CN112938250A - 一种带有机械手的可分类垃圾车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有机械手的可分类垃圾车，包括：车厢、机械手、双目摄像头、天气检测模块和中控模块，中控模块通过识别待倾倒垃圾桶颜色与标识判定待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类，中控模块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶，当机械手对待倾倒垃圾桶进行加持时，所述重量传感器检测待倾倒垃圾桶质量，中控模块根据垃圾桶质量对倾倒翻转速度进行第一次调节；天气检测模块实时检测周围环境湿度r和环境风速s，中控模块将r和s与预设环境参数做对比,根据对比结果中控模块对倾倒翻转速度进行第二次调节。本发明通过中控模块控制垃圾车各部件工作，减少人员操作，加强环卫设备智能化。

Description

一种带有机械手的可分类垃圾车

技术领域

本发明涉及环卫车辆技术领域，尤其涉及一种带有机械手的可分类垃圾车。

背景技术

随着人民生活水平的提高，日常产生的垃圾量越来越大，全国多地开始出台 垃圾分类相关政策，每日国家都要花费大量的人力物力对人类生活产生的垃圾进 行清运。目前市场上最常用的垃圾车为自装卸式垃圾车，垃圾车自动化机械装置 仅仅只包括挂桶装置和提升机，并不能自主识别待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类，对 分类垃圾进行转运往往需要人工干预操作。

发明内容

为此，本发明提供一种带有机械手的可分类垃圾车，用以克服现有技术中垃 圾车对分类垃圾倾倒不够智能的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种带有机械手的可分类垃圾车，包括：

车厢，其内设有多个垃圾仓，用以分别存放不同种类的垃圾；

机械手，其设置在所述车厢一侧，用以提起垃圾桶并将垃圾桶内垃圾倒入对 应的垃圾仓，所述机械手上设有用以检测垃圾桶重量的重量传感器；

双目摄像头，其设置在所述垃车厢机械手同侧顶部，用以检测待倾倒垃圾桶 位置、型号和种类；

中控模块，其设置在驾驶仓内并与所述双目摄像头和所述机械手分别相连， 用以控制各部件工作状态；

天气检测模块，其设置在驾驶舱顶部并与所述中控模块相连，用以检测周围 环境湿度与风速；

所述中控模块内设有垃圾种类矩阵A0、对应垃圾种类的垃圾仓矩阵B0、垃 圾桶颜色矩阵C0和垃圾桶标识矩阵D0，所述双目摄像头识别待倾倒垃圾桶颜色 C，中控模块将C与C0内颜色参数做对比确定待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类并控制 所述机械手抓取待倾倒垃圾桶，以将垃圾倒入至所述对应的垃圾仓；

当无法从颜色辨别待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类时，所述双目摄像头对垃圾桶 标志进行拍照并将拍摄的照片传递至中控模块，所述中控模块对垃圾桶标志图形 进行灰度提取生成灰度图像并将生成的灰度图像转换为数字信号N，中控模块将 垃圾桶标识矩阵D0内所有标识均转换为数字信号，生成生成数值矩阵N0,中控 模块将N与矩阵NO内数字信号进行对比，以确定待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类；

所述中控模块内还设有垃圾桶型号矩阵F0和垃圾桶满桶质量矩阵组H0，当 采用所述带有机械手的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄像头识别自身 到待倾倒垃圾桶距离L和待倾倒垃圾桶图像大小M，中控模块根据M与L确定垃 圾桶体积型号Fk,根据待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类中控模块从矩阵组H0中选取 满桶质量Hkq，k＝1,2,3,4,q＝1,2,3,4,当机械手对待倾倒垃圾桶进行加持时，所 述重量传感器检测待倾倒垃圾桶质量H，中控模块根据H与Hkq关系对倾倒翻转 速度进行第一次调节；

所述中控模块还设有环境湿度参数R和环境风速参数S；所述天气检测模块 实时检测周围环境湿度r和环境风速s，中控模块将r和s与预设环境参数做对 比,根据对比结果中控模块对倾倒翻转速度进行第二次调节；

在进行垃圾倾倒时，所述机械手能够根据垃圾桶重量判断是否倾倒完全。

进一步地，对于垃圾桶型号体积矩阵F0，F0(F1,F2,F3,F4),其中，F1为第 一预设垃圾桶型号体积，F2为第二预设垃圾桶型号体积，F3为第三预设垃圾桶 型号体积，F4为第四预设垃圾桶型号体积；

对于不同型号垃圾桶空桶质量矩阵G0，G0(G1,G2,G3,G4),其中，G1为第一 预设型号垃圾桶空桶质量，G2为第二预设型号垃圾桶空桶质量，G3为第三预设 型号垃圾桶空桶质量，G4为第四预设型号垃圾桶空桶质量；

对于垃圾桶满桶质量矩阵组H0，H0(H1,H2,H3,H4),其中，H1为第一预设型 号垃圾桶满桶质量矩阵，H2为第二预设型号垃圾桶满桶质量矩阵，H3为第三预 设型号垃圾桶满桶质量矩阵，H4为第四预设型号垃圾桶满桶质量矩阵；

对于第k预设型号垃圾桶满桶质量矩阵Hk，Hk(Hk1,Hk2,Hk3,Hk4),其中，Hk1为第k预设型号垃圾桶可回收垃圾满桶质量，Hk2为第k预设型号垃圾桶厨 余垃圾满桶质量，Hk3为第k预设型号垃圾桶有害垃圾满桶质量，Hk4为第k预 设型号垃圾桶其他垃圾满桶质量；

