基于无人机AR交互技术的旅游模式研究

骆德轩 郭嘉豪 胡耀平 丁群

摘   要：近几年随着科技产业的发展，不同技术的充分融合将开辟出一片新的“蓝海”。本文通过分别分述现今无人机、增强现实及旅游的市场现况及三者组合应用、综合运用的现状，提出无人机AR交互技术在旅游中应用的新型旅游模式。通过分析该模式下的实际运用场景、与现今组合应用的对比及未来相关产业的发展前景，进一步进行模式的论证及预测。

关键词：无人机  增强现实  交互  旅游新模式

中图分类号：TN919.2                              文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）05（c）-0241-03

如今，无人机市场在逐年增长，无人机的应用也越来越广泛;AR（增强现实）技术在经过了几年的瓶颈期后逐渐变得成熟，应用场景也变得越来越多;随着国内人均消费能力的上升，人们越来越注重精神消费，尤其在旅游方面，人均旅游次数在逐年上涨。当无人机、AR及旅游三者结合，将会产生什么样的效果？其市场前景将会如何？针对上述问题，本文将逐一进行分析和探讨。

1  市场背景

1.1 无人机行业现状、市场规模

目前，无人机民用应用领域的发展以消费级为主，根据当前无人机市场的发展状况，无人机在民用领域的市场规模在未来势必会与更多前沿技术进行结合，渗透到更广的日常生活领域。

我国的民用无人机行业优势在于对无人机生产制造产业链有管理机制、高度利用我国“世界工厂”的制造优势、在行业未成型时已设想引入国际市场的营销策略这三方面。

前瞻产业研究院于2018年发布的《2018年无人机行业现状与发展趋势报告》中提及，2015年则被称为“无人机元年”，该年无人机市场规模达到66.4亿元;2017年，无人机市场达到121.3亿元，民用无人机占比55%，由此可见，无人机市场在增长的同时，民用无人机市场占比也在逐渐扩大。

1.2 AR游戏及AR旅游市场概况与发展现状

近年来，便携移动电子设备的普及与发展，硬件设备更新换代速度加快，许多含有AR（增强现实）元素的应用型软件程序被开发使用。《精灵宝可梦Go》这一移动端手机游戏在2016年兴起后，苹果及谷歌公司迅速发布了相关的AR开发工具 。

苹果iARKit以全新增强现实为框架，可用于AR增强现实开发，支持两部设备分享同样的虚拟物品;谷歌ARCore是搭建增强现实应用程序的软件平台，利用云软件和设备硬件的进步，使虚拟与现实世界更完美的结合在一起[1]。

AR增强现实技术目前通过手机、眼镜等硬件设备将实时的图像叠加在现实之中，借助目标识别等研发技术使虚拟物体嵌入真实世界，达到真假结合的互动效果。现如今AR游戏的突破点在于改变原有的手机眼镜等载体，提升体验者与游戏的交互。

1.3 传统旅游市场总概况

从1984年开始，游客从约2亿人次扩大到2016年44亿人次，增长了21倍[4]。伴随着第三產业广泛应用移动互联网，旅游业正成为传统行业转型发展和新兴行业创新发展的重要试行领域。

自2014年以来，旅游产业在不停地发展，据2017年抽样调查国内旅游结果显示，国内旅游数值达到50.01亿人次，比上年同期增长12.8%。2018年，国内旅游人数55.39亿人次，比上年同期增长10.8%;旅游总收入达到5.97万亿元，同比增长12.3%。我国人均出游次数从1984年的0.2次到2018年达到3.5次，增长了17.5倍。

1.4 运用“无人机+AR”模式的旅游市场分析

2016年《Pokemon Go》AR游戏火遍全球，它不仅证明了AR商业潜力巨大，同时也显示了消费者对相关技术兴趣十足。而无人机的现有市场规模以及预测的发展前景，足以支持实现“无人机+AR”的旅游模式市场的萌发与前进。

2017年浙江省平湖市九龙山风景区的无人机创意公园已正式开园，此全国首家无人机创意公园不仅拥有数十平方公里的室内外合法空域，还加入了模拟飞行、VR/AR 设备体验等体验项目。此创意公园作为“无人机+AR”旅游模式的先河，符合本文的预想产品效果，证实此模式的成功率达到一定可行范围。

2  “无人机”、“AR”及“旅游”的现有组合应用

2.1 “无人机+AR” 软件应用

Droneprix AR 软件是供新手用户练习操作无人机的游戏。该游戏建立在无人机飞行及航拍的基础上，将实景与AR游戏技术结合。Drone n Base（国外）与小米米兔遥控无人机安装了红外感应，可以进行多人红外虚拟对战。

无人机与AR技术的结合用在工程建筑领域可提高劳动效率。如在测量危楼时，在需检测某建筑前通过AR建模建设一个理想状态的楼房;检测过程中，根据现场情况来控制不同的安全距离，通过AR增强现实技术进行实时对比，从而快速直观地获取危楼的情况[2]。

