基于增強現實技術的智能終端導游系統

林櫟，李劍，覃楨楨，鄭煜

摘 要：隨著智能手機的普及與發展，基于手持設備的自助導游模式廣泛得到人們的關注。本文利用互聯網+導游、增強現實[1]（Augmented Reality，簡稱AR）、移動互聯網等信息技術，研發運行于手機、平板電腦等智能終端之上的智能導游系統，實現將實景拍攝與GPS定位導航和語音解說播報等功能有機地結合起來。通過在拍攝實景中嵌入動畫導游人物解說、導航、特色旅游產品推薦/在線購買、廣告推送等內容，實現一種“仙人指路”的增強現實展現和使用效果，為游客提供更為智能和友好的交互體驗，也為新疆推動智慧型旅游產業做貢獻。

關鍵詞：互聯網+導游；增強現實；移動互聯網；GPS；智能導游系統

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A

The Intelligent Terminal Guide System Based on Augmented Reality Technology

LIN Li，LI Jian，QIN Zhenzhen，ZHENG Yu

（Xinjiang Institute of Electronics，Limited by Share Ltd.，Urumqi 830013，China）

Abstract：With the popularization and development of the smart phone，the self-help guide model based on handheld devices has gained wide attention.With the cutting-edge information technology of Internet plus guide，Augmented Reality（AR）and mobile Internet，this paper develops an intelligent guide system running on smart phones，tablets and other intelligent terminals.Live view shooting is integrated with GPS navigation，audio guide and other functions.By embedding the animation guide characters，narration，navigation，distinctive tour products，online purchase，advertising and other content into the live view，the AR display and application effect of Fairy Guide is achieved.The system provides visitors with more intelligent and friendly interactive experience，and contributes to the construction of the intelligent tourism industry in Xinjiang Province.

Keywords：Internet plus guide；augmented reality；mobile Internet；GPS；intelligent guide system

1 引言（Introduction）

隨著移動終端的不斷發展，GPS定位技術日趨成熟[2]，無線通信技術的數據接入質量和效率不斷提高，移動智能終端隨時隨地地進行數據交互，智能終端搭載的操作系統也在不斷地完善，使得基于移動智能終端的移動增強現實技術有了實現的基礎。加之互聯網+導游、增強現實（Augmented Reality，簡稱AR）、移動互聯網等前沿信息技術在各種智能手機、平板電腦等智能終端之上的智能應用。今天，人們已經不滿足傳統的旅游方式，旅游業進一步的發展，要利用現代化的新技術、新裝備改造和提升旅游業，正在成為新時期旅游業發展的新趨勢。未來將以智能化、共享化為特征的實景三維地理信息系統[3]服務成為行業主流。隨著互聯網發展的浪潮，增強現實技術的智能終端導游系統，必將為旅游事業插上騰飛的翅膀，帶來新的改變！

2 互聯網+導游（Internet plus guide）

通俗地說，“互聯網+導游”就是“互聯網+各個傳統行業”，但這并不是簡單的兩者相加，而是利用信息通信技術和互聯網平臺，讓互聯網與傳統行業進行深度融合，創造新的發展生態。它代表一種新的社會形態，即充分發揮互聯網在社會資源配置中的優化和集成作用，將互聯網的創新成果深度融合于經濟、社會各領域之中，提升全社會的創新力和生產力，形成更廣泛的以互聯網為基礎設施和實現工具的經濟發展新形態。

旅游業和互聯網是當今世界推動經濟社會發展的兩大最為新興、最為顯著的力量。

首先，游客需要這樣一個系統。其次，旅游監管部門需要這樣一個系統。再次，旅行社需要這樣一個系統。然后，導游也需要這樣一個系統。最后，從行業發展角度而言也需要這樣一個系統。“互聯網+導游”必將主導旅游行業。

3 增強現實（Augmented reality）

增強現實技術（Augmented Reality，簡稱AR），是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像、視頻、3D模型的技術[4]。這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動，是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術。它包含了多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多傳感器融合、實時跟蹤及注冊、場景融合等新技術與新手段。endprint

增強現實把原本真實世界中一定時間和空間范圍內很難體驗到的實體信息（視覺、聽覺和觸覺信息等）疊加增強到現實世界被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗，給用戶營造出“身臨其境”的感覺。隨著隨身電子產品CPU運算能力的提升，預期增強現實的用途將會越來越廣。

