一种智能书柜系统及其控制方法与流程

本发明涉及书柜智能化，更具体地说它涉及一种智能书柜系统及其控制方法。

背景技术：

1、智能书柜是一种能自助借还书的迷你图书馆‌，它打破了传统图书馆的时间和空间限制，让用户可以通过扫码借书和还书。目前，现有的书柜设置有电子锁，该电子锁与控制装置内的控制器连接，控制器鉴权通过后，可根据人机交互单元输入的借书信息控制对应柜格内的电子锁打开，借阅者即可取走图书或者归还图书，控制器则根据图书上携带的标签信息来识别用户借阅和归还的图书信息。

2、然而，现有的书柜虽然能够通过标签信号识别是否归还，但难以判断图书的物理摆放位置或者姿态是否正确，导致后续用户借阅时不方便查找对应的图书，同时不便于后续管理人员进行盘点。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种智能书柜系统及其控制方法，以针对上述技术中存在技术问题。

2、本发明为实现上述目的，采用了以下技术方案：

3、本发明提供了一种智能书柜系统，包括柜体、柜门、设置于所述柜体上的多个书格、设置于柜门处的电子锁，以及控制装置，所述控制装置包括控制器和与所述控制器连接的人机交互单元，所述控制器用于在鉴权通过后根据所述人机交互单元输入的借还书信息控制柜门处的电子锁打开；其中，还包括：

4、多源感知模块，设置于各书格内，多源感知模块包括视觉采集单元和射频识别单元，所述视觉采集单元用于采集书格内图书的图像信息，所述射频识别单元用于读取图书上携带的识别标签的标签信息；

5、姿态检测模块，与所述感知模块及所述控制器连接，用于根据所述标签信息从预设库中匹配确认图书身份，并依据所述图像信息提取图书的姿态特征，将提取的姿态特征与预设库中图书对应的预设姿态信息进行比对，根据比对结果确认图书是否存在摆放异常；

6、提示模块，与所述控制器连接，用于在所述姿态检测模块判断图书摆放异常时，输出提示信息。

7、进一步地，所述姿态检测模块根据所述标签信息从所述预设库中匹配确认图书身份，并依据所述图像信息提取图书的姿态特征，将提取的姿态特征与所述预设库中图书对应的预设姿态信息进行比对，根据比对结果确认图书是否存在摆放异常，包括：

8、所述姿态检测模块获取所述射频识别单元读取的标签信息，从所述标签信息中提取图书唯一标识，以所述图书唯一标识为索引在所述预设库中检索并确认图书的身份；图书的身份确认后，从预设库中读取图书对应的预设姿态信息，所述预设姿态信息包括预设文字方向信息和预设倾斜角度范围；

9、所述姿态检测模块对所述视觉采集单元采集的图像进行光学字符识别处理以提取图像中的书脊文字信息；

10、若未提取到书脊文字信息，则判断存在图书摆放异常；

11、若从所述图像中成功提取到书脊文字信息，则对提取到的书脊文字信息进行文字方向检测，提取文字方向特征，并计算所述文字方向特征与所述预设文字方向信息之间的方向偏移角度；

12、若所述方向偏移角度处于第一预设角度范围内，则判定图书摆放姿态正常；

13、若所述方向偏移角度处于第二预设角度范围内，则判定图书存在倾斜异常；

14、若所述方向偏移角度处于第三预设角度范围内，则判定图书存在倒放异常。

15、进一步地，所述姿态检测模块还用于判断图书是否存在错架异常，具体为：

16、所述姿态检测模块根据所述标签信息从所述预设库中匹配确认图书身份后，从所述预设库中读取图书对应的预设位置信息，所述预设位置信息包括书格对应的正确书格编号及在书格内的正确排列位置；

17、所述姿态检测模块根据所述射频识别单元的射频信号强度或根据所述视觉采集单元采集的图像中书脊在书格内的相对位置，提取图书的当前位置信息；

18、将所述当前位置信息与所述预设位置信息进行比对，当所述当前位置信息与所述预设位置信息不匹配时，判定图书存在错架异常。

19、进一步地，所述姿态检测模块还用于计算各书格的摆放混乱度，具体为：

20、所述姿态检测模块获取同一书格内各图书的姿态检测结果，所述姿态检测结果包括各图书的文字方向偏移角度和书脊边缘倾斜角度；

21、分别统计书格内各图书的文字方向偏移角度偏离预设文字方向的第一偏离值，以及各图书的书脊边缘倾斜角度偏离预设竖直方向的第二偏离值；

22、根据所述第一偏离值和所述第二偏离值计算书格的摆放混乱度指数；

23、当所述摆放混乱度指数超过预设混乱度阈值时，判定书格存在摆放秩序异常，并通过所述提示模块输出提示信息。

24、进一步地，所述提示模块包括设置于各书格处的指示灯；

25、所述提示信息包括以下至少一种：显示屏上显示的文字提示信息、显示屏上显示的图示提示信息、所述指示灯以闪烁方式或变换颜色方式呈现的灯光提示信息。

26、所述视觉采集单元包括至少一个摄像头，所述摄像头设置于书格的顶部、底部或侧部，采集角度至少覆盖书格内图书的书脊侧。

27、进一步地，还包括：

28、秩序管理模块，与所述多源感知模块及所述控制器连接，用于在用户归还图书时，获取归还图书所在书格的当前图书摆放状态，判断所述当前图书摆放状态是否满足预设的秩序规则，并在不满足时通过所述提示模块输出实时提醒信息；

29、所述预设的秩序规则包括：书格内各图书的排列方向一致、书格内各图书的书脊对齐于同一平面、书格内各图书按预设顺序排列。

30、进一步地，所述秩序管理模块还用于：

31、在用户归还图书后，记录归还图书的书格位置及归还时间，生成归还记录；

32、在预设时间周期内，统计各书格的归还记录及姿态检测结果，生成秩序异常统计报告，并通过所述提示模块输出。

33、进一步地，所述射频识别单元包括沿书格宽度方向间隔设置的至少两个射频识别天线，各天线分别用于读取同一识别标签的信号强度值；所述姿态检测模块通过比较所述至少两个天线读取到的信号强度值的差异，辅助确认图书在书格内的位置。

34、基于上述的智能书柜系统，本发明还提供了一种智能书柜系统的控制方法，包括以下步骤：

35、s1：在鉴权通过后，根据所述人机交互单元输入的借还书信息控制柜门处的电子锁打开；

36、s2：在图书归还至书格后，通过设置于书格内的多源感知模块采集归还图书的感知信息，所述感知信息包括书格内图书的图像信息以及图书上携带的识别标签的标签信息；

37、s3：根据所述标签信息从预设库中匹配确认图书身份，并依据所述图像信息提取图书的姿态特征；

38、s4：将提取的姿态特征与所述预设库中图书对应的预设姿态信息进行比对，根据比对结果确认图书是否存在摆放异常，所述摆放异常至少包括书脊朝内反向摆放、倒放和倾斜；

39、s5：当确认图书摆放异常时，通过提示模块输出提示信息。

40、综上所述，本发明具有以下有益效果：

41、本发明提供的一种智能书柜系统，其通过射频识别单元读取标签信息确认图书身份，并利用视觉采集单元采集书脊图像提取姿态特征来判断图书归还时是否存在摆放异常，并在确认存在摆放异常时由提示模块即时输出提示信息，利用射频识别与视觉识别的互补特性，在图书归还环节即可实时检测书脊朝内反向摆放、倒放及倾斜等多种姿态异常并及时反馈纠正，减少了书柜内图书摆放混乱的累积，降低了管理人员后续盘点整理的工作量。