一种智能垃圾分类装置及方法 |
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| 申请号 | CN202311420116.6 | 申请日 | 2023-10-30 | 公开(公告)号 | CN117360986A | 公开(公告)日 | 2024-01-09 |
| 申请人 | 长安大学; | 发明人 | 苏靖钧; 何知尧; 李梓滕; 曾国胜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种智能垃圾分类装置及方法，其涉及垃圾分类收集技术领域。包括：传输结构包括上传送带、下传送带、步进 电机 ，上传送带与下传送带之间转动连接一个步进电机，通过所述步进电机驱动两传送带，用于输送垃圾；分类结构包括：USB摄像头采集所述传输结构的垃圾图像数据，将所述垃圾图像数据传入分类模型resnet50，所述分类模型resnet50将垃圾图像数据转化tflite格式后进行垃圾分类，所述控 制模 块 根据分类结果控制 舵 机改变托盘的朝向将分类后的垃圾送入垃圾桶。本发明通过智能垃圾分类装置替代人为主观分类，保证垃圾分类的准确性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种智能垃圾分类装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种智能垃圾分类装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及垃圾分类收集领域，特别涉及一种智能垃圾分类装置及方法。 背景技术[0002] 垃圾在分类储存阶段属于公众的私有品，垃圾经公众分类投放后成为公众所在小区或社区的区域性公共资源，垃圾分类搬运到垃圾集中点或转运站后成为没有排除性的公共资源。从国内外各城市对生活垃圾分类的方法来看，大多都是根据垃圾的成分、产生量，结合本地垃圾的资源利用和处理方式等来进行分类的。 [0003] 现有技术中，对于垃圾的处理方式是居民根据分类标准将垃圾扔进对应的垃圾桶内。 发明内容[0005] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种智能垃圾分类装置及方法。 [0006] 本发明实施例提供一种智能垃圾分类装置及方法，包括： [0007] 传输结构1包括上传送带、下传送带、步进电机，上传送带与下传送带之间转动连接一个步进电机，用于输送垃圾； [0008] 分类结构3包括：USB摄像头采集所述传输结构的垃圾图像数据，将所述垃圾图像数据传入分类模型resnet50，所述分类模型resnet50将垃圾图像数据转化tflite格式后进行垃圾分类，所述控制模块根据分类结果控制舵机改变托盘5的朝向将分类后的垃圾送入垃圾桶2。 [0009] 另外的，所述控制模块为树莓派4B。 [0010] 另外的，所述垃圾桶的数量为四个，分别为可回收垃圾垃圾桶、有害垃圾垃圾桶、厨余垃圾垃圾桶、其他垃圾垃圾桶。 [0011] 另外的，还包括显示结构，所述显示结构为LCD高清显示屏，通过自编译PYQT5程序实时显示垃圾分类结果。 [0012] 另外的，还包括满载检测结构，所述满载检测结构内设置有设定值，将所述显示结构的数据与所述满载检测结构中的设定值进行比较，控制所述压缩结构4进行压缩。 [0013] 另外的，所述压缩结构4包括推拉杆、压缩板；所述推拉杆底部固定连接所述压缩板。 [0015] 当垃圾没有遮挡住所述u型光电传感器的激光头时，所述u型光电传感器的IO口输出低电平， [0017] 另外的，一种智能垃圾分类方法，包括： [0018] 将垃圾放入传输结构1，所述传输结构1通过所述步进电机驱动两个传送带输送垃圾； [0019] USB摄像头将垃圾图像数据传入分类模型resnet50将垃圾图像数据转化tflite格式后进行垃圾分类； [0020] 控制模块根据分类结果控制舵机进行旋转改变托盘5的朝向，将分类后的垃圾送入垃圾桶2； [0021] 显示结构对分类后的垃圾进行计数，通过将所述显示结构的数据与满载检测结构的设定值进行比较来控制压缩结构4。 [0022] 本发明实施例提供的上述一种智能垃圾分类装置及方法，与现有技术相比，其有益效果如下： [0023] 通过传输结构输送垃圾，USB摄像头采集垃圾图像数据，将垃圾图像数据传入分类模型resnet50，分类模型resnet50将垃圾图像数据转化tflite格式后进行垃圾分类，控制模块根据分类结果控制舵机改变托盘的朝向将分类后的垃圾送入垃圾桶；通过智能垃圾分类装置替代人为主观分类，保证垃圾分类的准确性。附图说明 [0024] 图1为一个实施例中提供的一种智能垃圾分类装置的内部结构示意图； [0025] 图2为一个实施例中提供的一种智能垃圾分类装置的loss与acc折线图； [0026] 图3为一个实施例中提供的一种智能垃圾分类方法的流程图。 [0027] 其中，1、传输结构；2、垃圾桶；3、分类结构；4、压缩结构；5、托盘。 具体实施方式[0028] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0029] 一个实施例中，提供的一种智能垃圾分类装置，如图1所示，智能垃圾分类装置设计框架主要由铝型材与亚克力板搭建而成，由亚克力顶板封盖，包括传输结构1、分类结构3、压缩结构4、显示结构、满载检测结构。 [0030] 分类结构3与传输结构、压缩结构4、显示结构、满载检测结构控制连接，传输结构1输送垃圾，分类结构3按照垃圾类别进行分类，通过显示结构进行计数并显示，满载检测结构内设置有设定值，将显示结构的数据与满载检测结构中的设定值进行比较，控制压缩结构4。 [0031] 传输结构1包括上传送带、下传送带、步进电机；上传送带与下传送带之间转动连接一个步进电机。 [0032] 分类结构3包括：USB摄像头、控制模块、舵机、托盘5、垃圾桶2；USB摄像头布置下传送带上方，采集垃圾图像数据；USB摄像头将垃圾图像数据传入分类模型resnet50，所述分类模型resnet50将垃圾图像数据转化tflite格式后进行垃圾分类，控制模块通过连接舵机驱动板来控制舵机翻转，改变托盘5的朝向，在传输结构1的作用下将分类后的垃圾送入垃圾桶2。垃圾桶2的数量为四个，分别为可回收垃圾垃圾桶、有害垃圾垃圾桶、厨余垃圾垃圾桶、其他垃圾垃圾桶。 [0033] 控制模块具体为树莓派4B，树莓派4B使用resnet50模型来实时进行垃圾分类。resnet50模型使用lobe进行模型训练，在电脑中训练模型并且转化模型格式为tflite并导入树莓派4b中使用。通过大量的数据集，训练出高精确度的神经网络模型以实现实时的智能垃圾分类，训练完成后会生成loss与acc折线图，如图2所示，通过观察损失值loss与准确度acc可以看出模型的准确率和精度均满足要求。 [0034] 显示结构采用LCD高清显示屏，通过自编译PYQT5程序实时显示垃圾分类结果。压缩结构包括推拉杆、压缩板；在推拉杆底部固定连接压缩板。 [0035] 满载检测模块包括u型光电传感器，将u型光电传感器放在指定高度位置，当垃圾遮挡住u型光电传感器的激光头时，u型光电传感器的IO口输出高电平；当垃圾没有遮挡住u型光电传感器的激光头时，u型光电传感器的IO口输出低电平，通过检测u型光电传感器IO口的电平来检测垃圾满载。 [0036] 一种智能垃圾分类方法，如图3所示，包括： [0037] 将垃圾通过投放口投入传输结构1，所述传输结构1输送垃圾，两条传送带呈之字形，通过速度变换对多个垃圾进行分隔。USB摄像头布置在下传送带上方，将观察到的图像数据传入分类结构中的控制模块。图像传入控制模块后，resnet50模型得出分类结果，控制模块根据分类结果控制舵机进行45°的旋转改变托盘5的朝向，将分类后的垃圾送入垃圾桶2。每分类一个垃圾，显示结构会进行计数，与满载结构中的设定值进行比较，达到预设的数目后启动压缩结构4进行压缩。 [0038] 本发明通过分拣装置输送垃圾，方便快捷，提高垃圾分类的效率；分类结构中的控制模块根据分类结果控制舵机进行旋转改变托盘的朝向将分类后的垃圾送入垃圾桶，通过显示结构进行计数并显示，将显示结构的数据与满载检测结构中的设定值进行比较，控制压缩结构，分类过程更具智能化。 |
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