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基于图像识别技术的智能分类垃圾桶的设计

■庞博周星妤谷颖佳金辰旭郭梦如

重庆交通大学土木工程学院重庆400041

摘要：近年来，国家大力倡导垃圾分类，作为垃圾分类中的硬件，垃圾箱除了存储垃圾外，并没有被赋予更多智能化的功能。本装置

旨在设计一款基于现有图像识别技术，实现垃圾智能分类的全自动化环保型垃圾桶。它利用图像识别模块识别获取垃圾信息并与数据库进行

匹配，单片机控制机械装置模块完成分类。该智能分类垃圾桶还具有容量监控、自动预警等功能，是图像识别技术与智能化分类结合的创新

产物，具有能高效识别，安全可控的特点。

关键词：图像识别；智能分类；垃圾分类；单片机

1.设计现状综述与云端数据库模板比对从而进行分类并加以对应标签信息，通过中

1.1当前智能垃圾桶存在形式间件处理后传至单片机。单片机将该信息与单片机库文件里的信息

（1）基于RFID技术的智能分类垃圾桶。该类型智能垃圾桶利进行匹配。若匹配成功，对应类别机械装置运作将垃圾归属到对应

用RFID精准接收并判断垃圾是否可回收的分类信息，由单片机控制，区域中。若匹配不成功，机械装置不运作垃圾自动归属至“其他垃圾”

实现垃圾智能分类的智能化。区域中。图像识别模块一直处于待机状态，时刻准备运行。

（2）可追溯式智能分类垃圾桶。可追溯式智能分类垃圾桶盖，4.装置功能

利用二维码扫码识别分类技术，实现了智能的垃圾分类投放，而且4.1垃圾自动识别

能通过后台系统对分类不准确的用户进行追溯，督促人们从源头上本装置利用图像识别技术，产品在制造初期录入垃圾图像信息，

“自觉”进行垃圾分类。存入云端数据库中。数据库中的垃圾根据材料属性分为三类（即可

（3）基于物联网的智能分类垃圾桶。基于物联网的环保智能回收垃圾、厨余垃圾、其他垃圾），并设置对应的标签信息。当用

分类回收垃圾桶，利用互联网+环保+金融模式，以垃圾桶作为载户投入垃圾时，图像识别模块扫描垃圾，获取垃圾图像特征，并与

体，实现语音识别、LED屏、独特外形设计、线上APP等，实现经济、数据库文件进行比对，得到分类结果与对应的标签信息后将标签信

社会、生态三方面收益。息反馈于单片机，再由单片机控制后续运作。

2.图像识别技术的阐释4.2垃圾自动分类

2.1基本原理该智能分类垃圾桶内部设有3个垃圾分类区域，在传送带运动

图像识别是利用计算机对图像进行过处理、分析、理解以识别方向，依次设为可回收垃圾区域、厨余垃圾区域、其他垃圾区域。

各种目标和对象的计算。每个图像都有它的特征，通过不同的方法，单片机内存储有每类垃圾对应的垃圾区域信息，当单片机获得垃圾

可以提取出特定的特征。在进行垃圾分类时，我们主要考虑垃圾成标签信息后，将标签信息与单片机内储存的垃圾区域信息进行匹配，

像不同而非材料的差异，在这里，装置所需要的特征变量是特征图像。若匹配成功，单片机控制对应活塞运动，将垃圾撞入对应垃圾区域内；

卷积神经系统（CNN）是实现垃圾图像获取并识别分类的程序方法，若垃圾标签信息与可回收垃圾区域、厨余垃圾区域的信息均不匹配，

其识别分类过程如下图：则机械活塞不运动，垃圾随传送带运动至末端“其他垃圾”区域。

4.3实时检测垃圾桶内储存容量

该装置垃圾分类区域的顶部设有超声波传感器能实时检测垃圾

箱的剩余容量，当垃