CN114455230A - 一种基于ai人脸识别的垃圾分类系统及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于AI人脸识别的垃圾分类系统及其装置，包括可电控开启的垃圾收容设备、人脸识别装置、AI摄像装置、控制处理模块、显示设备；人脸识别装置用于对投放垃圾的用户进行人脸识别，识别通过后，控制处理模块控制垃圾收容设备开启，识别不通过，则垃圾收容设备不开启；AI摄像装置用于对投放至垃圾收容设备内的垃圾进行扫描并确认垃圾的类别，若投放的垃圾的类别不属于垃圾桶预设的允许投放垃圾的类别，则控制处理模块把人脸识别装置对应识别到的用户的信息数据在显示设备上进行显示。

Description

一种基于AI人脸识别的垃圾分类系统及其装置

技术领域

本发明涉及垃圾处理设备技术领域，具体涉及一种基于AI人脸识别的垃圾分类系统及其装置。

背景技术

垃圾分类是指按照一定的标准将垃圾进行分类的投放、储存和回收。垃圾分类带来的各种效益也是显而易见的，不仅符合我们国家的绿色发展战略，能够极大地促进经济的循环发展，而且能够给我们的社会和生态带来肉眼可见的效益。

但是目前情况下，垃圾分类主要依靠环卫工作人员和广大用户的自主分类，然而现实中大部分群众缺乏相关知识，对垃圾主动进行分类的意识也比较薄弱，极大的制约了政策的实施。特别是在缺少监督的情况下，很难做到让广大用户自觉的完成垃圾分类的工作。

而且垃圾桶在使用中也容易滋生细菌，散发臭味，给人们的生活环境带来安全隐患。

发明内容

针对背景技术中指出的问题，本发明提出一种基于AI人脸识别的垃圾分类系统及其装置，以形成对用户的约束和监督，并提高卫生安全性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于AI人脸识别的垃圾分类系统，包括可电控开启的垃圾收容设备、人脸识别装置、AI摄像装置、控制处理模块、显示设备；

人脸识别装置用于对投放垃圾的用户进行人脸识别，识别通过后，控制处理模块控制垃圾收容设备开启，识别不通过，则垃圾收容设备不开启；

AI摄像装置用于对投放至垃圾收容设备内的垃圾进行扫描并确认垃圾的类别，若投放的垃圾的类别不属于垃圾桶预设的允许投放垃圾的类别，则控制处理模块把人脸识别装置对应识别到的用户的信息数据在显示设备上进行显示。

本发明还进一步设置为，垃圾收容设备预设的允许投放垃圾的类别包括厨余垃圾和其他垃圾两大类。

本发明还进一步设置为，还包括声音报警装置，若投放的垃圾的类别不属于垃圾收容设备预设的允许投放垃圾的类别，则控制处理模块控制声音报警装置发出声音警报。

一种基于AI人脸识别的垃圾分类装置，包括垃圾箱，垃圾箱的前侧设有投放口，所述的投放口处设有可旋转打开的启闭门，启闭门竖直设置，启闭门的上端与垃圾箱铰接连接，垃圾箱内设有用于驱动启闭门转动的执行机构；

所述的垃圾箱内水平设置有密封盖板，密封盖板位于启闭门的下侧，密封盖板把垃圾箱的内部分隔成上下两个空间，密封盖板的后侧与垃圾箱铰接连接，密封盖板的左右两侧分别设有围边，围边上设有连接槽，连接槽沿前后方向设置，连接槽由前至后的宽度逐渐变小，所述的启闭门位于两个围边的内侧，启闭门的下端设有与连接槽滑动连接的连接轴；

垃圾箱的内侧的前侧壁上设有设有引导板一，引导板一为前侧高后侧低的倾斜设置，引导板一的后端与垃圾箱铰接连接并与垃圾箱的后侧壁间隔设置，引导板一的前端与垃圾箱相抵配合，垃圾箱的内侧的后侧壁上设有设有引导板二，引导板二为前侧低后侧高的倾斜设置，引导板二的前端与垃圾箱铰接连接并与垃圾箱的前侧壁间隔设置，引导板二的后端与垃圾箱相抵配合，引导板二位于引导板一的下侧；

