本發(fā)明涉及智能導(dǎo)游技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種便攜式旅游景區(qū)智能導(dǎo)游系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的日益提高，旅游在人們的生活中的地位已經(jīng)越來越重要。在人們越來越熱衷于旅游的同時，一些不可忽略的問題凸現(xiàn)出來，傳統(tǒng)的人工導(dǎo)游已經(jīng)不能滿足游客的需求了。這就需要一種能夠提供更加方便，更加貼心服務(wù)的智能導(dǎo)游。它可以向游客提供基本的導(dǎo)游解說，位置動態(tài)顯示，景點預(yù)覽，目的地最優(yōu)路線規(guī)劃，團(tuán)隊信息交互及集合等。

旅游中遇到的問題及現(xiàn)有的解決技術(shù)如下：

首先，對于單獨旅游的游客來說，來到一個陌生的環(huán)境旅游，對環(huán)境的不了解，非常需要一個能夠為自己提供幫助的貼身導(dǎo)游，然而現(xiàn)實是不可能在每一名游客身邊安排一名導(dǎo)游。并且由于導(dǎo)游本身水平參差不齊，加之外界客觀因素干擾，往往造成旅游質(zhì)量不高。

其次，對于跟隨旅游團(tuán)旅游的游客，旅游團(tuán)隊人數(shù)眾多且喜好不同，往往造成眾口難調(diào)的局面。另外，游客總是要在導(dǎo)游的帶領(lǐng)下跟隨旅游團(tuán)緩慢地移動，自然會有一種束縛的感覺。而且對于整個團(tuán)隊來說，整體移動的效率相對于個人自由活動要低很多。

因此針對以上問題，市場上出現(xiàn)了電子導(dǎo)游等多種自助游的解決方案，首先是在景點固定感應(yīng)裝置來獲取景點信息的方式，如利用紅外線、無線射頻、藍(lán)牙等技術(shù)的電子導(dǎo)游。然而這種方式只能提供景點解說等有限的服務(wù)，解決不了團(tuán)體旅游時遇到的問題還有一種方法，采用的是移動通信基站定位方法，并結(jié)合WAP無線接入技術(shù)及GIS景區(qū)服務(wù)器的模式。該方法成本很高，并且采用移動基站定位準(zhǔn)確率很低，幾乎達(dá)不到小景點的定位要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種便攜式旅游景區(qū)智能導(dǎo)游系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種便攜式旅游景區(qū)智能導(dǎo)游系統(tǒng)，由用戶攜帶，包括：

中心計算處理單元：用于根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息，為用戶提供該所在位置對應(yīng)景點的語音解說、選擇目的景點并規(guī)劃最優(yōu)線路；

顯示交互子單元：用于實時在旅游景區(qū)電子地圖中顯示和更新用戶在旅游景區(qū)中所在位置，同時顯示各景點信息；

GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸子單元：用于實時將GPS定位信息無線傳輸至中心計算處理模塊；

GPS定位子單元：用于實時獲取用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息；

GPS定位子單元的輸出端連接GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸單元的輸入端，GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸子單元的輸出端連接中心計算處理單元的輸入端，中心計算處理單元連接顯示交互子單元。

所述中心計算處理單元設(shè)置有：

語音解說模塊：用于對根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息，為用戶提供該所在位置對應(yīng)景點的語音解說；

景區(qū)景點信息預(yù)覽模塊：根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息，為用戶提供該所在位置對應(yīng)景點的信息預(yù)覽；

目的地最優(yōu)線路規(guī)劃模塊：根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中選擇的目的景點規(guī)劃最優(yōu)線路。

所述中心計算處理單元還設(shè)置有游覽線路回憶模塊，用于根據(jù)用戶的歷史GPS定位信息對用戶的游覽線路進(jìn)行回顧。

所述中心計算處理單元還設(shè)置有景點連通最短線路規(guī)劃模塊，用于規(guī)劃用戶選擇的兩個連續(xù)走訪景點之間的最短線路。

有益效果：

用戶攜帶本發(fā)明的便攜式旅游景區(qū)智能導(dǎo)游系統(tǒng)進(jìn)入旅游景區(qū)，根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息，為用戶提供該所在位置對應(yīng)景點的語音解說；根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息，為用戶提供該所在位置對應(yīng)景點的信息預(yù)覽；根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中選擇的目的景點規(guī)劃最優(yōu)線路。根據(jù)用戶的歷史GPS定位信息對用戶的游覽線路進(jìn)行回顧。規(guī)劃用戶選擇的兩個連續(xù)走訪景點之間的最短線路，使得多項智能導(dǎo)游功能集中實現(xiàn)，方便游客及導(dǎo)游的景區(qū)游覽，提供多功能的智能化服務(wù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實施方式的便攜式旅游景區(qū)智能導(dǎo)游系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明具體實施方式的語音解說流程圖；