当采用所述带有机械手的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄像头识 别自身到待倾倒垃圾桶距离L与待倾倒垃圾桶图像大小M并将L与M传递至中控 模块，中控模块根据L与M计算待倾倒垃圾桶体积F,F＝M×L×α，α为垃圾桶 体积补偿参数；

所述中控模块将F与F0内参数做对比，选取最接近值确定待倾倒垃圾桶实 际体积Fk，所述中控模块对待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类进行识别，当识别垃圾 桶盛放垃圾为可回收垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk1作为满桶质量；当 识别垃圾桶盛放垃圾为厨余垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk2作为满桶质 量；当识别垃圾桶盛放垃圾为有害垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk3作为 满桶质量；当识别垃圾桶盛放垃圾为其他垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk4 作为满桶质量；

所述中控模块还设有质量比值矩阵N0、质量比值对倾倒翻转速度调节参数 矩阵Q0和预设倾倒速度矩阵P0；

对于质量比值矩阵N0，N0(N1,N2),其中，N1为第一预设质量比值参数，N2 为第二预设质量比值参数，N1＜N2；

对于质量比值对倾倒翻转速度调节参数矩阵Q0，Q0(Q1,Q2),其中，Q1为 第一预设质量比值对倾倒翻转速度调节参数，Q2为第二预设质量比值对倾倒翻 转速度调节参数，Q1＞1＞Q2；

对于预设倾倒翻转速度矩阵P0，P0(P1,P2,P3,P4),其中，P1为第一预设 垃圾桶型号预设倾倒翻转速度，P2为第二预设垃圾桶型号预设倾倒翻转速度， P3为第三预设垃圾桶型号预设倾倒翻转速度，P4为第四预设垃圾桶型号预设倾 倒翻转速度；

所述机械手上设有重量传感器，当识别待倾倒垃圾桶为第k预设垃圾桶型号 且机械手对待倾倒垃圾桶进行加持时，能够检测待倾倒垃圾桶质量H，中控模块 计算H与选取的满桶质量Hkq的比值N，q＝1,2,3,4,N＝H÷Hkq，中控模块将N与 N0矩阵内参数做对比：

当N≤N1时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内装有垃圾量较少并从Q0矩阵中 选取Q1作为质量比值对倾倒翻转速度调节参数；

当N1＜N≤N2时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内装有垃圾量适中，中控模块 不调节倾倒翻转速度；

当N＞N2时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内装有垃圾量较多并从Q0矩阵中 选取Q2作为质量比值对倾倒翻转速度调节参数；

当中控模块选取Qn作为质量比值对倾倒翻转速度调节参数时，n＝1,2,中控 模块将倾倒翻转速度调节为Pk’,Pk’＝Pk×Qn。

进一步地，所述中控模块还设有环境湿度参数R和环境风速参数S；所述天 气检测模块实时检测周围环境湿度r和环境风速s并将r与s传递至中控模块， 中控模块将r和s与预设环境参数做对比：

当r＜R时，中控模块判定环境湿度合格，不计算环境湿度对倾倒翻转速度 的补偿值；

当r≥R时，中控模块判定环境湿度不合格，计算环境湿度对倾倒翻转速度 的补偿值W1，W1＝(r-R)×V1,V1是环境湿度对倾倒翻转速度补偿值W1的补偿参 数；

当s＜S时，中控模块判定环境风速合格，不计算环境风速对倾倒翻转速度 的补偿值；

当s≥S时，中控模块判定环境风速不合格，计算环境风速对倾倒翻转速度 的补偿值W2，W1＝(s-S)×V2,V2是环境风速对倾倒翻转速度补偿值W1的补偿参 数；

所述中控模块计算环境对倾倒翻转速度总补偿值W，W＝W1×β1+W2×β2， 其中，β1为W1对总补偿值W的权重参数，β2为W2对总补偿值W的权重参数；

当r≥R或s≥S时，所述中控模块将倾倒翻转速度调节为Pk”,Pk”＝Pk’ ×W。

进一步地，对于垃圾种类矩阵A0，A0(A1,A2,A3,A4),其中，A1为可回收 垃圾，A2厨余垃圾，A3为有害垃圾，A4为其他垃圾；

对于对应垃圾种类的垃圾仓矩阵B0，B0(B1,B2,B3,B4,B5),其中，B1为对应 可回收垃圾的第一垃圾仓，B2为对应厨余垃圾的第二垃圾仓，B3为对应有害垃 圾的第三垃圾仓，B4为对应其他垃圾的第四垃圾仓，B5为分类不明确的第五垃 圾仓；

对于垃圾桶颜色矩阵C0，C0(C1,C2,C3,C4),其中，C1为可回收垃圾垃圾桶 对应颜色，C2为厨余垃圾垃圾桶对应颜色，C3为有害垃圾垃圾桶对应颜色，C4 为其他垃圾垃圾桶对应颜色；

当采用所述带有机械手的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄像头识 别待倾倒垃圾桶颜色C并将C传递至所述中控模块，中控模块将C与C0矩阵内 颜色参数做对比:

当颜色C为C1颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为可回收垃圾，中控 模块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第一垃圾仓；

当颜色C为C2颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为厨余垃圾，中控模 块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第二垃圾仓；

当颜色C为C3颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为有害垃圾，中控模 块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第三垃圾仓；