所述的密封盖板的前端设有吸引磁铁，吸引磁铁能对引导板一的前端产生磁吸力使引导板一的前端向上翘起，引导板一的下侧设有拉绳，拉绳的一端与引导板一的前端固定连接，拉绳的另一端与引导板二的后端固定连接；

所述的密封盖板上设有朝下的AI摄像装置，所述的垃圾箱的内侧设有分别朝向引导板一和引导板二的上侧面的AI摄像装置；

所述的垃圾箱上设有显示设备和对用户进行人脸识别的人脸识别装置；还包括控制处理模块，人脸识别装置、执行机构、AI摄像装置分别与控制处理模块连接。

通过采用上述技术方案，用户在投放垃圾时，人脸识别装置先对投放垃圾的用户进行人脸识别，识别通过后，人脸识别装置向控制处理模块发出信号，控制处理模块接收到信号后，发出命令控制执行结构动作，打开启闭门，此时用户可进行垃圾投放，如果人脸识别无法通过，则启闭门不开启；用户投入的垃圾会沿着引导板一和引导板二向下移动，引导板一和引导板二主要起到引导垃圾成分散状移动，避免垃圾成堆落入垃圾桶内，便于AI摄像装置对垃圾进行扫描，对投入垃圾的类别进行判断，发现是否有投入非预设的允许投放垃圾的类别，在发现投入非预设的允许投放垃圾的类别的垃圾时，控制处理模块立即对人脸识别装置获取的用户信息进行锁定、记录、存储，并把该用户信息通过显示设备进行显示。

当启闭门开启时，密封盖板也相应的会向上旋转打开，此时吸引磁铁的磁吸力也会吸引引导板一的前端向上翘起，所以需要在垃圾箱的侧壁上设置阻挡部，阻挡部设置在密封盖板的下侧，引导板一的前端向上翘起移动一段距离后会与阻挡部碰撞，限制引导板一向上移动，并随着密封盖板逐渐远离引导板一，吸引磁铁对引导板一的磁吸力逐渐变小，引导板一在自身重力的作用下回复到原位。

其中，密封盖板能把垃圾箱的内部分隔成上下两个空间，相当于把垃圾桶盖住，避免垃圾的异味向外发散，在启闭门旋转打开时，启闭门会通过连接轴与连接槽的配合，带动密封盖板向上旋转打开，使启闭门和密封盖板联动。在启闭门关闭时，密封盖板也关闭，处于关闭状态的密封盖板上的吸引磁铁会对引导板一的前端产生磁吸力，使引导板一的前端翘起，同时，翘起的引导板一会通过拉绳把引导板二的后端拉起，这样就能使引导板一和引导板二上残留的垃圾向下移动，避免一些垃圾残留在引导板一和引导板二上。

引导板二的后端设有向上伸出的挡板，挡板的下端与引导板二铰接连接，挡板的上端设有固定磁铁，固定磁铁能磁吸在垃圾箱的后侧壁上并与垃圾箱的后侧壁形成滑动连接。当引导板一和引导板二同时翘起时，引导板二的后端与垃圾箱的后侧壁之间会形成间隙，这样引导板一上掉落下的垃圾可能会从该间隙中通过，所以设置挡板，挡板可进一步的引导垃圾向引导板二移动，引导板二的后端向上翘起时，挡板也会向上移动，由于固定磁铁会把挡板的上端磁吸在垃圾箱的侧壁上，所以挡板能一直起到阻挡、引导的作用，避免垃圾掉向间隙处。

本发明还进一步设置为，所述的执行机构包括丝杆、固定端头、移动螺母、拉杆、电机，所述的丝杆沿前后方向设置，丝杆的两端分别通过固定端头与垃圾箱的上侧壁固定连接，丝杆与固定端头转动连接，电机用于驱动丝杆转动，移动螺母螺纹连接在丝杆上，拉杆的一端与移动螺母铰接，拉杆的另一端与启闭门铰接。

