CN110347842B - 基于智能腕表的知识图谱导游系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种基于智能腕表的知识图谱导游系统，包括：智能腕表，用于获取游客的身份信息和所在的位置信息，并将所述身份信息和所述位置信息发送至服务器；服务器，用于接收所述智能腕表发送的所述身份信息和所述位置信息，查找对应于所述身份信息的游客历史记录，查找对应于所述位置信息的景点知识图谱，基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，并将所述推荐景点信息发送给所述智能腕表。用于解决目前的导游只有讲解的服务，游客难以自由行动的技术问题。

Description

基于智能腕表的知识图谱导游系统

技术领域

本公开属于信息处理技术领域，具体涉及一种基于智能腕表的知识图谱导游系统。

背景技术

伴随着社会的不断发展，物质生活的不断提高，人们追求着更高的精神享受，而旅游就是现在大多数人的最佳选择之一。在旅游时，导游是个很重要的角色，可以为游客讲解景点的人文历史，使得游客有着更好的旅游体验

但是目前的导游只有讲解的服务，游客也不能自由行动，基于此，提出一种基于智能腕表的知识图谱导游系统，可以自动为游客推荐景点，使得游客可以根据推荐的景点自由行动。

发明内容

有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种基于智能腕表的知识图谱导游系统，用于解决目前的导游只有讲解的服务，游客难以自由行动的技术问题。

为达到上述目的，本公开提供一种基于智能腕表的知识图谱导游系统，包括：

智能腕表，用于获取游客的身份信息和所在的位置信息，并将所述身份信息和所述位置信息发送至服务器；

服务器，用于接收所述智能腕表发送的所述身份信息和所述位置信息，查找对应于所述身份信息的游客历史记录，查找对应于所述位置信息的景点知识图谱，基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，并将所述推荐景点信息发送给所述智能腕表。

可选地，所述基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，包括：

基于游客历史记录和景点知识图谱生成波纹集合，其中，所述波纹集合为一个三元组集合，所述三元组包括头实体、尾实体和一个表征所述头实体与所述尾实体的关系的关系参数；

将景点嵌入作为尾实体，基于所述波纹集合为所述景点嵌入与所述头实体分配相关概率，其中，所述景点嵌入为欲浏览的景点，所述相关概率用于表征所述景点嵌入与所述游客的偏好的相关性；

