基于机器视觉和大数据分析的大型展厅展馆智能引导系统

摘要

本发明公开一种基于机器视觉和大数据分析的大型展厅展馆智能引导系统，包括展馆展台统计模块、展台位置定位模块、参展路径引导模块、展台智能导览模块、控制服务器和讲解机器人。本发明通过对展馆内各展台的展示主题及地理位置进行统计，进而构建展台信息库，为各参展人员提供入馆引导，并在各展台配备讲解机器人对各展台的展示主题进行导览讲解，同时在进行导览讲解过程中根据各展台的参展人数和参展人员分布密度状况实时调整讲解机器人的移动路线和讲解语音量，弥补了现有大型展馆引导方式存在的不足，提高了展馆的吸引力和导览讲解的服务质量，节约了展馆的人力资源，进而增强了参展人员的参展体验感。

说明书

技术领域

本发明属于展馆引导技术领域，具体涉及一种基于机器视觉和大数据分析的大型展厅展馆智能引导系统。

背景技术

随着人们文化水平的提高以及信息技术的不断发展，人们在闲暇时间更愿意走出家门到展馆进行参展，以了解更多的知识，这样就致使现在的展馆通过扩大规模来满足人们对展馆参展与日俱增的体验需求,由此导致现在出现很多大型展馆，当新客参展人员去一些大型的展馆进行参展时，由于处在一个陌生的环境中，新客参展人员往往难以准确找到目标展台，因此需要一种大型展馆引导系统来引导新客参展人员准确找到目标展台。

但现有的大型展馆引导方式大多是以平面展台位置分布图或指示牌来引导，这种引导方式智能化水平低，且难以承载足够多的信息，造成引导效果不够清晰，同时现有的大型展馆在具体展台导览过程中还是采用人工导览讲解的方式，不仅浪费人力，而且人工导览讲解在很多情况下不能实时兼顾所有的参展人员，从而降低参展人员的参展体验感。鉴于此，本发明提出一种基于机器视觉和大数据分析的大型展厅展馆智能引导系统。

发明内容

本发明的目的在于提出一种智能化水平高并能实时兼顾所有参展人员的基于机器视觉和大数据分析的大型展厅展馆智能引导系统，克服了现有大型展馆引导方式的不足。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于机器视觉和大数据分析的大型展厅展馆智能引导系统，包括展馆展台统计模块、展台位置定位模块、参展路径引导模块、展台智能导览模块、控制服务器和讲解机器人；

所述展馆展台统计模块用于对展馆内存在的展台数量进行统计，并对统计的各展台按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时获取各展台对应的展示主题，并将获取的各展台对应的展示主题发送至参展路径引导模块；

所述展台位置定位模块用于获取各展台对应的地理位置，并将其发送至参展路径引导模块；

所述参展路径引导模块接收展馆展台统计模块发送的各展台对应的展示主题，并接收展台位置定位模块发送的各展台对应的地理位置，进而根据接收的各展台对应的地理位置与展馆入口的地理位置进行从展馆入口到各展台的最佳路径规划，以此得到从展馆入口到各展台的最佳路径，此时将各展台对应的展示主题和从展馆入口到各展台的最佳路径构成展台信息库，并将展台信息库发送至各参展人员的手机终端，参展人员在接收到发送的展台信息库时，可以根据展台信息库中展示的各展台对应的展示主题，筛选各自感兴趣的展台，进而从展台信息库中展示的从展馆入口到各展台的最佳路径中筛选从展馆入口到其感兴趣展台的最佳路径，从而快速寻找到其感兴趣的展台；

所述展台智能导览模块包括若干讲解机器人，其分别分布在编号的各展台内，用于对各展台所展示的主题进行讲解导览，并在讲解导览过程中实时获取各展台的人员分布情况，其中展台智能导览模块包括参展人员图像采集模块和参展人员分布分析模块；