当颜色C为C4颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为其他垃圾，中控模 块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第四垃圾仓。

进一步地，对于垃圾桶标识矩阵D0，D0(D1,D2,D3,D4),其中，D1为可回收 垃圾垃圾桶对应标识，D2为厨余垃圾垃圾桶对应标识，D3为有害垃圾垃圾桶对 应标识，D4为其他垃圾垃圾桶对应标识，所述各标识为像素100×100的灰度图 像；

当颜色C不在C0矩阵内时，所述双目摄像头对垃圾桶标志进行拍照并将拍 摄的照片传递至中控模块，所述中控模块对垃圾桶标志图形进行灰度提取并将像 素调节至100×100以生成标识D；

所述中控模块内设有灰度标准值K，中控模块识别标识D内第i个像素点的 灰度值Ki并将Ki与K进行对比，i∈[1,10000]：

当Ki≥K时，中控模块判定该点存在图像，中控模块对该点赋值为1；

当Ki＜K时，中控模块判定该点不存在图像，中控模块对该点赋值为0；

所述中控模块对标识D内的10000各像素点进行上述识别并按顺序记录赋值， 生成一个具有10000位的数值N；

所述中控模块对矩阵D0内的标识分别进行上述操作，生成数值矩阵 N0,N0(N1,N2,N3,N4),其中，N1为标识D1对应生成的数值，N2为标识D2对应生 成的数值，N3为标识D3对应生成的数值，N4为标识D4对应生成的数值；

所述中控模块将数值N与N0矩阵内各参数进行逐位对比并统计各参数重合 度，以生成标识重合度矩阵E0(E1,E2,E3,E4),其中，E1为数值N与数值N1 的重合度，E2为数值N与数值N2的重合度，E3为数值N与数值N3的重合度， E4为数值N与数值N4的重合度；

所述中控模块还设有重合度判定值e,中控模块选取矩阵E0中的最大值Ej， j＝1,2,3,4,中控模块将Ej与重合度判定值e进行对比，当Ej≥e时，中控模块 判定重合度合格，待倾倒垃圾桶内盛放垃圾为重合度Ej对应种类垃圾；当Ej＜ e时，中控模块无法判定垃圾种类，中控模块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶 并将垃圾倒入至所述第五垃圾仓。

进一步地，当对所述待倾倒垃圾桶进行倾倒翻转时，所述重量传感器实时检 测垃圾桶重量N’并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块将N’与Gk进行 对比：

当N’≤1.1Gk时，中控模块判定垃圾倾倒完全，中控模块控制机械手将垃 圾桶转正并放置到原位；

当N’＞1.1Gk时，中控模块判定垃圾倾倒不完全，中控模块控制机械手继 续翻转倾倒垃圾桶。

进一步地，当机械手将垃圾桶旋转至180°仍有N’＞1.1Gk时，中控模块 判断垃圾桶内有垃圾卡堵，机械手轻晃垃圾桶将桶内垃圾倒出，直至N’≤1.1Gk， 中控模块控制机械手将垃圾桶转正并放置到原位。

进一步地，所述驾驶室内设有与所述中控模块和所述双目摄像头分别相连的 中控模块，环卫人员不需下车即可观测垃圾桶倾倒情况。

进一步地，各所述垃圾仓上方设有收拉式仓门，在进行垃圾倾倒时仓门自动 打开，倾倒完成后仓门自动关闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述中控模块内设有垃圾种类矩 阵A0、对应垃圾种类的垃圾仓矩阵B0、垃圾桶颜色矩阵C0和垃圾桶标识矩阵 D0，所述双目摄像头识别待倾倒垃圾桶颜色C，中控模块将C与C0内颜色参数 做对比确定待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类并控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶，以 将垃圾倒入至所述对应的垃圾仓，对分类好的垃圾桶自动识别，减少人员操作， 加强环卫设备智能化。

进一步地，当无法从颜色辨别待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类时，所述双目摄像 头对垃圾桶标志进行拍照并将拍摄的照片传递至中控模块，所述中控模块对垃圾 桶标志图形进行灰度提取生成灰度图像并将生成的灰度图像转换为数字信号N， 中控模块将垃圾桶标识矩阵D0内所有标识均转换为数字信号，生成生成数值矩 阵N0,中控模块将N与矩阵NO内数字信号进行对比，以确定待倾倒垃圾桶盛放 垃圾种类，进一步对分类好的垃圾桶自动识别，减少人员操作，加强环卫设备智 能化。

进一步地，所述中控模块内还设有垃圾桶型号矩阵F0和垃圾桶满桶质量矩 阵组H0，当采用所述带有机械手的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄 像头识别自身到待倾倒垃圾桶距离L和待倾倒垃圾桶图像大小M，中控模块根据 M与L确定垃圾桶体积型号Fk,根据待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类中控模块从矩阵 组H0中选取满桶质量Hkq，k＝1,2,3,4,q＝1,2,3,4,当机械手对待倾倒垃圾桶进 行加持时，所述重量传感器检测待倾倒垃圾桶质量H，中控模块根据H与Hkq关 系对倾倒翻转速度进行第一次调节，智能调节倾倒翻转速度防止垃圾桶侧翻与垃 圾飞溅，进一步加强环卫设备智能化。

进一步地，所述中控模块还设有环境湿度参数R和环境风速参数S；所述天 气检测模块实时检测周围环境湿度r和环境风速s，中控模块将r和s与预设环 境参数做对比,根据对比结果中控模块对倾倒翻转速度进行第二次调节；根据外 部环境智能调节倾倒翻转速度，进一步加强环卫设备智能化。

