用于无人机的控制装置及用于导游的系统的制作方法

本公开总体上涉及导游，具体地，涉及一种用于无人机的控制装置及用于导游的系统。

背景技术：

随着无人机技术的蓬勃发展，市场上涌现出诸多关于无人机的应用案例。这些应用主要集中在地形测绘、地貌侦查、三维建模以及物流配送等方面。这些应用为大众的生产和生活带来了许多便利。

在旅游景点中，为了增强游客的旅游体验，一些景点往往会配有导游为游客介绍景点。然而由于导游工作人员培训周期长、雇佣成本高，使得很多景点单位望而却步。目前，已经有一些机构提出了一些基于机器人的方案来代替导游对景点进行讲解和介绍，但是机器人高昂的费用和相对单调的讲解方式使得该方案相比传统人工导游方案优势并不明显。无人机造价低廉，活动范围广泛，同时具有极高的展示效果，这使得无人机在景点导游领域中具有得天独厚的优势。相比传统的人工导游和机器人导游，无人机导游有着非常明显的优势，具有较高的应用潜力和商业价值。

近来，mit(麻省理工学院)给出了一种使用无人机为游客/用户在校园导航的技术(参见备注所示的网址)。用户在校园中，可以通过手机app预约无人机来引导用户至指定的目的地。该技术在识别用户、导游功能等方面存在不足。

备注：http://www.leiphone.com/news/201406/skycall-mit.html

技术实现要素：

在下文中将给出关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详 细描述的前序。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于无人机的控制装置包括：识别单元，被配置成在接收的来自无人机的摄像机所拍摄的图像中识别出游客标志；以及导航单元，被配置成响应于识别出游客标志，根据接收自无人机的当前位置信号和导游计划生成并向无人机发送导航信号以引导无人机到达景区内的目标地点，从而为游客导游；其中，游客标志是由可穿戴指示器所显示的预定标志图案，可穿戴指示器在其顶部具有用于显示预定标志图案的led阵列。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于导游的系统，包括：前述的控制装置；由控制装置控制的无人机；游客平台，其由游客控制并能够向无人机显示游客标志，游客平台包括可穿戴指示器。

根据本公开的控制装置和系统能够实现诸如无人机自动跟踪游客、引导游客、为游客讲解景点信息的导游功能，并且识别游客准确、导游功能更强、操作简单。

附图说明

本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。在附图中：

图1a是根据本公开的一个实施例的用于导游的系统的示意图；

图1b是根据本公开的一个实施例的图1a中的控制装置的示例性结构框图；

图1c是根据本公开的另一实施例的图1a中的控制装置的示例性结构框图；

图1d是根据本公开的一个实施例的图1a中的游客平台的示例性结构框图；

图1e是根据本公开的一个实施例的图1a中的无人机的示例性结构框图；

图1f是根据本公开的另一实施例的图1a中的无人机的示例性结构框图；

图2是图1a所示系统的部分示例性工作流程的流程图；以及

图3是根据本公开的一个实施例的用于控制无人机的设备的示意性结构框图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本公开的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中可以做出很多特定于实施例的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施例的不同而有所改变。

在本文中，在可行的情况下，实施例可以相互组合、不同实施例之间的特征替换或借用、在一个实施例中省略一个或多个特征。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的装置结构，而省略了与本公开关系不大的其他细节。

应理解的是，本公开并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。

下面将介绍用于导游的系统的基本组成。该系统具有控制无人机的控制装置，控制装置根据无人机所拍摄的目标游客的图像以识别和定位目标游客、根据目标游客的图像识别出游客的导游请求并控制无人机为游客导游。

图1a是根据本公开的一个实施例的用于导游的系统10的示意图。

系统10包括：控制装置110、无人机150以及游客平台130。控制装置110用于控制无人机150。无人机150包括摄像机1501。摄像机1501用于捕捉游客平台130的图像信息。

摄像机1501被配置成能够拍摄无人机150下方空间的图像。优选的，摄像机1501被进一步配置成能够拍摄无人机150四周空间的图像。例如，将摄像机1501安装在具有两个旋转自由度的受控转动装置上，从而摄像机1501的镜头能够绕竖直轴转动、绕一水平轴转动。这样，摄像机1501的镜头能够根据需要面对无人机下方、四周空间取景，例如镜头沿水平轴和竖直轴之间的一倾斜方向取向。导游过程中，控制装置110能够调整摄 像机1501镜头的取向以拍摄led阵列的图像、为游客拍照、拍摄景点照片。