基于所述相关概率生成用于表征所述游客对于所述景点嵌入的喜好程度的喜好参数；

基于所述喜好参数对景点排序，基于排序的结果生成推荐景点信息。

可选地，其特征在于，所述波纹集合通过以下方式表示：

其中，u表示游客，k为跳数，k的取值范围为[1，H]，H为大于1的正整数，

表示对应于游客u和跳数k的波纹集合，(h,r,t)为三元组，h为头实体，t为尾实体，r为表示h与t之间的关系的关系参数，G为景点知识图谱，

表示游客u第k跳的尾实体。

可选地，所述相关概率通过以下公式表示：

其中，p_i为所述相关概率，v为景点嵌入，u表示游客，

表示对应于游客u和跳数1的波纹集合，i为正整数，(h_i,r_i,t_i)表示属于

的任一三元组，h_i表示第i个头实体，t_i表示第i个尾实体，r_i为表示h_i与t_i之间的关系的关系参数。

可选地，所述喜好参数通过以下公式表示：

Y(u,v)＝σ(u^Tv)；

其中，Y(u,v)为所述喜好参数，v为景点嵌入，u表示游客，α_i为权重参数，(h_i,r_i,t_i)表示属于

的任一三元组，h_i表示第i个头实体，t_i表示第i个尾实体，r_i为表示h_i与t_i之间的关系的关系参数，

表示对应于游客u和跳数j的波纹集合，p_i为对应于(h_i,r_i,t_i)的相关概率。

可选地，所述权重参数α_i通过以下损失函数训练得到：

minΓ＝-∑_(u,v)∈O+logY(u,v)+∑_(u,v)∈O-log(1-Y(u,v))；

其中，Γ为损失函数，Y(u,v)为所述喜好参数，v为景点嵌入，u表示游客，O⁺表示游客u浏览过景点嵌入v，O^-表示游客u未浏览过景点嵌入v。

可选地，所述智能腕表包括：

ID绑定模块，用于将游客身份证与对应的智能腕表绑定；

信号收发模块，用于接收和发送信号；

GPS定位模块，用于定位智能腕表所在的位置；

导游服务模块，用于为游客提供个性化服务，包括景点信息介绍服务、景点推荐服务、同伴寻找服务和服务设施寻找服务中的至少一者；

语音模块，用于采集游客的声音，以及播放声音；

显示模块，用于显示信息。

可选地，所述显示模块为触摸屏。

可选地，所述系统还包括：

景区信号收发器，用于接收来自所述智能腕表的信息，并发送给所述服务器，或接收来自所述服务器的信息，并发送给所述智能腕表，或直接与所述智能腕表之间传输信息。

可选地，所述系统还包括：

腕表租用柜，用于存放所述智能腕表。

基于上述技术方案，通过智能腕表获取游客的身份信息和所在的位置信息，并将所述身份信息和所述位置信息发送至服务器；通过服务器接收所述智能腕表发送的所述身份信息和所述位置信息，查找对应于所述身份信息的游客历史记录，查找对应于所述位置信息的景点知识图谱，基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，并将所述推荐景点信息发送给所述智能腕表。进而在游客可以通过智能腕表获取推荐景点信息，并根据自身喜好基于推荐景点信息选择想要浏览的景点，从而实现自由行动。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于智能腕表的知识图谱导游系统的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种基于游客历史记录和景点知识图谱生成推荐景点信息的方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种智能腕表的框图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种波纹集合的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种服务器的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1所示，本公开实施例示出了一种基于智能腕表的知识图谱导游系统，该系统包括：

智能腕表10，用于获取游客的身份信息和所在的位置信息，并将所述身份信息和所述位置信息发送至服务器20；

服务器20，用于接收所述智能腕表10发送的所述身份信息和所述位置信息，查找对应于所述身份信息的游客历史记录，查找对应于所述位置信息的景点知识图谱，基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，并将所述推荐景点信息发送给所述智能腕表10。

智能腕表10即佩戴在游客腕部的智能穿戴设备，用于获取游客的身份信息和所在的位置信息，并将所述身份信息和所述位置信息发送至服务器20，其中，身份信息可以是基于游客身份证中的芯片获取的信息，例如姓名、性别、身份证号码等，位置信息可以是基于GPS定位组件获取的信息，例如智能外表所在的经纬度信息。

服务器20，用于接收所述智能腕表10发送的所述身份信息和所述位置信息，查找对应于所述身份信息的游客历史记录，查找对应于所述位置信息的景点知识图谱，基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，并将所述推荐景点信息发送给所述智能腕表10。

具体来讲，本公开中，如图2所示，基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，包括：

S10，基于游客历史记录和景点知识图谱生成波纹集合，其中，所述波纹集合为一个三元组集合，所述三元组包括头实体、尾实体和一个表征所述头实体与所述尾实体的关系的关系参数；

S20，将景点嵌入作为尾实体，基于所述波纹集合为所述景点嵌入与所述头实体分配相关概率，其中，所述景点嵌入为欲浏览的景点，所述相关概率用于表征所述景点嵌入与所述游客的偏好的相似度；

S30，基于所述相关概率生成用于表征所述游客对于所述景点嵌入的喜好程度的喜好参数；

S40，基于所述喜好参数对景点排序，基于排序的结果生成推荐景点信息。

在步骤S10中，服务器20可以从互联网上下载所有景点的信息，利用现有的工具如D2RQ制作成景点知识图谱，其具体生成方法属于现有技术，在此不做赘述。另一方面服务器20保存有使用过该智能腕表10的游客的使用记录，例如游客浏览过的景点信息等。进而可以基于游客历史记录和景点知识图谱生成波纹集合，该波纹集合为一个三元组集合，所述三元组包括头实体、尾实体和一个表征所述头实体与所述尾实体的关系的关系参数，其中，头实体和尾实体均为景点，关系参数表示两者相同的关系属性，例如头实体为故宫，尾实体为故宫，则关系参数可以表征两者均位于北京。波纹集合的源于水滴算法，其主要思想为将游客对于景点的喜好视为水滴，将知识图谱视为水面，与在水面上传播的实际波纹进行类比，其中多个“波纹”叠加以形成用户在知识图谱上的结果偏好分布。

