[發(fā)明專利]一種基于深度學(xué)習(xí)的智能分類垃圾桶

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011439780.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN112660655B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉劍麗;蔡方凱;李傳學(xué);黃山;黃佳薇;陳治宇;王撫民;羅英杰;冉洋;洪宇;馮瑞;蔡蒂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): B65F1/14
• 分類號(hào): B65F1/14;B65F1/00
• 代理公司: 北京正華智誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 楊浩林

1.一種基于深度學(xué)習(xí)的智能分類垃圾桶，其特征在于，包括底座(17)，所述底座(17)上設(shè)置有外殼(2)，所述外殼(2)的頂部設(shè)置有蓋子(1)，外殼(2)的上端設(shè)置有投放口(5)，外殼(2)的內(nèi)部設(shè)置有圍住投放口(5)的第一擋板(3)，第一擋板(3)朝向投放口(5)的一側(cè)設(shè)置有攝像頭(4)，第一擋板(3)背離投放口(5)的一側(cè)設(shè)置有第一舵機(jī)(7)，第一擋板(3)的下端設(shè)置有可轉(zhuǎn)動(dòng)的隔板(6)，所述第一舵機(jī)(7)通過第一齒輪組(10)與隔板(6)相連接，用于控制隔板(6)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述底座(17)的中心位置處設(shè)置有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)支撐件(15)，所述旋轉(zhuǎn)支撐件(15)上設(shè)置有分類桶(9)，分類桶(9)上設(shè)置有若干垃圾存放室，垃圾存放室內(nèi)放置有垃圾內(nèi)桶(11)；分類桶(9)通過第二齒輪組(12)與第二舵機(jī)(13)相連，第二舵機(jī)(13)設(shè)置在底座(17)上；底座(17)上還設(shè)置有主控單元(14)和電源模塊(16)；所述攝像頭(4)、第一舵機(jī)(7)、第二舵機(jī)(13)和電源模塊(16)分別與主控單元(14)相連接；外殼(2)上設(shè)置有用于取出垃圾內(nèi)桶(11)的門體(20)；

所述主控單元(14)，用于采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)攝像頭(4)拍攝的圖像進(jìn)行識(shí)別，獲取投入物的類型，并控制第二舵機(jī)(13)將與投入物的類型對(duì)應(yīng)的垃圾內(nèi)桶(11)旋轉(zhuǎn)至隔板(6)的正下方，控制第一舵機(jī)(7)旋轉(zhuǎn)隔板(6)使投入物落入對(duì)應(yīng)的垃圾內(nèi)桶(11)，完成垃圾分類；

主控單元(14)所采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：

卷積池化模塊，包括大小分別為9×9、6×6、3×3和1×1的4個(gè)卷積核，用于對(duì)攝像頭(4)所拍攝的圖像進(jìn)行卷積，得到3個(gè)112×112×32的特征圖和1個(gè)224×224×32的特征圖，并對(duì)224×224×32的特征圖進(jìn)行1×1卷積后進(jìn)行步長(zhǎng)為2的2×2池化，得到與224×224×32的特征圖相對(duì)應(yīng)的112×112×32特征圖，即得到4個(gè)112×112×32特征圖；

第一級(jí)聯(lián)模塊，用于將卷積池化模塊得到的4個(gè)112×112×32特征圖進(jìn)行級(jí)聯(lián)，得到一個(gè)112×112×128的特征圖；

卷積模塊，包括大小分別為4×4和2×2的2個(gè)卷積核，分別用于對(duì)第一級(jí)聯(lián)模塊得到的112×112×128的特征圖進(jìn)行卷積，得到2個(gè)56×56×64的特征圖；

第二級(jí)聯(lián)模塊，用于將卷積模塊得到的2個(gè)56×56×64的特征圖進(jìn)行級(jí)聯(lián)，得到1個(gè)56×56×128的特征圖；

激活模塊，用于對(duì)第二級(jí)聯(lián)模塊得到的56×56×128的特征圖進(jìn)行激活后輸出大小為7×7×1024的激活特征圖；

全局平均池化模塊，用于對(duì)激活模塊輸出的7×7×1024激活特征圖進(jìn)行全局平均池化后與全連接層相連；

全連接層，用于進(jìn)行分類識(shí)別，獲取分類結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的智能分類垃圾桶，其特征在于，第一擋板(3)背離投放口(5)的一側(cè)還設(shè)置有距離與溫度傳感器(8)，所述距離與溫度傳感器(8)與主控單元(14)相連接；所述距離與溫度傳感器(8)，用于獲取垃圾存放室中物體的溫度與堆放高度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于深度學(xué)習(xí)的智能分類垃圾桶，其特征在于，底座(17)上還設(shè)置有無(wú)線通信模塊，所述無(wú)線通信模塊與主控單元(14)相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于深度學(xué)習(xí)的智能分類垃圾桶，其特征在于，所述距離與溫度傳感器(8)包括型號(hào)為DS18B20的溫度傳感模塊和型號(hào)為HC-SR04的超聲波測(cè)距模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的智能分類垃圾桶，其特征在于，所述第一擋板(3)朝向投放口(5)形成的夾角小于等于垃圾內(nèi)桶(11)的開口角度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的智能分類垃圾桶，其特征在于，所述分類桶(9)包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支撐件(15)上的中心軸(18)，所述中心軸(18)的下端設(shè)置底板，底板上設(shè)置有第二擋板(19)，第二擋板(19)底板圍成垃圾存放室。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的智能分類垃圾桶，其特征在于，激活模塊包括三個(gè)激活單元：第一激活單元、第二激活單元和第三激活單元，其中：

第一激活單元，用于對(duì)第二級(jí)聯(lián)模塊得到的56×56×128的特征圖依次進(jìn)行1×1卷積、批量規(guī)范化和3×3的2維卷積核卷積得到28×28×256的特征圖，并對(duì)28×28×256的特征圖進(jìn)行激活函數(shù)激活，得到第一激活特征圖；

第二激活單元，用于對(duì)第一激活單元得到的第一激活特征圖依次進(jìn)行1×1卷積、批量規(guī)范化和3×3的2維卷積核卷積得到14×14×512的特征圖，并對(duì)14×14×512的特征圖進(jìn)行激活函數(shù)激活，得到第二激活特征圖；

第三激活單元，用于對(duì)第二激活單元得到的第二激活特征圖依次進(jìn)行1×1卷積、批量規(guī)范化和3×3的2維卷積核卷積得到7×7×1024的特征圖，并對(duì)7×7×1024的特征圖進(jìn)行激活函數(shù)激活，得到第三激活特征圖；其中第三激活特征圖為激活模塊的輸出。