智能机器人技术探究-图书馆智慧化服务模式探究

（一）定位识别技术

图书馆应用的定位系统主要分为条形码结合磁条定位系统和射频识别定位系统。条形码结合磁条技术可操作性较强、成本低、可使用寿命较长，因此，国内外大部分图书馆都采用这种定位识别技术。但是，一方面由于条码必须由图书馆馆员手动在图书书脊内植入磁条，劳动强度大，不适合机器人操作；另一方面，条码信息能够涵盖的信息有限，不满足图书馆机器人对于大量信息精准定位的要求，所以，对于图书馆智能机器人的应用不适合条形码结合磁条这种系统。

图书馆的RFID图书盘点系统是由RFID读写器对图书馆书架上的图书标签进行数据读取，然后将读取到的书架信息和图书信息存入数据库，图书馆的前端相关部门根据系统里面的数据，进行匹配并且展示在架图书数量和图书信息。

（二）自主导航系统

自主导航系统主要通过内置的传感器确定车辆的位置和行驶方向，然后利用数学方法确定行车路径，并且能够将该行车路径与内存电子地图上的道路信息进行比较，最终确定车辆在地图中的位置以及获得到达目的地的方向和距离等信息，这些信息在显示器上显示出来，从而起到导航的功能。自主导航系统除了配备上述无引导导航装置外，还配备有距离和方位传感器。

目前能够实现机器人自主导航的方法较多，比如电磁导引、光学导引、激光导引、机器视觉导引等。图书馆使用的室内导航系统主要是地图模型导航和人工路标导航。

人工路标导航是首先设定机器人的行走路线，再利用传感器识别技术对路标进行识别，从而确定机器人行走的路线。机器人能够识别出图书馆地面预设的导航线或者路标，并且按照路标行走，实现自主导航。国外很多图书馆的图书搬运机器人采用人工路标这种方式进行导航，比如日本大阪市立大学图书馆的图书搬运机器人。但是，这种导航方式也存在一定弊端，如果光线比较暗或者机器人移动速度较快将会影响导航精度，这种方式受环境因素影响较大。

（三）语音识别技术

随着计算机技术的不断发展，语音识别技术更加成熟，计算机能够快速识别出用户的语音输入，记录下用户语音包含的信息，然后根据用户的语音信息执行相应的命令。语音识别技术的基本原理是将输入的语音，通过处理后，和语音模型库进行比较，从而得到识别出的结果。(www.xing528.com)

整个语音识别原理包含6个部分，其中，语音采集设备包含话筒、电话等可以将语音输入的设备；数字化预处理具体包含模拟信号转换成数字信号（A/D转换）、过滤和预处理等过程；参数分析是指提取语音的特征参数，然后再利用在这些参数与标准模拟库中的参数进行比较，进一步产生语音识别的结果。模拟库是提高语音识别效果的关键因素，模拟库的准确性和完整性决定了最终结果是否有效；语音识别是指将识别出结果输出到应用程序中。

语音采集后会进行语音信号的数字化处理工作，即预处理。系统采用话筒等语音设备将信号输入给计算机后，声卡会以一定的频率进行数据采样工作，然后进行A/D转换，最后将转换后的原始数据储存。但是，由于每个人的发声不同，语音从嘴唇发出将有6分贝的衰减，这种现象不利于语音提取，所以必须对语音做一个预处理，即语音的高频补偿，使信号始终保持在低频到高频的整个频带中，便于进行频谱分析或者声道的参数分析。

参数分析，即特征参数的选取和提取。特征提取是指从各语言帧中提取对语音识别有用的信息。在机器人语言命令中，用线性预测倒谱系数LPCC来表征短时语音信号可以得到很好的效果。

对语音进行训练并建立标准特征模板库，在识别过程中与模板库的匹配就是对模板库进行提取和比较，一般常用欧式距离测度来进行模板匹配，也就是失真测度。经过对比后，参考模板与测试模板的帧数变成一样，最后判决得出识别结果。

（四）人机交互

智慧图书馆建设中要处理好人机交互发展的关系。智能机器人研究的目的是机器人能够像人类一样智能化工作，为人类服务，对指令和任务及时做出反馈，实现人机交互。人机交互技术是指通过计算机的输入和输出设备，实现人和计算机对话的技术，人机交互技术是计算机技术中的重要内容之一。人和机器之前的相互关系是指，机器通过输出设备或者显示设备给人提供大量的信息或者请示，人通过输入设备将有关信息、问题、请示等输入给机器。人机交互技术的目的是通过全面了解用户的需求，并且了解用户在使用产品过程中的心理和行为，运用到产品中，从而改变人们生活的模式，变得更加方便快捷。

目前，人机交互技术可以实现语音合成与识别、图像识别、翻译等。人机交互技术的应用范围广泛，并且完全深入到人们生活方方面面，打电话、坐地铁等都运用到人机交互技术。良好的人机交互设计能够给人们的生活带来方便，不好的人机交互设计反而会影响到人们的正常生活，因此，人机交互技术的应用还需要有深入的调查研究，方能实现真正的便民。