进一步地，在进行垃圾倾倒时，所述机械手能够根据垃圾桶重量判断是否倾 倒完全，当机械手将垃圾桶旋转至180°仍有N’＞1.1Gk时，中控模块判断垃 圾桶内有垃圾卡堵，机械手轻晃垃圾桶将桶内垃圾倒出，直至N’≤1.1Gk，中 控模块控制机械手将垃圾桶转正并放置到原位，防止垃圾倾倒不充分，进一步加 强环卫设备智能化。

附图说明

图1为本发明所述带有机械手的可分类垃圾车的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一 步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限 定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是， 这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、 “外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅 仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以 特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以 是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接 相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域 技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其本发明所述带有机械手的可分类垃圾车的结构示意图， 本发明所述带有机械手的可分类垃圾车包括：车厢1、机械手2、双目摄像头3、 天气检测模块4和中控模块(图中为画出)，其中所述车厢1，其内设有多个垃 圾仓，用以分别存放不同种类的垃圾；所述机械手2设置在所述车厢1一侧，用 以提起垃圾桶并将垃圾桶内垃圾倒入对应的垃圾仓，所述机械手2上设有用以检 测垃圾桶重量的重量传感器；所述双目摄像头3设置在所述垃车厢1机械手2 同侧顶部，用以检测待倾倒垃圾桶位置、型号和种类；所述中控模块设置在驾驶 仓内并与所述双目摄像头3和所述机械手2分别相连，用以控制各部件工作状态； 所述天气检测模块4设置在驾驶舱顶部并与所述中控模块相连，用以检测周围环 境湿度与风速；

所述中控模块内设有垃圾种类矩阵A0、对应垃圾种类的垃圾仓矩阵B0、垃 圾桶颜色矩阵C0和垃圾桶标识矩阵D0，所述双目摄像头3识别待倾倒垃圾桶颜 色C，中控模块将C与C0内颜色参数做对比确定待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类并 控制所述机械手2抓取待倾倒垃圾桶，以将垃圾倒入至所述对应的垃圾仓；

当无法从颜色辨别待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类时，所述双目摄像头3对垃圾 桶标志进行拍照并将拍摄的照片传递至中控模块，所述中控模块对垃圾桶标志图 形进行灰度提取生成灰度图像并将生成的灰度图像转换为数字信号N，中控模块 将垃圾桶标识矩阵D0内所有标识均转换为数字信号，生成生成数值矩阵N0,中 控模块将N与矩阵NO内数字信号进行对比，以确定待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类；

所述中控模块内还设有垃圾桶型号矩阵F0和垃圾桶满桶质量矩阵组H0，当 采用所述带有机械手2的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄像头3识别 自身到待倾倒垃圾桶距离L和待倾倒垃圾桶图像大小M，中控模块根据M与L确 定垃圾桶体积型号Fk,根据待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类中控模块从矩阵组H0中 选取满桶质量Hkq，k＝1,2,3,4,q＝1,2,3,4,当机械手2对待倾倒垃圾桶进行加持 时，所述重量传感器检测待倾倒垃圾桶质量H，中控模块根据H与Hkq关系对倾 倒翻转速度进行第一次调节；

所述中控模块还设有环境湿度参数R和环境风速参数S；所述天气检测模块4 实时检测周围环境湿度r和环境风速s，中控模块将r和s与预设环境参数做对 比,根据对比结果中控模块对倾倒翻转速度进行第二次调节；

在进行垃圾倾倒时，所述机械手2能够根据垃圾桶重量判断是否倾倒完全。

具体而言，对于垃圾桶型号体积矩阵F0，F0(F1,F2,F3,F4),其中，F1为第 一预设垃圾桶型号体积，F2为第二预设垃圾桶型号体积，F3为第三预设垃圾桶 型号体积，F4为第四预设垃圾桶型号体积；

对于不同型号垃圾桶空桶质量矩阵G0，G0(G1,G2,G3,G4),其中，G1为第一 预设型号垃圾桶空桶质量，G2为第二预设型号垃圾桶空桶质量，G3为第三预设 型号垃圾桶空桶质量，G4为第四预设型号垃圾桶空桶质量；

对于垃圾桶满桶质量矩阵组H0，H0(H1,H2,H3,H4),其中，H1为第一预设型 号垃圾桶满桶质量矩阵，H2为第二预设型号垃圾桶满桶质量矩阵，H3为第三预 设型号垃圾桶满桶质量矩阵，H4为第四预设型号垃圾桶满桶质量矩阵；

对于第k预设型号垃圾桶满桶质量矩阵Hk，Hk(Hk1,Hk2,Hk3,Hk4),其中， Hk1为第k预设型号垃圾桶可回收垃圾满桶质量，Hk2为第k预设型号垃圾桶厨 余垃圾满桶质量，Hk3为第k预设型号垃圾桶有害垃圾满桶质量，Hk4为第k预 设型号垃圾桶其他垃圾满桶质量；

当采用所述带有机械手2的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄像头 3识别自身到待倾倒垃圾桶距离L与待倾倒垃圾桶图像大小M并将L与M传递至 中控模块，中控模块根据L与M计算待倾倒垃圾桶体积F,F＝M×L×α，α为垃 圾桶体积补偿参数；

