轻量级分类垃圾图像自动采集系统技术方案

一种轻量级分类垃圾图像自动采集系统，包括：垃圾信息采集终端、数据传输决策系统和云端服务器，其中：垃圾信息采集终端根据投递检测算法从红外测距数据中识别出投递行为后，对投递行为进行拍摄得到垃圾图像；数据传输决策系统根据终端当前的网络环境，通过决策得到匹配的传输方式将垃圾图像传输到云端；云端服务器根据收到的垃圾图像信息，进行图像识别处理，得到本次投递是否合格的结果。本发明专利技术能够自动检测垃圾房的投递行为，对投递的垃圾进行图像采集并传输，由云端服务器对投递质量进行判断的系统。判断的系统。判断的系统。

【技术实现步骤摘要】
轻量级分类垃圾图像自动采集系统


[0001]本专利技术涉及的是一种垃圾回收领域的技术，具体是一种轻量级分类垃圾图像自动采集系统。

技术介绍

[0002]近年我国生活垃圾管理重心从垃圾末端处理向源头分类转移。然而，国内目前对垃圾源头的分类和装填管理效果不理想，很多地方需要人工分时段监督观测，而发达国家已构建从源头到末端的垃圾全程分类分级管理体系。国内很多地方开始就智能环卫和垃圾信息采集系统做出尝试性的探索，但由于管理水平不同、设备不足、造价较高等问题，尚无完善可行的解决方案，而且上述系统的对于垃圾信息的采集和分类还需要相关技术的支撑。因此，打造一套垃圾图像分类采集系统，对垃圾收集源头的垃圾分类准确率进行监督和观测，在免除人工成本的前提下以较低功耗可持续检测垃圾源头动态变化情况，有着重大的经济和环境效益。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术只能对单一垃圾物体进行识别并分类的不足，提出一种轻量级分类垃圾图像自动采集系统，基于利用红外测距技术、图像智能识别技术、Wi
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Fi、4G、蓝牙传输等技术，设计投递自动检测算法和数据机会式传输方法，可以自动检测垃圾房的投递行为，对投递的垃圾进行图像采集并传输，由云端服务器对投递质量进行判断的系统。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术涉及一种轻量级分类垃圾图像自动采集系统，包括：垃圾信息采集终端、数据传输决策系统和云端服务器，其中：垃圾信息采集终端根据投递检测算法从红外测距数据中识别出投递行为后，对投递行为进行拍摄得到垃圾图像；数据传输决策系统根据终端当前的网络环境，通过决策得到匹配的传输方式将垃圾图像传输到云端；云端服务器根据收到的垃圾图像信息，进行图像识别处理，得到本次投递是否合格的结果。
[0006]所述的传输方式，优选进一步通过设置于移动终端中的智能环卫模块进行优化传输，即智能环卫模块根据垃圾信息采集终端的蓝牙连接信息，接收终端传输过的垃圾图像数据，并将该数据通过无线方式发送至云端。技术效果
[0007]本专利技术解决目前现有的垃圾智能分类系统无法自动检测投递行为、无法同时识别多个垃圾物体的缺陷和不足，能够自动检测垃圾投递行为，并根据当前垃圾信息采集终端的网络状况，选择合适的传输方法，将垃圾图像数据传递给云端服务器；通过智能环卫模块，可以在接近网络环境不好的垃圾信息采集终端时，通过蓝牙接收垃圾图像数据，将数据暂存到手机本地，等待手机处于网络状况良好的环境时将数据上传给云端服务器。
附图说明
[0008]图1为本专利技术系统示意图；
[0009]图2为图像采集模块和红外测距模块示意图；
[0010]图中：A为每个投递口上方部署摄像头图像采集模块和红外测距模块；B为摄像头和红外模块放大图，a为红外模块；
[0011]图3为实施例系统实物图；
[0012]图4(A)为实施例垃圾房外观图；图4(B)为内部智能化构造图；
[0013]图5为实施例效果示意图。
具体实施方式
[0014]如图1所示，为本实施例涉及一种轻量级分类垃圾图像自动采集系统，包括：垃圾信息采集终端、数据传输决策系统、设置于移动终端中的智能环卫模块和云端服务器，其中：垃圾信息采集终端根据红外测距模块的数据和投递检测算法识别出投递行为，触发对应的摄像头对投递的垃圾图像进行拍照，得到垃圾的图像结果；数据传输决策系统根据终端当前的网络环境，通过决策得到合适的垃圾图像的传输方式，使用该传输方式将垃圾图像传输到云端；智能环卫模块作为传输方式的一种，根据垃圾信息采集终端的蓝牙连接信息，接收终端传输过的垃圾图像数据，并将该数据通过4G或Wi
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Fi的方式发送至云端；云端服务器根据收到的垃圾图像信息，进行图像识别处理，得到本次投递是否合格的结果。
[0015]所述的垃圾信息采集终端为嵌入式系统结构，包括：红外测距模块、相机、投递检测单元、通信模块，其中：红外测距模块根据采集到的红外信息，进行滑动滤波处理，得到当前传感器到垃圾房挡板的距离，将该距离传输给信号处理器；投递检测单元根据红外测距模块的测量结果，进行投递行为识别处理，得到当前是否有投递行为的结果，如果有投递行为则触发相机进行拍照；相机根据投递检测单元的检测结果，对垃圾进行拍照，将垃圾图像发送至通信模块；通信模块根据相机采集的图像，启动数据传输决策系统，将图像发送至云端服务器。
[0001]所述的红外测距模块采用RCWL
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0801激光测距模块，该模块测距有效范围大致为0cm