具体来讲，该波纹集合通过以下方式表示：

其中，u表示游客，k为跳数，k的取值范围为[1，H]，H为大于1的正整数，

表示对应于游客u和跳数k的波纹集合，(h,r,t)为三元组，h为头实体，t为尾实体，r为表示h与t之间的关系的关系参数，G为景点知识图谱，

表示游客u第k跳的尾实体。

通过上述方式可以得到多个景点及景点之间的联系，便于后续计算。

对于k做进一步说明，k表示的是基于用户历史记录中的景点在知识图谱上所传播的跳数。比如用户曾经游览过天安门，并且对其评论为喜好，那么就以天安门为头实体，故宫是其在知识图谱上传播第一跳后的尾实体。

在步骤S20中，将景点嵌入作为尾实体，基于所述波纹集合为所述景点嵌入与所述头实体分配相关概率，其中，所述景点嵌入为欲浏览的景点，所述相关概率用于表征所述景点嵌入与所述游客偏好的相关性；

具体来讲，该相关概率通过以下公式表示：

其中，p_i为所述相关概率，v为景点嵌入，u表示游客，

表示对应于游客u和跳数1的波纹集合，i为正整数，(h_i,r_i,t_i)表示属于

的任一三元组，h_i表示第i个头实体，t_i表示第i个尾实体，r_i为表示h_i与t_i之间的关系的关系参数。

通过上述方式可以得到游客u与一个欲浏览的景点即景点嵌入v之间的初步联系，进而在步骤S30，可以利用已有的用户使用该智能腕表10的所述游客历史记录，在知识图谱上进行匹配，基于所述相关概率生成用于表征所述游客对于所述景点嵌入的喜好程度的喜好参数，该喜好参数通过以下公式表示：

Y(u,v)＝σ(u^Tv)；

其中，Y(u,v)为所述喜好参数，v为景点嵌入，u表示游客，α_i为权重参数，(h_i,r_i,t_i)表示属于

的任一三元组，h_i表示第i个头实体，t_i表示第i个尾实体，r_i为表示h_i与t_i之间的关系的关系参数，

表示对应于游客u和跳数j的波纹集合，p_i为对应于(h_i,r_i,t_i)的相关概率。

通过上述方式可以得到游客u对于欲浏览的景点即景点嵌入v的喜好参数，表征了游客u对于景点嵌入v的喜好程度，也即将景点嵌入v推荐给游客u的可能性，进而在步骤S40中，基于所述喜好参数对景点排序，基于排序的结果生成推荐景点信息。例如可以按照喜好参数的大小按照由大到小的顺序对相应的景点嵌入v排序，并将最大的前n(n为正整数，例如n可以为4)个景点嵌入推荐给游客，例如将对应的喜好参数值最大的前3个景点嵌入推荐给游客，如此可以得到景点推荐供游客选择，且该景点推荐基于游客历史记录和景点知识图谱生成，在一定程度上符合游客的个人偏好。

基于上述技术方案，通过智能腕表10获取游客的身份信息和所在的位置信息，并将所述身份信息和所述位置信息发送至服务器20；通过服务器20接收所述智能腕表10发送的所述身份信息和所述位置信息，查找对应于所述身份信息的游客历史记录，查找对应于所述位置信息的景点知识图谱，基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，并将所述推荐景点信息发送给所述智能腕表10。进而在游客可以通过智能腕表10获取推荐景点信息，并根据自身喜好基于推荐景点信息选择想要浏览的景点，从而实现自由行动。

可选地，上述权重参数α_i通过以下损失函数训练得到：

minΓ＝-∑_(u,v)∈O+logY(u,v)+∑_(u,v)∈O-log(1-Y(u,v))；

其中，Γ为损失函数，Y(u,v)为所述喜好参数，v为景点嵌入，u表示游客，O⁺表示游客u浏览过景点嵌入v，O^-表示游客u未浏览过景点嵌入v。

在一种可能的实施方式中，先选择一组符合要求的训练集，然后通过上述方式得到喜好参数Y(u,v)，进而带入上述损失函数，求得使得损失函数值最小的权重参数α_i作为训练好的权重参数用于在上述步骤S30中计算喜好参数。