所述中控模块将F与F0内参数做对比，选取最接近值确定待倾倒垃圾桶实 际体积Fk，所述中控模块对待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类进行识别，当识别垃圾 桶盛放垃圾为可回收垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk1作为满桶质量；当 识别垃圾桶盛放垃圾为厨余垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk2作为满桶质 量；当识别垃圾桶盛放垃圾为有害垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk3作为 满桶质量；当识别垃圾桶盛放垃圾为其他垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk4 作为满桶质量；

所述中控模块还设有质量比值矩阵N0、质量比值对倾倒翻转速度调节参数 矩阵Q0和预设倾倒速度矩阵P0；

对于质量比值矩阵N0，N0(N1,N2),其中，N1为第一预设质量比值参数，N2 为第二预设质量比值参数，N1＜N2；

对于质量比值对倾倒翻转速度调节参数矩阵Q0，Q0(Q1,Q2),其中，Q1为 第一预设质量比值对倾倒翻转速度调节参数，Q2为第二预设质量比值对倾倒翻 转速度调节参数，Q1＞1＞Q2；

对于预设倾倒翻转速度矩阵P0，P0(P1,P2,P3,P4),其中，P1为第一预设 垃圾桶型号预设倾倒翻转速度，P2为第二预设垃圾桶型号预设倾倒翻转速度， P3为第三预设垃圾桶型号预设倾倒翻转速度，P4为第四预设垃圾桶型号预设倾 倒翻转速度；

所述机械手2上设有重量传感器，当识别待倾倒垃圾桶为第k预设垃圾桶型 号且机械手2对待倾倒垃圾桶进行加持时，能够检测待倾倒垃圾桶质量H，中控 模块计算H与选取的满桶质量Hkq的比值N，q＝1,2,3,4,N＝H÷Hkq，中控模块将 N与N0矩阵内参数做对比：

当N≤N1时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内装有垃圾量较少并从Q0矩阵中 选取Q1作为质量比值对倾倒翻转速度调节参数；

当N1＜N≤N2时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内装有垃圾量适中，中控模块 不调节倾倒翻转速度；

当N＞N2时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内装有垃圾量较多并从Q0矩阵中 选取Q2作为质量比值对倾倒翻转速度调节参数；

当中控模块选取Qn作为质量比值对倾倒翻转速度调节参数时，n＝1,2,中控 模块将倾倒翻转速度调节为Pk’,Pk’＝Pk×Qn。

具体而言，所述中控模块还设有环境湿度参数R和环境风速参数S；所述天 气检测模块4实时检测周围环境湿度r和环境风速s并将r与s传递至中控模块， 中控模块将r和s与预设环境参数做对比：

当r＜R时，中控模块判定环境湿度合格，不计算环境湿度对倾倒翻转速度 的补偿值；

当r≥R时，中控模块判定环境湿度不合格，计算环境湿度对倾倒翻转速度 的补偿值W1，W1＝(r-R)×V1,V1是环境湿度对倾倒翻转速度补偿值W1的补偿参 数；

当s＜S时，中控模块判定环境风速合格，不计算环境风速对倾倒翻转速度 的补偿值；

当s≥S时，中控模块判定环境风速不合格，计算环境风速对倾倒翻转速度 的补偿值W2，W1＝(s-S)×V2,V2是环境风速对倾倒翻转速度补偿值W1的补偿参 数；

所述中控模块计算环境对倾倒翻转速度总补偿值W，W＝W1×β1+W2×β2， 其中，β1为W1对总补偿值W的权重参数，β2为W2对总补偿值W的权重参数；

当r≥R或s≥S时，所述中控模块将倾倒翻转速度调节为Pk”,Pk”＝Pk’ ×W。

具体而言，对于垃圾种类矩阵A0，A0(A1,A2,A3,A4),其中，A1为可回收 垃圾，A2厨余垃圾，A3为有害垃圾，A4为其他垃圾；

对于对应垃圾种类的垃圾仓矩阵B0，B0(B1,B2,B3,B4,B5),其中，B1为对应 可回收垃圾的第一垃圾仓，B2为对应厨余垃圾的第二垃圾仓，B3为对应有害垃 圾的第三垃圾仓，B4为对应其他垃圾的第四垃圾仓，B5为分类不明确的第五垃 圾仓；

对于垃圾桶颜色矩阵C0，C0(C1,C2,C3,C4),其中，C1为可回收垃圾垃圾桶 对应颜色，C2为厨余垃圾垃圾桶对应颜色，C3为有害垃圾垃圾桶对应颜色，C4 为其他垃圾垃圾桶对应颜色；

当采用所述带有机械手2的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄像头 3识别待倾倒垃圾桶颜色C并将C传递至所述中控模块，中控模块将C与C0矩 阵内颜色参数做对比:

当颜色C为C1颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为可回收垃圾，中控 模块控制所述机械手2抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第一垃圾仓；

当颜色C为C2颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为厨余垃圾，中控模 块控制所述机械手2抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第二垃圾仓；

当颜色C为C3颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为有害垃圾，中控模 块控制所述机械手2抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第三垃圾仓；

当颜色C为C4颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为其他垃圾，中控模 块控制所述机械手2抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第四垃圾仓。

具体而言，对于垃圾桶标识矩阵D0，D0(D1,D2,D3,D4),其中，D1为可回收 垃圾垃圾桶对应标识，D2为厨余垃圾垃圾桶对应标识，D3为有害垃圾垃圾桶对 应标识，D4为其他垃圾垃圾桶对应标识，所述各标识为像素100×100的灰度图 像；

