CN207158036U - 基于人脸追踪定位的智能垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，包括：垃圾桶本体、上位机和设置于所述垃圾桶本体上的通讯模块、开盖机构、移动机构、避障机构、人脸识别与定位机构、声音识别机构、语音机构、红外传感器、光电开关及电源；所述垃圾桶本体包括桶体和桶盖；所述开盖机构包括连接所述桶体和桶盖的连杆、用于驱动所述连杆的第一舵机。本实用新型的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，利用人脸识别追踪和自动定位，控制垃圾桶本体定向移动，并能通过多种方式控制自动打开桶盖，智能化、人性化程度高，方便用户使用。

Description

基于人脸追踪定位的智能垃圾桶

技术领域

本实用新型涉及领域，特别涉及一种基于人脸追踪定位的智能垃圾桶。

背景技术

智能垃圾桶近年来越来越受国人的青睐。目前，我国低端智能垃圾桶具有红外感应开盖，智能报警功能，开关盖方式单一；高端智能垃圾桶具有移动功能，采用语音控制或者声音定位，然而采用语音控制垃圾桶转向移动，效率低下，不够智能化，采用声音定位，由于人声频率低，容易受到外界噪音干扰，并且这部分控制算法不够成熟。人脸识别技术是目前一项热门的计算机技术研究领域，是基于人的脸部特征，对输入的人脸图像和视频流，判断是否存在人脸，进一步给出人脸的位置信息。但现在的智能垃圾桶往往存在无法准确定位、桶盖开关不智能化、使用不方便等缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于人脸追踪定位的智能垃圾桶。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，包括：垃圾桶本体、上位机和设置于所述垃圾桶本体上的通讯模块、开盖机构、移动机构、避障机构、人脸识别与定位机构、声音识别机构、语音机构、红外传感器、光电开关及电源；

所述垃圾桶本体包括桶体和桶盖；

所述开盖机构包括连接所述桶体和桶盖的连杆、用于驱动所述连杆的第一舵机。

优选的是，所述移动机构包括设置于所述桶体底部的万向轮及用于驱动所述万向轮的电机。

优选的是，所述避障机构为多个设置在所述桶体外壁上的超声波测距离传感器。

优选的是，所述人脸识别与定位机构包括设置于所述桶体上用于采集人脸头像的摄像头、用于驱动所述摄像头转动的第二舵机、用于对采集的人脸头像进行识别的人脸识别模块及用于对识别的人脸进行定位的定位模块。

优选的是，所述声音识别机构包括间隔设置于所述桶体上的用于采集声音的多个麦克风和与所述麦克风连接的语音识别模块。

优选的是，所述语音机构为用于对使用者发出语音提示信息的喇叭。

优选的是，所述通讯模块为所述上位机和所述开盖机构、移动机构、避障机构、人脸识别与定位机构、声音识别机构、语音机构、红外传感器、光电开关之间建立通讯连接。

优选的是，所述光电开关设置于所述桶体侧壁。

优选的是，所述电源为可充电电源。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，利用人脸识别追踪和自动定位，控制垃圾桶本体定向移动，并能通过多种方式控制自动打开桶盖，智能化、人性化程度高，方便用户使用。

附图说明

图1为本实用新型的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶的原理框图；

图2为本实用新型的垃圾桶本体的结构示意图。

附图标记说明：

1—垃圾桶本体；2—通讯模块；3—开盖机构；4—移动机构；5—避障机构；6—人脸识别与定位机构；7—声音识别机构；8—语音机构；10—桶体；11—桶盖；12—电源；13—红外传感器；14—光电开关；30—连杆；31—第一舵机；40—万向轮；41—电机；60—摄像头；61—第二舵机；62—人脸识别模块；63—定位模块；70—麦克风；71—语音识别模块。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-2所示，本实施例的一种基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，包括：垃圾桶本体1、上位机和设置于垃圾桶本体1上的通讯模块2、开盖机构3、移动机构4、避障机构5、人脸识别与定位机构6、声音识别机构7、语音机构8、红外传感器13、光电开关14及电源12。

