CN111871843A - 一种基于大数据的垃圾自动分类系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于大数据的垃圾自动分类系统，属于大数据技术领域，该系统包括识别比对模块、节能模块；所述识别比对模块用于对投递者投递的垃圾进行识别，根据识别的特征信息对垃圾进行分类；所述节能模块用于对周围环境进行判断，使得该系统在需要使用的情况下开启，更加的节能环保；本发明科学合理，使用安全方便，本发明设置有节能模块，利用节能模块对投递者的位置和轨迹进行分析，使得可以得知投递者是否需要进行垃圾的投递，当判断投递者需要进行垃圾的投递时，控制整个系统接通电源，当判断没有投递者需要投递垃圾时，利用电源控制单元切断电源，使得整个系统的使用能耗更低，更加的节能环保。

Description

一种基于大数据的垃圾自动分类系统
技术领域
本发明涉及大数据技术领域，具体是一种基于大数据的垃圾自动分类系统。
背景技术
随着社会的不断发展，人们的生活需求不断的增大，随之而来的是生活垃圾的增多，于是，环境保护问题成为了当今时代发展的主题，合理的对垃圾进行分类，对分类之后的垃圾进行回收处理，是避免环境污染的一种有效措施，但是，当前垃圾的分类还是处于人为分类阶段，垃圾分类的效率低下，且垃圾分类的过程繁琐，尽管已经出现了可自动分类的垃圾箱，但是，仍然存在以下问题：
1、对于垃圾的分类过程繁琐，对于无法识别的垃圾将无法进行分类，影响着垃圾分类和投递的效率；
2、现有的垃圾分类系统或者装置为全天候24小时开启，方便人们对于垃圾的投递和分类，但是，这种情况会导致能源的浪费；
所以，人们急需一种基于大数据的垃圾自动分类系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于大数据的垃圾自动分类系统，以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的垃圾自动分类系统，该垃圾自动分类系统包括输入模块、识别比对模块、控制模块、执行机构和节能模块；
所述输入模块，用于输入各类信息，完善垃圾自动分类系统数据库；
所述识别比对模块，用于对投递者投递的垃圾进行识别，根据识别的特征信息对垃圾进行分类；
所述控制模块，用于对整个系统进行智能化的控制，实现对垃圾的自动分类存放；
所述执行机构，用于接收控制模块的指令，对垃圾进行分类存放；
所述节能模块，用于对周围环境进行判断，有投递者需要投递垃圾时，打开垃圾自动分类系统，使得该系统在需要使用的情况下开启，更加的节能环保；
所述输入模块和识别比对模块的输出端电性连接控制模块的输入端，控制模块的输出端电性连接执行机构的输入端，所述控制模块与节能模块电性连接。
根据上述技术方案，所述输入模块包括特征信息存储单元，人脸信息输入单元、特征信息输入单元和人脸识别单元；
所述特征信息存储单元用于将通过语音录入识别单元录入的垃圾分类信息与无法识别的特征信息之间进行匹配，并存储进入数据库中，对数据库中的数据进行扩充，以便于不断的提高系统对于垃圾特征信息的识别能力；所述人脸信息输入单元用于将需要使用该系统的人员的人脸信息通过用户手机端录入系统，以便于垃圾投递者通过人脸信息登录系统，因为垃圾投递者手上提有垃圾，所以，利用人脸登录系统更为方便；所述特征信息输入单元用于输入各种垃圾的特征信息，作为垃圾特征信息比对分类的基础；所述人脸识别单元，用于对投递垃圾的人进行人脸信息的识别，使得可以得知垃圾投递者的身份信息，以便于找寻不按照要求进行投递的垃圾投递者并进行处罚；
所述特征信息存储单元，人脸信息输入单元、特征信息输入单元和人脸识别单元的输出端均电性连接控制模块的输入端。
根据上述技术方案，所述识别比对模块包括语音录入单元、图像识别单元、特征识别单元和特征比对单元；
所述语音录入单元用于在扬声器询问投递者垃圾的名称之后，对投递者的语音信号进行录入并识别，根据识别的信息对垃圾进行分类；所述图像拍摄单元用于对投递者即将投递的垃圾进行拍摄，以便于系统根据拍摄的垃圾照片对垃圾进行分类；所述特征提取单元用于对图像拍摄单元所拍摄的照片中的特征进行提取，以便于通过特征判断垃圾的种类，便于对垃圾进行分类；所述特征比对单元用于将特征提取单元所提取的特征信息与数据库中所存储的特征信息之间进行比对，确定所投递的垃圾的类型；
