一种基于机器视觉的图书查询、定位系统及方法

1.一种基于机器视觉的图书查询、定位方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤：
1)用户通过图像视觉处理及控制模块输入图书信息指令，图像视觉处理及控制模块将信息指令传输到图像视觉采集模块和阵列巡航模块；
2)所述的图像视觉采集模块、阵列巡航模块进行功能自检，图像视觉处理及控制模块和声光指示模块提示自检结果；
3)所述的图像视觉采集模块、阵列巡航模块移动并采集书架行列标签图像并传输到图像视觉处理及控制模块，经图像识别判定当前所在位置，计算与指令的初始陈列位置之间的阵列距离，图像视觉处理及控制模块将所需移动的阵列距离数据传输到阵列巡航模块；
4)所述的阵列巡航模块的巡航电机根据行列距离数据步进移动，同时图像视觉采集模块实时采集书架行列标签图像及图书信息，采集的书架行列标签图像传输到图像视觉处理及控制模块进行图像识别，与巡航电机步进移动到达的位置做校准；采集的图书信息传输到图像视觉处理及控制模块进行图像识别，与指令的图书信息进行识别匹配，若未能与指令匹配则继续进入下一步骤，若与指令的图书信息匹配，则通过图像视觉处理及控制模块和声光指示模块提示已查找到用户所需的图书，并定位图书的陈列位置；
5)所述的阵列巡航模块到达指令的初始位置并与所在书架行列标签图像信息做校准，巡航电机根据最短全阵列移动路径的行列距离数据步进移动，同时图像视觉采集模块实时采集图书信息，并传输到图像视觉处理及控制模块进行图像识别，与指令的图书信息进行识别匹配，若直至全阵列路径移动完毕，仍然未与指令的图书信息匹配，则图像视觉处理及控制模块显示查无此书并传输信号至声光指示模块提示查无此书，若与指令的图书信息匹配，则图像视觉处理及控制模块显示所在的陈列位置并传输信号至声光指示模块提示、定位图书所在位置。
2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的图书查询、定位方法，其特征在于所述的用户输入的图书信息指令包括图书名称、图书商品条码、图书编码、图书颜色和初始陈列位置，图像视觉采集模块、阵列巡航模块功能自检的方法，包括以下步骤：
1)用户通过所述的图像视觉处理及控制模块输入图书信息指令，图像视觉处理及控制模块开启图像视觉采集模块和阵列巡航模块，并反馈回信号；
2)通过编写的CheckCameraHardware算法，根据相机反馈的图像信号判定相机是否工作，图像信号正常，则判定正常工作并进入下一步电机自检，若图像信号缺失，则判定相机故障并在图像视觉处理及控制模块显示器显示系统故障并传输信号至声光指示模块，以蜂鸣和指示灯提示系统故障；
3)相机图像信号正常，自检通过并进入电机自检，通过编写的CheckMotorHardware算法，根据电机反馈的电流信号判定电机是否工作，电流信号正常，则判定正常并进入下一步，若电流信号缺失或不在规定范围内，则判定电机故障并在图像视觉处理及控制模块显示器显示系统故障并传输信号至声光指示模块，以蜂鸣和指示灯提示系统故障；
4)所述图像视觉采集模块、阵列巡航模块功能自检均正常时，图像视觉处理及控制模块显示器显示功能正常，自检结束。
3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的图书查询、定位方法，其特征在于所述图像视觉采集模块、阵列巡航模块的指令初始位置包括用户确定的位置、当前位置、默认行列起点位置或默认行列终点位置，所述书架行列标签包括书架行列条形码、书架行列文字数字或书架全行列标记位点数，其到达指令初始位置方法包括以下步骤：
1)所述的图像视觉处理及控制模块通过编写的CreatBookshelfModel算法建立书架标签模板；
2)所述的图像视觉采集模块采集的图像信息传输到图像视觉处理及控制模块，通过编写的MatchBookshelfMode算法寻找书架标签，与标签模板进行匹配；
3)模板匹配成功，即找到书架标签，此时通过编写的FindBookshelfMode算法识别校准书架标签中图像信息数据；
4)对书架标签中图像信息数据进行分析，提取出行列参数，即可得出所述的图像视觉采集模块及阵列巡航模块当前所在的书架行列位置；
5)所述的图像视觉处理及控制模块计算指令初始位置行列与当前位置行列的阵列距离，当距离大于[0，0]时，图像视觉处理及控制模块传输所需移动的阵列距离数据传输到阵列巡航模块，阵列巡航模块的巡航电机根据行列距离数据步进移动，同时图像视觉采集模块实时采集书架标签图像信息并传输到控制模块，重复第2、3、4步骤，得出图像视觉采集模块及阵列巡航模块巡航过程中所在的书架行列位置，图像视觉处理及控制模块计算指令初始位置行列与当前位置行列的距离，当距离等于[0，0]时，即到达指令初始位置，巡航结束。
4.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的图书查询、定位方法，其特征在于所述图像视觉采集模块实时采集图书信息的图像识别、模板匹配方法，包括以下步骤：
1)所述的图像视觉采集模块采集图书的图像信息传输到图像视觉处理及控制模块，通过编写的AcquireImages算法获取视觉采集模块的实时图像；2)通过编写的Segmentlmages算法和BlobAnalysis算法对实时获取的图书图像信息进行特征提取、滤波降噪、灰度阈值分割实现图像增强、边缘检测及图像分割，识别出每一本书的轮廓；
3)通过编写的RegionOfInterest算法对每一个轮廓进行灰度值化、特征提取锁定图书信息的识别区域，设置图书名称为默认必须识别的ROI区域；
4)通过编写的TrainOCR-ReadSymbol算法对图书信息识别区域的图书名称进行光学字符识别，同时通过编写的FindNumOCR算法进行光学字符识别信息区域的图书编号，通过编写的FindBarCode-DataCode算法进行特征提取识别信息区域的条码及二维码，通过编写的ClassifyColorsChannels算法进行彩色空间通道分解识别信息区域的图书颜色；
5)对识别读取出来的名称、编号、条码、颜色与指令给出的信息进行匹配，其中图书名称设定为默认关键匹配，其他为可选匹配，当图书名称与指令信息匹配时，或图书名称和其他信息两两及以上与指令信息匹配时，图像视觉识别结束，当到达巡航阵列末端仍未有匹配时，图像视觉识别结束。

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