本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种飞行机器人及一种飞行机器人的交互方法。
背景技术：
随着信息技术的发展，具备人机交互功能的信息设备获得了越来越多的应用，如大型商场触控式导购机，博物馆电子式藏品介绍系统、液晶智能广告机等。但是，现有的人机交互平台多为位置固定的显示设备，用户在很多情况下需要花费大量的时间寻找人机交互平台，使得其为用户所提供的交互信息存在一定的局限性，导致受众范围小，且用户使用体验差。
但如果为了便于用户方便的使用人机交互平台，而增大人机交互设备的投放密度，又在很大程度上增加了设备的维修运营成本。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种飞行机器人及其交互方法，解决了人机交互设备服务区域范围受限的问题，在降低了人机交互设备的运营成本的基础上提升了用户的使用体验。
为解决上述技术问题，本发明提供一种飞行机器人，包括：
涵道筒；设置于所述涵道筒中的旋翼系统；处理器；与所述处理器相连接的摄像头；与所述处理器相连的显示屏；其中，所述旋翼系统包括通过旋转产生升力的旋翼，且所述旋翼的旋转中心轴和所述涵道筒的中心轴重合；所述处理器用于控制所述飞行机器人的飞行路线，分析所述摄像头拍摄的图像，并控制所述显示屏显示的信息内容。
其中，所述旋翼包括共轴设置的上旋翼和下旋翼，其中，所述上旋翼和所述下旋翼的旋转方向相反；
所述旋翼系统包括气动舵，所述气动舵固定于所述下旋翼背离所述上旋翼的一侧，且所述气动舵的舵面关于所述涵道筒的中心轴对称分布。
其中，所述涵道筒的数量为两个，且两个所述涵道筒内均设置有所述旋翼系统。
其中，所述涵道筒的数量大于两个，各个所述涵道筒中设置有相同的旋翼系统，且各个所述涵道筒之间呈中心对称分布。
其中，所述显示屏包括设置在相邻的两个所述涵道筒之间的平面显示屏。
其中，所述显示屏包括设置在所述涵道筒外表面，且和所述涵道筒外表面形状相配合的曲面显示屏或柔性显示屏。
其中，所述涵道筒两端还固定有防护罩，所述防护罩为镂空结构的防护罩，且和所述涵道筒共同形成闭合空间。
其中，所述显示屏为触控显示屏，用于为用户提供交互操作界面；
还设置有和所述处理器相连接的语音装置，用于和用户进行语音交互。
其中，所述涵道筒内壁还设置有消音涂层，用于在所述飞行机器人飞行时，消除所述涵道筒产生的声音；
还设置有起落架，所述起落架上设置有用于充电的电极触点。
本发明还提供一种飞行机器人的交互方法，基于如上任一项所述的飞行机器人，包括：
接收飞行指令，控制所述飞行机器人飞行至目标区域；
实时获取目标区域中各个位置的图像，并分析所述图像获得目标用户以及所述目标用户的相对位置；
控制所述飞行机器人飞行至所述目标用户的视线区域；
控制所述飞行机器人的显示屏中显示交互信息并为用户提供交互操作的界面。
本发明所提供的飞行机器人，具有涵道式飞行结构，并将旋翼设置在涵道筒内，相当于为整个的飞行机器人本体提供一个保护外壳，在用户和飞行机器人近距离接触时，避免旋翼直接和用户发生接触，给用户带来安全隐患的问题。同时，涵道筒上还设置有显示屏，使得用户能够和飞行机器人进行零距离的安全交互，便于用户对需要获取的信息进行筛选，能够为用户提供更好的服务体验。
本发明中的飞行机器人在保障用户安全的基础上，可以在公共场内自由飞行，并为用户提供零距离的信息服务，相对于现有技术中设置在固定位置的人机交互设备而言，本发明中的飞行机器人能够在较大的服务区域内服务于用户，能够更好的为用户提供指路、交互、监控等各种服务；在设备和用户距离较远时，无需用户寻找设备，能够自行飞向用户，为用户提供更为便捷的服务，节省用户时间；并且采用能够在空中飞行的飞行机器人和用户进行直接的交互，也能够为用户带来很好的科技体验。
