CN107512510A - 智能垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种智能垃圾桶，这种垃圾桶具有用于语音信息交流的声音粗滤定位装置、用于感知环境的视觉精确定位装置以及实现垃圾桶移动的运动装置，还有与声音粗滤定位装置、视觉精确定位装置和运动装置同时电路连接的计算处理装置，可以平时待机在角落，主人喊垃圾桶名字时，垃圾桶自动跑出来，把主人向它扔的垃圾，收集到桶内的智能垃圾桶，本垃圾桶有良好的人机互动性，可以主动辅助使用者完成任务，提升效率；还有利于提高位置环境卫生，提高美观度。

Description

智能垃圾桶

技术领域

本发明涉及一种智能家居用品，具体是一种智能垃圾桶。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。其一实现方式是实现家庭自动化，配合人完成任务，实现高效与节能的目标，垃圾桶是一种常见的家居用品，通常不具有人机互动性，在需要丢弃垃圾时只能到垃圾桶边，而如果抛投垃圾会容易在垃圾桶边上散落一堆垃圾，既不美观也不干净。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种平时待机在角落，主人喊垃圾桶名字时，垃圾桶自动跑出来，把主人向它扔的垃圾，收集到桶内的智能垃圾桶。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：垃圾桶具有用于语音信息交流的声音粗滤定位装置、用于感知环境的视觉精确定位装置以及实现垃圾桶移动的运动装置，还有与声音粗滤定位装置、视觉精确定位装置和运动装置同时电路连接的计算处理装置。

垃圾桶包括垃圾桶本体，其内部成型为筒形，并且套设有内筒，在垃圾桶本体的顶部连接有桶盖，桶盖通过铰链连接在垃圾桶本的上部边缘，铰链内内嵌有微型电机和减速器，垃圾桶本体底部还固定有电池，计算处理装置也固定在垃圾桶本体的底部，以降低重心。垃圾桶的桶盖与桶身通过铰链连接，铰链内内嵌电机与减速器，计算处理装置控制其精确运动，使得垃圾桶桶盖能迅速张开，迅速合闭。

所述声音粗滤定位装置具体为固定在垃圾桶本体的上部边缘的外侧环绕设置的麦克风阵列，麦克风阵列与处理器连接，具体包括有多个麦克风单体，麦克风单体的均匀环绕分布在垃圾桶本体外侧，麦克风单体的外侧环绕罩设有防风网罩，防风网罩整体为环形，套设在垃圾桶本体同时覆盖住所用的麦克风单体。主要器件为麦克风阵列，用于接收声音信号，其功能是：对声音信号的声纹识别，识别出是否主人的声音；识别声音内容是否是垃圾桶的名字，垃圾桶的名字可由主人取名，技术控制装置可记忆此名字；识别声音来源的三维方位。识别声音方位的原理：由于声音在空气的传播速度相对稳定，麦克风阵列中的各个麦克风接收到声音的时刻不同，具有时间差。根据此时间差、声音传播速度、各麦克风相对位置可以计算出声音三维方位。作为垃圾来源的粗略定位。

所述视觉精确定位装置，外部固定有光学玻璃，并与垃圾桶本体的表面平顺连接，光学玻璃内侧的垃圾桶本体成型有凹槽，视觉精确定位装置固定在凹槽中，视觉精确定位装置与计算处理装置连接，光学玻璃可以涂覆镀层，实现滤光，减少反射率等功能。

所述视觉精确定位装置至少包括有两个摄像头，摄像头之间相对的位置固定，并且固定在桶盖的铰链的后侧。两摄像头之间相对位置固定。为固定位置、固定仰角、大视野范围的摄像头。摄像头对其视野范围拍摄视频流，计算控制系统识别出出视野内运动、且向其飞近的物体，例如主人手扔出的垃圾，仍在空中飞行中，计算出此目标的速度、方位、预计飞行轨迹。作为声音传感装置的补充，对垃圾飞行轨迹做精确定位。