通讯模块2为上位机和开盖机构3、移动机构4、避障机构5、人脸识别与定位机构6、声音识别机构7、语音机构8、红外传感器13、光电开关14之间建立通讯连接。上位机通过通讯模块2接收以上各个组件发送的信息，且通过通讯模块2向以上各个组件发送控制指令，通讯模块2使上位机与上述各个组件相互通讯连接，还使上述各个组件彼此之间也能相互通讯连接。

上位机中的控制部分可采用pcDuino，其中运行Linux操作系统，嵌入移动系统控制程序。人脸识别部分调用上位机中的OpenCV库实现图像处理、人脸识别功能，控制垃圾桶追踪人脸，通过上位机控制摄像头60自动追踪人脸。上位机可以为用于后台控制的计算机。

垃圾桶本体1包括桶体10和桶盖11。

开盖机构3包括连接桶体10和桶盖11的连杆30、用于驱动连杆30的第一舵机31。第一舵机31通过通讯模块2接收上位机的指令，驱动连杆30动作，控制打开或关闭桶盖11。

移动机构4包括设置于桶体10底部的万向轮40及用于驱动万向轮40的电机41。上位机通过通讯模块2能控制电机41，以驱动垃圾桶本体1进行移动。

避障机构5为多个设置在桶体10外壁上的超声波测距离传感器。超声波测距离传感器分布在垃圾桶正面以及两侧，检测障碍物，将检测信息传输至上位机，上位机再控制移动机构4驱动垃圾桶本体1移动，以躲避障碍物，抵达目的位置，从而实现智能垃圾桶自动躲避室内障碍物，到达人体所在位置的目的。

人脸识别与定位机构6包括设置于桶体10上用于采集人脸头像的摄像头60、用于驱动摄像头60转动的第二舵机61、用于对采集的人脸头像进行识别的人脸识别模块62及用于对识别的人脸进行定位的定位模块63。第二舵机61驱动摄像头60左右转动，采集人脸头像；采集的头像传输至人脸识别模块62，人脸识别模块62向上位机发送信息，通过上位机调用内置于上位机的OpenCV库，对人脸进行识别；再通过定位模块63定位判断出识别的人脸所处位置的坐标，并将定位结果传输至上位机，上位机控制摄像头60自动追踪人脸，从而控制移动机构4驱动垃圾桶本体1向识别的人脸位置定向移动，到达目的位置后，自动停止，开盖机构3控制自动打开桶盖11。

声音识别机构7包括间隔设置于桶体10上的用于采集声音的多个麦克风70和与麦克风70连接的语音识别模块71。本实用新型工作时，声音识别机构7循环检测特定的声音呼叫指令。

光电开关14设置于桶体10侧壁，用于触发开盖机构3开关桶盖11。

桶盖11除了可由上位机直接控制外，还能通过其他控制方式，包括手动控制、语音控制、光电触发控制和红外触发控制。以下分别给出手动控制、语音控制、光电触发控制和红外触发控制的一种实现方式，以便于理解，当然，还可以在基于本实用新型的结构的基础上结合现有技术实现其他的控制方式。

手动控制方式为：使用者直接手动操作开关桶盖11。

语音控制方式为：使用者发出特定的语音指令，麦克风70采集声音信息，语音识别模块71识别后传输至上位机，上位机再向开盖机构3发送指令，控制开关桶盖11。

光电触发控制方式为：使用者通过腿部或者脚部动作触发安装在垃圾桶侧上方的光电开关14，光电开关14的检测结果传输至上位机，上位机再向开盖机构3发送指令，控制开关桶盖11。其中一种方式为，光电开关14第一次触发时打开桶盖11，再次触发时关闭桶盖11，依次循环，实现桶盖11的开关，避免了人体扔垃圾时的弯腰动作。

