CN101488308B - 智能导游***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一种智能导游***，该***基于导游终端，包括显示交互子***、无线数据传输子***、GPS定位子***和处理器，该***设置有语音解说模块、游览路线回忆模块、景区景点信息预览模块、目的地最短路线规划模块、帮助说明模块和无线数据交互模块；该导游***实现方法为：进入开机界面，下载景区地图；进入导游界面，开启GPS定位子***，获取景点定位数据及游客当前位置信息，并将数据发送给ARM处理器，通过坐标转换成二维坐标投影到地图上；进入显示交互子***，根据游客需要进入相应的模块；按所选模块的操作方法进行具体操作。本发明的旅游景点智能导游***比现有的景区导游技术相比，具有服务功能丰富，智能化成度高的特点。

Description

智能导游***及方法 

技术领域

本发明涉及GPS定位技术、串行通信技术、语音多媒体技术、图形图像处理技术、无线数据传输技术，特别涉及一种智能导游***及方法。 

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，旅游在人们的生活中扮演的角色也越来越重要了。与此同时，公众对旅游质量的要求也变得越来越高。在人们越来越热衷于旅游的同时，一些不可忽略的问题凸显了出来。 

首先，对于单独旅游的游客来说，来到一个陌生的环境旅游，对环境的不了解很有可能导致游客无法享受到景区所特有的魅力，这时候游客非常需要一个能够为自己提供帮助的贴身导游，然而现实是不可能在每一名游客身边安排一名导游。并且由于导游本身水平参差不齐，加之外界客观因素干扰，往往造成旅游质量不高。如果没有导游，游客在整个游程中往往走马观花，不能了解景点的特色与内涵，无法对景点留下深刻的印象。 

其次，对于跟随旅游团旅游的游客，旅游团队人数众多且喜好不同，往往造成众口难调的局面。另外，游客总是要在导游的带领下跟随旅游团缓慢地移动，自然会有一种束缚的感觉。而且对于整个团队来说，整体移动的效率相对于个人自由活动要低很多，但是团队为了保护游客的人身安全不得不保证团队的一致性，从而限制了游客的自主旅游。 

因此针对以上问题，市场上出现了电子导游等多种自助游的解决方案，首先是在景点固定感应装置来获取景点信息的方式，如利用红外线、无线射频、蓝牙等技术的电子导游。然而这种方式智能提供景点解说等有限的服务，解决不了团体旅游时遇到的问题。并且与用户的交互性很低，并且在景点解说范围及日常设备维护上存在很多问题，因此限制了其发展。另一种方法是通过电话拨号的方式进入声讯服务***，以获取相应景点的语音介绍，这要求游客必须记住大量特定的景点服务号码，查询麻烦，且这种方式只能提供单调的语音解说服务，无图片文字等多媒体信息。还有一种更为智能的方法，如申请号是200510027702.X的发明专利，是结合GPS定位***来获取景点多媒体信息，该方法采用位置信息来激活对应景点的讲解服务，其服务内容与形式较为单一。该发明还做了一种改进，通过无线通信模块从数据服务器上下载景点信息，这种服务器终端结合的方式势必增加成本，且没必要。还有一种方法，如申请号是200710022243.5的发明专利，采用的是移动通信基站定位方法，并结合 WAP无线接入技术及GIS景区服务器的模式。该方法成本很高，并且采用移动基站定位准确率很低，几乎达不到小景点的定位要求。并且上面提到的这几种方法只解决了导游讲解服务，没有解决团体旅游中遇到的问题。 

随着技术的发展，GPS(Global Position System)全球定位***技术越来越成熟，GPS接收机价格越来越低。GPS全球定位***是美国从上世纪70年代开始研制，于1994年全面建成。GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点被成功应用于测量、导航、定位等多个领域，并取得了巨大的经济效益。随着GPS软硬件不断完善，应用领域在不断扩展，并开始逐渐深入人们日常生活。经过漫长的发展，无线数据传输技术已经非常成熟，目前已经出现像蓝牙、红外、GPRS等各种无线数据传输技术，并且还将出现3G、光学等更先进的无线通信技术。本发明用到无线数据通信技术解决了团体旅游时遇到的问题，实现了游客之间更智能的互动。嵌入式技术是当今发展最快、应用最广、最有发展前景的主要技术之一，已被广泛应用于工业控制、通信、信息家电、医疗仪器、智能仪器仪表、汽车电子、航空航天等各个领域。本发明同时应用了嵌入式的相关技术。 

发明内容

针对现有无线导游***的不足与缺陷，本发明提供一种智能导游***及方法。 

本发明基于导游终端，包括显示交互子***、无线数据传输子***、GPS定位子***和处理器，显示交互子***与处理器之间通过LCD控制器连接，处理器将需要显示的数据发送到LCD控制器，再由LCD控制器控制液晶显示屏显示；无线数据传输子***与处理器之间通过RS232总线连接，处理器接收定位数据；GPS定位子***与处理器之间通过RS232总线连接，处理器将数据通过无线数据传输子***发送到其他导游终端或接收其他导游终端发送来的数据；所述的智能导游***设置有语音解说模块、游览路线回忆模块、景区景点信息预览模块、目的地最短路线规划模块、帮助说明模块和无线数据交互模块。 

所述的语音解说模块，在导游终端上加载景区地图数据及景点解说范围数据及景点的文字、图片及语音解说文件数据，然后通过GPS定位***获取游客当前位置的经度和纬度数据，将游客当前位置数据与存储器中的景区景点解说范围数据进行匹配，匹配成功说明游客已经进入了该景区的语音解说范围，语音解说模块自动解说当前景点内容，匹配不成功，则继续进行匹配； 

