一种基于AI全景模拟的5G智能导游亭

技术领域

本发明涉及导游实训设备技术领域，尤其涉及一种基于AI全景模拟的5G智能导游亭。

背景技术

5G时代，万物互联，未来已来，高带宽、低时延的5G技术优势将极大提高数字传输效率，5G智能导游亭通过5G技术，实现普通话实时测评，VR虚拟导游、VR实景导游，导游考试，全国导游基础虚拟展厅等多种教学功能。5G智能导游亭通过教师管控，学生参与实现人机互动，智能学习，满足导游教学的理论知识学习、模拟导游讲解、导游服务技能、导游词创作与评测、导游证资格考试等各方面，全面提高导游虚拟仿真实验教学质量，为导游教学提供了新的教学模式；

但是现有的5G智能导游亭不具备自动评测功能，无法对学生的演练表现进行评分，需要教师人为打分，学生在自行进行练习时，很难进行查错补漏。

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于：本发明由工艺精湛的钢化玻璃板为载体，构建一个小型学习空间，并配置了AI全景模拟系统，可方便实习导游在该空间进行模拟导游实训，可完成技能大赛训练、导游考试面试测评训练和日常教学及实训任务；通过模拟记录单元对实现导游的整个实习过程进行实时记录，经过动作分析单元和语音识别单元对实习过程进行分析生成练习成绩单,基于5G传输的高时效性和准确性提高了实习体验感。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于AI全景模拟的5G智能导游亭，包括置地基板、钢化玻璃板和AI全景模拟系统，所述钢化玻璃板铰接有防护门板，所述钢化玻璃板和防护门板的相对侧皆安装有液晶显示屏，其特征在于，所述AI全景模拟系统包括模拟记录单元、全景展示单元、动作分析单元、语音识别单元和路径核准单元；

模拟记录单元采集实时拍摄实习导游的动作图像，将动作图像发送至动作分析单元并保存，再记录导游亭内的实习导游的录音信息，将录音信息发生至语音识别单元并保存；

动作分析单元对动作图像内的人脸进行识别，建立动作向量模型，根据动作向量模型分析导游的动作趋势，基于动作趋势生成实习导游的练习路径图谱，将练习路径图谱发送至路径核准单元；

全景展示单元获取实习导游录入的模拟场景定位，以模拟场景定位为原点的景区覆盖面积为练习区域，在全景数据库内获取练习区域的实景录像，将实景录像传送至各液晶显示屏上播放，将实景录像上的景点坐标标记为考核点N，其中N为大于的自然数；根据实习导游的动作趋势基于G通讯传输的基础更新模拟场景的画面；

语音识别单元获取录音信息后对录音信息进行语音识别，获取实习导游的文字练习信息，将实习导游的文字练习信息与标准解说模版进行对比，判断文字练习信息与标准解说模版之间的异常特征集合A的元素个数；

路径核准单元获取全景数据库内的标准路径图谱，在标准路径图谱上标记对应的考核点图谱，获取各考核点的位置坐标NxN，yN，以位置坐标NxN，yN为特征节点，获取练习路径图谱和标准路径图谱上的异常特征集合B的元素个数，根据异常特征集合A和异常特征集合B的内所有元素的数量生成练习成绩单，还将练习成绩单发送到液晶显示屏并显示，以达到最佳实习学习的过程。

进一步的，所述防护门板处的两个平行设置的钢化玻璃板构成了进出门洞，所述置地基板的顶端表面安装有方向标识板；所述钢化玻璃板固定安装于置地基板的顶端表面，且钢化玻璃板的顶端固定安装有安装有亭顶盖，所述钢化玻璃板设有多个并构建成框架，平行设置两个钢化玻璃板的其中一个的端部铰接有防护门板，且防护门板的另一侧与另一个钢化玻璃板的端部活动抵接。

进一步的，所述方向标识板的中心位置处设置有定位圆心，所述定位圆心的外侧表面均匀分布有三个方向指标，包括前进指向、后退指向、左转指和向右转指向。

进一步的，所述亭顶盖的中心位置处设置有环形补光灯，所述亭顶盖的底端表面安装有麦克风和红外摄像机。

进一步的，所述AI全景模拟系统还包括用户登录单元，用户登录单元获取实习导游的账号信息，对账号信息的真实性验证后获取账号的历史数据，同步获取账号的更新数据。

进一步的，生成实习导游的练习路径图谱的具体方法如下：

S1：以定位圆心的圆心坐标建立方向坐标系，根据前进指向、左转指向、后退指向和向右转指向的分别建立方向a、b、c、d，其中以前进指向为正方向a，对动作图像进行人脸识别获得动作对象的人脸朝向，获得人脸朝向的向量特征集合R＝{(an,bn),(bn,cn)(cn,dn),(dn,an)}；