当颜色C不在C0矩阵内时，所述双目摄像头3对垃圾桶标志进行拍照并将 拍摄的照片传递至中控模块，所述中控模块对垃圾桶标志图形进行灰度提取并将 像素调节至100×100以生成标识D；

所述中控模块内设有灰度标准值K，中控模块识别标识D内第i个像素点的 灰度值Ki并将Ki与K进行对比，i∈[1,10000]：

当Ki≥K时，中控模块判定该点存在图像，中控模块对该点赋值为1；

当Ki＜K时，中控模块判定该点不存在图像，中控模块对该点赋值为0；

所述中控模块对标识D内的10000各像素点进行上述识别并按顺序记录赋值， 生成一个具有10000位的数值N；

所述中控模块对矩阵D0内的标识分别进行上述操作，生成数值矩阵N0,N0(N1,N2,N3,N4),其中，N1为标识D1对应生成的数值，N2为标识D2对应生 成的数值，N3为标识D3对应生成的数值，N4为标识D4对应生成的数值；

所述中控模块将数值N与N0矩阵内各参数进行逐位对比并统计各参数重合 度，以生成标识重合度矩阵E0(E1,E2,E3,E4),其中，E1为数值N与数值N1 的重合度，E2为数值N与数值N2的重合度，E3为数值N与数值N3的重合度， E4为数值N与数值N4的重合度；

所述中控模块还设有重合度判定值e,中控模块选取矩阵E0中的最大值Ej， j＝1,2,3,4,中控模块将Ej与重合度判定值e进行对比，当Ej≥e时，中控模块 判定重合度合格，待倾倒垃圾桶内盛放垃圾为重合度Ej对应种类垃圾；当Ej＜ e时，中控模块无法判定垃圾种类，中控模块控制所述机械手2抓取待倾倒垃圾 桶并将垃圾倒入至所述第五垃圾仓。

具体而言，当对所述待倾倒垃圾桶进行倾倒翻转时，所述重量传感器实时检 测垃圾桶重量N’并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块将N’与Gk进行 对比：

当N’≤1.1Gk时，中控模块判定垃圾倾倒完全，中控模块控制机械手2将 垃圾桶转正并放置到原位；

当N’＞1.1Gk时，中控模块判定垃圾倾倒不完全，中控模块控制机械手2 继续翻转倾倒垃圾桶。

具体而言，当机械手2将垃圾桶旋转至180°仍有N’＞1.1Gk时，中控模 块判断垃圾桶内有垃圾卡堵，机械手2轻晃垃圾桶将桶内垃圾倒出，直至N’≤ 1.1Gk，中控模块控制机械手2将垃圾桶转正并放置到原位。

具体而言，所述驾驶室内设有与所述中控模块和所述双目摄像头3分别相连 的中控模块，环卫人员不需下车即可观测垃圾桶倾倒情况。

具体而言，各所述垃圾仓上方设有收拉式仓门，在进行垃圾倾倒时仓门自动 打开，倾倒完成后仓门自动关闭。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是， 本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方 式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出 等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围 之内。

Claims (9)

1.一种带有机械手的可分类垃圾车，其特征在于，包括：

车厢，其内设有多个垃圾仓，用以分别存放不同种类的垃圾；

机械手，其设置在所述车厢一侧，用以提起垃圾桶并将垃圾桶内垃圾倒入对应的垃圾仓，所述机械手上设有用以检测垃圾桶重量的重量传感器；

双目摄像头，其设置在所述垃车厢机械手同侧顶部，用以检测待倾倒垃圾桶位置、型号和种类；

中控模块，其设置在驾驶仓内并与所述双目摄像头和所述机械手分别相连，用以控制各部件工作状态；

天气检测模块，其设置在驾驶舱顶部并与所述中控模块相连，用以检测周围环境湿度与风速；

所述中控模块内设有垃圾种类矩阵A0、对应垃圾种类的垃圾仓矩阵B0、垃圾桶颜色矩阵C0和垃圾桶标识矩阵D0，所述双目摄像头识别待倾倒垃圾桶颜色C，中控模块将C与C0内颜色参数做对比确定待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类并控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶，以将垃圾倒入至所述对应的垃圾仓；

当无法从颜色辨别待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类时，所述双目摄像头对垃圾桶标志进行拍照并将拍摄的照片传递至中控模块，所述中控模块对垃圾桶标志图形进行灰度提取生成灰度图像并将生成的灰度图像转换为数字信号N，中控模块将垃圾桶标识矩阵D0内所有标识均转换为数字信号，生成生成数值矩阵N0,中控模块将N与矩阵NO内数字信号进行对比，以确定待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类；

所述中控模块内还设有垃圾桶型号矩阵F0和垃圾桶满桶质量矩阵组H0，当采用所述带有机械手的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄像头识别自身到待倾倒垃圾桶距离L和待倾倒垃圾桶图像大小M，中控模块根据M与L确定垃圾桶体积型号Fk,根据待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类中控模块从矩阵组H0中选取满桶质量Hkq，k＝1,2,3,4,q＝1,2,3,4,当机械手对待倾倒垃圾桶进行加持时，所述重量传感器检测待倾倒垃圾桶质量H，中控模块根据H与Hkq关系对倾倒翻转速度进行第一次调节；

所述中控模块还设有环境湿度参数R和环境风速参数S；所述天气检测模块实时检测周围环境湿度r和环境风速s，中控模块将r和s与预设环境参数做对比,根据对比结果中控模块对倾倒翻转速度进行第二次调节；