同时，视觉传感装置也作为障碍探测传感器，可以看到垃圾桶运动前方的阻挡障碍物，防止撞到人、家具、宠物等。

所述运动装置包括固定在垃圾桶本体底部的三轮式全向轮，三轮式全向轮与处理器连接，

所述三轮式全向轮包括三个转动轮，三个转动轮之间均匀间隔120°，每个转动轮单独连接有驱动轴，驱动轴上度各自连接有减速器和电机，所有减速器和电机都各自与计算处理装置连接。全向轮的特点是使垃圾桶能曲线运动，同时还可以绕自身轴线做自转运动。计算控制装置控制其精确运动，使得垃圾桶能迅速灵活的运动。

所述垃圾桶本体的底部边缘设置有电池充电接口。与电池充电接口相配合的可以有充电坞，工作完成后，垃圾桶本体自行回到充电坞的位置自行充电待机，

本智能垃圾桶的功能有自动开盖、语音召唤、自行移动、自动接抛投物。由于其具有视觉精确定位装置，可以探测到接近其的物体是否是人，如果检测到是人靠近，则会自动打开桶盖，方便投入垃圾。实现语音召唤功能是通过其带有语音识别系统，先期有一个适配的步骤，对使用者的语音进行记录，之后使用过程中，语音识别系统得到使用者的命令，先通过麦克风阵列进行声纹识别，这步是判别是不是主人的命令，因为每个人的声纹信息是不同的，之后进行逻辑对比，辨别命令的具体含义，比如“过来”是让其向使用者靠近，再进行声音来源的定位，定位通过麦克风阵列，麦克风阵列中包括有多个单体麦克风，由于声音的来源是固定一个方向，声音的传播速度一样，到每个个麦克风的时间并不相同，通过时间差，判定声音的来源，机器人在确定声音来源后就向声音方向移动，自动接抛投物是通过视觉精确定位装置实现，内部有两个摄像头，由于垃圾桶已经确定了声音的来源，摄像头就能对使用者，这时使用者抛投垃圾，摄像头对使用者进行成像，在短时间内成像多张图像，判别背景、人体、手臂和抛投物，因为这些运动的幅度不相同，背景固定不动，抛投物运动幅度最大，在判定抛投物后，通过成像的图像中的抛投物运行的轨迹，计算出其落点，垃圾桶率先移动到落点位置，自动打开盖子，迎接抛投物，抛投物进入垃圾桶后自动关闭盖子。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本垃圾桶有良好的人机互动性，可以主动辅助使用者完成任务，提升效率；还有利于提高位置环境卫生，提高美观度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、声音粗滤定位装置，2、视觉精确定位装置，3、运动装置，4、计算处理装置。5、垃圾桶本体，51、桶盖，52、铰链，53、微型电机，54、电池，11、麦克风单体，12、防风网罩，21、光学玻璃，22、凹槽，23、摄像头，31、三轮式全向轮，32、转动轮，33、驱动轴。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

垃圾桶具有用于语音信息交流的声音粗滤定位装置1、用于感知环境的视觉精确定位装置2以及实现垃圾桶移动的运动装置3，还有与声音粗滤定位装置1、视觉精确定位装置2和运动装置3同时电路连接的计算处理装置4。

垃圾桶包括垃圾桶本体5，其内部成型为筒形，并且套设有内筒，在垃圾桶本体5的顶部连接有桶盖51，桶盖51通过铰链52连接在垃圾桶本的上部边缘，铰链52内内嵌有微型电机53和减速器，垃圾桶本体5底部还固定有电池54，计算处理装置4也固定在垃圾桶本体5的底部。

所述声音粗滤定位装置1具体为固定在垃圾桶本体5的上部边缘的外侧环绕设置的麦克风阵列，麦克风阵列与处理器连接，具体包括有多个麦克风单体11，麦克风单体11的均匀环绕分布在垃圾桶本体5外侧，麦克风单体11的外侧环绕罩设有防风网罩12，防风网罩12整体为环形，套设在垃圾桶本体5同时覆盖住所用的麦克风单体11。

所述视觉精确定位装置2，外部固定有光学玻璃21，并与垃圾桶本体5的表面平顺连接，光学玻璃21内侧的垃圾桶本体5成型有凹槽22，视觉精确定位装置2固定在凹槽22中，视觉精确定位装置2与计算处理装置4连接。

