【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及垃圾处理，具体为一种基于视觉的垃圾分类识别系统。
技术介绍
1、随着经济的快速发展，垃圾产生量不断增加，垃圾的不合理投放对资源与环境造成了严重破坏。例如，大量可回收垃圾未得到有效回收，而是与其他垃圾混合处理，导致资源浪费；有害垃圾未妥善处理，会对土壤、水源和空气造成污染，危害人们的健康。因此，合理的垃圾分类是解决资源与环境问题的关键举措。
2、人工分类是最传统的垃圾分类方式，也是使用最多的方式，这种方式效率低下，还由于垃圾种类繁多、形态各异，工作人员可能会因为疲劳、知识不足等因素导致分类错误；
3、而部分方式是通过人工智能、计算机视觉等技术自动判断垃圾的种类，实现自动分类。
4、如中国专利cn215625174u公开了一种基于机器视觉的自动化垃圾分类识别系统，包括用于移动夹具的机械手、用于采集垃圾图像信息的采集摄像头、用于移动垃圾的夹具、用于放置垃圾的垃圾桶，夹具安装在机械手上，垃圾桶设置在机械手一侧，垃圾桶包括桶体和桶盖，桶盖一侧与桶体上端开口一侧通过铰接件铰接连接，桶体上设置有用于开启和关闭桶盖的桶盖开合机构。
5、但在实际生活中，大部分小区只是配备了分类垃圾桶、垃圾厢房等基础投放设施。这些设施按照可回收物、有害垃圾、湿垃圾、其他垃圾等类别进行设置和标注，方便居民进行分类投放，但依然存在分类错误的问题，而现有的基于机器视觉的自动化垃圾分类识别系统无法应用于小区垃圾厢房，其中采集摄像头位置和角度均固定，无法获取全面且清晰的垃圾外观特征信息，对于同一垃圾的不同形态和两
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于视觉的垃圾分类识别系统，以解决上述
技术介绍
提出的现有的基于机器视觉的自动化垃圾分类识别系统无法应用于小区垃圾厢房，其中采集摄像头位置和角度均固定，无法获取全面且清晰的垃圾外观特征信息，对于同一垃圾的不同形态和两种形态类似、材质相似的垃圾极易出现采集不全面而导致识别和分类错误的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于视觉的垃圾分类识别系统，包括采集模块、控制模块、执行模块、显示模块和载体模块；
3、所述采集模块用于对放入的垃圾进行拍照并采集信息，具体包括光学传感器、工业摄像机和近红外光谱传感器；
4、所述控制模块以jetson nano开发板为主控单元，将所述采集模块拍摄的垃圾照片传输至所述服务器模块，所述服务器模块利用训练模型将垃圾照片进行识别和分类，结果返回至所述控制模块，所述控制模块控制所述执行模块对垃圾进行分类投放；
5、所述执行模块包括垃圾识别分类机构和垃圾桶，所述垃圾识别分类机构包括滑轨组件、滑座组件、投放组件、视角旋转组件、减速电机和齿轮，所述投放组件用于承接垃圾并进行投放，所述光学传感器、所述工业摄像机和所述近红外光谱传感器三者均位于所述投放组件的上方且间隔安装在所述视角旋转组件的下方，所述视角旋转组件和所述齿轮分别传动连接在所述减速电机的输出轴上下两端，所述减速电机固定连接在其中两组相邻的所述滑座组件之间，所述投放组件通过多组所述滑座组件滑动连接在两组所述滑轨组件之间，用于带动垃圾移动，同时所述视角旋转组件带动所述光学传感器、所述工业摄像机和所述近红外光谱传感器作弧线运动，对垃圾进行多角度多方式的信息采集。
6、优选的，所述显示模块用于进行人机交互，具体包括触摸显示屏；
7、所述载体模块包括垃圾厢房，所述垃圾识别分类机构固定安装在所述垃圾厢房的内腔中上部，多组并排布置的所述垃圾桶设置在所述垃圾厢房的内腔下部且位于所述垃圾识别分类机构的斜下方，所述触摸显示屏安装在所述垃圾厢房外侧投料口的下方。
8、优选的，所述视角旋转组件包括顶板、中凹轮、链轮环、连接架、链条和主动链轮，所述光学传感器、所述工业摄像机和所述近红外光谱传感器间隔分布且固定安装在所述链轮环下侧边缘，多组所述中凹轮圆形分布且转动连接在所述链轮环的上侧，所述中凹轮中部凹槽滚动卡接在所述顶板中部的圆洞内壁。
9、优选的，所述链轮环通过所述链条与所述主动链轮传动连接，所述主动链轮转动安装在所述顶板的下侧，所述主动链轮的中部固定安装有延长杆，所述延长杆与所述减速电机的输出轴上端固定连接。
10、优选的，所述滑轨组件包括导轨和齿条，所述齿条固定连接在其中一组所述导轨的一侧，且所述齿轮与所述齿条啮合，两组所述导轨水平固定安装在所述垃圾厢房的内腔。
11、优选的，所述顶板通过所述连接架固定连接在其中一组所述滑座组件的上侧中部，所述滑座组件包括悬梁、侧轮件和滚轮件，两组所述滚轮件分别以垂直姿态转动安装在所述悬梁的两端，四组所述侧轮件分别以水平姿态转动安装所述悬梁的两端两侧，一组所述滚轮件位于同一端两组所述侧轮件的中间位置。
12、优选的，所述侧轮件和所述悬梁均滚动连接在所述导轨内侧槽中，所述减速电机固定安装在两组所述悬梁的中间位置，所述投放组件位于所述悬梁的上方。
13、优选的，所述投放组件包括伺服电机、传送辊、支撑架和传送带，所述支撑架固定连接在两组所述悬梁的上侧中部，两组所述传送辊分别转动安装在所述支撑架的两侧。
14、优选的，所述传送带传动连接在两组所述传送辊的外环面，所述伺服电机固定安装在所述支撑架的外侧，且所述伺服电机的输出端与其中一组所述传送辊传动连接。
15、优选的，所述训练模型是由多个残差网络单元构成的残差卷积神经网络模型，多个所述残差网络单元直接跨层连接。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1、本专利技术中，控制模块接收采集模块中光学传感器、工业摄像机和近红外光谱传感器采集的图片，通过跨平台计算机视觉库对图片进行处理，并返回服务器模块，通过训练模型对图片进行分类，得出分类结果，并将处理好的结果返回给控制模块，根据返回结果控制执行模块中减速电机和投放组件开始工作，减速电机运行后，其下端输出轴带动齿轮转动，齿轮啮合齿条后，三组滑座组件获得动力，进而垃圾识别分类机构带动垃圾沿着导轨水平移动，同时减速电机带动视角旋转组件转动，从而带动下方安装的光学传感器、工业摄像机和近红外光谱传感器旋转，在旋转设定角度后，光学传感器、工业摄像机和近红外光谱传感器进行第二次采集，实现垃圾输送的同时进行多角度多方式的信息采集，获取全面且清晰的垃圾特征信息，提高对垃圾识别和分类的准确度。
