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雄狮瀑布:基于微信小程序的校园导游智能机器人

时间: 2019-08-08阅读:

摘要:大学生新入学后将面对无数繁杂的信息,设计微信小程序版校园导游智能机器人,具备语音识别、智能问答、实时定位、迅速导航的功能。新生可以与其进行对话,获取必要的信息,为学生提供便利。经过多次测试,验证了该版本小程序的有效性和应用性。该版本微信小程序以淮阴师范学院为试点对象进行研究操作。

关键词:智能机器人;微信小程序;定位导航;语音识别

中图分类号:TP311.5 文献标识码:A

文章编号: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

随着计算机技术的快速发展,各种类型的手机应用层出不穷。自2017年张小龙在微信公开课上发布的小程序正式上线后,因其无需下载安装、随用随走的功能特点,小程序风靡一时,深受手机用户的喜爱。基于微信小程序的校园导游智能机器人整合了庞杂的校园信息,是一种具备定位导航及智能问答功能的校园信息集成与服务程序,通过互联网与服务器交换数据,极大地缩短了新生入学后适应校园的时间,为学生及学生家长提供便利。

2 项目背景

服务型机器人作为当今智能系统控制领域研究的一个热点问题广受人们的关注。目前市场已有智能学习机器人,陪伴儿童成长,激发儿童学习的兴趣。而在高校中服务型机器人并不多见,新生刚入校时,存在着对校园环境陌生及校园相关规章制度不了解的现象,因此想通过校园导游智能机器人为学生提供必要的信息。与此同时,微信小程序的官方定位是“轻应用”,无需下载,随时取用,设计理念方便快捷。将服务型的校园导游智能机器人与手机应用相结合,既解决了随身携带笨重的硬件机器人的不便,又缩短了获取问题答案的时间。同时在机器人的问答功能中加入淮阴师范学院的相关规章制度和老生的温馨提示,为不善交际的内向型性格新生提供贴心的一对一问答服务,带领其迅速融入校园生活。

3 相关研究

微信小程序广阔的市场前景和应用覆盖面吸引了众多的研究者和开发者。基于微信小程序的数据抓取与代理模型的设计思路,黄荣等设计出掌上校园助手[1],本文借鉴了其功能模块的设计理念和数据信息传输方式。武思怡等从开发者的角度对小程序开发过程进行了简单说明[2],从环境与框架、组件、API等方面进行了比较全面的分析,本文借鉴了其开发小程序的思路流程,使用多个接口完成机器人的设计。周虎深入研究微信小程序的语音输入技术[3],将音频文件发送到百度语音识别接口进行语音识别,将识别结果返回微信小程序,本文借鉴了其音频格式转换,同时加入语音转码的处理。柳琳等基于Android平台设计图灵聊天机器人[4],本文借鉴其获取图灵机器人API Key的方式实现智能问答功能。周颖颖基于Android平台设计了手机地图系统[5],本文借鉴其应用高德地图API的基础上设计定位及路径导航功能。

4 定位与导航功能的设计与实现

4.1 总体设计

地图部分以淮阴师范学院为例,考察了部分在校师生的需求,结合对新生的调研结果,提供了实时定位,地点搜索,路线规划,导航等功能。

1)实时定位

注册成为高德开发者后获取开发者权限,通过高德地图API接口获取用户实时位置信息并返回给用户

2)地点搜索

用户输入关键字后可依此显示相关输入提示字帮助用户更准确地找到目的地并完成路线规划

3)路线规划

路线规划用于出行路线的提前预览,提供四种路线规划:驾车,步行,公交和骑行,用户既可在本校区内小范围使用,也可在跨校区的空间内利用小程序提供的公交等方式到达另一校区,还可在校外大范围的空间利用小程序顺利到达学校。

4)导航

本模块提供了街景和打開外部地图两个功能,街景可使用户更直观地看到目的地的外观,外部地图可满足用户更高级的导航要求。

4.2 定位导航功能模块的实现

本模块是以淮阴师范学院为例的校内定位导航系统,开发过程中使用高德地图提供的API接口完成实时定位,地点搜索,路线规划,导航等功能,以微信小程序的形式呈现,方便师生使用。

4.2.1 高德API实现

在高德开放平台注册成为高德开发者后将amap-wx.js添加到项目,并在微信公众平台设置安全通讯域名,将https://restapi.amap.com 设置为request合法域名,然后实例化调用其中的方法。

4.2.2 Promise封装

使用Proimse可以在异步执行的流程中将执行代码和处理结果清晰分离,使结构更分明。 在本模块中,Promise封装了获取地理描述数据getRegeo、获取POI数据getPoiAround、获取输入提示词getInputtips、获取路线规划getRoute。

