[发明专利]基于视觉、重力传感、RFID融合的智能图书柜及其工作方法

说明书

本发明提出一种基于视觉、重力传感、RFID融合的智能图书柜及其工作方法，智能图书柜本体，设置在智能图书柜本体内部的多个视觉采集单元、多个重力传感单元和RFID识别单元，以及本地中央控制单元；所述智能图书柜本体内部从上至下包括多个层架；所述视觉采集单元安装在层架构成的格体的侧部，并对准图书放置区；所述重力传感单元内嵌于层架上；所述RFID识别单元的天线分别安装在层架构成的格体的顶部；所述视觉采集单元、重力传感单元和RFID识别单元分别连接本地中央控制单元。在不改变原有视觉识别技术的前提下，通过融合重力及超高频RFID感知技术提升智能图书柜盘点图书的识别准确率。

技术领域

本发明属于物联网、智能图书馆领域，尤其涉及一种基于视觉、重力传感、RFID融合的智能图书柜及其工作方法。

背景技术

智能图书柜，又可以称之为共享书柜，智能借阅柜，智能扫码图书柜，自助预约书柜等等。随着AI人工智能，物联网的普及发展，实体书柜也在各地发展开来。我们在身边越来越多地看到了它的身影。

智能图书柜就是依托移动物联网的技术，实现24小时自助借还书，用户在线预约书籍，打造家门口的图书馆，让健康阅读触手可及。

现有技术当中主要采用一下技术对智能图书柜进行管理：

（1）基于UHF RFID射频识别技术的智能图书柜

基于UHF RFID射频识别技术的智能图书柜是UHF RFID射频识别技术应用于封闭式柜体之内。智能柜可以实现开门自取，即拿即走，UHF RFID天线分布于柜内上下方或每个各层上方，又或者直接每个隔层使用UHF RFID天线代替，每个物品上贴一个UHF RFID电子标签，实现自动实时读取柜内物品数量以及属性。

但是，采用RFID识别时，由于柜体外壳通常是金属材质的，RFID天线发出电磁波传输过程中受外壳反射产生叠加，受电磁屏蔽的原因，容易发生漏检的情况。加之，RFID标签尺寸较小且对贴附物材料敏感，种种原因导致能量接收效率较低；而且柜体内部空间尺寸有限，标签之间容易产生堆叠，进一步劣化识别效率，导致漏检率提高。

（2）基于视觉技术的智能图书柜

对于用户而言，基于视觉技术的智能零售柜与基于UHF RFID技术的智能零售柜购买操作流程一致，然而系统内部采用的技术截然不同，取而代之的是视觉AI的识别技术。

具体实现流程如下：在用户身份信息验证通过后，即打开智能图书柜的柜门，通过采集用户购物的视频图像，并从所述视频图像中识别所述用户的动作姿态、识别所述用户的动作对应的图像，自行操作用户的虚拟购物车，也省去了用户自行添加或删除图书的过程。此外，在智能零售柜的柜门关闭后，通过发送包括所述购物车信息生成的购物清单的支付指令至远程决策中心单元，远程决策中心单元在接收到所述结算请求时，发送支付指令至第三方结算中心以完成扣款并自动生成电子购物账单。

该项技术的缺陷在于，用户在借阅时，识别系统的计算速度明显较慢，甚至有出错的可能；要提高计算效率需要增加硬件加速单元，系统造价成本大幅增加。同时，此技术对图书的大小、摆放、高度以及光照等环境条件均有较严格的限制，支持图书的品类也受限。

（3）基于重力传感技术的智能柜

重力传感技术，通过重力传感器感应层架上的重量变化，以此来检测图书被取走或放回的行为。因该技术对于传感器灵敏度的高要求，使得设备需要频繁地校准维护；在面对重量相近的物品（比如图书）时，无法做到精准识别。因此，单纯依赖重力技术的智能柜应用受限，已经逐渐淡出市场。

发明内容