本发明的还提供了一种飞行机器人的交互方法，具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的单涵道结构的飞行机器人的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的气动舵结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的双涵道结构的飞行机器人的结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的另一双涵道结构的飞行机器人的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的飞行机器人的交互方法的流程示意图；
附图中1为涵道筒、2为旋翼系统、3为摄像头、4为显示屏、5为整流罩、6为防护罩、7为起落架、8为气动舵。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图3所示，图1为本发明实施例所提供的单涵道结构的飞行机器人的结构示意图，图3为本发明实施例所提供的双涵道结构的飞行机器人的结构示意图。该飞行机器人可以包括：
涵道筒1、设置于涵道筒1内的旋翼系统2、处理器、与处理器相连接的摄像头3以及与处理器相连接的显示屏4。
其中，旋翼系统2包括可以旋转产生升力的旋翼，且旋翼的旋转中心轴和涵道筒1的中心轴重合。
处理器可以控制旋翼系统2中的电机，从而控制飞行机器人的飞行路线；处理器还可以和摄像头3相连接，控制摄像头3进行画面的拍摄；处理器还可以和显示屏4相连接，向用户显示摄像头3拍摄的画面或者其他交互信息。
本发明所提供的飞行机器人，采用涵道式飞行结构，并结合摄像头3、显示屏4以及处理器进行应用。涵道式飞行结构中，将提供升力的旋翼封装于涵道筒1内部，既能够在一定程度上增大旋翼旋转所产生的升力的大小，还能够将旋翼系统2和外部环境进行隔离，便于飞行机器人在狭隘空间或人流量较大的场合飞行，那么相应地，飞行机器人也可以采集到各种不同飞行环境中的信息；另外，因飞行机器人配备有显示器和处理器等部件，这就为人机交互提供了可能性，并且，由于飞行机器人涵道式飞行结构的安全性，能够使得飞行机器人安全的和用户进行近距离的接触。
相对于目前常规的飞行机器人而言，往往将提供升力的旋翼裸露在外，这对飞行机器人的飞行空间要求更为严格，需要更大的飞行空间，并且飞行机器人不能够和人的距离过近，更不可能和人进行人机交互。
为了便于理解，下面就本发明中的飞行机器人的具体应用场景进行举例说明。例如，本发明中的飞行机器人可以用于在大商场、旅游景点、博物馆等等公共场合为用户引路或其他服务。具体地，飞行机器人可在服务区域内盘旋，当发现目标用户时即可自行飞行至目标用户可操作显示屏4的位置，为用户提供人机交互服务。其中，飞行机器人发现目标用户的方式可以是预先通过采集大量目标用户的身高信息、年龄信息甚至动作信息等创建目标用户的模型，在使用过程中，摄像头3实时的拍摄服务区域内的图像，处理器依据预先创建的模型对图像进行分析，最终确立目标用户；当然，也可以是用户通过手机等移动设备发送服务请求，飞行机器人接收到请求后，立即飞向目标用户。另外，飞行机器人可以在用户通过显示屏4输入需要到达的目的地之后，为用户规划路线、显示地图以及直接为用户领路；还可以有针对性地为用户进行旅游景点的介绍、推荐商场不同类型店铺等等，也可以为用户发放商业广告等等。
目前能够实现该功能的类似的设备，比较常见的是银行或商场内固定位置安放的人机交互设备。这种设备的问题在于，用户需要自行寻找该设备，对于不熟悉环境的用户，往往会耗费很长的时间才能够找到，且服务的区域具有局限性，只能服务小面积范围内的用户，如果增大设备的投放密度，又大大增加了维修成本。而本发明中的设备能够更加方便用户使用，并且具有更大的服务区域。
本发明所提供的飞行机器人可用于巡逻监控。由于飞行机器人可以自由移动，相对于目前常规的固定位置的监控摄像头3而言，能够在很大程度上减少监控死角；并且由于其可移动性，相对于固定不动的摄像头3而言，其明显可以监控更大的实现区域。同时，其可以只在需要的时候对特定位置进行监控，避免了传统固定式摄像头的隐私泄露等安全隐患，当然，为了进一步地达到更好的监控效果，也可以在飞行机器人上设置多个不同方向的多个摄像头3。
