基于微信小程序的校園導游智能機器人

湛朱喜 易澤慧 張強

摘要：大學生新入學后將面對無數繁雜的信息，設計微信小程序版校園導游智能機器人，具備語音識別、智能問答、實時定位、迅速導航的功能。新生可以與其進行對話，獲取必要的信息，為學生提供便利。經過多次測試，驗證了該版本小程序的有效性和應用性。該版本微信小程序以淮陰師范學院為試點對象進行研究操作。

關鍵詞：智能機器人；微信小程序；定位導航；語音識別

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）11-0076-02

Abstract： College students will face numerous and complex information when they enter the university. The WeChat small program version of campus guide intelligent robot is designed. It has automatic positioning， voice recognition and intelligent question and answer functions， and exchanges data with the server through the Internet. Freshmen can have a dialogue with them to get the necessary information and provide convenience for students. After many tests， the validity and applicability of this version of small program are verified. The WeChat program in this version is studied and operated by huaiyin normal university as a pilot.

Key words： intelligent robot； WeChat applet； positioning and navigation； speech recognition

1 背景

隨著計算機技術的快速發(fā)展，各種類型的手機應用層出不窮。自2017年張小龍在微信公開課上發(fā)布的小程序正式上線后，因其無需下載安裝、隨用隨走的功能特點，小程序風靡一時，深受手機用戶的喜愛?；谖⑿判〕绦虻男@導游智能機器人整合了龐雜的校園信息，是一種具備定位導航及智能問答功能的校園信息集成與服務程序，通過互聯網與服務器交換數據，極大地縮短了新生入學后適應校園的時間，為學生及學生家長提供便利。

2 項目背景

服務型機器人作為當今智能系統控制領域研究的一個熱點問題廣受人們的關注。目前市場已有智能學習機器人，陪伴兒童成長，激發(fā)兒童學習的興趣。而在高校中服務型機器人并不多見，新生剛入校時，存在著對校園環(huán)境陌生及校園相關規(guī)章制度不了解的現象，因此想通過校園導游智能機器人為學生提供必要的信息。與此同時，微信小程序的官方定位是“輕應用”，無需下載，隨時取用，設計理念方便快捷。將服務型的校園導游智能機器人與手機應用相結合，既解決了隨身攜帶笨重的硬件機器人的不便，又縮短了獲取問題答案的時間。同時在機器人的問答功能中加入淮陰師范學院的相關規(guī)章制度和老生的溫馨提示，為不善交際的內向型性格新生提供貼心的一對一問答服務，帶領其迅速融入校園生活。

3 相關研究

微信小程序廣闊的市場前景和應用覆蓋面吸引了眾多的研究者和開發(fā)者?；谖⑿判〕绦虻臄祿ト∨c代理模型的設計思路，黃榮等設計出掌上校園助手[1]，本文借鑒了其功能模塊的設計理念和數據信息傳輸方式。武思怡等從開發(fā)者的角度對小程序開發(fā)過程進行了簡單說明[2]，從環(huán)境與框架、組件、API等方面進行了比較全面的分析，本文借鑒了其開發(fā)小程序的思路流程，使用多個接口完成機器人的設計。周虎深入研究微信小程序的語音輸入技術[3]，將音頻文件發(fā)送到百度語音識別接口進行語音識別，將識別結果返回微信小程序，本文借鑒了其音頻格式轉換，同時加入語音轉碼的處理。柳琳等基于Android平臺設計圖靈聊天機器人[4]，本文借鑒其獲取圖靈機器人API Key的方式實現智能問答功能。周穎穎基于Android平臺設計了手機地圖系統[5]，本文借鑒其應用高德地圖API的基礎上設計定位及路徑導航功能。

4 定位與導航功能的設計與實現

4.1 總體設計

地圖部分以淮陰師范學院為例，考察了部分在校師生的需求，結合對新生的調研結果，提供了實時定位，地點搜索，路線規(guī)劃，導航等功能。

1）實時定位

注冊成為高德開發(fā)者后獲取開發(fā)者權限，通過高德地圖API接口獲取用戶實時位置信息并返回給用戶

2）地點搜索

用戶輸入關鍵字后可依此顯示相關輸入提示字幫助用戶更準確地找到目的地并完成路線規(guī)劃

3）路線規(guī)劃

路線規(guī)劃用于出行路線的提前預覽，提供四種路線規(guī)劃：駕車，步行，公交和騎行，用戶既可在本校區(qū)內小范圍使用，也可在跨校區(qū)的空間內利用小程序提供的公交等方式到達另一校區(qū)，還可在校外大范圍的空間利用小程序順利到達學校。

4）導航

本模塊提供了街景和打開外部地圖兩個功能，街景可使用戶更直觀地看到目的地的外觀，外部地圖可滿足用戶更高級的導航要求。

4.2 定位導航功能模塊的實現

本模塊是以淮陰師范學院為例的校內定位導航系統，開發(fā)過程中使用高德地圖提供的API接口完成實時定位，地點搜索，路線規(guī)劃，導航等功能，以微信小程序的形式呈現，方便師生使用。

4.2.1 高德API實現

在高德開放平臺注冊成為高德開發(fā)者后將amap-wx.js添加到項目，并在微信公眾平臺設置安全通訊域名，將https：//restapi.amap.com 設置為request合法域名，然后實例化調用其中的方法。