所述的游览路线回忆模块是导游终端通过实时记录游客游览路线的经度和纬度数据，将相应经度和纬度数据存入游览路线回忆模块的数据文件中，游客只需点击导游终端上的路线回忆按钮便可回忆自己游览过的路线； 

所述的景区景点信息预览模块是在导游终端上将景区地图的每个景点设置一个按钮控 件，将景点的一年四季的照片及文字语音数据存储起来，游客点击导游终端上的预览按钮就能实现景点预览； 

所述的目的地最短路线规划模块是将各景点之间的距离连通情况存入道路连通表中，使用常规的Floyd算法计算游客当前位置到目的地的最短路线及连通所有被游客选中的景点的最短路线； 

所述的无线数据交互模块是团体游客在无线数据交互模块中进行团队注册，该模块采用全双工传输方式及令牌轮询方式进行游客之间的定位数据传输，将GPS定位子***实时记录的团队队员位置数据互相发送到每个队员的手持终端上，并用双缓冲技术将队友位置绘在游客手持导游终端的地图上，这样游客就能清楚直观地知道队友及领队游览及前进情况，无需发送信息或打电话； 

所述的帮助说明模块存有该导游***的使用说明，游客通过点击导游终端上的按钮了解***的操作方法。 

本发明中最短路线为在连通游客选中的所有景点的路线中路线最短的一条。所述的导游终端运行设备基于：I、具有定位功能的手机、掌上电脑(PDA)或便携式电脑(Portable PC)；II、景区专门为没有上面所述智能设备的游客定做的具有定位功能、显示功能、无线数据交互功能的电子装置。 

本发明的智能导游***为游客提供的服务包括智能景点语音讲解、动态显示游客当前位置、路线记录与路线回忆、最短路线规划、景点预览和无线数据交互。 

本发明的语音解说模块是在游客靠近景点时***智能的向游客讲解景点信息，若游客对解说不感兴趣只需点击“跳过当前解说”***就停止当前景点解说；若想重复收听只需点击“重听当前解说”即可。本发明为实现重听当前语音解说在存储景点数据的结构体中定义一个播放标记，并初始化为0，当数据匹配成功并且该景点的播放标记为0时才播放该景点语音解说。当播放完该景点的语音解说之后，立即将其置为1，这时如果游客还在同一景点的解说范围内，即使在数据匹配时，该点匹配成功，由于该景点的播放标记为1，也不会再次进行语音播放。 

但如果游客再次进入该景点的解说范围，由于该景点的播放标记已经被置为1，所以即使数据匹配成功，也不会播放该景点语音解说。为了解决这一问题，在结构体中定义一个按游览顺序压入在内存中开辟的数组，用来存放景点的播放标记。可以根据景区景点数量来调整SIZE，从而调整数组sceFlagList的大小。SIZE为景区的景点数，或者比景点数量大的合适值。当游客进入某个景点的解说范围时，数据匹配成功，进行相应的语音解说，然后将该景点的播放标记设为1，并按游览顺序压入在内存中开辟的数组sceFlagList。另外，再定义一个按游览顺序压入在内存中开辟的数组内容数量标记int curFlag并初始化为0。当每次数组sceFlagList[SIZE]中压入一条内容之后，数组内容数量标记curFlag都要加1。每次进入下一个景点解说范围，进行完语音解说之后，除进行将该景点的播放标记设为1，并按游览顺序压入在内存中开辟的数组sceFlagList[SIZE]工作之外，如果此时数组内容数量标记curFlag＞＝1，则将数组中该景点的播放标记sceFlagList[curFlag]的上一个位置sceFlagList[curFlag-1]置0，即游客刚游览过的倒数第二个景点的播放标记设为0。语音解说模块实现的控制方法步骤包括：

步骤一 进入导游终端的开机界面，下载景区地图及景点名称、景点语音解说范围导游数据，自动开启GPS定位子***，其中景点语音解说范围为矩形，矩形的顶点距离景点中心5～10m； 

步骤二 获取游客当前位置的经度和纬度信息，并在内存地图上动态绘制游客当前位置点，然后将该内容贴到显示设备上； 

步骤三 判断游客当前位置数据与存储的景点数据是否匹配成功且景点语音播放标记是否为0，是则转到步骤四，否则转到步骤六； 

步骤四 进行语音解说； 

步骤五 语音解说结束并将语音播放标记置位1； 

步骤六 将语音播放标记按游览顺序压入在内存中开辟的数组，将数组中内容计数器加1； 

步骤七 判断数组中内容计数器是否大于等于1，是则转到步骤八，否则转到步骤二； 

步骤八 将数组中当前项的前一位置的语音播放标记置为0； 

步骤九 语音解说结束。 

本发明的动态显示游客当前位置是实时显示游客前进情况，避免迷路的困惑。动态显示游客当前位置是在GPS数据提取及求解转换矩阵的基础上实现的。***将当前GPS数据提取之后，通过与转换矩阵相乘得出游客在地图上所对应的二维坐标位置(x，y)，然后调用绘制游客当前位置的函数，将游客当前位置在地图上绘出，大约每秒钟要绘10次。采用双缓冲绘图技术，即在内存中开辟一段空间将地图加载到内存中，并且调用绘图函数将游客的位置在内存中的地图上绘好之后，马上将该内存中的内容贴到屏幕上，以减轻闪烁现象。 