当然，本发明中的飞行机器人也可以家用，只需要在处理器中提前录入家庭成员的信息，即可快速确定出目标用户。
基于上述实施例，下面对本发明所提供的飞行机器人的具体结构进行进一步地介绍。
如图1所示，在本发明的一种具体实施例中，该飞行机器人的涵道式飞行结构可以是单涵道的飞行机器人，而设置于涵道内的旋翼包括共轴设置的上旋翼和下旋翼，其中，上旋翼和下旋翼的旋转方向相反，能够彼此抵消旋转时产生反扭力矩。
进一步地，为了控制飞行机器人的飞行方向，涵道筒1内的旋翼系统2中还可以包括气动舵8，气动舵8固定于下旋翼背离上旋翼的一侧，且气动舵8的舵面关于涵道筒1的中心轴对称分布。气动舵8具有两组气动舵8面，且两组气动舵8面的舵轴相互垂直。具体的，可参考图2，图2为本发明实施例提供的气动舵8结构示意图。
图2中两组气动舵8具有四个舵面，每两个舵面设置在同一个舵轴上，且两个舵轴相互垂直，交点位于涵道筒1的中心轴上，那么通过控制四个舵面环绕各自所在舵轴旋转一定的角度，即可产生相应的力矩。那么，通过调整舵面的偏转和角度，即可产生不同方向和大小的力矩，进而对飞行机器人的飞行姿态和方向进行调整。
本发明中在飞行机器人的涵道筒1两端还可以各设置一个整流罩5，以便飞行机器人在飞行过程中，气流对电机系统以及飞行控制系统等设备进行保护，同时使气流能够平顺的流过涵道筒1的气流入口和气流出口。
具体地，在靠近上旋翼的整流罩5内设置有处理器，并在该整流罩53外表面设置摄像头3；在靠近气动舵8的整流罩5内设置气动舵8的舵机。
本实施例中的飞行机器人采用涵道式共轴反旋结构，能够稳定地悬停于用户的正前方，能够保证用户正常的观看显示屏4画面，且飞行机器人的上旋翼、下旋翼、舵面装置均设置在涵道筒1内，用户可以安全的和飞行机器人进行零距离的接触，即便在人流密集的情况下，例如节假日的大型商场或步行街、就餐时间的饭店等，都能够在保证环境中人群安全的前提下自由飞行。
可选地，本实施例中的飞行机器人的显示屏4可以设置于涵道筒1的外侧面，具体地，可以是设置在所述涵道筒1外表面，且和所述涵道筒1外表面形状相配合的曲面显示屏或柔性显示屏。将显示屏4贴合涵道筒1外表面设置，能够在一定程度上减小飞行机器人所占用的体积，且能够保证整个飞行机器人外形的对称性。
进一步地，考虑到用户在与飞行机器人进行交互时，如果采用机械按钮对显示屏4中的内容进行筛选，必然需要对飞行机器人施加很大的按压力，这就对飞行机器人稳定的悬停增加了难度。因此在本实施例中，可以将显示屏4设置为触控显示屏，用户只需要用指尖轻轻触碰显示屏4，即可进行人机交互操作。
当然，本发明中也并不仅限于这一种人机交互方式，在本发明另一具体实施例中，还可以在飞行机器人上设置语音装置，用户直接通过语音装置对飞行机器人发出各种指令，飞行机器人也可以通过语音装置给予用户回馈。
本发明中的涵道式飞行结构，并不仅限于单涵道的飞行机器人，如图3所示，在本发明另一具体实施例中，该飞行机器人可以包括两个涵道筒1，且每个涵道筒1中均设置有相同的旋翼系统2。
本实施例中的旋翼系统2可以和上述中单涵道的飞行机器人的旋翼系统2完全相同，对此，本实施例中不做赘述。
对于本实施例中的显示屏4，同样可以采用和单涵道的飞行机器人相同的曲面显示屏或柔性显示屏。
但是基于飞行机器人整体成本考虑，本实施例中的显示屏4也可以采用平面显示屏，将显示屏4设置在两个涵道筒1之间。
基于扩大显示屏4的面积考虑，本实施例中的显示屏4还可以采用曲面显示屏或柔性显示屏与平面显示屏结合，具体的，可以参考图4，在两个涵道筒1的外表面设置曲面显示屏或柔性显示屏，而在两个涵道筒1之间设置平面显示屏，且平面显示屏和两个涵道筒1的外表面相切，曲面显示屏或柔性显示屏与平面显示屏首尾相接，使得整个飞行机器人的外表面可以设置一圈闭合的显示屏4。
进一步地，本实施例中的显示屏4同样可以采用触控显示屏。因为本实施例中采用双涵道式共轴双旋结构的飞行机器人，具有较好的稳定性，能够避免用户在触控屏上操作时，飞行机器人产生晃动。
进一步地，本实施例中的飞行机器人还可以设置语音系统，以便用户进行人机交互操作。
