一种基于物体识别算法的社区垃圾分类方法和系统

技术领域

本申请涉及物体识别技术及社区垃圾分类管理领域，尤其涉及一种基于物体识别算法的社区垃圾分类方法和系统。

背景技术

目前，垃圾分类正在被广泛推广。但是，在垃圾分类的过程中，即使很多社区居民即使在家进行了垃圾分类，在投放垃圾桶时，也有可能将垃圾袋放错垃圾桶；另一方面，由于垃圾桶的盖板不能自动开启，很多用户嫌麻烦不配合进行垃圾分类，尤其是有时用户双手都拿有物品时，可能就不投入相应的垃圾桶中。因此，由于存在投放错误，或是垃圾桶不够智能等诸多因素，导致垃圾分类的执行效果仍有待改善。

因此，亟须一种高效、准确的方法和设备能够解决这些问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于物体识别算法的社区垃圾分类方法和系统，实现垃圾的智能化分类，提高社区垃圾分类的准确性和效率，解决目前社区中垃圾分类执行效果不佳，仍然存在不分类投放垃圾的技术问题。

基于上述目的，本申请提出了一种基于物体识别算法的社区垃圾分类方法，包括：

在分类垃圾桶周围设置第一物体识别装置，所述第一物体识别装置通过盛装垃圾的垃圾袋的颜色、温度、硬度和气味，结合语音识别垃圾投放者的语音，确定所述垃圾袋所属垃圾桶的第一分类结果；

根据所述第一分类结果向对应的垃圾桶发送开启指令，同时通知垃圾投放者相应垃圾桶已经开启，指示垃圾投放者进行垃圾投放；

垃圾桶内设置第二物体识别装置，所述第二物体识别装置释放投入垃圾桶的垃圾袋中的垃圾，识别垃圾的物理特征和化学特征；

按照垃圾的物理特征和化学特征对所述垃圾进行分类得到第二分类结果，如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，则将第二分类结果作为最终分类结果，将所述垃圾转移至最终分类结果对应的垃圾桶中。

在一些实施例中，所述第一物体识别装置通过盛装垃圾的垃圾袋的颜色、温度、硬度和气味，结合语音识别垃圾投放者的语音，确定所述垃圾袋所属垃圾桶的第一分类结果，包括：

将所述垃圾袋的颜色、温度、硬度和气味作为神经网络分类器的输入特征，得出所述垃圾袋的第一分类结果；

将所述第一分类结果以视听提示的方式提供给垃圾投放者进行确认；

如果所述垃圾投放者认为所述第一分类结果错误，则第一物体识别装置请求所述垃圾投放者通过语音提供垃圾分类结果，并将所述垃圾分类结果作为第一分类结果。

在一些实施例中，根据所述第一分类结果向对应的垃圾桶发送开启指令，同时通知垃圾投放者相应垃圾桶已经开启，指示垃圾投放者进行垃圾投放，包括：

根据所述第一分类结果，通过无线传输方式向对应的垃圾桶发送开启指令；

以视听方式向所述垃圾投放者发出提示，并检测垃圾袋是否投入对应的垃圾桶；如果已经投入，则关闭垃圾桶；如果没有投入，则再次发出提示。

在一些实施例中，所述神经网络分类器包括：

中间隐层神经元的激活函数采用ReLU函数，公式为：

out＝max(0，in)，

其中out为输出，in为输入；最后一层激活函数采用softmax函数，公式为：

其中out

其中x

在一些实施例中，垃圾桶内设置第二物体识别装置，所述第二物体识别装置释放投入垃圾桶的垃圾袋中的垃圾，识别垃圾的物理特征和化学特征，包括：

通过物理识别装置，识别所述垃圾袋中垃圾的温度、硬度和体积；

通过化学识别装置，识别所述垃圾袋中垃圾的化学构成。

在一些实施例中，按照垃圾的物理特征和化学特征对所述垃圾进行分类，得到第二分类结果，如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，则将第二分类结果作为最终分类结果，将所述垃圾转移至正确的垃圾桶中，包括：

将所述垃圾的物理特征和化学特征放入贝叶斯分类器中，预测出所述垃圾的分类，作为第二分类结果；

如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，将所述垃圾通过传送装置转移至最终分类结果对应的垃圾桶中。

基于上述目的，本申请还提出了一种基于物体识别算法的社区垃圾分类系统，包括：

第一识别模块，用于在分类垃圾桶周围设置第一物体识别装置，所述第一物体识别装置通过盛装垃圾的垃圾袋的颜色、温度、硬度和气味，结合语音识别垃圾投放者的语音，确定所述垃圾袋所属垃圾桶的第一分类结果；

