CN114358471B - 一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法及装置 - Google Patents

一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法及装置，其方法包括：对待回收的垃圾进行识别，若识别结果为塑料瓶，则敲击塑料瓶，并获取敲击波形，对敲击波形进行解析，得到波形频率，若波形频率大于第一阈值，则判定塑料瓶中存留有废水，并启动含水塑料瓶回收流程，本申请通过多传感器与机器视觉的融合实现对含水塑料瓶的识别，并利用敲击瓶身获得的波形数据，通过分析频率判断瓶中废水存在情况，实现对含水塑料瓶的智能回收，不但减轻了回收机器的工作压力，还避免了回收机器被塑料瓶内的废水污染。

Description

一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法及装置
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，特别涉及一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法及装置。
背景技术
塑料瓶是人类生活所产生的废弃物，现在针对垃圾的回收和分类目前已经展开许久，主要的方法是人工回收和机器人识别回收，但是针对含水塑料瓶的回收方向，如果人工回收则耗时费力，需要人工打开每一个含水塑料瓶再清空，目前存在一种单一机械，直接对瓶子进行破瓶操作，释放污水，但是这个方法需要人工对塑料瓶进行分类，同样耗费人力，而现存的智能机器人回收装置基本都不对含水塑料瓶进行处理，直接回收，如果是移动式机器人就会，会加重机器负担，同时会将清空瓶子这一工作遗留到整条回收线末尾，后期还需识别，再进行处理，而本发明的优势在于在回收线的开始就进行破瓶处理，减少回收线的压力。目前市面上的破瓶技术呈现出非智能的状态，更多时候是一种单一的机械机构进行破瓶，不能智能识别，且会对瓶子造成较大损毁。
因此，如何提供一种更好的含水塑料瓶处理方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法及装置，旨在解决含水塑料瓶的回收问题。
第一方面，本申请提供了一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法，包括：
对待回收的垃圾进行识别；
若识别结果为塑料瓶，则敲击塑料瓶，并获取敲击波形数据；
对敲击波形数据进行解析，得到波形频率，若波形频率大于第一阈值，则判定塑料瓶中存留有废水，并启动含水塑料瓶回收流程。
一种实施方式中，对待回收的垃圾进行识别，包括：
若识别结果不为塑料瓶，则进行正常回收流程。
一种实施方式中，第一阈值为敲击空塑料瓶得到的波形频率。
一种实施方式中，含水塑料瓶回收流程包括：
对塑料瓶进行切割后，进行排水操作，同时对塑料瓶表面进行压力检测，当压力小于第二阈值时，启动正常回收流程。
一种实施方式中，对塑料瓶进行切割后，进行排水操作，包括：
使用OpencCV对切割处进行裂缝检测，若检测裂缝未达到第三阈值，则重复切割操作，若检测裂缝达到第三阈值，则进行排水操作。
第二方面，本申请还提供了一种基于频率检测的含水塑料瓶处理装置，其特征在于，包括：
垃圾识别系统，用于对待回收的垃圾进行识别；
塑料瓶检测系统，若识别结果为塑料瓶，则敲击塑料瓶，并获取敲击波形数据；
塑料瓶回收系统，对敲击波形数据进行解析，得到波形频率，若波形频率大于阈值，则判定塑料瓶中存留有废水，并启动含水塑料瓶回收流程。
第三方面，本申请还提供了一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时，实现如上述第一方面中任一项的一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时执行如上述第一方面中任一项的一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法。
