[發明專利]一種生活垃圾分類智能分揀系統及方法

在審

• 申請號: 202110240460.1
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112845143A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 程允麗;孟海涅;陳孝如;袁麗娜
• 申請（專利權）人: 廣州大學華軟軟件學院
• 主分類號: B07C5/02
• 分類號: B07C5/02;B07C5/34;B07C5/342;B07C5/36
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

1.一種生活垃圾分類智能分揀系統，包括：

垃圾目標識別單元，用于采集傳送帶上的移動目標對象及其不規則背景的光學圖像，根據系統預分揀的目標垃圾的特點，對光學圖像進行處理，采用形態學識別和深度學習的方式結合人工交互對所述光學圖像中的目標物進行識別，得到目標的坐標和角度信息幀并輸入至垃圾分揀控制單元；

垃圾分揀控制單元，用于根據輸入的目標坐標和角度信息幀，根據機械手與傳送帶的相對位置，判斷目標物是否進入空閑機械手的工作區間，將進入機械手工作區間的目標物的坐標和角度信息轉換到機械手坐標系下，并發送至對應的機械手，控制對應的機械手抓取對應的目標物。

2.如權利要求1所述的一種生活垃圾分類智能分揀系統，其特征在于，垃圾目標識別單元包括：

圖像采集模塊，用于采集傳送帶上的移動目標對象及其不規則背景的光學圖像；

形態學識別模塊，用于實時接收采樣相機拍攝的光學圖像，對接收的每幀圖像進行形態學綜合處理，根據圖像目標物形態提取、剔除、顏色聚類后得到圖像上檢測目標在圖像坐標系下的二維坐標、角度和時間，并在所述光學圖像上對檢測目標物進行著重跟蹤顯示，判斷該目標信息是否與上一幀識別出的目標信息為同一目標，如果不是同一目標則將處理后的圖像以及圖像上檢測目標的坐標、角度和時間信息發送至中間結果綜合處理單元，將處理后的圖像發送至人工輔助處理模塊，否則不發送；

人工輔助處理模塊，用于對接收的每幀處理后的圖像進行連續顯示，獲取人為根據拍攝的視覺圖像的具體情況的糾錯結果，確定人工糾錯確定的目標物，將人工糾錯確定的目標物的坐標信息、角度及時間信息發送到中間結果綜合處理單元；

中間結果綜合處理單元，用于對所述人工輔助處理模塊及形態學識別模塊結果進行綜合處理，得到識別目標的坐標、角度和時間信息傳送至至垃圾分揀控制單元。

3.如權利要求2所述的一種生活垃圾分類智能分揀系統，其特征在于，所述形態學識別模塊進一步包括：

閾值設定模塊，用于設定待識別物體的最大長度、最小長度、最大寬度、最小寬度、最大長寬比、最小長寬比；

原始圖像獲取模塊，用于獲取所述圖像采集模塊采集的原始圖像；

顏色聚類處理模塊，用于對采集到的每幀圖像進行基于顏色的聚類處理；

目標檢測模塊，用于基于深度學習技術對聚類后的圖像進行目標檢測，找出圖像中所有感興趣的目標，確定目標的位置和大小；

最小輪廓識別模塊，用于對聚類后的圖像進行最小輪廓識別；

最小輪廓寬長比判斷處理模塊，用于對最小輪廓圖像進行逐個分析，確定最小輪廓長度、最小輪廓寬度，獲取最小輪廓寬長比，判斷最小輪廓長度、最小輪廓寬度，獲取最小輪廓寬長比是否在預設的最大最小值范圍內，若在相應的范圍內，則以最小輪廓的幾何中心為目標物的平面坐標，其長邊為參考計算目標物角度信息；

重復識別目標剔除模塊，用于判斷當前目標信息是否與上一幀識別出的目標信息為同一目標，若不是同一目標則將處理后的圖像以及圖像上檢測的目標的坐標、角度和時間信息發送至中間結果綜合處理單元，將處理后的圖像發送至所述人工輔助處理模塊，否則不發送。

4.如權利要求3所述的一種生活垃圾分類智能分揀系統，其特征在于，所述重復識別目標剔除模塊具體用于：

(a)獲取當前目標物的坐標信息、角度信息和時間信息；

(b)從上一幀圖像上獲取已識別的目標作為對比目標，獲取對比目標的坐標信息、角度信息和時間信息；

(c)判斷當前目標物和對比目標的Y坐標的差值，若差值小于預設閾值，則進入步驟(d)；否則從上一幀圖像上重新獲取對比目標，重新進入(c)，直至與上一幀圖像上所有目標比對完成；

(d)判斷當前目標物與對比目標的角度差值是否小于預設閾值，若小于，則進入(e)，否則從上一幀圖像上重新獲取對比目標，重新進入(c)，直至與上一幀圖像上所有目標比對完成；

(e)根據拍攝時目標物的運動速度及兩幀時間差，計算當前目標物的X坐標信息在上一幀對比目標識別時刻的X坐標信息，將計算的X坐標信息與對比目標的X信息做差，判斷差值是否小于預設閾值，若小于則認為該目標物與對比目標為同一目標，否則從上一幀圖像上重新獲取對比目標，重新進入(c)，直至與上一幀圖像上所有目標比對完成。