[0001] 本发明涉及垃圾分类技术领域，更具体地说，它涉及一种垃圾分类方法。

[0002] 垃圾分类既是一件人民日常生活中的小事，也是一件意义深远的大事，实行垃圾分类，关系广大人民群众生活环境，关系节约使用资源，也是社会文明水平的一个重要体现。居民自觉进行垃圾分类的前提是，居民了解垃圾分多少种类及如何分类，垃圾分类的习惯需要居民长时间地培养，但是现在居民还是难以形成垃圾分类的习惯，其中主要的原因是，对于一些垃圾人们难以区分种类，不知道是属于什么类型的垃圾，而且在不清楚垃圾种类的情况下去进行分类，难以长期坚持，但是现如今垃圾分类的习惯只能依靠居民自觉养成。垃圾分类的习惯需要长时间而且循序渐进地培养，现在使用的垃圾桶一般还是传统的垃圾桶，只是在垃圾桶上标有可回收和不可回收标记，传统的垃圾分类主要还是由环卫工人完成，无法有效加强居民对垃圾分类的意识以及培养垃圾分类的习惯，现在虽然也有可以识别垃圾种类的智能垃圾桶，但是智能垃圾桶也只是对垃圾进行分类，无助于居民培养垃圾分类的习惯。因此有必要提出一种新的垃圾分类方法，让居民在日常扔垃圾的过程中养成垃圾分类的习惯。

[0026] 下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

[0027] 本发明针对传统的分类垃圾桶不能培养用户的垃圾分类习惯，提供一种垃圾分类方法，包括垃圾识别分类、垃圾分类学习和垃圾回收，如图1所示。

[0028] 垃圾识别分类：将垃圾投放到智能垃圾桶中，智能垃圾桶的垃圾投放口处拍摄垃圾的照片，识别照片中垃圾的特征信息，将垃圾的特征信息与垃圾分类库中的特征数据进行对比匹配，确定垃圾种类，然后根据垃圾种类的信息将垃圾运输投放到智能垃圾桶内相应的桶体内。

[0029] 本发明提及的智能垃圾桶至少包括控制模块及与控制模块通讯连接的摄像头模块、红外模块和运输分类模块，所述控制模块包括STM32主控器和Jetson Nano主控器，所述Jetson Nano主控器与STM32主控器通讯连接，摄像头模块、红外模块和运输分类模块分别与STM32主控器通讯连接；

[0030] 当垃圾被投放至智能垃圾桶内时，红外模块检测到智能垃圾桶的垃圾投放口处有垃圾并反馈至STM32主控器，然后STM32主控器控制摄像头模块的摄像头拍摄垃圾的照片并将照片信息通过STM32主控器传输至Jetson Nano主控器，Jetson Nano主控器提取照片中垃圾的特征信息，与垃圾分类库中的数据进行比对，确定垃圾种类并将垃圾种类的信息反馈至STM32主控器，同时，Jetson Nano主控器将提取的垃圾特征信息上传至垃圾分类库中，STM32主控器控制运输分类模块将垃圾按垃圾种类的信息运输投放入对应的桶体内。

[0031] 其中，摄像头模块采用Pixy CMUcam5 Sensor双目高清摄像头，该摄像头模块集成OV9715图像传感器和恩智浦NXP LPC4330双核处理器，有强大的图像识别功能，能在线实时获取高精度的图像帧数，运算数据十分快速，并将识别的数据发送至主控部分进行反馈与处理；红外模块选用TDL‑1036微型感应模块，基于红外线技术的自动控制，灵敏度高，可靠性强，广泛应用于各类自动感应电器设备，感应范围为3‑5米，具有很高效的识别作用。

[0032] 进一步地，智能垃圾桶还包括热成像模块，热成像模块与STM32主控器通讯连接；热成像模块识别智能垃圾桶的热度变化，并将热度变化信息传输STM32主控器，由STM32主控器判断垃圾桶内是否出现正在燃烧的垃圾。其中，热成像模块采用AMG8833模块，该集成电路能识别的温度范围为0℃‑80℃，分辨率为8*8，能够有效识别出系统周边环境的热度变化，并通过数据反馈和与其他辅助部分进行数据融合，使系统能有效地分析出垃圾桶是否出现在燃烧的垃圾。

