图书馆应用超高频RFID优势
图书馆智能盘点机器人的实现
机器人自动盘点系统，该系统基于超高频RFID技术，并利用机器人对整个图书馆藏书进行盘点、检查是否出现错架图书、是否有藏书丢失，同时能对需要上架的图书进行自动设别，并规划出上架最短路径，在需要上架的图书位置能自动停止，直到有人将需上架图书拿走，机器人再自动抵达下一个需要上架的位置。
1）核心技术
图书精准定位、多模态自主导航、基于视觉的智能避障、基于视觉的书脊信息识别。
2）主要功能
图书盘点机器人上实现了三维导航功能，它采用三维模型场景，可以实时地显示机器人所在图书馆中的位置，只要将上架的图书放置在机器人的智能书架上，它就可以自动快速地识别到图书的信息及图书所在书架的位置信息，并根据所要上架图书所在书架的位置信息自动优化出一条上架路径，当机器人到达上架点时自动停止，同时提示需要上架的图书，其过程不需要耗费人力对图书进行识别判断，降低了人工判断错误的发生概率，减少了人力劳动，减轻了图书管理员人员上架的负担。
RFID标签片上资源有限，容易遭遇攻击。为确保系统安全性，本例首先设计轻量级安全加密算法，防止标签信息篡改；然后利用手机等干扰器，识别并干扰非法阅读器，从而实现反跟踪的目标。
针对书籍盘点时的漏读现象，我们通过实验，发掘天线射频功率、盘点车移动速度与漏读率之间的对应关系，然后运用数据挖掘技术理论建模，求解出三者间的关系方程，从而指导发射功率与盘点车速度的动态调整，以此获得最大读取率。从两方面解决物理因素引起的漏读问题：使用多个阅读器天线消除不确定标签方向的影响（至少有一个天线能够以较好的角度读取标签）；动态调节阅读器天线射频功率，从而削弱甚至消除距离、多径效率以及材质的影响。
3）盘点机器人优势
a、双激光雷达，无死角覆盖
传统单激光雷达存在盲区等问题。图客搭载双激光雷达，保障360度无死角自主导航，并且可在书架间双向行走，进退自如。
b、自适应SLAM导航
机器人配备自适应导航算法，能够根据图书馆现场环境建图，适用于各类图书馆场景，无需对现有图书馆基础设施进行任何改造。这点要多说一句，图客目前采取的定位方式最适合图书馆，完全自适应地图构建和导航虽然技术先进但是不适合图书馆书架。图书馆里面的建筑风格、布局相似，书架和书架，长得基本都一样啊，机器人也很难的，它分辨不出来的。
c、高效盘点，精准定位
机器人融合RFID感知、大数据处理、人工智能等技术，采用国际先进的定位算法（拥有10余项国内、国际专利），实现高精度图书定位。图书定位精度高达98%，图书漏读率低于1%，图书盘点效率高达20,000册/小时，各项性能指标处于国际领先水平。
d、一键操作，定时盘点
采用一键式盘点操作，能够根据馆方需求，自由设置盘点区域、盘点时间等。例如，某馆晚间10点闭馆，馆员可以在下班时设置盘点开始时间为10pm。机器人会准时在闭馆后对全馆进行自动盘点。
e、超长待机，自动充电
机器人采用最高安全等级的电池，容量高达50Ah,能够保障10小时以上的不间断盘点时间。此外，图客配备自动充电功能，当电池电量过低时，图客会自主导航到充电桩进行充电。充电结束后，可继续完成上一次未完成的任务。
f、双升降盘点扫描装置
采用拥有自主知识产权的双升降盘点装置，能够对扫描装置进行毫米级升降调整，适用于不同高度、不同层高的各类书架，保障盘点性能最优。
g、OPAC无缝对接，图形化直观展示
可与现有图书管理系统OPAC实现无缝对接，通过图形化界面为读者直观展示图书的位置信息，方便读者快速查找感兴趣的书籍。
h、多模态智能感知凸出图书
集成多模态智能传感设备，能够实时检测书架上的凸出图书（图书尺寸过大或图书不规则摆放导致），保障自动盘点系统的高可靠性。
i、大数据分析，自动发送报表
基于云平台对盘点数据进行大数据分析、汇总，可提供丢失图书报表、错架图书报表、标签绑定失效图书报表等信息，并且能够通过邮件自动发送给图书管理员。
j、自主知识产权，荣获国际大奖
研发团队经历十余年研发积累，拥有完全自主知识产权。围绕图客，已有14项发明专利， 4项国际专利被授权。2015年第一代图客正式发布，成为全球首台智能图书盘点机器人，各项性能指标国际领先。荣获第46届日内瓦国际发明展最高奖项：特别金奖。
第五代智能图书盘点机器人的特性
高效导航路线：计算机视觉+双激光SLAM；高精度扫描：RFID高频&超高频完美兼容；高智能学习：人工智能+大数据处理；双升降盘点扫描装置：采用拥有自主知识产权的双升降盘点装置，能够对扫描装置进行毫米级升降调整，适用于不同高度、不同层高的各类书架，保障盘点性能最优；一键操作，定时盘点：一键式盘点操作，能够根据馆方需求，自由设置盘点区域、盘点时间等。例如，某馆晚间10点闭馆，馆员可以在下班时设置盘点开始时间为10pm。图客机器人会准时在闭馆后对全馆进行自动盘点；超长待机，自动充电：图客机器人采用最高安全等级的电池，容量高达50Ah,能够保障10小时以上的不间断盘点时间，当电池电量过低时，会自主导航到充电桩进行充电。充电结束后，可继续完成上一次未完成的任务；OPAC无缝对接，图形化直观展示：图客机器人可与现有图书管理系统OPAC实现无缝对接，通过图形化界面为读者直观展示图书的位置信息，方便读者快速查找感兴趣的书籍；多模态智能感知避让凸出图书：图客机器人集成多模态智能传感设备，能够实时检测书架上的凸出图书（图书尺寸过大或图书不规则摆放导致），保障自动盘点系统的高可靠性；大数据分析，自动发送报表：图客机器人基于云平台对盘点数据进行大数据分析、汇总，可提供丢失图书报表、错架图书报表、标签绑定失效图书报表等信息，并且能够通过邮件自动发送给图书管理员。