圖3是本發(fā)明具體實施方式的關(guān)聯(lián)矩陣。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)說明。

一種便攜式旅游景區(qū)智能導(dǎo)游系統(tǒng)，如圖1所示，由用戶攜帶，包括：

中心計算處理單元：用于根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息，為用戶提供該所在位置對應(yīng)景點的語音解說、選擇目的景點并規(guī)劃最優(yōu)線路；

顯示交互子單元：用于實時在旅游景區(qū)電子地圖中顯示和更新用戶在旅游景區(qū)中所在位置，同時顯示各景點信息；

GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸子單元：用于實時將GPS定位信息無線傳輸至中心計算處理模塊；

GPS定位子單元：用于實時獲取用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息；

GPS定位子單元的輸出端連接GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸單元的輸入端，GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸子單元的輸出端連接中心計算處理單元的輸入端，中心計算處理單元連接顯示交互子單元。

本實施方式的中心計算處理單元采用ARM9處理器及其外圍電路；顯示交互子單元采用三星七寸LCD觸摸屏及其外圍電路，通過LCD觸摸屏選擇目的景點；無線數(shù)據(jù)傳輸單元采用西門子的MC35；GPS定位子單元采用HOLUX GR-213u。

中心計算處理單元設(shè)置有如下功能模塊：

語音解說模塊：用于對根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息，為用戶提供該所在位置對應(yīng)景點的語音解說；

景區(qū)景點信息預(yù)覽模塊：根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中所在位置的GPS定位信息，為用戶提供該所在位置對應(yīng)景點的信息預(yù)覽；

目的地最優(yōu)線路規(guī)劃模塊：根據(jù)用戶在旅游景區(qū)中選擇的目的景點規(guī)劃最優(yōu)線路。

游覽線路回憶模塊：根據(jù)用戶的歷史GPS定位信息對用戶的游覽線路進(jìn)行回顧。

景點連通最短線路規(guī)劃模塊：用于規(guī)劃用戶選擇的兩個連續(xù)走訪景點之間的最短線路。

還可以根據(jù)需要設(shè)置幫助說明模塊和團(tuán)隊功能模塊，以便用戶更好的使用本系統(tǒng)，使團(tuán)隊旅行的用戶更方便操作。

本系統(tǒng)的定位數(shù)據(jù)是通過GPS定位子系統(tǒng)的串口獲得的，其中定位數(shù)據(jù)包括GPS經(jīng)緯度、海拔高度和航向。獲取定位數(shù)據(jù)需要進(jìn)行串口數(shù)據(jù)的接收處理，即數(shù)據(jù)提取。

數(shù)據(jù)提取，首先要建立一個大小合適的char型空間，使每次從接收機(jī)讀到的數(shù)據(jù)至少包含一幀“$GPGGA”數(shù)據(jù)項，并對有用數(shù)據(jù)進(jìn)行提取。然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換就是將當(dāng)前得到的 (Lat, Lon)轉(zhuǎn)換為地圖平面上的二維坐標(biāo)(x,y)。為了適應(yīng)輕量級的定位需求，本系統(tǒng)把原來GPS復(fù)雜的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行簡化。作為景區(qū)活動，地圖的范圍都比較小，緯度不是太高，因此經(jīng)緯度坐標(biāo)可以近似的認(rèn)為是平行的。具體坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程是，首先在景區(qū)采集三個不共線的三個點初始化變換矩陣X。設(shè)X是從(Lat, Lon)到(x, y)的變換矩陣X，p1、p2、p3是不共線的三個點，Lat1、Lat2、 Lat3是p1、p2、p3的緯度，Lon1、Lon2、, Lon3是p1、p2、p3的經(jīng)度，(x1, y1)、(x2, y2)、(x3, y3)是p1、p2、p3的地圖坐標(biāo)（以像素為單位，原點在左上角，且x軸向右，y軸向下），變換矩陣X為：

當(dāng)需要將經(jīng)緯度(Lat, Lon)轉(zhuǎn)換為地圖坐標(biāo)時，只需用(Lat, Lon, 1)去乘X即可，其中X為變換矩陣，Lat是緯度， Lon是經(jīng)度。

(x, y, 1) = (Lat, Lon, 1) X

本系統(tǒng)在取三個點的經(jīng)緯度坐標(biāo)時為了提高準(zhǔn)確度，通過串口讀GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)100次，然后計算平均值獲得。另外，在求得變換矩陣X之后，要將此轉(zhuǎn)換矩陣進(jìn)行保存，以備每次開機(jī)時繼續(xù)初始化用。