在进行垃圾倾倒时，所述机械手能够根据垃圾桶重量判断是否倾倒完全。

2.根据权利要求1所述的带有机械手的可分类垃圾车，其特征在于，对于垃圾桶型号体积矩阵F0，F0(F1,F2,F3,F4),其中，F1为第一预设垃圾桶型号体积，F2为第二预设垃圾桶型号体积，F3为第三预设垃圾桶型号体积，F4为第四预设垃圾桶型号体积；

对于不同型号垃圾桶空桶质量矩阵G0，G0(G1,G2,G3,G4),其中，G1为第一预设型号垃圾桶空桶质量，G2为第二预设型号垃圾桶空桶质量，G3为第三预设型号垃圾桶空桶质量，G4为第四预设型号垃圾桶空桶质量；

对于垃圾桶满桶质量矩阵组H0，H0(H1,H2,H3,H4),其中，H1为第一预设型号垃圾桶满桶质量矩阵，H2为第二预设型号垃圾桶满桶质量矩阵，H3为第三预设型号垃圾桶满桶质量矩阵，H4为第四预设型号垃圾桶满桶质量矩阵；

对于第k预设型号垃圾桶满桶质量矩阵Hk，Hk(Hk1,Hk2,Hk3,Hk4),其中，Hk1为第k预设型号垃圾桶可回收垃圾满桶质量，Hk2为第k预设型号垃圾桶厨余垃圾满桶质量，Hk3为第k预设型号垃圾桶有害垃圾满桶质量，Hk4为第k预设型号垃圾桶其他垃圾满桶质量；

当采用所述带有机械手的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄像头识别自身到待倾倒垃圾桶距离L与待倾倒垃圾桶图像大小M并将L与M传递至中控模块，中控模块根据L与M计算待倾倒垃圾桶体积F,F＝M×L×α，α为垃圾桶体积补偿参数；

所述中控模块将F与F0内参数做对比，选取最接近值确定待倾倒垃圾桶实际体积Fk，所述中控模块对待倾倒垃圾桶盛放垃圾种类进行识别，当识别垃圾桶盛放垃圾为可回收垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk1作为满桶质量；当识别垃圾桶盛放垃圾为厨余垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk2作为满桶质量；当识别垃圾桶盛放垃圾为有害垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk3作为满桶质量；当识别垃圾桶盛放垃圾为其他垃圾时，中控模块从矩阵Hk中选取Hk4作为满桶质量；

所述中控模块还设有质量比值矩阵N0、质量比值对倾倒翻转速度调节参数矩阵Q0和预设倾倒速度矩阵P0；

对于质量比值矩阵N0，N0(N1,N2),其中，N1为第一预设质量比值参数，N2为第二预设质量比值参数，N1＜N2；

对于质量比值对倾倒翻转速度调节参数矩阵Q0，Q0(Q1,Q2),其中，Q1为第一预设质量比值对倾倒翻转速度调节参数，Q2为第二预设质量比值对倾倒翻转速度调节参数，Q1＞1＞Q2；

对于预设倾倒翻转速度矩阵P0，P0(P1,P2,P3,P4),其中，P1为第一预设垃圾桶型号预设倾倒翻转速度，P2为第二预设垃圾桶型号预设倾倒翻转速度，P3为第三预设垃圾桶型号预设倾倒翻转速度，P4为第四预设垃圾桶型号预设倾倒翻转速度；

所述机械手上设有重量传感器，当识别待倾倒垃圾桶为第k预设垃圾桶型号且机械手对待倾倒垃圾桶进行加持时，能够检测待倾倒垃圾桶质量H，中控模块计算H与选取的满桶质量Hkq的比值N，q＝1,2,3,4,N＝H÷Hkq，中控模块将N与N0矩阵内参数做对比：

当N≤N1时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内装有垃圾量较少并从Q0矩阵中选取Q1作为质量比值对倾倒翻转速度调节参数；

当N1＜N≤N2时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内装有垃圾量适中，中控模块不调节倾倒翻转速度；

当N＞N2时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内装有垃圾量较多并从Q0矩阵中选取Q2作为质量比值对倾倒翻转速度调节参数；

当中控模块选取Qn作为质量比值对倾倒翻转速度调节参数时，n＝1,2,中控模块将倾倒翻转速度调节为Pk’,Pk’＝Pk×Qn。

3.根据权利要求2所述的带有机械手的可分类垃圾车，其特征在于，所述中控模块还设有环境湿度参数R和环境风速参数S；所述天气检测模块实时检测周围环境湿度r和环境风速s并将r与s传递至中控模块，中控模块将r和s与预设环境参数做对比：

当r＜R时，中控模块判定环境湿度合格，不计算环境湿度对倾倒翻转速度的补偿值；

当r≥R时，中控模块判定环境湿度不合格，计算环境湿度对倾倒翻转速度的补偿值W1，W1＝(r-R)×V1,V1是环境湿度对倾倒翻转速度补偿值W1的补偿参数；

当s＜S时，中控模块判定环境风速合格，不计算环境风速对倾倒翻转速度的补偿值；

当s≥S时，中控模块判定环境风速不合格，计算环境风速对倾倒翻转速度的补偿值W2，W1＝(s-S)×V2,V2是环境风速对倾倒翻转速度补偿值W1的补偿参数；

所述中控模块计算环境对倾倒翻转速度总补偿值W，W＝W1×β1+W2×β2，其中，β1为W1对总补偿值W的权重参数，β2为W2对总补偿值W的权重参数；

当r≥R或s≥S时，所述中控模块将倾倒翻转速度调节为Pk”,Pk”＝Pk’×W。

4.根据权利要求1所述的带有机械手的可分类垃圾车，其特征在于，对于垃圾种类矩阵A0，A0(A1,A2,A3,A4),其中，A1为可回收垃圾，A2厨余垃圾，A3为有害垃圾，A4为其他垃圾；

