本發(fā)明涉及垃圾分類的，尤其涉及一種自動傾倒垃圾的分揀機(jī)器人及垃圾分類處理方法。

背景技術(shù)：

1、廣州艾可機(jī)器人有限公司開發(fā)的ibin-無人駕駛交互媒體收納機(jī)器人，它是一款融合了激光傳感器與即時定位與地圖構(gòu)建使得機(jī)器人可以在障礙物中暢行無阻，集智能導(dǎo)航、安全防護(hù)、數(shù)字媒體、物聯(lián)網(wǎng)四大系統(tǒng)于一體。提供更加環(huán)保的垃圾收納服務(wù)，瞬間建圖，實時定位，自主導(dǎo)航，多重避障。并且有以下優(yōu)點：1.自主駕駛；2.垃圾箱容積80l，雙提桶設(shè)計便于清倒垃圾；3.支持合生活煙霧、生活異味、有機(jī)化物揮發(fā)氣體等多種氣體的感知；4.有煙霧、紅外、人體傳感器；5.27寸雙屏廣告流媒體，邊保潔邊開展垃圾分類知識宣傳。

2、b.a.r.y.l是一款法國研發(fā)的移動智能垃圾桶。b.a.r.y.l移動智能垃圾桶配備了傳感器，當(dāng)有物體靠近時，垃圾桶會自動打開，方便用戶投放垃圾，并在一定時間后自動關(guān)閉。b.a.r.y.l能夠通過攝像頭和人工智能技術(shù)識別用戶的動作，在用戶向其招手后會向用戶移動并接納乘客丟棄的垃圾。b.a.r.y.l還能夠通過傳感器感知垃圾桶內(nèi)的垃圾填充情況，并通過手機(jī)軟件提醒用戶何時需要清空垃圾桶。b.a.r.y.l還可以遠(yuǎn)程控制，用戶可以通過手機(jī)軟件對b.a.r.y.l進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，如開合垃圾桶、查看垃圾桶填充情況等。

3、上述兩款機(jī)械人具有以下缺點：(1)兩款皆為移動智能垃圾桶，并沒有自動收取垃圾的功能。(2)兩款都不要具備自主垃圾分類的能力。(3)兩款都需要人工進(jìn)行后續(xù)的垃圾傾倒工作。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種自動傾倒垃圾的分揀機(jī)器人及垃圾分類處理方法。

2、本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：一種自動傾倒垃圾的分揀機(jī)器人包括自動傾倒垃圾機(jī)構(gòu)、移動機(jī)構(gòu)、分揀機(jī)械手、循跡模塊、攝像頭和控制器，所述自動傾倒垃圾機(jī)構(gòu)包括傾倒結(jié)構(gòu)和垃圾桶，所述傾倒結(jié)構(gòu)包括桶底座、轉(zhuǎn)軸、側(cè)傾板、第一連桿、第二連桿、傾倒舵機(jī)和舵機(jī)底座，所述垃圾桶通過所述轉(zhuǎn)軸安裝于所述桶底座，所述側(cè)傾板的下端與所述桶底座鉸接，所述側(cè)傾板的上端依次與所述第一連桿、所述第二連桿和所述傾倒舵機(jī)連接，所述傾倒舵機(jī)通過所述舵機(jī)底座安裝于所述桶底座，所述循跡模塊和所述攝像頭均安裝于所述移動機(jī)構(gòu)的前端，所述分揀機(jī)械手安裝于所述循跡模塊的后方，所述桶底座安裝于所述分機(jī)機(jī)械手的四周，所述傾倒舵機(jī)、所述垃圾桶、所述移動機(jī)構(gòu)、所述分揀機(jī)械手、所述循跡模塊、所述攝像頭均與控制器連接，所述分揀機(jī)械手與所述垃圾桶相匹配。

3、更優(yōu)的選擇，所述垃圾桶包括桶蓋、傳動軸、桶體、翻蓋舵機(jī)和傾倒轉(zhuǎn)軸座，所述桶蓋與所述傳動軸固定連接，所述傳動軸可轉(zhuǎn)動地安裝于所述桶體的頂部，所述翻蓋舵機(jī)安裝于所述桶體，所述翻蓋舵機(jī)與所述傳動軸連接，所述桶體的底部與所述傾倒轉(zhuǎn)軸座連接，所述傾倒轉(zhuǎn)軸座與所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，所述桶體的一側(cè)設(shè)有垃圾傾倒口，所述垃圾傾倒口與所述側(cè)傾板相對應(yīng)，所述翻蓋舵機(jī)與所述控制器連接。

4、更優(yōu)的選擇，所述桶體設(shè)有紅外傳感器，所述紅外傳感器與所述控制器連接。

5、更優(yōu)的選擇，所述分揀機(jī)械手包括依次連接的夾持結(jié)構(gòu)、擺臂和旋轉(zhuǎn)平臺，所述旋轉(zhuǎn)平臺安裝于所述移動機(jī)構(gòu)，所述夾持結(jié)構(gòu)、所述擺臂和所述旋轉(zhuǎn)平臺均與控制器連接。

