CN111994513A - 智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法及装置 - Google Patents

智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及垃圾分类领域，具体涉及一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法及装置。该方法及装置通过对垃圾投递人员的身份信息、垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息识别后，对其进行标注并通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集，使用深度学习方法对深度学习模型的训练集和测试集进行处理，计算得到垃圾类别模型；使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别，获得的投递垃圾类别更加准确。

Description

智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法及装置
技术领域
本发明涉及垃圾分类领域，具体而言，涉及一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法及装置。
背景技术
每个人每天都会产生各种各样的垃圾，最后垃圾都被丢入了垃圾桶，垃圾桶的容量监测尤为重要，社区中垃圾桶容量满了溢出后，无法实时通知清运人员及时清理，积累较多的垃圾将会大大影响环境，造成环境污染。
发明内容
本发明实施例提供了一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法及装置，以至少解决现有垃圾种类监测方法准确度低的技术问题。
根据本发明的一实施例，提供了一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法，包括以下步骤：
识别垃圾投递人员的身份信息得到人脸识别结果信息，并对投递人员的投递过程进行视频监控得到投递过程的视频数据；
识别投递人员投递垃圾的垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息；
对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注，并对垃圾的三维深度信息中的投递物品种类进行标注，并生成标注数据，通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集；
使用深度学习方法对深度学习模型的训练集和测试集进行处理，计算得到垃圾类别模型；
使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别。
进一步地，使用人脸识别算法识别垃圾投递人员的身份信息得到人脸识别结果信息。
进一步地，对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注之前，方法还包括：
存储识别分析后的人脸识别结果信息，该人脸识别结果信息包括身份信息数据，存储投递过程的视频数据，存储垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息，存储垃圾桶的三维容量信息。
进一步地，方法还包括：
根据识别出的投递垃圾类别提醒用户操作流程，同时提醒用户投递垃圾类别。
根据本发明的另一实施例，提供了一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，包括：
人脸识别单元，用于识别垃圾投递人员的身份信息得到人脸识别结果信息，并对投递人员的投递过程进行视频监控得到投递过程的视频数据；
双目摄像头单元，用于识别投递人员投递垃圾的垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息；
标注单元，用于对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注，并对垃圾的三维深度信息中的投递物品种类进行标注，并生成标注数据，通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集；
深度学习单元，用于使用深度学习方法对深度学习模型的训练集和测试集进行处理，计算得到垃圾类别模型；
垃圾类别识别单元，用于使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别。
进一步地，装置还包括：控制主板单元，用于协调各个单元的正常工作，控制各个单元的工作进程。
进一步地，装置还包括：数据存储单元，用于存储识别分析后的人脸识别结果信息，该人脸识别结果信息包括身份信息数据，存储投递过程的视频数据，存储垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息，存储垃圾桶的三维容量信息。
进一步地，装置还包括：4G通讯单元，用于在控制主板单元和数据存储单元之间建立通讯通道。
进一步地，装置还包括：语音提醒单元，用于根据识别出的投递垃圾类别提醒用户操作流程，同时提醒用户投递垃圾类别。
进一步地，装置还包括：太阳能供电单元，用于对本装置进行电源供给。
本发明实施例中的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法及装置，通过对垃圾投递人员的身份信息、垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息识别后，对其进行标注并通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集，计算得到垃圾类别模型，使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别，获得的投递垃圾类别更加准确。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法的流程图；
图2为本发明智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法的优选流程图；
图3为本发明智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置的模块图；
图4为本发明智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置的优选模块图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明一实施例，提供了一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法，参见图1，包括以下步骤：
S100:识别垃圾投递人员的身份信息得到人脸识别结果信息，并对投递人员的投递过程进行视频监控得到投递过程的视频数据；
S200:识别投递人员投递垃圾的垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息；
