湛朱喜 易澤慧 張強(qiáng)

摘要：大學(xué)生新入學(xué)后將面對無數(shù)繁雜的信息，設(shè)計微信小程序版校園導(dǎo)游智能機(jī)器人，具備語音識別、智能問答、實時定位、迅速導(dǎo)航的功能。新生可以與其進(jìn)行對話，獲取必要的信息，為學(xué)生提供便利。經(jīng)過多次測試，驗證了該版本小程序的有效性和應(yīng)用性。該版本微信小程序以淮陰師范學(xué)院為試點對象進(jìn)行研究操作。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人；微信小程序；定位導(dǎo)航；語音識別

中圖分類號：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：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

隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，各種類型的手機(jī)應(yīng)用層出不窮。自2017年張小龍在微信公開課上發(fā)布的小程序正式上線后，因其無需下載安裝、隨用隨走的功能特點，小程序風(fēng)靡一時，深受手機(jī)用戶的喜愛?；谖⑿判〕绦虻男@導(dǎo)游智能機(jī)器人整合了龐雜的校園信息，是一種具備定位導(dǎo)航及智能問答功能的校園信息集成與服務(wù)程序，通過互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器交換數(shù)據(jù)，極大地縮短了新生入學(xué)后適應(yīng)校園的時間，為學(xué)生及學(xué)生家長提供便利。

2 項目背景

服務(wù)型機(jī)器人作為當(dāng)今智能系統(tǒng)控制領(lǐng)域研究的一個熱點問題廣受人們的關(guān)注。目前市場已有智能學(xué)習(xí)機(jī)器人，陪伴兒童成長，激發(fā)兒童學(xué)習(xí)的興趣。而在高校中服務(wù)型機(jī)器人并不多見，新生剛?cè)胄r，存在著對校園環(huán)境陌生及校園相關(guān)規(guī)章制度不了解的現(xiàn)象，因此想通過校園導(dǎo)游智能機(jī)器人為學(xué)生提供必要的信息。與此同時，微信小程序的官方定位是“輕應(yīng)用”，無需下載，隨時取用，設(shè)計理念方便快捷。將服務(wù)型的校園導(dǎo)游智能機(jī)器人與手機(jī)應(yīng)用相結(jié)合，既解決了隨身攜帶笨重的硬件機(jī)器人的不便，又縮短了獲取問題答案的時間。同時在機(jī)器人的問答功能中加入淮陰師范學(xué)院的相關(guān)規(guī)章制度和老生的溫馨提示，為不善交際的內(nèi)向型性格新生提供貼心的一對一問答服務(wù)，帶領(lǐng)其迅速融入校園生活。

3 相關(guān)研究

微信小程序廣闊的市場前景和應(yīng)用覆蓋面吸引了眾多的研究者和開發(fā)者?；谖⑿判〕绦虻臄?shù)據(jù)抓取與代理模型的設(shè)計思路，黃榮等設(shè)計出掌上校園助手[1]，本文借鑒了其功能模塊的設(shè)計理念和數(shù)據(jù)信息傳輸方式。武思怡等從開發(fā)者的角度對小程序開發(fā)過程進(jìn)行了簡單說明[2]，從環(huán)境與框架、組件、API等方面進(jìn)行了比較全面的分析，本文借鑒了其開發(fā)小程序的思路流程，使用多個接口完成機(jī)器人的設(shè)計。周虎深入研究微信小程序的語音輸入技術(shù)[3]，將音頻文件發(fā)送到百度語音識別接口進(jìn)行語音識別，將識別結(jié)果返回微信小程序，本文借鑒了其音頻格式轉(zhuǎn)換，同時加入語音轉(zhuǎn)碼的處理。柳琳等基于Android平臺設(shè)計圖靈聊天機(jī)器人[4]，本文借鑒其獲取圖靈機(jī)器人API Key的方式實現(xiàn)智能問答功能。周穎穎基于Android平臺設(shè)計了手機(jī)地圖系統(tǒng)[5]，本文借鑒其應(yīng)用高德地圖API的基礎(chǔ)上設(shè)計定位及路徑導(dǎo)航功能。

