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图书错架是图书馆长期以来面临的痛点问题。一旦错架,读者就无法找寻想要借阅的书籍,造成海量图书资源的浪费。为解决这一难题,最新研究将移动机器人技术与RFID感知技术相结合,研发智能图书盘点机器人。该机器人取代图书馆员,沿书架移动扫描,从而实现全自动化图书盘点与定位。然而,图书馆中大量书架的存在使得导航环境具有特殊性,这为传统自主导航带来两大挑战。一方面,书架形状、规格相同,这使得机器人沿书架移动时其感知的周围环境极其相似,容易产生定位跳变现象。另一方面,书架间的通道狭窄,对单点定位精度提出更高要求,如何实现厘米级机器人定位亟待解决。针对上述问题,本课题对机器人定位导航方法进行深入研究,主要工作内容如下:1、为解决高同构环境下定位跳变问题,本课题实现了基于RFID技术的机器人自主导航方法。首先,利用RFID标签对场景地图抽象化,构建场景拓扑地图;其次,利用RFID技术的信号特性,通过模糊逻辑方法和模糊控制系统,建立RFID标签感知模型和RFID标签定位模型。利用RFID标签定位模型对多个RFID标签进行综合定位,从而实现对机器人的精确定位;最后,基于上述建图与定位结果,利用RFID标签作为导航路标实现机器人自主导航。上述自主导航方法不仅实现了厘米级定位精度,更有效地减少了由于定位跳变造成的导航失效问题。2、为进一步提高定位精度,本课题将上述算法与基于激光的Gmapping算法相结合,实现了面向图书盘点机器人的定位导航系统。该系统将底层RFID感知设备、激光雷达等多传感器相结合,通过信息融合,综合利用不同定位导航方法得到机器人的精确位置,并最终实现图书盘点机器人的自主移动。该系统不仅具有在高同构环境下高精度的定位导航功能,还提供机器人位姿状态与行动路径的可视化功能,便于工作人员对机器人运行状态进行实时监测。综上所述,本课题将RFID技术、模糊逻辑与机器人自动化技术相结合,设计并实现了适用于图书盘点机器人的自主导航算法及系统,帮助图书盘点机器人在高度同构、空间狭窄的图书馆环境中进行精准定位导航,为全自动化图书盘点提供保障。