可选地，如图1所示，基于智能腕表10的知识图谱导游系统还包括：

景区信号收发器30，用于接收来自所述智能腕表10的信息，并发送给所述服务器20，或接收来自所述服务器20的信息，并发送给所述智能腕表10，或直接与所述智能腕表10之间传输信息。

如此可以增强信号在智能腕表10与服务器20之间传输的稳定性，或智能腕表10直接与服务器20之间进行信息传输，接收景点信息等，减小对服务器20的依赖。

可选地，基于智能腕表10的知识图谱导游系统还包括：

腕表租用柜，用于存放所述智能腕表10。游客可以通过景区门票在腕表租用柜租用智能腕表10。

可选地，如图3所示，该智能腕表10包括：

ID绑定模块101，用于将游客身份证与对应的智能腕表10绑定；游客可使用绑定的智能腕表10作为景区门票，将游客的信息保存在服务器20，并且每个智能腕表10在重新放回上述腕表租用柜时注销游客登录信息，另一个游客在租用时重新进行绑定。

信号收发模块102，用于接收和发送信号；在一种可能的实施方式中，信号收发模块102用于接收景区内景区信号收发器30发射的信号，可以通过接收景区内信号来定位智能腕表10所在的具体位置，并将景点信号与位置信息发送至所述服务器20。

GPS定位模块103，用于定位智能腕表10所在的位置；并且通过信号收发模块102将景区信息发送至服务器20。

导游服务模块104，用于为游客提供个性化服务，包括景点信息介绍服务、景点推荐服务、同伴寻找服务和服务设施寻找服务中的至少一者。

语音模块105，用于采集游客的声音，以及播放声音；例如可以通过蓝牙耳机或语音外放的方式播放出服务器20所传输的信息。

显示模块106，用于显示信息，例如可以在所述智能腕表10的显示屏上显示出服务器20所传播的信息。该显示模块可以为触摸屏。

景区信号收发器30，通过初始化设置，将发送出带有自身标签的信号，当智能腕表10的信号收发模块102接受到带有标签的信号时，会与所存知识图谱所匹配，再将该景区景点的信息传输到智能腕表10的显式模块106以及语音模块105进行对应的显示和播放。

在一种可能的实施方式中，游客现在网上订票，门票与身份证相绑定，当游客在景区门口时使用本人身份证在腕表租用柜上租用智能腕表10，此时智能腕表10便与游客相绑定，会实时将游客旅游信息上传到服务器20。此时GPS定位模块103就开始定位游客所在位置，将相关位置信息上传到服务器20，服务器20进行匹配将对应景点的景点信息与知识图谱发送到腕表上，语音模块105和显示模块106就播放景区信息给游客，当游客走过某一景点时，腕表就会接受此景点所带有标签的信号，同时与服务器20终端进行匹配，将景点信息通过语音模块和显示模块展示给游客。当游客租用了智能腕表10后，将游客的ID信息发送给服务器20，服务器20结合已下载的知识图谱运行内置的推荐算法即上述步骤S10至步骤S40描述的方法，将最终的推荐景点发送到智能腕表10以供游客参考。在游览完一景点后，腕表显示屏会为游客提供一个是否喜欢这一景点的选项，游客在通过语音模块105或者显示屏点击的方式进行选择后，会将游客的选择结果上传到服务器20进行保存及处理。如果当游客在景区内和同伴走失，可以使用智能腕表10所带的同伴寻找服务，通过输入同伴的姓名就可以找到同伴的位置，并且自动从服务器20调取出一条和同伴碰头的路线。如果游客在景区内需要临时寻找相关的服务设施时，可以在智能腕表10显示屏上点击服务设施寻找服务，在点击具体所需寻找的服务设施，此时服务器20就会自动调取出一条到最近相应服务设施的路线。相应的路线可以是预存的，也可以是基于现有的方法生成的。