本系統(tǒng)的語音解說模塊是在游客靠近景點時，自動的向游客講解景點信息。本系統(tǒng)為實現(xiàn)重聽當(dāng)前語音解說在存儲景點數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)體中定義一個播放標(biāo)記，并初始化為0，當(dāng)數(shù)據(jù)匹配成功并且該景點的播放標(biāo)記為0時才播放該點語音解說。當(dāng)播放完該景點的語音解說之后，立即將其置為1，這時如果游客還在同一景點的解說范圍內(nèi)，即使在數(shù)據(jù)匹配時匹配成功，由于該景點的播放標(biāo)記為1，也不會再次進(jìn)行語音播放。

但如果游客再次進(jìn)入該景點的解說范圍，由于該景點的播放標(biāo)記已經(jīng)被置為1，所以即使數(shù)據(jù)匹配成功，也不會播放該景點語音解說。為了解決這一問題，在結(jié)構(gòu)體中定義一個順序表，用來存放景點的播放標(biāo)記?？梢愿鶕?jù)景區(qū)景點數(shù)量來調(diào)整調(diào)整順序表的大小當(dāng)游客進(jìn)入某個景點的解說范圍時，數(shù)據(jù)匹配成功，進(jìn)行相應(yīng)的語音解說，然后將該景點的播放標(biāo)記設(shè)為1，并順序壓入順序表。另外，再定義一個順序表內(nèi)容數(shù)量標(biāo)記，并初始化為0。當(dāng)每次順序表中壓入一條內(nèi)容之后，順序表內(nèi)容數(shù)量標(biāo)記都要加1。每次進(jìn)入下一個景點解說范圍，進(jìn)行完語音解說之后，除進(jìn)行將該景點的播放標(biāo)記設(shè)為1，并順序壓入順序表工作之外，如果此時順序表內(nèi)容數(shù)量標(biāo)記大于等于1，則將順序表中該景點的播放標(biāo)記的上一個元素置0，即游客剛游覽過的倒數(shù)第二個景點的播放標(biāo)記設(shè)為0。圖2為語音解說實現(xiàn)流程圖。

本系統(tǒng)的動態(tài)顯示游客當(dāng)前位置可以實時顯示游客前進(jìn)情況，避免迷路的困惑。動態(tài)顯示游客當(dāng)前位置是在GPS數(shù)據(jù)提取及求解轉(zhuǎn)換矩陣的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。系統(tǒng)將當(dāng)前GPS數(shù)據(jù)提取之后，通過與轉(zhuǎn)換矩陣相乘得出游客在地圖上所對應(yīng)的二維坐標(biāo)位置（x，y），然后調(diào)用畫函數(shù)，將游客當(dāng)前位置在地圖上畫出，大約每秒鐘要畫10次。采用雙緩沖繪圖技術(shù)，即在內(nèi)存中開辟一段空間將地圖加載到內(nèi)存中，并且調(diào)用畫圖函數(shù)將游客的位置在內(nèi)存中的地圖上畫好之后，馬上將該內(nèi)存中的內(nèi)容貼到屏幕上，以減輕閃爍現(xiàn)象。

本系統(tǒng)的目的地最優(yōu)線路規(guī)劃模塊是指系統(tǒng)自動為游客規(guī)劃到達(dá)目的地的一條最優(yōu)線路。最優(yōu)線路規(guī)劃是在原始的關(guān)系矩陣基礎(chǔ)上進(jìn)行Floyd算法，求出新的關(guān)系矩陣，且在每個元素中新增路徑長度、前驅(qū)地圖點索引等信息。新的關(guān)聯(lián)矩陣如圖3所示，其中A、B、C、D、E、F為景點可達(dá)點，a、b、c、d、e、f為路徑。

目的地最優(yōu)線路規(guī)劃包括以下步驟：

步驟1 選擇景區(qū)景點進(jìn)行預(yù)覽；

步驟2 根據(jù)景區(qū)情況選擇要進(jìn)行游覽的景點，并保存選中景點信息；

步驟3 根據(jù)選擇的景點及景點數(shù)據(jù)運用Floyd算法計算連通景點之間的最短路；

步驟4 根據(jù)計算結(jié)果在地圖上繪制連通點的最優(yōu)路線；

步驟5 根據(jù)地圖顯示進(jìn)行景區(qū)游覽。

本智能導(dǎo)游系統(tǒng)采用GPS全球定位技術(shù)結(jié)合GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，不僅在一定程度上解決了當(dāng)前旅游中游客遇到的一些實際問題，并且增加了景點預(yù)覽、路線規(guī)劃等功能，使旅游變得更輕松更方便。在圖像處理方面，采用了雙緩沖技術(shù)。采用GPRS數(shù)據(jù)交互，解決了團(tuán)體旅游時遇到的問題。

本系統(tǒng)的導(dǎo)游地圖用的是衛(wèi)星地圖。經(jīng)過數(shù)百次的考驗，本系統(tǒng)運行良好穩(wěn)定。