基于AR与LBS技术的旅游景点虚拟留言板系统的制作方法

本发明涉及ar与lbs技术领域，尤其是一种基于ar与lbs技术的旅游景点虚拟留言板系统。

背景技术：

增强现实(augmentedreality，简称ar)，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息、声音、味道、触觉等)，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。它不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。

基于位置的服务简称lbs(locationbasedservice)，主要的工作原理是利用无线电通讯网络或gps等定位方式来确定出移动设备所在的位置，然后根据用户的位置信息，来提供相应的增值服务。近几年，随着移动互联网的高速发展和智能手机的普及，基于个人智能手机的lbs服务的应用的到了很大的发展。

另一方面，旅游天然自带社交属性，社交元素的融入，会让旅行体验更深入，更多元，但是目前市面上，旅游社交方面的应用多局限于旅行前的结伴或者是旅行后的评论，很少有应用能够涉及到旅行中的即时社交；同时，旅游景点针对不文明留言的现象仍十分严重，作为一种旅游社交手段，许多游客在景点拍照后还会亲手在景点上写上“某某到此一游”字样，严重破坏了旅游景点的环境甚至损坏了相关文物。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于ar与lbs技术的旅游景点虚拟留言板系统，游客可以通过智能手机上安装的app对留言板进行扫描与定位，并且自主在上面留言，同时也可以看到其他游客的留言，大大提高了旅游景点的游客交互性，同时也有利于减少旅游景点不文明留言行为的发生。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于ar与lbs技术的旅游景点虚拟留言板系统，包括：留言板识别单元、留言板显示单元、留言板留言单元和留言板热度显示单元；留言板识别单元用于识别旅游景点中放置的虚拟留言板，留言板显示单元用于显示该留言板所记录的留言内容，留言板留言单元用于在虚拟留言板上进行实时留言功能，留言板热度显示单元通过颜色梯度，显示各个旅游景点的留言热度。

优选的，留言板识别单元用于识别旅游景点中放置的虚拟留言板；虚拟留言板是一块白板、景点处任一平整的墙壁或是景点介绍的展牌告示牌；应用平面检测技术自动检测现实世界中的平面并且标记，再通过gps模块得到用户在世界坐标系中的位置，通过磁力计得到手机也就是用户的朝向；由于每一个留言板在世界坐标系中都有一个唯一的经纬度，通过以上信息大致判断用户是否面朝留言板，利用平面检测技术自动检测现实世界中的平面，即虚拟留言板，通过以上信息，判断用户是否对准了景点中的虚拟留言板；为了支持后续功能的开展，需要对留言墙进行图像识别，即利用ncc归一化互相关图像匹配法，将用户摄像头截取图像与服务器上留言墙的图像信息特征进行匹配，然后整合磁力计获取的朝向信息，综合判断用户的摄像头对准留言墙的具体位置。

优选的，整合磁力计信息的ncc算法具体如下：在计算模板图像与搜索图像两者之间的相关值时，加入朝向系数d，当最终的互相关值最大时，模板图像所在的位置即为匹配点的位置；假设服务器端保存的图像设为t，为保证从不同角度成功识别，保存多角度的留言板搜索图像，记为sk，与每张搜索图像sk对应的基准角度为ak，模板图像即摄像头摄取画面设为t，与其对应手机磁力计获取朝向值为at，sk的大小为n×n，t的大小为m×m，且m,n均代表图像的像素，满足关系式m＜n，s^i,j为t在s上平移到第(i,j)位置时的覆盖子图，i与j的取值与sk,t的相对大小相关，需保证不会越界且搜索完全，则互相关值计算公式如下

其中，

将模板图像t在每一张搜索图像sn中进行搜索，将所有搜索结果中，互相关值最大的结果保留为最终的搜索结果，即找到了用户与留言墙的相对位置。

优选的，留言板显示单元用于显示该留言板所记录的留言内容；用户通过留言系统在某个留言板留言后，留言将存放在服务器端，当有用户对该留言板进行识别后，服务器会将该留言板所对应的留言信息通过移动网络发送到用户的手机，如果留言较多，则服务器会随机筛选留言；用户手机收到服务器端的留言后，再将虚拟的留言信息合成渲染在识别到的留言板上。

