基于AR 的智慧旅游APP的設計與實現

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來實現一個集成虛擬導游與互動營銷功能的APP，通過增強現實技術呈現給用戶。并通過室內定位技術來解決定位精度問題。本文將確定軟件開發的技術路線與方案。

關鍵詞 增強現實 室內定位 智慧旅游

中圖分類號：TP311.52文獻標識碼：A

基于AR的智慧旅游APP系統將彌補傳統旅游形式單一、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。是增強現實在商業銷售領域的一種有益的嘗試與應用，具有極大的市場價值和科研價值。

1關鍵技術

1.1增強現實技術

增強現實（Augmented Reality）技術是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術，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，應用到真實世界中，兩種信息互為補充，從而實現對真實世界的“增強”。

1.2室內定位

國內常規定位技術有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

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

2技術方案

2.1解決思路

根據虛擬導游以及旅游互動營銷等需求，該系統解決方案如下：首先需要確定用戶所在景區信息，并將景區信息從服務器下載至本地;之后實時獲取用戶所在位置，為用戶提供路線規劃;當用戶在室內游覽，則采用室內定位，為用戶提供相對精準的位置。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容展示景區特點。

2.2技術路線

系統會將與游園相關的信息疊加在用戶終端中。首先獲取設備信息中的位置信息，并將位置信息上傳至后臺服務器中;在服務器中將用戶位置信息與路線規劃信息進行比對，并將結果返回至設備中;設備根據結果將路線與現實疊加。

同時我們將識別設備攝像頭中是否存在景區標志物，如存在，將標志物所代表的關鍵碼傳入后臺并將關鍵碼所代表的信息（包括：視頻，模型動畫，h5網頁等）與現實疊加。

3系統設計與實現

3.1整體架構

系統分為前端APP與后臺服務器端兩個部分。前端APP作為表示層負責為用戶提供交互并將相關信息采集并處理，發送至后臺服務端，等待后臺服務器響應。當請求得到響應，APP將根據功能處理響應數據，包括將網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。同時根據不同的功能在渲染時，渲染層處理識別圖，并將識別圖在現實中定位、處理視角中光線照射在模型上的角度等。

后臺管理分為業務邏輯層、數據層，其中邏輯層負責接收前端APP傳輸的數據，并根據業務邏輯將需要的數據返回至前臺。數據層封裝數據庫增刪改查等功能，為邏輯層提供與數據庫操作的接口。

3.2模塊設計

識別模塊負責提取攝像頭中是否包含可識別的二維碼，并將二維碼數據化后傳遞至網絡通信模塊;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處理;當用戶在位置精準度較低的狀況下，將啟用室內定位模式;網絡通信模塊會將上述數據按照一定格式發送至后臺服務器端，服務器端進行處理后再將相關數據返回至該模塊;渲染模塊按照服務器端返回的數據將網頁、視頻、3d模型動畫渲染至畫面中與用戶交互。

3.3應用流程

該系統可以根據用戶信息為用戶提供路線規劃，并展示景點信息，效果如圖1，圖2所示。

4結論

該系統以unity作為開發平臺，并且使用vuforia SDK開發移動端，實現將旅游區定制交互內容與現實融合，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。伴隨著增強現實設備的普及，例如谷歌眼鏡和Kinect攝像頭，增強現實技術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：國家級大學生創新創業訓練計劃項目：基于AR技術的智慧旅游APP 201910220024;黑龍江省教育科學“十三五”規劃課題：“互聯網+”背景下基于 OBE 理念工程人才培養模式研究GJC1318015。

參考文獻

[1] ARToolKit[EB/OL].http：//www.hitl.washington.edu/artoolkit/，2018.

[2] 王宇希，張鳳軍，劉越.增強現實技術研究現狀及發展趨勢[J].科技導報，2018，36（10）：75-83.