CN215466218U

CN215466218U - 一种自动垃圾分类系统

Info

Publication number: CN215466218U
Application number: CN202121676200.0U
Authority: CN
Inventors: 张世卓; 吴细宝; 方玥; 刘琼; 史晓洁
Original assignee: Beijing Information Science and Technology University
Current assignee: Beijing Information Science and Technology University
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2031-07-22

Abstract

本实用新型涉及一种自动垃圾分类系统包括垃圾分拣容器、主控制器、子控制器、机械手模块、侧方位摄像头和俯视摄像头模块；垃圾分拣容器包括处理仓和至少一种垃圾桶，处理仓用于容纳待分拣垃圾，垃圾桶用于容纳各类型垃圾；机械手模块包括机械手，机械手设置在处理仓顶部；侧方位摄像头设置在处理仓侧壁中部；俯视摄像头模块包括两个可调焦摄像头，两个可调焦摄像头分别设置在处理仓顶部不相邻的位置；主控制器包括逻辑控制模块和神经网络模块；逻辑控制模块用于控制垃圾分类流程；子控制器与逻辑控制模块和机械手连接，控制机械手移动。本实用新型通过视觉识别和神经网络对可回收垃圾进行分拣，提高可回收垃圾回收效率，杜绝浪费。

Description

一种自动垃圾分类系统

技术领域

本实用新型涉及垃圾分类技术领域，具体涉及一种自动垃圾分类系统。

背景技术

随着人们环保意识的不断提高、发达国家在垃圾分类处理上的成功经验、以及国家的重视，分类垃圾桶应运而生。分类垃圾桶一般为并排设置的至少两个相互隔离的垃圾桶，如可回收垃圾桶和不可回收垃圾桶。用户可以将纸类、塑料、玻璃、织物和瓶罐等适宜回收和资源利用的垃圾放入可回收垃圾桶，将剩饭等其它垃圾放入不可回收垃圾桶。对于一些无法根据判断进行分类或分类错误导致未将对应垃圾放入正确垃圾桶的情况常有发生，为了解决分类错误的问题除了人工分拣外还可以通过摄像头对垃圾进行识别进而配合机械手实现机器自动分拣。

在使用机器进行自动分拣的过程中，还存在很多尚未解决的问题，例如公开号为CN110861854A的智能垃圾分类装置，其中仅采用单个摄像头，其仅能获取准备分类的垃圾在垃圾桶水平截面中的二维坐标，而无法获取三维坐标，并判断机械手要伸出的长度。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术提出了一种能够判断垃圾所在位置三维坐标，进而能够更换准确定位垃圾位置的制动垃圾分类系统。

具体的，一种自动垃圾分类系统，其特征在于，所述自动垃圾分类系统包括垃圾分拣容器、主控制器、子控制器、机械手模块和俯视摄像头模块；

所述垃圾分拣容器包括处理仓、电控倾倒门和至少两种垃圾桶；所述处理仓用于容纳待分拣的垃圾；所述电控倾倒门设置在所述处理仓底部，用于倾倒分拣后的剩余垃圾；所述垃圾桶用于容纳分拣后的各类型可回收垃圾；

所述机械手模块包括机械手，所述机械手设置在所述处理仓顶部，能够在所述处理仓和垃圾桶的空间中移动；

所述俯视摄像头模块包括两个可调焦摄像头，两个所述可调焦摄像头分别设置在所述处理仓顶部不相邻的位置；

所述主控制器包括逻辑控制模块和识别模块；所述逻辑控制模块用于控制垃圾分类流程；所述识别模块用于定位能够分拣的垃圾、生成抓取垃圾使机械手电机控制参数和近距离确定垃圾类型；

所述子控制器与逻辑控制模块和机械手连接，用于接收所述逻辑控制模块的指令，并依据指令控制机械手移动。

更进一步地，所述机械手模块包括压力传感器；所述压力传感器与所述逻辑控制模块连接，用于感应所述机械手是否触碰到目标

更进一步地，所述机械手模块包括所述短焦摄像头；所述短焦摄像头设置在所述机械手底部，用于在所述机械手靠回去目标后近距离图像采集目标图像。

更进一步地，所述机械手模块包括顶部二维码；所述顶部二维码设置在所述机械手顶部，用于为所述可调焦摄像头获取所述机械手x，y轴坐标和自动对焦。3

更进一步地，所述自动垃圾分类系统包括侧方位摄像头；所述侧方位摄像头设置在处理仓侧壁中部，用于检测所述机械手位置的z轴坐标。

更进一步地，所述机械手模块包括侧面二维码；所述侧面二维码设置在所述机械手侧面，用于辅助侧方位摄像头进行自动对焦以及校准所述机械手的y，z轴位置。

本实用新型的有益效果包括：

本实用新型实现了对处理仓中堆积的垃圾中可回收垃圾进行识别和自动分拣，提高了可回收垃圾分拣效率和可回收物利用率，对节能和环保具有深远意义。

本实用新型通过识别模块对两个设置在不同位置的可调焦摄像头采集处理仓中相同目标垃圾获取的二维坐标、图像和焦距进行图像识别，从而分析该目标垃圾在处理仓内的三维坐标和类型，进而实现了通过机械手对垃圾进行分拣。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种自动垃圾分类系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行更详细的说明，本实用新型包括但不仅限于下述实施例。

