一种用于垃圾种类识别的完善方法和后台服务器与流程

本发明涉及垃圾回收领域，尤其涉及一种用于垃圾种类识别的完善方法和后台服务器。

背景技术：

随着社会的发展，人们物质生活水平和素质水平的不断提升，垃圾的分类、回收开始逐渐进入人们的日常生活，在社会各界的大力推动下，部分社区、学校和商场等公众场合都开始设置用于垃圾分类的智能垃圾回收箱，同时市面上开始出现各种各样的智能垃圾回收箱。

但是，现有的大部分智能垃圾回收箱仍存在不少问题，如智能垃圾回收箱的自动分类能力较低，无法与用户日益提高的环保意识相配合，经常出现智能垃圾回收箱分类错误的问题，此外工作人员需要根据用户日益提高的环保意识，不断地对智能垃圾回收箱的垃圾种类自动识别能力进行升级，工作人员带来大量的工作，使得运营成本不断攀升。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于垃圾种类识别的完善方法，其能解决智能垃圾回收箱的自动分类能力较低，需要工作人员不断地对智能垃圾回收箱的垃圾种类自动识别能力进行升级的问题。

本发明的目的之二在于提供一种后台服务器，其能解决智能垃圾回收箱的自动分类能力较低，需要工作人员不断地对智能垃圾回收箱的垃圾种类自动识别能力进行升级的问题。

为了达到上述目的之一，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于垃圾种类识别的完善方法，其应用于智能垃圾回收箱的后台服务器，包括以下步骤：

s1：获取摄像模块发送的照片，通过垃圾种类识别模块对所述照片中的至少一种垃圾图像的种类进行识别，对所述照片中未能识别出垃圾种类的垃圾图像进行标记，从而形成待标记照片，以使用户通过客户端获取所述待标记照片，并对所述待标记照片中的未能识别出垃圾种类的垃圾图像的种类进行标记，以形成完成标记照片；

s2：获取所述完成标记照片，并将所述完成标记照片作为垃圾分类训练模块的训练集，并输出训练结果至所述垃圾种类识别模块。

优选的，所述智能垃圾回收箱还包括顶部开口的箱体、用于盖合所述开口的盖体、用户身份识别模块、用户距离识别模块以及分别位于箱体内的驱动机构、摄像模块、称重模块和垃圾桶，所述摄像模块设置在箱体的顶部，所述称重模块设置在箱体的底部，所述垃圾桶放置在所述称重模块上，所述驱动机构用于驱动所述盖体运动，以使所述开口处于打开和关闭其中一种状态，所述用户身份识别模块和用户距离识别模块固定安装在箱体外壁，所述驱动机构、摄像模块、用户身份识别模块、用户距离识别模块和称重模块均与后台服务器连接。

优选的，所述驱动机构包括与后台服务器连接的电动机、齿轮组和连杆，所述电动机的输出端与齿轮组的输入端连接，所述齿轮组的输出端通过连杆与盖体连接。

优选的，箱体的侧壁开设有一用于允许垃圾桶通过的侧门。

优选的，所述s1具体由以下步骤实现：

s11：获取用户身份识别模块发送的当前用户的身份信息；

s12:向驱动机构发送开箱信号，以使驱动机构驱动盖体打开，使得箱体开口处于打开的状态，从而使箱体内的垃圾桶接收用户破袋或解袋投放的垃圾；

s13：获取用户距离识别模块发送的当前用户的离开信号，并向驱动机构发送闭箱信号，以使驱动机构驱动盖体关闭，使得箱体开口处于关闭的状态；

s14：通过称重模块获取当前时间的垃圾桶内垃圾的重量，将当前时间的垃圾桶内垃圾的重量减去上一时间的垃圾桶内垃圾的重量得到当前用户投放的垃圾的重量，将当前用户的身份信息与当前用户投放的垃圾的重量进行关联并保存至存储器；

s15：通过摄像模块对垃圾桶内的垃圾进行拍照，获得照片；

s16：获取摄像模块发送的照片，通过垃圾种类识别模块对所述照片中的至少一种垃圾图像的种类进行识别，对所述照片中未能识别出垃圾种类的垃圾图像进行标记，从而形成待标记照片，将当前用户的身份信息和待标记照片进行关联并保存至存储器；