本申请提出的一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法及装置，通过多传感器与机器视觉的融合实现对海滩上含水塑料瓶的合理回收，欲保护点在于解算声音传感器中得到的敲击瓶身测获得的波形数据，通过分析频率判断瓶中废水存在情况，实现了对含水塑料瓶的智能回收，不但减轻了回收机器的工作压力，还避免了回收机器被塑料瓶内的废水污染。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面的描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种基于频率检测的含水塑料瓶处理装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参见图1实施例所示一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法流程图，包括：
S101、对待回收的垃圾进行识别。
采用YOLO系列目标检测算法(如：YOLOv5)实现对塑料瓶等垃圾的识别分类。
S102、若识别结果为塑料瓶，则敲击塑料瓶，并获取敲击波形数据。
在识别待回收垃圾为塑料瓶后，敲击塑料瓶，并接收塑料瓶因敲击产生的波形数据，以便于对波形数据的后续分析，其中，敲击波形即为敲击塑料瓶产生的声音波形。
在一实施例中，对待回收的垃圾进行识别，包括：
若识别结果不为塑料瓶，则进行正常回收流程。
正常回收流程为：根据检测到的目标垃圾所属种类放入所属分类回收箱内进行存放回收。
S103、对敲击波形数据进行解析，得到波形频率，若波形频率大于第一阈值，则判定塑料瓶中存留有废水，并启动含水塑料瓶回收流程。
在一实施例中，第一阈值为敲击空塑料瓶时得到的频率，若波形频率大于第一阈值，则说明塑料瓶中存在废水。
第一阈值即为塑料瓶中不含废水时，敲击塑料瓶得到的波形频率，当波形频率大于第一阈值，(为保证结果的准确性，本申请中每个塑料瓶的敲击力度与测试得到第一阈值时的力度相同)说明塑料瓶中存在废水，则需要对塑料瓶进行处理后再回收，从而减轻回收机器的工作压力。
在一实施例中，含水塑料瓶回收流程包括：
对塑料瓶进行切割，进行排水操作，同时对塑料瓶表面进行压力检测，当压力小于第二阈值时，启动正常回收流程。
本实施例通过对塑料瓶切割后再排水，同时对塑料瓶表面进行压力检测，当压力小于第二阈值(即塑料瓶中没有废水时的压力值)，则表示塑料瓶内的废水已经全部排出，此时再进行回收，从而可以减轻回收机器的工作压力，还避免了回收机器被塑料瓶内的废水污染。
在一实施例中，对塑料瓶进行切割，进行排水操作，包括：
使用OpencCV对切割处进行裂缝检测，若检测裂缝未达到第三阈值，则重复切割操作，若检测裂缝达到第三阈值，则进行排水操作。
在进行切割之前，需要对塑料瓶进行固定，使用立体视觉算法确定塑料瓶的中心位置，控制切割装置正对塑料瓶中心正上方5cm处，其中，切割装置上设有超声波传感器，当超声波传感器反馈切割装置与塑料瓶之间的距离不为5cm时，进行再定位操作，当超声波传感器反馈距离为5cm时，则对塑料瓶进行切割，使用OpenCV进行裂缝检测，若检测裂缝未达到第三阈值，则重复破瓶操作，若检测裂缝达到第三阈值，则进行排水操作，同时，通过压力传感器实时获取塑料瓶表面的压力，当压力趋于稳定，并小于第二阈值时，说明塑料瓶中的废水已经排出，则对塑料瓶进行正常回收流程。
参见图2实施例所示一种基于频率检测的含水塑料瓶处理装置结构图；
本申请还提供了一种基于频率检测的含水塑料瓶处理装置，包括：
垃圾识别系统，用于对待回收的垃圾进行识别；
塑料瓶检测系统，用于若识别结果为塑料瓶，则敲击塑料瓶，并获取敲击波形；
塑料瓶回收系统，用于对敲击波形进行解析，得到波形频率，若波形频率大于阈值，则判定塑料瓶中存留有废水，并启动含水塑料瓶回收流程。
塑料瓶处理装置包括：装置主体1、回收机械臂2，辅助机械臂3和双目摄像头4，
其中，垃圾识别系统包括固定连接在装置主体1上方的双目摄像头4和突出设置在装置主体1前端的回收机械臂2，回收机械臂2一端连接装置主体1，另一端设置有机械手爪10，机械手爪10的顶端为抓取端20，用于抓取待回收垃圾，抓取端20上设有压力传感器；
塑料瓶检测系统包括辅助机械臂3，辅助机械臂3靠近回收机械臂2设置，一端连接装置主体1，另一端设置有破瓶端30和弹力棒40；
塑料瓶回收系统主要包括后台管理软件，用于根据垃圾识别系统和塑料瓶检测系统采集的数据进行处理，并根据处理的结果控制装置进行不同的操作。