本发明还进一步设置为，所述的引导板一和引导板二均为透明设置，所述的垃圾箱的内侧设有分别朝向引导板一和引导板二的下侧面的AI摄像装置。

通过采用上述技术方案，AI摄像装置位置分布设置合理，可在引导板一和引导板二的上下两侧面对垃圾进行扫描，基本形成无死角的扫描，提高扫描识别的准确性。

本发明还进一步设置为，所述的密封盖板的下侧面上设有照明灯。

本发明还进一步设置为，所述的照明灯为紫外线灯。

通过采用上述技术方案，紫外线灯一个是可对AI摄像装置起到辅助照明的作用，一个是可以起到杀菌消毒的作用。

本发明还进一步设置为，所述的垃圾箱内设有环形的密封环，所述的密封环对应密封盖板设置，密封环位于密封盖板的下侧并与密封盖板相抵配合。

本发明还进一步设置为，所述的垃圾箱的后侧形成供垃圾桶放入的开口，所述的垃圾箱的底部还设有称重装置，所述的垃圾桶设置在所述的称重装置上，所述的称重装置与控制处理模块连接。

通过采用上述技术方案，可测得垃圾桶的重量，这样就可以根据垃圾桶的重量变化，来判断每次投放垃圾的重量，对应到用户投放垃圾的重量，为后期对垃圾投放的各种奖励、计费政策提供依据。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

本发明所提供的基于AI人脸识别的垃圾分类系统及其装置，其通过人脸识别装置来对用户进行人脸识别，进而开启垃圾投放口，这样就可以识别每次是谁投放的垃圾，垃圾投放进入垃圾箱内，再通过AI摄像装置对投放的垃圾识别，识别所投放垃圾的类别，这样就可以判断用户是否把垃圾投放到对应类别的垃圾桶内，且能在用户投放时，及时的对用户投放的垃圾进行识别，判断用户是否按照要求的分类来进行垃圾投放，若用户未按照要求的分类来进行垃圾投放，则会通过显示装置，来显示用户的信息，起到对用户进行通报批评的作用，这样就能对用户的行为起到约束监督作用，规范用户的垃圾投放行为。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的部分结构示意图一；

图4为本发明的部分结构示意图二；

图5为本发明的密封盖板结构示意图一；

图6为本发明的密封盖板结构示意图二。

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作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。

如下参考图1-6对本发明进行说明：

一种基于AI人脸识别的垃圾分类系统，包括可电控开启的垃圾收容设备(垃圾箱1)、人脸识别装置14、AI摄像装置12、控制处理模块、显示设备13。

人脸识别装置14用于对投放垃圾的用户进行人脸识别，识别通过后，控制处理模块控制垃圾收容设备开启，识别不通过，则垃圾收容设备不开启。

AI摄像装置12用于对投放至垃圾收容设备内的垃圾进行扫描并确认垃圾的类别，若投放的垃圾的类别不属于垃圾桶预设的允许投放垃圾的类别，则控制处理模块把人脸识别装置14对应识别到的用户的信息数据在显示设备13上进行显示。

其中，垃圾收容设备预设的允许投放垃圾的类别包括厨余垃圾和其他垃圾两大类。

其中，还包括声音报警装置，若投放的垃圾的类别不属于垃圾收容设备预设的允许投放垃圾的类别，则控制处理模块控制声音报警装置发出声音警报。

一种基于AI人脸识别的垃圾分类装置，包括垃圾箱1，垃圾箱1的前侧面的上端设有用于投放垃圾的投放口2，所述的投放口2的内侧设有可旋转打开的启闭门3，启闭门3竖直设置，启闭门3的上端与垃圾箱1铰接连接，垃圾箱1内设有用于驱动启闭门3转动的执行机构。