游客平台130包括可穿戴指示器1301、语音播放器1305、游客平台的控制器(图1a中未示出)。

可穿戴指示器1301在其顶部具有用于显示预定标志图案的led阵列。语音播放器1305用于在导游过程中向游客播放预存储或无线接收的各种导游信息。在一个可选实施例中，游客平台可以不包含语音播放器。游客通过游客平台的控制器控制led阵列显示作为游客标志的图案或代表针不同游客请求的图案。游客标志是由可穿戴指示器1301所显示的预定标志图案，可穿戴指示器1301在其顶部具有用于显示预定标志图案的led阵列。

图1a中可穿戴指示器1301被示例为具有led阵列的帽子，led阵列位于帽子的顶部。使用时，游客将该具有led阵列的帽子戴在头上，以便于无人机捕捉led阵列显示的各种图案。这样，摄像机1501能够拍摄到清楚、完整的led阵列显示的预定标志图案、游客请求图案。图案的组成包括但不限于颜色、形状、led阵列中各发光点的亮/灭及其组合。同一时刻，基于预定标志图案，无人机150和游客有一一对应关系，从而保证导游的顺利、准确的执行。

替选地，可穿戴指示器1301可以为具有led阵列的肩章，led阵列位于肩章的顶部。

在游客平台130中，led阵列、语音播放器1305和游客平台130的控制器连接。控制器可以实现为与led阵列、语音播放器1305无线或有线通信的诸如遥控器、键盘、触摸屏的输入设备，用于控制led阵列显示的图案。

下面介绍该系统中游客平台、无人机、控制装置之间的示例性工作场景。

当游客平台130开启后，游客平台的控制器指令led阵列的第一区域始终显示游客标志(例如表示游客的编号的图案)。无人机150的摄像机1501以预定间隔(例如每隔1秒)对无人机下方空间拍摄图片，并将图片发送(例如通过无线方式发送)给控制装置110。控制装置110执行图像分析，从图片中识别出游客标志，并确定该游客标志是否为对应于目标游客的游客标志。如果识别出目标游客，则可以根据拍摄图片的摄像机 的角度和无人机的位置确定游客的位置，并且指示无人机的摄像机对目标游客保持锁定，从而可以为控制装置提供包括led阵列显示图案的图像，以便于控制无人机，实现导游。

在游客向控制器进行了指示请求(如请给游客拍照、给景点拍照、悬停预定时间、播放景点介绍、前往下一景点、跳过当前景点或返回)的输入后，游客平台的控制器指令在led阵列的第二区域显示指示游客请求的游客请求图案。请求图案同样会被拍摄并以图片形式发送给控制装置110。控制装置110从包含图案的图像中识别出相应请求，并向无人机150发出相应的控制指令。无人机150根据指令通过语音或动作(如绕飞)告知游客请求已识别，并执行该请求所对应的动作(如，给游客拍照、给景点拍照、悬停预定时间、播放景点介绍/无线发送语音信息、前往下一景点、引导游客返回)以满足目标游客的请求。

目标游客的请求被满足后或游客获知请求已识别后，目标游客可以通过控制器指示消除led阵列的第二区域显示的游客请求图案。在目标游客的请求被满足后，目标游客也可以通过控制器使led阵列的第二区域显示新的游客请求图案。

此外或可选的，无人机150可以在满足目标游客的请求后向控制装置110发送请求已被满足的信号，以便控制装置110能够继续处理新的请求。

此外或可选的，在控制装置110识别出一个请求后，控制装置110可以被设置成不再识别第二区域的图案，直到收到请求已被满足的信号。

在图1a所示的实施例中，对于游客标志图案，控制装置110根据该游客标志识别导游的对象，以便于实现导游。对于请求图案，无人机150启动后，摄像机1501会捕捉图像。无人机150将图像发送给控制装置110，控制装置110识别图像中的游客请求图案后，指令无人机执行相应动作(如，给游客拍照、给景点拍照、悬停预定时间、播放景点介绍/无线发送语音信息、前往下一景点或引导游客返回)。

在图1a中，控制装置110被设置在能够与无人机150通信的信息处理装置(例如，计算机)上。信息处理装置远离无人机150。在这种情况下，信息处理装置和无人机间可以通过无线或有线/无线结合来实现彼此间的通信。无线通信方式可以例如采用以下方式：无人机150具有第一无线信号收发器，设置有控制装置110的信息处理装置具有第二无线信号收发器，通过两无线信号收发器，控制装置110和无人机150实现信号、数 据的交互。当第二无线信号收发器远离信息处理装置时(如信息处理装置在景区中控室，第二无线信号收发器景区内的某景点处)，控制装置发出的指令先通过信号线有线传送给第二无线信号收发器，然后第二无线信号收发器通过无线方式发送给无人机，从而实现有线/无线结合的通信方式。有线通信方式可以例如采用以下方式：设置有控制装置110的信息处理装置安装在无人机150上，信息处理装置和无人机的原有控制单元通过数据线、信号线连接，实现相互通信。