本发明的游览路线回忆模块实时的记录游客走过的路线，游客通过点击“路线回忆”便可回忆自己在景区走过的路线。首先将游客前进过程中的GPS数据记录下来，写到文件中保存起来。路线回忆的时候，只要读取文件中的GPS数据，然后将读到的数据转换为二维平面坐标(x，y)，来控制在地图上绘动态移动的点。游览路线回忆模块的控制方法包括以下步骤： 

步骤1、GPS定位***采集游客当前位置的经度和纬度的定位数据； 

步骤2、提取定位数据； 

步骤3、判断数据提取是否成功，若是则转到步骤4，否则转到步骤1； 

步骤4、根据提取的数据在地图上动态显示游客位置，并记录游览路线； 

步骤5、游客选择游览路线回忆进行游览路线回忆； 

步骤6、路线回忆结束。 

本发明的景点预览模块和目的地最短路线规划模块是游客预览某景点四季的图片及文字语音资料等，然后根据自己的兴趣选择相应景点，并可根据选定的景点规划一条去游客选中的所有景点的最短路线。将地图上的每个景点位置各设置一个控件，当游客点击控件时，就弹出一个对应控件的子窗口，在该子窗口中游客可以查看关于该景点的更详细的信息。然后***就会根据游客的选择规划一条到达游客选中的所有景点的最短路线。景区景点信息预览模块和目的地最短路线规划模块的控制方法包括以下步骤： 

步骤A打开智能导游***，下载景区地图并加载景区数据； 

步骤B点击景点按钮控件进行景点预览； 

步骤C根据自己的爱好，选择自己想去的景点，智能导游***保存对应景点数据的指针； 

步骤D重复步骤B、步骤C，直到游客停止预览； 

步骤E在所有选中景点中运用Floyd算法计算一条连通所有由选中景点组成的最短路线； 

步骤F将步骤E计算出的路线显示在地图上。 

本发明的无线数据交互子***是游客跟随团队出游时，进入景区后开启无线数据交互功能进行团队注册，就可以在地图上看到队友的位置以及行进情况。应用无线数据交互功能游客可以根据自己的兴趣在景区自由参观，而无需跟随团队行进。本发明无线数据通信模块采用的是全双工的。且游客之间相互发送数据是通过令牌的轮询方式实现的。无线数据交互模块的控制方法按以下步骤执行： 

步骤一 初始化无线交互子***； 

步骤二 进行团队注册； 

步骤三 信号监听并计时； 

步骤四 判断是否拿到向队友广播位置信息的令牌，是则进入步骤五，否则返回步骤三；同时判断是否收到领队广播的集合信号，是则进入步骤八，否则返回步骤三； 

步骤五 将自己的位置信息广播给队友； 

步骤六判断是否监听到队友发来的信息，是则进入步骤七，否则返回继续监听； 

步骤七用双缓冲技术绘出队友的位置； 

步骤八读取团队领队位置的经度和纬度的数据，并计算指向领队的最短路线； 

步骤九将该路线绘制在导游终端的景区地图上； 

步骤十团队集合成功； 

步骤十一结束。 

本发明的方法包括以下步骤： 

步骤一进入导游终端的开机界面，下载景区地图及景点名称、景点语音解说范围数据，自动开启GPS定位子***，其中景点语音解说范围为矩形，矩形的顶点距离景点中心5～10m； 

步骤二进入导游终端的导游界面，获取景点位置数据及游客当前位置经度和纬度的信息，并将所采集的上述数据发送给处理器，并由处理器将GPS定位子***获得的游客位置的经度和纬度数据通过坐标转换，转换成二维坐标投影到景区地图上，实时地将游客当前位置显示在地图上； 

步骤三进入显示交互子***，选择客户服务模块； 

步骤四  根据所选服务模块的操作方法进行具体操作。 

本发明的GPS定位子***是通过串口获得的数据的，其中定位数据包括GPS经度和纬度、海拔高度和航向。获取定位数据之前首先进行串口初始化，即设置波特率9600bps、数据位8位、超时参数、事件触发方式和接收与发送缓冲区大小；然后进行串口数据的接收处理，即数据提取。 

本发明的数据提取首先要建立一个大小合适的char型空间，使每次从接收机读到的数据至少包含一帧“$GPGGA”数据项。然后进行数据提取并转换，即坐标转换。该坐标转换就是将当前得到的(Lat，Lon)转换为地图平面上的二维坐标(x，y)。作为景区活动，地图的范围都比较小，纬度不是太高，因此经纬度坐标可以近似的认为是平行的。具体坐标转换过程是，首先在景区采集三个不共线的三个点初始化变换矩阵X。设X是从(Lat，Lon)到(x，y)的变换矩阵X，p1、p2、p3是不共线的三个点，Lat1、Lat2、Lat3是p1、p2、p3的纬度，Lon1、Lon2、Lon3是p1、p2、p3的经度，(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)是p1、p2、p3的地图坐标(以像素为单位，原点在左上角，且x轴向右，y轴向下)，变换矩阵X为： 

$X={\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{Lat}1& \mathrm{Lon}1& 1\\ \mathrm{Lat}2& \mathrm{Lon}2& 1\\ \mathrm{Lat}3& \mathrm{Lon}3& 1\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{ccc}x1& y1& 1\\ x2& y2& 1\\ x3& y3& 1\end{array}\right]$

