CN114723143A - 一种基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法 - Google Patents

一种基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海滩垃圾治理技术领域，具体公开了一种基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，包括以下步骤：S1：派遣海滩垃圾清理机器人进入工作区域；S2：对工作区域内的垃圾进行收集；S3：将收集到的垃圾运送至垃圾中转回收站；S4：通过机器能源供应站给海滩垃圾清理机器人进行电池充电；S5：更换完电池的海滩垃圾清理机器人再次进入工作区域展开工作。本发明首次提出了一种新的基于智能化设备与云智能计算的海滩垃圾、治理方案，为海滩环境恶化提供了解决方案，建立了包含垃圾中转回收站、机器能源供应站、控制中心和云端数据处理中心的一体式服务系统，实现对海滩设施的监视与控制，为智能机器人的工作提供保障。

Description

一种基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法
技术领域
本发明涉及海滩垃圾治理技术领域，具体涉及一种基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法。
背景技术
现如今，我国的现代化垃圾处理产业相对而言还比较落后。目前我国的垃圾分类是一项劳动密集型产业，纯人工作业仍然占据很大比例。随着经济的不断发展，诸多海滩面临着各种环境问题，其中海滩垃圾就对海洋环境产生了巨大的影响。我国对生态环境保护的高度重视。我国已经积极开展垃圾分类工作，并且加大对智能垃圾处理产业的资金投入。同时，在社会经济结构转型的背景下，传统人力进行垃圾分类的方式被智能机器人取代是大势所趋。如果能进行智能化垃圾分类机器人的创造和投入使用，能大大降低环卫运营成本，提升环卫作业质量，提高突发事件应急能力；同时，有助于环卫一体化的形成，有效集合垃圾分类、收集、清运和处理业务。
在现有的环境和技术手段中，垃圾回收的推行在很大程度上仍倚靠着人力资源。垃圾分拣多由专门从事此类职业的人员来完成，分拣过程操作简单粗糙，方法原始，仍然会产生混投现象，一些较为精细的分类事实上难为完成，无法实现精细化管理运营，难以真正地达到生活垃圾的减量化、资源化、无害化。
近年来，人工智能进入了高速发展阶段，为垃圾分类提供技术支持。现在智能垃圾分类机器人也在不断地发明出来并投入运用，实现智能化垃圾分类，便利人民的生活，同时提高来及分类的积极性。现有的智能垃圾分拣机器人、智能垃圾桶多采用人体传感器对垃圾进行分类与识别，使用机械臂对垃圾进行抓取再投放到相应的垃圾桶中。自动化和精确度低下。同时，现有的智能的垃圾分类机器人缺乏完整的垃圾分类回收体系，实际效率低下。在现实中，所谓的“智能”垃圾柜、“智能”垃圾处理机器人投入成本高、维护成本高、上手难度高和居民参与度低等问题，同时，也难以保证垃圾具体分类的质量、后续的终端处理和回收再利用等方面，实际上难以对垃圾分类问题进行高效的处理。
分类的目的就是为了将废弃物分流处理，利用现有生产制造能力，回收利用回收品，包括物质利用和能量利用，填埋处置暂时无法利用的无用垃圾。目前的垃圾分类体系存在着人力成本高、垃圾处理效率低、智能化程度严重不足和各类垃圾分类处理方面体系不完善的问题，仍停留在粗放型管理阶段，也无法达到解决垃圾分类的精细化管理标准。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，结合运用智能化设备与云智能计算技术，以达到解决上述背景技术中提出的问题的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，包括以下步骤：
S1：派遣海滩垃圾清理机器人进入工作区域；
S2：对工作区域内的垃圾进行收集；
S3：将收集到的垃圾运送至垃圾中转回收站；
S4：通过机器能源供应站给海滩垃圾清理机器人进行更换电池，同时将更换下来的电池进行充电；
S5：更换完电池的海滩垃圾清理机器人再次进入工作区域展开工作；
S6：由控制中心、云端数据处理中心对海滩垃圾清理机器人的工作提供帮助。
优选的，所述垃圾中转站内包括回收模块、分类模块、打包模块、转运模块、处理模块，回收模块的信号输出端与分类模块的信号接收端连接，分类模块的信号输出端与打包模块的信号接收端连接。
优选的，所述打包模块的信号输出端与转运模块的信号接收端连接，转运模块的信号输出端与处理模块的信号接收端连接。
优选的，所述机器能源供应站内包括充电模块、更换模块，充电模块的信号输出端与更换模块的信号接收端连接。
优选的，所述控制中心内包括环境监测模块、事故救援模块、机器监视模块，环境监测模块的信号输出端与事故救援模块的信号接收端连接，事故救援模块的信号输出端与机器监视模块的信号接收端连接。
优选的，所述云端数据处理中心内包括数据库存储、数据分析、数据反馈，数据库存储的信号输出端与数据分析的信号接收端连接。
优选的，所述数据分析的信号输出端与数据反馈的信号接收端连接。
优选的，所述控制中心监视与控制着垃圾中转回收站和机器能源充电站，控制中心管理着云端数据处理中心，控制中心监视与控制机器工作。
本发明提供的基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，具备以下有益效果：
(1)、本发明首创提出基于智能化设备与云智能计算的海滩垃圾、治理方案，将智能化设备与云智能计算技术项相结合，为海滩环境恶化提供了解决方案。
(2)、本发明提出了可实现海滩垃圾回收和分类的一体化的综合治理方案，使用神经网络技术，利用深度学习、强化学习进行数据分析，提升机器的垃圾治理工作的效率和精确度，使机器的运作更加人性化、智能化。
(3)、本发明构建了包含垃圾中转回收站、机器能源供应站、控制中心和云端数据处理中心的一体式服务系统，实现对海滩设施的监视与控制，为智能机器人的工作提供保障。