优选的，留言板留言单元用于在虚拟留言板上进行实时留言功能；用户选定一块虚拟留言板，通过留言板识别单元识别设置在旅游景点的虚拟留言板；用户选定虚拟留言板后，自由进行留言，留言信息将上传到服务器端，等待留言板显示单元调用。

优选的，留言板热度显示单元通过颜色梯度，显示各个旅游景点的留言热度；服务器端以周为单位，统计服务器范围内的所有虚拟留言板的留言情况，服务器需要设置过滤算法，过滤掉恶意刷屏留言以及其他违规留言，然后以留言数量为指标，通过一个颜色梯度，显示该范围内所有虚拟留言板的留言情况；由于一个旅游景点内也可以设置多个虚拟留言板，因此热度显示单元也可以反应在一个景点内，不同区域的留言情况，从而反映出该景点内游客的留言偏好以及用于旅游景点环境利用率的分析。

本发明的有益效果为：(1)有助于旅游景点内游客的社交活动，增强旅游景点游客交互性，提高旅游景点用户黏性；(2)有助于旅游景点管理部门更加充分了解游客的游玩体验，从而提高旅游景点的服务质量，通过对留言热度进行分析，还可以对旅游景点的游客分流做出更加合理的规划。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的留言板识别单元工作流程示意图。

图3为本发明在用户手机界面的效果图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于ar与lbs技术的旅游景点虚拟留言板系统，包括：留言板识别单元、留言板显示单元、留言板留言单元和留言板热度显示单元；留言板识别单元用于识别旅游景点中放置的虚拟留言板，留言板显示单元用于显示该留言板所记录的留言内容，留言板留言单元用于在虚拟留言板上进行实时留言功能，留言板热度显示单元通过颜色梯度，显示各个旅游景点的留言热度。

如图3所示，该系统依托于手机app以及服务器实现，服务器端主要用于存放虚拟留言板的留言信息以及数据处理，手机app实现留言，增强现实功能。

首先，用户打开app后，自动打开手机的摄像头模块，gps模块以及磁力计模块，进行虚拟留言板识别流程。

app首先通过gps定位信息，判断用户是否位于某一块留言板附近，然后结合磁力计信息判断用户是否面朝该留言板。留言板可以是景点周边的介绍板，也可以是景点自身所带的平面，如城墙的内墙面等。

若是，则进入ar平面检测流程，调用ios平台自带的arkit，进行平面检测，检测完毕后，app的后台会生成一个aranchor，用于标记留言板平面，同时利用worldtracking技术，先通过追踪手机的平移旋转获取摄像机的粗糙位置，再通过捕获真实世界图像的特征点得到摄像机的精确位置，从而可以实时获取摄像机的位置，将捕获真实世界的图像和摄像机位置合成得到场景解析。

得到场景解析后，即使用户移动手机，app仍然会记住留言板平面的位置。用户此时可以选择是否显示其他游客留言。

与此同时，手机会自动将摄像头摄取图像抓取转为灰度图片后发送至服务器，由服务器进行ncc图像匹配算法的运算，判断用户手机目前所对的是留言板的哪个位置，方便后续的留言显示。

若选择是，app将通过移动网络，向服务器端发送请求，请求中带有留言板的编号信息，服务器端响应后，读取存放于服务器硬盘中的该编号留言板对应的所有留言信息。如果留言数量低于某个阈值，则将所有留言信息发送到请求的手机端。该用户的手机端收到所有留言信息后，就将留言信息渲染在已经检测完毕的留言板平面上，本示例中可以提供静态的留言或以滚动的方式进行动态展示。

此时用户可以通过手机触摸屏选择滚动中的留言信息，进行进一步的操作，比如回复留言人、点赞留言或者举报留言内容。若留言数量较多，可根据留言回复热度、时间或留言用户与当前用户的其他相似度量对留言进行排序，优先展示排序较前的留言。

同时，app可以直接进入留言功能模块进行留言，此时若短期内app已经检测过留言板平面，则不再打开摄像头模块等进行检测，否则重新打开各模块进行留言板平面检测，找到最近的虚拟留言板。

找到后，用户就可以自由输入留言信息，输入后，留言信息会通过移动网络发送到服务器端进行保存。保存前，服务器端会对留言信息进行审核，审核通过方可保存。

服务器端的数据处理主要是对各旅游景点的虚拟留言板的留言信息进行统计，形成旅游景点留言热图，并且通过神经网络算法，分类相似留言，形成旅游景点留言报表。