垃圾定期清理方法及机器人与流程

本发明涉及人工智能，具体涉及一种垃圾定期清理方法及机器人。

背景技术

随着机器人的应用需求不断增加，人工智能相关技术不断进步，硬件性能的增长，服务机器人近年来开始从实验室走向工厂，并从单一功能向多功能的个人机器人发展。提到机器人，一个最近经常提及的词是人工智能。人工智能是用计算机来实现类似于人的智能行为的一门学科。机器人本身即是人工智能的一个终极应用目标之一。

传统的人工智能作为一门学科，起源于20世纪50年代的达特茅斯会议，后来经过几次大起大落，在基础理论和方法上积累了丰富的成果。从早期的符号计算系统，到专家系统，再到90年代发展起来的机器学习，大数据分析，都可以算是人工智能的范畴。在图像、语音、搜索、数据挖掘、社会计算等领域，又派生出了一些相关的应用研究。其中与机器人联系较为紧密的包括计算机视觉，语音和自然语言处理，还有智能体(agent)等。

根据以往机器人领域的研究进展和对应用的初步分析可以认为如下的感知、认知技术，将是实现应用的关键。

1、三维导航定位技术。不管什么机器人，只要可移动，即需要在家庭或其他环境中进行导航定位。其中slam(simultaneouslocalizationandming)技术可同时进行定位和建图，在学术研究方面已经有不少技术积累。但对于实际系统，由于实时性低成本(比如无法采用比较昂贵的雷达设备)的要求和家庭环境的动态变化(物品的摆放)，因而对导航定位技术提出了更高要求，仍需进一步研发。

2、视觉感知技术。其中包含人脸识别、手势识别、物体识别和情绪识别等相关技术。视觉感知技术，是机器人和人交互的一个非常重要的技术。

3、语言交互技术。其中包含语音识别、语音生成、自然语言理解和智能对话系统等。

4、文字识别技术。生活中有不少文字信息，如书报和物体的标签信息，这也要求机器人能够通过摄像头来进行文字识别。与传统的扫描后识别文字相比，其可通过摄像头来进行文字的识别。

5、认知技术。机器人需要逐步实现规划、推理、记忆、学习和预测等认知功能，从而变得更加智能。

从目前的研究现状看，服务机器人面对的关键技术均有了长足进步，但还有相当多的问题要解决。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种垃圾定期清理方法及机器人，可以提高垃圾清理的效率。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种垃圾定期清理方法，包括：