所述的垃圾箱1内水平设置有密封盖板4，密封盖板4位于启闭门3的下侧，密封盖板4把垃圾箱1的内部分隔成上下两个空间，密封盖板4的后侧与垃圾箱1铰接连接，密封盖板4的左右两侧分别设有围边5，围边5上设有连接槽6，连接槽6沿前后方向设置，连接槽6由前至后的宽度逐渐变小，所述的启闭门3位于两个围边5的内侧，启闭门3的下端设有与连接槽6滑动连接的连接轴7。

垃圾箱1的内侧的前侧壁上设有设有引导板一8，引导板一8为前侧高后侧低的倾斜设置，引导板一8的后端与垃圾箱1铰接连接并与垃圾箱1的后侧壁间隔设置，引导板一8的前端与垃圾箱1相抵配合，垃圾箱1的内侧的后侧壁上设有设有引导板二9，引导板二9为前侧低后侧高的倾斜设置，引导板二9的前端与垃圾箱1铰接连接并与垃圾箱1的前侧壁间隔设置，引导板二9的后端与垃圾箱1相抵配合，引导板二9位于引导板一8的下侧。

所述的密封盖板4的前端设有吸引磁铁10，吸引磁铁10能对引导板一8的前端产生磁吸力使引导板一8的前端向上翘起，引导板一8的下侧设有拉绳11，拉绳11的一端与引导板一8的前端固定连接，拉绳11的另一端与引导板二9的后端固定连接。

所述的密封盖板4上设有朝下的AI摄像装置12，所述的垃圾箱1的内侧设有分别朝向引导板一8和引导板二9的上侧面的AI摄像装置12。

所述的垃圾箱1上设有显示设备13和对用户进行人脸识别的人脸识别装置14。还包括控制处理模块，人脸识别装置14、执行机构、AI摄像装置12分别与控制处理模块连接。

通过采用上述技术方案，用户在投放垃圾时，人脸识别装置14先对投放垃圾的用户进行人脸识别，识别通过后，人脸识别装置14向控制处理模块发出信号，控制处理模块接收到信号后，发出命令控制执行结构动作，打开启闭门3，此时用户可进行垃圾投放，如果人脸识别无法通过，则启闭门3不开启。用户投入的垃圾会沿着引导板一8和引导板二9向下移动，引导板一8和引导板二9主要起到引导垃圾成分散状移动，避免垃圾成堆落入垃圾桶内，便于AI摄像装置12对垃圾进行扫描，对投入垃圾的类别进行判断，发现是否有投入非预设的允许投放垃圾的类别，在发现投入非预设的允许投放垃圾的类别的垃圾时，控制处理模块立即对人脸识别装置14获取的用户信息进行锁定、记录、存储，并把该用户信息通过显示设备13进行显示。

当启闭门3开启时，密封盖板4也相应的会向上旋转打开，此时吸引磁铁10的磁吸力也会吸引引导板一8的前端向上翘起，所以需要在垃圾箱1的侧壁上设置阻挡部15，阻挡部15设置在密封盖板4的下侧，引导板一8的前端向上翘起移动一段距离后会与阻挡部15碰撞，限制引导板一8向上移动，并随着密封盖板4逐渐远离引导板一8，吸引磁铁10对引导板一8的磁吸力逐渐变小，引导板一8在自身重力的作用下回复到原位。

其中，密封盖板4能把垃圾箱1的内部分隔成上下两个空间，相当于把垃圾桶盖住，避免垃圾的异味向外发散，在启闭门3旋转打开时，启闭门3会通过连接轴7与连接槽6的配合，带动密封盖板4向上旋转打开，使启闭门3和密封盖板4联动。在启闭门3关闭时，密封盖板4也关闭，处于关闭状态的密封盖板4上的吸引磁铁10会对引导板一8的前端产生磁吸力，使引导板一8的前端翘起，同时，翘起的引导板一8会通过拉绳11把引导板二9的后端拉起，这样就能使引导板一8和引导板二9上残留的垃圾向下移动，避免一些垃圾残留在引导板一8和引导板二9上。