4.2.2 Promise封裝

使用Proimse可以在異步執(zhí)行的流程中將執(zhí)行代碼和處理結果清晰分離，使結構更分明。 在本模塊中，Promise封裝了獲取地理描述數據getRegeo、獲取POI數據getPoiAround、獲取輸入提示詞getInputtips、獲取路線規(guī)劃getRoute。

4.2.3 定位導航功能的實現

此功能是本模塊的核心功能，用于顯示用戶當前位置信息，根據關鍵字顯示提示地點信息，規(guī)劃起點至終點的路線，以及街景和打開外部地圖功能。

首先進入index界面，小程序自動獲取用戶手機經緯度并通過逆地址解析getRegeo將詳細地址信息顯示在界面上，用戶點擊搜索框進行搜索時打開inputtip界面，小程序將當前經緯度和城市數據傳至該頁面，并通過getInputtips顯示所在城市相關輸入提示詞幫助用戶更準確找到目的地，點擊提示后將目的地地址信息傳回index界面，點擊路線圖標將進入routes界面，并將現地址信息和目的地址信息同時傳入，在所提供的四種出行方式中選擇一種并將參數傳入getRoute生成路線，通過setStorageSync將相關數據緩存本地，由于兩校區(qū)相距較遠，故提供公交和駕車路線供用戶所用，在路線界面用戶點擊界面詳情部分進入info，同時通過getStorageSync取出路線緩存數據并顯示在頁面上；在路線界面用戶點擊導航部分進入導航界面，此處通過openLocation使用微信內置地圖查看位置，并可打開街景和外部地圖。

5 語音識別及智能問答功能的設計與實現

總體設計：校園導游智能機器人從新生了解校園更加方便操作的角度出發(fā)，設計了語音識別與智能問答功能。智能回答語料庫中加入了淮陰師范學院專屬語料庫，根據新生提的問題給出針對性的答案，比如獎助學金的資格評定、二學歷的報名時間及條件、各類專業(yè)性競賽信息、學生會社團信息等等，使新生更快適應大學的新環(huán)境。

5.1 功能描述

5.1.1 語音識別

用戶通過點擊“按住說話”按鈕發(fā)送語音，校園導游智能機器人自動將其轉換為對應的文字，為用戶提供更多方便。

5.1.2 智能問答

1）校園知識：此功能為新生提供查詢關于淮陰師范學院的詳細信息，包括：學校概括、院系簡介、入學指南、學生會社團介紹、資助政策等。

2）天氣查詢：此功能可查詢全國2567個城市、2056個熱門旅游景點和全球天氣情況。

5.2 語音識別實現

基于微信小程序的校園導游智能機器人主要通過調用百度語音識別API實現語音識別功能，主要流程如下圖所示。因為目前使用小程序錄音管理api測試，僅支持aac，mp3格式，而在百度語音識別上支持的格式是pcm，wav，amr，當用戶使用手機微信發(fā)送的格式是m4a，這是在百度語音識別接口調用上的一個難點，因此在這里做了語音轉碼的處理，并且安裝了FFmpeg插件與搭建了express框架。

5.3 智能問答實現

基于微信小程序的校園導游智能機器人主要通過調用圖靈機器人API實現智能回答功能。在代碼構建中使用wx.request（）發(fā)起https網絡請求，url填寫圖靈官方提供API地址，具體格式如下：url： 'http：//www.tuling123.com/openapi/api？key=' + key + '&info=' + isay。其中key為API接口驗證序號，isay為用戶本地要傳到服務器的語句。當接口調用成功時就會調用success回調函數，在success中將服務器傳回來的數據res.data.text與用戶本地的語句賦值給數組syas[length]，最終在wxml視圖層顯示。

6 結束語

將傳統服務型機器人與市場大熱的微信小程序相結合，用人工智能代替?zhèn)鹘y導游，打破局限。校園導游智能機器人調用高德地圖接口，可做移動的校園地圖，實時定位展示推薦路線圖。同時具備語音識別及智能問答功能可幫助學生及時解決校園內生活及學習等的相關問題。該微信小程序版本的校園導游智能機器人以淮陰師范學院為研究對象進行功能設計，實現了校園資源的共享。后期將針對已有功能進行維護優(yōu)化，同時拓展其他服務功能。

參考文獻：

[1] 黃榮， 陳來斌， 郭雪微， 等. 基于微信小程序的校園助手設計與實現[J]. 齊齊哈爾大學學報： 自然科學版， 2018， 34（6）： 41-43.

[2] 武思怡， 解佺， 張雨， 等. 微信小程序開發(fā)研究[J]. 無線互聯科技， 2018， 15（11）： 52-54.

[3] 張周虎. 一種基于微信小程序的語音輸入技術應用研究[J]. 電腦知識與技術， 2018， 14（31）： 104-105.

[4] 柳琳， 羅軍. 基于Android的圖靈聊天機器人設計[J]. 電腦知識與技術， 2016， 12（17）： 169-171.

[5] 周穎穎. 基于Android平臺的手機地圖系統的實現[J]. 現代計算機： 專業(yè)版， 2013（22）： 74-76.

[6] 騰訊公司. 微信公眾平臺開發(fā)者文檔[EB/OL]. （2014-12-22）. http：//mp.weixin.qq.com/wiki/home/ index.html.

【通聯編輯：謝媛媛】