CN101587673A - 一种gps智能导游系统中基于解说点的景点触发方法 - Google Patents

Abstract

一种GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法，包括解说点相关数据的采集和触发，GPS定位信号处理模块获取当前用户的位置、方向、速度信息，触发步骤包括：按设定的触发周期、按设定的触发半径搜索景区内所有解说点是否满足触发条件、依据解说点选择规则从解说点集合中选择出一个解说点。查找所选解说点对应的所有未被播放过景点音乐的景点、依据景点选择规则选择出一个景点、启动音乐播放模块。其数据的采集或测绘的数据量或工作量小；在景点触发数据都可以矢量化，大大优于以图形方式设置触发区域的做法；采用解说点触发方式只受到解说点数目和触发半径值数目的影响，数据量小，算法的复杂度低，性能高。

Description

一种GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法

技术领域

本发明涉及一种导游系统及方法，特别是一种GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法。

背景技术

目前智能导游系统中所使用的定位方式有：射频定位方式、红外定位方式、无线通信网络定位方式、卫星定位方式等，其中卫星定位方式多采用GPS卫星定位芯片，具有定位免费、定位范围广、定位精度高、无需额外的硬件设备支持、体积小等优点，深受欢迎，代表了智能导游系统的一个发展方向。

在GPS智能导游系统中，除了GPS定位信号处理模块之外，还需使用景点触发模块来根据GPS定位信号处理模块的输出结果即用户当前所处的位置信息来触发用户附近某个合适的景点，若有景点被触发，则进一步启动音乐播放模块来自动播放预先存储的该景点的解说音乐。

2002年公布的发明专利(申请号为CN00130764.9)“便携式自动导游播放装置和自动播放方法”将GPS的位置坐标信号与景点坐标位置进行比较的方法来触发景点信息的介绍，这与实际导游中游客在远处看到景点就想听取景点介绍的心理需求是不一致的，而且采用的是精确匹配方法，在GPS定位误差客观存在的情况下易导致游客到了景点后还未开始讲解的问题，另外还会出现在障碍物阻挡住看往景点视线的情况却依然触发景点的问题。

2007年公布的发明专利(申请号为CN200610112317.X)“移动多媒体智能导游服务系统及其实现方法”是判断GPS的位置坐标信号是否落在事先绘制的触发区域范围内与否来触发景点信息的介绍，其在绘制触发区域时需要考虑触发区域的形状、大小、拓扑等因素，需要用面状的连续数据方式来表示，数据量很大，既不利于存储，也不利于数据表示，更不利于景点触发算法的执行。

2007年公布的发明专利(申请号为CN200610023772.2)“通过GPSPDA做影音导游的方法”适用于大范围内景点的自动搜索，但是其由使用者手工输入范围值的方式难以达到智能讲解景点的目的，而且也不符合游客在远处看到景点就想听取景点介绍的心理需求，同时还会出现在障碍物阻挡住看往景点视线的情况却依然触发景点的问题。

2008年公布的发明专利(申请号为CN200810059109.7)“一种可动态配置的语音导游方法”采用了最小距离判别法来遍历比较当前位置与所有景点的距离，从中选择出一个景点以播放其介绍语音。该做法难以使用不同地形特征下不同景点的不同讲解距离的要求，而且还会出现在障碍物阻挡住看往景点视线的情况却依然触发景点的问题。

GPS智能导游系统中现有的景点触发方法存在如下一些缺点：

1、在景点触发数据的采集上，一些做法是绘制触发区域，需要考虑触发区域的数目、拓扑、形状和大小等诸多因素，所采集的景点触发数据的数据量很大；还有一些做法不能考虑到不同景点的不同讲解距离的需求，而且还会出现在障碍物阻挡住看往景点视线的情况却依然触发景点的问题；

2、在景点触发数据的表示上，现有的一些做法或者是采用图形方式表示触发区域，该方法需要连续的数据范围表示，表示的效率很低，或是要求用户在使用系统时被要求手工输入一个触发范围，难以实现自动化；二是基于现有表示方法的景点触发数据难以移植、修改、查询，并存在与不同格式的地图数据的兼容性或独立性问题；在触发算法的执行效率上：在现有的一些景点触发数据表示方式下，数据量很大，在将其与定位结果进行比较时，要比较的数据量很大，算法效率低，延时长，内存使用量高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种数据量小，算法的复杂度低，性能高的GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法，包括解说点相关数据的采集和触发，GPS定位信号处理模块获取当前用户的位置、方向、速度信息，其特点是触发的步骤为：