对目标垃圾堆进行图像采集，以获取所述目标垃圾堆的图像；

基于图像识别技术对所述目标垃圾堆的图像进行识别，对目标垃圾堆所包括的垃圾进行分类；

基于所述垃圾的分类对所述目标垃圾堆中的垃圾进行分拣，以将不同分类的垃圾清理至不同的垃圾容纳箱。

可选的，所述方法还包括：

周期性地通过远程摄像头对所述目标垃圾堆进行图像采集，以获取所述目标垃圾堆的图像；

基于图像识别技术对所述目标垃圾堆所包括的垃圾进行分类；

若所述目标垃圾堆所包括的垃圾包括了需要即时清理的垃圾时，即时前往所述目标垃圾堆进行垃圾清理；

若所述目标垃圾堆所包括的垃圾不包括需要即时清理的垃圾时，待预先设置的垃圾清理时间点到达时才前往所述目标垃圾堆进行垃圾清理。

可选的，所述需要即时清理的垃圾包括：会产生气味的垃圾和可能会危害人身安全的垃圾。

可选的，所述方法还包括：

若所述目标垃圾堆所包括的垃圾包括了可能危害公共安全的垃圾时，进行报警。

可选的，所述可能危害公共安全的垃圾包括：具有放射性的垃圾，会散发毒气的垃圾和可能会爆炸的垃圾。

一种定期清理垃圾的机器人，包括：

图像采集单元，用于对目标垃圾堆进行图像采集，以获取所述目标垃圾堆的图像；

图像识别单元，用于基于图像识别技术对图像采集单元采集的所述目标垃圾堆的图像进行图像识别，对所述目标垃圾堆所包括的垃圾进行分类；

清理单元，用于基于所述垃圾的分类对所述目标垃圾堆中的垃圾进行分拣，以将不同分类的垃圾清理至不同的垃圾容纳箱。

可选的，所述机器人还包括：

控制单元，用于周期性地控制远程摄像头对所述目标垃圾堆进行图像采集，以获取所述目标垃圾堆的图像；

接收单元，用于接收所述远程摄像头采集的所述目标垃圾堆的图像；

所述图像识别单元，还用基于图像识别技术对所述接收单元接收的所述目标垃圾的图像进行图像识别，从而确定目标垃圾堆所包括的垃圾进行分类；

处理单元，用于在所述目标垃圾堆所包括的垃圾包括了需要即时清理的垃圾时，即时前往所述目标垃圾堆以进行垃圾清理；在所述目标垃圾堆所包括的垃圾不包括需要即时清理的垃圾时，待预先设置的垃圾清理时间点到达时才前往所述目标垃圾堆进行垃圾清理。

可选的，所述需要即时清理的垃圾包括：会产生气味的垃圾和可能会危害人身安全的垃圾。

可选的，所述机器人还包括：

报警单元，用于在所述图像识别单元确定所述目标垃圾堆所包括的垃圾包括了可能危害公共安全的垃圾时，进行报警。

可选的，所述可能危害公共安全的垃圾包括：具有放射性的垃圾，会散发毒气的垃圾和可能会爆炸的垃圾。

从上可知，使用本发明实施例提供的垃圾清理方法，可以对目标垃圾堆进行图像采集，从而确定目标垃圾堆中包括的垃圾所述的分类，从而基于该分类对垃圾进行分拣，提高了垃圾清理的效率。进一步地，可以通过远程摄像头采集图像，从而在目标垃圾对中包括了需要即时清理的垃圾时，能够即时地对垃圾进行清理，从而避免对人们的工作和生活带来影响；进一步地，在所述目标垃圾堆中包括了危害人身安全的垃圾时，能够报警，从而降低这些危害人身安全的垃圾可能对人身产生的伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的垃圾定期清理方法的流程图；

图2为本发明一个实施例提供的机器人的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

先介绍本发明实施例提供的垃圾定期清理方法，图1描述了本发明一个实施例提供的垃圾定期清理方法的流程。如图1所示，该方法可以包括：

101、对目标垃圾堆进行图像采集，以获取所述目标垃圾堆的图像。

其中，更精确地对目标垃圾堆中的垃圾进行分拣，采集的目标垃圾堆的图像可以是多个。

其中，在一种方式中，例如目标垃圾堆中的垃圾比较少，可以仅在垃圾清理前进行图像的采集；在另一种实施方式中，例如目标垃圾堆中的垃圾比较多，则可以边清理边进行图像的采集，从而可以识别出一开始并没有在图像中显示的垃圾。

其中，垃圾清理可以是周期性地进行的，因此垃圾清理机器人在预设的时间点到达时，就前往目标垃圾堆进行垃圾清理。因此图1描述的方法可以是周期性地进行的。

102、基于图像识别技术对所述目标垃圾堆的图像进行识别，对目标垃圾堆所包括的垃圾进行分类。

其中，图像识别技术可以使用现有的图像识别技术，也可以使用本发明实施例提供的图像识别技术。本发明实施例提供的图像识别技术是基于神经网络模型实现的，例如可以是卷积神经网络(cnn：convolutionalneuralnetwork,)模型，或循环神经网络(rnn：recurrentneuralnetworks)模型，或者也可以是深度神经网络(dnn：deepneuralnetworks)模型。