2.2 AR在旅游市场的应用

若在旅行过程中，AR提供了在一般情况下人类不能感知的信息，人们在景区里参观和浏览时，途经景点的相关资料等信息能够运用AR技术以一种直观的方式展示出来。这一做法解决了ICH内容“难看见、难体验”的问题[3]。

北京理工大学科研团队运用AR技术将圆明园原景的辉煌重现到现实的遗址上，交融虚实场景。除了观赏上能提高游客体验外，AR技术在现实场景之上应用了图像智能识别和空间成像技术，能即时为游客提供所需的理论性信息;通过设置旅游路线虚拟导览标识，引导旅客以正确顺序进行游览[4]。

AR技术还可以将区域文化旅游商品有关的文化信息，让枯燥乏味的数据更加可视化，吸引更多游客[5]。在国内，故宫在2017年推出的故宫月历拥有极高的人气，这也证明了“旅游文化创意产品与AR的结合有着广阔的市场并且能够产生巨大的经济社会效益”。

2.3 现今无人机在旅游市场的应用

无人机旅游的最吸引人的一个特点在于便携性，以便携性为无人机旅游的基点，可以延伸出多角度、多维度旅游的特性。以便携性为主要特色的无人机市场，前景十分可观。

目前无人机的价格普遍高昂，操作技术要求较高，再加之不同景区对于无人机使用的条例繁多，普通游客想要运用无人机体验不一样的旅游模式则十分困难。因此，有些景区通过与无人机公司合作，在景区内划分专门的航拍区域，减少了以往游客需要自行申请空域的繁琐手续。如宁夏沙湖生态旅游区，该景区与DJI大疆创新共同建设航拍示范旅游点。景区的管理机构向当地空管部门申请飞行区域，努力打造成为航拍友好景区，航拍旅行模式将进一步得到规范。

3  现今组合应用的分析及技术改进设想

3.1 现今组合应用的分析

在现今无人机与AR结合的应用中，飞行娱乐类产品设计注重游戏本身，追求刺激性，往往减少了对无人机的操作;而在工程行业中的应用能够加快了工作的效率。若在该基础上应用在旅游中并加以改进，为游客提供操控无人机飞行的机会，成为旅游景区的一大科技亮点，亦增加了旅游的“效率”，游客通过无人机将游览更高更广的区域。

而如今AR与旅游结合的应用中主要解决了让游客看见不复存在的建筑;亦通过简单的操作，利用AR技术辅助游客进行相关的游览。但这两种模式的结合均没有让游客在使用过程中进行参与，游客只是通过该结合应用进行观看，更好地获取相关的资讯。若在该结合应用中加入无人机，能够提高游客在使用过程中的参与度，让其参与无人机的操作。

在无人机与旅游结合方面，现有的模式是提供一个可飞行的空域让无人机爱好者进行飞行。但该模式依旧局限于单纯航拍，且这种模式还仅对于拥有无人机的游客有吸引力，受众的范围小。若对这种模式进行修改并融入AR技术，将进一步扩大受众的范围，同时通过AR的结合将进一步规范无人机飞行的范围及航线。

3.2 技术改进设想

操纵员在操纵无人机飞行前先在地图上选定无人机的途经点，并在途经点添加用MAYA及Unity制作好的 AR模型及相关游览的剧情。通过大疆开发者SDK工具在接口處调用获取无人机相机、云台、飞控状态等信息;通过运用大疆的代码库向无人机发送相关的飞行控制指令及获取相关的地理信息，由此完成无人机的速度、高度、飞行范围等部分飞行参数限制，从而提高无人机在飞行过程中的安全系数，减少发生相关“炸机”事故的发生。

在无人机飞行过程中，开发者通过将无人机与增强现实技术和定位技术进行结合，引导操纵员在预设的路径中飞行。操纵员通过结合AR增强技术操控无人机，在无人机监视器上以第一飞行视觉进行实时互动游戏，让其透过高科技产品体验景色所带来的视觉冲击力的同时，为其创造沉浸式环境。

无人机与AR相结合的旅游产品，作为一种高科技新产品，在为旅游行业公司及机构的产品线注入新元素的同时，提供更具创新性、更满足消费者需求的优化旅游方案，该方案可以帮助旅游公司和机构突破旅游行业当前的发展瓶颈，同时也为诸多游客提供更优越的用户体验。

4  无人机AR技术在旅游相关行业的应用

4.1 无人机AR技术的使用流程设想

用户在正式使用无人机前，先根据实际情况需要在目标范围内选取较为空旷的场地作为无人机的飞行场所，通过多次对飞行场地周围环境的勘测与空中拍摄取景设定无人机的飞行高度及无人机的飞行途经点;然后根据预定设计途经点的AR内容及相关游戏剧情。

