CN105292866A - 一种市政用的可自动分类的垃圾处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种市政用的垃圾分类系统，包括服务器和垃圾箱组两大部分。垃圾箱中摄像头将托盘中的垃圾拍摄下来，并通过无线网络收发器上传到服务器，服务器依照垃圾图片的颜色特征，纹理特征和几何特征对垃圾进行分类，然后对垃圾箱下达指令，通过控制分类扇叶和连杆机构的运动来完成垃圾分类动作。根据服务器的运算能力，通过网络连接，本发明提出的市政垃圾分类系统，可以由一台服务器管理一个大城市或者数个小型城市的市政垃圾箱。

Description

一种市政用的可自动分类的垃圾处理系统
技术领域
本发明专利属于垃圾分类领域，具体地说，尤其涉及一种市政用的垃圾分类系统。
背景技术
目前的市政垃圾箱主要分为两个箱体，分别容纳可回收垃圾和不可回收垃圾，可是实际效果非常一般。基于此，有不少自动分类的垃圾箱被提出，但尚未得以推广。
发明内容
本发明为解决市政垃圾分类提出了一套新的系统。
本发明的技术方案如图1和图3所示。图1是单个垃圾箱结构透视图，包括废纸箱（1），其他箱（2），连杆机构（3），托盘（4），电子部件（5），分类扇叶（6），柔性摩擦片（7），塑料箱（8）和食物箱（9）；其中电子部件（5）包含摄像头，灯泡，红外传感开关和无线网络收发器；分类扇叶（6）包含3个叶片和电机。图3为垃圾分类系统的网络结构图，包括一台服务器和受该服务器控制的一组垃圾箱。
本发明的工作原理如下：公共场合，如公交车站牌旁边，人们向图（1）所示垃圾箱投入一块垃圾，此时人的手及手中的垃圾遮挡住了电子部件（5）中红外传感开关射出的红外线，那么在红外开关的控制下，摄像头和灯泡会开启，将托盘（4）中垃圾的图片拍摄下来；并经过无线网络收发器将拍摄到的垃圾图片上传到服务器中，如图3。
服务器收到垃圾图片后会按照图4所示的流程对垃圾进行分类，分类流程如下。
1.提取图片的颜色特征，从而判别垃圾是否属于白色垃圾，如一般无色塑料袋，如果属于白色垃圾，服务器则向垃圾箱中发送指令，使分类扇叶（6）中的电机驱动分类扇叶（6）逆时针转动120度，则该垃圾进入塑料箱（8）中。
2.如果不属于白色垃圾，则提取图片的纹理特征，从而判别垃圾是否属于食物和纸张，如果属于食物，如馒头，饼等，服务器则向垃圾箱中发送指令，使分类扇叶（6）中的电机驱动分类扇叶（6）顺时针转动120度，则该垃圾进入食物箱（9）中；如果属于纸张，服务器则向垃圾箱中发送指令，如图5所示，使连杆机构（3）中的滑块在电磁力的作用下向上运动，托盘（4）处于上位，纸张在重力作用下滑到废纸箱（1）中。
3.如果不属于食物，则提取图片的几何特征，从而判别垃圾是否属于具备标准化外形垃圾，如各类塑料瓶，易拉罐等，如果为塑料瓶，服务器则向垃圾箱中发送指令，使分类扇叶（6）中的电机驱动分类扇叶（6）逆时针转动120度，则该塑料瓶进入塑料箱（8）中；如果属于金属类易拉罐，服务器则向垃圾箱中发送指令，如图5所示，使连杆机构（3）中的滑块在电磁力的作用下向下运动，托盘（4）处于下位，金属类易拉罐在重力作用下滑到其他箱（2）中。
4.如果由单独的颜色特征，纹理特征，几何特征都不能判定垃圾的类型，如彩色的海报，彩色手提袋等，则由上述三种特征进行组合判定垃圾是否属于塑料、食物或纸张中的一种，如果都不属于或者仍然判定不出来，则将不能判定的垃圾归于其他箱（2）中。
上述4步就是本发明提出的市政垃圾分类系统的工作原理，需要注意的地方有以下5点。
1.本发明将垃圾分为4类：食物类，塑料类，废纸张类和其他类，其他类包含金属，食物和塑料是公共场合出现频率较高的垃圾，因此将它们分别置放于塑料箱（8）和食物箱（9）中，这样只需要旋转分类扇叶（6）就可以对它们进行分类，执行的动作比较简单；废纸类和其他类则需要通过连杆机构（3）进行分类。
2.连杆机构中的滑块由电磁力驱动；连杆机构中的托盘是图1中托盘（4）的简化；当连杆机构（3）中的滑块向上运动时，托盘（4）工作在上位，如点画线所示，这时纸张将进入废纸箱（1），当连杆机构（3）中的滑块向下运动时，托盘（4）工作在下位，如点虚线所示，这时其他类型垃圾将进入其他箱（2）中。
3.摄像头和托盘（4）间的相对位置是固定的，因此可以根据成像原理由照片上垃圾的几何尺寸推算实际垃圾的大小，这是根据几何特征判别垃圾是否属于具备标准化外形垃圾的理论依据。
4.柔性摩擦片（7）的作用是辅助定位分类扇叶（6），分类扇叶（6）旋转120度以后可能会继续晃动，时间长了就形成累积误差，使分类扇叶（6）与托盘（4）不对齐，为了避免这种现象，加入柔性摩擦片（7）来辅助分类扇叶（6）复位。
5.根据服务器的运算能力，通过网络连接，本发明提出的市政垃圾分类系统，可由一台服务器管理一个大城市或者数个小型城市的市政垃圾箱。
本发明的有益效果：将通过服务器对垃圾图片集中化处理，这样一个城市只需要一个服务器中心就可以对全城垃圾箱中的垃圾进行分类。
附图说明
图1为单个垃圾箱结构透视图，图中：1.废纸箱，2.其他箱，3.连杆机构，4.托盘，5.电子部件，6.分类扇叶，7.柔性摩擦片，8.塑料箱，9.食物箱；其中电子部件包含摄像头，灯泡，红外传感开关和无线网络收发器。
图2为单个垃圾箱俯视剖面图。
图3为垃圾分类系统的网络结构图。
图4为垃圾类型判定流程图。
图5为连杆结构运动简图。
具体实施方式
下面分别以塑料瓶和彩色海报的分类来说明本发明的具体实施方式。
塑料瓶：向垃圾箱托盘（4）投入一塑料瓶，摄像头拍下图片并上传到服务器后，服务器会首先提取图片的颜色特征，由于塑料瓶瓶身往往粘贴有各类彩色广告，仅凭借颜色特征难于判定该垃圾是否属于塑料瓶，同样，依据纹理特征也难于判定；但是所有的塑料瓶几何尺寸都是符合一系列行业标准的，因此服务器根据成像原理，推算图片上垃圾的实际几何尺寸，与数据库中的塑料瓶的几何特征进行对比，就可以判定该垃圾是否属于塑料瓶，如果属于，服务器则向垃圾箱中发送指令，使分类扇叶（6）中的电机驱动分类扇叶（6）逆时针转动120度，则该塑料瓶进入塑料箱（9）中。
彩色海报：人们习惯将海报揉成团扔进垃圾箱，揉成团海报身为纸张纹理特征被改变，服务器只根据揉成团海报图片的纹理特征不能判定图片中的垃圾属于纸张；此时，服务器会根据图片的颜色特征、纹理特征和几何特征进行综合判定，如果根据三种特征能够判定图片中的垃圾属于纸张，服务器则向垃圾箱中发送指令，如图5所示，使连杆机构（3）中的滑块在电磁力的作用下向上运动，托盘（4）处于上位，海报在重力作用下滑到废纸箱（1）中。
以上仅举了两个具有代表性的例子来说明本发明的实施方式，对于食物垃圾，白色垃圾，其判定过程类似，不再敖述。

