CN114559761B - 智能立体书库的图书翻页设备及翻页识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能立体书库的图书翻页设备及翻页识别方法，设备包括；第一驱动组件、翻页板、第二驱动组件、翻页臂和翻页吸嘴；第一驱动组件带动翻页板转动，使翻页臂移动到书本上方，第二驱动组件带动翻页臂旋转使翻页吸嘴与书本平行，通过翻页吸嘴将书本页面吸起，第一驱动组件带动翻转板转动，使第二驱动组件做圆弧状转动，将吸附的页面相对于书本翻开；方法包括：抓取封面上的特征信息；将书本逐页翻开，对每一页书本进行拍照处理，抓取每一页与封面对应的特征信息和扉页特有信息；将抓取的每一页特征信息与封面的特征信息做比对，判断是否为扉页。本发明能够实现书本的自动翻页，并且在翻页的过程中通过视觉识别方法，检测是否为扉页。

Description

智能立体书库的图书翻页设备及翻页识别方法

技术领域

本发明涉及图书管理设备及方法技术领域，尤其是指智能立体书库的图书翻页设备及翻页识别方法。

背景技术

图书采编工作，是指图书馆的采编员根据图书馆的性质和任务，对图书资料进行采编，并按照采编目条例对图书做好分类和著录的工作，在传统的图书采编工作中，需要采编员根据图书的属性对其进行人工分类，即由采编员根据图书的标题名称得到其属性，然后对其进行分类，这种方法虽然可以实现图书的采编，但是需要大量的人力成本，并且工作效率较低；同时由于图书馆的图书量通常都非常大，且外借及归还图书的过程也非常繁琐，并且容易出错，为了更加方便、高效的管理图书，因此在图书采编过程中，需要在图书的页内或封面上印上馆藏码、RF I D标签或盖章等方便管理图书的标识，因此又进一步地增加图书采编过程中的工作量。

随着自动化的发展，希望采用自动化设备实现图书管理，通过自动化机械设备完成整理书本、收集书本信息、粘贴书本信息、书本分类等工作；其中，通过自动化设备对图书进行管理时有一个重要的步骤，就是需要在图书的扉页盖章、贴RF I D标签，为了完成这一步骤，需要克服两大技术难点：

1、如何实现对书本的自动翻页，并且能够保持翻页状态一定的时间，方便翻页后的识别、盖章、贴标签的动作；

2、如何识别翻开的页面为扉页；

针对上述两个技术难点，亟需提供一种应用在自动化图书管理中的智能立体书库的图书翻页设备及翻页识别方法。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中自动化图书管理存在的难点，提供一种智能立体书库的图书翻页设备及翻页识别方法，能够实现书本的自动翻页，并且在翻页的过程中通过视觉识别方法，检测是否为扉页。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种图书翻页设备，其特征在于，包括：翻页机构，所述翻页机构包括：

第一驱动组件；

翻页板，连接在所述第一驱动组件的输出端，所述翻页板由第一驱动组件带动转动；

第二驱动组件，设置在所述翻页板上，所述第二驱动组件随翻页板在第一驱动组件带动下转动，所述第二驱动组件的转动轨迹为圆弧状；

翻页臂，连接在所述第二驱动组件的输出端，所述翻页臂突出于所述第二驱动组件，在所述翻页臂上设置有翻页吸嘴；

所述第一驱动组件带动翻页板转动，使所述翻页臂移动到书本上方，所述第二驱动组件带动翻页臂旋转使所述翻页吸嘴与书本平行，通过翻页吸嘴将书本页面吸起，所述第一驱动组件带动翻转板转动，使第二驱动组件做圆弧状转动，将吸附的页面相对于书本翻开。

