点运行节点，然后从起点运行节点开始沿第二个景区模块的预设路径进行移动，最终再次返回至运行起点。
从图5中还可以看出，本发明设置的路径还有一个优点在于，当设置有两个景区模块时，沙漏型的预设路径能够让飞行器从节点A出发，观光完一个景区模块后，中途回到A后再从A出发，对下一个景区模块进行观光，最终仍然回到节点A；这种路线的规划行程短，同时能够满足用户对景点观光的需求，这种路径规划能够使得无人机能够连续运作，不需要掉头。
本发明的自动模式下的预设路径的设置方法，适用于利用飞行器观光平面型旅游景点。本发明的平面型旅游景点，是指观光路线大部分或者全部是在水平方向上延伸或者布局，观光路线上的景点分布在不同的水平位置点上，无人机能够从任意一个观光点移动到另一个观光点，不会受到中间障碍物的遮挡。平面型旅游景点可以包括人文景观、公园、博物馆、游乐场、河域等，人们在观光这类旅游景点时，往往在平面方向上移动。平面型旅游景点往往不包括类似于山峰的旅游景点，因为山峰这类旅游景点主要的游览路线是在爬山过程中进行观光，无人机也因为山体的阻碍，无法从山体中的任意一个观光点直线移动到另一个任意的观光点。
本发明的载具可以优选为飞行器，例如无人机，飞行器按照预设路径进行移动时，需要通过调节飞行器的飞行高度避开障碍物；本发明的飞行器飞行高度的确定方法为：
(a2)利用测绘飞行器对景区进行航测，获得景区地图，建立景区地图的等高线地图；在等高线地图上导入飞行器的预设路径，生成飞行器在等高线地图上的飞行曲线，飞行曲线与预设路径对应；基于等高线地图获取飞行曲线上每个坐标点的海拔高度。
本发明的航测方法可以采用现有技术中任意一种航测方法，也可以采用本发明的方法：
在航拍前按照具体要求在测区内布设一定数量的像控点，然后利用无人机获得测区地面影像数据(带有POS数据的影像)。然后利用Smart 3D进行空三加密和重建生成模型，获得测区的3D模型、DSM和TDOM。接下来使用ArcGIS对DSM进行等高线提取。最后使用南方数码iData加载3D模型和TDOM进行各种地物、地貌、植被范围、高程注记点采集，并修改受植被、各种建(构)筑物高度影响的等高线。回放生成的地形图进行外业调绘检查，实地调绘房屋缩檐数据，调查地物、土质、植被属性和各类名称注记，最终完成地形图编辑制作。
Smart 3D是美国Bentley公司生产的一款三维建模软件，它能利用影像组、POS位置数据、相机参数、像片控制点数据等初始信息进行相机校验、空三加密、重建被拍摄物体表面的几何形状和纹理。在这一过程中，利用它生产3D模型、TDOM和DSM过程产品。这个过程分为以下7个步骤完成：
1)以无人机航拍架次新建工程区块，导入影像组、POS数据、相机参数、控制点数据等。
2)第一次空中三角测量，使用POS数据平差(有时这一步骤要反复进行)，主要完成相机校验和像片模型连接相对定向工作。
3)编辑控制点，将控制点的实际位置标定在影像上。
4)第二次空中三角测量，使用控制点平差(有时这一步骤也要反复进行)，主要完成模型的绝对定向工作。
5)新建重建项目并分块。
6)生成3D模型。
7)生成TDOM/DSM。
(b2)获取飞行器上摄像机的物理变焦倍数Z，获取飞行器飞行环境中的风速V和雨量P；
(c2)飞行器在每个坐标点上的安全飞行海拔高度H满足以下公式：
Figure GDA0002993072410000171
其中S为坐标点的海拔高度值；K为预设安全高度值，V为风速，单位m/s；P为雨量，单位mm/d；Z为物理变焦倍数；A为比例系数，取值范围为0.04～0.1。
其中预设安全高度值为保证安全飞行的最低值，一般可以预设为50m～80m之间的数值较为合适。飞行器在飞行过程中通常考虑了风速，但是并未考虑摄像头的物理变焦倍数。本发明考虑环境参数例如风速和雨量是为了保证飞行器的飞行安全高度和稳定性之间的关系，考虑物理变焦倍数是基于飞行高度与观光的清晰度的关系。例如若物理变焦倍数较低，则不适合高空观光。
为了保证绝对安全，考虑到无人机飞行过程中的安全性能受风速的影响最大，因此，当检测到风速超过安全值后，例如超过12m/s后，无人机可以中止观光，按照预设路径飞行至安全区域停机。
例如，结合经济性和实用性，本发明选择的摄像机镜头的物理变焦倍数可以为20倍变焦倍数，比例系数A取值0.04，预设安全高度值K选择60m。
本发明的比例系数A是根据飞行器的飞行环境的稳定性来确定的，若景区的风速或者环境每天中变化较大，则适用于选择较大的比例系数，相反可以选择较低的比例系数。
无人机的飞行环境是可以检测的，一般也在飞行条件较好的情况下进行飞行，例如阴天少风的情况下、检测风速为5m/s、雨量为0，比例系数选择0.04，K值选择60m；当前海拔500m。此时计算出的H值为610.4m，离地飞行高度为110.4米。