所述图像拍摄单元的输出端电性连接特征提取单元的输入端，所述特征提取单元的输出端电性连接特征比对单元和特征信息存储单元的输入端，所述特征比对单元与控制模块电性连接。
根据上述技术方案，所述控制模块包括可编程控制器、数据库和扬声器；
所述可编程控制器用于对整个垃圾自动分类系统进行智能化控制，保证系统的正常稳定运行；所述数据库用于对垃圾的特征信息和特征信息所属的类别进行存储，以便于根据投递的垃圾的特征信息判断该垃圾的所属类别；所述扬声器在无法识别垃圾的特征信息导致无法确定垃圾类别时，询问垃圾投递者所投递的垃圾的名称，以便于根据所投递的垃圾的名称确定垃圾的类别；
所述数据库的输出端电性连接可编程控制器和特征比对单元的输入端，所述特征比对单元的输出端电性连接可编程控制器的输入端，所述可编程控制器的输出端电性连接执行机构和扬声器的输入端，所述语音录入识别单元和人脸识别单元的输出端电性连接可编程控制器的输入端。
根据上述技术方案，所述执行机构包括输送带、开桶电机和倾倒电机；
所述输送带用于对识别并分类之后的垃圾进行输送，所述倾倒电机用于对输送带上输送的垃圾进行倾倒，所述开桶电机用于对识别并分类之后的垃圾所对应的垃圾桶进行桶盖的打开。
根据上述技术方案，所述节能模块包括二维模型建立单元、坐标系建立单元、位置分析单元、第一定位单元、第二定位单元、电源控制单元和坐标值赋予单元；
所述二维模型建立单元用于建立垃圾投递装置所在位置的平面二维模型，所述垃圾投递装置是指对垃圾进行自动分类并存储的装置，所述坐标系建立单元用于在建立的二维平面模型上建立平面直角坐标系，所述平面直角坐标系以垃圾投递装置所在位置为圆心，所述第一定位单元安装在垃圾投递装置内部，用于对垃圾投递装置的位置进行定位，所述第二定位装置安装在用户手机端内部，用于对用户的位置进行定位，所述坐标值赋予单元用于根据第二定位单元的定位信息赋予用户平面直角坐标系中的坐标值，所述位置分析单元用于分析用户行进的轨迹，根据用户行进轨迹判断用户是否有意向前去投递垃圾，所述电源控制单元用于控制整个系统的电源的开启和关闭，使得在有投递者需要进行垃圾投递时打开电源，没有投递者进行垃圾投递时关闭电源，更加的节能环保；
所述第一定位单元和第二定位单元的输出端电性连接坐标值赋予单元的输入端，所述坐标值赋予单元和坐标系建立单元的输出端电性连接二维模型建立单元的输入端，所述二维模型建立单元的输出端电性连接位置分析单元的输入端，所述位置分析单元的输出端电性连接可编程控制器的输入端，所述可编程控制器的输出端电性连接电源控制单元的输入端。
根据上述技术方案，所述人脸信息输入单元和特征信息输入单元将人脸信息和垃圾的特征信息输入系统并存储在数据库中，供给人脸识别单元和特征比对单元进行比对，所述图像拍摄单元对投递者需要投递的垃圾进行照片的拍摄，利用特征提取单元对照片中的垃圾的特征信息进行提取，利用特征比对单元将提取的垃圾的特征信息与数据库中存储的特征信息之间进行比对，确定垃圾的种类，所述特征比对单元将比对结果发送至可编程控制器，所述可编程控制器控制执行机构对投递者投递的垃圾进行分类倾倒。
根据上述技术方案，所述特征比对单元无法将特征提取单元提取的特征信息与数据库中的特征信息相匹配时，所述可编程控制器控制扬声器发出声音，询问投递者所投递的垃圾的名称，所述语音录入识别单元对投递者的语音信息进行录入并识别，所述可编程控制器根据投递者提供的垃圾名称对垃圾进行分类，并通过执行机构对垃圾分类和倾倒，所述特征提取单元将未匹配的垃圾的特征信息通过特征信息存储单元连同垃圾的类别一同存储在数据库中。
根据上述技术方案，利用所述二维模型建立垃圾投递装置所在位置的平面二维模型，利用所述坐标系建立单元以垃圾投递装置所在位置为圆心建立平面直角坐标系，利用所述坐标值赋予单元根据第二定位单元的定位位置赋予其坐标值，组成投递者位置的坐标值集合P＝{(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),…,(Xn,Yn)}；当第二定位单元定位到投递者与垃圾投递装置之间的距离L≤l时，利用所述位置分析单元对投递者的行进轨迹进行分析，其中，l表示设定的距离阈值，所述可编程控制器根据分析结果控制电源控制单元开启和关闭电源，使得可以最大程度的降低电能的消耗，更加的节能减排。