当需要将经纬度(Lat，Lon)转换为地图坐标时，只需用(Lat，Lon，1)去乘X即可，其中X为变换矩阵，Lat是纬度，Lon是经度。 

(x，y，1)＝(Lat，Lon，1)X 

本发明在取三个点的经纬度坐标时为了提高准确度，通过串口读GPS接收机的数据100次，然后计算平均值获得。另外，在求得变换矩阵X之后，要将此转换矩阵进行保存，以备每次开机时继续初始化用。 

本发明通过处理器接收GPS定位子***接收到的游客位置的经度和纬度的定位数据，处理器将需要显示的数据发送给LCD控制器，再由LCD控制器控制显示屏显示，处理器将定位数据通过无线数据传输子***发送到其他导游终端或接收其他导游终端发送来的数据并将团队其他成员的位置及前进情况通过LCD控制器显示在液晶屏上。支持该***运行的导游终端包括具有定位功能的手机、掌上电脑(PDA)和便携式电脑(Portable PC)及景区用于租赁给游客的具有定位功能、显示功能、无线数据交互功能的电子装置。 

该***的安装测试方法，如图22所示： 

(1)：绘制景区地图； 

(2)：采集景点数据。采集景点数据的方法如下：在景点的东北和西南方向分别确定两个合适的点a、b，采集a、b的经纬度信息。a的经度作为A的西侧经度，，记为wLon；b的经度作为A的东侧经度，记为eLon；a的纬度作为A的北侧纬度，记为nLat；b的纬度作为A的南侧纬度。按照这种方法采集景区所有景点的数据； 

(3)：录制景点的解说语音，存储景点的四季的图片及相关文字数据。 

本发明的优点为：将GPS定位技术运用于旅游，它可以向游客提供全面、清晰、智能的景点语音解说；具有景点预览和最短路线规划功能，游客在游览之前可以预览整个景区的景点情况，然后选择自己喜爱的景点进行游览。并且***可以自动计算一条连通所有选中景点的最短路线供游客参考，这极大的方便了自助旅游的游客；具有无线数据交互功能，可以解决团体旅游的游客受团队约束的问题，游客可以按自己的意愿自由游览。并且在团队集合时，***会自动为每位队员计算一条指向团队领队的最短路线并在地图上显示出来，极大地方便了团体旅游的游客；操作简单，适用范围广，智能导游是面向各类人群进行开发的，它的操作简单性、大众化使得无论是小朋友、青年人还是老年人都能够快速学会并熟练使用；使团体旅游更轻松，更惬意。智能导游***可以在组团旅游的游客自由活动的情况下接收集合信息，并且根据游客当前所在位置提供给游客到达集合地点的方向和路线的信息。游客可以通过智能导游***看到自己当前的位置，并且随着游客的运动动态的改变地图上的位置；对于单个的旅游个体，智能导游会为他带来传统导游所能带来的功能，包括智能语音解说、路线回忆、最后短化路线规划等功能。游客不需要拘泥于原有的导游模式，只需要在自主的旅游中享受旅游所带来的乐趣。 

附图说明

图1为本发明的***模块关系图； 

图2为本发明的***工作过程图； 

图3为本发明的***人机界面接口图； 

图4为本发明的***景点解说范围确定示意图； 

图5为本发明的***各功能工作流程图； 

图6为本发明的***数据匹配及语言解说工作流程图 

图7为旅游景点道路网示意图； 

图8为本发明的***无线数据令牌式轮询示意图； 

图9为本发明的***路线记录及路线回忆流程图； 

图10为本发明的景区景点预览及最短路线规划流程图； 

图11为本发明的***无线数据交互的工作流程图； 

图12-a为本发明的***CPU核心连接图的上半部分； 

图12-b为本发明的***CPU核心连接图的下半部分； 

图13为本发明的***CPU外界辅助电路图； 

图14为本发明的***NandFlash及LED指示灯连接图； 

图15为本发明的复位匹配电路示意图； 

图16为本发明的CPU外扩展引脚图； 

图17为本发明的Flash存储器示意图； 

图18为本发明的SD卡外存储电路图； 

图19为本发明的部分电源电路； 

图20为本发明的***与GPS、无线模块接口电路图； 

图21为本发明的音频电路图； 

图22为本发明的安装调试图。 

图2中1卫星定位***，2智能导游终端，3无线通讯网络。 

具体实施方式

实施例1  一个旅游景区在订制一批智能导游***终端之前需要采集并设置一些初始化数据。初始化数据包括采集坐标转换矩阵的数据，采集各景点的位置数据及录制该景点的解说语音，测量每两个可以直接到达的景点之间的距离。并且如果游客使用PDA智能设备作为智能导游终端时，可以直接将***软件及该景区的数据信息下载到PDA等智能设备上作为智 能导游终端使用。 

结合附图进一步说明本发明的智能导游***，本实施例中选用的处理器型号ARM9，如图1所示，智能导游***基于导游终端，包括显示交互子***、GPS定位子***、ARM9处理器和无线数据传输子***，显示交互子***与ARM9处理器之间通过LCD控制器连接，ARM9处理器将需要显示的数据发送到LCD控制器，再由LCD控制器控制液晶显示屏显示；无线数据传输子***与ARM9处理器之间通过RS232总线连接，ARM9处理器接收定位数据；GPS定位子***与ARM9处理器之间通过RS232总线连接，ARM9处理器将数据通过无线数据传输子***发送到其他导游终端或接收其他导游终端发送来的数据，GPS定位子***是基础，它向智能导游终端提供了终端所处的位置信息。支持的导游终端包括具有定位功能的手机、掌上电脑(PDA)、便携式电脑(Portable PC)以及景区用于租赁给游客的具有定位功能、显示功能、无线数据交互功能的电子装置。该导游***的电路如图12、13、14、15、16、17、18、19、20和21所示，智能导游***设置有语音解说模块、游览路线回忆模块、景区景点信息预览模块、目的地最短路线规划模块、帮助说明模块和无线数据交互模块。 

