多源信息融合的物聯(lián)網(wǎng)圖書館機器人機械手定位研究(編輯修改稿)
2025-07-19 14:44 本頁面
【文章內容簡介】 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(wǎng)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。（3） 圖書入庫圖書管理信息系統(tǒng)通知書架確定空閑位置給待入庫圖書，引導機器人將圖書放到指定位置。2 機械手的模糊定位視覺識別系統(tǒng)是圖書館機器人的重要子系統(tǒng)，其性能的優(yōu)劣直接關系到機器人機械手臂抓取圖書的準確性和效率。以自助借書為例，本系統(tǒng)實現(xiàn)圖書視覺識別的方法是：當機器人被引導進入到目標書架所在區(qū)域后，機械手臂上的讀寫器受控發(fā)出微波查詢信號，目標圖書上的電子標簽收到讀寫器的查詢信號后，將此信號與標簽中的數(shù)據(jù)信息合成后反射回機械手臂讀寫器。反射回的微波合成信號攜帶有目標圖書電子標簽數(shù)據(jù)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(jù)分離出的數(shù)據(jù)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。對書架中目標圖書上的一點B，設：（XwB，YwB，ZwB，1）T 為B在世界坐標系中的齊次坐標；（XcB，YcB，ZcB，1）T 為B在攝像機坐標系中的齊次坐標；（xB，yB）為B在成像平面坐標系中的坐標；（uB，vB）為B在圖像坐標系中的坐標。各坐標系間的關系如圖4所示：成像平面坐標系uYCZw目標圖書O0智能書架攝像機坐標系. B(XwB，YwB，ZwB)焦距fxXCO1B(xB，yB)B(XcB，YcB，ZcB)YwOwyOXw世界坐標系圖像坐標系vZC圖4 目標圖書模糊定位時坐標系關系“模糊位置空間”的含義是：根據(jù)讀取的世界坐標系中“書架層號”和“書架總層數(shù)”信息，機械手可被引導到達Zw向的確定位置；根據(jù)讀取的世界坐標系中“書架層內絕對位置號”和“層內書總數(shù)”，機械手并不能被引導到達確定的Xw向位置，這是由于每本書的厚度是一個隨機變量，無法準確計算出目標圖書的位置，因此本文提出一種模糊計算方法，設：P = 書架層內絕對位置號層內書總數(shù)根據(jù)讀取到的射頻信息計算出P，即大致計算出一個Xw向世界坐標，此坐標反映了目標圖書所在的位置區(qū)間，是一個固定數(shù)值。存在如下映射關系： （XcB，YcB，ZcB，1）T = Rt0T1（XwB，YwB，ZwB，1）T （式1）式1中，R為33正交單位矩陣；t為三維平移列矢量；0 = （0，0，0）T?！澳：恢每臻g”即為（XwB，YwB，ZwB）T。圖像坐標系和世界坐標系之間的關系為： ZcBuBvB1 = αusu00αvv0001RtXwBYwBZwB1 = KRtXwBYwBZwB1 = PXwBYwBZwB1 （式2）式2中，f為攝像機的焦距，αu= f/dx， αv= f/dy，s = s39。f，s39。為攝像機成像平面坐標軸相互不能正交引出的傾斜因子。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。 若已知攝像機的內外部參數(shù)，就已知P。對
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