[发明专利]基于OpenCV的面部识别图书自动分选上架机器人系统

说明书

本发明公开了一种基于OpenCV的面部识别图书自动分选上架机器人系统。本发明是将图书的借阅、归还、盘点、分类、上下架等工作集一身的图书馆图书自动分选上架机器人。在读者对图书进行借阅或归还上引进了基于OpenCV的面部识别技术。OpenCV的全称是Open Source Computer Vision Library开源计算机视觉库。OpenCV可以很容易的去处理图像的图像输出输入、内存分配及转换、矩阵运算、线性运算、对多种动态数据结构的支持、基本的图像处理工作、结构分析算法、摄像头定标算法、目标物体的运动分析、可视化及图像的标注等。

技术领域

本发明属于新型的图书馆服务型机器人，具体涉及一种基于OpenCV的面部识别图书自动分选上架机器人系统。该图书自动分选上架机器人是将面部识别技术应用到地方或高校图书馆，并能够完成图书借阅、归还、盘点、分类、上下架等一系列工作。

背景技术

随着社会的迅速发展和人们对美好生活的需要，在学习和工作之余，图书馆便成为读者在休息日弥补自身不足和获取各方面知识的重要场所。原本读者们的阅读时间就不充足，传统图书馆在图书借阅、归还上很多还是人为方式进行的，因此读者在图书借阅和归还方面会浪费大量宝贵的阅读时间。

针对这一问题我们将面部识别技术引入到图书馆图书自动分选上架机器人进行图书的借阅和归还，很大程度提高了图书馆图书借阅和归还的效率。为避免归还图书滞留，影响读者的借阅，我们设计图书馆图书自动分选上架机器人还能够完成对图书错放、搬运、分类、盘点和上下架等工作，减少人力消耗，提高工作效率。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于OpenCV的面部识别图书自动分选上架机器人系统。

技术方案：一种基于OpenCV的面部识别图书自动分选上架机器人系统，包括滑动装置，上位机采用树莓派，分书装置，夹书装置、移动本体驱动装置和储书柜；

所述的滑动装置分别安装在储书柜两侧，每个滑动装置都是由一组85H2P11860A4步进电机，弹性联轴器，轴承，滚珠丝杆，滑块和导轨组成；通过步进电机的正反转控制滑块的上下移动；

所述的分书装置和夹书装置分别安装在滑块上，包括机械臂，机械爪和深度摄像头各一个；所述的机械臂各关节之间各有两个伺服电机控制机械臂与机械臂之间转动，每个机械臂都有六个伺服电机；

由两片钢片组成的机械爪18安装在三关节机械臂16前端，机械爪18呈勾状，闭合时有25°，尖角便于插入图书之间的缝隙，可插入缝隙为0.8mm，钢片材料为热处理的45#钢；

所述的机械爪19与机械爪18结构不同，直接由两片钢板组成，主要用于取书、夹书工作，并将图书放置到由机械爪18打开的空间内；

所述的深度摄像头能够对书架上的图书进行3D建模来获取图书的三维信息，提高对索书号识别速度和精度，使图书上架更加准确；

所述的移动本体驱动装置由超声波避障模块、两个驱动轮，两个万向轮组成；所述的两个驱动轮和两个万向轮分别控制整个机器人在图书馆中保持直线和转向运动；超声波避障模块和安装在移动本体驱动装置底部的二维码识别模块读取地面二维码的信息，确定机器人实时位置，实现自主导航；

所述的储书柜分为四层，第一层备用，后三层放置归还的图书，由于不能对图书馆书架放置的图书方式进行大规模改变，每一层我们都设置足够的空间去放置每一本书，图书与图书之间有足够的空间让机械爪在获取上架图书的信息后，能够直接对图书进行抓取，避免机械爪再去分书这一步骤。