所述参展人员图像采集模块包括若干摄像头，其分别安装在各展台的上方，用于对各展台的实时参展人员进行图像采集，得到各展台的实时参展人员图像，并发送至参展人员分布分析模块；

所述参展人员分布分析模块接收参展人员图像采集模块发送的各展台的实时参展人员图像，并对接收的各展台的实时参展人员图像进行人员分布情况分析，得到各展台人群聚集密度最高的区域位置，其具体分析过程包括以下几个步骤：

S1：从各展台的实时参展人员图像中统计人群聚集堆的个数，并对统计的各人群聚集堆按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...j...m；

S2：获取各人群聚集堆对应的聚集密度,分别记为ρ1,ρ2...ρj...ρm；

S3：将各人群聚集堆按照其聚集密度由大到小进行排序，获取人群聚集密度最高的人群聚集堆编号；

S4：获取该人群聚集密度最高的人群聚集堆对应的地理位置，并发送至控制服务器；

所述控制服务器接收参展人员分布分析模块发送的人群聚集密度最高的人群聚集堆对应的地理位置，并获取该展台讲解机器人此时的地理位置，进而将该人群聚集密度最高的人群聚集堆所处地理位置和该展台讲解机器人当时的地理位置进行对比，若该展台讲解机器人此时的地理位置与该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所处地理位置相同，则不对讲解机器人进行移动，若该展台讲解机器人此时的地理位置与该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所处地理位置不相同，则对该展台讲解机器人进行移动，并对该该展台讲解机器人的最近移动路线进行规划，得到从该展台讲解机器人此时的地理位置到该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所处地理位置的最近移动路线，与此同时对该最近移动路线分析是否存在障碍物，若不存在障碍物，则将规划的最近移动路线发送至讲解机器人，并发送移动指令至讲解机器人，若存在障碍物，则获取障碍物所处地理位置，并根据该展台讲解机器人此时的地理位置、该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所在地理位置和障碍物所处地理位置重新规划绕行路线，进而将规划的绕行路线发送至讲解机器人，并发送移动指令至讲解机器人；

所述讲解机器人接收控制服务器发送的移动指令和最近移动路线或绕行路线，进而根据最近移动路线或绕行路线执行移动指令，使其移动到该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所在地理位置进行讲解。

作为优选技术方案，所述参展路径引导模块还包括对进入展馆的各参展人员获取其手机移动终端信息。

作为优选技术方案，所述参展人员图像采集模块还包括对得到的各展台的实时参展人员图像进行图像预处理，得到处理后的各展台实时参展人员高清聚集主体图像，其图像预处理步骤包括高清处理和图像分割处理，所述高清处理包括差分高斯滤波和去除噪声，所述图像分割处理为对的各展台实时参展人员图像进行图像分割得到背景图像和人员聚集主体图像，并去除背景图像，保留参展人员聚集主体图像。

作为优选技术方案，所述步骤S2中获取各人群聚集堆对应聚集密度的具体方法执行以下步骤：

H1：对各人群聚集堆获取其聚集区域的轮廓分界线；

H2：对该实时参展人员图像按照获取的各人群聚集堆对应的聚集区域轮廓分界线进行图像分割，得到各人群聚集堆聚集区域图像；

H3：对得到的各人群聚集堆聚集区域图像进行人头提取，并统计提取的人头个数，从而得出各人群聚集堆聚集区域的聚集人员个数，同时获取各人群聚集堆聚集区域的面积；

H4：将实时参展人员图像中各人群聚集堆聚集区域的聚集人员个数除以各人群聚集堆聚集区域的面积，进而得出该实时参展人员图像中各人群聚集堆对应聚集密度。

作为优选技术方案，所述参展人员分布分析模块还包括根据接收的各展台的实时参展人员图像统计各展台实时参展人数。

作为优选技术方案，所述控制服务器还包括根据各展台实时参展人数分析各展台讲解机器人实时的讲解语音量，进而发送语音量调节指令至讲解机器人，同时将分析的各展台讲解机器人实时讲解语音量发送至讲解机器人。

