一种基于机器视觉的垃圾误投检测方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的垃圾误投检测方法、装置及系统，装置包括：第一图像采集模块，用于从至少三个不同的角度对投放垃圾进行初始图像采集，获得投放垃圾的灰度值与三维形状；亮度确定模块，用于根据投放垃圾的灰度值确定投射光源的平均亮度；光源分散模块，用于根据投放垃圾的三维形状，控制各个投射子光源分别对投放垃圾所在区域的N个光照子区域进行照射以使各个子区域所照射光强均匀；第二图像采集模块，用于对投放垃圾进行二次图像采集，获得投放垃圾的第一特征；误投确认模块，用于根据第一特征，判断投放垃圾是否与属于预设垃圾种类，若是，则让投放垃圾进行垃圾收纳容器；若否，则发出误投警告。提高了垃圾误投识别正确率。正确率。正确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的垃圾误投检测方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及垃圾分类领域，特别是涉及一种基于机器视觉的垃圾误投检测方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]垃圾分类一般是指按一定规定或标准将垃圾分类储存、投放和搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。垃圾分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值，力争物尽其用，减少垃圾处理量和处理设备的使用，降低处理成本，减少土地资源的消耗，具有社会、经济、生态等几方面的效益。
[0003]机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
[0004]现有技术可以利用机器视觉对垃圾进行识别，判断该垃圾的种类。但是现有机器视觉因为垃圾形状各异，无法对垃圾提供完全的照明，导致采集到的图片存在较多的噪点。因此，现有技术机器视觉对垃圾种类的识别正确率偏低。

技术实现思路

[0005]有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的垃圾误投检测方法、装置及系统，旨在提高对垃圾种类的识别正确率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术第一方面公开了一种基于机器视觉的垃圾误投检测装置，所述装置包括：第一图像采集模块、亮度确定模块、光源分散模块、第二图像采集模块以及误投确认模块；
[0007]所述第一图像采集模块，用于从至少三个不同的角度对投放垃圾进行初始图像采集，获得所述投放垃圾的灰度值与三维形状；
[0008]所述亮度确定模块，用于根据所述投放垃圾的灰度值确定投射光源的平均亮度；其中，所述投射光源包括N个独立控制的投射子光源；
[0009]所述光源分散模块，用于根据所述投放垃圾的三维形状，控制各个所述投射子光源分别对所述投放垃圾所在区域的N个光照子区域进行照射以使各个所述子区域所照射光强均匀；各个所述投射子光源与各个所述光照子区域一一对应；
[0010]所述第二图像采集模块，用于对所述投放垃圾进行二次图像采集，获得所述投放垃圾的第一特征；
[0011]所述误投确认模块，用于根据所述第一特征，判断所述投放垃圾是否与属于预设垃圾种类，若是，则让所述投放垃圾进行垃圾收纳容器；若否，则发出误投警告。
[0012]可选的，所述光源分散模块包括：光照子区域划分子模块、区域斜率获得子模块、
光照强度确定子模块以及照射子模块；
[0013]所述光照子区域划分子模块，用于将所述投放垃圾的所述三维形状在预设平面进行投影，并将所述投放垃圾在所述预设平面上划分成N个的光照子区域；其中，所述预设平面与所述投射光源照射方向相垂直；
[0014]所述区域斜率获得子模块，用于获得投放垃圾的三维形状在各个所述光照子区域相对于所述预设平面的等效倾斜角θ；其中，0≤θ<π；
[0015]所述光照强度确定子模块，用于根据所述光照子区域的面积、各个所述等效倾斜角θ以及所述平均亮度，获得各个光照子区域的光照强度；其中,角θ以及所述平均亮度，获得各个光照子区域的光照强度；其中,l为所述光照强度，S为所述光照子区域的面积，L为所述平均亮度；
[0016]所述照射子模块，用于控制各个所述投射子光源采用与各个所述光照子区域对应的所述光照强度，对各个所述光照子区域进行照射。
[0017]可选的，所述区域斜率获得子模块，具体用于：
[0018]将所述光照子区域划分为I个等大的斜率子区域；
[0019]获取各个斜率子区域的倾斜角θ
i
；根据所述倾斜角θ
i
获得等效倾斜角θ；其中，θ＝arccosΣ|cosθ
i
|，i为各个所述斜率子区域的编号且0≤θ
i
＜π。
[0020]可选的，所述装置还包括：垃圾拆解模块，所述垃圾拆解模块在第一图像采集模块工作前工作；
[0021]所述垃圾拆解模块，用于判断所述投放垃圾是否属于混合垃圾，若是，则将所述投放垃圾拆分成一个个单独的垃圾个体，若否，则无需拆分。
[0022]可选的，所述垃圾拆解模块包括：混合垃圾判断子模块和拆解子模块；
[0023]所述混合垃圾判断子模块，用于采集所述投放垃圾的第一图像，根据所述第一图像判断所述投放垃圾是否属于混合垃圾；
[0024]所述拆解子模块，用于响应于所述投放垃圾属于混合垃圾，将所述投放垃圾拆分成一个个单独的垃圾个体。