应明白，图1a中示出的语音播放器1305为选择性组件。语音播放器1305可以包括耳机。语音播放器1305播放的信息可以是预存储或无线接收的各种导游信息。例如，可以通过以下方式实现语音播放器1305的语音播放：游客向控制器进行了指示请求播放语音的输入，无人机将摄像机拍摄的图像传送给控制装置，响应于控制装置从摄像机拍摄的图片中识别出该请求，控制装置向无人机发送相应的语音信息，无人机接收该语音信息，并利用语音发射器无线发送收到的语音信息给游客平台的控制器，控制器响应于收到的语音信息而指令语音播放器1305播放收到的语音信息。再例如，可以通过以下发送更少数据量的方式实现语音播放器1305的语音播放：游客向控制器进行了指示请求播放当前景点的语音介绍的输入，无人机将摄像机拍摄的图像传送给控制装置，响应于控制装置从摄像机拍摄的图片中识别出该请求，控制装置向无人机索取无人机的当前位置信息，得到当前位置信息后，控制装置根据该位置信息确定游客所在景点的编号，并将该编号发送给无人机，无人机接收到该编号后将编号无线发送给游客平台的控制器，控制器根据该编号指令语音播放器1305播放相应的预存储的语音信息。

如前所述，作为一种图1a中的实施例的变型，控制装置110也可以设置在无人机150上。在控制装置110设置在无人机150上的情况下，当控制装置被实现为控制例程时，处理器运行控制例程，以实现例程向无人机150的原控制单元发送控制指令/数据以及例程接收无人机150发送的信息。作为进一步的变型，可以以将控制装置的功能添加到无人机原控制例程中的方式修改无人机的原控制例程，从而无人机的新控制例程直接可以实现导游功能，相应的，省去了控制装置和无人机控制装置之间的通信接口。

下面，进一步描述系统10中的控制装置、游客平台、无人机的构成及其变型。

图1b是图1a中的控制装置110的示例性结构框。控制装置110包括：识别单元1101以及导航单元1103。识别单元1101在接收的来自无人机130的摄像机1501所拍摄的图像中识别出游客标志。导航单元1103响应于识别出游客标志，根据接收自无人机130的当前位置信号和导游计划生成并向无人机130发送导航信号以引导无人机130到达景区内的目标地点，从而为游客导游。

优选的，导航单元1103根据所接收的图像估计距离目标游客的距离，向无人机发送速度(包括速度的大小和方向)调整信号，以保证无人机的飞行速度和游客行进速度相适应。

可选地，导航单元1103可以具有通过图像识别景区内地点的功能，其中，该图像是由无人机150实时提供的摄像机1501拍摄的无人机当前所在地点的图像。从而，根据该识别的地点生成导航信号。

图1c是根据本公开的另一实施例的图1a中的控制装置的示例性结构框图。除了识别单元1101'、导航单元1103'(其功能分别同识别单元1101、导航单元1103)外，控制装置110'还可以包括语音控制单元1105'，被配置成响应于在接收的来自无人机150'的摄像机1501'所拍摄的图像中识别出来自游客平台的播放请求或接收到与目标地点相同的无人机150'的当前位置信号而指令无人机150'的语音发射器无线发送相应的语音信息，或者指令所述无人机150'的语音播放单元1507'播放相应的语音信息(参考图1f)。该语音信息可以是当前景点的介绍。

控制装置110'还可以包括景点指示控制单元1109'，被配置成控制无人机150'的激光指示器1509'向景点发射醒目激光或控制无人机的位置指示标志1511'指向景点(请参考图1f)。

控制装置110'还可以包括摄像机控制单元1107'，被配置成控制无人机150的摄像机1501的动作，例如，控制摄像机1501给游客拍照。

图1d是根据本公开的一个实施例的图1a中的游客平台130的示例性结构框图。

游客平台130包括控制器1303，控制器1303能够控制led阵列显示的指示游客请求的游客请求图案。例如，控制器1303包括若干对应不同功能的按钮和显示屏。游客通过点击不同按钮来使led阵列显示不同图案，同时在显示屏上显示该图案的预览图像。