(1)初始化待触发的解说点集合为空；

(2)按设定的触发周期，判断时间规则是否被满足，若未被满足，则转移到步骤2继续判断是否满足时间规则；若满足，则执行步骤3。

(3)从GPS定位信号处理模块获取当前用户所处位置处的平面坐标(x₀，y₀)；

(4)按设定的触发半径，搜索景区内所有解说点的平面坐标(x_i，y_i)和对应的触发半径属性值D是否满足如下条件 $\sqrt{{(x_0-x_i)}^2-{(y_0-y_i)}^2}\≤D,$ i为满足该条件的解说点的序号；

(5)将所有满足条件的解说点放入待触发的解说点集合；

(6)检查该解说点集合中是否存在解说点所对应的景点音乐都已经被标注为“已播放”，若是，则从集合中删除这些解说点；

(7)判断集合中元素数目是否为0，若为0，则表明用户当前所处位置附件无合适的解说点可供触发，转入步骤2；若不为0，则表明用户当前所处位置附近有未游玩过的景点，则进入下一步骤；

(8)从解说点集合中选择出一个解说点；

(9)查找所选解说点对应的所有未被播放过景点音乐的景点；

(10)启动音乐播放模块，让其根据所选景点的相关属性信息播放对应的景点介绍音乐，同时将该景点音乐的状态标注为“已播放”。

(11)清空待触发的解说点集合，转向步骤2。

在整个游览过程中，系统重复步骤2到步骤11。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述解说点相关数据的采集方法，是将导游人员在导游过程中将为游客介绍景点的时机、位置、先后顺序等信息预先进行数字化的方法。解说点相关数据的采集由解说点相关数据的内容定义和解说点相关数据采集的原则两部分组成，依据该方法到景点现场实地采集解说点相关数据。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的解说点相关数据的内容定义有解说点属性和景点属性，

所述解说点属性包括解说点的坐标、解说点的触发半径、景点映射属性，是否有选择地使用解说点优先级属性；

所述景点属性包括景点坐标、景点音乐名称与路径、景点音乐是否被播放过的属性，是否有选择地使用景点优先级属性。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的解说点相关数据采集的原则包括解说点坐标的采集原则和解说点触发半径值的采集原则，

所述解说点坐标的采集原则用于采集解说点的坐标，包括：一是务必要确保解说点与景点之间没有阻挡视线的障碍物；二是有几条到达景点的路径就要为该景点设置几个解说点；三是若到达某一景点无明确路径或路径呈面状分布时，可以在以景点为圆心的一个圆弧上每隔一定的距离就采集一个解说点，圆弧的半径和间隔距离视景点特征而定；四是在GPS定位精度范围内若有多个景点的话，那么可以将这几个景点笼统地看做一个景点；

所述解说点触发半径值的采集原则用于采集解说点的触发半径，原则是依据解说点所对应景点的易见程度，景点的易见程度是对景点地理环境的开阔程度、景点本身的形状与大小、是否有障碍物如围墙、房屋、树木等因素的综合评价，景点的易见程度越高，则对应解说点的触发半径就设置的越大，反之则越小。

本发明具体实施有两个阶段组成：解说点相关数据的采集阶段和解说点相关数据的使用阶段。在解说点相关数据的采集阶段主要使用了一种解说点相关数据的采集方法，该方法包括解说点相关数据的定义和数据采集的原则两部分；而解说点相关数据的使用阶段则使用了一种基于解说点的景点触发算法，该算法包括算法流程、时间规则、景点选择规则、解说点选择规则等内容。

本发明与现有技术相比具有以下突出的技术效果以及优点：

1、在景点触发数据的采集上：采用了基于解说点的点方式而不是基于触发区域的面方式。考虑到每一个景点的最佳解说位置往往都是不同的，并且这些最佳解说位置用一个坐标点就可以表示了，因此在景点触发数据的采集上只需采集最佳解说点的坐标。该种做法的一个优点是解说点坐标数据呈离散的点状分布而不像景点触发区域方式那样是面状的连续分布，采集或测绘的数据量或工作量小；

2、在景点触发数据的表示上：解说点数据作为专题图层存在，独立于基础地图数据，能够使用不同地图厂商的不同地图数据格式；在数据的组织与存储方式上，全部数据都可以矢量化，如解说点和景点的坐标、解说点的触发半径值等，并存放在XML形式的配置参数文件中，有利于查询、增加、删除、修改、移植和推广应用，大大优于以图形方式设置触发区域的做法；