在本发明的一个实施例中，在所述翻页吸嘴将书本页面吸起后，所述第二驱动组件带动翻页臂正反方向小角度转动。

在本发明的一个实施例中，所述翻页机构还包括书页止挡组件，与所述翻页臂平行设置，所述书页止挡组件可伸缩的设置在页面相对于书本的翻开路径之间，在所述第二驱动组件将吸附的页面相对于书本翻开时，所述书页止挡组件收缩，所述书页止挡组件不影响页面相对于书本翻开，在所述第二驱动组件将吸附的页面相对于书本翻开后，所述书页止挡组件伸出，所述书页止挡组件阻挡在翻开的页面与书本之间。

在本发明的一个实施例中，还包括移载机构，所述移载机构设置在翻页臂的下方，所述移载机构承载并运送书本从翻页臂的下方经过。

在本发明的一个实施例中，还包括书本止挡机构，所述书本止挡机构可伸缩的设置在移载机构带动书本移动的路径上，在移载机构运送书本时，所述书本止挡机构伸出阻挡所述书本移动，将所述书本阻挡在翻页机构的下方，在翻页机构完成翻页、贴标和盖章后，所述书本止挡机构收缩不再阻挡所述书本移动，所述书本在移载机构的带动下继续移动。

在本发明的一个实施例中，还包括到位检测传感器，所述到位检测传感器设置在书本止挡机构上，当到位检测传感器检测到书本止挡机构止挡到书本后，将信号传递到翻页机构，所述翻页机构开始执行翻页动作。

在本发明的一个实施例中，还包括识别系统，所述识别系统包括识别机构和识别处理模块，所述识别机构设置在翻页机构的上方，对书本的封面及每一个翻页面进行拍照，并将照片传输到识别处理模块中，识别处理模块对每一个翻页面进行特征抓取，并将每一个翻页面与封面作对比，从而确定翻页面是否为扉页。

在本发明的一个实施例中，所述识别机构包括设置在书本上方的摄像头和围绕所示摄像头设置的光源。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种图书翻页识别方法，采用上述图书翻页设备，所述翻页识别方法包括以下步骤：

对书本的封面进行拍照，抓取封面上的特征信息；

通过图书翻页设备将书本逐页翻开，对每一页书本进行拍照处理，抓取每一页与封面对应的特征信息和扉页特有信息；

将抓取的每一页特征信息与封面的特征信息做比对，如果特征信息相同则表明该页为扉页，同时如果抓取到了扉页特有信息，也证明该页为扉页

在本发明的一个实施例中，建立扉页数据库，将拍照后确定为扉页的页面录入到扉页数据库中，在对书本进行扉页识别时，通过与扉页数据库中的页面对比，判断是否为扉页；

并且，定期对扉页数据库中的扉页页面进行人工检查，删除不属于扉页的页面，并保留删除记录。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的图书翻页设备，设置翻页机构通过两组驱动组件模拟适用于书本的翻页动作，包括单页的吸附和以书脊为轴的翻页动作，实现图书的自动翻页，用于自动化图书管理中，提高了图书管理的效率，也为后续的图书管理动作提供了便捷条件；

本发明所述的图书翻页识别方法，采用上述图书翻页设备，分别抓取每一页面上的特征信息和特有信息，通过特征信息的比对和特有信息的确认，对图书的每一个页面进行分析，从而判断是否为扉页，完成自动化图书管理中关键的一步。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的图书翻页设备的整体结构示意图；