所述的语音解说模块，在导游终端上加载景区地图数据及景点解说范围数据及景点的文字、图片及语音解说文件数据，然后通过GPS定位***获取游客当前位置的经度和纬度数据，将游客当前位置数据与存储器中的景区景点解说范围数据进行匹配，匹配成功说明游客已经进入了该景区的语音解说范围，语音解说模块自动解说当前景点内容，匹配不成功，则继续进行匹配； 

所述的游览路线回忆模块是导游终端通过实时记录游客游览路线的经度和纬度数据，将相应经度和纬度数据存入游览路线回忆模块的数据文件中，游客只需点击导游终端上的路线回忆按钮便可回忆自己游览过的路线； 

所述的景区景点信息预览模块是在导游终端上将景区地图的每个景点设置一个按钮控件，将景点的一年四季的照片及文字语音数据存储起来，游客点击导游终端上的预览按钮就能实现景点预览； 

所述的目的地最短路线规划模块是将各景点之间的距离连通情况存入道路连通表中，使用常规的Floyd算法计算游客当前位置到目的地的最短路线及连通所有被游客选中的景点的最短路线； 

所述的无线数据交互模块是团体游客在无线数据交互模块中进行团队注册，该模块采用全双工传输方式及令牌轮询方式进行游客之间的定位数据传输，将GPS定位子***实时记录的团队队员位置数据互相发送到每个队员的手持终端上，并用双缓冲技术将队友位置绘在游客手持导游终端的地图上，这样游客就能清楚直观地知道队友及领队游览及前进情况，无需 发送信息或打电话； 

所述的帮助说明模块存有该导游***的使用说明，游客通过点击导游终端上的按钮了解***的操作方法。 

1.语音解说模块的控制方法包括以下步骤，如图4和图6所示 

步骤一 进入导游终端的开机界面，下载景区地图及景点名称、景点语音解说范围导游数据，自动开启GPS定位子***，其中景点语音解说范围为矩形，矩形的顶点距离景点中心5～10m； 

如图4中的外形规则的景点A，需要采集其东南方向和西北方向的两个点c和a，其中c和a分别距离景点中心5～10m，按a、c的经度与纬度做射线ab、ad；cb、cd，则组成一个矩形abcd，并且abcd包括景点A，则abcd组成的范围α，即是A的解说范围。通过调整a、b到一个合理的范围，就可以确定一个合适的解说范围α。当景点轮廓是一个不规则的形状的时候，如图4中的景点B，也可以很方便的确定一个合适的解说范。并且这种方式确定范围，进行景点匹配时计算量小，能减轻处理器的计算压力，提高***速度。 

步骤二 获取游客当前位置的经度和纬度信息，并在内存地图上动态绘制游客当前位置点，然后将该内容贴到显示设备上；首先，如图4中的景点A，在景点的东北和西南方向分别确定两个合适的点a、c，采集a、c的经纬度信息。a的精度作为景点A的西侧经度，记为wLon；c的经度作为景点A的东侧经度，记为eLon；a的纬度作为景点A的北侧纬度，记为nLat；c的纬度作为景点A的南侧纬度。并将所有景点的景点数据存储到存储器上。 

步骤三 判断游客当前位置数据与存储的景点数据是否匹配成功且景点语音播放标记是否为0，是则转到步骤四，否则转到步骤六；定义一个存放景点数据的结构体sceneryBuffer，用于将存储的景点数据在程序运行的时候读到内存中，方便景点范围的匹配从而提高程序运行的效率。结构体中包含景点的西侧经度、东侧经度、北侧纬度、南侧纬度、语音解说文件播放次数控制标记及景点名称。景点数据匹配时，首先要将存储的景点数据读取到内存中。当用当前移动点的位置与存储的景点数据进行匹配时，从文件中读出一个景点的数据进行匹配，如果匹配不成功继续读下一条数据。这样虽然节省了内存，但却降低了***效率，因为***每更新一次地图上移动的点，都要进行一次所有存储景点的数据循环匹配。 

步骤四 进行语音解说；在进行循环数据匹配的过程中，如果当前移动点与某个景点的数据匹配成功(此时变量i已被赋为某个值)，说明游客已经进入了该景点的语音解说范围，则调用当前景点的语音文件进行语音解说。采用异步播放，使***在播放语音同时，继续在地图上绘制动态移动的点。并且采用多线程技术使***在循环进行景点数据匹配时，同时进行其他操作。 

步骤五 语音解说结束并将语音播放标记置为1；为解决重复播放同一景点的语音解说问题，在存储景点数据的结构体中定义一个播放标记，并初始化为0，当数据匹配成功并且该景点的播放标记为0时才播放该点语音解说。当播放完该景点的语音解说之后，立即将其置为1，这时如果游客还在同一景点的解说范围内，即使在数据匹配时，该点匹配成功，由于该景点的播放标记为1，也不会再次进行语音播放。 