其中，垃圾主要可以分为两大类，即可回收垃圾和不可回收垃圾。

例如，可回收垃圾可以包括：废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类。其中，废纸主要包括：报纸、期刊、图书、各种包装纸等。但是，要注意纸巾和厕所纸由于水溶性太强不可回收。塑料包括：各种塑料袋、塑料泡沫、塑料包装、一次性塑料餐盒餐具、硬塑料、塑料牙刷、塑料杯子、矿泉水瓶等。玻璃主要包括：各种玻璃瓶、碎玻璃片、镜子、暖瓶等。金属物包括：主要包括易拉罐、罐头盒等。布料主要包括：废弃衣服、桌布、洗脸巾、书包、鞋等。这些垃圾通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。如每回收1吨废纸可造好纸850公斤，节省木材300公斤，比等量生产减少污染74％；每回收1吨塑料饮料瓶可获得0.7吨二级原料；每回收1吨废钢铁可炼好钢0.9吨，比用矿石冶炼节约成本47％，减少空气污染75％，减少97％的水污染和固体废物。

不可回收垃圾主要包括：厨余垃圾和其他垃圾。

例如厨余垃圾可以包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物。

其它垃圾可以包括：除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸、纸巾等难以回收的废弃物及果壳、尘土。采取卫生填埋可有效减少对地下水、地表水、土壤及空气的污染。其中，其他垃圾中可以包括有毒有害垃圾，其含有对人体健康有害的重金属、有毒的物质或者对环境造成现实危害或者潜在危害的废弃物。包括电池、荧光灯管、灯泡、水银温度计、油漆桶、部分家电、过期药品、过期化妆品等。这些垃圾一般使用单独回收或填埋处理。

103、基于所述垃圾的分类对所述目标垃圾堆中的垃圾进行分拣，以将不同分类的垃圾清理至不同的垃圾容纳箱。

垃圾清理机器人包括有机械臂，可以通过该机械臂对目标垃圾堆中的垃圾进行分拣并清理至不同的垃圾容纳箱，从而可以将不同的垃圾运输至不同的垃圾清理点。

由于有些垃圾可能会对环境或者人身安全造成影响，例如厨余垃圾可能会很快变质从而产生难闻的气味，因此为了不影响人们的工作和生活，需要对厨余垃圾进行即时清理。例如某些有毒有害物质可能会对人身安全造成影响，例如具有放射性的垃圾会产生反射性射线，会对人身安全造成极大的危害，因此需要即时清理。例如有些垃圾会产生有毒气体，也可能会对人身安全造成极大的危害，因此也需要即时清理；还有些垃圾可能会有爆炸的风险，从而会危害公共安全，因此也需要即时清理。

可以理解的是，对于具有放射性的垃圾，可能产生有毒气体的垃圾，有爆炸风险的垃圾，如果垃圾清理机器人不能够进行处理，则可以报警，从而让专业人员来清理相关的垃圾。同时，由于这些垃圾可能对人身安全造成危害，垃圾清理机器人还可以在目标垃圾堆周围设置警戒线，或设置警示标志，从而避免有人误入了目标垃圾堆周围的危险区域。

因此，可选的，为了能够及时清理需要及时清理的垃圾，在本发明的一种实施方式中，所述方法还包括：

周期性地通过远程摄像头对所述目标垃圾堆进行图像采集，以获取所述目标垃圾堆的图像；

基于图像识别技术对所述目标垃圾堆所包括的垃圾进行分类；

若所述目标垃圾堆所包括的垃圾包括了需要即时清理的垃圾时，即时前往所述目标垃圾堆进行垃圾清理；

若所述目标垃圾堆所包括的垃圾不包括需要即时清理的垃圾时，待预先设置的垃圾清理时间点到达时才前往所述目标垃圾堆进行垃圾清理。

其中所述需要即时清理的垃圾包括：会产生气味的垃圾和可能会危害人身安全的垃圾。

进一步地，若所述目标垃圾堆所包括的垃圾包括了可能危害公共安全的垃圾时，所述方法还包括：进行报警。所述报警可以采用预先设置的方式进行，例如呼叫预先设置的报警号码，也可以激活警铃等等。

