一种基于ZYNQ的实时智能垃圾自分类系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ZYNQ的实时智能垃圾自分类系统，该系统包含一个摄像头、两个主板和一个垃圾桶。本发明专利技术在第一主板上设置了图像采集模块和图像预处理模块，实现图像的采集和预处理。在第二主板上设置了LeNet‑5卷积神经网络垃圾分类模块和垃圾桶控制信号生成模块，实现垃圾的实时分类。经过测试，本发明专利技术提出的智能垃圾自分类系统使用更少的硬件资源和更简单的神经网络实现了93％的准确率。本发明专利技术解决了以前设计方案中分类实时性差，功耗高和计算资源占用率大的问题，满足了日常生活垃圾分类应用的实时性、低功耗和低成本的需求，具备很好的实用性。

A real-time intelligent garbage self classification system based on zynq

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZYNQ的实时智能垃圾自分类系统
本专利技术涉及日常生活垃圾自动化、智能化分类的
，具体指一种基于ZYNQ的实时智能垃圾自分类系统。
技术介绍
工业革命至今，人类文明的不断进步推动城市化的快速改革，期间人口、科技、工业化等水平均处于快速发展的阶段，随之而来的是严重的环境污染。研究表明，2025年全球范围内每年的固体垃圾将达到22亿吨，垃圾处理的费用将达到3755亿美元。由人类各类生活和生产活动而产生的固体垃圾逐年增加，已经达到威胁环境和人类健康水平的数量。而垃圾的不正当处理也会造成严重的环境污染，进而影响到人类的身体健康。城市固体垃圾的处理是垃圾处理最主要的成分之一，针对于城市固体垃圾，回收已是日常生活中常见且有效的处理方式。垃圾被认为是被丢弃的资源，对可回收垃圾的分类回收、处理、再利用，以及对不可回收垃圾的分类处理不仅能缓解当前环境污染的问题，还能提升资源的利用率，节省自然资源的消耗。在垃圾处理及二次利用的过程中，分类是最为关键的步骤。按照传统的垃圾分类方法，垃圾可被粗分为可回收垃圾和不可回收垃圾两大类；进一步，垃圾还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZYNQ的实时智能垃圾自分类系统，其特征在于，该系统包括摄像头、第一主板、第二主板及垃圾桶，所述摄像头通过通用串行总线连接第一主板，第一主板通过高清多媒体接口连接第二主板，第二主板有线连接垃圾桶；其中：/n所述第一主板包括：/n一个软件处理系统即PS，其内设有一个垃圾图像采集模块和一个视频输出模块，PS控制垃圾图像采集模块经通用串行总线实时获取摄像头采集的垃圾图像，并通过内存读写控制的方式把图像保存至共享内存中；同时，PS通过内存读写控制的方式获取共享内存中预处理完成的图像，经视频输出模块输出给高清多媒体接口，再经高清多媒体接口传输至第二主板；/n一个可编程逻辑即PL，其内设有一个...

【技术特征摘要】
1.一种基于ZYNQ的实时智能垃圾自分类系统，其特征在于，该系统包括摄像头、第一主板、第二主板及垃圾桶，所述摄像头通过通用串行总线连接第一主板，第一主板通过高清多媒体接口连接第二主板，第二主板有线连接垃圾桶；其中：
所述第一主板包括：
一个软件处理系统即PS，其内设有一个垃圾图像采集模块和一个视频输出模块，PS控制垃圾图像采集模块经通用串行总线实时获取摄像头采集的垃圾图像，并通过内存读写控制的方式把图像保存至共享内存中；同时，PS通过内存读写控制的方式获取共享内存中预处理完成的图像，经视频输出模块输出给高清多媒体接口，再经高清多媒体接口传输至第二主板；
一个可编程逻辑即PL，其内设有一个垃圾图像预处理模块，PL与PS之间通过共享内存实现数据共享连接，通过控制/数据总线实现控制连接；其中，垃圾图像预处理模块通过直接内存访问的方式获取共享内存中的垃圾图像，并对垃圾图像进行实时预处理；待预处理完成后把处理后的垃圾图像经直接内存访问重新写回共享内存中；
一个共享内存，用于PL和PS之间的数据共享连接，PS和PL能够同时访问共享内存中的数据，实现PL和PS之间的数据交互；
一个控制/数据总线，用于PL和PS之间的控制连接，PS可通过控制/数据总线控制PL的运行状态；
所述第二主板包括：
一个软件处理系统即PS，其内设有一个视频输入模块；PS控制视频输入模块获取经高清多媒体接口传输来的预处理完成的垃圾图像，并通过内存读写控制的方式把图像保存至共享内存中；
一个可编程逻辑即PL，其内设有一个LeNet-5卷积神经网络垃圾分类模块及一个垃圾桶控制信号生成模块；PL与PS之间通过共享内存实现数据共享连接，通过控制/数据总线实现控制连接；LeNet-5卷积神经网络垃圾分类模块通过直接内存访问的方式从共享内存中读取预处理后的垃圾图像，随后进行LeNet-5卷积神经网络垃圾分类；待垃圾分类完成后，PS通过控制/数据总线获取LeNet-5卷积神经网络垃圾分类模块的垃圾分类结果，并通过控制/数据总线控制垃圾桶控制信号生成模块产生对应的角度控制信号，经有线方式将该角度控制信号传输给垃圾桶，控制垃圾桶旋转对应的角度，即旋转至对应的垃圾投放区域，把垃圾投放到该区域，实现实时智能垃圾分类；
一个共享内存，用于PL和PS之间的数据共享连接，PS和PL能够同时访问共享内存中的数据，实现PL和PS之间的数据交互；
一个控制/数据总线，用于PL和PS之间的控制连接，PS通过控制/数据总线控制PL的运行状态。


2.根据权利要求1所述的基于ZYNQ的实时智能垃圾自分类系统，其特征在于，所述垃圾图像预处理模块完成：
(1)去除垃圾图像背景，提取前景...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文杰，朱明华，徐华东，丁学东，杨静，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31