图2是本发明的翻页机构的结构示意图；

图3是本发明的移载机构的结构示意图；

图4是本发明的书本止挡机构的结构示意图；

图5是本发明的图书翻页识别方法的步骤流程图。

说明书附图标记说明：1、移载机构；11、传输带支架；12、传动轮；13、支撑轮；14、支撑板；15、传输带驱动源；2、书本止挡机构；21、书本止挡驱动源；22、书本止挡臂；3、翻页机构；31、第一驱动组件；32、翻页板；33、第二驱动组件；34、翻页臂；35、翻页吸嘴；36、书页止挡驱动源；37、书页止挡臂；4、识别机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，本发明的图书翻页设备，实现对书本的翻页动作，并在翻页的过程中找到书本的扉页，与贴标和盖章机构配合，完成在书本扉页的盖章和贴标动作，所述图书翻页设备包括：移载机构1、书本止挡机构2、翻页机构3和识别机构4，将待翻页和识别的书本放置在移载机构1上，通过移载机构1带动书本水平移动，使书本经过翻页机构3，当书本移动到翻页机构的下方时，通过书本止挡机构2阻挡在书本前方，使书本位置固定，不在随移载机构1水平移动，此时通过翻页机构3，实现对书本的翻页动作，每完成一次翻页后，通过识别机构4对页面进行一次拍摄，根据拍摄内容找到书本的扉页，采用贴标和盖章机构在书本的扉页完成贴标和盖章动作，最后将完成扉页贴标和盖章的书本再通过移载机构1运送到下一工位。

为了完成上述动作流程，在本发明中，所述翻页机构3如何执行翻页动作、以及如何识别书本的扉页是本发明的两个关键技术。

参照图2所示，所述翻页机构3包括：

第一驱动组件31；

翻页板32，连接在所述第一驱动组件31的输出端，所述翻页板32由第一驱动组件31带动转动；

第二驱动组件33，设置在所述翻页板32上，所述第二驱动组件33随翻页板32在第一驱动组件31带动下转动，所述第二驱动组件31的转动轨迹为圆弧状；

翻页臂34，连接在所述第二驱动组件33的输出端，所述翻页臂34突出于所述第二驱动组件33，在所述翻页臂34上设置有翻页吸嘴35；

所述第一驱动组件31带动翻页板32转动，使所述翻页臂34移动到书本上方，所述第二驱动组件33带动翻页臂34旋转使所述翻页吸嘴35与书本平行并朝向书本，通过翻页吸嘴35将书本页面吸起，所述第一驱动组件31带动翻转板32转动，使第二驱动组件33做圆弧状转动，从而将吸附的页面相对于书本翻开。

采用上述翻页机构3通过两组驱动组件能够模拟适用于书本的翻页动作，包括单页的吸附和以书脊为轴的翻页动作，实现图书的自动翻页；

但是，在实际的操作过程中，会存在两个问题：

1、在对书本进行翻页时，由于书本页面与页面之间表面张力和静电力的作用，有时会出现两篇页面同时被吸附起来的情况，位于上方的页面就会遮挡住下方的页面，如果下方的页面刚好为扉页时，就没有办法找到扉页；

2、在对书本进行连续翻页时，该翻页机构3在完成一次页面的吸附后，再返回到初始位置对下一页的页面进行翻页处理时，已经完成翻页的页面有可能会复原，影响下一页的翻页动作。

为了能够解决上述第一个问题，在本发明的一个实施例中，在所述翻页吸嘴35将书本页面吸起后，所述第二驱动组件33带动翻页臂34正反方向小角度转动，由于本实施例中，包含了两个独立的驱动组件，两个驱动组件能够独立完成各自的动作，在通过翻页吸嘴35将书本页面吸起后，如果多篇页面因表面张力和静电力和静电力的带动下被同时吸取，只需要通过第二驱动组件33带动翻页臂34正反方向小角度转动，转动的角度为5～15°即可，此时位于最上方被吸附的页面在吸附力的作用下页面的纸张随翻页臂34弯折，而位于被吸附页面下方被带起的页面，不受吸附力的作用，不会随翻页臂34弯折，这样被吸起的两个页面中一个弯折、一个不弯折，就能够破坏页面之间的表面张力和静电力，这样多余被带起的页面在重力的作用下就会与书本贴合，只有被吸附的页面随翻页臂34被带起。

为了能够解决上述第二个问题，在本发明的一个实施例中，所述翻页机构3还包括书页止挡组件，与所述翻页臂34平行设置，书页止挡组件包括固定设置的书页止挡驱动源36和由书页止挡驱动源36带动伸缩的书页止挡臂37，所述书页止挡臂37伸出后能够阻挡在页面相对于书本的翻开路径之间，所述书页止挡臂37收回后不会阻挡在页面相对于书本的翻开路径之间；