步骤六 将语音播放标记按游览顺序压入在内存中开辟的数组，将数组中内容计数器加1；但如果游客再次进入该景点的解说范围，由于该景点的播放标记已经被置为1，所以即使数据匹配成功，也不会播放该景点语音解说。为了解决这一问题，在结构体中定义一个按游览顺序压入在内存中开辟的数组，用来存放景点的播放标记。可以根据景区景点数量来调整SIZE，从而调整数组sceFlagList的大小。SIZE为景区的景点数，或者比景点数量大的合适值。当游客进入某个景点的解说范围时，数据匹配成功，进行相应的语音解说，然后将该景点的播放标记设为1，并按游览顺序压入在内存中开辟的数组sceFlagList。另外，再定义一个按游览顺序压入在内存中开辟的数组内容数量标记int curFlag并初始化为0。当每次数组sceFlagList[SIZE]中压入一条内容之后，数组内容数量标记curFlag都要加1。 

步骤七 判断数组中内容计数器是否大于等于1，是则转到步骤八，否则转到步骤二； 

步骤八 将数组中当前项的前一位置的语音播放标记置为0；每次进入下一个景点解说范围，进行完语音解说之后，除进行将该景点的播放标记设为1，并按游览顺序压入在内存中开辟的数组sceFlagList[SIZE]工作之外，如果此时数组内容数量标记curFlag＞＝1，则将数组中该景点的播放标记sceFlagList[curFlag]的上一个位置sceFlagList[curFlag-1]置0，即游客刚游览过的倒数第二个景点的播放标记设为0。 

步骤九 语音解说结束。 

2.游览路线回忆模块的控制方法包括以下步骤，流程如图9所示， 

步骤1、GPS定位***采集游客当前位置的经度和纬度的定位数据； 

当游客在景区里游览的同时，***自动将游客的路线记录下来。 

步骤2、提取定位数据； 

步骤3、判断数据提取是否成功，若是则转到步骤4，否则转到步骤1； 

步骤4、根据提取的数据在地图上动态显示游客位置，并记录游览路线； 

步骤5、游客选择游览路线回忆进行游览路线回忆；只要游客想回忆一下自己走过的路线，只要点击“路线回忆”按钮就可以看到自己在景区内走过的路线； 

步骤6、路线回忆结束。 

游览路线回忆主要是将游客前进过程中的GPS数据记录下来，写到文件中保存起来。然后，当路线回忆时候，只要读取文件中的GPS数据，然后将读到的数据转换为二维平面坐标(x，y)，控制在地图上画动态移动的点。 

3.景区景点信息预览模块和目的地最短路线规划模块的控制方法包括以下步骤，如图10所示， 

步骤A 打开智能导游***，下载景区地图并加载景区数据； 

步骤B 点击景点按钮控件进行景点预览； 

步骤C 根据自己的爱好，选择自己想去的景点，智能导游***保存对应景点数据的指针； 

步骤D 重复步骤B、步骤C，直到游客停止预览； 

步骤E 在所有选中景点中运用Floyd算法计算一条连通所有由选中景点组成的最短路线。 

步骤F 将步骤E计算出的路线显示在地图上。 

当游客想去某个景点参观但又不知怎么走时，游客只要输入要去的景点的名称或代号，***就会自动为游客规划一条最短路线。 

在规划最短路线时需要知道任意两个地图点之间的最短路线，***在原始的关联矩阵基础上进行Floyd算法，求出新的关联矩阵，且在每个元素中新增路线长度、前驱地图点索引等信息。 

如图7所示的用带权连通图表示的某景点的道路网络图，A～F是一系列地图上可达的点，把它们定义为连通图的结点，a～g代表连通可达点的路线，把它们定义为连通图的边。路线的长度定义为边的权值。在***中，存储的原始关系矩阵为： 

$\begin{array}{ccccccc}& A& B& C& D& E& F\\ A& -& -& (a,60)& -& -& -\\ B& -& -& (b,50)& -& (c,100)& -\\ C& -& -& -& (e,40)& -& -\\ D& -& -& -& -& -& (f,60)\\ E& -& -& -& -& -& (g,200)\\ F& -& -& -& -& -& -\end{array}$

(a，60)表示从A点可以通过路线a到达C点，a的长度为60。在寻路的时候，经过Floyd算法计算后的关系矩为： 

$\begin{array}{ccccccc}& A& B& C& D& E& F\\ A& (-,-,-)& (-,110,C)& (a,60,A)& (-,100,C)& (-,100,C)& (-,160,D)\\ B& (-,110,C)& (-,-,-)& (b,50,B)& (-,90,C)& (c,90,C)& (-,150,D)\\ C& (a,60,C)& (b,50,C)& (-,-,-)& (d,40,C)& (e,40,C)& (-,100,D)\\ D& (-,100,C)& (-,90,C)& (d,40,D)& (-,-,-)& (-,80,C)& (f,60,D)\\ E& (-,100,C)& (c,90,C)& (e,40,E)& (-,80,C)& (-,-,-)& (-,140,D)\\ F& (-,160,C)& (-,150,C)& (-,100,D)& (f,60,F)& (-,140,C)& (-,-,-)\end{array}$

式中的三元组(-，110，C)表示A点和B点没有直接连通的路线，它们之间的最短距离是110，需要通过C点间接到达，因此两点之间的最短距离是AC和CB的权值和。 

在两个地图点间寻路时，先为到达该路线的前驱地图点寻路，直到前驱地图点与源地图点相同。从A到F寻路时，从计算好的关系矩阵中查找第A行第F列的元素，得到前驱地图点D，然后再找到A行D列元素的前驱地图点C，最后找到A行C列元素前驱地图点A，即源地图点A，遂将访问到的列号逆序排列，得到A、C、D、F。这个序列每对相邻地图点都是有地图路相连接的，所以只要将这些地图路画出来即可。A行C列地图路为a，C行D列地图路为d，D行F列地图路为f。 