作为优选技术方案，所述控制服务器根据各展台实时参展人数分析各展台讲解机器人实时讲解语音量的具体分析方法如下：

W1：将获取的各展台实时参展人数与预设设置的各参展等级对应的实时参展人数进行对比，进而筛选得出各展台实时参展人数对应的参展等级；

W2：将各展台实时参展人数对应的参展等级与预设设置的各参展等级对应的讲解语音量进行对比，以此得出各展台实时参展人数对应的各展台讲解机器人实时的讲解语音量。

作为优选技术方案，所述讲解机器人在接收到控制服务器发送的语音量调节指令和该讲解机器人实时的讲解语音量时，根据该讲解机器人实时的讲解语音量执行语音量调整指令。

作为优选技术方案，所述控制服务器在获取到各展台实时参展人数时，还将各展台实时参展人数与对应展台所能容纳的最大参展人数进行对比，当某展台某时间段的参展人数大于该展台所能容纳的最大参展人数，则进行预警，此时该展台记为危险展台，该时间段记为危险时间段，此次统计危险展台的编号及对应的危险时间点，并将其发送至引导中心，由引导人员及时进行人工引流

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过对展馆内所有展台对应的展示主题及从展馆入口到各展台的最佳路径进行获取，并将其构成展台信息库，同时发送至各参展人员的移动终端，进而引导参展人员前往各自感兴趣的展台，实现了大型展馆对参展人员入馆的智能引导，弥补了现有大型展馆引导方式存在的智能化水平低、引导效果不够清晰的弊端，对于新客参展人员来说，减少了花费在寻找目标展台上的时间，减轻了入馆引导人员的工作量，提高了新客参展人员的入馆体验感。

(2)本发明通过在各展台配备讲解机器人对各展台的展示主题进行导览讲解，提高了展馆的吸引力和科技既视感，克服了现有大型展馆在展台展示主题导览讲解过程中还是通过人工导览存在的浪费人力的问题，节约了展馆的人力资源。

(3)本发明在利用讲解机器人对各展台的展示主题进行导览讲解过程中通过实时获取各展台的参展人员图像，进而分析各展台实时参展人数和参展人员分布密度，从而根据分析的各展台实时参展人数实时调整讲解机器人的讲解语音量，并根据分析的各展台参展人员分布密度状况实时调整讲解机器人的移动路线，使其移动到人群聚集密度最高的人群聚集堆所在地理位置进行讲解，这样做的目的是使讲解机器人能够实时兼顾参展人员的变动情况，避免了现有大型展馆采用人工导览不能实时兼顾所有参展人员的不足，提高了展馆导览讲解的服务质量，进而增强了参展人员的参展体验感。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的模块示意图；

图2为本发明的展台智能导览模块示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-2所示，一种基于机器视觉和大数据分析的大型展厅展馆智能引导系统，包括展馆展台统计模块、展台位置定位模块、参展路径引导模块、展台智能导览模块、控制服务器和讲解机器人，其中展馆展台统计模块分别与参展路径引导模块和展台智能导览模块连接，展台位置定位模块与参展路径引导模块连接，展台智能导览模块与控制服务器连接，控制服务器与讲解机器人连接。

展馆展台统计模块用于对展馆内存在的展台数量进行统计，并对统计的各展台按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时获取各展台对应的展示主题，并将获取的各展台对应的展示主题发送至参展路径引导模块。