对于对应垃圾种类的垃圾仓矩阵B0，B0(B1,B2,B3,B4,B5),其中，B1为对应可回收垃圾的第一垃圾仓，B2为对应厨余垃圾的第二垃圾仓，B3为对应有害垃圾的第三垃圾仓，B4为对应其他垃圾的第四垃圾仓，B5为分类不明确的第五垃圾仓；

对于垃圾桶颜色矩阵C0，C0(C1,C2,C3,C4),其中，C1为可回收垃圾垃圾桶对应颜色，C2为厨余垃圾垃圾桶对应颜色，C3为有害垃圾垃圾桶对应颜色，C4为其他垃圾垃圾桶对应颜色；

当采用所述带有机械手的可分类垃圾车进行垃圾装运时，所述双目摄像头识别待倾倒垃圾桶颜色C并将C传递至所述中控模块，中控模块将C与C0矩阵内颜色参数做对比:

当颜色C为C1颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为可回收垃圾，中控模块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第一垃圾仓；

当颜色C为C2颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为厨余垃圾，中控模块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第二垃圾仓；

当颜色C为C3颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为有害垃圾，中控模块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第三垃圾仓；

当颜色C为C4颜色时，中控模块判定待倾倒垃圾桶内为其他垃圾，中控模块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第四垃圾仓。

5.根据权利要求4所述的带有机械手的可分类垃圾车，其特征在于，对于垃圾桶标识矩阵D0，D0(D1,D2,D3,D4),其中，D1为可回收垃圾垃圾桶对应标识，D2为厨余垃圾垃圾桶对应标识，D3为有害垃圾垃圾桶对应标识，D4为其他垃圾垃圾桶对应标识，所述各标识为像素100×100的灰度图像；

当颜色C不在C0矩阵内时，所述双目摄像头对垃圾桶标志进行拍照并将拍摄的照片传递至中控模块，所述中控模块对垃圾桶标志图形进行灰度提取并将像素调节至100×100以生成标识D；

所述中控模块内设有灰度标准值K，中控模块识别标识D内第i个像素点的灰度值Ki并将Ki与K进行对比，i∈[1,10000]：

当Ki≥K时，中控模块判定该点存在图像，中控模块对该点赋值为1；

当Ki＜K时，中控模块判定该点不存在图像，中控模块对该点赋值为0；

所述中控模块对标识D内的10000各像素点进行上述识别并按顺序记录赋值，生成一个具有10000位的数值N；

所述中控模块对矩阵D0内的标识分别进行上述操作，生成数值矩阵N0,N0(N1,N2,N3,N4),其中，N1为标识D1对应生成的数值，N2为标识D2对应生成的数值，N3为标识D3对应生成的数值，N4为标识D4对应生成的数值；

所述中控模块将数值N与N0矩阵内各参数进行逐位对比并统计各参数重合度，以生成标识重合度矩阵E0(E1,E2,E3,E4),其中，E1为数值N与数值N1的重合度，E2为数值N与数值N2的重合度，E3为数值N与数值N3的重合度，E4为数值N与数值N4的重合度；

所述中控模块还设有重合度判定值e,中控模块选取矩阵E0中的最大值Ej，j＝1,2,3,4,中控模块将Ej与重合度判定值e进行对比，当Ej≥e时，中控模块判定重合度合格，待倾倒垃圾桶内盛放垃圾为重合度Ej对应种类垃圾；当Ej＜e时，中控模块无法判定垃圾种类，中控模块控制所述机械手抓取待倾倒垃圾桶并将垃圾倒入至所述第五垃圾仓。

6.根据权利要求1所述的带有机械手的可分类垃圾车，其特征在于，当对所述待倾倒垃圾桶进行倾倒翻转时，所述重量传感器实时检测垃圾桶重量N’并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块将N’与Gk进行对比：

当N’≤1.1Gk时，中控模块判定垃圾倾倒完全，中控模块控制机械手将垃圾桶转正并放置到原位；

当N’＞1.1Gk时，中控模块判定垃圾倾倒不完全，中控模块控制机械手继续翻转倾倒垃圾桶。

7.根据权利要求6所述的带有机械手的可分类垃圾车，其特征在于，当机械手将垃圾桶旋转至180°仍有N’＞1.1Gk时，中控模块判断垃圾桶内有垃圾卡堵，机械手轻晃垃圾桶将桶内垃圾倒出，直至N’≤1.1Gk，中控模块控制机械手将垃圾桶转正并放置到原位。

8.根据权利要求1所述的带有机械手的可分类垃圾车，其特征在于，所述驾驶室内设有与所述中控模块和所述双目摄像头分别相连的中控模块，环卫人员不需下车即可观测垃圾桶倾倒情况。

9.根据权利要求1所述的带有机械手的可分类垃圾车，其特征在于，各所述垃圾仓上方设有收拉式仓门，在进行垃圾倾倒时仓门自动打开，倾倒完成后仓门自动关闭。

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