4.2.3 定位导航功能的實现

此功能是本模块的核心功能,用于显示用户当前位置信息,根据关键字显示提示地点信息,规划起点至终点的路线,以及街景和打开外部地图功能。

首先进入index界面,小程序自动获取用户手机经纬度并通过逆地址解析getRegeo将详细地址信息显示在界面上,用户点击搜索框进行搜索时打开inputtip界面,小程序将当前经纬度和城市数据传至该页面,并通过getInputtips显示所在城市相关输入提示词帮助用户更准确找到目的地,点击提示后将目的地地址信息传回index界面,点击路线图标将进入routes界面,并将现地址信息和目的地址信息同时传入,在所提供的四种出行方式中选择一种并将参数传入getRoute生成路线,通过setStorageSync将相关数据缓存本地,由于两校区相距较远,故提供公交和驾车路线供用户所用,在路线界面用户点击界面详情部分进入info,同时通过getStorageSync取出路线缓存数据并显示在页面上;在路线界面用户点击导航部分进入导航界面,此处通过openLocation使用微信内置地图查看位置,并可打开街景和外部地图。

5 语音识别及智能问答功能的设计与实现

总体设计:校园导游智能机器人从新生了解校园更加方便操作的角度出发,设计了语音识别与智能问答功能。智能回答语料库中加入了淮阴师范学院专属语料库,根据新生提的问题给出针对性的答案,比如奖助学金的资格评定、二学历的报名时间及条件、各类专业性竞赛信息、学生会社团信息等等,使新生更快适应大学的新环境。

5.1 功能描述

5.1.1 语音识别

用户通过点击“按住说话”按钮发送语音,校园导游智能机器人自动将其转换为对应的文字,为用户提供更多方便。

5.1.2 智能问答

1)校园知识:此功能为新生提供查询关于淮阴师范学院的详细信息,包括:学校概括、院系简介、入学指南、学生会社团介绍、资助政策等。

2)天气查询:此功能可查询全国2567个城市、2056个热门旅游景点和全球天气情况。

5.2 语音识别实现

基于微信小程序的校园导游智能机器人主要通过调用百度语音识别API实现语音识别功能,主要流程如下图所示。因为目前使用小程序录音管理api测试,仅支持aac,mp3格式,而在百度语音识别上支持的格式是pcm,wav,amr,当用户使用手机微信发送的格式是m4a,这是在百度语音识别接口调用上的一个难点,因此在这里做了语音转码的处理,并且安装了FFmpeg插件与搭建了express框架。

5.3 智能问答实现

基于微信小程序的校园导游智能机器人主要通过调用图灵机器人API实现智能回答功能。在代码构建中使用wx.request()发起https网络请求,url填写图灵官方提供API地址,具体格式如下:url: 'http://www.tuling123.com/openapi/api?key=' + key + '&info=' + isay。其中key为API接口验证序号,isay为用户本地要传到服务器的语句。当接口调用成功时就会调用success回调函数,在success中将服务器传回来的数据res.data.text与用户本地的语句赋值给数组syas[length],最终在wxml视图层显示。

6 结束语

将传统服务型机器人与市场大热的微信小程序相结合,用人工智能代替传统导游,打破局限。校园导游智能机器人调用高德地图接口,可做移动的校园地图,实时定位展示推荐路线图。同时具备语音识别及智能问答功能可帮助学生及时解决校园内生活及学习等的相关问题。该微信小程序版本的校园导游智能机器人以淮阴师范学院为研究对象进行功能设计,实现了校园资源的共享。后期将针对已有功能进行维护优化,同时拓展其他服务功能。

参考文献:

[1] 黄荣, 陈来斌, 郭雪微, 等. 基于微信小程序的校园助手设计与实现[J]. 齐齐哈尔大学学报: 自然科学版, 2018, 34(6): 41-43.

[2] 武思怡, 解佺, 张雨, 等. 微信小程序开发研究[J]. 无线互联科技, 2018, 15(11): 52-54.

[3] 张周虎. 一种基于微信小程序的语音输入技术应用研究[J]. 电脑知识与技术, 2018, 14(31): 104-105.

[4] 柳琳, 罗军. 基于Android的图灵聊天机器人设计[J]. 电脑知识与技术, 2016, 12(17): 169-171.

[5] 周颖颖. 基于Android平台的手机地图系统的实现[J]. 现代计算机: 专业版, 2013(22): 74-76.

[6] 腾讯公司. 微信公众平台开发者文档[EB/OL]. (2014-12-22). http://mp.weixin.qq.com/wiki/home/ index.html.

【通联编辑:谢媛媛】

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