投放指示模块，用于根据所述第一分类结果向对应的垃圾桶发送开启指令，同时通知垃圾投放者相应垃圾桶已经开启，指示垃圾投放者进行垃圾投放；

第二识别模块，用于垃圾桶内设置第二物体识别装置，所述第二物体识别装置释放投入垃圾桶的垃圾袋中的垃圾，识别垃圾的物理特征和化学特征；

转移模块，用于按照垃圾的物理特征和化学特征对所述垃圾进行分类得到第二分类结果，如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，则将第二分类结果作为最终分类结果，将所述垃圾转移至最终分类结果对应的垃圾桶中。

在一些实施例中，所述投放指示模块，包括：

指令发送单元，用于根据所述第一分类结果，通过无线传输方式向对应的垃圾桶发送开启指令；

投入检测单元，用于以视听方式向所述垃圾投放者发出提示，并检测垃圾袋是否投入对应的垃圾桶；如果已经投入，则关闭垃圾桶；如果没有投入，则再次发出提示。

在一些实施例中，所述第二识别模块，包括：

物理识别单元，用于通过物理识别装置，识别所述垃圾袋中垃圾的温度、硬度和体积；

化学识别单元，用于通过化学识别装置，识别所述垃圾袋中垃圾的化学构成。

在一些实施例中，所述转移模块，包括：

贝叶斯分类单元，用于将所述垃圾的物理特征和化学特征放入贝叶斯分类器中，预测出所述垃圾的分类；

传送单元，用于如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，将所述垃圾通过传送装置转移至最终分类结果对应的垃圾桶中。

总的来说，本申请的优势及给用户带来的体验在于：能够根据垃圾的颜色、温度、硬度和气味特征，结合用户的互动，实现垃圾桶的智能化投放指引以及垃圾桶盖板的自动开关，并对投入的垃圾进行二次审核调整，从而实现垃圾分类的智能化处理，提高垃圾分类的准确度和效率。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1示出根据本发明实施例的基于物体识别算法的社区垃圾分类方法的流程图。

图2示出根据本发明实施例的基于物体识别算法的社区垃圾分类系统的构成图。

图3示出根据本发明实施例的分区模块的构成图。

图4示出根据本发明实施例的调整模块的构成图。

图5示出根据本发明实施例的转移模块的构成图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出根据本发明实施例的基于物体识别算法的社区垃圾分类方法的流程图。如图1所示，该基于物体识别算法的社区垃圾分类方法包括：

步骤S11、在分类垃圾桶周围设置第一物体识别装置，所述第一物体识别装置通过盛装垃圾的垃圾袋的颜色、温度、硬度和气味，结合语音识别垃圾投放者的语音，确定所述垃圾袋所属垃圾桶的第一分类结果。

具体来说，分类垃圾桶的周围可以是分类垃圾桶的四周，也可以是分类垃圾桶的上方、下方等。

另外，第一物体识别装置可以通过语音问答的形式，向垃圾投放者获取所投放垃圾的类别。例如，第一物体识别装置询问“请问您投放的垃圾属于什么分类？”，垃圾投放者回答“有毒有害垃圾”，则第一分类识别装置可以直接启动“有毒有害垃圾”的分类投放流程。

当然，第一物体识别装置还可以通过自然语言处理的方式，智能地获取垃圾分类信息。例如，第一物体识别装置询问“请问您投放的垃圾属于什么分类？”，垃圾投放者回答“电池”，则第一分类识别装置可以通过智能分析，将“电池”对应于“有毒有害垃圾”，并启动相应的分类投放流程。

在一种实施方式中，所述第一物体识别装置通过盛装垃圾的垃圾袋的颜色、温度、硬度和气味，结合语音识别垃圾投放者的语音，确定所述垃圾袋所属垃圾桶的第一分类结果，包括：

将所述垃圾袋的颜色、温度、硬度和气味作为神经网络分类器的输入特征，得出所述垃圾袋的第一分类结果；

将所述第一分类结果以视听提示的方式提供给垃圾投放者进行确认；

如果所述垃圾投放者认为所述第一分类结果错误，则第一物体识别装置请求所述垃圾投放者通过语音提供垃圾分类结果，并将所述垃圾分类结果作为第一分类结果。

具体来说，为了方便垃圾分类的执行，目前很多用户会使用不同颜色的垃圾袋，对应于不同的垃圾分类，例如绿色对应于可回收垃圾。据此，可以通过垃圾袋的不同颜色得到垃圾的分类。