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200cm，设置于垃圾桶的顶部，可以覆盖在垃圾满溢信息采集中需要的高度。该模块通过发送波长为940nm红外激光进行测距，对人体无伤害而且可以在高红外光环境下正常工作，工作电流可保持在低于30mA，静态电流在16mA以下，同时也是可使用的最小的测距传感器之一。最终其测量结果可通过USB通信方式以比特串的形式返回到开发板进行处理。终端可以根据红外测距模块的数据，通过投递检测单元识别垃圾投递行为。
[0002]对于图像采集摄像头，本专利技术采用PTC2M0摄像头模块，其镜头可以达到200w像素，使用8mm、120度的广角镜头，即使垃圾满溢程度过高也可完整的拍摄到完整的垃圾上表面图片。
[0001]本实施例通过一个USB扩展板将原有的两个USB口扩展到20个USB口，从而在一块开发板上集成足够的检测模块实时观察各个垃圾桶的情况，通过在USB扩展板上接入六个激光测距模块和六个摄像头模块，分别监测垃圾房内六个垃圾桶的情况。对于每个垃圾桶，红外测距模块会以10Hz的频率持续监测垃圾桶深变化，摄像头则对准垃圾桶内部进行拍照。
[0002]如图2所示，通过将红外测距模块和摄像头集成，每当投递行为发生时，由于投递窗口挡板被推开，红外线被遮拦，红外测距信息发生变化；当投递完成后，由于挡板关闭，测距信息恢复。因此在一次投递过程中会出现测距读数波动的情况，通过卡尔曼滤波算法对红外测距读数进行过滤，检测到波动则说明出现投递行为。因此，采集系统以投递事件驱动采集并触发数据传输，利用低功耗红外测距模块持续读取垃圾桶深变化，然后采用卡尔曼滤波消除传感器高频噪声数据，最后基于深度变化阈值判定投递行为，准确检测垃圾投递行为，从而减少不必要的图像采集和传输代价。
[0003]对于摄像头采集垃圾图像，为保证不同垃圾桶的监测互不干扰，采集终端程序对于每个垃圾桶使用一个线程进行监测，相关测距读数处理、投递行为监测、摄像头拍照和数据传输都被封装在该线程内部。当对应的红外测距模块检测到投递行为后，会传递信号到对应的摄像头模块，对相关垃圾桶进行拍照，并将垃圾图像存储在本地，随后将相关数据发送到云端服务器。
[0001]所述的数据传输决策系统包括：网络环境检测单元、数据传输单元，其中网络环境检测单元根据当前的Wi
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Fi和移动网络的信号强度信息，分析当前终端所处环境的网络状态，得到数据具体的传输方式，如通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量级分类垃圾图像自动采集系统，其特征在于，包括：垃圾信息采集终端、数据传输决策系统和云端服务器，其中：垃圾信息采集终端根据投递检测算法从红外测距数据中识别出投递行为后，对投递行为进行拍摄得到垃圾图像；数据传输决策系统根据终端当前的网络环境，通过决策得到匹配的传输方式将垃圾图像传输到云端；云端服务器根据收到的垃圾图像信息，进行图像识别处理，得到本次投递是否合格的结果。2.根据权利要求1所述的轻量级分类垃圾图像自动采集系统，其特征是，所述的传输方式，通过设置于移动终端中的智能环卫模块进行优化传输，即智能环卫模块根据垃圾信息采集终端的蓝牙连接信息，接收终端传输过的垃圾图像数据，并将该数据通过无线方式发送至云端。3.根据权利要求2所述的轻量级分类垃圾图像自动采集系统，其特征是，所述的智能环卫模块包括：蓝牙传输单元、数据存储单元和数据发送单元，其中：蓝牙传输单元接收当前网络较差的环境中的垃圾采集终端的蓝牙连接请求，并且接收该终端发送过的垃圾图像数据；数据存储单元将该接收到的数据暂存到本地存储系统内部，等待设备处在网络良好的环境后将图片发送出去；数据发送单元则通过无线方式将图像数据发送至云端服务器。4.根据权利要求1所述的轻量级分类垃圾图像自动采集系统，其特征是，所述的垃圾信息采集终端为嵌入式系统结构，包括：红外测距模块、相机、投递检测单元、通信模块，其中：红外测距模块根据采集到的红外信息，进行滑动滤波处理，得到当前传感器到垃圾房挡板的距离，将该距离传输给信号处理器；投递检测单元根据红外测距模块的测量结果，进行投递行为识别处理，得到当前是否有投递行为的结果，如果有投递行为则触发相机进行拍照；相机根据投递检测单元的检测结果，对垃圾进行拍照，将垃圾图像发送至通信模块；通信模块根据相机采集的图像，启动数据传输决策系统，将图像发送至云端服务器。5.根据权利要求1所述的轻量级分类垃圾图像自动采集系统，其特征是，所述的红外测距模块设置于垃圾桶的顶部以覆盖在垃圾满溢信息采集中需要的高度，通过发送波长为940nm红外激光进行测距。6.根据权利要求1所述的轻量级分类垃圾图像自动采集系统，其特征是，所述的垃圾信息采集终端将红外测距模块和摄像头集成，每当投递行为发生时，由于投递窗口挡板被推开，红外线被遮拦，红外测距信息发生变化；当投递完成后，由于挡板关闭，测距信息恢复；在一次投递过程中会出现测距读数波动的情况，通过卡尔曼滤波算法对红外测距读数进行过滤，检测到波动则说明出现投递行为，因此以投递事件驱动采集并触发数据传输，利用红外测距模块持续读取垃圾桶深变化后采用卡尔曼滤波消除传感器高频噪声数据，最后基于深度变化阈值判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱弘恣，李淳钦，边逸翔，楼紫阳，过敏意，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：