展台位置定位模块用于获取各展台对应的地理位置，并将其发送至参展路径引导模块。

本实施例获取的各展台的展示主题及地理位置为后期构建展台信息库提供参考数据。

参展路径引导模块接收展馆展台统计模块发送的各展台对应的展示主题，并接收展台位置定位模块发送的各展台对应的地理位置，进而根据接收的各展台对应的地理位置与展馆入口的地理位置进行从展馆入口到各展台的最佳路径规划，以此得到从展馆入口到各展台的最佳路径，此时将各展台对应的展示主题和从展馆入口到各展台的最佳路径构成展台信息库，参展路径引导模块在此时对进入展馆的各参展人员获取其手机终端信息，并将展台信息库发送至各参展人员的手机终端，参展人员在接收到发送的展台信息库时，可以根据展台信息库中展示的各展台对应的展示主题，筛选各自感兴趣的展台，进而从展台信息库中展示的从展馆入口到各展台的最佳路径中筛选从展馆入口到其感兴趣展台的最佳路径，从而快速寻找到其感兴趣的展台。

本实施例通过对展馆内所有展台对应的展示主题及从展馆入口到各展台的最佳路径进行获取，并将其构成展台信息库，同时发送至各参展人员的移动终端，进而引导参展人员前往各自感兴趣的展台，实现了大型展馆对参展人员入馆的智能引导，弥补了现有大型展馆引导方式的智能化水平低、引导效果不够清晰的弊端，对于新客参展人员来说，减少了花费在寻找目标展台上的时间，减轻了入馆引导人员的工作量，提高了新客参展人员的入馆体验感。

展台智能导览模块包括若干讲解机器人，其分别分布在编号的各展台内，用于对各展台所展示的主题进行讲解导览，并在讲解导览过程中实时获取各展台的人员分布情况，其中展台智能导览模块包括参展人员图像采集模块和参展人员分布分析模块；

本实施例通过在各展台配备讲解机器人对各展台的展示主题进行导览讲解，提高了展馆的吸引力和科技既视感，克服了现有大型展馆在展台展示主题导览讲解过程中还是通过人工导览存在的浪费人力的问题，节约了展馆的人力资源。

所述参展人员图像采集模块包括若干摄像头，其分别安装在各展台的上方，用于对各展台的实时参展人员进行图像采集，得到各展台的实时参展人员图像，并对得到的各展台的实时参展人员图像进行图像预处理，得到处理后的各展台实时参展人员高清聚集主体图像，进而将处理后的各展台实时参展人员高清聚集主体图像发送至参展人员分布分析模块，其图像预处理步骤包括高清处理和图像分割处理，所述高清处理包括差分高斯滤波和去除噪声，所述图像分割处理为对的各展台实时参展人员图像进行图像分割得到背景图像和人员聚集主体图像，并去除背景图像，保留参展人员聚集主体图像，其保留的参展人员聚集主体图像为后面进行参展人员分布状况分析奠定基础。

所述参展人员分布分析模块接收参展人员图像采集模块发送的各展台实时参展人员高清聚集主体图像，并对接收的各展台实时参展人员高清聚集主体图像进行人员分布情况分析，得到各展台人群聚集密度最高的区域位置，其具体分析过程包括以下几个步骤：

S1：从各展台的实时参展人员图像中统计人群聚集堆的个数，并对统计的各人群聚集堆按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...j...m；

S2：获取各人群聚集堆对应的聚集密度,其聚集密度具体获取方法执行以下步骤：

H1：对各人群聚集堆获取其聚集区域的轮廓分界线；

H2：对该实时参展人员图像按照获取的各人群聚集堆对应的聚集区域轮廓分界线进行图像分割，得到各人群聚集堆聚集区域图像；

H3：对得到的各人群聚集堆聚集区域图像进行人头提取，并统计提取的人头个数，从而得出各人群聚集堆聚集区域的聚集人员个数，同时获取各人群聚集堆聚集区域的面积；

H4：将实时参展人员图像中各人群聚集堆聚集区域的聚集人员个数除以各人群聚集堆聚集区域的面积，进而得出该实时参展人员图像中各人群聚集堆对应聚集密度，分别记为ρ1,ρ2...ρj...ρm；

