[发明专利]一种应用于图书馆的图书馆服务机器人

摘要

本发明属于机器人技术领域，公开了一种应用于图书馆的图书馆服务机器人，所述应用于图书馆的图书馆服务机器人包括：电源供电模块、驱动加载模块、摄像模块、单片机控制模块、RFID通信模块、机械肢体模块、图书导航模、数据存储模块、语音控制模块、显示模块。本发明通过图书导航模块可以获取图书位置的地图信息，可以直接根据导航地图到达图书位置，省去查找步骤，更加快捷方便；同时通过机械肢体模块可以通过机械臂对图书进行拿取和整理、攀爬书架等整理图书的动作，大大提高图书管理效率，节省人力。

主权项

1.一种应用于图书馆的图书馆服务机器人，其特征在于，所述应用于图书馆的图书馆服务机器人包括：电源供电模块、驱动加载模块、摄像模块、单片机控制模块、RFID通信模块、机械肢体模块、图书导航模、数据存储模块、语音控制模块、显示模块；电源供电模块，与单片机控制模块连接，用于对各个电器元件供电；驱动加载模块，与单片机控制模块连接，用于加载机械底层驱动程序；单片机控制模块，与电源供电模块、驱动加载模块、摄像模块、RFID通信模块、机械肢体模块、图书导航模、数据存储模块、语音控制模块、显示模块连接，用于控制调度各个模块正常工作；所述单片机控制模块构建相关度和冗余度作为目标适应度函数包括：利用相关度和冗余度的概念定义一组最小化的目标函数，用以评价雷达辐射源信号特征子集的质量；其中相关度倾向保留所有与数据结构关联紧密的特征，而冗余度则会排除与已选特征相关度高的特征；二者作为膜微粒群算法的适应度函数；相关度目标采用熵度量指标，定义如下：其中，N是雷达信号数据样本的个数；a是权重系数，Dij是样本i和样本j在x所表示的特征子集下的欧式距离；Da表示所有样本在全空间下欧式距离的平均值，Sij的取值必须归一化到[0，1]；当选择的特征子集合理时，样本i和样本j若属于同类，则Sij的取值很小，反之越大；从而f1(x)选取最小值；冗余度目标则利用相关系数，当相关系数绝对值越小，特征子集所包含的冗余越小；目标函数定义如下：其中，nx表示雷达信号特征子集的个数；d是总的特征个数；xj和xk分别表示x中第j个和第k个元素的取值；bij表示第i个样本在第j个特征上的取值，baj表示所有样本在第j个特征上的均值；因此，在特征子集规模确定时，冗余度小的特征子集对应的目标函数f2(x)越小；RFID通信模块，与单片机控制模块连接，用于通过图书RFID标签获取图书信息；机械肢体模块，与单片机控制模块连接，用于仿人体的机械手足，能够在单片机控制模块的控制下完成对图书的拿取和整理、攀爬书架等整理图书的动作；图书导航模，与单片机控制模块连接，用于获取图书位置的地图信息，并根据导航地图到达图书位置；数据存储模块，与单片机控制模块连接，用于存储图书信息数据及驱动程序数据；语音控制模块，与单片机控制模块连接，用于识别语音语言并作出反应的人机交流系统，能够通过语音询问并确认借阅者的身份和需求信息；所述语音控制模块的音频信号自动检测系统进行检测的方法按照以下步骤进行：步骤1：输入模拟音频信号或AES/EBU标准数字音频信号至继电器；步骤2：当音频信号检测设备不开机时，继电器断开，输入接口直接接到输出接口，继电器将原模拟音频信号或AES/EBU标准数字音频信号输出，此时音频信号检测设备的工作状态不影响整个广播电台播出系统工作；当音频信号检测设备开机时，继电器连通，模拟音频信号进入高阻抗电阻网络；AES/EBU标准数字音频信号直接进入运算放大器；步骤3：高阻抗电阻网络相对阻值高，分取极少部分模拟音频信号功率进入下一级运算放大器，绝大部分模拟音频信号功率送回到继电器，通过继电器输出；步骤4：运算放大器对输入的信号放大，将放大后的信号输入给主控单片机进行检测；步骤5：主控单片机将放大后的信号生成信号强度编码数据，编码规格为10bit，2字节，共1024种状态，分别代表不同的信号电平，分析信号电平即可根据电平大小和持续时间来判定音频信号是否正常；步骤6：RS232接口模块接入主控单片机数据口，用于人工配置该音频信号检测设备的IP地址；步骤7：主控单片机将编码数据和配置好的IP地址发送至网络模块，网络模块将编码数据并加上每一路的地址标号，然后包装成标准IP协议数据通过网线发送给路由器，路由器将IP协议数据发送给主机，主机对数据进行处理；显示模块，与单片机控制模块连接，用于显示图书信息及图书位置信息。