s17：判断存储器是否有当前用户的待标记照片，若是，则执行步骤s18，若否，则执行步骤s19；

s18：将待标记照片发送至符合操作规则的客户端，以使第二用户通过客户端获取所述待标记照片，并对所述待标记照片中的未能识别出垃圾种类的垃圾图像的种类进行标记，以形成完成标记照片，并返回步骤s17；

s19：判断当前用户投放的垃圾的种类是否有误，若是，则将当前用户投放的垃圾的重量删除，若否，则当前用户投放的垃圾的重量保存。

优选的，所述用户身份识别模块包括近场通信装置和声纹识别装置，用户距离识别模块为热释电装置，所述近场通信装置、声纹识别装置和热释电装置均与后台服务器连接。

优选的，所述s11具体由以下步骤实现：

s111：获取近场通信装置发送的当前用户的身份信息或获取声纹识别装置发送的当前用户的身份信息，并向热释电装置发送识别指令，以使得热释电装置获取当前用户的热量信号；

s112：当所述热量信号达到预设阈值时执行步骤s12。

优选的，步骤s112之后还包括以下步骤：

当所述热量信号小于预设阈值时执行步骤s13。

优选的，步骤s1与步骤s2之间还有以下步骤：

接收系统管理员对所述完成标记照片的标记进行的修改的信号。

为了达到上述目的之二，本发明所采用的技术方案如下：

一种后台服务器，其应用于智能垃圾回收箱，包括处理器和存储器；

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行上述的用于垃圾种类识别的完善方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1.采用后台服务器采用垃圾分类训练模块将所述完成标记照片作为训练集，进行多次模拟识别，以提高识别垃圾的准确率，当模拟识别的次数到达数值后，识别垃圾的准确率将会上升至预期值，再将计算流图及其权重文件输送至垃圾种类识别模块，使得垃圾种类识别模块能够自动识别训练集中所包含的垃圾的图像，从而实现智能垃圾回收箱的智能学习，增加智能垃圾回收箱可以识别的垃圾种类。

2.用户破袋投放垃圾后就可以马上离开，智能垃圾回收箱自动判断垃圾种类以及正确投放的垃圾重量，避免排队投放垃圾，提高投放垃圾的效率以及用户体验。

附图说明

图1为本发明的用于垃圾种类识别的完善方法的流程图。

图2为本发明的智能垃圾回收箱的结构示意图。

图3为本发明的智能垃圾回收箱的主视图。

图4为图3的a-a方向剖视图。

图5为图3的b-b方向剖视图。

图6为图3的c-c方向剖视图。

图中：1-箱体；2-盖体；3-用户身份识别模块；31-近场通信装置；32-声纹识别装置；4-驱动机构；41-电机；42-齿轮组；43-连杆；5-摄像模块；6-称重模块；7-侧门；8-热释电装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

本发明中所述的用于垃圾种类识别的完善方法，其应用于智能垃圾回收箱，智能垃圾回收箱可通过该方法实现自主学习垃圾种类识别，使得智能垃圾回收箱在其原来能识别的垃圾种类之上，不断增加其能识别的垃圾种类，从而不断完善智能垃圾回收箱对垃圾种类识别的学习算法，其中摄像模块5、称重模块6、驱动机构4、近场通信装置31、声纹识别装置32和热释电装置8均通过物联网与后台服务器进行数据连接，所述后台服务器可以是本地服务器(智能垃圾回收箱内的控制系统)或者云服务器，当所述后台服务器为云服务器时，智能垃圾回收箱内的控制系统通过网络与云服务器通信，所述客户端可以是电脑、手机和平板电脑等智能装置，并通过互联网与后台服务器进行数据连接。

实施例一：

如图1所示，一种用于垃圾种类识别的完善方法，其应用于智能垃圾回收箱的后台服务器，包括以下步骤：

s1：获取摄像模块5发送的照片，通过垃圾种类识别模块对所述照片中的至少一种垃圾图像的种类进行识别，对所述照片中未能识别出垃圾种类的垃圾图像进行标记，从而形成待标记照片，以使用户通过客户端获取所述待标记照片，并对所述待标记照片中的未能识别出垃圾种类的垃圾图像的种类进行标记，以形成完成标记照片。