当机器开始工作时，抓取端20抓取待回收的垃圾，装置主体1上方的双目摄像头4识别出垃圾的种类，当识别结果不为塑料瓶时，进行正常回收流程(即，根据检测到的目标垃圾所属种类放入所属分类回收箱内进行存放回收)。
当识别结果为塑料瓶时，则对塑料瓶进行瓶内废水检测，通过控制弹力棒40敲击塑料瓶，收集并解析塑料瓶因敲击产生的敲击波形数据，分析并得到波形频率，然后将波形频率与第一阈值进行对比的方式判断瓶内是否存留废水，若测得频率小于空第一阈值(弹力棒敲击空瓶时的频率)，则按照正常回收流程进行回收，若测得频率大于第一阈值，则进行含水塑料瓶回收流程。
通过装置主体1上方的双目摄像头4使用立体视觉算法确定塑料瓶的中心位置，控制破瓶端30正对塑料瓶中心正上方5cm处，破瓶端设置有超声波传感器，当超声波传感器反馈距离不为5cm时，进行再定位操作，当超声波传感器反馈距离为5cm时，则控制回收机械臂带动破瓶端30破开塑料瓶，然后使用OpenCV进行裂缝检测，若检测裂缝未达到第三阈值，则重复破瓶操作，若检测裂缝达到第三阈值，则进行排水操作，(即，回收机械臂2控制抓取端20夹取瓶身循环进行翻转抖动，将瓶中废水排出)，当抓取端20设置的压力传感器传输数值趋于稳定时，进行正常回收流程。
在一实施例中，本申请还提供了一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法。
在一实施例中，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时执行如上述一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法，其特征在于，包括：
对待回收的垃圾进行识别；
若识别结果为塑料瓶，则敲击塑料瓶，并获取敲击波形数据；
对敲击波形数据进行解析，得到波形频率，若波形频率大于第一阈值，则判定塑料瓶中存留有废水，并启动含水塑料瓶回收流程；所述第一阈值为敲击空塑料瓶得到的最大敲击波形频率；所述敲击波形为塑料瓶被敲击后生成的声音波形；
所述含水塑料瓶回收流程包括：对塑料瓶进行切割后，进行排水操作，同时对塑料瓶表面进行压力检测，当压力小于第二阈值时，启动正常回收流程；所述对塑料瓶进行切割后，进行排水操作，包括：使用OpencCV对切割处进行裂缝检测，若检测裂缝未达到第三阈值，则重复切割操作，若检测裂缝达到第三阈值，则进行排水操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法，其特征在于，所述对待回收的垃圾进行识别后，包括：
若识别结果不为塑料瓶，则进行正常回收流程。
3.根据权利要求2所述的一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法，其特征在于，所述正常回收流程，包括：
按照待回收垃圾的种类，将待回收垃圾放入其所属种类的回收箱中。
4.一种基于频率检测的含水塑料瓶处理装置，其特征在于，包括：
垃圾识别系统，用于对待回收的垃圾进行识别；
塑料瓶检测系统，若识别结果为塑料瓶，则敲击塑料瓶，并获取敲击波形数据；
塑料瓶回收系统，对敲击波形数据进行解析，得到波形频率，若波形频率大于第一阈值，则判定塑料瓶中存留有废水，并启动含水塑料瓶回收流程；所述第一阈值为敲击空塑料瓶得到的最大敲击波形频率；所述敲击波形为塑料瓶被敲击后生成的声音波形；
所述含水塑料瓶回收流程包括：对塑料瓶进行切割后，进行排水操作，同时对塑料瓶表面进行压力检测，当压力小于第二阈值时，启动正常回收流程；所述对塑料瓶进行切割后，进行排水操作，包括：使用OpencCV对切割处进行裂缝检测，若检测裂缝未达到第三阈值，则重复切割操作，若检测裂缝达到第三阈值，则进行排水操作。
5.一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-3中任一项所述的一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时执行如权利要求1-3中任一项所述的一种基于频率检测的含水塑料瓶处理方法。
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