基于上述原因，本发明通过大量实验验证了环境参数、物理变焦倍数、高度与观光清晰度、观光视觉之间的关系，核算了上述公式。由于上述公式是本发明根据实验得知的，因此上述公式的单位并不统一，因此计算结果是使用绝对值来进行计算，保证了数值单位的统一性。
(d2)在飞行器上设置测距传感器，判断飞行器当前的飞行高度是否在安全飞行高度H的范围内；若低于安全飞行高度H的最小值，A取0.04时，应当升高，若高于安全飞行高度H的最大值，A取0.06时，应当降低。
(e2)通过等高线地图测算当前坐标点与下一坐标点的海拔高度差，计算得到飞行器飞行到下一位置时飞行器的升降幅度，在环境不发生变化的情况下，升降幅度与海拔高度差相同。
当分析器飞行至某一坐标点时，实时计算出H值，并根据测距传感器或者其他方法判断飞行器的当前飞行高度或者飞行器的海拔高度；同时假设环境参数不发生变化的情况下，预估下一个节点飞行器应道处于多少海拔高度，进而控制飞行器的升降。

Claims (10)

1.一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，其特征在于，包括：
(1)响应用户的登录请求，并在登录成功后获取用户当前位置信息；
(2)向用户展示景区列表或者根据用户输入的景区名称向用户展示对应的景区或者根据用户当前位置信息向用户展示距离最近的景区；
(3)根据用户选择的景区，向用户展示该景区的观光路线集合，所述观光路线集合内包括至少一条观光路线，每条观光路线上配置有至少一个载具，每个载具上配置有若干个独立控制的摄像头，并为每个摄像头编制独立的编号；
(4)服务器根据用户从观光路线集合中选择的一条观光路线，向用户展示所选观光路线的运动轨迹信息和该观光路线上的载具列表；
(5)服务器根据用户确认的观光路线、选择处于待机准备状态的载具和班次，核算费用后向用户发送支付请求，并在用户支付费用后，赋予用户获得其中一个摄像头在所选班次的唯一远程控制权限，该摄像头为用户在所选班次载具上的一个摄像头；
(6)服务器预设载具的启动条件，当载具的启动条件符合要求后，载具按照预设路径进行移动；
(7)根据用户选择的观光模式，服务器控制该用户关联的摄像头的观光模式，载具上的摄像头将摄像头获取的影像信息通过无线传输给该摄像头关联的用户终端界面；
所述观光模式包括手动模式和自动模式，当切换为自动模式时，摄像头的观光动作为预设观光动作，当切换为手动模式时，摄像头的观光动作为用户手动控制，手动控制情况下，用户根据终端上显示的控制菜单或者控制按键控制摄像头的观光动作；
(8)服务器存储载具运行过程中每个摄像头记录的信息，服务器根据用户提出的查看请求，赋予对应用户获取用户自己控制的摄像头记录的信息的查看权限。
2.如权利要求1所述远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，其特征在于：还包括响应用户的账号注册请求，并根据用户录入的账号信息和授权信息确定用户的登录账号。
3.如权利要求1所述远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，其特征在于：所述步骤(4)中运动轨迹信息包括观光路线的电子地图、路线长度和预计观光时间；所述班次信息还包括该班次当前预约人数、移动总时间和预计启动时间。
4.如权利要求1所述远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，其特征在于：所述载具的工作状态包括待机准备、运行中、返程和充电；所述载具包括飞行器、车辆和轮船；
所述步骤(7)中，手动控制下的摄像头观光动作包括摄像头的转动、变焦、拍照和摄像。
5.如权利要求1所述远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，其特征在于：所述步骤(6)中载具的启动条件包括到达固定班次预设时间或者载具上无剩余未被远程控制的摄像头；
服务器判断载具是否运行完毕，并在载具运行完毕后控制载具返程或者根据电量情况返回充电站。
6.如权利要求1所述远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，其特征在于：所述载具的预设路径的设置方法包括以下步骤：
(a1)利用测绘飞行器对景区进行航测，获得景区地图；
(b1)根据景区的面积大小，将景区地图分隔成至少一个景区模块，并在每个景区模块上标记运行节点，每个景区模块的运行节点连接后形成8字形或者沙漏形的预设路径；
(c1)飞行器在启动后，沿运行节点依次移动，形成闭合的预设路径。