4 定位與導(dǎo)航功能的設(shè)計與實現(xiàn)

4.1 總體設(shè)計

地圖部分以淮陰師范學(xué)院為例，考察了部分在校師生的需求，結(jié)合對新生的調(diào)研結(jié)果，提供了實時定位，地點搜索，路線規(guī)劃，導(dǎo)航等功能。

1）實時定位

注冊成為高德開發(fā)者后獲取開發(fā)者權(quán)限，通過高德地圖API接口獲取用戶實時位置信息并返回給用戶

2）地點搜索

用戶輸入關(guān)鍵字后可依此顯示相關(guān)輸入提示字幫助用戶更準(zhǔn)確地找到目的地并完成路線規(guī)劃

3）路線規(guī)劃

路線規(guī)劃用于出行路線的提前預(yù)覽，提供四種路線規(guī)劃：駕車，步行，公交和騎行，用戶既可在本校區(qū)內(nèi)小范圍使用，也可在跨校區(qū)的空間內(nèi)利用小程序提供的公交等方式到達(dá)另一校區(qū)，還可在校外大范圍的空間利用小程序順利到達(dá)學(xué)校。

4）導(dǎo)航

本模塊提供了街景和打開外部地圖兩個功能，街景可使用戶更直觀地看到目的地的外觀，外部地圖可滿足用戶更高級的導(dǎo)航要求。

4.2 定位導(dǎo)航功能模塊的實現(xiàn)

本模塊是以淮陰師范學(xué)院為例的校內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，開發(fā)過程中使用高德地圖提供的API接口完成實時定位，地點搜索，路線規(guī)劃，導(dǎo)航等功能，以微信小程序的形式呈現(xiàn)，方便師生使用。

4.2.1 高德API實現(xiàn)

在高德開放平臺注冊成為高德開發(fā)者后將amap-wx.js添加到項目，并在微信公眾平臺設(shè)置安全通訊域名，將https：//restapi.amap.com 設(shè)置為request合法域名，然后實例化調(diào)用其中的方法。

4.2.2 Promise封裝

使用Proimse可以在異步執(zhí)行的流程中將執(zhí)行代碼和處理結(jié)果清晰分離，使結(jié)構(gòu)更分明。 在本模塊中，Promise封裝了獲取地理描述數(shù)據(jù)getRegeo、獲取POI數(shù)據(jù)getPoiAround、獲取輸入提示詞getInputtips、獲取路線規(guī)劃getRoute。

4.2.3 定位導(dǎo)航功能的實現(xiàn)

此功能是本模塊的核心功能，用于顯示用戶當(dāng)前位置信息，根據(jù)關(guān)鍵字顯示提示地點信息，規(guī)劃起點至終點的路線，以及街景和打開外部地圖功能。

首先進(jìn)入index界面，小程序自動獲取用戶手機(jī)經(jīng)緯度并通過逆地址解析getRegeo將詳細(xì)地址信息顯示在界面上，用戶點擊搜索框進(jìn)行搜索時打開inputtip界面，小程序?qū)?dāng)前經(jīng)緯度和城市數(shù)據(jù)傳至該頁面，并通過getInputtips顯示所在城市相關(guān)輸入提示詞幫助用戶更準(zhǔn)確找到目的地，點擊提示后將目的地地址信息傳回index界面，點擊路線圖標(biāo)將進(jìn)入routes界面，并將現(xiàn)地址信息和目的地址信息同時傳入，在所提供的四種出行方式中選擇一種并將參數(shù)傳入getRoute生成路線，通過setStorageSync將相關(guān)數(shù)據(jù)緩存本地，由于兩校區(qū)相距較遠(yuǎn)，故提供公交和駕車路線供用戶所用，在路線界面用戶點擊界面詳情部分進(jìn)入info，同時通過getStorageSync取出路線緩存數(shù)據(jù)并顯示在頁面上；在路線界面用戶點擊導(dǎo)航部分進(jìn)入導(dǎo)航界面，此處通過openLocation使用微信內(nèi)置地圖查看位置，并可打開街景和外部地圖。

