[发明专利]一种基于驱动装置的垃圾自动分拣系统与方法

权利要求书

1.一种基于驱动装置的垃圾自动分拣系统，其特征在于，该系统包括以下模块：生物识别模块、图像采集模块、分类处理模块、驱动模块、压力感应模块、通讯定位模块、后台服务模块、提示模块，分类垃圾桶；

所述生物识别模块，采集用户的指纹信息和红外信号确定用户为有效用户；所述生物识别模块包括红外传感器和近距离传感器，首先通过红外线传感器采集用户红外信号，判断用户是否接近；若是，当距离小于第一距离时，开启近距离传感器，采集用户手指纹路信息，判断纹路是否指纹；若是，则开启图像采集模块；

所述图像采集模块，采集用户待投放垃圾图像，

所述分类处理模块，对所述垃圾图像进行预处理后，利用神经网络模型进行图形分类；

所述驱动模块，根据分类结果，发送脉冲信号驱动电机工作，开启分类垃圾桶的盖门，投递后，在第一预定时间后自动关闭盖门；

所述压力感应模块，位于分类垃圾桶底部，可根据压力值计算出垃圾体积；

所述通讯定位模块，当所述垃圾体积超过第一体积后，向服务器发送信号，派遣垃圾回收车辆对所述分类垃圾桶内垃圾进行回收；

所述后台服务模块，统计回收车辆在预设时间内的路径信息和停留信息，根据所述路径信息和停留信息优化所述分类垃圾桶数量分布；

所述提示模块，可以提供语音提示和文字提示；

所述停留信息包括，回收过程中分类垃圾桶的数量以及对应时刻信息；

根据所述分类垃圾桶数量以及路径长度、道路车流量、人口密度、道路等级5个指标建立运输车辆路线模型，节点间运输评价模型如下：

其中，w1，w2，w3为权重，且w1+w2+w3＝1；α1，α2，a3为权重，且α1+α2+a3＝1；i，j表示路径节点数量，L_ij表示节点i到节点j的路径长度，M_ij表示节点i到节点j的路径中垃圾桶数量，A_ij表示节点i到节点j的道路车流量，Bij表示节点i到节点j的人口密度，C_ij表示节点i到节点j的道路等级；其中，L_ij、M_ij、A_ij、B_ij可以为归一化数据；道路等级按照快速路，主干道，次干道，支路设置为，1，0.8，0.6，0.4；

根据所述节点间运输评价模型建立路径搜索模型优化运输路径；路径搜索模型如下：

其中，g(n)为起点到点n的实际距离，h(n)是对于节点n到终点路径的估计距离，r为路段的安全和环境系数；路径优化步骤如下：

(1)确定起点O(x₁，y₁)，终点D(x₂，y₂)所在的道路等级，假设O属于第T级的节点，D属于第H级的节点，给定出入口搜索区域范围R的顶点为：(x₁，y₁)、(x₂，y₂)、(x₂，y₁)、(x₁，y₂)；

(2)判断起点O(x₁，y₁)，终点D(x₂，y₂)所在的道路等级的关系，根据判断结果结合搜索模型确定局部路径；

(3)根据局部路径获得运输路径。

2.根据权利要求1所述的基于驱动装置的垃圾自动分拣系统，其特征在于，所述分类垃圾桶包括4类，分别为：厨余垃圾，可回收垃圾，有害垃圾，其他垃圾。

3.根据权利要求1所述的基于驱动装置的垃圾自动分拣系统，其特征在于，所述垃圾图像预处理过程包括，先进行灰度处理，再进行均值滤波去噪。

4.根据权利要求1所述的基于驱动装置的垃圾自动分拣系统，其特征在于，对预处理后的所述垃圾图像进行特征提取，提取特征包括，纹理特征，形状特征和颜色特征。

5.根据权利要求4所述的基于驱动装置的垃圾自动分拣系统，其特征在于，采用灰度共生矩阵提取纹理特征，纹理特征包括能量、对比度，相关性以及熵值；采用HSV颜色空间的颜色直方图作为图像颜色特征。