图5是根据一示例性实施例示出的一种服务器20的框图。参照图5，服务器20包括处理器1922，其数量可以为一个或多个，以及存储器1932，用于存储可由处理器1922执行的计算机程序。存储器1932中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器1922可以被配置为执行该计算机程序，以执行上述的步骤S10至步骤S40所述的方法。

另外，服务器20还可以包括电源组件1926和通信组件1950，该电源组件1926可以被配置为执行服务器20的电源管理，该通信组件1950可以被配置为实现服务器20的通信，例如，有线或无线通信。此外，该服务器20还可以包括输入/输出(I/O)接口1958。服务器20可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM，LinuxTM等等。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (6)

1.一种基于智能腕表的知识图谱导游系统，其特征在于，包括：

智能腕表，用于获取游客的身份信息和所在的位置信息，并将所述身份信息和所述位置信息发送至服务器；

服务器，用于接收所述智能腕表发送的所述身份信息和所述位置信息，查找对应于所述身份信息的游客历史记录，查找对应于所述位置信息的景点知识图谱，基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，并将所述推荐景点信息发送给所述智能腕表；

所述基于所述游客历史记录和所述景点知识图谱生成推荐景点信息，包括：

基于游客历史记录和景点知识图谱生成波纹集合，其中，所述波纹集合为一个三元组集合，所述三元组包括头实体、尾实体和一个表征所述头实体与所述尾实体的关系的关系参数；

将景点嵌入作为尾实体，基于所述波纹集合为所述景点嵌入与所述头实体分配相关概率，其中，所述景点嵌入为欲浏览的景点，所述相关概率用于表征所述景点嵌入与所述游客的偏好的相关性；

基于所述相关概率生成用于表征所述游客对于所述景点嵌入的喜好程度的喜好参数；

基于所述喜好参数对景点排序，基于排序的结果生成推荐景点信息；

所述波纹集合通过以下方式表示：

其中，u表示游客，k为跳数，k的取值范围为[1，H]，H为大于1的正整数，

表示对应于游客u和跳数k的波纹集合，(h,r,t)为三元组，h为头实体，t为尾实体，r为表示h与t之间的关系的关系参数，G为景点知识图谱，

表示游客u第k跳的尾实体；

所述相关概率通过以下公式表示：

其中，p_i为所述相关概率，v为景点嵌入，u表示游客，

表示对应于游客u和跳数1的波纹集合，i为正整数，(h_i,r_i,t_i)表示属于

的任一三元组，h_i表示第i个头实体，t_i表示第i个尾实体，r_i为表示h_i与t_i之间的关系的关系参数；

所述喜好参数通过以下公式表示：

Y(u,v)＝σ(u^Tv)；

其中，Y(u,v)为所述喜好参数，v为景点嵌入，u表示游客，α_i为权重参数，(h_i,r_i,t_i)表示属于

的任一三元组，h_i表示第i个头实体，t_i表示第i个尾实体，r_i为表示h_i与t_i之间的关系的关系参数，

表示对应于游客u和跳数j的波纹集合，p_i为对应于(h_i,r_i,t_i)的相关概率。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述权重参数α_i通过以下损失函数训练得到：

minΓ＝-∑_(u,v)∈O+logY(u,v)+∑_(u,v)∈O-log(1-Y(u,v))；

其中，Γ为损失函数，Y(u,v)为所述喜好参数，v为景点嵌入，u表示游客，O⁺表示游客u浏览过景点嵌入v，O^-表示游客u未浏览过景点嵌入v。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能腕表包括：

ID绑定模块，用于将游客身份证与对应的智能腕表绑定；

信号收发模块，用于接收和发送信号；

GPS定位模块，用于定位智能腕表所在的位置；

导游服务模块，用于为游客提供个性化服务，包括景点信息介绍服务、景点推荐服务、同伴寻找服务和服务设施寻找服务中的至少一者；

语音模块，用于采集游客的声音，以及播放声音；

显示模块，用于显示信息。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述显示模块为触摸屏。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

景区信号收发器，用于接收来自所述智能腕表的信息，并发送给所述服务器，或接收来自所述服务器的信息，并发送给所述智能腕表，或直接与所述智能腕表之间传输信息。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

腕表租用柜，用于存放所述智能腕表。

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