3、在使用景点触发数据的触发算法的执行效率上：在景点被触发的算法效率上，采用解说点触发方式只受到解说点数目和触发半径值数目的影响，数据量小，算法的复杂度低，性能高；而触发区域方式受到触发区域的数目、形状、面积、拓扑等诸多因素的影响，数据量大，算法的复杂度高，性能很低。

附图说明

图1是本发明的无明确路径到达景点时解说点的采集策略图。

图2是本发明的数据采集过程中解说点与景点之间三种基本的对应关系。

图3是本发明的基于解说点的景点触发算法的流程图。

图4是本发明的当前位置处有多个解说点待触发的情况。

图5是本发明的解说点对应的景点情况。

具体实施方式

一种GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法，包括解说点相关数据的采集和触发，GPS定位信号处理模块获取当前用户的位置、方向、速度信息，

在解说点相关数据的采集阶段，本发明使用了一种解说点相关数据的采集方法。该方法首先对解说点相关数据进行了定义。所谓解说点是指从导游的角度看，在某条路径上应当对某个景点进行讲解的最佳位置点。与地图中的POI点的概念相似，解说点也有着多种属性，即解说点的相关数据，其内容主要包括：

解说点坐标属性：用于表征解说点的坐标位置，在不同的使用策略下，可以是经纬度坐标，也可以是平面坐标；该属性属于静态属性，应在被使用之前就事先采集好。

解说点的触发半径属性：设置该属性的目的一方面是在GPS定位误差客观存在的情况下避免与解说点擦边而过，另一方面还可以适应不同的路径、地形、可视范围或解说时机的需要。不同的解说点可以有不同的触发半径值，其大小是可以灵活调整的。该属性用于搜索当前定位位置处是否有合适的解说点可以触发。用法是计算当前定位位置与该景区内每一个解说点间的距离，若距离小于该解说点的触发半径值，则将该解说点作为候选的解说点之一，再依据解说点选择规则进一步选择出一个解说点加以触发。该属性属于静态属性，应在被使用之前就事先采集好。

景点映射属性：如果在一个解说点处可以看到一个或多个景点，那么就可以将每一个景点的名称或编号等信息都作为该解说点的一个景点映射属性加以填充，不同的解说点可以有数目不等的景点映射属性。景点映射属性的数目理论上不受限制，但在实践中，用户站在一处解说点能够同时看到的景点数目不会太多，因此可以设置一个数目上限。该属性属于静态属性，应在被使用之前就事先采集好。

解说点的优先级属性：本属性可选，可以为不同的解说点设置不同的优先级，作为从多个解说点中选出一个解说点的依据。

在本发明中，除了上述解说点属性之外，解说点所对应的景点也需要设置一些景点属性：

景点坐标属性：与解说点坐标保持相同方式即可；该属性属于静态属性，应在被使用之前就事先采集好。

景点音乐路径和名称属性：该景点对应的介绍音乐的名称和存放路径；该属性属于静态属性，应在被使用之前就事先设置好。

景点音乐是否被播放过的属性；判断景点音乐是否被自动播放过，动态属性，默认值为未被播放过，程序执行过程中该属性值由程序进行控制。

景点的优先级属性：本属性可选，可以为不同的景点设置不同的优先级，作为从多个景点中选出一个景点的依据。

在解说点相关数据的采集阶段，本发明所使用的解说点相关数据的采集方法还包括具体实施上述数据采集工作时需遵循的主要规则，包括：

采集解说点坐标属性时需以景点坐标为依据，根据景点的地理特征如是否有障碍物、用户听取景点介绍的习惯等因素，在到达该景点的必经之路上采集该景点的最佳解说位置的坐标。需遵循的采集原则有：一是务必要确保解说点与景点之间没有阻挡视线的障碍物；二是有几条到达景点的路径就要为该景点设置几个解说点；三是若到达某一景点无明确路径或路径呈面状分布时，比如从天安门广场的任意一个角度走向广场中央的人民英雄纪念碑景点时，如图1所示，此时可以在以景点为圆心的一个圆弧上每隔一定的距离就采集一个解说点，圆弧的半径和间隔距离视景点特征而定。另外，在GPS定位精度范围内若有多个景点的话，如定位精度为15米，而15米范围内有多个景点的话，那么可以将这几个景点笼统地看做一个景点即可。