根据上述技术方案，所述位置分析单元根据下列公式对投递者的行进轨迹进行计算：
Figure BDA0002636094140000071
其中，α表示投递者连续两个定位坐标值之间的连线与X轴或者Y轴夹角的锐角；
根据下列公式对投递者与平面直角坐标系圆心之间的连线与X轴或Y轴之间夹角的锐角β进行计算：
Figure BDA0002636094140000072
根据下列公式对投递者当前的位置距离垃圾投递装置之间的距离L当进行计算：
Figure BDA0002636094140000073
当α∈[β-θ，β+θ]且L当≤Z时，表明投递者需要前往垃圾投递装置进行垃圾的投递，所述位置分析单元将分析结果发送至可编程控制器，所述可编程控制向电源控制单元发送指令，所述电源控制单元控制垃圾投递装置的电源接通；
当
Figure BDA0002636094140000074
或L当＞Z时，表明投递者不是前往垃圾投递装置进行垃圾投递的，所述可编程控制器不向电源控制单元发送接通电源的指令，θ表示设定的范围阈值。使得整个垃圾投递装置在使用的过程中更加的节能环保。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设置有节能模块，利用节能模块对投递者的位置和轨迹进行分析，使得可以得知投递者是否需要进行垃圾的投递，当判断投递者需要进行垃圾的投递时，控制整个系统接通电源，当判断没有投递者需要投递垃圾时，利用电源控制单元切断电源，使得整个系统的使用能耗更低，更加的节能环保。
2、本申请利用语音录入识别单元对垃圾投递者的语音进行识别，使得在无法识别垃圾特征信息时，通过语音垃圾的名称，根据垃圾的名称进行分类，使得可以分类的垃圾更加的全面，同时，可以将语音识别之后的垃圾特征信息和类别信息存储在数据库中，对数据库进行扩充，便于后期更为全面的对垃圾进行分类。
3、通过人脸信息输入单元和人脸识别单元对投递者的人脸信息进行识别，使得可以方便投递者登录系统的同时，便于规范投递者对于垃圾投递分类的操作，避免垃圾的乱扔乱放。
附图说明
图1为本发明一种基于大数据的垃圾自动分类系统的模块组成结构示意图；
图2为本发明一种基于大数据的垃圾自动分类系统的模块连接结构示意图；
图3为本发明一种基于大数据的垃圾自动分类系统节能模块的连接结构示意图；
图4为本发明一种基于大数据的垃圾自动分类系统的二维模型的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1～4所示，一种基于大数据的垃圾自动分类系统，该垃圾自动分类系统包括输入模块、识别比对模块、控制模块、执行机构和节能模块；
输入模块，用于输入各类信息，完善垃圾自动分类系统数据库；
识别比对模块，用于对投递者投递的垃圾进行识别，根据识别的特征信息对垃圾进行分类；
控制模块，用于对整个系统进行智能化的控制，实现对垃圾的自动分类存放；
执行机构，用于接收控制模块的指令，对垃圾进行分类存放；
节能模块，用于对周围环境进行判断，有投递者需要投递垃圾时，打开垃圾自动分类系统，使得该系统在需要使用的情况下开启，更加的节能环保；
输入模块和识别比对模块的输出端电性连接控制模块的输入端，控制模块的输出端电性连接执行机构的输入端，控制模块与节能模块电性连接。
输入模块包括特征信息存储单元，人脸信息输入单元、特征信息输入单元和人脸识别单元；
特征信息存储单元用于将通过语音录入识别单元录入的垃圾分类信息与无法识别的特征信息之间进行匹配，并存储进入数据库中，对数据库中的数据进行扩充，以便于不断的提高系统对于垃圾特征信息的识别能力；人脸信息输入单元用于将需要使用该系统的人员的人脸信息通过用户手机端录入系统，以便于垃圾投递者通过人脸信息登录系统，因为垃圾投递者手上提有垃圾，所以，利用人脸登录系统更为方便；特征信息输入单元用于输入各种垃圾的特征信息，作为垃圾特征信息比对分类的基础；人脸识别单元，用于对投递垃圾的人进行人脸信息的识别，使得可以得知垃圾投递者的身份信息，以便于找寻不按照要求进行投递的垃圾投递者并进行处罚；
特征信息存储单元，人脸信息输入单元、特征信息输入单元和人脸识别单元的输出端均电性连接控制模块的输入端。