5 語音識別及智能問答功能的設(shè)計與實現(xiàn)

總體設(shè)計：校園導(dǎo)游智能機(jī)器人從新生了解校園更加方便操作的角度出發(fā)，設(shè)計了語音識別與智能問答功能。智能回答語料庫中加入了淮陰師范學(xué)院專屬語料庫，根據(jù)新生提的問題給出針對性的答案，比如獎助學(xué)金的資格評定、二學(xué)歷的報名時間及條件、各類專業(yè)性競賽信息、學(xué)生會社團(tuán)信息等等，使新生更快適應(yīng)大學(xué)的新環(huán)境。

5.1 功能描述

5.1.1 語音識別

用戶通過點擊“按住說話”按鈕發(fā)送語音，校園導(dǎo)游智能機(jī)器人自動將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的文字，為用戶提供更多方便。

5.1.2 智能問答

1）校園知識：此功能為新生提供查詢關(guān)于淮陰師范學(xué)院的詳細(xì)信息，包括：學(xué)校概括、院系簡介、入學(xué)指南、學(xué)生會社團(tuán)介紹、資助政策等。

2）天氣查詢：此功能可查詢?nèi)珖?567個城市、2056個熱門旅游景點和全球天氣情況。

5.2 語音識別實現(xiàn)

基于微信小程序的校園導(dǎo)游智能機(jī)器人主要通過調(diào)用百度語音識別API實現(xiàn)語音識別功能，主要流程如下圖所示。因為目前使用小程序錄音管理api測試，僅支持aac，mp3格式，而在百度語音識別上支持的格式是pcm，wav，amr，當(dāng)用戶使用手機(jī)微信發(fā)送的格式是m4a，這是在百度語音識別接口調(diào)用上的一個難點，因此在這里做了語音轉(zhuǎn)碼的處理，并且安裝了FFmpeg插件與搭建了express框架。

5.3 智能問答實現(xiàn)

基于微信小程序的校園導(dǎo)游智能機(jī)器人主要通過調(diào)用圖靈機(jī)器人API實現(xiàn)智能回答功能。在代碼構(gòu)建中使用wx.request（）發(fā)起https網(wǎng)絡(luò)請求，url填寫圖靈官方提供API地址，具體格式如下：url： 'http：//www.tuling123.com/openapi/api？key=' + key + '&info=' + isay。其中key為API接口驗證序號，isay為用戶本地要傳到服務(wù)器的語句。當(dāng)接口調(diào)用成功時就會調(diào)用success回調(diào)函數(shù)，在success中將服務(wù)器傳回來的數(shù)據(jù)res.data.text與用戶本地的語句賦值給數(shù)組syas[length]，最終在wxml視圖層顯示。

6 結(jié)束語

將傳統(tǒng)服務(wù)型機(jī)器人與市場大熱的微信小程序相結(jié)合，用人工智能代替?zhèn)鹘y(tǒng)導(dǎo)游，打破局限。校園導(dǎo)游智能機(jī)器人調(diào)用高德地圖接口，可做移動的校園地圖，實時定位展示推薦路線圖。同時具備語音識別及智能問答功能可幫助學(xué)生及時解決校園內(nèi)生活及學(xué)習(xí)等的相關(guān)問題。該微信小程序版本的校園導(dǎo)游智能機(jī)器人以淮陰師范學(xué)院為研究對象進(jìn)行功能設(shè)計，實現(xiàn)了校園資源的共享。后期將針對已有功能進(jìn)行維護(hù)優(yōu)化，同時拓展其他服務(wù)功能。

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[3] 張周虎. 一種基于微信小程序的語音輸入技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 電腦知識與技術(shù)， 2018， 14（31）： 104-105.

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[5] 周穎穎. 基于Android平臺的手機(jī)地圖系統(tǒng)的實現(xiàn)[J]. 現(xiàn)代計算機(jī)： 專業(yè)版， 2013（22）： 74-76.

[6] 騰訊公司. 微信公眾平臺開發(fā)者文檔[EB/OL]. （2014-12-22）. http：//mp.weixin.qq.com/wiki/home/ index.html.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】