基于上述实施例，本发明中还提供了一种多涵道式结构的飞行机器人的实施例，在本实施例中，涵道筒1的数量大于两个，各个涵道筒1中设置有相同的旋翼系统2，且各个涵道筒1之间呈中心对称分布。
需要说明的是，本实施例中的旋翼系统2并不需要设置共轴双旋翼，也无需设置气动舵8。每个涵道筒1内仅仅设置一个单旋翼即可，通过控制各个涵道筒1内旋翼旋转的速度差值，即可改变飞行机器人的飞行方向和飞行姿态。
对于本实施例中的飞行机器人的显示屏4，可参照双涵道结构的飞行机器人的显示屏4设置方式，既可以在涵道筒1外表面设置曲面显示屏或柔性显示屏，又可以在相邻两个涵道筒1之间设置平面显示屏，还可以将曲面显示屏或柔性显示屏和平面显示屏结合使用，使得整个飞行机器人外表面设置一圈显示屏4，具体设置方式和双涵道结构的飞行机器人的显示屏4设置方式相同，在此不再赘述。
进一步地，本实施例中的显示屏4同样可以采用触控显示屏。因为本实施例中采用多涵道式旋翼结构的飞行机器人，能够比双涵道结构的飞行机器人具有较好的稳定性。
进一步地，本实施例中还可以设置语音装置。
基于上述任意实施例，在本发明的另一具体实施例中，可以进一步地包括：
涵道筒1两端还固定有防护罩6，防护罩6为镂空结构的防护罩6，并且和涵道筒1共同形成闭合空间。那么，旋翼系统2就能够完全处于该闭合空间内，进一步地保证了飞行机器人的安全性。另外，由于防护罩6为镂空结构，可以完全不影响气流穿过涵道筒1内，保证了飞行机器人的正常飞行。
基于上述任意实施例，在本发明的另一具体实施例中，可以进一步地包括：
考虑到飞行机器人在电机驱动旋翼旋转时，可能会产生噪音。因此，本实施例中可以进一步地在涵道筒1内壁上设置消音涂层，具体地，可采用具有消音功能的材料涂抹在涵道筒1内壁上，当电机工作时，消音涂层就能够吸收旋翼旋转产生的噪音，也能够在一定程度上消除电机工作所产生的噪音。这在很大程度上能够提高用户的使用体验。并且当用户和飞行机器人进行语音等人机交互时，处理器所需要处理的语音中的噪音也会相对较少，降低了处理器处理语音指令的难度。
进一步地，本发明的实施例中，还可以在飞行机器人上设置起落架7，起落架7的一端可以和防护罩6固定连接，而起落架7的自由端上可以设置充电的电极触点，当飞行机器人完成和用户的交互任务后，可以自行飞回至充电极板上，自动完成充电。
本发明中还提供了飞行机器人的交互方法的实施例，具体地，可参考图5，图5为本发明实施例提供的飞行机器人的交互方法的流程示意图，该飞行机器人的交互方法是基于上述任意实施例所说的飞机机器人和用户进行交互的交互方法，具体可以包括：
步骤s1：接收飞行指令，控制飞行机器人飞行至目标区域。
该目标区域可以是预先设定好的每个飞行机器人所负责提供交互服务的区域。因为飞行机器人能够自由飞行，因此相对于位置固定的显示设备，飞行机器人能够服务于更大的目标区域，带给用户更好的服务体验。
步骤s2：实时获取目标区域中各个位置的图像，并分析图像获得目标用户以及目标用户的相对位置。
具体地，可以是飞行机器人在目标区域来回盘旋或悬停，并调整俯仰角度，以便进行全方位的拍摄。
步骤s3：控制飞行机器人飞行至目标用户的视线区域。
具体地，为了便于用户进行交互操作，可以根据用户的身高使飞行机器人悬停在目标用户的正前方。
步骤s4：控制飞行机器人的显示屏4中显示交互信息并为用户提供交互操作的界面。
本发明中的飞行机器人，通过实时摄像头3拍摄图像，再由处理器进行图像处理后筛选出目标用户，并由此确定飞行路线，飞行至目标用户正前方，和目标用户进行交互。因为飞行机器人可自由飞行，因此飞行机器人可提供交互服务的区域面积相对于固定不动的人机交互设备而言更大，这就在一定程度上减小了投放飞行机器人的密度，减小了飞行机器人的使用成本和维修成本，同时还能带给用户更好的交互体验。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的飞行机器人及其交互方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。