S2：对向量分布集合R内的向量模块进行区域同向归类，根据以下公式计算集合内相邻的向量模块之间的差异值

当γ＞0时，表示两个相邻的向量模块归属于不同象限，将对应的两个向量标记为转向位点；

当γ＝0时，表示两个相邻的向量模块归属于相同象限，将对应的两个向量标记为同向持续位点；

S3：自全景数据库内获取练习区域内的全景图像，在全景图像上以时间为分段延续单位，依次标记转向位点和同向持续位点，生成实现导游的练习路径图谱。

进一步的，全景数据库以各旅游景点的实地取景为数据基础，以景区的入口处为路径起始点，根据观光路径规划的直线方向作为取景路线，在直线方向上同时获取直线前方、直线左侧、直线右侧和直线逆向的实景图像，采集四个方向上的图像信息作为实景录像的存档资源，将同一景区的同一观光路径上的实景路线作为一个播放模块，将同一景区的所有观光路径对应的播放模块作为一个全景模块，进而建立全景数据库。

进一步的，判断文字练习信息与标准解说模版之间的异常特征集合A的元素个数的具体过程如下：

Sa：自全景数据库内获取练习区域对应的标准解说模版，标准解说模版上标记有关键词T，其中T为大于1的自然数；

Sb：对标准解说模版分字段排版，以排版最末行为起点，以排版的横向字数为横坐标，以排版的纵向字数为纵坐标，以标准关键词的第一个字节为标记位点，获取标准关键词在标准解说模版上的位置坐标T(xT,yT)；

Sc：根据设置的文字识别算法将录音信息转变为文字练习信息，同样对文字练习信息分字段排版，根据设置的关键词识别算法获取文字练习信息内的所有练习关键词T＇，以练习关键词的第一个字节为标记位点，获取练习关键词T＇在标准解说模版上的位置坐标T＇(xT＇,yT＇)；

Sd：计算练习关键词和标准关键词之间的异常值

当λ＞λmin时，将λ值计为异常特征A中的元素；

当λ≤λmin时，将λ值不计为异常特征A中的元素。

进一步的，获取练习路径图谱和标准路径图谱上的异常特征集合B的元素个数具体过程如下：

S⑴：提取标准路径图谱上所有考核点的排序与左边以及各考核点的位置坐标，进而将标准路径图谱转换成标准数据矩阵H，标准数据矩阵H以三元组的形式表示，该三元组的元素分别为每个考核点的排序、时间顺次和位置坐标；

S⑵：针对标准数据矩阵，采用统计方法来提取局部考核特征，构建出标准特征向量来表征标准路径图谱上的统计点；

S⑶：提取练习路径图谱上所有考核点的排序与左边以及各考核点的位置坐标，进而将练习路径图谱转换成练习数据矩阵H＇,练习数据矩阵H＇同样以三元组的形式表示；

S⑷：将标准数据矩阵H与练习数据矩阵H＇进行映射对比，采用统计方法获得新的映射集合即异常特征集合B，获取异常特征集合B内的元素的数量。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、该基于AI全景模拟的5G智能导游亭，由工艺精湛的钢化玻璃板为载体，构建一个小型学习空间，并配置了AI全景模拟系统，可方便实习导游在该空间进行模拟导游实训，可完成技能大赛训练、导游考试面试测评训练和日常教学及实训任务。

2、该基于AI全景模拟的5G智能导游亭，通过全景展示单元将全景数据库内的景区实景展示在液晶显示屏上，多组液晶显示屏同时呈现不同方向上的景区实景实现实地模拟的效果，通过模拟记录单元对实现导游的整个实习过程进行实时记录，经过动作分析单元和语音识别单元对实习过程进行分析生成练习成绩单,基于5G传输的高时效性和准确性提高了实习体验感。

附图说明

图1示出了本发明的整体外部结构示意图；

图2示出了本发明的另一角度整体外部结构示意图；

图3示出了本发明的整体内部结构示意图；

图4示出了本发明的系统流程示意图。

图例说明：1、置地基板；2、钢化玻璃板；3、进出门洞；4、防护门板；5、亭顶盖；6、定位圆心；7、方向指标；8、环形补光灯；9、液晶显示屏；10、麦克风；11、红外摄像机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1-3所示，一种基于AI全景模拟的5G智能导游亭，包括基板1、钢化玻璃板和AI全景模拟系统，钢化玻璃板铰接有防护门板4，钢化玻璃板2和防护门板4的相对侧皆安装有液晶显示屏9，

