多源信息融合的物聯(lián)網圖書館機器人機械手定位研究-wenkub
2023-07-07 14:44:17 本頁面
【正文】 機械手的設計與控制軟件編制法，但未涉及到機器視覺[1]。提出了一種圖書館機器人機械手模糊定位、分區(qū)定位、精確定位逐步組合的 “三步定位法”，將復雜的圖書抓取定位問題轉化為目標圖書上某點世界坐標的求解問題。實驗結果表明，該方法可使機械手實現(xiàn)精確定位及圖書準確抓取。同年，新加坡的Kho Hao Yuan等人研究了基于RFID技術的無人圖書館系統(tǒng)[2]。以機器人為核心，它在無人圖書館中與其他對象（讀者、館員、書架）協(xié)同工作，共同完成圖書管理工作，協(xié)同工作示意圖如圖1所示：館員讀者新書入庫舊書剔除自助借還圖書館機器人圖書清點和整理書架圖1 圖書館機器人協(xié)同工作示意圖系統(tǒng)中的機器人是一種輪式移動機器人，機器人主體是一個自動引導車(Automatic Guided Vehicle,AGV)，車上安裝有機械手臂，機械手臂前端裝有攝像頭和RFID讀寫器。 “書架層內區(qū)間相對位置號”是為與視覺識別相結合特意設置的。信息流如圖3所示：① 引導圖書管理信息系統(tǒng)機器人用RFID識別書待還書書架還書結果② 機器人搬運書③ 運用視覺完成圖書上架圖3 自助還書流程機器人靠自身安裝的RFID讀寫設備讀取待還書的RFID標簽內容，將此信息通過無線網絡傳送給書架，書架引導機器人進入待還書應歸入的區(qū)域，機器人完成書的搬運并利用視覺系統(tǒng)完成書的上架。反射回的微波合成信號攜帶有目標圖書電子標簽數(shù)據信息，即目標圖書所在的書庫號、書架號、書架層號、書架層內絕對位置號及書架層內區(qū)間相對位置號，這些信息被讀寫器內部的微處理器處理后分離讀取出來，機械手控制程序根據分離出的數(shù)據計算出目標圖書所在的“模糊位置空間”，引導機械手移動到相應的位置?！澳：恢每臻g”即為（XwB，YwB，ZwB）T。Rt完全由攝像機相對于世界坐標系的方位決定，為攝像機外部參數(shù)矩陣； K只與攝像機內部結構有關，為攝像機內部參數(shù)矩陣； P為投影矩陣，即從世界坐標系到圖像坐標系的轉換矩陣。3 機械手的分區(qū)定位通過模糊定位中的坐標映射，機械手可移動到一個相對準確的目標位置，但要想實現(xiàn)精確抓取還需進一步確定橫向世界坐標XwB的精確值。需要說明的是步驟2中i的確定法，舉例如下：設某層內圖書總數(shù)為30本，目標圖書在本層內的位置序號為5，則P = 5/30 = 1/6；又假設此時攝像機至少要分4次才可無重復的完整拍攝到整層書架上的書脊圖像，即N = 4，則i = 1，i/N = 1/4，這意味著應將機械手移動到書架橫向尺寸的第一個1/4處。通過圖像處理可檢測出當前區(qū)間中每本書的書脊線段，設目標圖書所在位置之前檢測出的書脊線段共有M根，則意味著有（M1）本書，這些書的厚度之和（攝像機坐標系中）可計算出來，該值就是橫向攝像機坐標XcB。實驗效果表明，該方法是有效的。這種方法需要為每一本書都配備一個圖書存儲盒，所花費的代價比較大。30(1)[5] 張立勛，沈錦華，路敦民，楊勇 ，AVR單片機實現(xiàn)的直流電機PWM調速控制器[J]，機械與電子，2004,(4)[6] 孫俊，蔣昕怡，韓杰，曹飛龍，圖書館機器人行走控制系統(tǒng)設計[J]，中國電力教育，2009,(15)[7] 楊露青，余華主編，多源信息融合理論與應用[M]，北京郵電大學出版社，2006年2月項目支持：北京市“模式識別與智能機器人系統(tǒng)學術創(chuàng)新團隊”項目（編號：PHR201107149）作者簡介：第一作者:杜明芳，女，北京聯(lián)合大學自動化學院講
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