(4)、本发明通过在大数据分析的基础上设计了智能垃圾中转站，并以此提出新型的垃圾回收策略，为垃圾分类提供新范式，可实现资源合理回收利用，促进循环经济发展。
附图说明
图1为本发明实施例基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法的系统模块组成结构图；
图2为本发明实施例基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法的作业流程示意图。
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。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-2所示，本发明实施例提供的基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，以推进生活垃圾减量化、资源化、无害化为着力点，补短板强弱项，着力垃圾分类和处理设施存在的突出问题，加快建立分类授放、分类收集、分类运输、分类处理的生活垃圾处理系统，创造了一台集自动收集垃圾、分类垃圾、倒出桶内垃圾等功能于一体、携带多种环境探测传感器 (包括温湿度传感器、热成像传感器、激光雷达等)的移动式垃圾回收分类机器人，精准进行垃圾拾取分类，以保障人民健康为出发点，实现全自动化的垃圾分类模式，为更多海滩区域带来更好的环境效益，有较大的应用价值。本研究将响应国家“十四五”规划，坚持人与自然和谐发展的理念，为海滩环境的保护提供新范式，进一步拓展生态文明建设实用技术的应用领域；
一种实施上述方法的机器人，通过海滩垃圾分类系统一体化的设计，实现海滩垃圾从前端产生、中端清运、后端处置再生利用的完善的垃圾分类处理系统，实现垃圾分类源头可溯、去向可查、风险可控、数据可知。整个过程依靠技术手段支撑，形成了垃圾分类的长效机制，实现了机器人全自动化垃圾分类。
一种基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，包括以下步骤：
S1：派遣海滩垃圾清理机器人进入工作区域；
S2：对工作区域内的垃圾进行收集；
S3：将收集到的垃圾运送至垃圾中转回收站；
S4：通过机器能源供应站给海滩垃圾清理机器人进行更换电池，同时将更换下来的电池进行充电；
S5：更换完电池的海滩垃圾清理机器人再次进入工作区域展开工作；
S6：由控制中心、云端数据处理中心对海滩垃圾清理机器人的工作提供帮助垃圾中转站内包括回收模块、分类模块、打包模块、转运模块、处理模块，回收模块的信号输出端与分类模块的信号接收端信号连接，分类模块的信号输出端与打包模块的信号接收端信号连接，打包模块的信号输出端与转运模块的信号接收端信号连接，转运模块的信号输出端与处理模块的信号接收端信号连接，海滩垃圾清理机器人在海滩上收集完成一次垃圾后，将垃圾运送至垃圾中转回收站内，由分离模块对这些垃圾进行分类，之后投入到中转站内各个垃圾桶。其中可回收垃圾经打包模块对这些垃圾打包处理后通过转运模块送至相应厂家进行二次回收利用，不可回收垃圾通过合理途径进行填埋或焚烧等方式进行处理。机器能源供应站内包括充电模块、更换模块，充电模块的信号输出端与更换模块的信号接收端信号连接，机器能源供应站可通过更换模块为机器人进行电源更换，为机器人长时间自动化的垃圾分类工作提供足量的能源，保障了机器人的工作的稳定性，更换的电源会放入电源仓进行充电，以便进行下一次的电源更换，控制中心内包括环境监测模块、事故救援模块、机器监视模块，环境监测模块的信号输出端与事故救援模块的信号接收端信号连接，事故救援模块的信号输出端与机器监视模块的信号接收端信号连接，环境监测模块可以全方位的监控海滩设施，以及随时从数据库中调出监控数据，为智能机器人的工作提供路线规划和避障等保障；事故救援模块能针对突发状况进行紧急避险，针对突发状况做出及时的反应后分析出解决方案，合理防止机器出现失控等问题；机器监视模块对智能机器人的运行状况进行监视，包括但不限于运行速度、能源装置、机械动力设备等方面，一旦出现问题，能够及时反馈和解决，保障垃圾分类工作的进行，提高海滩环境治理的效率。同时，控制中心作为整个海滩垃圾治理系统的核心，承担着监视与控制的任务，不仅是对工作中的移动机器人的监视与控制，还有包括中转站、能源站、云端数据中心的控制权，切实做到智能控制，仅需少量的人力便可对整个海滩进行垃圾治理，这一举措提高了垃圾治理效率，减少了人力成本，云端数据处理中心内包括数据库存储、数据分析、数据反馈，数据库存储的信号输出端与数据分析的信号接收端信号连接，数据分析的信号输出端与数据反馈的信号接收端信号连接，控制中心监视与控制着垃圾中转回收站和机器能源充电站，控制中心管理着云端数据处理中心，控制中心监视与控制机器工作，数据库存储了海滩垃圾信息、海滩环境信息和海滩生物信息等等，同时能够保证数据的实时更新、查询和传输；在由机器收集到的环境、生物、垃圾类型等信息以及海滩上部署的监控所得信息的基础上，主要是基于深层神经网络的数据分类、预测、预警等操作来进行数据分析，并生成报表，帮助海滩垃圾分类实效管理工作数据化、精准化，通过强化学习不断提升移动式垃圾分类机器人的工作效率，在此过程中，随着机器的工作时间越来越多，数据分析结果的准确度也会越来越高；基于数据分析结果进行反馈，机器能够在海滩垃圾治理中保障对垃圾的高效清理的同时防止因自然或人为环境变化而引起的故障，同时加大和细化对生物的检测，也避免了智能机器人在工作时破坏海洋环境、伤害海滩生物，真正意义上实现了人与自然的和谐共生；为形成绿色生产生活方式、推动生态环境根本好转和促进美丽中国建设做出新贡献。
本发明首次提出了一种新的基于智能化设备与云智能计算的海滩垃圾、治理方案，为海滩环境恶化提供了解决方案，建立了包含垃圾中转回收站、机器能源供应站、控制中心和云端数据处理中心的一体式服务系统，实现对海滩设施的监视与控制，为智能机器人的工作提供保障。
综上可得，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)