防护门板4处的两个平行设置的钢化玻璃板构成了进出门洞3，置地基板1的顶端表面安装有方向标识板；钢化玻璃板固定安装于置地基板1的顶端表面，且钢化玻璃板的顶端固定安装有安装有亭顶盖5，钢化玻璃板设有多个并构建成框架，平行设置两个钢化玻璃板的其中一个的端部铰接有防护门板4，且防护门板4的另一侧与另一个钢化玻璃板的端部活动抵接。

方向标识板的中心位置处设置有定位圆心6，定位圆心6的外侧表面均匀分布有三个方向指标7，包括前进指向、后退指向、左转指和向右转指向。

亭顶盖5的中心位置处设置有环形补光灯8，亭顶盖5的底端表面安装有麦克风10和红外摄像机11，实习导游在定位圆心6处站点，根据实景录像的播放进行演练，通过红外摄像机11实时拍摄实习导游的动作图像，通过麦克风10记录实习导游的录音信息，将演练过程中的声音和画面实时记录下来。

工作原理如下：防护门板4上设置有扫码版块，用户通过移动终端扫描扫码板块上的二维码进入用户登录页面，经过登录验证后打开防护门板4上的智能锁，进而可打开防护门板4进入导游亭本体内；

通过全景展示单元获取实习导游录入的模拟场景定位，以模拟场景定位为原点的景区覆盖面积为练习区域，在全景数据库内获取练习区域的实景录像，将实景录像传送至各液晶显示屏9上播放，根据实习导游的动作趋势基于5G通讯传输的基础更新模拟场景的画面；

实习导游在定位圆心6处站点，根据实景录像的播放进行演练，通过红外摄像机11实时拍摄实习导游的动作图像，通过麦克风10记录实习导游的录音信息，将演练过程中的声音和画面实时记录下来，进而对演练过程进行评分，方便实习导游查错补漏。

实施例2：

如图4所示，一种基于AI全景模拟的5G智能导游亭，AI全景模拟系统包括模拟记录单元、全景展示单元、动作分析单元、语音识别单元和路径核准单元；

模拟记录单元采集实时拍摄实习导游的动作图像，将动作图像发送至动作分析单元并保存，再记录导游亭内的实习导游的录音信息，将录音信息发生至语音识别单元并保存；

动作分析单元对动作图像内的人脸进行识别，建立动作向量模型，根据动作向量模型分析导游的动作趋势，基于动作趋势生成实习导游的练习路径图谱，将练习路径图谱发送至路径核准单元；

全景展示单元获取实习导游录入的模拟场景定位，以模拟场景定位为原点的景区覆盖面积为练习区域，在全景数据库内获取练习区域的实景录像，将实景录像传送至各液晶显示屏9上播放，将实景录像上的景点坐标标记为考核点N，其中N为大于1的自然数；根据实习导游的动作趋势基于5G通讯传输的基础更新模拟场景的画面；

语音识别单元获取录音信息后对录音信息进行语音识别，获取实习导游的文字练习信息，将实习导游的文字练习信息与标准解说模版进行对比，判断文字练习信息与标准解说模版之间的异常特征集合A的元素个数；

路径核准单元获取全景数据库内的标准路径图谱，在标准路径图谱上标记对应的考核点图谱，获取各考核点的位置坐标NxN，yN，以位置坐标NxN，yN为特征节点，获取练习路径图谱和标准路径图谱上的异常特征集合B的元素个数，根据异常特征集合A和异常特征集合B的内所有元素的数量生成练习成绩单，还将练习成绩单发送到液晶显示屏9并显示，以达到最佳实习学习的过程。

其中AI全景模拟系统还包括用户登录单元，用户登录单元获取实习导游的账号信息，对账号信息的真实性验证后获取账号的历史数据，同步获取账号的更新数据。

工作原理如下：

步骤一、用户登录单元获取实习导游的账号信息，对账号信息的真实性验证后获取账号的历史数据，同步获取账号的更新数据；

步骤二、模拟记录单元通过设置在导游亭内的红外摄像机11实时拍摄实习导游的动作图像，将动作图像发送至动作分析单元并保存，通过设置在导游亭内的麦克风10记录实习导游的录音信息，将录音信息发生至语音识别单元并保存；

步骤三、动作分析单元对动作图像内的人脸进行识别，建立动作向量模型，根据动作向量模型分析导游的动作趋势，根据动作趋势生成实习导游的练习路径图谱，将练习路径图谱发送至路径核准单元；