识别比对模块包括语音录入单元、图像识别单元、特征识别单元和特征比对单元；
语音录入单元用于在扬声器询问投递者垃圾的名称之后，对投递者的语音信号进行录入并识别，根据识别的信息对垃圾进行分类；图像拍摄单元用于对投递者即将投递的垃圾进行拍摄，以便于系统根据拍摄的垃圾照片对垃圾进行分类；特征提取单元用于对图像拍摄单元所拍摄的照片中的特征进行提取，以便于通过特征判断垃圾的种类，便于对垃圾进行分类；特征比对单元用于将特征提取单元所提取的特征信息与数据库中所存储的特征信息之间进行比对，确定所投递的垃圾的类型；
图像拍摄单元的输出端电性连接特征提取单元的输入端，特征提取单元的输出端电性连接特征比对单元和特征信息存储单元的输入端，特征比对单元与控制模块电性连接。
控制模块包括可编程控制器、数据库和扬声器；
可编程控制器用于对整个垃圾自动分类系统进行智能化控制，保证系统的正常稳定运行；数据库用于对垃圾的特征信息和特征信息所属的类别进行存储，以便于根据投递的垃圾的特征信息判断该垃圾的所属类别；扬声器在无法识别垃圾的特征信息导致无法确定垃圾类别时，询问垃圾投递者所投递的垃圾的名称，以便于根据所投递的垃圾的名称确定垃圾的类别；
数据库的输出端电性连接可编程控制器和特征比对单元的输入端，特征比对单元的输出端电性连接可编程控制器的输入端，可编程控制器的输出端电性连接执行机构和扬声器的输入端，语音录入识别单元和人脸识别单元的输出端电性连接可编程控制器的输入端。
执行机构包括输送带、开桶电机和倾倒电机；
输送带用于对识别并分类之后的垃圾进行输送，倾倒电机用于对输送带上输送的垃圾进行倾倒，开桶电机用于对识别并分类之后的垃圾所对应的垃圾桶进行桶盖的打开。
节能模块包括二维模型建立单元、坐标系建立单元、位置分析单元、第一定位单元、第二定位单元、电源控制单元和坐标值赋予单元；
二维模型建立单元用于建立垃圾投递装置所在位置的平面二维模型，垃圾投递装置是指对垃圾进行自动分类并存储的装置，坐标系建立单元用于在建立的二维平面模型上建立平面直角坐标系，平面直角坐标系以垃圾投递装置所在位置为圆心，第一定位单元安装在垃圾投递装置内部，用于对垃圾投递装置的位置进行定位，第二定位装置安装在用户手机端内部，用于对用户的位置进行定位，坐标值赋予单元用于根据第二定位单元的定位信息赋予用户平面直角坐标系中的坐标值，位置分析单元用于分析用户行进的轨迹，根据用户行进轨迹判断用户是否有意向前去投递垃圾，电源控制单元用于控制整个系统的电源的开启和关闭，使得在有投递者需要进行垃圾投递时打开电源，没有投递者进行垃圾投递时关闭电源，更加的节能环保；
第一定位单元和第二定位单元的输出端电性连接坐标值赋予单元的输入端，坐标值赋予单元和坐标系建立单元的输出端电性连接二维模型建立单元的输入端，二维模型建立单元的输出端电性连接位置分析单元的输入端，位置分析单元的输出端电性连接可编程控制器的输入端，可编程控制器的输出端电性连接电源控制单元的输入端。
人脸信息输入单元和特征信息输入单元将人脸信息和垃圾的特征信息输入系统并存储在数据库中，供给人脸识别单元和特征比对单元进行比对，图像拍摄单元对投递者需要投递的垃圾进行照片的拍摄，利用特征提取单元对照片中的垃圾的特征信息进行提取，利用特征比对单元将提取的垃圾的特征信息与数据库中存储的特征信息之间进行比对，确定垃圾的种类，特征比对单元将比对结果发送至可编程控制器，可编程控制器控制执行机构对投递者投递的垃圾进行分类倾倒。
特征比对单元无法将特征提取单元提取的特征信息与数据库中的特征信息相匹配时，可编程控制器控制扬声器发出声音，询问投递者所投递的垃圾的名称，语音录入识别单元对投递者的语音信息进行录入并识别，可编程控制器根据投递者提供的垃圾名称对垃圾进行分类，并通过执行机构对垃圾分类和倾倒，特征提取单元将未匹配的垃圾的特征信息通过特征信息存储单元连同垃圾的类别一同存储在数据库中。