其中，所述可能危害公共安全的垃圾包括：具有放射性的垃圾，会散发毒气的垃圾和可能会爆炸的垃圾。

从上可知，使用本发明实施例提供的垃圾清理方法，可以对目标垃圾堆进行图像采集，从而确定目标垃圾堆中包括的垃圾所述的分类，从而基于该分类对垃圾进行分拣，提高了垃圾清理的效率。进一步地，可以通过远程摄像头采集图像，从而在目标垃圾对中包括了需要即时清理的垃圾时，能够即时地对垃圾进行清理，从而避免对人们的工作和生活带来影响；进一步地，在所述目标垃圾堆中包括了危害人身安全的垃圾时，能够报警，从而降低这些危害人身安全的垃圾可能对人身产生的伤害。

在本发明的一种实施方式中，所述的图像识别技术部署在神经网络中，神经网络可以由多个神经元组成。在所述神经网络中，所述的图像识别技术算法可以表示成如下所述的计算式：

m＝f(pi+λ)＝f(api+λ),i＝0,...,n-1

其中，m表示识别出的垃圾分类，pi表示采集的图像，采集的图像的数量为n张，λ表示调整因子，该调整因子根据不同的垃圾堆会有不同(例如居民生活区和工厂区的调整因子不一样，工厂区又根据工厂产品类型和/或工厂的加工范围的不同会有不同)，f()表示的是神经元对应的激活函数，a是激活函数对应的模块参数。在一种实施方式中，激活函数f()具体可以是sigmoid函数，即f()可以表示成如下的形式：

其中，激活函数f()的模块参数是预先训练好的，在一种实施方式中模块参数a具体可以通过如下训练函数训练获得：

其中，m是训练函数的参数，n是训练集合中三维模型的数量，pn是训练集合中垃圾堆的图片，λn是训练集合中的调整因子。

图2描述了本发明一个实施例提供的一种定期清理垃圾的机器人的结构，其中，该机器人可以用于实现前述实施例提供的垃圾定期清理方法。如图2所示，该机器人可以包括：

图像采集单元201，用于对目标垃圾堆进行图像采集，以获取所述目标垃圾堆的图像。

其中，更精确地对目标垃圾堆中的垃圾进行分拣，采集的目标垃圾堆的图像可以是多个。

其中，在一种方式中，例如目标垃圾堆中的垃圾比较少，可以仅在垃圾清理前进行图像的采集；在另一种实施方式中，例如目标垃圾堆中的垃圾比较多，则可以边清理边进行图像的采集，从而可以识别出一开始并没有在图像中显示的垃圾。

其中，垃圾清理可以是周期性地进行的，因此垃圾清理机器人在预设的时间点到达时，就前往目标垃圾堆进行垃圾清理。

图像识别单元202，用于基于图像识别技术对图像采集单元201采集的所述目标垃圾堆的图像进行图像识别，对所述目标垃圾堆所包括的垃圾进行分类。

其中，图像识别技术可以使用现有的图像识别技术，也可以使用本发明实施例提供的图像识别技术。本发明实施例提供的图像识别技术是基于神经网络模型实现的，例如可以是卷积神经网络(cnn：convolutionalneuralnetwork,)模型，或循环神经网络(rnn：recurrentneuralnetworks)模型，或者也可以是深度神经网络(dnn：deepneuralnetworks)模型。

其中，垃圾主要可以分为两大类，即可回收垃圾和不可回收垃圾。

例如，可回收垃圾可以包括：废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类。其中，废纸主要包括：报纸、期刊、图书、各种包装纸等。但是，要注意纸巾和厕所纸由于水溶性太强不可回收。塑料包括：各种塑料袋、塑料泡沫、塑料包装、一次性塑料餐盒餐具、硬塑料、塑料牙刷、塑料杯子、矿泉水瓶等。玻璃主要包括：各种玻璃瓶、碎玻璃片、镜子、暖瓶等。金属物包括：主要包括易拉罐、罐头盒等。布料主要包括：废弃衣服、桌布、洗脸巾、书包、鞋等。这些垃圾通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。如每回收1吨废纸可造好纸850公斤，节省木材300公斤，比等量生产减少污染74％；每回收1吨塑料饮料瓶可获得0.7吨二级原料；每回收1吨废钢铁可炼好钢0.9吨，比用矿石冶炼节约成本47％，减少空气污染75％，减少97％的水污染和固体废物。