如附图1所示，一种自动垃圾分类系统，该自动垃圾分类系统包括垃圾分拣容器、主控制器、子控制器、机械手模块、侧方位摄像头和俯视摄像头模块。

其中，垃圾分拣容器包括处理仓、电控倾倒门和至少两种垃圾桶；垃圾处理仓用于容纳待分拣的垃圾；多种垃圾桶分别用于容纳分拣后的各类型可回收垃圾；电控倾倒门设置在垃圾处理仓底部，当指定类型的垃圾经机械手分拣完毕后，通过开启电控倾倒门，使剩余的垃圾滑落进入无法回收垃圾存储空间。

机械手模块包括机械手、光电距离传感器、压力传感器、短焦摄像头和二维码；机械手设置在处理仓顶部，能够在处理仓和各垃圾桶的空间中移动；光电距离传感器与逻辑控制模块连接，用于检测机械手与样品之间的大致距离；压力传感器与逻辑控制模块连接，用于感应机械手是否触碰到样品；短焦摄像头设置在机械手底部，并与逻辑控制模块连接，用于在机械手靠近样品时获取样品的近距离图像；二维码包括顶部二维码和侧面二维码，顶部二维码设置在机械手顶部，用于为可调焦摄像头辅助摄像头进行自动对焦和校准机械手所在平面中x，y轴位置，侧面二维码设置在机械手侧面，用于辅助侧方位摄像头进行自动对焦以及校准机械手y，z轴位置。

侧方位摄像头设置在处理仓侧壁中部，用于在识别模块获取识别数据过程中检测机械手侧面的二维码以获取机械手位置的y，z轴坐标，以给识别模块提供数据。

子控制器分别与逻辑控制模块、机械手和电控倾倒门连接，用于接收逻辑控制模块的指令，并依据指令控制机械手移动以及开闭电控倾倒门。

俯视摄像头模块包括两个可调焦摄像头，分别设置在处理仓顶部不相邻的位置，用于从不同拍摄位置通过自动调焦的方式拍摄清晰的处理仓内图像，在自动调焦时优选近焦；两个可调焦摄像头拍摄的图像与两个可调焦摄像头拍摄时的焦距数据发送至逻辑控制模块。

主控制器包括逻辑控制模块和识别模块。逻辑控制模块用于控制自动垃圾分类系统进行样本采集或样本分析流程，并在流程中各阶段控制其他设备执行预设的动作。识别模块与逻辑控制模块连接，识别模块采用现有技术中常用的物体识别软件，用于定位能够分拣的垃圾、生成抓取垃圾使机械手电机控制参数和近距离确定垃圾类型。

本实用新型中的垃圾分类系统具体工作方法如下：

首先，垃圾分类系统通过机械手遍历处理仓自动获取可分拣垃圾的信息以充实识别模块数据，包括机械手三维空间电机控制校正、三维坐标与顶部俯视二维坐标的校正以及近距离物体分类；其次，由俯视摄像头模块的两个可调焦摄像头获取处理仓中的全景图像，由识别模块在全景图像中对可分拣垃圾进行识别，并生成垃圾所在位置的二维坐标；再次，可调焦摄像头对垃圾所在位置重新对焦，识别模块通过焦距和二维坐标再次进行分析，获取垃圾对应位置的三维坐标，并生成控制机械手抓取的电机控制参数；再次，由逻辑控制模块将电机控制参数发送至子控制器，子控制器操纵机械手抓取目标垃圾，并通过机械手上的短焦摄像头获取垃圾图像，由识别模块对垃圾类型进行识别；最后，依据垃圾类型逻辑控制模块通过子控制器操纵机械手将垃圾投入对应类型的分类垃圾箱中。

当处理仓内可分拣垃圾全部分拣完成，子控制器打开电控倾倒门，使处理仓内其余垃圾清理，以进行下一批垃圾的分拣。

本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据实施例和附图公开内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变换或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种自动垃圾分类系统，其特征在于，所述自动垃圾分类系统包括垃圾分拣容器、主控制器、子控制器、机械手模块和俯视摄像头模块；

2.根据权利要求1所述自动垃圾分类系统，其特征在于，所述机械手模块包括压力传感器；所述压力传感器与所述逻辑控制模块连接，用于感应所述机械手是否触碰到目标。

3.根据权利要求1所述自动垃圾分类系统，其特征在于，所述机械手模块包括短焦摄像头；所述短焦摄像头设置在所述机械手底部，用于在所述机械手靠回去目标后近距离图像采集目标图像。

4.根据权利要求1所述自动垃圾分类系统，其特征在于，所述机械手模块包括顶部二维码；所述顶部二维码设置在所述机械手顶部，用于为所述可调焦摄像头获取所述机械手x，y轴坐标和自动对焦。

5.根据权利要求1所述自动垃圾分类系统，其特征在于，所述自动垃圾分类系统包括侧方位摄像头；所述侧方位摄像头设置在处理仓侧壁中部，用于检测所述机械手位置的z轴坐标。

6.根据权利要求5所述自动垃圾分类系统，其特征在于，所述机械手模块包括侧面二维码；所述侧面二维码设置在所述机械手侧面，用于辅助侧方位摄像头进行自动对焦以及校准所述机械手的y，z轴位置。