基于增强现实技术的数字孪生图书馆智慧服务系统

本发明涉及图书馆智慧服务，具体为基于增强现实技术的数字孪生图书馆智慧服务系统。

背景技术：

1、随着增强现实技术的迅速发展，图书馆的智慧服务是图书馆向现代化、智能化转型的重要方向之一，通过引入先进科技手段和服务模式，图书馆可以为读者提供更加便捷、高效、个性化的服务，满足读者的多样化需求。

2、目前的图书馆智慧系统解决了图书馆的图书资源数据化，便于读者进行资源检索，但是读者检索到图书资源后还需要自行寻找，降低了资源的利用效率，不能满足读者便捷、高效、个性化的服务。

技术实现思路

1、本发明提供了基于增强现实技术的数字孪生图书馆智慧服务系统，用于解决上述的技术问题。

2、本发明第一方面提供了基于增强现实技术的数字孪生图书馆智慧服务系统，包括：信息采集模块、用户需求分析模块、图书资源分析模块、导航执行模块、个性化设置模块和数据库。

3、信息采集模块，用于对图书馆的环境特征和图书信息进行采集并对环境特征和图书信息进行分析得到图书馆的地图信息，并且通过对读者的用户信息进行采集得到用户的偏好信息和身份信息。

4、作为本发明的进一步改进，对环境特征和图书资源进行分析，其具体分析方式为：环境特征包括书架布局和特殊地标，通过图像采集器获取书架布局和特殊地标的多方向的图像信息，对书架布局和特殊地标多方向析的图像信息进行分析得到图书馆的地图信息；图书资源包括各图书对应的书籍详情、书籍名称、书籍类型、书籍在馆数量和书籍图像信息。

5、用户需求分析模块，用于提取读者的用户信息并对用户信息进行分析得到读者需求的图书信息，并将读者需求的借阅信息发送至图书资源分析模块。

6、作为本发明的进一步改进，对用户信息进行分析，其具体分析方式为：获取用户的身份信息，根据用户身份信息将用户进行分类得到用户身份类别，设定多个借阅权限，将用户对应的用户身份类别与多个借阅权限进行匹配，得到用户对应的借阅权限；借阅权限包括但不限于借阅时间、借阅数量和借阅类型。

7、用户信息还包括检索行为、访问行为和借阅行为，提取用户的检索行为的检索关键词，将关键词与数据库中图书资源进行比对，得到与关键词相匹配的具体图书，获取用户访问行为，得到访问的具体图书，根据访问的具体图书，从数据库中提取具体图书对应的书籍在馆数量，当访问的具体图书对应的书籍在馆数量不为零，并且用户对访问的具体图书进行借阅行为，得到用户的借阅图书，借阅图书对应的图书信息作为借阅信息，并将具体图书对应的书籍在馆数量进行相应的数量减少。

8、图书资源分析模块，用于对图书信息进行分析得到图书的图书编号，对用户的借阅信息进行分析得到借阅信息对应图书信息的图书编号，并将图书编号发送至导航执行模块；其具体为：提取图书的书籍类型，将图书的书籍类型进行编号得到图书对应的分类号；根据各书籍类型中所属的各类具体图书进行编号，得到各类具体图书的属号；统计各类具体图书的图书数量，对相同的具体图书进行编号，得到各类图书对应的册号；将各类具体图书对应的分类号、属号和册号进行综合排列得到各类具体图书对应的图书编号，根据图书编号得到相应的图书条码，通过传感器对图书条码进行识别得到图书条码相应书籍的书籍位置。

9、导航执行模块，用于对各用户对应的借阅书籍进行定位分析得到借阅书籍的书籍位置信息，对书籍位置信息进行分析得到相应的导航路线，并且将导航路线发送至用户端，用户端根据但凡路线进行导航。

10、作为本发明的进一步改进，对各用户对应的借阅书籍进行定位分析，其具体分析方式为：获取书籍图像信息、借阅书籍相应的图书编号和书籍位置，根据借阅书籍的图书编号得到相应的图书条码，通过传感器对提取的书籍位置进行图像获取，获取当前书籍位置对应的当前书籍图像信息和当前图书条码；对当前图书条码进行识别得到对应的当前书籍图像信息，再将当前书籍图像信息与借阅书籍图像信息进行对比，若当前书籍图像信息异于借阅书籍图像信息则将相应的图书标记为条码信息错误并进行上传。

11、对书籍位置信息进行分析，其具体分析方式为：书籍位置信息包括分区号、货架号和行列号；通过用户端获取各用户的用户位置，将各用户对应用户位置对应各用户借阅书籍位置信息导航的路线长度进行获取，得到用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线长度。

12、基于图书馆的地图信息对各用户对应用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线中书架布局和特殊地标进行获取，得到各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线中书架布局和特殊地标的数量。

13、基于图书馆的地图信息对各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线中拥堵路线长度和用户速度进行获取，得到对各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线中拥堵路线长度和用户速度，并对各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线中障碍物的数量进行获取，得到对各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线中障碍物数量。

14、依据公式计算出对各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线的影响因素的用时影响指数i表示为用户借阅书籍位置信息，取值范围为[1，n1],j表示为各导航路线的编号，取值范围为[1，n2]，f表示为各影响因素的编号，取值范围为[1,n3]，a1、a2、a3分别表示为设定的权值因子，取值分别为0.32、0.29、0.39，分别表示为第i个借阅书籍位置信息对应第j个导航路线中第f个影响因素的拥堵路线长度、用户速度、障碍物数量，l'、s'、φ'分别表示为设定的参考拥堵长度、参考用户速度、参考障碍物数量，δφ表示为设定的障碍物对应的用户通过允许差；n1、n2和n3分别用户借阅书籍位置信息编号总数、各导航路线编号总数以及各影响因素编号总数。

15、将各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线的影响因素的用时影响指数进行求和计算，得到各用户借阅书籍位置信息的导航路线用时影响指数，将各用户借阅书籍位置信息的导航路线用时影响指数与设定的各导航路线参考用时影响指数进行匹配，得到各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线的参考用时，将各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的各导航路线的参考用时进行相互比对得到最优导航路线，将最优导航路线发送至用户端进行相应的导航操作。

16、导航执行模块还包括有个性化设置模块，用于对用户的偏好信息进行分析得到用户相应的个性化设置信息并进行相应的设置，其具体为：对用户对应的偏好信息进行获取，其中个性化信息为虚拟指示元素，虚拟指示元素包括但不限于：箭头、路径线、信息标签，设置信息包括但不限于：虚拟指示元素的颜色、样式、大小。

17、数据库，用于存储图书馆的环境特征和图书信息，并存储用户的偏好信息和身份信息。

18、本发明提供的技术方案中，与现有技术相比，有益效果是：

19、1、本发明通过对图书馆的环境特征和图书信息进行分析得到图书馆的地图信息，并根据图书馆的地图信息对各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的导航路线的参考用时进行分析，得到各用户位置对应各用户借阅书籍位置信息的最优导航路线并发送至用户端进行相应的导航操作，提高用户高效率的图书馆导航，获取图书馆的资源更轻松，同时减轻了图书馆工作人员的负担。