利用二维模型建立垃圾投递装置所在位置的平面二维模型，利用坐标系建立单元以垃圾投递装置所在位置为圆心建立平面直角坐标系，利用坐标值赋予单元根据第二定位单元的定位位置赋予其坐标值，组成投递者位置的坐标值集合P＝{(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),…,(Xn,Yn)}；当第二定位单元定位到投递者与垃圾投递装置之间的距离L≤l时，利用位置分析单元对投递者的行进轨迹进行分析，其中，l表示设定的距离阈值，可编程控制器根据分析结果控制电源控制单元开启和关闭电源，使得可以最大程度的降低电能的消耗，更加的节能减排。
位置分析单元根据下列公式对投递者的行进轨迹进行计算：
Figure BDA0002636094140000141
其中，α表示投递者连续两个定位坐标值之间的连线与X轴或者Y轴夹角的锐角；
根据下列公式对投递者与平面直角坐标系圆心之间的连线与X轴或Y轴之间夹角的锐角β进行计算：
Figure BDA0002636094140000142
根据下列公式对投递者当前的位置距离垃圾投递装置之间的距离L当进行计算：
Figure BDA0002636094140000143
当α∈[β-θ，β+θ]且L当≤Z时，表明投递者需要前往垃圾投递装置进行垃圾的投递，位置分析单元将分析结果发送至可编程控制器，可编程控制向电源控制单元发送指令，电源控制单元控制垃圾投递装置的电源接通；
当
Figure BDA0002636094140000144
或L当＞Z时，表明投递者不是前往垃圾投递装置进行垃圾投递的，可编程控制器不向电源控制单元发送接通电源的指令。使得整个垃圾投递装置在使用的过程中更加的节能环保，θ表示设定的范围阈值。
实施例一：
利用二维模型建立垃圾投递装置所在位置的平面二维模型，利用坐标系建立单元以垃圾投递装置所在位置为圆心建立平面直角坐标系，利用坐标值赋予单元根据第二定位单元的定位位置赋予其坐标值，组成投递者位置的坐标值集合P＝{(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),…,(-5,-6),(-3.5,-3),…,(Xn,Yn)}；当第二定位单元定位到投递者与垃圾投递装置之间的距离L≤l＝10m时，利用位置分析单元对投递者的行进轨迹进行分析，其中，l表示设定的距离阈值，可编程控制器根据分析结果控制电源控制单元开启和关闭电源，使得可以最大程度的降低电能的消耗，更加的节能减排。
位置分析单元根据下列公式对投递者的行进轨迹进行计算：
Figure BDA0002636094140000151
其中，α＝63.4°表示投递者连续两个定位坐标值之间的连线与X轴或者Y轴夹角的锐角；
根据下列公式对投递者与平面直角坐标系圆心之间的连线与X轴或Y轴之间夹角的锐角β进行计算：
Figure BDA0002636094140000152
根据下列公式对投递者当前的位置距离垃圾投递装置之间的距离L当进行计算：
Figure BDA0002636094140000161
Figure BDA0002636094140000162
或L当＞Z＝3，表明投递者不是前往垃圾投递装置进行垃圾投递的，可编程控制器不向电源控制单元发送接通电源的指令。使得整个垃圾投递装置在使用的过程中更加的节能环保，θ表示设定的范围阈值。
实施例二：
利用二维模型建立垃圾投递装置所在位置的平面二维模型，利用坐标系建立单元以垃圾投递装置所在位置为圆心建立平面直角坐标系，利用坐标值赋予单元根据第二定位单元的定位位置赋予其坐标值，组成投递者位置的坐标值集合P＝{(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),…,(-2,-2),(-1,-1.05),…,(Xn,Yn)}；当第二定位单元定位到投递者与垃圾投递装置之间的距离L≤l＝10m时，利用位置分析单元对投递者的行进轨迹进行分析，其中，l表示设定的距离阈值，可编程控制器根据分析结果控制电源控制单元开启和关闭电源，使得可以最大程度的降低电能的消耗，更加的节能减排。
位置分析单元根据下列公式对投递者的行进轨迹进行计算：
Figure BDA0002636094140000163
其中，α＝43.5°表示投递者连续两个定位坐标值之间的连线与X轴或者Y轴夹角的锐角；
根据下列公式对投递者与平面直角坐标系圆心之间的连线与X轴或Y轴之间夹角的锐角β进行计算：
Figure BDA0002636094140000171
根据下列公式对投递者当前的位置距离垃圾投递装置之间的距离L当进行计算：