游客平台130还可以包括能够接收和播放来自无人机的语音信息的 语音播放器1305。

图1e是根据本公开的一个实施例的图1a中的无人机150的示例性结构框图。无人机150包括摄像机1501和定位单元1503。

无人机150能够传送摄像机1501拍摄的实时高清航拍图像，该图像可以作为无人机视觉导航、游客定位、游客指令识别等图像处理任务的原始图像，同时可以为游客进行拍照，提供具有独特视角的旅游照片。摄像机1501拍摄的图像可以是包含led阵列所显示的图案的图像，可以是游客的图像，也可以是景点的图像。

定位单元1503用于提供无人机的当前位置，该当前位置会发送给控制装置，并被导航单元所使用，以生成要向无人机发送的导航信号以引导无人机到达景区内的目标地点。定位单元1503可以具体被实现为gps接收器。

图1f是根据本公开的另一实施例的图1a中的无人机的示例性结构框图。无人机150'包括摄像机1501'和定位单元1513'，其功能和图1e中的相同。无人机150'还包括语音发射器1505'、语音播放单元1507'、云台1513'。云台1513'用于安装需要保证稳定性的组件。语音发射器1505'适于无线发送语音信息。语音播放单元1507'适于播放语音信息。优选的，将摄像机1501'、激光指示器1509'和/或位置指示标志1511'(例如，具有指示方向作用的醒目的杆)安装在云台1513'上，从而：保证拍摄的稳定性和角度；保证激光指示器1509'所发射的激光束稳定、准确的指向景点；保证位置指示标志1511'稳定、准确的指向景点。需要说明的是：激光指示器1509'和位置指示标志1511'是选择性构件，无人机150'可以选择上述构件中的至少一个，当然也可以两者都不选择。无人机150'可以在例如其腹部的位置具有显示装置(如led整列)，从而向游客显示必要的信息，例如，显示装置显示要引导的游客的游客标志、无人机的编号，从而使得在天空中具有多个无人机、地面有多个游客时，各游客能识别要跟随的无人机，实现无人机能够受控的引导目标游客，游客也能识别自己的无人机导游，从而游客能主动跟随自己的无人机导游。

无人机150可以在接到控制装置的特定指令，作出过悬停、上下摆动、左右摆动、绕飞等动作，以吸引游客的注意。

从上面的描述可以看出，在本公开中，无人机和控制装置之间可以通过有线、无线或其结合通信，游客平台不向无人机或控制装置无线发送信 号或数据。控制装置是通过游客平台的led阵列图案来定位游客、识别游客请求。

图2是图1a所示系统10的部分示例性工作流程200的流程图。

在步骤201，向控制装置输入导游信息。导游信息选自：游客标志、景点位置信息、游客当前位置。该景点位置信息可以是景点的gps信息。

在步骤203，启动导游平台、启动无人机。具体而言，游客穿戴可穿戴指示器，开启led阵列，显示预定标志图案；无人机从停放地起飞，开启摄像机，飞至预定起点，。游客此时需前往预定起点或在预定起点等待无人机150。

在步骤205，通过在接收的来自无人机的摄像机所拍摄的图像中识别出游客标志来定位游客。如果在图像中没有发现游客，则令无人机在预定起点悬停等待。

在步骤209，响应于识别出游客标志，根据接收自无人机的当前位置信号和导游计划生成并向无人机发送导航信号以引导无人机到达景区内的目标地点。

在步骤211，进行景点介绍及满足游客的请求。具体而言，响应于收到的来自游客平台的播放请求或接收到与目标地点相同的无人机的当前位置信号而指令无人机的语音发射器无线发送相应的语音信息，或者指令无人机的语音播放单元播放相应的语音信息。在此步骤，控制装置可以指令稳定云台搭载的激光指示器指照景点以增强讲解效果；当游客需要自拍时，按住游客平台的自拍按钮，led阵列的显示图案将会显示对应于自拍的游客请求图案，控制装置识别游客请求图案后，将导引无人机飞往游客的正前方，调整稳定云台角度使无线相机正对游客并拍照。