采集解说点的触发半径时取决于解说点所对应景点的易见程度。景点的易见程度是对景点地理环境的开阔程度、景点本身的形状与大小、是否有障碍物如围墙、房屋、树木等因素的综合评价。景点的易见程度越高，则对应解说点的触发半径就可以设置的越大，反之则越小。

景点映射属性：在解说点处能看清楚几个景点就填写几个景点的名称或编号，从而能够根据解说点中景点映射属性的内容找到景点的各属性。在填写景点映射属性时，有多种可能出现情况，如下图所示：①如图2(a)所示，解说点与解说点之间距离比较远，其各自对应的景点彼此之间没有重合，解说点与景点之间是一对一的映射关系；②如图2(b)所示，用户可以从多条路径到达景点2，因此需要为景点2设置两个解说点；③如图2(c)所示，解说点1可以对应多个景点，并且解说点坐标与景点坐标可以重合或相距很近。通过这三种情况的衍生或组合，可以解决在更为复杂的地形中解说点与景点坐标采集过程中遇到的问题。图2中虚线圆框是泛指用户在解说点处的可视范围，不局限于圆形。

对采集到的解说点相关数据，本发明将其存储到XML格式的配置文件中，便于查询、修改、添加、删除，而且具有很好的通用性，可方便地叠加到不同格式的基础地图数据层之上。

在解说点相关数据的使用阶段使用了一种基于解说点的景点触发算法，该算法包括算法流程、时间规则、景点选择规则、解说点选择规则等内容。触发的步骤为：

步骤1，初始化待触发的解说点集合为空；

步骤2，按设定的触发周期，判断时间规则是否被满足，若未被满足，则转移到步骤2继续判断是否满足时间规则；若满足，则执行步骤3。设立时间规则的目的是考虑到游客步行速度较慢，从一个解说点走到另一个解说点通常需要一段的时间间隔如几十秒或几分钟或者更多，在这段时间内通常不需要执行本算法，使用本时间规则可以避免系统电能的无谓消耗，延长设备持续工作的时间。时间规则可以有多种方式，包括但不限于下面两种方法：

1、固定值法：设置一个定时器，在步骤2中将当前定时器的计数值与预先设定的固定值进行比较，若计数值大于等于固定值，则清空定时器值为零，进入步骤3，同时开始计数；若计数值小于固定值，则返回步骤2继续等待；

2、速度判别法：预先设定一张时间间隔与速度的映射表，速度越快，对应的时间间隔越小。如速度为1m/s至2m/s之间时，对应的时间间隔为10秒；速度为2m/s-3m/s时对应的时间间隔为8秒，依此类推；在进入步骤2之后，将根据GPS定位信号处理模块输出的速度值查找到对应的时间间隔，在等待该时间间隔之后进入步骤3。

步骤3，从GPS定位信号处理模块获取用户当前所处位置处的平面坐标(x₀，y₀)；

步骤4，按设定的触发半径，搜索景区内所有解说点的平面坐标(x_i，y_i)和对应的触发半径属性值D是否满足如下条件 $\sqrt{{(x_0-x_i)}^2-{(y_0-y_i)}^2}\≤D,$ i为满足该条件的解说点的序号；

步骤5，将所有满足条件的解说点放入待触发的解说点集合；

步骤6，检查集合中是否存在这样一些解说点，其所对应的每一个景点的景点音乐都已经被标注为“已播放”。若是，则从集合中删除这些解说点；然后进入步骤7。这里的“已播放”是指是否在此之前已有相关的解说点以及其所对应的景点被触发过，一个典型的例子就是用户走回头路的情况。

步骤7，判断集合中元素数目是否为0，若为0，则表明用户当前所处位置附件无合适的解说点可供触发，进入步骤2；若不为0，则表明用户当前所处位置附件有未游玩过的景点，即景点未被“已播放”，可进入步骤8。

步骤8，依据解说点选择规则从解说点集合中选择出一个解说点。若仅有一个解说点，则进入步骤9；若集合中有多个解说点，如图4所示，在用户当前所处位置处解说点1和解说点2都满足触发半径的判断条件，而解说点3虽然离当前位置比较近，但由于易见程度、障碍物等限制使得当前位置并不在其触发半径内，此时需依据解说点选择规则从解说点1、2中选出一个解说点来。解说点选择规则可以使用但不限于如下的任意一种方法：

1、优先级法：在解说点优先级有高有低的情况下选优先级最高的一个解说点，在图3的例子中若解说点1的优先级高于解说点2，则选择解说点1；或在优先级相同的情况下随机选择出一个解说点；