在旅游方面应用时，无人机起飞后，运用增强现实技术指引无人机到达预先设置的途经点，后通过GPS卫星坐标法计算无人机到达预设的途经点后自动触发预设的无人机与AR的互动剧情。用户将操控无人机，通过无人机与AR交互的高科技产品感受实时景色带来的视觉冲击，同时使用不同的视觉角度欣赏到途经点的优美风景。在此过程中，用户通过AR互动剧情了解到该观赏点的信息，同时该产品也为用户创造沉浸式的环境，促进用户的参与度和积极性，使得用户在现实世界中与物体产生联系，获得更好的交互式体验。在用户完成所有操作后，程序将识别当前无人机的电量。若此时无人机电量充足，将指引用户操控无人机飞回起飞点;若无人机当前电量不足，无人机将自动迅速返回起飞点，结束此次无人机的使用。

4.2 无人机AR技术的旅游模式与现今旅游模式的对比

无人机AR互动游戏与旅游相结合，可以说是一种市场未曾出现的新物种。其创新点在于独有的互动性与传统旅游业中游客的被动接受截然不同，是一种全新的旅游体验。无人机在飞行操作的过程之中，触发景点中提前设置好的AR模式的内容，可以为旅客加入景点介绍与解说内容，丰富旅游体验。传统旅游行业的矛盾在于，群众日益增长的旅游文化需求和原有旅游景点陈旧的吸引点相冲突。

“无人机+AR+旅游”是本论文提出的新的旅游模式，是基于“无人机+AR”的一种新的旅游模式，在旅游应用上，具有比普通无人机旅游更佳的沉浸感，同时还具有一定的交互体验，将单纯的观光转变为人与景区的互动。该理念的出现，可以对原有的旅游资源进行整合，激发更多市场可能性，打造具有创新性的旅游模式，促进国家新型旅游业的发展;该创新旅游模式的安全性也高于普通的航拍旅行。总结可得，其用户体验和安全性都较普通的“无人机+旅游”有着极大的提升。

4.3 无人机AR技术的旅游模式前景

国务院办公厅于2016 年 5 月印发相关指导意见指出，我国低空空域范围将提高，促进无人机产业发展。在2017年8月，民航局运输司发布了相关办法，对民用无人驾驶航空器从事经营性飞行活动的相关规范进行了规定及补充。在政策允许之内，无人机应用不断在全球市场范围推进。带上无人机去旅游的新型模式即将到来，无人机与旅游业的相加将有无限的可能性。

旅行过程中，无人机可以拍摄让人耳目一新的视频和图片，以不同的视角给予游客更加新鲜的感观。而AR技术更是逐渐成为了其推销旅游产品的新兴手段。AR技术虚实结合、实时交互的特点，得到了旅游业的“青睐”，使其在业内应用范围不断拓宽。AR技术能充分优化游客体验，为游客的一路观光减轻了负担，吸引更多游客的游览入驻，进而创造更好的旅游市场。

根据旅游组织的预测，截至2020年，世界上的旅游人数将以每年3.8%的速度增长。另据世界旅游协会所得到的数据预测，至2020年，旅游行业的收入将达到16万亿美元，相当于全世界GDP的10%，提供的工作岗位达到了3亿个，占全世界就业总量的9.2%。旅游产业牵动着经济、社会、文化发展的脉络，更是交织于这三大发展中。中国旅游业的发展最终目标是向提高人民群众生活质量、提高社会经济发展可持续性的目标前进。

Digi-Capital公司曾分析，到2020年AR的市场规模能够达到1200亿美元。我国于2016年开始出台了相关AR技术的政策，扶持AR相关技术产业的发展。在国务院印发的“十三五” 规划指出，要强化增強现实、虚拟现实等高新技术基础的发展和前沿布局[6]。这为AR技术的发展提供了政策支持，为其广泛应用指明了方向，更为中国旅游业持续兴旺发展注入了更大的动力。

5  结语

综上所述，本文对现有的“无人机+AR”、“无人机+旅游”及“AR+旅游”的市场、应用方向进行了细致的分析，在此基础上，本文提出了基于无人机AR交互技术在旅游中应用的新设想，进一步描述了该设想的流程并与现有的旅游模式进行了对比，给无人机、AR及旅游三者的延伸应用提供了一种可行性的结合方案。同时，对该方案的未来发展趋势进行了相关的分析，相信该“无人机+AR+旅游”的模式将能在不久的将来实现且其将成为新的一片蓝海。

参考文献

[1] 蔡磊.基于AR的多人在线对战游戏[D].内蒙古大学，2018.

[2] 王秦.AR技术在无人机中的应用[J].电子技术与软件工程，2018（9）：89.

[3] 魏三强，王兵.AR技术在非物质文化遗产及文化旅游业中的应用[J].江汉大学学报：自然科学版，2016，44（4）：364-368.

[4] 孙芳芳.虚拟现实技术在旅游业的应用[J].江西科学，2007（3）：314-317.

[5] 余日季，唐存琛，胡书山.基于AR技术的文化旅游商品创新设计与开发研究[J].艺术百家，2013（4）：181-185.

[6] 魏三强.VR/AR/MR技术在景区中的应用与前瞻[J].吉林师范大学学报：自然科学版，2017，38（4）：129-135.