4.无线数据交互模块 

游客进入景区时，可以开启无线数据交互功能，然后进行团队注册，就可以在地图上看到队友的位置及他们的行进情况。并且注册之后在地图上看到自己团队队员的标记用一种颜色，领队的标记用另一种颜色。当集合时，领队会向游客发出集合信号，当队员收到领队的集合信号后，***会自动为团队的每位队员规划一条指向领队的最短路线，引导游客向领队集合。当游客跟随旅游团出行时，再也不用跟着团队走，受团队的约束了，游客可以按照自己的意愿自由游览。如图11所示，无线数据交互的控制方法按以下步骤进行： 

步骤一初始化无线交互子***； 

步骤二进行团队注册； 

步骤三信号监听并计时； 

步骤四判断是否拿到向队友广播位置信息的令牌，是则进入步骤五，否则返回步骤三；同时判断是否收到领队广播的集合信号，是则进入步骤八，否则返回步骤三。 

步骤五将自己的位置信息广播给队友； 

步骤六判断是否监听到队友发来的信息，是则进入步骤七，否则返回继续监听； 

步骤七用双缓冲技术绘出队友的位置； 

步骤八读取团队领队位置的经度和纬度的数据，并计算指向领队的最短路线； 

步骤九将该路线绘制在导游终端的景区地图上； 

步骤十团队集合成功； 

步骤十一结束。 

由于无线数据交互模块的数据交互是按频段来区分的，即只有相同频率的模块之间才能进行数据通信，所以要想通信必须频率相同。景区某时刻的游客数量不固定，并且互相发送数据是通过令牌的轮询方式实现的。如果游客数量过多，轮询的周期就会很长，这样在显示游客位置时，就会很不流畅。解决上面问题的方法是，在进入景区时要进行团队注册，即同一个团队成员手中的导游终端无线频率要设为相同。同时，注册时队长需要填写团队人数，***会根据团队人数设一个合适的轮询周期，然后将这个轮询周期值广播给队员手中的导游终端，队员手中的导游终端会实时监听同时会开启一个计时器，当计完一个轮询周期时，会向团队所有成员广播一次自己的位置数据。经过实际测试，在屏幕上绘点的时间不超过1.5秒时，才能流畅地在地图上显示移动的点。假如一个团队有5人，如图8所示，进行注册之后，***会计算出轮询时间周期为0.3秒。 

智能导游***方法实现的步骤，如图3所示： 

步骤一进入导游终端的开机界面，下载景区地图及景点名称、景点语音解说范围数据，自动开启GPS定位子***，其中景点语音解说范围为矩形，矩形的顶点距离景点中心5～10m；步骤二进入导游终端的导游界面，获取景点位置数据及游客当前位置经度和纬度的信息，并将所采集的上述数据发送给处理器，并由处理器将GPS定位子***获得的游客位置的经度和纬度数据通过坐标转换，转换成二维坐标投影到景区地图上，实时地将游客当前位置显示在地图上； 

步骤三进入显示交互子***，选择客户服务模块； 

步骤四  根据所选服务模块的操作方法进行具体操作。 

实施例2当游客没有具有定位功能的手机、掌上电脑(PDA)和便携式电脑(PortablePC)时，旅游景点可以购买或制作具有定位功能、显示功能、无线数据交互功能的电子装置，以提供给这部分游客使用。 

旅游景区可以根据如图12、13、14、15、16、17、18、19、20和21所示的电路图制造具有定位功能的简易装置。运用方法与实施例1相同。 

由此可见，本发明的旅游景点智能导游***比现有的景区导游技术相比，不仅具有服务功能丰富，智能化程度高的特点，还充分考虑了没有可运行本导游***的智能设备的部分游客的需要。 

Claims (9)

1.一种智能导游***，该***基于导游终端，包括显示交互子***、无线数据传输子***、GPS定位子***和处理器，显示交互子***与处理器之间通过LCD控制器连接，处理器将需要显示的数据发送到LCD控制器，再由LCD控制器控制液晶显示屏显示；无线数据传输子***与处理器之间通过RS232总线连接，处理器接收定位数据；GPS定位子***与处理器之间通过RS232总线连接，处理器将数据通过无线数据传输子***发送到其他导游终端或接收其他导游终端发送来的数据；其特征在于所述的智能导游***设置有语音解说模块、游览路线回忆模块、景区景点信息预览模块、目的地最短路线规划模块、帮助说明模块和无线数据交互模块；

所述的语音解说模块，在导游终端上加载景区地图数据及景点解说范围数据及景点的文字、图片及语音解说文件数据，然后通过GPS定位***获取游客当前位置的经度和纬度数据，将游客当前位置数据与存储器中的景区景点解说范围数据进行匹配，匹配成功说明游客已经进入了该景区的语音解说范围，语音解说模块自动解说当前景点内容，匹配不成功，则继续进行匹配；

所述的游览路线回忆模块是导游终端通过实时记录游客游览路线的经度和纬度数据，将相应经度和纬度数据存入游览路线回忆模块的数据文件中，游客只需点击导游终端上的路线回忆按钮便可回忆自己游览过的路线；

所述的景区景点信息预览模块是在导游终端上将景区地图的每个景点设置一个按钮控件，将景点的一年四季的照片及文字语音数据存储起来，游客点击导游终端上的预览按钮就能实现景点预览；