在所述第二驱动组件33将吸附的页面相对于书本翻开时，所述书页止挡组臂37在书页止挡驱动源36的带动下处于收缩状态，所述书页止挡臂37不影响页面相对于书本翻开，在所述第二驱动组件33将吸附的页面相对于书本翻开后，所述书页止挡组臂37在书页止挡驱动源36的带动下处于伸出状态，所述书页止挡臂37阻挡在翻开的页面与书本之间，此时被翻开的页面被书页止挡臂37限位，即使不再受到翻页吸嘴35的吸力，也不会复原重新覆盖到书本上，这样翻页吸嘴35就可以不再吸附已经翻开的页面，所述翻页臂34可以在第一驱动组件31的带动下复位，继续吸附下一页面，再吸附的过程中，所述书页止挡组臂37在书页止挡驱动源36的带动下再次回到收缩状态，所述书页止挡臂37同样不影响页面相对于书本翻开，此时已经被翻开的页面即使有复原的趋势，翻页臂34也会阻止其复原，所述翻页臂34位于已经被翻开的页面和新吸取的页面之间，在翻页臂34带动新的页面翻页的过程中，也会抵压已经被翻开的页面，在所述翻页臂34将新吸附的页面相对于书本翻开后，所述书页止挡组臂37在书页止挡驱动源36的带动下再次处于伸出状态，止挡新的被翻开的页面复原，所述翻页34臂在第一驱动组件31的带动下从已经被翻开的页面和新翻开的页面之间抽离，再次回到初始的吸附翻页的位置，将下一页翻开，直到确认为扉页后，书页止挡驱动源36带动书页止挡臂37收缩，所述翻页机构3停止动作，所述书本在移载机构1的带动下从翻页机构3下方移出。

参照图3所示，所述移载机构1包括

传输带支架11；

传动轮12，设置在所述传输带支架11的两端，包括主动轮和从动轮；

环形传输带，张紧套设在主动轮和从动轮外周，由所述主动轮带动沿所述传输带支架11的延伸方向水平移动；

支撑轮13，设置在传输带支架11上，用于支撑所述环形传输带；

支撑板14，设置在传输带支架11上，用于支撑放置在环形传输带上的图书；

传输带驱动源15，与所述主动轮连接，带动主动轮转动；

具体地，本实施例的传输带支架11为矩形框架结构，所述传动轮12中的主动轮和从动轮分别设置在沿矩形框架11长度方向延伸的两端，所述环形传输带的宽度与矩形框架的宽度相同，所述环形传输带沿矩形框架长度方向张紧套设在主动轮和从动轮外周，因此在所述主动轮转动的时候，通过摩擦力带动环形传输带水平移动，同时通过所述环形传输带再带动从动轮转动，将图书放置在环形传输带上，在环形传输带的带动下就能够实现图书的水平运输；但是由于环形传输带具有一定的弹性和延展性，多本图书同步放置在环形传输带上后，环形传输带会下沉、凹陷，一方面不能保证图书的平稳运输，另一方面，在长期的使用过程中，也无法保证环形传输带始终保持在张紧的状态，可以会出现打滑的情况，因此，本实施例在传输带支架11上还设置了多个支撑轮13，多个所述支撑轮13分别设置在环形传输带的下方，能够对环形传输带起到滑动支撑的作用，防止环形传输带下沉或者塌陷，并且，本实施例为了进一步分担环形传输带支撑图书受到的压力，在环形传输带用于承载图书面的下方还设置了多段支撑板14，多段支撑板14共同支撑放置在环形传输带上的图书，防止环形传输带下沉、凹陷；

具体地，所述传输带驱动源15能够控制转动的方向和转动的速度，从而确定环形传输带的传输方向和传输速度。

参照图4所示，所述书本止挡机构2包括固定设置的书本止挡驱动源21和由书本止挡驱动源21带动伸缩的书本止挡臂22，本实施例中，所述书本止挡驱动源21设置在所述移载机构1上，所述书本止挡臂22收回后能够阻挡书本在移载机构1带动水平移动的路径上，所述书页止挡臂22伸出后不会阻挡书本在移载机构1带动水平移动；