4 移動互聯網（Mobile internet）

移動互聯網，就是將移動通信和互聯網二者結合起來成為一體，是互聯網的技術、平臺、商業模式和應用與移動通信技術結合并進行實踐的活動的總稱。移動互聯網必須具備“小巧輕便”及“通信便捷”兩個特點。這不是簡單的移動通信和互聯網的結合，面是一個全新的互聯網——Web3.0。移動互聯網包含終端、軟件和應用三個層面。終端指的就是智能手機、平板電腦等，軟件主要是操作系統、數據庫，應用層就是各類IPS所提供的應用與服務[5]。GPRS、3G、4G和WLAN或WIFI構成的無縫覆蓋，為以移動終端設備凸顯的移動互聯網的發展注入巨大的能量。

5 GPS（Global positioning system）

隨著移動互聯網的發展，誕生智能終端中引用GPS。它通過利用三顆以上衛星的已知空間位置，用空間距離交會法，求得地面待定點的位置，這就是GPS衛星定位的基本原理。

GPS在手機定位功能能過GPS定位技術中的單點動態定位方法來實現。在定位過程中，接收天線處于運動狀態。這種運動狀態也是相對的，通常是指待定點的位置，相對其周圍的點位發生顯著的變化，或針對所研究的問題和事物來說，其狀態在觀測期內不能是靜止的，可以忽略。單點動態定位是用安設在一個運動載體上的GPS信號接收機，自主地測得該運動載體的實時位置，從而描繪出該運動載體的運行軌跡。

6 智能終端導游系統（Intelligent terminal guide

system）

隨著旅游業的快速發展及個性化旅游的出現，傳統的人工導游已經不能滿足游客的需求了，有關智能導游系統的研究應運而生。智能導游系統已經取得了長足的發展，并且其在旅游業中的應用也越來越廣。

智能終端導游系統采用“互聯網+導游”的方式，利用增強現實、移動互聯網、GPS等的融入，引導新的旅游方式、旅游消費，極大地推動了服務方式創新和商業模式創新，帶動旅游產業轉型升級。

智能終端導游系統是增強現實體驗技術、GPS定位技術、GIS技術、移動互聯網、數字媒體技術和云存儲技術的綜合應用，是基于現存旅游資源數據深度分析和關聯挖掘的智能服務系統。實現3A及以上景區自助游信息實時在線和離線下載獲取，采用增強現實技術協助旅游客戶自助選擇游線路，提供旅游景點簡介、景區景點導游與自動講解等功能服務，為游客提供更為智能和友好的交互體驗。同時通過信息化技術解決各旅游景區服務發展的瓶頸，提高景區對游客的服務效率。

智能終端導游系統由后臺管理和智能設備端軟件兩部分組成。

后臺管理主要由信息推送、游客分布、用戶管理、基礎資料管理等模塊組成。

6.1 信息推送

主要用于對采集到的景點等信息點進行信息錄入，通過選擇不同的采樣類型、采集到的經度、緯度（GPS）信息點數據，系統后臺會自動將GPS經緯度轉換成BD經緯度數據。采樣類型的不同，在手機端APP地圖中顯示的圖標會有所不同。同時建立景區旅游資源數據庫。通過對景區的現場調研、數據采集、數據歸類、數據存儲等一系列工作建立景區的導游資源數據庫。本數據庫是整個系統的數據基礎，包括地理信息、景點信息、解說信息、商品信息等諸多內容。如圖1所示。

