[发明专利]一种基于树莓派控制的垃圾自动分类桶

说明书

本专利公开了一种基于树莓派控制的垃圾自动分类桶，包括桶盖（上有触碰开盖装置、摄像头）、旋转开合工作台、外桶、四格内桶、垃圾分类装置和伺服电机。触碰开盖装置在桶盖前侧，摄像头在桶盖盖板内侧前端；旋转开合工作台安装于四格内桶之上；垃圾分类装置通过轴穿过四格内桶与伺服电机相连；伺服电机置于内外桶底部之间的圆柱形空间；以上各部分电路及控制系统均置于内外桶之间的四角间隙内。本专利结构简单易于控制，较好地完成了核心功能，耗能少成本低，不同规格适用于家庭、办公室等不同生活场景，既解决人们辨别垃圾类别的困难，也实现了垃圾的精准分类，利于回收处理。

技术领域

本专利涉及一种基于树莓派控制的垃圾智能识别自动分类桶，属于智能电器领域。

背景技术

近年来，我国经济社会飞速发展，物质消费水平大幅提高，生活垃圾产生量也随之迅速增长，根据国家统计局和OECD数据显示，近几年我国生活垃圾产量保持5%左右的增长，2018年全国生活垃圾清运量达到2.28亿吨，当前中国已超过美国，成为全球产生垃圾最多的国家。我国环境隐患日益突出，目前已经成为新型城镇化发展的制约因素之一。由此国家出台强制垃圾分类措施，由部分城市逐渐推广至全国。《生活垃圾分类制度实施方案》之中，要求在全国46个城市先行实施生活垃圾强制分类，2020年年底生活垃圾回收利用率35%以上。强制垃圾分类实施的实验过程中，人们分辨每件垃圾的所属种类成为最显著的困难，据中国青年报社调查显示，68.9%的受访者坦言自己对垃圾分类一知半解，95.8%的受访者期待了解垃圾分类知识。在这样的背景下，智能垃圾分类装置的研发提供了一条便捷的解决之道。美国的CleanRobotics曾设计了Transhbotu垃圾桶原型机，它通过金属探测器和传感器能够实现可回收垃圾及填埋处理垃圾的分类投放，但是这并不能够满足目前的垃圾细分水平，且价格比较昂贵。而在我国，市场上现有的智能垃圾桶大多是针对于自动打包与感应开盖功能，针对于自动分类功能的研究并不多，在2017年，李明等设计了一套全自动智能分类垃圾桶，但是其仅提出了概念，其所运用的技术和实现方式并没有提及。所以目前集成机器视觉技术、深度学习技术等核心技术于一体，设计一款可以识别垃圾类别的自动分类机构，对解决大多数人所面临的垃圾分类困难以及我国面临的环境问题有重大实用意义，具有广阔的应用前景与市场价值。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本专利提供了一种结构简单易于控制，功耗低成本低，可实现垃圾的自动识别和分类的垃圾桶机械机构。

本专利为了实现上述目的，所采取的技术方案是一种基于树莓派控制的集成机器视觉技术、深度学习技术等核心技术的可以识别垃圾类别的自动分类垃圾桶机构，包括桶盖（上有触碰开盖装置、摄像头）、旋转开合工作台、外桶、四格内桶、垃圾分类装置和伺服电机；触碰开盖装置在桶盖前侧，摄像头在桶盖盖板内侧前端；旋转开合工作台安装于四格内桶之上；垃圾分类装置通过轴穿过四格内桶与伺服电机相连；伺服电机置于内外桶底部之间的圆柱形空间；以上各部分电路及控制系统均置于方形外桶和圆形内桶之间的空间。

所述的触碰开盖装置为一款基于树莓派由软件控制的电容感应触摸屏，由人手触发，控制桶盖的开启，待垃圾被丢入拍照识别后，桶盖关闭。

所述的摄像头基于树莓派有软件控制，位于桶盖盖板内侧前端，当桶盖打开时正好对准旋转开合工作台，接收到垃圾已丢入的信号后，便开启闪光灯进行拍照，获得垃圾照片。

所述的旋转开合工作台基于树莓派由软件控制，下侧装有重力传感器，可感应到垃圾丢入后反馈信号，进行拍照，接收到分类完毕的信号后旋转打开，垃圾落下。

所述的垃圾分类装置通过轴连接于底部的伺服电机，基于树莓派由软件控制。树莓派获得垃圾照片后，进行图像预处理，并以Pytorch库为基础的神经网络对图片进行识别，获得分类结果后触发伺服电机，带动垃圾分类装置旋转至正确位置。