不可回收垃圾主要包括：厨余垃圾和其他垃圾。

例如厨余垃圾可以包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物。

其它垃圾可以包括：除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸、纸巾等难以回收的废弃物及果壳、尘土。采取卫生填埋可有效减少对地下水、地表水、土壤及空气的污染。其中，其他垃圾中可以包括有毒有害垃圾，其含有对人体健康有害的重金属、有毒的物质或者对环境造成现实危害或者潜在危害的废弃物。包括电池、荧光灯管、灯泡、水银温度计、油漆桶、部分家电、过期药品、过期化妆品等。这些垃圾一般使用单独回收或填埋处理。

清理单元203，用于基于所述垃圾的分类对所述目标垃圾堆中的垃圾进行分拣，以将不同分类的垃圾清理至不同的垃圾容纳箱。

所述清理单元203可以是机械臂，可以通过该机械臂对目标垃圾堆中的垃圾进行分拣并清理至不同的垃圾容纳箱，从而可以将不同的垃圾运输至不同的垃圾清理点。

由于有些垃圾可能会对环境或者人身安全造成影响，例如厨余垃圾可能会很快变质从而产生难闻的气味，因此为了不影响人们的工作和生活，需要对厨余垃圾进行即时清理。例如某些有毒有害物质可能会对人身安全造成影响，例如具有放射性的垃圾会产生反射性射线，会对人身安全造成极大的危害，因此需要即时清理。例如有些垃圾会产生有毒气体，也可能会对人身安全造成极大的危害，因此也需要即时清理；还有些垃圾可能会有爆炸的风险，从而会危害公共安全，因此也需要即时清理。

可以理解的是，对于具有放射性的垃圾，可能产生有毒气体的垃圾，有爆炸风险的垃圾，如果垃圾清理机器人不能够进行处理，则可以报警，从而让专业人员来清理相关的垃圾。同时，由于这些垃圾可能对人身安全造成危害，垃圾清理机器人还可以在目标垃圾堆周围设置警戒线，或设置警示标志，从而避免有人误入了目标垃圾堆周围的危险区域。

可选的，在一种实施方式中，图2所示的机器人还可以包括：

控制单元204，用于周期性地控制远程摄像头对所述目标垃圾堆进行图像采集，以获取所述目标垃圾堆的图像；

接收单元205，用于接收所述远程摄像头采集的所述目标垃圾堆的图像；

所述图像识别单元202，还用基于图像识别技术对所述接收单元205接收的所述目标垃圾的图像进行图像识别，对目标垃圾堆所包括的垃圾进行分类；

处理单元206，用于在所述目标垃圾堆所包括的垃圾包括了需要即时清理的垃圾时，即时前往所述目标垃圾堆以进行垃圾清理；在所述目标垃圾堆所包括的垃圾不包括需要即时清理的垃圾时，待预先设置的垃圾清理时间点到达时才前往所述目标垃圾堆进行垃圾清理。其中，所述需要即时清理的垃圾包括：会产生气味的垃圾和可能会危害人身安全的垃圾。

可选的，在一种实施方式中，图2所示的机器人还可以包括：

报警单元207，用于在所述图像识别单元202确定所述目标垃圾堆所包括的垃圾包括了可能危害公共安全的垃圾时，进行报警。其中，所述可能危害公共安全的垃圾包括：具有放射性的垃圾，会散发毒气的垃圾和可能会爆炸的垃圾。

从上可知，使用本发明实施例提供的定期清理垃圾的机器人，可以对目标垃圾堆进行图像采集，从而确定目标垃圾堆中包括的垃圾所述的分类，从而基于该分类对垃圾进行分拣，提高了垃圾清理的效率。进一步地，可以通过远程摄像头采集图像，从而在目标垃圾对中包括了需要即时清理的垃圾时，能够即时地对垃圾进行清理，从而避免对人们的工作和生活带来影响；进一步地，在所述目标垃圾堆中包括了危害人身安全的垃圾时，能够报警，从而降低这些危害人身安全的垃圾可能对人身产生的伤害。

上述机器人内的各单元模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom：read-onlymemory)或随机存储记忆体(ram：randomaccessmemory)等。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。