1.一种基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：派遣海滩垃圾清理机器人进入工作区域；
S2：对工作区域内的垃圾进行收集；
S3：将收集到的垃圾运送至垃圾中转回收站；
S4：通过机器能源供应站给海滩垃圾清理机器人进行更换电池，同时将更换下来的电池进行充电；
S5：更换完电池的海滩垃圾清理机器人再次进入工作区域展开工作；
S6：由控制中心、云端数据处理中心对海滩垃圾清理机器人的工作提供帮助。
2.根据权利要求1所述的基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，其特征在于，所述垃圾中转站内包括回收模块、分类模块、打包模块、转运模块、处理模块，回收模块的信号输出端与分类模块的信号接收端连接，分类模块的信号输出端与打包模块的信号接收端连接。
3.根据权利要求2所述的基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，其特征在于，所述打包模块的信号输出端与转运模块的信号接收端连接，转运模块的信号输出端与处理模块的信号接收端连接。
4.根据权利要求1所述的基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，其特征在于，所述机器能源供应站内包括充电模块、更换模块，充电模块的信号输出端与更换模块的信号接收端连接。
5.根据权利要求1所述的基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，其特征在于，所述控制中心内包括环境监测模块、事故救援模块、机器监视模块，环境监测模块的信号输出端与事故救援模块的信号接收端连接，事故救援模块的信号输出端与机器监视模块的信号接收端连接。
6.根据权利要求1所述的基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，其特征在于，所述云端数据处理中心内包括数据库存储、数据分析、数据反馈，数据库存储的信号输出端与数据分析的信号接收端连接。
7.根据权利要求1所述的基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，其特征在于，所述数据分析的信号输出端与数据反馈的信号接收端连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的基于智能机器设备与数据处理的海滩垃圾治理方法，其特征在于，所述控制中心监视与控制着垃圾中转回收站和机器能源充电站，控制中心管理着云端数据处理中心，控制中心监视与控制机器工作。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116824473A (zh) * 2022-11-30 2023-09-29 慧之安信息技术股份有限公司 一种基于边缘计算的海滩垃圾监测系统

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