在一种实施方式中所述神经网络分类器包括：

中间隐层神经元的激活函数采用ReLU函数，公式为：

out＝max(0，in)，

其中out为输出，in为输入；最后一层激活函数采用softmax函数，公式为：

其中out

其中x

步骤S12、根据所述第一分类结果向对应的垃圾桶发送开启指令，同时通知垃圾投放者相应垃圾桶已经开启，指示垃圾投放者进行垃圾投放。

在一种实施方式中，根据所述第一分类结果向对应的垃圾桶发送开启指令，同时通知垃圾投放者相应垃圾桶已经开启，指示垃圾投放者进行垃圾投放，包括：

根据所述第一分类结果，通过无线传输方式向对应的垃圾桶发送开启指令；

以视听方式向所述垃圾投放者发出提示，并检测垃圾袋是否投入对应的垃圾桶；如果已经投入，则关闭垃圾桶；如果没有投入，则再次发出提示。

具体来说，垃圾桶可以通过设置传感器的方式，判断垃圾是否已经投入垃圾桶中。

步骤S13、垃圾桶内设置第二物体识别装置，所述第二物体识别装置释放投入垃圾桶的垃圾袋中的垃圾，识别垃圾的物理特征和化学特征。

在一种实施方式中，垃圾桶内设置第二物体识别装置，所述第二物体识别装置释放投入垃圾桶的垃圾袋中的垃圾，识别垃圾的物理特征和化学特征，包括：

通过物理识别装置，识别所述垃圾袋中垃圾的温度、硬度和体积；

通过化学识别装置，识别所述垃圾袋中垃圾的化学构成。

具体来说，物理识别装置主要通过视觉传感器、红外传感器、触觉传感器等对垃圾的温度、硬度和体积等物理特征进行探测；而化学识别装置则主要通过气体传感器、离子传感器、生物传感器等对垃圾的化学构成特征进行探测。

步骤S14、按照垃圾的物理特征和化学特征对所述垃圾进行分类得到第二分类结果，如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，则将第二分类结果作为最终分类结果，将所述垃圾转移至最终分类结果对应的垃圾桶中。

具体来说，由于第一分类结果主要是通过垃圾袋的颜色、温度、硬度和气味，并结合与垃圾投放者的语音交互来分类的，分类结果不一定准确，而第二分类结果主要是通过物理识别装置和化学识别装置的探测来实现的，因此结果相对于第一分类结果来说，更为客观、准确。据此，当第一分类结果和第二分类结果不一致的情况下，优先考虑采信第二分类结果。

在一种实施方式中，按照垃圾的物理特征和化学特征对所述垃圾进行分类，得到第二分类结果，如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，则将第二分类结果作为最终分类结果，将所述垃圾转移至正确的垃圾桶中，包括：

将所述垃圾的物理特征和化学特征放入贝叶斯分类器中，预测出所述垃圾的分类，作为第二分类结果；

如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，将所述垃圾通过传送装置转移至最终分类结果对应的垃圾桶中。

图2示出根据本发明实施例的基于物体识别算法的社区垃圾分类系统的构成图。如图2所示，该基于物体识别算法的社区垃圾分类系统整体可以分为：

第一识别模块21，用于在分类垃圾桶周围设置第一物体识别装置，所述第一物体识别装置通过盛装垃圾的垃圾袋的颜色、温度、硬度和气味，结合语音识别垃圾投放者的语音，确定所述垃圾袋所属垃圾桶的第一分类结果；

投放指示模块22，用于根据所述第一分类结果向对应的垃圾桶发送开启指令，同时通知垃圾投放者相应垃圾桶已经开启，指示垃圾投放者进行垃圾投放；

第二识别模块23，用于垃圾桶内设置第二物体识别装置，所述第二物体识别装置释放投入垃圾桶的垃圾袋中的垃圾，识别垃圾的物理特征和化学特征；

转移模块24，用于按照垃圾的物理特征和化学特征对所述垃圾进行分类得到第二分类结果，如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，则将第二分类结果作为最终分类结果，将所述垃圾转移至最终分类结果对应的垃圾桶中。

图3示出根据本发明实施例的投放指示模块的构成图。如图3所示，该基于物体识别算法的社区垃圾分类系统的投放指示模块22包括：

指令发送单元221，用于根据所述第一分类结果，通过无线传输方式向对应的垃圾桶发送开启指令；

投入检测单元222，用于以视听方式向所述垃圾投放者发出提示，并检测垃圾袋是否投入对应的垃圾桶；如果已经投入，则关闭垃圾桶；如果没有投入，则再次发出提示。

图4示出根据本发明实施例的第二识别模块的构成图。如图4所示，该基于物体识别算法的社区垃圾分类系统的第二识别模块23包括：

物理识别单元231，用于通过物理识别装置，识别所述垃圾袋中垃圾的温度、硬度和体积；

化学识别单元232，用于通过化学识别装置，识别所述垃圾袋中垃圾的化学构成。

图5示出根据本发明实施例的转移模块的构成图。如图5所示，该基于物体识别算法的社区垃圾分类系统的转移模块24包括：

贝叶斯分类单元241，用于将所述垃圾的物理特征和化学特征放入贝叶斯分类器中，预测出所述垃圾的分类；

传送单元242，用于如果所述第二分类结果与所述第一分类结果不一致，将所述垃圾通过传送装置转移至最终分类结果对应的垃圾桶中。

本申请实施例各系统中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。