7.如权利要求6所述远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，其特征在于：所述景区地图分隔成两个景区模块，每个景区模块上标记有四个运行节点，每个景区模块的运行节点连接后形成8字形或者沙漏形的预设路径；
飞行器从第一个景区模块的起点运行节点沿预设路径移动后返回至起点运行节点，然后从起点运行节点开始沿第二个景区模块的预设路径进行移动，最终再次返回至运行起点。
8.如权利要求1或6所述远程控制多摄像头载具实现旅游观光的方法，其特征在于：所述载具为飞行器，飞行器按照预设路径进行移动时，通过调节飞行器的飞行高度避开障碍物；所述飞行器飞行高度的确定方法为：
(a2)利用测绘飞行器对景区进行航测，获得景区地图，建立景区地图的等高线地图；在等高线地图上导入飞行器的预设路径，生成飞行器在等高线地图上的飞行曲线，飞行曲线与预设路径对应；基于等高线地图获取飞行曲线上每个坐标点的海拔高度；
(b2)获取飞行器上摄像机的物理变焦倍数Z，获取飞行器飞行环境中的风速V和雨量P；
(c2)飞行器在每个坐标点上的安全飞行海拔高度H满足以下公式：
Figure FDA0002993072400000031
其中S为坐标点的海拔高度值；K为预设安全高度值，V为风速，单位m/s；P为雨量，单位mm/d；Z为物理变焦倍数；A为比例系数，取值范围为0.04～0.1；
(d2)在飞行器上设置测距传感器，判断飞行器当前的飞行高度是否在安全飞行高度H的范围内；
(e2)通过等高线地图测算当前坐标点与下一坐标点的海拔高度差，计算得到飞行器飞行到下一位置时飞行器的升降幅度。
9.一种远程控制多摄像头载具实现旅游观光的系统，其特征在于，包括：
多个可移动的载具；
每条观光路线上配置有至少一个载具，每个载具上配置有若干个独立控制的摄像头，并为每个摄像头编制独立的编号；
所述摄像头用于获取运动过程中景区的视觉信息；所述载具配置有载具控制系统，载具控制系统通过无线通信模块与服务器进行通信，载具控制系统还用于控制摄像头的工作状态；所述工作状态的观光动作包括摄像头的转动、变焦、拍照和摄像；
所述摄像头的工作模式包括自动模式和手动模式；
所述自动模式是摄像头按照预设模式进入工作状态，摄像头的观光动作按照固定的预设程序进行；
所述手动模式是摄像头根据用户通过终端子操作系统发送操作指令，控制摄像头的观光动作；
终端子操作系统，所述终端子操作系统用于：
(1-1)向服务器发送注册登录请求；
(1-2)授予服务器获取用户当前位置的权限；
(1-3)向服务器发送观光请求，获取观光旅游的相关信息；
(1-4)向服务发送旅游观光的确认信息，所述确认信息包括从景区列表中选择的景区、观光路线、载具和载具运行的班次；并在载具运行开始后实时获取载具上关联的摄像头获取的影像信息；
(1-5)向服务器发送摄像头的工作模式确认指令，并在选择手动模式时通过终端上的控制菜单或者控制按键控制摄像头的观光动作；
(1-6)向服务器发送查看请求，查看用户每个班次自己控制的摄像头记录的影像信息；
服务器，所述服务器用于：
(2-1)响应用户的注册登录请求，为用户建立账号，登录终端子操作系统，并获取终端子操作系统的操作权限；
(2-2)向用户发送位置获取信息请求，并在用户同意后获取用户提供的位置信息；所述位置信息的来源包括自动定位和手动输入；
(2-3)根据用户的观光请求，向用户展示观光旅游的相关信息，该相关信息包括景区列表、观光路线集合、载具列表和每个载具的班次信息；所述观光路线集合内包括至少一条观光路线，每条观光路线上配置有至少一个载具；
(2-4)根据用户确认的旅游观光信息和费用支付情况，为用户分配载具上的摄像头，并获取该摄像头在该班次的控制权限，用户获取权限后能够实时通过摄像头观看景区影像信息以及查看相关检测数据；
(2-5)预设载具的启动条件，当载具的启动条件符合要求后，服务器向载具控制系统发送启动指令，载具控制系统控制载具按照预设路径进行移动；载具运行后，响应用户的观光模式选择请求，并根据用户选择的手动模式或者自动模式，向载具控制系统发送摄像头的控制方式指令；
(2-6)响应用户的查看请求，调用服务器中存储的用户关联的摄像头影像信息，并发送至终端子操作系统。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于：所述载具上设置有检测传感器，所述检测传感器用于检测空气质量、天气状况、风速和声音的检测数据；
所述载具为无人操作的载具或者为人为操作的载具；所述载具包括飞行器、车辆和船舶；所述飞行器包括飞艇、飞机和无人机；所述车辆包括汽车、摩托车和电动车；所述载具还包括机器人；
所述服务器响应用户的指令，向用户播放所选景区列表中的每个景区或者每条旅游线路的介绍语音。
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