CN105021186B - 基于手绘地图的智能导游导览系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于手绘地图的智能导游导览系统，包括：移动端、接口服务器和数据管理系统；移动端通过网络与接口服务器及数据管理系统进行通信；移动端包括界面模块、数据存储模块、通信模块、导航服务模块及业务逻辑模块，界面模块与业务逻辑模块进行通信，业务逻辑模块还分别与数据存储模块及通信模块相通信，导航服务模块将导航的数据分别传送至界面模块及数据存储模块，通信模块与接口服务器进行通信同时将数据传送至数据存储模块；本发明是基于手绘地图的智能导游导览系统，旨在为用户提供全面且有效的旅游自助服务。由于本系统具有对用户定位的功能，能够实现自主景点语音播放、游览线路规划和预警消息推送。
Description
技术领域
本发明涉及基于手绘地图的智能导游导览系统。
背景技术
随着吃穿住行需求的不断满足，国民对旅游的热情和投入不断高涨，尤其是随着汽车等交通工具的普及，使得自助旅游市场不断升温。虽然各种在线旅游应用层出不穷，但这类应用主要面向景区外市场，主要是做景区的导流，即通过为景区导入游客、通过票务合作、酒店合作来获利。但景区内的服务市场目前基本是空白的。这主要是因为：景区内线路和服务设施的标定工作量大，目前主流导航应用进入景区后基本无法使用。而自助游客又迫切的需要景区内的导航导览服务。因此，本发明旨在填补目前的这一市场空白。
基于手绘地图的导航是本发明的核心。景区导航的基础工作是景区景点、推荐游览线路的测量和基础数据的规范化。导航是指在全球卫星定位(GPS或北斗)系统或无线(WIFI)热点的支持下，将用户或移动设备从一个景点导引到另一个景点的过程。导航的本质是手持设备接收到位置参数与地图上某一个位置匹配的过程，因此，地图的坐标参考系和GPS发射的位置坐标系必须是(经变换)一致的，才能实现定位。移动端GPS数据采集基于两种方式实现：第一种方式是采用专用测量移动端，通过移动端开启GPS服务后在待测景点、公共设施处多次、多方位的测量，并由测量人员按规范标注位置信息(经度、维度、高程)，以便获得其准确的坐标并建立对应关系。第二种方式是基于用户众筹的测量，即通过记录用户播放景点解说时的地理位置来大体获得景点的位置。该方式主要针对偏远的景点，同时，服务端的数据存在大量的噪声数据，只有当积累的数据量达到一定规模后才能准确的统计出景点的实际位置。本发明采用第一种方式，原因是：1、测量精度高。景区内景点密集，地形复杂，要实现景区内导航对于测量精度有很高的要求。2、提高用户体验。APP致力于将完成版的功能呈现给用户。通过前期工作而非后期数据汇总来完善景点GPS信息，增加APP的可用性及用户体验度。
目前的人工导游体系极大的限制了游客的游览自由度，花费多，体验差。另一方面，因基础位置数据整合工作量大难度高，主流电子地图导航无法覆盖景区内部。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了基于手绘地图的智能导游导览系统，本发明是适应线上旅游和自助旅游的需求，通过基于移动平台的旅游服务应用平台，提供景区内的导航导览服务、智能导游服务和社交服务。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
基于手绘地图的智能导游导览系统，包括：移动端、接口服务器和数据管理系统；移动端通过接口服务器与数据管理系统进行通信；移动端将查询命令、所在区域的定位信息通过接口服务器上传至数据管理系统，同时，接收数据管理系统下发的信息，数据管理系统用于对移动端信息的采集并将预警信息，景区资料及地图信息下发至移动端；
所述移动端包括界面模块、数据存储模块、通信模块、导航服务模块及业务逻辑模块，界面模块与业务逻辑模块进行通信，业务逻辑模块还分别与数据存储模块及通信模块相通信，导航服务模块将导航的数据分别传送至界面模块及数据存储模块，通信模块与接口服务器进行通信同时将数据传送至数据存储模块；