所述的目的地最短路线规划模块是将各景点之间的距离连通情况存入道路连通表中，使用常规的Floyd算法计算游客当前位置到目的地的最短路线及连通所有被游客选中的景点的最短路线；

所述的无线数据交互模块是团体游客在无线数据交互模块中进行团队注册，该模块采用全双工传输方式及令牌轮询方式进行游客之间的定位数据传输，将GPS定位子***实时记录的团队队员位置数据互相发送到每个队员的手持终端上，并用双缓冲技术将队友位置绘在游客手持导游终端的地图上，这样游客就能清楚直观地知道队友及领队游览及前进情况，无需发送信息或打电话；

所述的帮助说明模块存有该导游***的使用说明，游客通过点击导游终端上的按钮了解***的操作方法。

2.根据权利要求1所述的一种智能导游***，其特征在于所述的语音解说模块的控制方法包括以下步骤： 

步骤一进入导游终端的开机界面，下载景区地图及景点名称、景点语音解说范围导游数据，自动开启GPS定位子***，其中景点语音解说范围为矩形，矩形的顶点距离景点中心5～10m；

步骤二 获取游客当前位置的经度和纬度信息，并在内存地图上动态绘制游客当前位置点，然后将该内容贴到显示设备上；

步骤三 判断游客当前位置数据与存储的景点数据是否匹配成功且景点语音播放标记是否为0，是则转到步骤四，否则转到步骤六；

步骤四 进行语音解说；

步骤五 语音解说结束并将语音播放标记置位1；

步骤六 将语音播放标记按游览顺序压入在内存中开辟的数组，将数组中内容计数器加1；

步骤七 判断数组中内容计数器是否大于等于1，是则转到步骤八，否则转到步骤二；

步骤八 将数组中当前项的前一位置的语音播放标记置为0；

步骤九 语音解说结束。

3.根据权利要求1所述的一种智能导游***，其特征在于所述的游览路线回忆模块的控制方法包括以下步骤：

步骤1、GPS定位***采集游客当前位置的经度和纬度的定位数据；

步骤2、提取定位数据；

步骤3、判断数据提取是否成功，若是则转到步骤4，否则转到步骤1；

步骤4、根据提取的数据在地图上动态显示游客位置，并记录游览路线；

步骤5、游客选择游览路线回忆进行游览路线回忆；

步骤6、路线回忆结束。

4.根据权利要求1所述的一种智能导游***，其特征在与所述的景区景点信息预览模块和目的地最短路线规划模块的控制方法包括以下步骤：

步骤A 打开智能导游***，下载景区地图并加载景区数据；

步骤B  点击景点按钮控件进行景点预览；

步骤C 根据自己的爱好，选择自己想去的景点，智能导游***保存对应景点数据的指针；

步骤D 重复步骤B、步骤C，直到游客停止预览；

步骤E 在所有选中景点中运用Floyd算法计算一条连通所有由选中景点组成的最短路线； 

步骤F 将步骤E计算出的路线显示在地图上。

5.根据权利要求1所述的一种智能导游***，其特征在于所述的无线数据交互模块的控制方法包括以下步骤：

步骤一 初始化无线交互子***；

步骤二 进行团队注册；

步骤三 信号监听并计时；

步骤四 判断是否拿到向队友广播位置信息的令牌，是则进入步骤五，否则返回步骤三；同时判断是否收到领队广播的集合信号，是则进入步骤八，否则返回步骤三。

步骤五 将自己的位置信息广播给队友；

步骤六 判断是否监听到队友发来的信息，是则进入步骤七，否则返回继续监听；

步骤七 用双缓冲技术绘出队友的位置；

步骤八 读取团队领队位置的经度和纬度的数据，并计算指向领队的最短路线；

步骤九 将该路线绘制在导游终端的景区地图上；

步骤十 团队集合成功；

步骤十一 结束。

6.根据权利要求1所述的一种智能导游***，其特征在于所述的导游终端为I、具有定位功能的手机、掌上电脑PDA或便携式电脑Portable PC；II、景区专门为没有上面所述智能设备的游客定做的具有定位功能、显示功能、无线数据交互功能的电子装置。

7.权利要求1所述的一种智能导游***的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一 进入导游终端的开机界面，下载景区地图及景点名称、景点语音解说范围数据，自动开启GPS定位子***，其中景点语音解说范围为矩形，矩形的顶点距离景点中心5～10m；

步骤二 进入导游终端的导游界面，获取景点位置数据及游客当前位置经度和纬度的信息，并将所采集的上述数据发送给处理器，并由处理器将GPS定位子***获得的游客位置的经度和纬度数据通过坐标转换，转换成二维坐标投影到景区地图上，实时地将游客当前位置显示在地图上；

步骤三 进入显示交互子***，选择客户服务模块；

步骤四 根据所选服务模块的操作方法进行具体操作。

8.根据权利要求7所述的一种旅游景点智能导游***的方法，其特征在于所述的步骤二中的坐标转换步骤包括：

步骤一在景点选三个不共线的点初始化转换矩阵X， 

步骤二根据公式(x，y，1)＝(Lat，Lon，1)X将GPS经纬坐标转换为二维坐标(x，y)，其中Lon为经度，Lat为纬度，X为转换矩阵。

9.根据权利要求8所述的一种旅游景点智能导游***，其特征在于所述的转换矩阵X为：

式中，(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)为景点的地图坐标，Lat1、Lat2、Lat3为景点的不共线的三个点的纬度，Lon1、Lon2、Lon3为景点的不共线的三个点的经度。 

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