[發(fā)明專利]一種垃圾分類方法及垃圾桶

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011451938.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN112633335A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張婧;楊宏偉;胡劍飛;李環(huán)宇;伍浩聰;程茵;劉新平;趙進(jìn);曹鴻運(yùn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;B65F1/00;B65F1/14;B65F1/16;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種垃圾分類方法，其特征在于，所述垃圾分類方法包括：

步驟S1：獲取待分類垃圾的圖像數(shù)據(jù)；

步驟S2：構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：第一層稀疏網(wǎng)絡(luò)模塊、第二層稀疏網(wǎng)絡(luò)模塊、第三層殘差網(wǎng)絡(luò)模塊、平均池化層和歸一化層；所述第一層稀疏網(wǎng)絡(luò)模塊包括一個(gè)7*7卷積層、一個(gè)1*1卷積核、一個(gè)3*3卷積核、一個(gè)5*5卷積核和一個(gè)3*3最大池化層；所述第二層稀疏網(wǎng)絡(luò)模塊包括：三個(gè)1*1卷積核、一個(gè)3*3卷積核、一個(gè)5*5卷積核和一個(gè)3*3最大池化層；

步驟S3：基于所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到分類結(jié)果；

步驟S4：根據(jù)所述分類結(jié)果，將所述待分類垃圾投放到對(duì)應(yīng)位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾分類方法，其特征在于，所述基于所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到分類結(jié)果，具體包括：

步驟S31：將所述圖像數(shù)據(jù)輸入到第一層稀疏網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行計(jì)算，得到第一特征矩陣；

步驟S32：將所述第一特征矩陣輸入到第二層稀疏網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行計(jì)算，得到第二特征矩陣；

步驟S33：將所述第二特征矩陣輸入到第三層殘差網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行卷積處理，得到第七特征矩陣；

步驟S34：將所述第七特征矩陣輸入到平均池化層進(jìn)行矩陣轉(zhuǎn)換，獲得特征向量；

步驟S35：將所述特征向量進(jìn)行歸一化處理，計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)屬于各類垃圾的概率；

步驟S36：將概率最大的垃圾類別作為分類結(jié)果，并輸出所述分類結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垃圾分類方法，其特征在于，所述將所述第二特征矩陣輸入到第三層殘差網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行卷積處理，得到第七特征矩陣，具體包括：

步驟S331：將所述第二特征矩陣經(jīng)過兩次卷積處理后，獲得深度為256的第三特征矩陣；

步驟S332：將所述第二特征矩陣經(jīng)過1*1卷積處理后，獲得深度為256的第四特征矩陣；

步驟S333：將所述第三特征矩陣與所述第四特征矩陣相加，得到第五特征矩陣；

步驟S334：將經(jīng)過兩次卷積處理后的第五特征矩陣與所述第五特征矩陣相加，得到第六特征矩陣；

步驟S335：將經(jīng)過兩次卷積處理后的第六特征矩陣與所述第六特征矩陣相加，得到所述第七特征矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垃圾分類方法，其特征在于，所述計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)屬于各類垃圾的概率的公式為：

其中，P表示所述圖像數(shù)據(jù)屬于各類垃圾的概率，X表示所述圖像數(shù)據(jù)，j表示垃圾類別，K表示垃圾總類別數(shù)，T表示向量轉(zhuǎn)置，W_j表示第j類垃圾的特征權(quán)重，W_k表示垃圾總類別的特征權(quán)重。

5.一種垃圾桶，其特征在于，所述垃圾桶包括：

N個(gè)箱體，用于裝載不同類別的垃圾，N為大于1的正整數(shù)；

投放箱，用于裝載待分類垃圾；

攝像頭，用于捕捉待分類垃圾圖像；

圖像處理器，與所述攝像頭連接，用于根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的垃圾分類方法對(duì)所述待分類垃圾圖像進(jìn)行處理，得到分類結(jié)果；

舵機(jī)控制器，與所述圖像處理器連接，用于接收所述分類結(jié)果，并根據(jù)所述分類結(jié)果發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令；

舵機(jī)，與所述舵機(jī)控制器連接，用于根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)指令控制所述投放箱運(yùn)動(dòng)到指定位置并打開所述投放箱的箱門，還用于控制所述投放箱關(guān)閉箱門，運(yùn)動(dòng)到初始位置；

后臺(tái)服務(wù)器，與所述圖像處理器連接，用于將所述分類結(jié)果發(fā)送到數(shù)據(jù)處理平臺(tái)進(jìn)行顯示或處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的垃圾桶，其特征在于，所述垃圾桶還包括：

N個(gè)氣體傳感器，N為大于1的正整數(shù)，分別設(shè)置在N個(gè)箱體的內(nèi)部，與所述后臺(tái)服務(wù)器連接，用于監(jiān)測(cè)所述N個(gè)箱體中的可燃性氣體的濃度是否超過第一閾值，如果大于所述第一閾值則生成警告信號(hào)并發(fā)送給所述后臺(tái)服務(wù)器，以使所述后臺(tái)服務(wù)器將所述警告信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理平臺(tái)進(jìn)行顯示報(bào)警。