界面模块用于实现信息的查询及输入，数据存储模块用于存储移动端的显示信息，导航服务模块通过GPS定位移动端的当前地理位置，并搜索景点，标注在手绘地图上；业务逻辑模块用于处理请求命令的输入和界面输出直接的控制，具体为根据界面模块的请求命令发送到通信模块，通信模块将上述请求命令通过接口服务器发送至数据管理系统，数据管理系统根据请求命令将信息显示在手绘地图上。
所述通信模块主要负责按照约定的通信协议对通信双方的业务数据进行编码和解码，压缩、解压缩和本地缓存；本地缓存图片和协议数据，当网络不通时，会自动加载此前缓存的数据，否则加载接口服务器中提供的数据；
所述移动端与数据管理系统长连接Socket服务，数据管理系统通过该Socket分发消息；移动端和接口服务器的服务接口之间交换JSON格式数据。
通信模块中图片缓存基于LRU算法实现，图片通过MD5(Message Digest Algorithm MD5，中文名为消息摘要算法第五版)获得唯一标识并记录在哈希表中。当请求特定数据时总是先访问网络，如果通信网络不可访问，则自动加载本地缓存数据，同时，从网络成功获取的数据根据MD5码覆盖本地的已有缓存。
所述接口服务器包括安全验证模块、数据交换模块和查询服务模块，安全验证模块负责对用户请求的身份进行确认，只有符合条件的接入的用户才能进入该服务接口平台；数据交换模块接入第三方数据接口，为移动端提供信息；查询服务模块是移动端获取数据的主要通信接口，用于为移动端提供各类查询和数据上传服务。此处第三方指的是漫游管理平台。
所述数据管理系统包括景区基础资料模块、预警信息报送审核和发布模块及数据库系统；景区基础资料模块实现景区资料的维护、手绘地图管理、地图切片管理和统计服务；预警信息报送审核和发布模块提供预警报送平台并通过消息服务模块向移动端推送预警消息；数据库系统包括用户数据库、基本数据库和扩展数据库。
景区基础资料模块的数据存储包括基础资料数据库，存储景区基本信息，包括地理位置，GPS坐标，手绘地图等；景点数据库，存储景点信息，包括景点坐标，属性及语音解说；推荐线路数据库，存储对应景区路线的景点名称；景区广告数据库，存储投放到不同界面的广告信息。
基本数据库存储预设的系统信息数据，包括：各地景点及代表性地标的位置信息，图片、多媒体介绍资料、周边交通信息；贴士提醒信息，用户对已有的景点及周边信息的补充、景点的评价，以及用户自主添加的地标位置信息以及自主地标的相关介绍信息。基本数据库包含全部的景区基础资料模块的存储信息。
用户数据库用于存储用户的注册数据，包括：用户USERID、登录名称、昵称、性别、生日、所在地、登录密码、联系电话、第三方集成登录资料、用户访问记录、登录历史位置信息及用户分享信息，其中每个用户的USERID是唯一的。
所述移动端还包括景点线路规划模块、智能导游模块和基于位置的社交服务模块、用户管理模块、地图管理模块和系统设置模块；
导航服务模块结合GPS数据和手绘地图，为进入景区的游客提供位置相关服务，该模块实现手绘地图数据和物理经纬度数据的映射，景点线路规划模块根据历史数据为游客提供游览线路的规划和交互功能，智能导游模块使用导航服务模块的功能，同时提供自动语音导游、GPS导航服务，当移动端接近景点后自动播放经典相关的语音；基于位置的社交服务模块用于提供同一景区的附近人查询和交友聊天功能；用户管理模块用于提供用户注册、登录、头像设置和个人资料管理；地图管理模块用于支持游客的离线访问景区服务，可根据区域下载景区的地图数据包、删除地图数据包，系统设置模块允许用户选择是否接收消息，是否自动导览和管理移动端的缓存。
界面模块中景区预警用红色、橙色、黄色、蓝色区分预警内容的严重程度，预警信息不仅在主页中可以看到，在景区页面也可以看到，点击景区预警页面中的预警概要，跳转至所选景区的预警详情，显示预警的发布时间，警报级别，处置预案信息。
导航服务模块的导航服务基于在线和离线数据两种模式实现，导航过程中会自动播报景点的历史人文语音介绍，导航路线规划基于A*算法实现。界面模块用于人机的交互；通信模块用于实现与接口服务器的通信。
基于位置的社交服务模块的交友服务是基于位置的，移动端可以发现同一个景区的特定特征的好友，并实现打招呼和即时聊天功能。
接口服务器中基于实时数据的最近邻搜索服务，该搜索服务将提供基于位置的最近邻服务。
本发明的有益效果：
