CN113401533A - 一种基于图像识别的垃圾分类投放系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，包括智能垃圾分类设备，所述智能垃圾分类设备与后台服务器连接，所述后台服务器与数据库连接所述后台服务器与管理终端连接，所述管理终端与移动终端连接。本发明利用图像识别模块识别获取垃圾信息并与数据库进行匹配，微处理器控制相关模块完成分类，实现垃圾智能分类的全自动化，还具有容量监控、自动预警等功能，将图像识别技术与智能化分类结合，具有能高效识别，安全可控的特点，能大大降低清洁人员的工作量，系统在实施过程中，能实现垃圾投放，实时监控垃圾箱的满溢状态，垃圾箱内的温湿度，预防火灾的发生和细菌的传播，促使垃圾分类合理化、有效化，降低分拣员的劳动量。

Description

一种基于图像识别的垃圾分类投放系统及方法

技术领域

本发明涉及垃圾分类技术领域，具体为一种基于图像识别的垃圾分类投放系统及方法。

背景技术

随着国家经济的快速发展和人们生活水平的提高，我们城市化建设速度加快，城市人口剧增，随之而来的城市垃圾也成为制约和限制城市发展的重大问题之一，垃圾分类是对垃圾收集处置传统方式的改革，是对垃圾进行有效处置的一种科学管理方法，人们面对日益增长的垃圾产量和环境状况恶化的局面，如何通过垃圾分类管理，最大限度地实现垃圾资源利用，减少垃圾处置量，改善生存环境质量；

城市中的生活垃圾越来越多，将垃圾分类投倒进不同的垃圾箱内是每个市民应做的事情；但是投倒垃圾时，需要自己区分垃圾的种类，目前人工垃圾分类不准确，影响垃圾分类的效果，鉴于此提出一种基于图像识别的垃圾分类投放系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像识别的垃圾分类投放系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，包括智能垃圾分类设备，所述智能垃圾分类设备与后台服务器连接，所述后台服务器与数据库连接，用于录入垃圾图像信息，并设置对应的标签信息，所述后台服务器与管理终端连接，用于进行后台管理，所述管理终端与移动终端连接，清洁人员使用移动终端用于及时的清理；

所述智能垃圾分类设备包括微处理器；

所述微处理器与输送模块连接，所述输送模块与若干个垃圾储存箱连接，用于在垃圾完成识别分类后，进行垃圾的精确运输投递工作；

所述微处理器与驱动模块连接，所述驱动模块与垃圾盖连接，且垃圾盖对应设置于垃圾储存箱上，用于控制垃圾盖的打开和关闭；

所述微处理器与显示模块连接，用于显示垃圾储存箱内的各项参数；

所述微处理器与无线发送模块连接，用于与后台服务器进行无线连接；

所述微处理器与红外检测模块连接，所述红外检测模块与图形识别模块连接，所述红外检测模块用于检测是否有人员靠近垃圾储存箱，从而判断是否启动垃圾盖、输送模块和图像识别模块的开启，所述图形识别模块设置与输送模块上方，用于识别垃圾的种类；

所述微处理与超声波模块和称重模块连接，所述超声波模块和称重模块均与警报模块连接，所述超声波模块和称重模块均设置于垃圾储存箱内，所述超声波模块用于检测垃圾储存箱内垃圾的高度位置，从而判断垃圾储存箱的满载程度，所述称重模块用于垃圾称重，从而方便可回收垃圾的称重，所述警报模块用于提醒对应垃圾储存箱内的垃圾超出载重或储存量时发生提醒。

优选的，所述微处理依次与电源模块和太阳能充电模块连接，用于持续为微处理器提供电能。

优选的，所述微处理与温湿度模块连接，该模块用于监控垃圾储存箱中的温湿度，所述温湿度模块与风扇模块连接，用于防止垃圾分解产生的甲烷等气体集中在垃圾箱内发生爆炸和火灾情况。

优选的，所述垃圾储存箱包括可回收垃圾箱、厨余垃圾箱、有害垃圾箱和其他垃圾箱。

优选的，所述超声波模块根据垃圾储存箱的形状及大小布置位置及数量，同时垃圾的满载情况可以通过后台服务器，将数据传送至管理部门提醒清理。

优选的，当所述超声波模块检测到垃圾储存箱剩余容量为5％时，超声波传感器向微处理器反馈信息，驱动模块控制垃圾盖不再开门，避免垃圾溢出。

优选的，所述图像识别模块包括数据采集单元、数据预处理单元、特征提取和选择单元和模式分类单元，且依次连接，用于对图像进行过处理、分析、理解以识别各种目标和对象进行计算提取出特定的特征，从而识别垃圾种类。

一种基于图像识别的垃圾分类方法，包括以下步骤；

步骤(1)、红外检测模块检测垃圾储存箱周边是否有人，如果检测到有人靠近，在设定的距离内，驱动模块驱动垃圾盖打开，同时输送模块和图像识别模块开启；

步骤(2)、将垃圾置入输送模块上，输送模块在图像识别模块识别到物体后开始运作，带动垃圾匀速前进，图像识别模块扫描垃圾，获取垃圾图像特征，并与数据库文件进行比对，得到分类结果与对应的标签信息后将标签信息反馈于微处理器；