Claims (2)

1.一种市政用的垃圾分类系统，包括服务器和垃圾箱组两大部分，单个垃圾箱包括废纸箱（1），其他箱（2），连杆机构（3），托盘（4），电子部件（5），分类扇叶（6），柔性摩擦片（7），塑料箱（8）和食物箱（9）；其中电子部件（5）包含摄像头，灯泡，红外传感开关和无线网络收发器；分类扇叶（6）包含3个叶片和电机；所述的一种市政用的垃圾分类系统，其特征在于：摄像头将托盘（4）中的垃圾拍摄下来，并通过无线网络收发器上传到服务器，服务器依照垃圾图片的颜色特征，纹理特征和几何特征对垃圾进行分类，然后对垃圾箱下达指令，通过控制分类扇叶（6）和连杆机构（3）的运动来完成垃圾分类动作。
2.根据权利要求1所述的一种市政用的垃圾分类系统，其特征在于：分类扇叶（6）顺时针旋转120度，则该垃圾进入食物箱（9），分类扇叶（6）逆时针旋转120度，则该垃圾进入塑料箱（8）；连杆机构（3）中的滑块在电磁力的作用下向上运动时，托盘（4）处于上位，垃圾在重力作用进入废纸箱（1）中，连杆机构（3）中的滑块在电磁力的作用下向下运动时，托盘（4）处于下位，垃圾在重力作用下进入其他箱（2）。
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