Figure BDA0002636094140000172
α∈[β-θ，β+θ]＝[45-5，45+5]且L当≤Z＝3，表明投递者需要前往垃圾投递装置进行垃圾的投递，位置分析单元将分析结果发送至可编程控制器，可编程控制向电源控制单元发送指令，电源控制单元控制垃圾投递装置的电源接通，θ表示设定的范围阈值。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：该垃圾自动分类系统包括输入模块、识别比对模块、控制模块、执行机构和节能模块；
所述输入模块，用于输入各类信息，完善垃圾自动分类系统数据库；
所述识别比对模块，用于对投递者投递的垃圾进行识别，根据识别的特征信息对垃圾进行分类；
所述控制模块，用于对整个系统进行智能化的控制；
所述执行机构，用于接收控制模块的指令，对垃圾进行分类存放；
所述节能模块，用于对周围环境进行判断，有投递者需要投递垃圾时，打开垃圾自动分类系统；
所述输入模块和识别比对模块的输出端电性连接控制模块的输入端，控制模块的输出端电性连接执行机构的输入端，所述控制模块与节能模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：所述输入模块包括特征信息存储单元，人脸信息输入单元、特征信息输入单元和人脸识别单元；
所述特征信息存储单元用于将通过语音录入识别单元录入的垃圾分类信息与无法识别的特征信息之间进行匹配，并存储进入数据库中，对数据库中的数据进行扩充；所述人脸信息输入单元用于将需要使用该系统的人员的人脸信息通过用户手机端录入系统；所述特征信息输入单元用于输入各种垃圾的特征信息，作为垃圾特征信息比对分类的基础；所述人脸识别单元，用于对投递垃圾的人进行人脸信息的识别；
所述特征信息存储单元，人脸信息输入单元、特征信息输入单元和人脸识别单元的输出端均电性连接控制模块的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：所述识别比对模块包括语音录入单元、图像识别单元、特征识别单元和特征比对单元；
所述语音录入单元用于在扬声器询问投递者垃圾的名称之后，对投递者的语音信号进行录入并识别，根据识别的信息对垃圾进行分类；所述图像拍摄单元用于对投递者即将投递的垃圾进行拍摄；所述特征提取单元用于对图像拍摄单元所拍摄的照片中的特征进行提取；所述特征比对单元用于将特征提取单元所提取的特征信息与数据库中所存储的特征信息之间进行比对，确定所投递的垃圾的类型；
所述图像拍摄单元的输出端电性连接特征提取单元的输入端，所述特征提取单元的输出端电性连接特征比对单元和特征信息存储单元的输入端，所述特征比对单元与控制模块电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：所述控制模块包括可编程控制器、数据库和扬声器；
所述可编程控制器用于对整个垃圾自动分类系统进行智能化控制；所述数据库用于对垃圾的特征信息和特征信息所属的类别进行存储；所述扬声器在无法识别垃圾的特征信息导致无法确定垃圾类别时，询问垃圾投递者所投递的垃圾的名称；
所述数据库的输出端电性连接可编程控制器和特征比对单元的输入端，所述特征比对单元的输出端电性连接可编程控制器的输入端，所述可编程控制器的输出端电性连接执行机构和扬声器的输入端，所述语音录入识别单元和人脸识别单元的输出端电性连接可编程控制器的输入端。
5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：所述执行机构包括输送带、开桶电机和倾倒电机；
所述输送带用于对识别并分类之后的垃圾进行输送，所述倾倒电机用于对输送带上输送的垃圾进行倾倒，所述开桶电机用于对识别并分类之后的垃圾所对应的垃圾桶进行桶盖的打开。
6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：所述节能模块包括二维模型建立单元、坐标系建立单元、位置分析单元、第一定位单元、第二定位单元、电源控制单元和坐标值赋予单元；