在导游过程中，可以控制无人机的激光指示器向景点发射醒目激光或控制无人机的位置指示标志指向景点。

在当前景点游览完后，游客可以通过控制器使可穿戴指示器显示前往下一景点的请求。控制装置收到该请求后，控制无人机引导游客前往下一景点。

游览完所有景点后，无人机可以自行返回停放地或者按照预定列程引导游客返回起点。

图3是根据本公开的一个示例性实施例的用于控制无人机的设备300 的示意性结构框图。在图3中，中央处理单元(cpu)301根据存储在只读存储器(rom)302中的程序或从存储部分308加载到随机存取存储器(ram)303的程序来进行各种处理。在ram303中，也根据需要来存储在cpu301执行各种处理时所需的数据等。

cpu301、rom302以及ram303经由总线304彼此连接。输入/输出接口305也连接至总线304。

下述部件连接至输入/输出接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括显示器如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的存储部分308；以及包括网络接口卡如lan卡、调制解调器等的通信部分309。通信部分309经由诸如英特网、局域网的网络执行通信处理。

驱动器310根据需要也连接至输入/输出接口305。可拆卸介质311如磁盘、光盘、磁-光盘、半导体存储器等根据需要安装在驱动器310上，使得从其中读取的计算机程序根据需要被安装到存储部分308。

在通过软件来实现上述用于无人机的控制装置的情况下，构成该软件的程序从网络如因特网或存储介质如可拆卸介质311被存储在设备300中。cpu301执行该软件以控制无人机进行导游。

在一个实施例中，本公开内容还提供一种程序产品。程序产品包括机器可执行的指令，当在信息处理设备上执行指令时，指令使得信息处理设备控制无人机进行导游，从而实现上述用于无人机的控制装置的功能。

在一个实施例中，本公开内容还提供一种存储介质。存储介质中存储有信息处理设备可读的程序代码，当在信息处理设备上执行程序代码时，程序代码使得信息处理设备控制无人机进行导游，从而实现上述用于无人机的控制装置的功能。存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等。

本发明所公开的技术以旋翼无人机为基本单元，结合计算机视觉技术和硬件设备，至少具有以下有益技术效果之一：实现了无人机自动跟踪游客、引导游客、为游客讲解景点信息导游功能；游客向无人机指示请求的方式简单、设备成本低、容易操作；对游客而言，控制无人机的方式简单，容易掌握；游客和对应无人机之间的相互识别方式简单而且准确；展示方式更加灵活时尚，可以更好的吸引游客。

尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披 露，但是，应该理解，本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本发明的保护范围内。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

此外，本发明的各实施例的方法不限于按照说明书中描述的或者附图中示出的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。

附记

1.一种用于无人机的控制装置，包括：

识别单元，被配置成在接收的来自所述无人机的摄像机所拍摄的图像中识别出游客标志；以及

导航单元，被配置成响应于识别出所述游客标志，根据接收自所述无人机的当前位置信号和导游计划生成并向所述无人机发送导航信号以引导所述无人机到达景区内的目标地点，从而为游客导游；

其中，所述游客标志是由可穿戴指示器所显示的预定标志图案，所述可穿戴指示器在其顶部具有用于显示预定标志图案的led阵列。

2.根据附记1所述的控制装置，其中，所述可穿戴指示器为以下之一：

具有所述led阵列的帽子，所述led阵列位于所述帽子的顶部；以及

具有所述led阵列的肩章，所述led阵列位于所述肩章的顶部。

3.根据附记1所述的控制装置，还包括：

语音控制单元，被配置成响应于在接收的来自所述无人机的摄像机所拍摄的图像中识别出来自所述游客平台的播放请求或接收到与所述目标地点相同的所述无人机的当前位置信号而指令所述无人机的语音发射器无线发送相应的语音信息，或者指令所述无人机的语音播放单元播放相应 的语音信息。

4.根据附记1所述的控制装置，还包括：

景点指示控制单元，被配置成控制所述无人机的指向标志指向景点。

5.根据附记1所述的控制装置，还包括：

摄像机控制单元，被配置成控制所述无人机的摄像机的动作。

6.一种用于导游的系统，包括：

附记1-5之一所述的控制装置；

由所述控制装置控制的所述无人机；以及

游客平台，其由所述游客控制并能够向所述无人机显示所述游客标志，所述游客平台包括所述可穿戴指示器。

7.根据附记6所述的系统，其中，所述控制装置设置在所述无人机上。

8.根据附记6所述的系统，还包括：

能够与所述无人机通信的信息处理装置，所述信息处理装置远离所述无人机，所述控制装置设置在所述信息处理装置上。

9.根据附记6所述的系统，其中，所述游客平台包括控制器，所述控制器能够控制所述led阵列显示的指示游客请求的游客请求图案。

10.根据附记9所述的系统，其中，所述游客平台还包括能够接收和播放来自所述无人机的语音信息的语音播放器。

11.根据附记6的系统，所述无人机还包括稳定云台。