引导板二9的后端设有向上伸出的挡板16，挡板16的下端与引导板二9铰接连接，挡板16的上端设有固定磁铁17，固定磁铁17能磁吸在垃圾箱1的后侧壁上并与垃圾箱1的后侧壁形成滑动连接。当引导板一8和引导板二9同时翘起时，引导板二9的后端与垃圾箱1的后侧壁之间会形成间隙，这样引导板一8上掉落下的垃圾可能会从该间隙中通过，所以设置挡板16，挡板16可进一步的引导垃圾向引导板二9移动，引导板二9的后端向上翘起时，挡板16也会向上移动，由于固定磁铁17会把挡板16的上端磁吸在垃圾箱1的侧壁上，所以挡板16能一直起到阻挡、引导的作用，避免垃圾掉向间隙处。

其中，所述的执行机构包括丝杆18、固定端头19、移动螺母20、拉杆21、电机22，所述的丝杆18沿前后方向设置，丝杆18的两端分别通过固定端头19与垃圾箱1的上侧壁固定连接，丝杆18与固定端头19转动连接，电机22用于驱动丝杆18转动，移动螺母20螺纹连接在丝杆18上，拉杆21的一端与移动螺母20铰接，拉杆21的另一端与启闭门3铰接。

其中，所述的引导板一8和引导板二9均为透明设置，所述的垃圾箱1的内侧设有分别朝向引导板一8和引导板二9的下侧面的AI摄像装置12。

通过采用上述技术方案，AI摄像装置12位置分布设置合理，可在引导板一8和引导板二9的上下两侧面对垃圾进行扫描，基本形成无死角的扫描，提高扫描识别的准确性。

其中，所述的密封盖板4的下侧面上设有照明灯23。

其中，所述的照明灯23为紫外线灯。

通过采用上述技术方案，紫外线灯一个是可对AI摄像装置12起到辅助照明的作用，一个是可以起到杀菌消毒的作用。

其中，所述的垃圾箱1内设有环形的密封环24，所述的密封环24对应密封盖板4设置，密封环24位于密封盖板4的下侧并与密封盖板4相抵配合。

其中，所述的垃圾箱1的后侧形成供垃圾桶25放入的开口，所述的垃圾箱1的底部还设有称重装置，所述的垃圾桶25设置在所述的称重装置上，所述的称重装置与控制处理模块连接。

通过采用上述技术方案，可测得垃圾桶的重量，这样就可以根据垃圾桶的重量变化，来判断每次投放垃圾的重量，对应到用户投放垃圾的重量，为后期对垃圾投放的各种奖励、计费政策提供依据。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

本发明所提供的基于AI人脸识别的垃圾分类系统及其装置，其通过人脸识别装置14来对用户进行人脸识别，进而开启垃圾投放口2，这样就可以识别每次是谁投放的垃圾，垃圾投放进入垃圾箱1内，再通过AI摄像装置12对投放的垃圾识别，识别所投放垃圾的类别，这样就可以判断用户是否把垃圾投放到对应类别的垃圾桶内，且能在用户投放时，及时的对用户投放的垃圾进行识别，判断用户是否按照要求的分类来进行垃圾投放，若用户未按照要求的分类来进行垃圾投放，则会通过显示装置，来显示用户的信息，起到对用户进行通报批评的作用，这样就能对用户的行为起到约束监督作用，规范用户的垃圾投放行为。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于AI人脸识别的垃圾分类系统，其特征在于：包括可电控开启的垃圾收容设备、人脸识别装置、AI摄像装置、控制处理模块、显示设备；

人脸识别装置用于对投放垃圾的用户进行人脸识别，识别通过后，控制处理模块控制垃圾收容设备开启，识别不通过，则垃圾收容设备不开启；

AI摄像装置用于对投放至垃圾收容设备内的垃圾进行扫描并确认垃圾的类别，若投放的垃圾的类别不属于垃圾桶预设的允许投放垃圾的类别，则控制处理模块把人脸识别装置对应识别到的用户的信息数据在显示设备上进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于AI人脸识别的垃圾分类系统，其特征在于：垃圾收容设备预设的允许投放垃圾的类别包括厨余垃圾和其他垃圾两大类。