所述二维模型建立单元用于建立垃圾投递装置所在位置的平面二维模型，所述垃圾投递装置是指对垃圾进行自动分类并存储的装置，所述坐标系建立单元用于在建立的二维平面模型上建立平面直角坐标系，所述平面直角坐标系以垃圾投递装置所在位置为圆心，所述第一定位单元安装在垃圾投递装置内部，用于对垃圾投递装置的位置进行定位，所述第二定位装置安装在用户手机端内部，用于对用户的位置进行定位，所述坐标值赋予单元用于根据第二定位单元的定位信息赋予用户平面直角坐标系中的坐标值，所述位置分析单元用于分析用户行进的轨迹，根据用户行进轨迹判断用户是否有意向前去投递垃圾，所述电源控制单元用于控制整个系统的电源的开启和关闭；
所述第一定位单元和第二定位单元的输出端电性连接坐标值赋予单元的输入端，所述坐标值赋予单元和坐标系建立单元的输出端电性连接二维模型建立单元的输入端，所述二维模型建立单元的输出端电性连接位置分析单元的输入端，所述位置分析单元的输出端电性连接可编程控制器的输入端，所述可编程控制器的输出端电性连接电源控制单元的输入端。
7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：所述人脸信息输入单元和特征信息输入单元将人脸信息和垃圾的特征信息输入系统并存储在数据库中，供给人脸识别单元和特征比对单元进行比对，所述图像拍摄单元对投递者需要投递的垃圾进行照片的拍摄，利用特征提取单元对照片中的垃圾的特征信息进行提取，利用特征比对单元将提取的垃圾的特征信息与数据库中存储的特征信息之间进行比对，确定垃圾的种类，所述特征比对单元将比对结果发送至可编程控制器，所述可编程控制器控制执行机构对投递者投递的垃圾进行分类倾倒。
8.根据权利要求7所述的一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：所述特征比对单元无法将特征提取单元提取的特征信息与数据库中的特征信息相匹配时，所述可编程控制器控制扬声器发出声音，询问投递者所投递的垃圾的名称，所述语音录入识别单元对投递者的语音信息进行录入并识别，所述可编程控制器根据投递者提供的垃圾名称对垃圾进行分类，并通过执行机构对垃圾分类和倾倒，所述特征提取单元将未匹配的垃圾的特征信息通过特征信息存储单元连同垃圾的类别一同存储在数据库中。
9.根据权利要求8所述的一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：利用所述二维模型建立垃圾投递装置所在位置的平面二维模型，利用所述坐标系建立单元以垃圾投递装置所在位置为圆心建立平面直角坐标系，利用所述坐标值赋予单元根据第二定位单元的定位位置赋予其坐标值，组成投递者位置的坐标值集合P＝{(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),…,(Xn,Yn)}；当第二定位单元定位到投递者与垃圾投递装置之间的距离L≤l时，利用所述位置分析单元对投递者的行进轨迹进行分析，其中，l表示设定的距离阈值，所述可编程控制器根据分析结果控制电源控制单元开启和关闭电源。
10.根据权利要求9所述的一种基于大数据的垃圾自动分类系统，其特征在于：所述位置分析单元根据下列公式对投递者的行进轨迹进行计算：
Figure FDA0002636094130000061
其中，α表示投递者连续两个定位坐标值之间的连线与X轴或者Y轴夹角的锐角；
根据下列公式对投递者与平面直角坐标系圆心之间的连线与X轴或Y轴之间夹角的锐角β进行计算：
Figure FDA0002636094130000062
根据下列公式对投递者当前的位置距离垃圾投递装置之间的距离L当进行计算：
Figure FDA0002636094130000063
当α∈[β-θ，β+θ]且L当≤Z时，表明投递者需要前往垃圾投递装置进行垃圾的投递，所述位置分析单元将分析结果发送至可编程控制器，所述可编程控制向电源控制单元发送指令，所述电源控制单元控制垃圾投递装置的电源接通；
当
Figure FDA0002636094130000064
或L当＞Z时，表明投递者不是前往垃圾投递装置进行垃圾投递的，所述可编程控制器不向电源控制单元发送接通电源的指令，θ表示设定的范围阈值，Z表示设定的距离阈值。
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