具体的，所述智能垃圾回收箱包括顶部开口的箱体1、用于盖合所述开口的盖体2、用户身份识别模块3和用户距离识别模块以及分别位于箱体1内的驱动机构4、摄像模块5、称重模块6和垃圾桶，箱体1的侧壁开设有一用于允许垃圾桶通过的侧门7，所述摄像模块5设置在箱体1的顶部，所述称重模块6设置在箱体1的底部，所述垃圾桶放置在所述称重模块6上，所述盖体2的一侧与所述开口的一侧活动连接，在本实施例中，所述驱动机构4用于驱动所述盖体2的一侧绕所述开口的一侧转动以使所述开口处于打开和关闭其中一种状态，所述用户身份识别模块3和用户距离识别模块固定安装在箱体1外壁，所述驱动机构4、摄像模块5、用户身份识别模块3、用户距离识别模块、称重模块6均与后台服务器连接。

本实施例中，所述s1具体由以下步骤实现：

s11：获取用户身份识别模块3发送的当前用户的身份信息；在本实施例中，所述用户身份识别模块3为近场通信装置31和声纹识别装置32，用户距离识别模块为热释电装置8，所述近场通信装置31、声纹识别装置32和热释电装置8均与后台服务器连接。

在本实施例中，假设当前用户为甲，甲投放垃圾时，甲只需走到智能垃圾回收箱旁直接通过打卡或者语音进行开箱；其中，打卡开箱：甲将预先录入自己身份信息ic卡贴近智能垃圾回收箱的近场通信装置31进行打卡，优选的，近场通信装置31为ic卡读卡器，后台服务器通过ic卡读卡器获取到甲的身份信息后，再通过热释电装置8识别到甲在智能垃圾回收箱旁，然后后台服务器就会向驱动机构4发送开箱信号，其中后台服务器通过热释电装置8识别到甲在智能垃圾回收箱旁原理为：人体是恒温的，当外界温度处于相对稳定时，人体对外界释放的热量就会稳定，所以在后台服务器中预设一个阈值，该阈值参考正常人体向外释放出的热量而设置，当后台服务器通过热释电装置8到识别热量达到预设的阈值，则智能垃圾回收箱旁有人，后台服务器向驱动机构4发送开箱信号，反之，则后台服务器向驱动机构4发送闭箱信号；

语音开箱：甲对智能垃圾回收箱说出特定的开箱词，例如：芝麻开门、开门之类的，声纹识别装置32会通过甲说出特定的开箱词的声音中获取甲的声纹，并将甲的声纹发送到后台服务器，后台服务器根据甲的声纹在存储器中找出甲的身份信息，再通过热释电装置8识别到甲在智能垃圾回收箱旁，然后后台服务器就会向驱动机构4发送开箱信号。

s12:向驱动机构4发送开箱信号，以使驱动机构4驱动盖体2打开，使得箱体1开口处于打开的状态，从而使箱体内的垃圾桶接收用户破袋或解袋投放的垃圾；优选的，所述驱动机构4包括与后台服务器连接的电动机41、齿轮组42和连杆43，所述电动机41的输出端与齿轮组42的输入端连接，所述齿轮组42的输出端通过连杆43与盖体2连接。

具体为，在本实施例中，驱动机构4收到后台服务器发送的开箱信号后，电动机41开始正转，并通过齿轮组42使得连杆43推动盖合箱体1开口的盖体2，使得盖体2绕盖体2与箱体1的开口铰接的一侧旋转，令到箱体1开口处于打开的状态，此时甲可以将垃圾投放进智能垃圾回收箱的垃圾桶中，也即当前用户此时将所有垃圾倾倒至智能垃圾回收箱的垃圾桶中，该垃圾必须不能是装在垃圾袋中，也即不能是整个垃圾袋投放至垃圾桶中，而是必须解开或破坏垃圾袋，把垃圾袋中的垃圾全部倾倒至垃圾桶中。