在移载机构1运送书本时，所述书本止挡机构2处于初始位置，即所述书本止挡驱动源21带动书本止挡臂22回收，所述书本止挡臂22始终阻挡所述书本移动，将所述书本阻挡在翻页机构3的下方，在翻页机构3完成翻页后，所述书本止挡驱动源21带动书本止挡臂22伸出，所述书本止挡臂22不再阻挡所述书本移动，所述书本在移载机构1的带动下继续移动。

采用上述书本止挡机构2，实现对移载机构1上书本的阻挡动作有两个关键的时间点：

1、即所述书本止挡机构2的初始位置就处于止挡书本移动的状态，何时驱动翻页机构3，完成对书本的翻页动作；

2、在书本翻页完成后，又何时控制书本止挡机构2将书本放行。

为了解决控制上述第一个时间点，本实施例的书本止挡机构2还包括到位检测传感器，所述到位检测传感器可以为压力检测传感器设置在书本止挡臂22上，当移载机构1带动书本移动的过程中抵压在书本止挡臂22上时，所述压力检测传感器检测到压力的变化，从而判断书本止挡机构2已经止挡到书本，将信号传递到翻页机构3，所述翻页机构3开始执行翻页动作。

为了解决控制上述第二个时间点，当识别机构4检测到是扉页后，通过贴标和盖章机构在书本的扉页完成贴标和盖章动作，将贴标和盖章机构的动作信号传递书本止挡机构2中，书本止挡机构2接收到信号后，执行动作，所述书本止挡驱动源21带动书本止挡臂22伸出，所述书本止挡臂22不再阻挡所述书本移动，所述书本在移载机构1的带动下继续移动。

具体地，所述识别机构4包括设置在设置在书本上方的摄像头和围绕所示摄像头设置的光源，在翻页机构3每次完成翻页动作有，所述识别机构4都会对该页面进行拍照，并将照片传输到识别处理模块中，识别处理模块对每一个翻页面进行特征信息和特有信息抓取，并将每一个翻页面与封面作对比，从而确定翻页面是否为扉页。

为了能够完成上述识别机构对扉页的判断，本发明还公开了一种图书翻页识别方法，采用上述图书翻页设备，参照图5所示，所述翻页识别方法包括以下步骤：

对书本的封面进行拍照，抓取封面上的特征信息；

通过图书翻页设备将书本逐页翻开，对每一页书本进行拍照处理，抓取每一页与封面对应的特征信息和扉页特有信息；

将抓取的每一页特征信息与封面的特征信息做比对，如果特征信息相同则表明该页为扉页，同时如果抓取到了扉页特有信息，也证明该页为扉页。

经过大量的查阅和比对，工作人员发现，书本的扉页一般存在几点共性：

1、大部分图书的扉页与封面的样式相同，包括与封面相同的图片，或对封面图片的局部放大，这些都可以作为书本的特征信息；

2、几乎所有的书本的扉页都包含书本的名称、书本的出版社名称、有的包含了书本的版本号和出版时间，这些都可以作为书本的特有信息。

根据上述特性，就可以对拍得的照片进行分析，根据实际的需求，可以同步分析特征信息和特有信息，也可以设置优先级

具体地，在上述的识别方法的基础上，还可以对扉页的识别方法进行扩展，例如：建立扉页数据库，将拍照后确定为扉页的页面录入到扉页数据库中，在对书本进行扉页识别时，通过与扉页数据库中的页面对比，判断是否为扉页，这样对同一类型或同一系列的图书进行录入时，如果之前已经录入了扉页信息，直接调取对比即可快速判断是否为扉页；

并且，定期对扉页数据库中的扉页页面进行人工检查，删除不属于扉页的页面，并保留删除记录，保证扉页数据库信息的准确性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种图书翻页设备，其特征在于，包括：翻页机构，所述翻页机构包括：