[0033] 进一步地，智能垃圾桶还包括检测桶体容量的超声波模块，超声波模块与STM主控器通讯连接；

[0034] 当超声波模块检测到桶体的容量即将满时，超声波模块向STM主控器传输桶体将满的信息，然后STM主控器向管理端APP发送桶体将满的智能垃圾桶的位置信息及桶体将满的信息。其中，超声波模块选用US‑100超声波测距模块，是一种带温度补偿双模式超声波传感器，具有很高的灵敏度高，传感器可以实现2cm到4.5m之间的测距，探测精度在0.3cm±1％，工作温度在‑20到70℃。电平触发模式下，超声波模块将距离值转化为340m/s时的时间值的2倍，通过Echo端输出一高电平，可根据此高电平的持续时间来计算距离值。

[0035] 如图2所示，垃圾识别分类的方法是基于YOLOv4的强化学习算法，Jetson Nano主控器使用inception V3网络作为特征提取器进行垃圾种类的特征提取，在保留其运原有权值基础基础上，进行分类训练、强化学习，不断增大训练样本数量和调整识别的阈值，识别常见的垃圾样本，扩大垃圾分类的数据库。

[0036] 垃圾分类学习：在将垃圾投放到智能垃圾桶前，智能垃圾桶设有人机交互系统，在人机交互系统中进行垃圾种类的选择，将垃圾投放到智能垃圾桶后，根据智能垃圾桶识别匹配到的垃圾种类的信息与在人机交互系统的垃圾种类的选择进行比较，在人机交互系统中反馈比较的结果，同时反馈垃圾种类的信息，无论用户选择的垃圾种类正确与否，智能垃圾桶只根据摄像头模块识别匹配到垃圾的种类进行垃圾分类投放；

[0037] 在人机交互系统中反馈比较的结果并给予积分，当智能垃圾桶识别匹配到的垃圾种类的信息与在人机交互系统的垃圾种类的选择相同时，给予较多积分；当智能垃圾桶识别匹配到的垃圾种类的信息与在人机交互系统的垃圾种类的选择不同时，给予较少积分或扣分，当用户选择正确时，人机交互系统显示“恭喜您，分类正确”的信息，当用户选择错误时，人机交互系统显示“很遗憾，分类失败”的信息。积分起到积极的鼓励作用，在积分的鼓励下，提高居民对学习垃圾分类的兴趣，居民在经过多次投放垃圾逐渐养成垃圾分类的习惯。

[0038] 进一步地，人机交互系统还包括接入云端服务器的用户端小程序，用户端小程序以微信开发工具为前端开发工具，采用手机端和PC端开发工具进行远程调试，使用wxml文件来搭载页面的基础视图结构、wxss来控制页面的展示式样，小程序开发框架的逻辑层采用跨平台编程语言JavaScript进行编写，通过接入云服务器，利用微信小程序端功能操作控制与人机交互系统中的相关API接口就可以实时通信。

[0039] 用户端小程序至少包括垃圾桶位置、选择垃圾种类、积分系统和分类知识学习；用户登录用户端小程序后，用户端小程序显示用户所在位置及区域内所有的垃圾桶的位置，用户点击区域内的其中一个智能垃圾桶，用户端小程序与被选择的智能垃圾桶的STM主控器建立通讯连接，被选择的智能垃圾桶的人机交互系统完成用户登录，用户将垃圾投放到智能垃圾桶前，在用户端小程序上或人机交互系统上选择垃圾的种类，当完成投放后，根据智能垃圾桶识别匹配到的垃圾种类的信息与选择的垃圾种类进行比较，在用户端小程序及人机交互系统中反馈比较的结果，同时反馈垃圾种类的信息，根据比较的结果，用户端小程序的积分系统记录积分的变化及积分排名的变化，然后根据比较的结果，用户端小程序跳转到分类知识学习界面，供用户阅读，当用户选择的垃圾种类与实际的垃圾种类相同时，则用户端小程序跳转到该垃圾种类的学习界面，加强用户对该垃圾种类分类的认识，如果当用户选择的垃圾种类与实际的垃圾种类不同时，则用户端小程序跳转到用户选择的垃圾种类及实际的垃圾种类的学习界面，教导用户正确对垃圾进行分类，加强垃圾分类的意识；如果用户不了解投放的垃圾所属类别，也可以通过把垃圾投放到智能垃圾桶内，让智能垃圾桶自动分类并且把垃圾运送到所对应的桶体中，当垃圾分类好且投放完毕后，自动发放比分类错误稍微少一点的积分奖励到用户的账号，之后用户可以通过用户端小程序了解到自己所投放的垃圾所属类别，学习到垃圾分类的知识；

[0040] 用户完成垃圾投放后，通过退出在用户端小程序上的登录，实时退出人机交互系统。用户端小程序有利于养成人们的垃圾分类意识，在积分系统中记录用户积分的变化及积分排名的变化，有利于鼓励人们积极进行垃圾分类，用户端小程序的分类知识学习界面有利于人们在投放垃圾后及时学习垃圾分类的信息，在多次投放垃圾多次阅读后，加强垃圾分类的意识。