s13：获取用户距离识别模块3发送的当前用户的离开信号，并向驱动机构4发送闭箱信号，以使驱动机构驱动盖体关闭，使得箱体1开口处于关闭的状态；

具体的，在本实施例中，热释电装置8从甲进行开箱操作时，就一直保持运行。当甲离开智能垃圾回收箱后，即甲离开热释电装置8进行热识别的范围之后，热释电装置8就会识别不到甲身体释放的热量，此时热释电装置8就会向后台服务器发送甲已离开的信息，后台服务器接收到甲已离开信息后，就会向热释电装置8发送关闭信号，热释电装置8收到关闭信号后，就会停止进行热识别，同时，后台服务器向驱动机构4发送闭箱信号，驱动机构4收到后台服务器发送的闭箱信号后，电动机41开始反转，并通过齿轮组42使得连杆43推动盖合箱体1开口的盖体2，以使得用于盖合箱体1开口的盖体2绕盖体2与箱体1的开口铰接的一侧旋转，使得箱体1开口处于关闭的状态。

s14：通过称重模块6获取当前时间的垃圾桶内垃圾的重量，将当前时间的垃圾桶内垃圾的重量减去上一时间的垃圾桶内垃圾的重量得到当前用户投放的垃圾的重量，将当前用户的身份信息与当前用户投放的垃圾的重量进行关联并保存至存储器；

具体的，在本实施例中，假设在乙向该智能垃圾回收箱投放完垃圾之后，再轮到甲向该智能垃圾回收箱投放垃圾。后台服务器向驱动机构4发送闭箱信号，使得箱体1开口处于关闭的状态后，后台服务器通过称重模块6获取甲投放完垃圾后的垃圾桶内垃圾的总重量，并保存至存储器，同时从存储器中调出乙投放完垃圾后的垃圾桶内垃圾的总重量，再将甲投放完垃圾后的垃圾桶内垃圾的总重量减去乙投放完垃圾后的垃圾桶内垃圾的总重量，就得到甲本次投放的垃圾的重量，然后将甲的身份信息与甲本次投放的垃圾的重量进行关联并保存至存储器。

s15：通过摄像模块5对垃圾桶内的垃圾进行拍照，获得照片；

具体的，获得甲本次投放的垃圾重量之后，后台服务器通过摄像模块5对垃圾桶内的所有垃圾进行拍照，再将相应的照片发送至后台服务器。

s16：获取摄像模块5发送的照片，通过垃圾种类识别模块对所述照片中的至少一种垃圾图像的种类进行识别，对所述照片中未能识别出垃圾种类的垃圾图像进行标记，从而形成待标记照片，将当前用户的身份信息和待标记照片进行关联并保存至存储器；

具体的，当后台服务器获得甲投放进垃圾桶内的垃圾的照片后，后台服务器对照片中的至少一种垃圾图像的种类进行识别，再将照片中的不能识别出垃圾种类的垃圾图像进行标记，从而形成待标记照片，最后将甲的身份信息和待标记照片进行关联并保存至存储器；在本实施例中，假设甲往垃圾桶投放垃圾为塑料瓶和茄子，则在步骤s15中摄像模块5拍摄的照片中含有塑料瓶和茄子的图像，当后台服务器获得这个照片后，后台服务器中的垃圾种类识别模块对照片中的图像进行识别，其中，垃圾种类识别模块识别出塑料瓶属于可回收垃圾，但无法识别出茄子的垃圾种类，所以后台服务器对照片中茄子的图像进行标记，形成待标记照片，再将甲的身份信息和待标记照片进行关联并保存至存储器中。需要说明的是，甲本次投放的垃圾会自然掉落至上一用户投放的垃圾的上面，因此，通过比对两次的照片的异同，即可判断哪些垃圾是属于甲本次投放的垃圾，即识别出塑料瓶和茄子是甲本次投放的垃圾，从而将含有茄子的待标记照片与甲进行关联。

s17：判断服存储器是否有当前用户的待标记照片，若是，则执行步骤s18，若否，则执行步骤s19。

具体为，后台服务器在将甲的身份信息和待标记照片进行关联并保存至存储器后，再自动进行判断存储器中是否有甲的待标记照片，若是，则执行步骤s18，若否，则执行步骤s19。

s18：将待标记照片发送至符合操作规则的客户端，以使第二用户通过客户端获取所述待标记照片，并对所述待标记照片中的未能识别出垃圾种类的垃圾图像的种类进行标记，以形成完成标记照片，并返回步骤s17；