第一驱动组件；

翻页板，连接在所述第一驱动组件的输出端，所述翻页板由第一驱动组件带动转动；

第二驱动组件，设置在所述翻页板上，所述第二驱动组件随翻页板在第一驱动组件带动下转动，所述第二驱动组件的转动轨迹为圆弧状；

翻页臂，连接在所述第二驱动组件的输出端，所述翻页臂突出于所述第二驱动组件，在所述翻页臂上设置有翻页吸嘴；

书页止挡组件，与所述翻页臂平行设置，所述书页止挡组件可伸缩的设置在页面相对于书本的翻开路径之间，在所述第二驱动组件将吸附的页面相对于书本翻开时，所述书页止挡组件收缩，所述书页止挡组件不影响页面相对于书本翻开，在所述第二驱动组件将吸附的页面相对于书本翻开后，所述书页止挡组件伸出，所述书页止挡组件阻挡在翻开的页面与书本之间；

所述第一驱动组件带动翻页板转动，使所述翻页臂移动到书本上方，所述第二驱动组件带动翻页臂旋转使所述翻页吸嘴与书本平行，通过翻页吸嘴将书本页面吸起，在所述翻页吸嘴将书本页面吸起后，所述第二驱动组件带动翻页臂正反方向小角度转动，所述第一驱动组件带动翻转板转动，使第二驱动组件做圆弧状转动，将吸附的页面相对于书本翻开。

2.根据权利要求1所述的图书翻页设备，其特征在于：还包括移载机构，所述移载机构设置在翻页臂的下方，所述移载机构承载并运送书本从翻页臂的下方经过。

3.根据权利要求2所述的图书翻页设备，其特征在于：还包括书本止挡机构，所述书本止挡机构可伸缩的设置在移载机构带动书本移动的路径上，在移载机构运送书本时，所述书本止挡机构伸出阻挡所述书本移动，将所述书本阻挡在翻页机构的下方，在翻页机构完成翻页、贴标和盖章后，所述书本止挡机构收缩不再阻挡所述书本移动，所述书本在移载机构的带动下继续移动。

4.根据权利要求3所述的图书翻页设备，其特征在于：还包括到位检测传感器，所述到位检测传感器设置在书本止挡机构上，当到位检测传感器检测到书本止挡机构止挡到书本后，将信号传递到翻页机构，所述翻页机构开始执行翻页动作。

5.根据权利要求1所述的图书翻页设备，其特征在于：还包括识别系统，所述识别系统包括识别机构和识别处理模块，所述识别机构设置在翻页机构的上方，对书本的封面及每一个翻页面进行拍照，并将照片传输到识别处理模块中，识别处理模块对每一个翻页面进行特征抓取，并将每一个翻页面与封面作对比，从而确定翻页面是否为扉页。

6.根据权利要求5所述的图书翻页设备，其特征在于：所述识别机构包括设置在书本上方的摄像头和围绕所示摄像头设置的光源。

7.一种图书翻页识别方法，其特征在于：采用上述权利要求1-6任意一项所述图书翻页设备，所述翻页识别方法包括以下步骤：

对书本的封面进行拍照，抓取封面上的特征信息；

通过图书翻页设备将书本逐页翻开，对每一页书本进行拍照处理，抓取每一页与封面对应的特征信息和扉页特有信息；

将抓取的每一页特征信息与封面的特征信息做比对，如果特征信息相同则表明该页为扉页，同时如果抓取到了扉页特有信息，也证明该页为扉页。

8.根据权利要求7所述的图书翻页识别方法，其特征在于：建立扉页数据库，将拍照后确定为扉页的页面录入到扉页数据库中，在对书本进行扉页识别时，通过与扉页数据库中的页面对比，判断是否为扉页；并且，定期对扉页数据库中的扉页页面进行人工检查，删除不属于扉页的页面，并保留删除记录。

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