本发明是基于手绘地图的智能导游导览系统，旨在为用户提供全面且有效的旅游自助服务。由于本系统具有对用户定位的功能，能够实现自主景点语音播放提示、线路规划和导航。
1、用户可通过GPS定位当前位置，帮助游客了解当前位置周边景区概况，景区内实现实时导航(找景点及其他公共设施)。
2、景点语音简介，让游客了解景区文化历史等。
3、路线规划功能，帮助游客根据自身情况选择合适的游览路线。
4、景区交通及贴士让游客提前了解景区交通路线、门票价格、开放时间等相关信息。
附图说明
图1移动端和服务接口/数据库结构图；
图2移动端模块结构图；包括IOS，Android及Chrome/IE操作系统的移动端；
图3服务端体系结构图。
图中，1、移动端，2、接口服务器，3、应用服务器系统4、数据库系统，5、备份服务器。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
基于手绘地图的智能导游导览系统包括至少一个移动端1，移动端与接口服务器2通信，移动端1还与应用服务器系统3通信，接口服务器3与数据库系统4通信，数据库系统4与备份服务器5相连。移动端1主要包括业务逻辑、数据管理模块、界面(UI)模块、导航模块和通信模块；业务逻辑模块处理用户的输入和界面输出直接的控制；通信模块负责数据在网络中的传输、数据解析和缓存；数据管理模块在移动端保存用户数据，缓存用户指令和服务端的响应；导航模块提供基于位置的服务，根据用户的地理位置提供语音导航、语音导览和旅游线路规划服务。
移动端1提供景区流量和景区天气等预警信息，预警分为不同的级别，预警消息以推送方式实现，即移动端中保持与服务端的长连接Socket服务，服务端通过该Socket分发预警消息。
移动端和服务接口之间交换JSON格式数据。
移动端1图片缓存基于LRU算法实现，图片通过MD5获得唯一标识并记录在哈希表中。当请求特定数据时总是先访问网络，如果通信网络不可访问，则自动加载本地缓存数据。同时，从网络成功获取的数据根据MD5码覆盖本地的已有缓存。
移动端1导航中周期性上报用户的位置数据，以便用户能发现身边的同行游客。
移动端1数据存储基于Sqlite实现，但对Sqlite进行了对象关系映射封装，以便提高开发效率，更易于使用。
移动端1一旦崩溃，系统会自动收集上下文信息，包括机型、操作系统版本、当前操作和崩溃现场数据，并发送到服务接口中。
移动端1和服务接口之间的用户数据(注册、修改密码、修改个人资料)基于https加密传送。
移动端1界面显示模块分页请求景点数据，当用户滑动时动态发起请求，避免了单次请求大量数据导致的延迟大的问题。
接口服务器2接到移动端的请求后，首先查看缓存数据是否能够满足要求，如果满足则直接回复，否则查询数据库并发送应答，同时将查询的结果缓存到服务器中。
接口服务根据移动端的特征(平台、地区)为移动端动态指定应用服务器系统3即图片和地图服务器。
为保证验证服务的连续性，移动端1的access_token被持久化到数据库中。
本发明基于手绘地图为用户提供景区咨询、交通、美食、住宿、景区预警、界面友好的导航导览服务，是围绕景区的为自助出行游客的提供一体化解决方案。
更为详细的实施例子：结合图1至图3说明本具体实施方式，基于手绘地图的智能导游导览系统，它包括移动端1、无线接入服务器、应用服务器系统3和数据库系统4。
移动端1和服务端基于客户服务器模式工作，使用REST接口通信，主要涉及GET，POST两类操作。GET操作自动语音播报功能中，将景点并不看作单一点，而是由多点构成的多边形，因此，景点、设施需要根据其形状特征多点测量后，多点标注。游客行进过程中，使用多边形的相交运算来判断是否进入特定景点的范围。
地图切片投影，为了提高手绘地图的加载速度，将地图切片为256*256的栅格图片，也称为瓦片。从第一级整个世界一个地图块，按照比例尺倍增的方式放大。第N级的地图比例尺计算方法如下：
(20037508.3427892*2*100)/(256/96*2.54)/(2^(N-1))＝1:591658710.90912992125984251968504/(2^(N-1))。