6、更優(yōu)的選擇，所述夾持結(jié)構(gòu)包括兩個夾爪、兩根第三連桿、夾持底座、兩根齒輪擺桿、夾持舵機(jī)、連接件、轉(zhuǎn)動舵機(jī)和轉(zhuǎn)動安裝座，兩個所述夾爪分別與兩根所述第三連桿和所述齒輪擺桿鉸接，兩根所述第三連桿與所述夾持底座鉸接，一根所述齒輪擺桿可轉(zhuǎn)動地安裝于所述夾持底座，另一根所述齒輪擺桿與所述夾持舵機(jī)連接，所述夾持舵機(jī)安裝于所述夾持底座，兩根所述齒輪擺桿嚙合，所述夾持底座通過連接件與所述轉(zhuǎn)動舵機(jī)連接，所述轉(zhuǎn)動舵機(jī)安裝于所述轉(zhuǎn)動安裝座，所述轉(zhuǎn)動安裝座與所述擺臂連接，所述夾持舵機(jī)和所述轉(zhuǎn)動舵機(jī)均與所述控制器連接。

7、一種自動傾倒垃圾的分揀機(jī)器人的垃圾分類處理方法包括以下步驟：

8、s1、將優(yōu)化后的mobilenetv2訓(xùn)練模型加載到分揀機(jī)器人中；

9、s2、分揀機(jī)械人根據(jù)循跡邏輯判斷方法行駛，同時攝像頭對垃圾拍攝，得到圖像信息；

10、s3、對步驟s2的圖像信息進(jìn)行預(yù)處理，得到圖像數(shù)據(jù)；

11、s4、根據(jù)步驟s3的圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化后的mobilenetv2訓(xùn)練模型對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，判斷是否存在垃圾，如果是，則輸出垃圾類型，如果否則返回步驟s2；

12、s5、根據(jù)步驟s4的垃圾類型，分揀機(jī)器人停止移動，分揀機(jī)械手抓取垃圾，同時對應(yīng)的垃圾桶自動打開桶蓋，同時分揀機(jī)械手將垃圾轉(zhuǎn)移到對應(yīng)的垃圾桶內(nèi)，分揀機(jī)械手復(fù)位并閉合桶蓋；

13、s6、重復(fù)步驟s1-s5，直到檢測到垃圾桶滿后，分揀機(jī)器人移動到指定位置，自動傾倒垃圾機(jī)構(gòu)進(jìn)行傾倒垃圾。

14、更優(yōu)的選擇，步驟s1的優(yōu)化后的mobilenetv2訓(xùn)練模型的學(xué)習(xí)過程包括以下步驟：

15、s11、收集關(guān)于垃圾圖片及相關(guān)標(biāo)簽信息，對垃圾圖片進(jìn)行預(yù)處理，構(gòu)建數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集、驗證集和測試集；

16、s12、加載經(jīng)過訓(xùn)練的mobilenetv2網(wǎng)絡(luò)模型，然后在經(jīng)過訓(xùn)練的mobilenetv2網(wǎng)絡(luò)模型上建立可訓(xùn)練層；

17、s13、采用步驟s11的訓(xùn)練集對步驟s12的mobilenetv2網(wǎng)絡(luò)模型的可訓(xùn)練層進(jìn)行訓(xùn)練，得到mobilenetv2訓(xùn)練模型；

18、s14、采用步驟s11的驗證集對步驟s13的mobilenetv2訓(xùn)練模型評估，并對mobilenetv2訓(xùn)練模型進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，得到優(yōu)化后的mobilenetv2訓(xùn)練模型；

19、s15、采用測試集評估優(yōu)化后的mobilenetv2訓(xùn)練模型的準(zhǔn)確率、精確率和召回率。

20、更優(yōu)的選擇，步驟s11的垃圾圖片進(jìn)行預(yù)處理包括圖像翻轉(zhuǎn)、亮度調(diào)節(jié)、圖像去噪、尺度歸一化和數(shù)據(jù)增強(qiáng)。

21、更優(yōu)的選擇，步驟s12的可訓(xùn)練層包括全連接層或卷積層。

22、更優(yōu)的選擇，步驟s2的循跡邏輯判斷方法包括以下步驟：

23、s21、循跡模塊包括依次排列的第一循跡模塊、第二循跡模塊、第三循跡模塊和第四循跡模塊，第一循跡模塊、第二循跡模塊、第三循跡模塊和第四循跡模塊同時檢測軌跡線；

24、s22、判斷是否只有第二循跡模塊和第三循跡模塊檢測到軌跡線，如果是，則分揀機(jī)器人直線行駛，如果否則執(zhí)行步驟s23；

25、s23、如果第一循跡模塊或/和第二循跡模塊檢測到軌跡線并且第四循跡模塊沒有檢測到軌跡線時，則分揀機(jī)器人朝向第一循跡模塊的安裝位置方向轉(zhuǎn)向，否則執(zhí)行步驟s24；

26、s24、如果第三循跡模塊或/和第四循跡模塊檢測到軌跡線并且第一循跡模塊沒有檢測到軌跡線時，則分揀機(jī)器人朝向第四循跡模塊安裝位置的方向轉(zhuǎn)向，否則分揀機(jī)器人停止移動。

27、本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點及有益效果：

28、本發(fā)明通過一種自動傾倒垃圾的分揀機(jī)器人及垃圾分類處理方法，能夠沿著軌跡線自動行走，并對垃圾識別分類，再將垃圾放入到對應(yīng)的垃圾桶內(nèi)，還可以自動傾倒垃圾，降低了人力成本。