第三代机器人实测数据
本研究设计了两个实验，结合数据报表分析，评估机器人的实施效 果。实验一的目的是评估自动盘点机器人的盘点效率和定位准确率。具体实验方案为：随机选择两个书架，在闭馆前进行实验，确保期间书籍没有被移动。为了准确地获取这两个书架上所放置每一本图书列表，我们首先使用条码阅读器先后两次逐层、逐本扫描图书条形码，并记录其所在书架的层架编号以及在同一层架的左右排序号。获取到的图书条形码列表（共计567本图书）经核对后，将被作为实验后继步骤的基准数据。然后由两名馆员使用RFID盘点车进行定位扫描，分别记录所花费的时间。当闭馆后，机器人开始自动盘点，次日上午分别从RFID盘点车和机器人报表中导出数据，与基准数据比对计算出盘点效率和定位准确 率。实验二的目的是评估提供馆藏定位信息对读者查找图书效率的影响。具体实验方案为：邀请20位志愿者参与，实验分为两轮，每轮每位志愿者需要按照给定的清单查找50本图书。在第一轮提供的清单只包含条形码、索书号和书名，第二轮提供的清单增加了所在架位的定位信息。为了避免志愿者对图书位置的记忆影响实验结果，在两轮实验中保证同一个志愿者拿到的清单中没有重复，记录各位志愿者完成图书查找所用时间。
效果分析：机器人盘点效率分析。在实验一中，机器人盘点开始和结束的时间分别为当天的22:15和次日的08:04，共盘点图书192997册，折算为自动盘点每千册图书平均用时为183秒。馆员通过RFID盘点车为567本样本图书进行了盘点，平均用时为573 秒，折算为人工盘点每千册图书平均用时约1010 秒。机器人与人工盘点效率的对比为1010/183 ≈ 5.5。因此，机器人自动盘点效率约为人工盘点的5.5倍。机器人自动盘点效率高、无须人工干预的优势，为图书馆定期实施馆藏盘点提供了可能。机器人定位准确性分析。在实验一中，机器人可以准确将567本书中的549本定位到同层书架，定位准确率约为96.83%。而两名馆员可以分别准确将535本和542本定位到同层书架，平均定位准确率约为94.97%。因此，在同层书架的定位准确性上，熟悉盘点操作的馆员与机器人不相上下。对机器人定位到正确书架层格的549本图书，可以进一步分析其左右排序的准确性，经计算，机器人对单册图书左右排序的准确率约为 95%，基于此可在同一层书架内，较为精准的实现细粒度单册图书的左右排序。如将其应用在虚拟书架层面的可视化显示上，可为读者提供图书左右排序的虚拟导航。这一点人工盘点目前还无法实现，因此机器人自动盘点具有不可替代的优 势。
定位信息对读者找书效率影响分析：对实验二的结果进行分析发现，在提供图书定位信息后，所有志愿者的找书效率均有提升。平均达到了 32.2%，其中35%的志愿者找书效率提升超过 40%，最高达到50%。通过本实验，可以验证提供图书定位信息将显著提高读者的找书效率。
馆藏数据报表分析：以2018年12月20日的盘点数据报表为例，机器人当天共盘点637465册图书，其中，共有705册图书馆藏地错误，约占馆藏总量的0.1%；207册为借出状态的图书，约占0.03%；412册为状态异常图书，约占 0.06%。所有异常图书均标明了条形码、索书号、书名，以及当前所在的列号、排号、架号等信 息。从馆藏数据报表可以发现，常见的馆藏管理问题有：上架错误、图书流通错误和图书状态错误等。上架错误包括图书架位或馆藏地错误，为机器人盘点时根据该书索书号及图书馆集成系统中存储的原始馆藏地判断；图书流通错误包括被错误上架的已预约图书、读者已还回但操作失败的图书、通借通还中间流程错误的图书；图书状态错误指在架上出现被设定为屏蔽、剔除、丢失等状态的图书。这些问题仅通过人工盘点模式难以被发现。馆员根据馆藏数据报表可以每天对非正常状态的图书进行纠错，一方面有助于提高馆藏管理效率，形成馆藏维护的良性循环，使得馆藏在架正确率越来越高。另一方面有利于提升读者对馆藏资源的利用率和对图书馆服务的满意 度。
第五代机器人运行效果参数
工作频率：13.56MHz(高频)；860-960MHz(超高频)
图书盘点漏读率：超高频:低于3%；高频:低于5%
图书排序精度：误差士5cm
定位粒度：厘米级
图书层定位精度：高于98%
图书盘点效率：20000册/小时
电池工作时间：连续运行时间不小于10小时
运行噪音：小于35分贝(距离机器人1米处)
数据展示
宣传资料：
经过一个异常高温的夏天，图客迎来了新的大好机会，期待图客更好的服务更多的产品。
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