基于AR 的智慧旅游APP的設(shè)計與實現(xiàn)

劉鐵良　吳秀芹　姜傳斌　高雅田

摘 要 軟件采用了unity引擎以及基于高通的vuforia SDK來實現(xiàn)一個集成虛擬導(dǎo)游與互動營銷功能的APP，通過增強現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)給用戶。并通過室內(nèi)定位技術(shù)來解決定位精度問題。本文將確定軟件開發(fā)的技術(shù)路線與方案。

關(guān)鍵詞 增強現(xiàn)實 室內(nèi)定位 智慧旅游

中圖分類號：TP311.52文獻標(biāo)識碼：A

基于AR的智慧旅游APP系統(tǒng)將彌補傳統(tǒng)旅游形式單一、信息獲取不全等缺點，基于AR的智慧旅游APP將成為游客私人訂制的一體化導(dǎo)游助理，幫助其解決旅途過程中的所有問題，隨時隨地滿足游客個性化、游戲化的旅游需求。是增強現(xiàn)實在商業(yè)銷售領(lǐng)域的一種有益的嘗試與應(yīng)用，具有極大的市場價值和科研價值。

1關(guān)鍵技術(shù)

1.1增強現(xiàn)實技術(shù)

增強現(xiàn)實（Augmented Reality）技術(shù)是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術(shù)，將計算機生成的文字、圖像、三維模型、音樂、視頻等虛擬信息模擬仿真后，應(yīng)用到真實世界中，兩種信息互為補充，從而實現(xiàn)對真實世界的“增強”。

1.2室內(nèi)定位

國內(nèi)常規(guī)定位技術(shù)有Wifi定位、RFID定位、藍牙定位等幾種方式，定位的效果取決于后臺核心的定位算法。目前室內(nèi)定位常用的定位方法，從原理上主要分為七種：鄰近探測法、質(zhì)心定位法、多邊定位法、三角定位法、極點法、指紋定位法和航位推算法。

1.3虛擬物體生成技術(shù)

增強現(xiàn)實技術(shù)在應(yīng)用的時候，其目標(biāo)是使得虛擬世界的相關(guān)內(nèi)容，在真實世界中得到疊加處理，在算法程序的應(yīng)用基礎(chǔ)上，促使物體動感操作有效實現(xiàn)。虛擬物體生成的過程中，自然交互是其中比較重要的技術(shù)內(nèi)容，在具體實施的時候，對現(xiàn)實技術(shù)的有效實施有效輔助，使信息注冊更好的實現(xiàn)，利用圖像標(biāo)記實時監(jiān)控外部輸入信息內(nèi)容，使得增強現(xiàn)實信息的操作效率能夠提升，并且用戶在信息處理的時候，可以有效實現(xiàn)信息內(nèi)容的加工，提取其中有用的信息內(nèi)容。

2技術(shù)方案

2.1解決思路

根據(jù)虛擬導(dǎo)游以及旅游互動營銷等需求，該系統(tǒng)解決方案如下：首先需要確定用戶所在景區(qū)信息，并將景區(qū)信息從服務(wù)器下載至本地;之后實時獲取用戶所在位置，為用戶提供路線規(guī)劃;當(dāng)用戶在室內(nèi)游覽，則采用室內(nèi)定位，為用戶提供相對精準(zhǔn)的位置。旅游互動營銷方面，為需要互動的場景貼上識別碼，當(dāng)用戶掃描識別碼，可在其屏幕上顯示如制定頁面、照片、模型動畫等可交互內(nèi)容展示景區(qū)特點。

2.2技術(shù)路線

系統(tǒng)會將與游園相關(guān)的信息疊加在用戶終端中。首先獲取設(shè)備信息中的位置信息，并將位置信息上傳至后臺服務(wù)器中;在服務(wù)器中將用戶位置信息與路線規(guī)劃信息進行比對，并將結(jié)果返回至設(shè)備中;設(shè)備根據(jù)結(jié)果將路線與現(xiàn)實疊加。

同時我們將識別設(shè)備攝像頭中是否存在景區(qū)標(biāo)志物，如存在，將標(biāo)志物所代表的關(guān)鍵碼傳入后臺并將關(guān)鍵碼所代表的信息（包括：視頻，模型動畫，h5網(wǎng)頁等）與現(xiàn)實疊加。

3系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

3.1整體架構(gòu)

系統(tǒng)分為前端APP與后臺服務(wù)器端兩個部分。前端APP作為表示層負責(zé)為用戶提供交互并將相關(guān)信息采集并處理，發(fā)送至后臺服務(wù)端，等待后臺服務(wù)器響應(yīng)。當(dāng)請求得到響應(yīng)，APP將根據(jù)功能處理響應(yīng)數(shù)據(jù)，包括將網(wǎng)頁鏈接渲染并疊加在用戶終端上、加載3d模型動畫、播放聲音等。同時根據(jù)不同的功能在渲染時，渲染層處理識別圖，并將識別圖在現(xiàn)實中定位、處理視角中光線照射在模型上的角度等。

后臺管理分為業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層，其中邏輯層負責(zé)接收前端APP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯將需要的數(shù)據(jù)返回至前臺。數(shù)據(jù)層封裝數(shù)據(jù)庫增刪改查等功能，為邏輯層提供與數(shù)據(jù)庫操作的接口。

3.2模塊設(shè)計

識別模塊負責(zé)提取攝像頭中是否包含可識別的二維碼，并將二維碼數(shù)據(jù)化后傳遞至網(wǎng)絡(luò)通信模塊;定位模塊將實時獲取用戶位置信息，并將信息傳遞至渲染模塊進行相關(guān)處理;當(dāng)用戶在位置精準(zhǔn)度較低的狀況下，將啟用室內(nèi)定位模式;網(wǎng)絡(luò)通信模塊會將上述數(shù)據(jù)按照一定格式發(fā)送至后臺服務(wù)器端，服務(wù)器端進行處理后再將相關(guān)數(shù)據(jù)返回至該模塊;渲染模塊按照服務(wù)器端返回的數(shù)據(jù)將網(wǎng)頁、視頻、3d模型動畫渲染至畫面中與用戶交互。

3.3應(yīng)用流程

該系統(tǒng)可以根據(jù)用戶信息為用戶提供路線規(guī)劃，并展示景點信息，效果如圖1，圖2所示。

4結(jié)論

該系統(tǒng)以unity作為開發(fā)平臺，并且使用vuforia SDK開發(fā)移動端，實現(xiàn)將旅游區(qū)定制交互內(nèi)容與現(xiàn)實融合，指引用戶游覽景點的功能。在功能上做到貼近用戶，代碼上做到輕量不冗余。該項目操作簡單，程序運行效率高，實用性強，易于推廣。伴隨著增強現(xiàn)實設(shè)備的普及，例如谷歌眼鏡和Kinect攝像頭，增強現(xiàn)實技術(shù)將會漸漸的完全融入人們的日常生活之中，人們定會充分體驗到先進科技給生活帶來的巨大變化。

基金項目：國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目：基于AR技術(shù)的智慧旅游APP 201910220024;黑龍江省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題：“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下基于 OBE 理念工程人才培養(yǎng)模式研究GJC1318015。

參考文獻

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