转换成地图瓦片第N级的总像素数计算方法:256*(2^(N-1))。原始数据(经纬度)按墨卡托投影，投影后世界地图东西向范围(-20037508.3427892,20037508.3427892)(米),南北向忽略变形大的高纬度地区取东西向相同范围。移动端崩溃信息收集，通过崩溃捕获和收集，可以收集到已发布应用(游戏)的异常，以便开发人员发现和修改bug，对于提高软件质量有着极大的帮助。要实现崩溃捕获和收集的困难主要有这么几个：如何捕获崩溃，如何获取堆栈信息，将错误日志上传到指定服务器。会引发崩溃的代码本质上就两类，c++语言层面的错误，比如野指针，除零，内存访问异常等等；另一类是未捕获异常(Uncaught Exception)，iOS下面最常见的就是objective-c的NSException，android是java抛出的异常。这些异常如果没有在最上层try住，那么程序就崩溃了。无论是iOS还是android系统，其底层都是unix或者是类unix系统，对于第一类语言层面的错误，可以通过信号机制来捕获。iOS系统支持backtrace，打印出程序崩溃的调用堆栈。日志上传，把崩溃信息http post到一个接口服务器。
服务接口基于Java服务端技术开发，使用Jackson解析JSON数据。服务接口将业务处理和用户的合法性验证进行分离，即合法性检测由独立的服务接口提供。
服务接口身份验证：独立服务器，access_token服务接口中针对耗时操作，比如发送短信验证码、推送消息、获取美食、住宿信息等操作使用消息队列和线程池技术，有效避免了服务接口阻塞的问题。
图片服务的负载均衡，考虑到图片下载的压力比较大，移动端在启动时需要从服务接口中获得当前图片服务器的地址。服务接口采用根据地理区域为移动端分配图片服务器的地址。
移动端1导航服务实现景点之间线路查看，即选择特定游览线路后，系统显示路线在景区的经典的连接方式，起始点的距离。用户到达景点后，App能够指示前往下一个景点的方向。到用户走错路线后，App能够提示重新规划路径。导航过程中卡通人UU导航可以再选定路线后让卡通UU在线路上模拟行走，UU行走过程中地图应移动以便UU始终在屏幕正中间。
移动端数据管理模块需保存用户数据、景点数据、社交数据和位置数据。这些数据在没有网络连接的情况下缓存在移动端，一旦有网络连接，立即将数据上报。
接口服务器2用于从用户数据库、基本数据库42和扩展数据库43中读取数据，还用于向用户数据库41、基本数据库42和扩展数据库43中读取数据中写入数据；计费系统33用于向用户数据库41中写入计费信息，还用于从用户数据库41中读取相应的用户计费数据。
用户数据库41，存储用户的注册数据，包括：用户USERID、登录名称、昵称、性别、生日、所在地、登录密码、联系电话、第三方集成登录资料、用户访问记录、登录历史位置信息及用户分享信息；基本数据库42，存储预设的系统信息数据包括：各地景点及代表性地标的位置信息，图片、多媒体介绍资料、周边交通信息；贴士提醒信息，用户对已有的景点及周边信息的补充、景点的评价，以及用户自主添加的地标位置信息以及自主地标的相关介绍信息。
移动端1根据用户所在位置或正在查询的位置自动缓冲下载景点的语音数据流，以用户播放流媒体时的等待时间。相邻位置基于空间R树实现。
移动端1游客对景点评论或点赞的数据可供其他用户参考，点赞基于注册用户核实，即每个注册用户只能点赞一次。
服务接口实现数据存储、检索和统计的工作。主要针对用户的需求进行应答处理，调用工作线程完成短信发送、第三方数据获取。服务器端对用户使用系统的历史活动(登录、评价和分享、使用移动端的频次)进行统计，计算用户的等级和可获奖励、可参与的推广获得。
本发明是一种基于手绘地图的景点导航导览平台，旨在为用户提供全面且有效的旅游自助服务。由于本系统具有对用户定位的功能，能够实现自主景点语音播放提示、线路规划和导航。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.基于手绘地图的智能导游导览系统，其特征是，包括：移动端、接口服务器和数据管理系统；移动端通过接口服务器与数据管理系统进行通信；移动端用于将查询命令、所在区域的定位信息通过接口服务器上传至数据管理系统，同时，接收数据管理系统下发的信息，数据管理系统用于对移动端信息的采集并将预警信息，景区资料及地图信息下发至移动端；