具体的，所述符合操作规则是指符合预先设置的规则，例如，可以将待标记照片根据最近时间注册的用户进行发送，也可以是对注册用户随机发送，也可以是在标记正确率排前100名的注册用户中随机发送，也可以是注册用户自行抢单。该自行抢单的具体例子为，假设注册用户为甲、乙、丙和丁。当后台服务器判断存储器中有与甲关联的待标记照片，则后台服务器将待标记照片发送至乙和丙所登录的客户端(当前用户以外的注册用户)，若乙通过客户端发出的获取信号的时间早于丙和丁通过客户端发出的获取信号的时间，则乙优先获取待标记照片，乙获取待标记照片后，根据照片中的垃圾图像标记出垃圾的种类，使得待标记照片变成完成标记照片，乙再将完成标记照片发送至后台服务器，同时后台服务器再次判断存储器中是否还有甲的待标记照片，此外，在乙优先获取待标记照片后，乙可以选择放弃，再由丙和丁进行抢单，通过客户端发出的获取信号的时间早的那一位优先获取待标记照片。

s19：判断当前用户投放的垃圾的种类是否有误，若是，则将当前用户投放的垃圾的重量删除，若否，则当前用户投放的垃圾的重量保存。

具体的，当后台服务器判断存储器中没有甲的待标记照片后，后台服务器从存储器中调出预先保存起来的回收甲投放垃圾的智能垃圾回收箱所能回收的垃圾种类与垃圾种类识别模块识别出来的垃圾的种类和完成标记照片中垃圾图像的垃圾种类进行对比，如果垃圾种类识别模块识别出来的垃圾的种类或完成标记照片中垃圾图像的垃圾种类中任意一种垃圾种类与垃圾回收箱所能回收的垃圾种类不符合，则将甲投放的垃圾的重量删除，并记录错误投放，如果符合，则甲投放的垃圾的重量继续保存，可对甲投放的垃圾的重量进行累计，然后进行积分兑换等操作。

在本实施例中，步骤s1与步骤s2之间还有以下步骤：

接收系统管理员对所述完成标记照片的标记进行的修改的信号。

具体的，在本实施例中，当乙将完成标记照片发送至后台服务器后，完成标记照片会被发送到系统管理模块中，由系统管理员完成标记照片的标记进行审核，若完成标记照片的标记符合照片中垃圾图像所显示的垃圾的种类，则系统管理员确认审核通过，再执行步骤s17，同时将审核通过的完成标记照片发送至垃圾分类训练模块，若完成标记照片的标记不符合照片中垃圾图像所显示的垃圾的种类，则系统管理员确认审核不通过，由系统管理员对完成标记照片的标记修改，再执行步骤s17，同时将系统管理员修改好标记的完成标记照片发送至垃圾分类训练模块。

本实施例中，s2：获取所述完成标记照片，并将所述完成标记照片作为垃圾分类训练模块的训练集，并输出训练结果至所述垃圾种类识别模块。

具体的，垃圾分类训练模块获取到系统管理模块发送的完成标记照片后，将完成标记照片保存至存储器，并将完成标记照片形成垃圾分类训练模块的训练集，垃圾分类训练模块采用该训练集进行多次模拟识别，以提高识别垃圾的准确率，当模拟识别的次数到达数值后，识别垃圾的准确率将会上升至预期值，再将计算流图及其权重文件输送至垃圾种类识别模块，使得垃圾种类识别模块可以自动识别完成标记照片中所有的垃圾图像的垃圾种类。

实施例二：

一种后台服务器，其应用于智能垃圾回收箱，包括处理器和存储器；

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行上述的用于垃圾种类识别的完善方法。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。