S300:对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注，并对垃圾的三维深度信息中的投递物品种类进行标注，并生成标注数据，通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集；
S400:使用深度学习方法对深度学习模型的训练集和测试集进行处理，计算得到垃圾类别模型；
S500:使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别。
本发明实施例中的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法，通过对垃圾投递人员的身份信息、垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息识别后，对其进行标注并通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集，计算得到垃圾类别模型，使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别，获得的投递垃圾类别更加准确。
其中，使用人脸识别算法识别垃圾投递人员的身份信息得到人脸识别结果信息。
其中，对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注之前，参见图2，方法还包括：
S250:存储识别分析后的人脸识别结果信息，该人脸识别结果信息包括身份信息数据，存储投递过程的视频数据，存储垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息，存储垃圾桶的三维容量信息。
其中，参见图2，方法还包括：
S600:根据识别出的投递垃圾类别提醒用户操作流程，同时提醒用户投递垃圾类别。
下面以具体的实施例，对本发明智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法进行详细描述。该方法包括：
1.人脸识别摄像头部分：该人脸识别摄像头集成人脸识别算法，可以识别出垃圾投递人员的身份信息，该人脸识别单元与投递人员身份数据库连接，调取投递人员身份数据库中与该垃圾投递人员的身份信息，对该垃圾投递人员的身份信息进行识别，并对投递人员的投递过程进行视频监控，对投递过程的视频数据及人脸识别结果信息发送至控制主板单元；
2.识别投递人员投递垃圾的垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息，将识别到的垃圾桶中垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息发送至控制主板单元；
3.控制主板部分：协调各个单元的正常工作，控制各个单元的工作进程；
4.4G通讯部分：负责在控制主板部分和数据存储部分之间建立通讯通道；
5.太阳能供电部分：提供主板控制部分的电源供给，利用清洁能源，提倡环保；
6.数据存储部分：存储人脸识别单元识别分析后的人脸识别结果信息，该人脸识别结果信息包括身份信息数据，存储投递过程的视频数据，存储垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息，存储垃圾桶的三维容量信息；
7.对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注，并对垃圾的三维深度信息中的投递物品种类进行标注，并生成相关的标注数据，通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集；
8.利用深度学习方法对深度学习模型的训练集和测试集进行处理，计算得到合理的垃圾类别模型；
9.利用深度学习单元计算出来的垃圾类别模型，实时推断出投递垃圾类别；
10.根据垃圾类别识别单元识别出的投递垃圾类别提醒用户操作流程，同时提醒用户投递垃圾类别。
本发明通过应用人工智能技术、物联网技术，实时监测垃圾桶的容量，实时分析丢入垃圾种类，通过搜集实时数据，后台可对历史大数据进行分析，记录用户的投递行为。当垃圾桶容量满了无法及时更换时，通过人工智能的移动底盘技术实现垃圾桶的自主移动更换。
实施例2
根据本发明的另一实施例，提供了一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，参见图3，包括：
人脸识别单元100，用于识别垃圾投递人员的身份信息得到人脸识别结果信息，并对投递人员的投递过程进行视频监控得到投递过程的视频数据；
双目摄像头单元200，用于识别投递人员投递垃圾的垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息；
标注单元300，用于对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注，并对垃圾的三维深度信息中的投递物品种类进行标注，并生成标注数据，通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集；
深度学习单元400，用于使用深度学习方法对深度学习模型的训练集和测试集进行处理，计算得到垃圾类别模型；
垃圾类别识别单元500，用于使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别。
本发明实施例中的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，通过对垃圾投递人员的身份信息、垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息识别后，对其进行标注并通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集，计算得到垃圾类别模型，使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别，获得的投递垃圾类别更加准确。
其中，参见图4，装置还包括：控制主板单元210，用于协调各个单元的正常工作，控制各个单元的工作进程。
其中，参见图4，装置还包括：数据存储单元230，用于存储识别分析后的人脸识别结果信息，该人脸识别结果信息包括身份信息数据，存储投递过程的视频数据，存储垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息，存储垃圾桶的三维容量信息。
其中，参见图4，装置还包括：4G通讯单元220，用于在控制主板单元210和数据存储单元230之间建立通讯通道。
其中，参见图4，装置还包括：语音提醒单元600，用于根据识别出的投递垃圾类别提醒用户操作流程，同时提醒用户投递垃圾类别。
其中，参见图4，装置还包括：太阳能供电单元240，用于对本装置进行电源供给。
下面以具体的实施例，对本发明智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置进行详细描述。
本发明公开了一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，包含如下单元：人脸识别单元100、双目摄像头单元200、控制主板单元210、4G通讯单元220、太阳能供电单元240、数据存储单元230、标注单元300、深度学习单元400、垃圾类别识别单元500、语音提醒单元600；其中：