步骤(3)、微处理器根据获取垃圾标签信息匹配情况后，将垃圾输送到对应的垃圾储存箱内，以完成将垃圾归属进对应区域；

步骤(4)、通过超声波模块用于检测垃圾储存箱内垃圾的高度位置，从而判断垃圾储存箱的满载程度，通过称重模块方便可回收垃圾的称重，储存箱内的垃圾超出载重或储存量时警报模块进行提醒，同时将消息发送至清洁人员的移动终端中提醒进行清洁；

步骤(5)、相关数据上传至后台服务器内，更新服务器数据，对于温湿度数据，温湿度模块会进行定时测量，将数据上传至服务器内更新，并通过管理终端进行管理。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用图像识别模块识别获取垃圾信息并与数据库进行匹配，微处理器控制相关模块完成分类，实现垃圾智能分类的全自动化，还具有容量监控、自动预警等功能，将图像识别技术与智能化分类结合，具有能高效识别，安全可控的特点；

2、本发明通过实时监控垃圾箱中垃圾情况，能大大降低清洁人员的工作量，系统在实施过程中，能实现垃圾投放，实时监控垃圾箱的满溢状态，垃圾箱内的温湿度，预防火灾的发生和细菌的传播，促使垃圾分类合理化、有效化，降低分拣员的劳动量。

附图说明

图1为本发明所述一种基于图像识别的垃圾分类投放系统的原理框图；

图2为本发明所述一种基于图像识别的垃圾分类投放系统的智能垃圾分类设备原理框图；

图3为本发明所述一种基于图像识别的垃圾分类投放系统的图像识别模块原理框图。

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。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，包括智能垃圾分类设备，智能垃圾分类设备与后台服务器连接，后台服务器与数据库连接，用于录入垃圾图像信息，并设置对应的标签信息，后台服务器与管理终端连接，用于进行后台管理，管理终端与移动终端连接，清洁人员使用移动终端用于及时的清理；

智能垃圾分类设备包括微处理器；

微处理器与输送模块连接，输送模块与若干个垃圾储存箱连接，用于在垃圾完成识别分类后，进行垃圾的精确运输投递工作，垃圾储存箱包括可回收垃圾箱、厨余垃圾箱、有害垃圾箱和其他垃圾箱；

微处理器与驱动模块连接，驱动模块与垃圾盖连接，且垃圾盖对应设置于垃圾储存箱上，用于控制垃圾盖的打开和关闭；

微处理器与显示模块连接，用于显示垃圾储存箱内的各项参数；

微处理器与无线发送模块连接，用于与后台服务器进行无线连接；

微处理器与红外检测模块连接，红外检测模块与图形识别模块连接，红外检测模块用于检测是否有人员靠近垃圾储存箱，从而判断是否启动垃圾盖、输送模块和图像识别模块的开启，图形识别模块设置与输送模块上方，用于识别垃圾的种类，图像识别模块包括数据采集单元、数据预处理单元、特征提取和选择单元和模式分类单元，且依次连接，用于对图像进行过处理、分析、理解以识别各种目标和对象进行计算提取出特定的特征，从而识别垃圾种类；

微处理与超声波模块和称重模块连接，超声波模块和称重模块均与警报模块连接，超声波模块和称重模块均设置于垃圾储存箱内，超声波模块用于检测垃圾储存箱内垃圾的高度位置，从而判断垃圾储存箱的满载程度，超声波模块根据垃圾储存箱的形状及大小布置位置及数量，同时垃圾的满载情况可以通过后台服务器，将数据传送至管理部门提醒清理，当超声波模块检测到垃圾储存箱剩余容量为5％时，超声波传感器向微处理器反馈信息，驱动模块控制垃圾盖不再开门，避免垃圾溢出，称重模块用于垃圾称重，从而方便可回收垃圾的称重，警报模块用于提醒对应垃圾储存箱内的垃圾超出载重或储存量时发生提醒；

微处理依次与电源模块和太阳能充电模块连接，用于持续为微处理器提供电能；

微处理与温湿度模块连接，该模块用于监控垃圾储存箱中的温湿度，温湿度模块与风扇模块连接，用于防止垃圾分解产生的甲烷等气体集中在垃圾箱内发生爆炸和火灾情况。

一种基于图像识别的垃圾分类方法，包括以下步骤；

步骤(1)、红外检测模块检测垃圾储存箱周边是否有人，如果检测到有人靠近，在设定的距离内，驱动模块驱动垃圾盖打开，同时输送模块和图像识别模块开启；

步骤(2)、将垃圾置入输送模块上，输送模块在图像识别模块识别到物体后开始运作，带动垃圾匀速前进，图像识别模块扫描垃圾，获取垃圾图像特征，并与数据库文件进行比对，得到分类结果与对应的标签信息后将标签信息反馈于微处理器；

