(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210438536.6 (22)申请日 2022.04.25 (71)申请人 武汉绿净缘环境科技工程有限公司 地址 430000 湖北省武汉市东西湖区新沟 农场新沟火车站4号厂房1-5层五层 316号 (72)发明人 熊越　 (74)专利代理 机构 合肥上博知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 3418 8 专利代理师 李辉 (51)Int.Cl. B65F 1/14(2006.01) B65F 1/00(2006.01) B65F 9/00(2006.01) G06F 16/29(2019.01)G06F 16/28(2019.01) G06K 9/62(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/762(2022.01) (54)发明名称 一种智慧城市垃圾分类系统 (57)摘要 本发明公开了一种用于智慧城市建设的垃 圾分类系统。 该智慧城市垃圾分类系统包括中央 处理器、 垃圾数据处理中心、 垃圾收集运输系统、 垃圾分类管 理系统和 智能垃圾桶终端。 中央处理 器控制整个智慧城市垃圾分类系统； 垃圾数据处 理中心收集垃圾收集运输系统上报的垃圾数据、 垃圾分类管理系统上报的垃圾分类数据以及智 能垃圾桶终端的垃圾储量数据； 垃圾收集运输系 统实现垃圾收集、 运输； 垃圾分类管理系统根据 特性信息对待分类垃圾进行识别得到分类结果， 根据分类结果对待分类垃圾进行分拣； 智能垃圾 桶终端可实时上传垃圾容量和种类信息。 本发明 能够自动识别并分类垃圾， 规划垃圾收集运输策 略， 并可实时监控智能垃圾桶终端， 精确度和 效 率都更高。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114772104 A 2022.07.22 CN 114772104 A 1.一种用于智慧城市 建设的垃圾分类系统， 其特 征在于： 包括中央处理器、 垃圾收集运输系统、 垃圾分类管理系统、 垃圾数据处理中心及智能垃 圾桶终端， 所述的垃圾收集运输系统、 所述的垃圾分类管理系统、 所述的垃圾数据处理中心 及所述的智能垃圾桶终端均 与所述的中央处 理器相连； 所述的中央处理器用于控制所述的垃圾收集运输系统、 所述的垃圾分类管理系统、 所 述的垃圾数据处理中心及所述的智能垃圾桶终端， 并根据所述的垃圾数据处理中心将所述 的垃圾收集运输系统上报的垃圾运输数据、 所述的垃圾分类管理系统上报的垃圾分类数据 以及所述的智能垃圾桶终端的垃圾存储 数据进行数据存储、 数据分析、 统计报表生成， 同时 所述的中央处 理器用于生成垃圾分类策略和垃圾收集 运输规划策略； 所述的垃圾数据处理中心包括SQL数据库、 MongoDB数据库及数据分析服务器， 所述的 SQL数据库分别与所述的垃圾收集运输系统、 所述的垃圾分类管 理系统相连； 所述的智能垃 圾桶终端与所述的MongoDB数据库相连， 所述的数据分析服务器分别与所述的SQL数据库、 所述的Mo ngoDB数据库相连； 所述的垃圾收集运输系统包括智能垃圾收集点和智能垃圾运输车， 所述的智能垃圾收 集点用于囤积中转所述智能垃圾运输车收集的垃圾， 所述的智能垃圾运输车用于实现智能 垃圾桶终端扫描及识别、 垃圾自动运输和垃圾液压处 理； 所述的垃圾分类管理系统包括知识库模块、 采集模块、 主控模块、 执行模块与监测模 块， 所述的知识库模块用于管理垃圾分类知识； 所述的采集模块， 用于获取待分类垃圾的特 性信息； 所述的主控模块用于垃圾的识别、 分类； 所述的执行模块用于垃圾的分类分拣， 所 述的监测模块对已分类垃圾进 行监测得到垃圾堆量； 所述的知识库模块与所述的主控模块 相连， 所述的主控 模块分别与所述的采集模块、 所述的执 行模块以及所述的监测模块相连； 所述的智能垃圾桶终端包括垃圾桶主控模块、 垃圾桶传感器模块、 垃圾桶通信模块， 所 述的垃圾桶传感器模块用于垃圾种类识别与容量测量， 所述的垃圾桶通信模块用于与垃圾 数据处理中心的数据通信， 所述的垃圾桶主控模块用于处理所述的垃圾桶传感器模块测量 数据， 并控制垃圾桶通信模块的数据传输， 所述的垃圾桶主控模块分别与所述的垃圾桶传 感器模块和所述的垃圾桶通信模块相连。 