6.2 游客分布

系統以地圖的形式分層展現景區信息點信息（紅色標記）、景區游客分布情況（藍色標記），幫助景區管理人員實時掌握游客分布情況。

鼠標點擊信息點標記時會彈出信息點名稱、聯系人、聯系電話等信息。如圖2和圖3所示。

當有緊急情況發生時，這些新功能亦可快速判斷、定位、分析緊急突發點周圍的游客分布，精準救援，快速響應，這樣使游客的安全也得到了保障。

智能終端設備端軟件（APP）是由導游、天氣、發現、我的功能四部分組成。

6.3 導游

通過GPS定位手機當前位置（野外空曠位置），并將該位置作為地圖中心點。當移動時，中心點會隨之改變，地圖也會隨之移動。

當移動到景點、餐館、停車場、游樂設施、危險點、衛生間等信息點時（離目標位置≤15米），軟件會自動播報信息點名稱、簡介等信息。“增強現實的實時語音導游服務”功能是將景點介紹的導游詞與衛星定位信息、羅盤信息等數據關聯起來。當游客進入景點范圍時，系統會自動提示游客進入增強現實體驗模式。啟動該模式后，嵌入實時攝像畫面的動畫智能助手能夠根據當前定位點的定位信息和羅盤方位信息自動調用導游詞自動講解，同時按預先規劃的路線在實時攝像界面中提示游客前進、休息或購物的方向，為游客提供一種類似于“仙人指路”的增強現實體驗效果。在方便游客的同時，加深游客的旅游印象，提升游客體驗感受。

如對地圖中出現的某個信息點有興趣，或想前往了解，可以直接點擊該信息點圖標，軟件會根據游客當前坐標自動計算距離目的地信息點的距離，并通過語音播放的方式告知游客。點擊信息點圖標的同時會在圖標上方顯示信息點名稱。

導游模塊分為離線和在線導游，但第一次使用該軟件時需聯網運行，以便軟件將服務端信息點數據下載到手機。當下次在無網絡環境中進行導游時，重新運行該軟件，軟件將自動切換到離線導游模式進行信息點播報、介紹和指定信息點距離播報功能。如圖4所示。

6.4 天氣

天氣模塊在手機聯網狀態（WIFI、GPRS）下會自動調用天氣預報接口，實時顯示景區溫度和未來三天景區天氣情況，讓游客更好地安排出行游玩。當無網絡或離線狀態時，天氣預報信息將不會顯示。如圖5所示。endprint

6.5 發現

軟件還提供了找人功能，但前提是要找的人或游客已注冊并已登錄該軟件。當輸入對方手機號或用戶名時，將會查找到要找的人的所在位置，如圖6所示。

點擊頭像，還可以自動規劃路線尋路到要找的人，如圖7所示。

我的功能模塊也就是用戶管理功能。填入相應的信息注冊后，登錄使用，將會把實時位置信息發送到服務端，供景區管理人員實時了解景區游客分布情況。同時當有緊急情況發生時，也能讓救援人員及時發現，便于解救。軟件使用者也可以不注冊使用該軟件，僅是功能有所區別。

7 結論（Conclusion）

本文對智能終端導游進行了設計與介紹。隨著科技技術的飛速發展，智能終端導游系統的各項功能將會更加完善。本著以人為本的交互設計理念，在為游客提供自助旅游便利的同時，為游客提供更為智能和友好的交互體驗，從而進一步提升旅游業的信息化發展水平和服務質量。智慧旅游的建設步伐將更加快速，這些都是推動我國旅游業發展的動力。提高旅游企業從業人員工作效率，在擴大市場覆蓋面的同時豐富旅游產品，更好地為游客服務，為游客帶來便利，使我國旅游業進入全新的時代[6]。

參考文獻 （References）

[1] WJ Wang，HG Wan.Real-time camera tracking using hybrid features in mobile augmented reality[J].Science China Information Sciences，2015，58（11）：1-13.

[2] Y Lei，T Wang，J Wu.Vehicles relative positioning based on ZigBee and GPS technology[J].International Conference on Electronics Information & Emergency Communication，2016：59-62.

[3] R Cao，Y Zhang，X Liu，Z Zhao.3D building roof reconstruction from airborne LiDAR point clouds： a framework based on a spatial database[J].International Journal of Geographical Information Science，2017，31（7）：1359-1380.

[4] 楊克，韓雪，周宗鉑.增強現實技術在軍事裝備教學中的應用分析[J].電腦知識與技術，2017，13（25）.

[5] 李剛，楊屏，張紅.移動互聯網應用發展研究[J].廣播電視信息，2015，4：46-47.

[6] 李冰.智能導游系統分析與設計[J].數字技術與應用，2016（7）：155-156.

作者簡介：

林 櫟（1981-），男，碩士，工程師.研究領域：軟件開發.

李 劍（1981-），男，本科，高級工程師.研究領域：軟件開發.

覃楨楨（1990-），男，本科，工程師.研究領域：自動控制.

鄭 煜（1981-），女，本科，工程師.研究領域：軟件開發.endprint