2、最小距离法：计算当前位置与这些解说点之间的距离，取距离最小的解说点，在图3的例子中D1＞D2，就可以选取解说点2。

步骤9，查找所选解说点对应的所有未被播放过景点音乐的景点。对一个解说点来说，根据其景点映射属性可以找到对应的景点的相关属性信息，并根据这些信息选择出一个满足条件的景点。解说点对应的景点可以有多个，如图5(a)所示，在解说点只对应一个未被播放过的景点的情况下，则选择出该景点；当解说点对应多个景点时，如图5(b)、(c)中的解说点2，则需依据景点选择规则选择出一个景点。景点选择规则可以使用但不限于如下的任意一种方法：

1、优先级法：查找所选解说点对应的所有未被播放过的景点，在景点的优先级有高有低的情况下选优先级最高的一个景点；或在优先级相同的情况下随机选择出一个景点；

2、最小距离法：计算解说点与各未播放景点之间的距离，选择处距离最小的那个景点。

步骤10，启动音乐播放模块，让其根据所选景点的相关属性信息播放对应的景点介绍音乐，同时将该景点音乐的状态标注为“已播放”。

步骤11，清空待触发的解说点集合，转向步骤2，进行下一轮的算法运算。

本发明的特定实施例已对发明内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都不会超出本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法，包括解说点相关数据的采集和触发，GPS定位信号处理模块获取当前用户的位置、方向、速度信息，其特征在于触发的步骤为：

(1)初始化待触发的解说点集合为空；

(2)按设定的触发周期，判断时间规则是否被满足，若未被满足，则转移到步骤2继续判断是否满足时间规则；若满足，则执行步骤3。

(3)从GPS定位信号处理模块获取当前用户所处位置处的平面坐标(x₀，y₀)；

(4)按设定的触发半径，搜索景区内所有解说点的平面坐标(x_i，y_i)和对应的触发半径属性值D是否满足如下条件 $\sqrt{{(x_0-x_i)}^2-{(y_0-y_i)}^2}\≤D,$ i为满足该条件的解说点的序号；

(5)将所有满足条件的解说点放入待触发的解说点集合；

(6)检查该解说点集合中是否存在解说点所对应的景点音乐都已经被标注为“已播放”，若是，则从集合中删除这些解说点；

(7)判断集合中元素数目是否为0，若为0，则表明用户当前所处位置附件无合适的解说点可供触发，转入步骤2；若不为0，则表明用户当前所处位置附近有未游玩过的景点，则进入下一步骤；

(8)从解说点集合中选择出一个解说点；

(9)查找所选解说点对应的所有未被播放过景点音乐的景点；

(10)启动音乐播放模块，让其根据所选景点的相关属性信息播放对应的景点介绍音乐，同时将该景点音乐的状态标注为“已播放”；

(11)清空待触发的解说点集合，转向步骤2。

2.根据权利要求1所述的GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法，其特征在于：解说点相关数据的采集由解说点相关数据的内容定义和解说点相关数据采集的原则两部分组成，依据该方法到景点现场实地采集解说点相关数据。

3.根据权利要求2所述的GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法，其特征在于：所述的解说点相关数据的内容定义有解说点属性和景点属性，

所述解说点属性包括解说点的坐标、解说点的触发半径、景点映射属性，是否有选择地使用解说点优先级属性；

所述景点属性包括景点坐标、景点音乐名称与路径、景点音乐是否被播放过的属性，是否有选择地使用景点优先级属性。

4.根据权利要求2所述的GPS智能导游系统中基于解说点的景点触发方法，其特征在于：所述的解说点相关数据采集的原则包括解说点坐标的采集原则和解说点触发半径值的采集原则，

所述解说点坐标的采集原则用于采集解说点的坐标，包括：一是务必要确保解说点与景点之间没有阻挡视线的障碍物；二是有几条到达景点的路径就要为该景点设置几个解说点；三是若到达某一景点无明确路径或路径呈面状分布时，可以在以景点为圆心的一个圆弧上每隔一定的距离就采集一个解说点，圆弧的半径和间隔距离视景点特征而定；四是在GPS定位精度范围内若有多个景点的话，那么可以将这几个景点笼统地看做一个景点；

所述解说点触发半径值的采集原则用于采集解说点的触发半径，是依据解说点所对应景点的易见程度，景点的易见程度是对景点地理环境的开阔程度、景点本身的形状与大小、是否有障碍物如围墙、房屋、树木等因素的综合评价，景点的易见程度越高，则对应解说点的触发半径就设置的越大，反之则越小。

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