18、2、本专利技术中，在减速电机运行后，其下端输出轴带动齿轮转动，齿轮啮合位置固定的齿条，使得齿轮沿着齿条的齿牙移动，从而三组滑座本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于，包括采集模块、控制模块、服务器模块、执行模块、显示模块和载体模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述显示模块用于进行人机交互，具体包括触摸显示屏（2）；
3.根据权利要求2所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述视角旋转组件（36）包括顶板（361）、中凹轮（362）、链轮环（363）、连接架（364）、链条（365）和主动链轮（366），所述光学传感器（34）、所述工业摄像机（35）和所述近红外光谱传感器（37）间隔分布且固定安装在所述链轮环（363）下侧边缘，多组所述中凹轮（362）圆形分布且转动连接在所述链轮环（363）的上侧，所述中凹轮（362）中部凹槽滚动卡接在所述顶板（361）中部的圆洞内壁。
4.根据权利要求3所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述链轮环（363）通过所述链条（365）与所述主动链轮（366）传动连接，所述主动链轮（366）转动安装在所述顶板（361）的下侧，所述主动链轮（366）的中部固定安装有延
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述滑轨组件（31）包括导轨（311）和齿条（312），所述齿条（312）固定连接在其中一组所述导轨（311）的一侧，且所述齿轮（39）与所述齿条（312）啮合，两组所述导轨（311）水平固定安装在所述垃圾厢房（1）的内腔。
6.根据权利要求5所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述顶板（361）通过所述连接架（364）固定连接在其中一组所述滑座组件（32）的上侧中部，所述滑座组件（32）包括悬梁（321）、侧轮件（322）和滚轮件（323），两组所述滚轮件（323）分别以垂直姿态转动安装在所述悬梁（321）的两端，四组所述侧轮件（322）分别以水平姿态转动安装所述悬梁（321）的两端两侧，一组所述滚轮件（323）位于同一端两组所述侧轮件（322）的中间位置。
7.根据权利要求6所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述侧轮件（322）和所述悬梁（321）均滚动连接在所述导轨（311）内侧槽中，所述减速电机（38）固定安装在两组所述悬梁（321）的中间位置，所述投放组件（33）位于所述悬梁（321）的上方。
8.根据权利要求7所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述投放组件（33）包括伺服电机（331）、传送辊（332）、支撑架（333）和传送带（334），所述支撑架（333）固定连接在两组所述悬梁（321）的上侧中部，两组所述传送辊（332）分别转动安装在所述支撑架（333）的两侧。
9.根据权利要求8所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述传送带（334）传动连接在两组所述传送辊（332）的外环面，所述伺服电机（331）固定安装在所述支撑架（333）的外侧，且所述伺服电机（331）的输出端与其中一组所述传送辊（332）传动连接。
10.根据权利要求1所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述训练模型是由多个残差网络单元构成的残差卷积神经网络模型，多个所述残差网络单元直接跨层连接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于，包括采集模块、控制模块、服务器模块、执行模块、显示模块和载体模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述显示模块用于进行人机交互，具体包括触摸显示屏（2）；
3.根据权利要求2所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述视角旋转组件（36）包括顶板（361）、中凹轮（362）、链轮环（363）、连接架（364）、链条（365）和主动链轮（366），所述光学传感器（34）、所述工业摄像机（35）和所述近红外光谱传感器（37）间隔分布且固定安装在所述链轮环（363）下侧边缘，多组所述中凹轮（362）圆形分布且转动连接在所述链轮环（363）的上侧，所述中凹轮（362）中部凹槽滚动卡接在所述顶板（361）中部的圆洞内壁。
4.根据权利要求3所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述链轮环（363）通过所述链条（365）与所述主动链轮（366）传动连接，所述主动链轮（366）转动安装在所述顶板（361）的下侧，所述主动链轮（366）的中部固定安装有延长杆（381），所述延长杆（381）与所述减速电机（38）的输出轴上端固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系统，其特征在于：所述滑轨组件（31）包括导轨（311）和齿条（312），所述齿条（312）固定连接在其中一组所述导轨（311）的一侧，且所述齿轮（39）与所述齿条（312）啮合，两组所述导轨（311）水平固定安装在所述垃圾厢房（1）的内腔。
6.根据权利要求5所述的一种基于视觉的垃圾分类识别系...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兆旭，
申请(专利权)人：山东乐享环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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