[0041] 进一步地，用户端小程序还包括故障反馈功能，当用户发现智能垃圾桶出现故障时，在垃圾桶位置上选择该故障的智能垃圾桶的位置，然后反馈智能垃圾桶的故障类型至云端服务器，管理端APP接收到智能垃圾桶故障的信息后记录至管理端APP的故障反馈记录中并及时反馈至管理人员。

[0042] 垃圾回收：所述智能垃圾桶与管理端APP通过云端服务器进行通讯连接，管理端APP反馈区域内的所有智能垃圾桶的状况，当区域内的智能垃圾桶出现满载时，管理端APP接收并反馈智能垃圾桶即将满载的信息及位置，提醒管理人员及时处理即将满载的智能垃圾桶。

[0043] 其中，管理端APP至少包括垃圾桶定位、垃圾桶状态及故障反馈记录三个功能；垃圾桶状态功能在垃圾桶定位的界面上反映区域内所有智能垃圾桶容量的状况，已满载的智能垃圾桶在垃圾桶定位的界面上突出显示，提醒管理人员尽快清空该满载的智能垃圾桶；故障反馈记录功能接收并记录区域内所有垃圾桶故障情况。

[0044] 在本实施例中，所述摄像头模块包括垃圾识别摄像头和人脸识别摄像头，所述垃圾识别摄像头设置在智能垃圾桶的垃圾投放口处，所述人脸识别摄像头设置在人机交互系统上，所述人机交互系统还包括人脸识别登录；

[0045] 在人机交互系统上选择人脸登录，用户面部靠近人脸识别摄像头进行拍照识别，STM主控器将人脸照片信息与人脸识别数据库进行对比匹配，确认人脸照片信息后登录对应的用户端小程序，该用户随后在人机交互系统上操作及人机交互系统的信息反馈均保留在云端服务器上，并在用户端小程序上可以查看，用户完成垃圾投放后，退出登录信息。人脸识别登录具有及时性和高效性，用户站在人脸识别摄像头前即可完成登录。如果[0046] 以高校为例，在高校中，人数相对大城市而已较少，通过调用百度人脸识别的API以及使用Face++提供的人脸识别构建库，再结合Opencv计算机视觉库，结合三者可以搭建一套属于高校的人脸识别数据库，通过提取活体的面部特征，进行学习训练，可以将数据库扩展到一个十分乐观的数据量，从而达到精准识别的效果。

[0047] 本发明通过接入云端服务器，如机智云，使得管理端APP、用户端小程序与智能垃圾桶及人机交互系统之间建立实时通讯；而且，百度应用平台提供免费的API接口，提供了强大的AI服务，结合GPS能够有效定位智能垃圾桶的位置

[0048] 适用于本发明的智能垃圾桶，运输分类模块至少包括机架及设置在机架内的运输装置、多个推杆装置和多个桶体，机架的侧面设置有与运输装置对接的垃圾投放口，多个桶体均位于运输装置的下方，推杆装置位于运输装置的上方；运输装置包括驱动电机和传送带，传送带与垃圾投放口连通，驱动电机的输出轴通过传动链条与传送带连接，传送带位于桶体的上方；推杆装置的数量与桶体的数量相同，推杆装置包括推杆电机、丝杆和推杆部，丝杆的螺杆与推杆电机的输出轴连接，丝杆的螺母与推杆部的顶端连接，推杆部的底端与传送带接触；机架外侧设置有液晶显示屏，液晶显示屏搭载人机交互系统，摄像头模块的人脸识别摄像头安装在液晶显示屏旁边；

[0049] 摄像头模块的垃圾识别摄像头设置于垃圾投放口处且位于传送带的正上方，红外模块设置在垃圾投放口处，热成像模块设置于垃圾识别摄像头旁边，超声波模块设置于桶体开口上方，STM32主控器分别与液晶显示屏、驱动电机、推杆电机、摄像头模块、红外模块、超声波模块和热成像模块通讯连接，STM32主控器与；

[0050] 机架的外壳以高密度聚乙烯HDPE和聚丙烯PP两种全新塑胶为主，塑胶在使用过程中不会轻易形变和被雨水侵蚀，除此之外，塑胶还有抗热、防冻、耐酸、易清洗等特点，加上该材料本身就是一种可循环利用的环保产品，因此，使用该材料可以大大地提高使用的年限性，而且与传统的材料相比，这两种材料密度集中但是质量轻盈，移动过程中会显得更加地方便，最主要的是能保护内部电路，避免被外界条件所破坏。

[0051] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。