1.人脸识别单元100：包括人脸识别摄像头，该人脸识别摄像头集成人脸识别算法，可以识别出垃圾投递人员的身份信息，该人脸识别单元100与投递人员身份数据库连接，调取投递人员身份数据库中与该垃圾投递人员的身份信息，对该垃圾投递人员的身份信息进行识别，并对投递人员的投递过程进行视频监控，对投递过程的视频数据及人脸识别结果信息发送至控制主板单元210；
2.双目摄像头单元200：识别投递人员投递垃圾的垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息，将识别到的垃圾桶中垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息发送至控制主板单元210；
3.控制主板单元210：接入人脸识别单元100、双目摄像头单元200、4G通讯单元220，协调该三个单元的正常工作，控制该三个单元的工作进程；
4.4G通讯单元220：与控制主板单元210、数据存储单元230连接，负责在控制主板单元210和数据存储单元230之间建立通讯通道；
5.太阳能供电单元240：提供主板控制单元的电源供给，利用清洁能源，提倡环保；
6.数据存储单元230：与控制主板单元210连接，存储人脸识别单元100识别分析后的人脸识别结果信息，该人脸识别结果信息包括身份信息数据，存储投递过程的视频数据，存储垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息，存储垃圾桶的三维容量信息；
7.标注单元300：与数据存储单元230连接，对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注，并对垃圾的三维深度信息中的投递物品种类进行标注，并生成相关的标注数据，通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集；
8.深度学习单元400：与标注单元300连接，利用深度学习方法对深度学习模型的训练集和测试集进行处理，计算得到合理的垃圾类别模型；
9.垃圾类别识别单元500：与深度学习单元400连接，利用深度学习单元400计算出来的垃圾类别模型，实时推断出投递垃圾类别；
10.语音提醒单元600：与垃圾类别识别单元500连接，根据垃圾类别识别单元500识别出的投递垃圾类别提醒用户操作流程，同时提醒用户投递垃圾类别。
本发明通过应用人工智能技术、物联网技术，实时监测垃圾桶的容量，实时分析丢入垃圾种类，通过搜集实时数据，后台可对历史大数据进行分析，记录用户的投递行为。当垃圾桶容量满了无法及时更换时，通过人工智能的移动底盘技术实现垃圾桶的自主移动更换。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
识别垃圾投递人员的身份信息得到人脸识别结果信息，并对投递人员的投递过程进行视频监控得到投递过程的视频数据；
识别投递人员投递垃圾的垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息；
对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注，并对垃圾的三维深度信息中的投递物品种类进行标注，并生成标注数据，通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集；
使用深度学习方法对深度学习模型的训练集和测试集进行处理，计算得到垃圾类别模型；
使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别。
2.根据权利要求1所述的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法，其特征在于，使用人脸识别算法识别垃圾投递人员的身份信息得到人脸识别结果信息。
3.根据权利要求1所述的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法，其特征在于，对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注之前，所述方法还包括：
存储识别分析后的人脸识别结果信息，该人脸识别结果信息包括身份信息数据，存储投递过程的视频数据，存储垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息，存储垃圾桶的三维容量信息。
4.根据权利要求1所述的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据识别出的投递垃圾类别提醒用户操作流程，同时提醒用户投递垃圾类别。
5.一种智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，其特征在于，包括：
人脸识别单元，用于识别垃圾投递人员的身份信息得到人脸识别结果信息，并对投递人员的投递过程进行视频监控得到投递过程的视频数据；
双目摄像头单元，用于识别投递人员投递垃圾的垃圾桶中垃圾的三维深度信息，及识别该垃圾桶的三维容量信息；
标注单元，用于对人脸识别结果信息、垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息、垃圾桶的三维容量信息进行标注，并对垃圾的三维深度信息中的投递物品种类进行标注，并生成标注数据，通过标注数据建立深度学习模型的训练集和测试集；
深度学习单元，用于使用深度学习方法对深度学习模型的训练集和测试集进行处理，计算得到垃圾类别模型；
垃圾类别识别单元，用于使用垃圾类别模型实时推断出投递过程的视频数据中的投递垃圾类别。
6.根据权利要求5所述的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，其特征在于，所述装置还包括：控制主板单元，用于协调各个单元的正常工作，控制各个单元的工作进程。
7.根据权利要求6所述的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，其特征在于，所述装置还包括：数据存储单元，用于存储识别分析后的人脸识别结果信息，该人脸识别结果信息包括身份信息数据，存储投递过程的视频数据，存储垃圾桶中所投放的垃圾的三维深度信息，存储垃圾桶的三维容量信息。
8.根据权利要求7所述的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，其特征在于，所述装置还包括：4G通讯单元，用于在控制主板单元和数据存储单元之间建立通讯通道。
9.根据权利要求5所述的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，其特征在于，所述装置还包括：语音提醒单元，用于根据识别出的投递垃圾类别提醒用户操作流程，同时提醒用户投递垃圾类别。
10.根据权利要求5所述的智能分类垃圾桶中垃圾种类实时监测装置，其特征在于，所述装置还包括：太阳能供电单元，用于对本装置进行电源供给。
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