所述视觉精确定位装置2至少包括有两个摄像头23，摄像头23之间相对的位置固定，并且固定在桶盖51的铰链52的后侧。

所述运动装置3包括固定在垃圾桶本体5底部的三轮式全向轮31，三轮式全向轮31与处理器连接。

所述三轮式全向轮31包括三个转动轮32，三个转动轮32之间均匀间隔120°，每个转动轮32单独连接有驱动轴33，驱动轴33上度各自连接有减速器和电机，所有减速器和电机都各自与计算处理装置4连接。

所述垃圾桶本体5的底部边缘设置有电池充电接口。

工作过程：主人在房间内喊一声垃圾桶的名字，例如小白。垃圾桶的声音粗滤定位装置1对主人声音初步定位，垃圾桶从待机的角落中跑出来，跑向主人。同时，垃圾桶的传感装置中的视觉精确定位装置2开启。主人向垃圾桶大概方向，扔出手中垃圾，垃圾桶通过视觉精确定位装置2识别并锁定飞行中的垃圾，计算出垃圾落点，提前跑到此位置，打开桶盖51。垃圾直接落在桶内后，关闭桶盖51，发出收到垃圾的声光信号，同时迅速返回到待机角落。

Claims (8)

1.一种智能垃圾桶，垃圾桶具有用于语音信息交流的声音粗滤定位装置（1）、用于感知环境的视觉精确定位装置（2）以及实现垃圾桶移动的运动装置（3），还有与声音粗滤定位装置（1）、视觉精确定位装置（2）和运动装置（3）同时电路连接的计算处理装置（4）。

2.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：垃圾桶包括垃圾桶本体（5），其内部成型为筒形，并且套设有内筒，在垃圾桶本体（5）的顶部连接有桶盖（51），桶盖（51）通过铰链（52）连接在垃圾桶本的上部边缘，铰链（52）内内嵌有微型电机（53）和减速器，垃圾桶本体（5）底部还固定有电池（54），计算处理装置（4）也固定在垃圾桶本体（5）的底部。

3.根据权利要求2所述的智能垃圾桶，其特征在于：所述声音粗滤定位装置（1）具体为固定在垃圾桶本体（5）的上部边缘的外侧环绕设置的麦克风阵列，麦克风阵列与处理器连接，具体包括有多个麦克风单体（11），麦克风单体（11）的均匀环绕分布在垃圾桶本体（5）外侧，麦克风单体（11）的外侧环绕罩设有防风网罩（12），防风网罩（12）整体为环形，套设在垃圾桶本体（5）同时覆盖住所用的麦克风单体（11）。

4.根据权利要求2所述的智能垃圾桶，其特征在于：所述视觉精确定位装置（2），外部固定有光学玻璃（21），并与垃圾桶本体（5）的表面平顺连接，光学玻璃（21）内侧的垃圾桶本体（5）成型有凹槽（22），视觉精确定位装置（2）固定在凹槽（22）中，视觉精确定位装置（2）与计算处理装置（4）连接。

5.根据权利要求4所述的智能垃圾桶，其特征在于：所述视觉精确定位装置（2）至少包括有两个摄像头（23），摄像头（23）之间相对的位置固定，并且固定在桶盖（51）的铰链（52）的后侧。

6.根据权利要求2所述的智能垃圾桶，其特征在于：所述运动装置（3）包括固定在垃圾桶本体（5）底部的三轮式全向轮（31），三轮式全向轮（31）与处理器连接。

7.根据权利要求6所述的智能垃圾桶，其特征在于：所述三轮式全向轮（31）包括三个转动轮（32），三个转动轮（32）之间均匀间隔120°，每个转动轮（32）单独连接有驱动轴（33），驱动轴（33）上度各自连接有减速器和电机，所有减速器和电机都各自与计算处理装置（4）连接。

8.根据权利要求2所述的智能垃圾桶，其特征在于：所述垃圾桶本体（5）的底部边缘设置有电池充电接口。