2.根据权利要求1所述的中央处 理器， 其特 征在于： 所述的中央处理器根据所述的垃圾数据处理中心存储数据来生成垃圾分类策略与垃 圾收集运输规划策略； 所述的中央处理器还用于控制垃圾数据处理中心数据进行垃圾分类数据库更新与训 练， 生成数据分析统计报表； 其中垃圾分类数据库的更新 算法如下： 步骤1： 首先在GIS地图中确定与GPS所采集的图斑关联的底图图斑， 利用图斑的外接矩 阵的关系进行判断； 步骤2： 在所确定的底图 图斑中， 建立图斑之间的拓扑关系， 建立弧段等结构表； 步骤3： 建立GPS点的缓冲区， 假定GPS定位点方差在各方向上的分量均相等， 即误差椭 圆为圆， 其公式如下： (x‑x0)2+(y‑y0)2＝ πr2    (I) 式中x， y代表图斑位置坐标， x0与y0表示参考位置坐标， r为圆半径；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114772104 A 2步骤4： 判断落入每 个GPS点的缓冲区内的弧段， 并记录； 步骤5： 缓冲区内GP S点与GIS数据库内点的融合匹配； 步骤6： 弧段充足， 重新 生成多边形， 完成GIS数据库的更新。 3.根据权利要求1所述的垃圾数据处 理中心， 其特 征在于： 所述的垃圾数据处理中心连接所述垃圾收集运输系统、 垃圾分类管理系统和智能垃圾 桶终端， 包括SQL数据库、 MongoDB数据库， 数据分析服务器， 用于将上报至中央处理器的垃 圾数据进 行数据存储、 数据分析， 并将处理完成的应用数据存档， 同时读取智能垃圾桶终端 实时数据并上传中央处理器； 所述的垃圾数据处理中心控制所述的SQL数据库存储非实时 数据； 所述的垃圾数据处理中心控制所述的MongoDB数据库存储实时数据； 所述的数据分析 服务器采用惠普PowerEdge  R7309， 其型号为机架式服务器， 其CPU型号为Xeon  E5‑2603v3， 其内存类型为D DR4， 其网卡类型为四端口千兆网卡。 4.根据权利要求1所述的垃圾收集 运输系统， 其特 征在于： 所述的垃圾收集运输系统控制所述的智能垃圾运输车实现垃圾收集、 垃圾处理及运 输； 所述的垃圾收集运输系统控制所述的智能垃圾收集点上报垃圾数据； 所述的垃圾收集 运输系统监测所述的智能垃圾收集 点的垃圾储量和类别 信息。 5.根据权利要求1所述的垃圾分类管理系统， 其特 征在于： 所述采集模块包含用于获取待分类垃圾图像的机器视觉摄像头， 机器视觉摄像头采集 用于垃圾分类识别的特性信息； 所述的特征信息上传至所述的知识库模块； 所述的主控模 块调用图像识别器 基于卷积神经网络对输入图像数据进行图像识别操作。 6.根据权利要求1所述的智能垃圾桶终端， 其特 征在于： 所述智能垃圾桶终端的垃圾桶传感器模块包括红外线传感器、 压力传感器以及温湿度 传感器； 所述红外线传感器设置在所述垃圾箱外部， 感测待投放的垃圾； 所述压力传感器置 于所述垃圾箱的底部， 感测所述垃圾箱内垃圾的重量； 所述温湿度传感器， 设置在所述垃圾 箱内部， 用于感测所述垃圾箱的温度和湿度。 7.根据权利要求1所述的智能垃圾桶终端， 其特 征在于： 所述的智能垃圾桶终端的传感器模块包含图像传感器模块， 图像传感器模块采集垃圾 图像数据， 所述的主控 模块根据以上图像数据， 应用如下 垃圾识别算法： 步骤1： 深度相机采集包 含目标物体的场景点云； 步骤2： 利用直 通滤波去除场景点云中离 散点， 再通过体素 滤波算法降低点云密度； 步骤3： 通过平面分割算法分割掉平面点云， 然后利用欧式聚类分割算法对剩余点云进 行聚类分割； 步骤4： 计算聚类分割后每个点云的VFH特征， 利用最近邻算法在模型库中对每个聚类 的VFH特征进行匹配搜索； 步骤5： 分别计算 集合对应的点云和模型点云的FPFH特 征， 进行配准识别； 步骤6： 求取模型点云Pj和目标点云Qj的特征FPFH， 利用SAC ‑IA+FPFH和ICP+FPF  H分别 求得初始变换T1和精确变换T2， 则配准的位姿变换Ti＝T1*T2； 步骤7： 如果模型点云相 对于相机的位姿转换关系 为Tj， 则目标点云相对于相机的位姿 为T＝Ti*Tj。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114772104 A 3