红外触发控制方式为：红外传感器13检信息，并将检测结果传输至上位机，上位机根据结果再向开盖机构3发送指令，控制开关桶盖11。一种方式中的信息为人体温度信息，当红外传感器13检测到人体的温度时即判断垃圾桶本体1已到达目标位置，上位机控制开盖机构3打开桶盖11。另一种方式中的信息为手机信息，红外传感器13检测使用者手机发送的桶盖11开关信息，将该信息传输至上位机，上位机控制开盖机构3开关桶盖11。

语音机构8为用于对使用者发出语音提示信息的喇叭。如提示桶盖11是否关闭、提示电源12电量信息等。电源12为可充电电源12。

以下给出本实用新型的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶的工作步骤的一种实施方式：

1)开启电源12；

2)通讯模块2工作，构建局域网，上位机和该智能垃圾桶的各个组件建立通讯连接；

3)上位机工作，人脸识别与定位机构6循环检测，检测识别到特定呼叫命令(如“蓝盘子”)；

4)人脸识别与定位机构6通过第二舵机61控制的摄像头60自动左右摇摆，识别人脸，当检测到人脸后，定位模块63定位人脸，上位机控制移动机构4驱动垃圾桶本体1的向人所在方位移动，在移动过程中，人脸识别与定位机构6配合上位机，不断刷新人脸面部，不断调整移动方向。

5)移动过程中，避障机构5自动检测移动路径上的障碍物，并通过上位机配合控制移动机构4，躲避移动路径上的障碍物；

6)到达人体所在位置后，该智能垃圾桶自动停住，上位机控制开盖机构3自动打开桶盖11。

7)语音模块识别到特定命令(如“退下”)后，上位机控制移动机构4驱动垃圾桶按照原始路径返回。

其中，步骤6)中桶盖11还可以通过其他方式打开，包括手动控制、语音控制、光电触发和红外触发。

上述仅给出本实用新型的一种工作方式以方便理解，当然，还可以在基于本实用新型的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶的结构的基础上结合现有技术对本实用新型实现其他的工作步骤或工作方式。

本实用新型采用基于视觉库的人脸识别技术，使得垃圾桶不断地追踪人脸，并向人体移动，最终准确的移动到人体身边。这种方式技术成熟可靠，在室内具有很好的表现，此外采用多种开盖方式，使智能垃圾桶更加人性化。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，其特征在于，包括：垃圾桶本体、上位机和设置于所述垃圾桶本体上的通讯模块、开盖机构、移动机构、避障机构、人脸识别与定位机构、声音识别机构、语音机构、红外传感器、光电开关及电源；

所述垃圾桶本体包括桶体和桶盖；

所述开盖机构包括连接所述桶体和桶盖的连杆、用于驱动所述连杆的第一舵机。

2.根据权利要求1所述的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，其特征在于，所述移动机构包括设置于所述桶体底部的万向轮及用于驱动所述万向轮的电机。

3.根据权利要求2所述的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，其特征在于，所述避障机构为多个设置在所述桶体外壁上的超声波测距离传感器。

4.根据权利要求3所述的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，其特征在于，所述人脸识别与定位机构包括设置于所述桶体上用于采集人脸头像的摄像头、用于驱动所述摄像头转动的第二舵机、用于对采集的人脸头像进行识别的人脸识别模块及用于对识别的人脸进行定位的定位模块。

5.根据权利要求4所述的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，其特征在于，所述声音识别机构包括间隔设置于所述桶体上的用于采集声音的多个麦克风和与所述麦克风连接的语音识别模块。

6.根据权利要求5所述的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，其特征在于，所述语音机构为用于对使用者发出语音提示信息的喇叭。

7.根据权利要求6所述的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，其特征在于，所述通讯模块为所述上位机和所述开盖机构、移动机构、避障机构、人脸识别与定位机构、声音识别机构、语音机构、红外传感器、光电开关之间建立通讯连接。

8.根据权利要求7所述的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，其特征在于，所述光电开关设置于所述桶体侧壁。

9.根据权利要求1所述的基于人脸追踪定位的智能垃圾桶，其特征在于，所述电源为可充电电源。