所述移动端包括界面模块、数据存储模块、通信模块、导航服务模块及业务逻辑模块，界面模块与业务逻辑模块进行通信，业务逻辑模块还分别与数据存储模块及通信模块相通信，导航服务模块将导航的数据分别传送至界面模块及数据存储模块，通信模块与接口服务器进行通信同时将数据传送至数据存储模块，导航服务模块通过GPS定位移动端的当前地理位置，并搜索景点，标注在手绘地图上；业务逻辑模块具体为将界面模块的请求命令发送到通信模块，通信模块将上述请求命令通过接口服务器发送至数据管理系统，数据管理系统根据请求命令将信息显示在手绘地图上；通信模块中图片缓存基于LRU算法实现，图片通过MD5获得唯一标识并记录在哈希表中，当请求特定数据时总是先访问网络，如果通信网络不可访问，则自动加载本地缓存数据，同时，从网络成功获取的数据根据MD5码覆盖本地的已有缓存。
2.如权利要求1所述的基于手绘地图的智能导游导览系统，其特征是，所述移动端与数据管理系统的Socket服务长连接，数据管理系统通过该Socket分发消息；移动端和接口服务器的服务接口之间交换JSON格式数据。
3.如权利要求1或2所述的基于手绘地图的智能导游导览系统，其特征是，所述接口服务器包括安全验证模块、数据交换模块和查询服务模块，安全验证模块负责对用户请求的身份进行确认，只有符合条件的接入的用户才能进入接口服务器；数据交换模块接入第三方数据接口，为移动端提供信息；查询服务模块是移动端获取数据的主要通信接口，用于为移动端提供各类查询和数据上传服务，此处第三方指的是漫游管理平台。
4.如权利要求1所述的基于手绘地图的智能导游导览系统，其特征是，所述数据管理系统包括景区基础资料模块、预警信息报送审核和发布模块及数据库系统；景区基础资料模块实现景区资料的维护、手绘地图管理、地图切片管理和统计服务；预警信息报送审核和发布模块提供预警报送平台并通过消息服务模块向移动端推送预警消息；数据库系统包括用户数据库、基本数据库和扩展数据库。
5.如权利要求1所述的基于手绘地图的智能导游导览系统，其特征是，所述移动端还包括景点线路规划模块、智能导游模块和基于位置的社交服务模块、用户管理模块、地图管理模块和系统设置模块；
导航服务模块结合GPS数据和手绘地图，为进入景区的游客提供位置相关服务，该模块实现手绘地图数据和物理经纬度数据的映射，景点线路规划模块根据历史数据为游客提供游览线路的规划和交互功能，智能导游模块使用导航服务模块的功能，同时提供自动语音导游、GPS导航服务，当移动端接近景点后自动播放景点相关的语音；基于位置的社交服务模块用于提供同一景区的附近人查询和交友聊天功能；用户管理模块用于提供用户注册、登录、头像设置和个人资料管理；地图管理模块用于支持游客的离线访问景区服务，可根据区域下载景区的地图数据包、删除地图数据包，系统设置模块允许用户选择是否接收消息，是否自动导览和管理移动端的缓存。
6.如权利要求1所述的基于手绘地图的智能导游导览系统，其特征是，界面模块中景区预警用红色、橙色、黄色、蓝色区分预警内容的严重程度，预警信息不仅在主页中可以看到，在景区页面也可以看到，点击景区预警页面中的预警概要，跳转至所选景区的预警详情，显示预警的发布时间，警报级别，处置预案信息。
7.如权利要求1所述的基于手绘地图的智能导游导览系统，其特征是，导航服务模块的导航服务基于在线和离线数据两种模式实现，导航过程中会自动播报景点的历史人文语音介绍，导航路线规划基于A*算法实现，界面模块用于人机的交互；通信模块用于实现与接口服务器的通信。
8.如权利要求5所述的基于手绘地图的智能导游导览系统，其特征是，基于位置的社交服务模块的交友服务是基于位置的，移动端可以发现同一个景区的特定特征的好友，并实现打招呼和即时聊天功能。
9.如权利要求1所述的基于手绘地图的智能导游导览系统，其特征是，接口服务器中基于实时数据的最近邻搜索服务，该搜索服务将提供基于位置的最近邻查询服务。
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