一、项目简介:
智能取书机器人是针对传统图书馆的智能化改造而设计,意在实现对书籍的识别、抓取、运送等功能来方便用户借书。该项目通过对图像处理、激光雷达定位、机械臂结构等深入学习和研究来实现。该项目是在市场已有机器人的基础上,新增自动拿取书籍的功能,可根据用户提供的书籍信息自主为用户拿取书籍并送至用户手中。用于解决用户在借书过程中遇到图书难找的问题,实现对图书馆的智能化管理。
二、结构部分:
(1)整体框架:整体框架不仅起着支撑整个机器人的作用,而且为机器人的各个组成模块提供了安置空间,同时还影响着后期机器人的外观设计。


(2)移动装置:用于控制机器人在书架和人群之间移动,通常采用轮子、履带、步态等移动方式,而取书机器人我们采用传统的轮子进行移动。
(3)机械手装置:用于拿取书架上的书籍并放到机器人的存书区,在市面上有多种的夹取方式,如气动夹子、机械夹子等。我们采用的便是机械夹子,为了满足机器人防人拿取的需求,我们对传统的夹子进行改装在设计,使之取书更加的高效便捷。


(4)书籍识别:我们通过OpenCV+zbar的方式进行识别,运用摄像头来提取书籍上的二维码,即通过摄像头采集待处理的图像,对采集的图像进行预处理后进行图像识别,识别二维码中所代表的书籍信息,便于机械臂对指定书籍进行抓取。


(5)控制系统与电子模块:控制系统主要用于控制整个取书机器人的操作和运行,上位机我们选用了树莓派3B,下位机则是通过STM32单片机来实现的。STM32是一种基于ARM Cortex-M处理器架构的一种32位微控制器,常被用于工业控制、智能家居、物联网等领域的控制系统中。它通过提供多种外设和通信接口,为控制系统提供了丰富的功能,并可以快速适应不同场景的需求,使用过程的灵活性大大提高。电子模块:主要是ASR01智能语音识别模块,还有稳压模块、步进电机驱动模块、电机驱动模块等多种模块。
(6)自动驾驶系统:在机器人前往指定位置时,通过激光雷达来扫描周围的环境,并且与之前的获得的图书馆的二维模型进行对比,将对比的信息传递给决策模块,使机器人能够自主决策,选择最优路线进行自动驾驶。
(7)电源和动力装置:为机器人提供动力,采用电池供电方式,使机器人在运动过程中更加的便捷。