3.根据权利要求1所述的一种基于AI人脸识别的垃圾分类系统，其特征在于：还包括声音报警装置，若投放的垃圾的类别不属于垃圾收容设备预设的允许投放垃圾的类别，则控制处理模块控制声音报警装置发出声音警报。

4.一种基于AI人脸识别的垃圾分类装置，其特征在于：包括垃圾箱，垃圾箱的前侧设有投放口，所述的投放口处设有可旋转打开的启闭门，启闭门竖直设置，启闭门的上端与垃圾箱铰接连接，垃圾箱内设有用于驱动启闭门转动的执行机构；

所述的垃圾箱内水平设置有密封盖板，密封盖板位于启闭门的下侧，密封盖板把垃圾箱的内部分隔成上下两个空间，密封盖板的后侧与垃圾箱铰接连接，密封盖板的左右两侧分别设有围边，围边上设有连接槽，连接槽沿前后方向设置，连接槽由前至后的宽度逐渐变小，所述的启闭门位于两个围边的内侧，启闭门的下端设有与连接槽滑动连接的连接轴；

垃圾箱的内侧的前侧壁上设有设有引导板一，引导板一为前侧高后侧低的倾斜设置，引导板一的后端与垃圾箱铰接连接并与垃圾箱的后侧壁间隔设置，引导板一的前端与垃圾箱相抵配合，垃圾箱的内侧的后侧壁上设有设有引导板二，引导板二为前侧低后侧高的倾斜设置，引导板二的前端与垃圾箱铰接连接并与垃圾箱的前侧壁间隔设置，引导板二的后端与垃圾箱相抵配合，引导板二位于引导板一的下侧；

所述的密封盖板的前端设有吸引磁铁，吸引磁铁能对引导板一的前端产生磁吸力使引导板一的前端向上翘起，引导板一的下侧设有拉绳，拉绳的一端与引导板一的前端固定连接，拉绳的另一端与引导板二的后端固定连接；

所述的密封盖板上设有朝下的AI摄像装置，所述的垃圾箱的内侧设有分别朝向引导板一和引导板二的上侧面的AI摄像装置；

所述的垃圾箱上设有显示设备和对用户进行人脸识别的人脸识别装置；还包括控制处理模块，人脸识别装置、执行机构、AI摄像装置分别与控制处理模块连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于AI人脸识别的垃圾分类装置，其特征在于：所述的执行机构包括丝杆、固定端头、移动螺母、拉杆、电机，所述的丝杆沿前后方向设置，丝杆的两端分别通过固定端头与垃圾箱的上侧壁固定连接，丝杆与固定端头转动连接，电机用于驱动丝杆转动，移动螺母螺纹连接在丝杆上，拉杆的一端与移动螺母铰接，拉杆的另一端与启闭门铰接。

6.根据权利要求4所述的一种基于AI人脸识别的垃圾分类装置，其特征在于：所述的引导板一和引导板二均为透明设置，所述的垃圾箱的内侧设有分别朝向引导板一和引导板二的下侧面的AI摄像装置。

7.根据权利要求4所述的一种基于AI人脸识别的垃圾分类装置，其特征在于：所述的密封盖板的下侧面上设有照明灯。

8.根据权利要求7所述的一种基于AI人脸识别的垃圾分类装置，其特征在于：所述的照明灯为紫外线灯。

9.根据权利要求4所述的一种基于AI人脸识别的垃圾分类装置，其特征在于：所述的垃圾箱内设有环形的密封环，所述的密封环对应密封盖板设置，密封环位于密封盖板的下侧并与密封盖板相抵配合。

10.根据权利要求4所述的一种基于AI人脸识别的垃圾分类装置，其特征在于：所述的垃圾箱的后侧形成供垃圾桶放入的开口，所述的垃圾箱的底部还设有称重装置，所述的垃圾桶设置在所述的称重装置上，所述的称重装置与控制处理模块连接。

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