步骤(3)、微处理器根据获取垃圾标签信息匹配情况后，将垃圾输送到对应的垃圾储存箱内，以完成将垃圾归属进对应区域；

步骤(4)、通过超声波模块用于检测垃圾储存箱内垃圾的高度位置，从而判断垃圾储存箱的满载程度，通过称重模块方便可回收垃圾的称重，储存箱内的垃圾超出载重或储存量时警报模块进行提醒，同时将消息发送至清洁人员的移动终端中提醒进行清洁；

步骤(5)、相关数据上传至后台服务器内，更新服务器数据，对于温湿度数据，温湿度模块会进行定时测量，将数据上传至服务器内更新，并通过管理终端进行管理。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，其特征在于：包括智能垃圾分类设备，所述智能垃圾分类设备与后台服务器连接，所述后台服务器与数据库连接，用于录入垃圾图像信息，并设置对应的标签信息，所述后台服务器与管理终端连接，用于进行后台管理，所述管理终端与移动终端连接，清洁人员使用移动终端用于及时的清理；

所述智能垃圾分类设备包括微处理器；

所述微处理器与输送模块连接，所述输送模块与若干个垃圾储存箱连接，用于在垃圾完成识别分类后，进行垃圾的精确运输投递工作；

所述微处理器与驱动模块连接，所述驱动模块与垃圾盖连接，且垃圾盖对应设置于垃圾储存箱上，用于控制垃圾盖的打开和关闭；

所述微处理器与显示模块连接，用于显示垃圾储存箱内的各项参数；

所述微处理器与无线发送模块连接，用于与后台服务器进行无线连接；

所述微处理器与红外检测模块连接，所述红外检测模块与图形识别模块连接，所述红外检测模块用于检测是否有人员靠近垃圾储存箱，从而判断是否启动垃圾盖、输送模块和图像识别模块的开启，所述图形识别模块设置与输送模块上方，用于识别垃圾的种类；

所述微处理与超声波模块和称重模块连接，所述超声波模块和称重模块均与警报模块连接，所述超声波模块和称重模块均设置于垃圾储存箱内，所述超声波模块用于检测垃圾储存箱内垃圾的高度位置，从而判断垃圾储存箱的满载程度，所述称重模块用于垃圾称重，从而方便可回收垃圾的称重，所述警报模块用于提醒对应垃圾储存箱内的垃圾超出载重或储存量时发生提醒。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，其特征在于：所述微处理依次与电源模块和太阳能充电模块连接，用于持续为微处理器提供电能。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，其特征在于：所述微处理与温湿度模块连接，该模块用于监控垃圾储存箱中的温湿度，所述温湿度模块与风扇模块连接，用于防止垃圾分解产生的甲烷等气体集中在垃圾箱内发生爆炸和火灾情况。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，其特征在于：所述垃圾储存箱包括可回收垃圾箱、厨余垃圾箱、有害垃圾箱和其他垃圾箱。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，其特征在于：所述超声波模块根据垃圾储存箱的形状及大小布置位置及数量，同时垃圾的满载情况可以通过后台服务器，将数据传送至管理部门提醒清理。

6.根据权利要求5所述的一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，其特征在于：当所述超声波模块检测到垃圾储存箱剩余容量为5％时，超声波传感器向微处理器反馈信息，驱动模块控制垃圾盖不再开门，避免垃圾溢出。

7.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的垃圾分类投放系统，其特征在于：所述图像识别模块包括数据采集单元、数据预处理单元、特征提取和选择单元和模式分类单元，且依次连接，用于对图像进行过处理、分析、理解以识别各种目标和对象进行计算提取出特定的特征，从而识别垃圾种类。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于图像识别的垃圾分类方法，其特征在于：包括以下步骤；

步骤(1)、红外检测模块检测垃圾储存箱周边是否有人，如果检测到有人靠近，在设定的距离内，驱动模块驱动垃圾盖打开，同时输送模块和图像识别模块开启；

步骤(2)、将垃圾置入输送模块上，输送模块在图像识别模块识别到物体后开始运作，带动垃圾匀速前进，图像识别模块扫描垃圾，获取垃圾图像特征，并与数据库文件进行比对，得到分类结果与对应的标签信息后将标签信息反馈于微处理器；

步骤(3)、微处理器根据获取垃圾标签信息匹配情况后，将垃圾输送到对应的垃圾储存箱内，以完成将垃圾归属进对应区域；

步骤(4)、通过超声波模块用于检测垃圾储存箱内垃圾的高度位置，从而判断垃圾储存箱的满载程度，通过称重模块方便可回收垃圾的称重，储存箱内的垃圾超出载重或储存量时警报模块进行提醒，同时将消息发送至清洁人员的移动终端中提醒进行清洁；

步骤(5)、相关数据上传至后台服务器内，更新服务器数据，对于温湿度数据，温湿度模块会进行定时测量，将数据上传至服务器内更新，并通过管理终端进行管理。

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