[0025]本专利技术第二方面公开了一种基于机器视觉的垃圾误投检测方法，所述方法包括：
[0026]步骤S1、从至少三个不同的角度对投放垃圾进行初始图像采集，获得所述投放垃圾的灰度值与三维形状；
[0027]步骤S2、根据所述投放垃圾的灰度值确定投射光源的平均亮度；其中，所述投射光源包括N个独立控制的投射子光源；
[0028]步骤S3、根据所述投放垃圾的三维形状，控制各个所述投射子光源分别对所述投放垃圾所在区域的N个光照子区域进行照射以使各个所述子区域所照射光强均匀；各个所述投射子光源与各个所述光照子区域一一对应；
[0029]步骤S4、对所述投放垃圾进行二次图像采集，获得所述投放垃圾的第一特征；
[0030]步骤S5、根据所述第一特征，判断所述投放垃圾是否与属于预设垃圾种类，若是，则让所述投放垃圾进行垃圾收纳容器；若否，则发出误投警告。
[0031]可选的，所述步骤S3，包括：
[0032]步骤S301、将所述投放垃圾的所述三维形状在预设平面进行投影，并将所述投放垃圾在所述预设平面上划分成N个的光照子区域；其中，所述预设平面与所述投射光源照射
方向相垂直；
[0033]步骤S302、获得投放垃圾的三维形状在各个所述光照子区域相对于所述预设平面的等效倾斜角θ；其中，0≤θ<π；
[0034]步骤S303、根据所述光照子区域的面积、各个所述等效倾斜角θ以及所述平均亮度，获得各个光照子区域的光照强度；其中,l为所述光照强度，S为所述光照子区域的面积，L为所述平均亮度；
[0035]步骤S304、控制各个所述投射子光源采用与各个所述光照子区域对应的所述光照强度，对各个所述光照子区域进行照射。
[0036]可选的，所述步骤S302包括：
[0037]将所述光照子区域划分为I个等大的斜率子区域；
[0038]获取各个斜率子区域的倾斜角θ
i
；根据所述倾斜角θ
i
获得等效倾斜角θ；其中，θ＝arccosΣ|cosθ
i
|，i为各个所述斜率子区域的编号且0≤θ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的垃圾误投检测装置，其特征在于，所述装置包括：第一图像采集模块、亮度确定模块、光源分散模块、第二图像采集模块以及误投确认模块；所述第一图像采集模块，用于从至少三个不同的角度对投放垃圾进行初始图像采集，获得所述投放垃圾的灰度值与三维形状；所述亮度确定模块，用于根据所述投放垃圾的灰度值确定投射光源的平均亮度；其中，所述投射光源包括N个独立控制的投射子光源；所述光源分散模块，用于根据所述投放垃圾的三维形状，控制各个所述投射子光源分别对所述投放垃圾所在区域的N个光照子区域进行照射以使各个所述子区域所照射光强均匀；各个所述投射子光源与各个所述光照子区域一一对应；所述第二图像采集模块，用于对所述投放垃圾进行二次图像采集，获得所述投放垃圾的第一特征；所述误投确认模块，用于根据所述第一特征，判断所述投放垃圾是否与属于预设垃圾种类，若是，则让所述投放垃圾进行垃圾收纳容器；若否，则发出误投警告。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源分散模块包括：光照子区域划分子模块、区域斜率获得子模块、光照强度确定子模块以及照射子模块；所述光照子区域划分子模块，用于将所述投放垃圾的所述三维形状在预设平面进行投影，并将所述投放垃圾在所述预设平面上划分成N个的光照子区域；其中，所述预设平面与所述投射光源照射方向相垂直；所述区域斜率获得子模块，用于获得投放垃圾的三维形状在各个所述光照子区域相对于所述预设平面的等效倾斜角θ；其中，0≤θ&lt;π；所述光照强度确定子模块，用于根据所述光照子区域的面积、各个所述等效倾斜角θ以及所述平均亮度，获得各个光照子区域的光照强度；其中,及所述平均亮度，获得各个光照子区域的光照强度；其中,l为所述光照强度，S为所述光照子区域的面积，L为所述平均亮度；所述照射子模块，用于控制各个所述投射子光源采用与各个所述光照子区域对应的所述光照强度，对各个所述光照子区域进行照射。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述区域斜率获得子模块，具体用于：将所述光照子区域划分为I个等大的斜率子区域；获取各个斜率子区域的倾斜角θ
i
；根据所述倾斜角θ
i
获得等效倾斜角θ；其中，θ＝arccosΣ|cosθ
i
|，i为各个所述斜率子区域的编号且0≤θ
i
＜π。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：垃圾拆解模块，所述垃圾拆解模块在第一图像采集模块工作前工作；所述垃圾拆解模块，用于判断所述投放垃圾是否属于混合垃圾，若是，则将所述投放垃圾拆分成一个个单独的垃圾个体，若否，则无需拆分。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述垃圾拆解模块包括：混合垃圾判断子模块和拆解子模块；所述混合垃圾判断子模块，用于采集所述投放垃圾的第一图像，根据所述第一图像判断所述投放垃圾是否属于混合垃圾；所述拆解子模块，用于响应于所述投放垃圾属于混合垃圾，将所述投放垃圾拆分成一
个个单独的垃圾个体。6.一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：林坚普，王栋，肖智阳，林志贤，林珊玲，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：