S3：将各人群聚集堆按照其聚集密度由大到小进行排序，获取人群聚集密度最高的人群聚集堆编号；

S4：获取该人群聚集密度最高的人群聚集堆对应的地理位置，并发送至控制服务器。

所述参展人员分布分析模块还包括根据接收的各展台的实时参展人员图像统计各展台实时参展人数，其具体统计方法为将各展示实时各人群聚集堆聚集区域的聚集人员个数进行累加，得到各展台实时参展人数，并发送至控制服务器。

控制服务器接收参展人员分布分析模块发送的人群聚集密度最高的人群聚集堆对应的地理位置，并获取该展台讲解机器人此时的地理位置，进而将该人群聚集密度最高的人群聚集堆所处地理位置和该展台讲解机器人当时的地理位置进行对比，若该展台讲解机器人此时的地理位置与该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所处地理位置相同，则不对讲解机器人进行移动，若该展台讲解机器人此时的地理位置与该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所处地理位置不相同，则对该展台讲解机器人进行移动，并对该该展台讲解机器人的最近移动路线进行规划，得到从该展台讲解机器人此时的地理位置到该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所处地理位置的最近移动路线，与此同时对该最近移动路线分析是否存在障碍物，若不存在障碍物，则将规划的最近移动路线发送至讲解机器人，并发送移动指令至讲解机器人，若存在障碍物，则获取障碍物所处地理位置，并根据该展台讲解机器人此时的地理位置、该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所在地理位置和障碍物所处地理位置重新规划绕行路线，进而将规划的绕行路线发送至讲解机器人，并发送移动指令至讲解机器人。

同时，控制服务器还接收参展人员分布分析模块发送的各展台实时参展人数，分析各展台讲解机器人实时的讲解语音量，进而发送语音量调节指令至讲解机器人，同时将分析的各展台讲解机器人实时讲解语音量发送至讲解机器人，其具体分析讲解机器人实时讲解语音量的方法如下：

W1：将获取的各展台实时参展人数与预设设置的各参展等级对应的实时参展人数进行对比，进而筛选得出各展台实时参展人数对应的参展等级；

W2：将各展台实时参展人数对应的参展等级与预设设置的各参展等级对应的讲解语音量进行对比，以此得出各展台实时参展人数对应的各展台讲解机器人实时的讲解语音量。

所述控制服务器在获取到各展台实时参展人数时，将各展台实时参展人数与对应展台所能容纳的最大参展人数进行对比，当某展台某时间段的参展人数大于该展台所能容纳的最大参展人数，则进行预警，此时该展台记为危险展台，该时间段记为危险时间段，此次统计危险展台的编号及对应的危险时间点，并将其发送至引导中心，由引导人员及时进行人工引流，避免某展台实时参展人数过多而导致踩踏事件的发生，大大保障了参展人员的人身安全。

讲解机器人接收控制服务器发送的移动指令和最近移动路线或绕行路线，进而根据最近移动路线或绕行路线执行移动指令，使其移动到该展台此时人群聚集密度最高的人群聚集堆所在地理位置进行讲解。

同时，讲解机器人接收控制服务器发送的语音量调节指令和该讲解机器人实时的讲解语音量，进而根据该讲解机器人实时的讲解语音量执行语音量调整指令。

本实施例在利用讲解机器人对各展台的展示主题进行导览讲解过程中通过实时获取各展台的参展人员图像，进而分析各展台实时参展人数和参展人员分布密度，从而根据分析的各展台实时参展人数实时调整讲解机器人的讲解语音量，并根据分析的各展台参展人员分布密度状况实时调整讲解机器人的移动路线，使其移动到人群聚集密度最高的人群聚集堆所在地理位置进行讲解，这样做的目的是使讲解机器人能够实时兼顾参展人员的变动情况，避免了现有大型展馆采用人工导览不能实时兼顾所有参展人员的不足，提高了展馆导览讲解的服务质量，进而增强了参展人员的参展体验感。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。