生成实习导游的练习路径图谱的具体方法如下：

S1：以定位圆心的圆心坐标建立方向坐标系，根据前进指向、左转指向、后退指向和向右转指向的分别建立方向a、b、c、d，其中以前进指向为正方向a，对动作图像进行人脸识别获得动作对象的人脸朝向，获得人脸朝向的向量特征集合R＝{(an,bn),(bn,cn)(cn,dn),(dn,an)}；

S2：对向量分布集合R内的向量模块进行区域同向归类，根据以下公式计算集合内相邻的向量模块之间的差异值

当γ＞0时，表示两个相邻的向量模块归属于不同象限，将对应的两个向量标记为转向位点；

当γ＝0时，表示两个相邻的向量模块归属于相同象限，将对应的两个向量标记为同向持续位点；

S3：自全景数据库内获取练习区域内的全景图像，在全景图像上以时间为分段延续单位，依次标记转向位点和同向持续位点，生成实现导游的练习路径图谱。

步骤四、全景展示单元获取实习导游录入的模拟场景定位，以模拟场景定位为原点的景区覆盖面积为练习区域，在全景数据库内获取练习区域的实景录像，将实景录像传送至各液晶显示屏9上播放，将实景录像上的景点坐标标记为考核点N，其中N为大于1的自然数；根据实习导游的动作趋势基于5G通讯传输的基础更新模拟场景的画面；

其中全景数据库以各旅游景点的实地取景为数据基础，以景区的入口处为路径起始点，根据观光路径规划的直线方向作为取景路线，在直线方向上同时获取直线前方、直线左侧、直线右侧和直线逆向的实景图像，采集四个方向上的图像信息作为实景录像的存档资源，将同一景区的同一观光路径上的实景路线作为一个播放模块，将同一景区的所有观光路径对应的播放模块作为一个全景模块，进而建立全景数据库。

步骤五、语音识别单元获取录音信息后对录音信息进行语音识别，获取实习导游的文字练习信息，将实习导游的文字练习信息与标准解说模版进行对比，判断文字练习信息与标准解说模版之间的异常特征集合A的元素个数；

判断文字练习信息与标准解说模版之间的异常特征集合A的元素个数的具体过程如下：

Sa：自全景数据库内获取练习区域对应的标准解说模版，标准解说模版上标记有关键词T，其中T为大于1的自然数；

Sb：对标准解说模版分字段排版，以排版最末行为起点，以排版的横向字数为横坐标，以排版的纵向字数为纵坐标，以标准关键词的第一个字节为标记位点，获取标准关键词在标准解说模版上的位置坐标T(xT,yT)；

Sc：根据设置的文字识别算法将录音信息转变为文字练习信息，同样对文字练习信息分字段排版，根据设置的关键词识别算法获取文字练习信息内的所有练习关键词T＇，以练习关键词的第一个字节为标记位点，获取练习关键词T＇在标准解说模版上的位置坐标T＇(xT＇,yT＇)；

Sd：计算练习关键词和标准关键词之间的异常值

当λ＞λmin时，将λ值计为异常特征A中的元素；

当λ≤λmin时，将λ值不计为异常特征A中的元素。

步骤六、路径核准单元获取全景数据库内的标准路径图谱，在标准路径图谱上标记对应的考核点图谱，获取各考核点的位置坐标N(xN，yN)，以位置坐标N(xN，yN)为特征节点，获取练习路径图谱和标准路径图谱上的异常特征集合B的元素个数，根据异常特征集合A和异常特征集合B的内所有元素的数量生成练习成绩单在液晶显示屏9上展示。

获取练习路径图谱和标准路径图谱上的异常特征集合B的元素个数具体过程如下：

S⑴：提取标准路径图谱上所有考核点的排序与左边以及各考核点的位置坐标，进而将标准路径图谱转换成标准数据矩阵H，标准数据矩阵H以三元组的形式表示，该三元组的元素分别为每个考核点的排序、时间顺次和位置坐标；

S⑵：针对标准数据矩阵，采用统计方法来提取局部考核特征，构建出标准特征向量来表征标准路径图谱上的统计点；

S⑶：提取练习路径图谱上所有考核点的排序与左边以及各考核点的位置坐标，进而将练习路径图谱转换成练习数据矩阵H＇,练习数据矩阵H＇同样以三元组的形式表示；

S⑷：将标准数据矩阵H与练习数据矩阵H＇进行映射对比，采用统计方法获得新的映射集合即异常特征集合B，获取异常特征集合B内的元素的数量。

区间、阈值的大小的设定是为了便于比较，关于阈值的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据设定基数数量；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置；

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现；这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件；专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围；

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和系统，可以通过其它的方式实现；例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行；另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式；

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中；

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中；基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤；而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质；

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。