一种基于人脸识别的垃圾分类管理系统、方法、装置与流程

本发明属于垃圾分类技术领域，尤其涉及一种基于人脸识别的垃圾分类管理系统、方法、装置。

背景技术：

目前，最接近的现有技术：垃圾分类当前已经在国内多个城市如火如荼的开展起来，开展垃圾分类有益于环境保护，节约能源，是社会文明水平的一个重要体现。垃圾分类一般采用四种分类方法，不同的地方采用了不同的分类名称，但是大致上的分类原则都类似，具体实施上，一般还是采用专人负责，宣传教育，社区强制执行等手段来确保垃圾分类的效果，但是长远来看，靠人盯的方式来处理肯定不能达到很好的效果，需要技术上的发展促进垃圾分类。

当前的智能垃圾箱或智能垃圾桶等垃圾容器，主要是针对垃圾箱盖的自动打开关闭等操作，对于垃圾的类别的识别，主要是采用拍照识别的方式，通过采集垃圾的图像，通过ai算法进行识别，判断垃圾是什么，进而判断垃圾的种类。但是这种方式识别的垃圾种类有限，ai的物体识别需要对同一类别的图片进行反复的训练，当前的做法都是拿出一种垃圾的不同图片进行大量训练，最终呈现的效果是拍摄一个垃圾的照片，有可能能识别出是什么，而做不到一堆垃圾，区分出每个是什么类型，简单的说只能一个一个区分，并且只能进行单个垃圾的识别。另外，部分智能的废物(或者)垃圾回收设备，回安装人脸识别摄像头，通过人脸识别摄像头进行身份信息的识别，但是这种设备一般仅针对可回收垃圾，人脸识别只起到了身份认证的作用。无法起到垃圾分类的社会行为治理。解决不了当前存在的垃圾分类问题。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的垃圾识别方案不健全，身份识别作用单一，缺少对垃圾分类行为统一管理的系统方案。

解决上述技术问题的难度：利用ai进行垃圾识别的难度很大，当前的深度学习算法只能对固定的几种物品进行识别，并且基本只能一个一个识别，无法对混杂在一起的垃圾进行区分。另外垃圾因为形态上的破坏，ai也无法很好的进行处理。利用深度学习进行一堆垃圾判断的难度技术难度非常高，也不会有技术厂商这样做，因为这是一件无法产生收益的工作。现有的ai垃圾判断只是作为其他深度学习工作的一个副产品。

解决上述技术问题的意义：本发明所采用的方法，是针对垃圾处理中的特定种类，容易产生混淆的种类进行区分，实现及部署的难度成本较低，更容易大规模部署，另外通过积分管理的方式，可以更好的推动人们养成良好的垃圾处理习惯，从而促进垃圾分类的普及。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于人脸识别的垃圾分类管理系统、方法、装置。

本发明是这样实现的，一种基于人脸识别的垃圾分类管理方法，所述基于人脸识别的垃圾分类管理方法包括以下步骤：

第一步，人脸识别，图像采集模块采集到人脸信息，并进行身份识别判断是否有垃圾投放权限；

第二步，如果判断有垃圾投放权限，控制模块控制桶盖开光模块，打开垃圾桶；

第三步，垃圾袋识别模块启动，用户投放垃圾，垃圾袋识别模块识别垃圾袋的二维码信息，获取垃圾类型，判断垃圾类型是否与垃圾桶类型想符合；

第四步，如果不符合，控制模块发出提示信息通知垃圾投放者；

第五步，垃圾类别符合，启动垃圾检测识别模块，通过传感器检测是否有违规垃圾；

第六步，控制模块将垃圾类别投放信息，违规垃圾投放信息等信息上传到合规行为记录模块，积分管理模块对于合规行为和违规行为，分别进行积分的加减并记录。

进一步，所述基于人脸识别的垃圾分类管理方法包括图像采集模块采集照片，当检测到照片区域中有人脸时，身份管理模块获取照片人脸信息，并与人脸信息库中的人脸信息进行对比，如果属于人脸信息库，则判断其是否有扔垃圾的权限；

对于人脸照片进行判断，身份管理模块判断该人脸有垃圾投放权限，则控制模块控制桶盖开关模块打开桶盖，桶盖与桶体采用磁性闭合，正常状态下，桶盖开关模块不加电，桶盖与桶体因为磁铁的磁吸作用紧密闭合，无法打开，当桶盖开关模块接收打开命令，在电磁铁两端增加正向电压，使电磁特产生与永磁体异性的磁场，弹开桶盖，垃圾投放者可以正常投放垃圾。

进一步，所述基于人脸识别的垃圾分类管理方法包括桶盖开关模块打开桶盖之后，垃圾袋识别模块启动摄像头，进行照片采集，并对照片内容进行内容识别，当发现照片中出现二维码、条形码或者其他识别身份的内容，对二维码、条形码等内容进行识别。识别内容中有垃圾类型信息，对垃圾类型信息与垃圾桶默认类型相比较，判断是否相符；

如果垃圾袋二维码信息中的垃圾袋类型与垃圾桶默认类型不相符，则控制模块发出语音提示，提醒用户垃圾投放错误。

进一步，所述基于人脸识别的垃圾分类管理方法的桶盖开关模块打开桶盖之后，垃圾识别模块启动，对于厨余垃圾，垃圾识别模块采用的是金属探测器，检测厨余垃圾中是否有常见金属，如果有，则认定此次垃圾投放不合规，垃圾识别模块发出提示音。对于可回收垃圾，垃圾识别模块采用的红外传感器，检测垃圾中是否有厨余垃圾等有机物，厨余垃圾会有发酵的现像，红外成像时，厨余垃圾会的温度会高于周围，红外传感器采集的图像中，如果有满足一定区域的红外图像灰度值高于某一阈值，则认为有厨余垃圾，则此次垃圾投放不合规，垃圾识别模块发出提示音。

进一步，所述基于人脸识别的垃圾分类管理方法的控制模块将用户身份信息、垃圾投放是否合规，垃圾中是否有不合规的垃圾等信息上传到合规行为记录模块，对于正确投放垃圾的行为，积分管理模块将会给垃圾投放者的id增加信用积分。上述信息及积分信息均存储到区块链系统上。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述基于人脸识别的垃圾分类管理方法的基于人脸识别的垃圾分类管理系统，所述基于人脸识别的垃圾分类管理系统包括：

身份管理模块，用于通过摄像头采集的照片，进行人脸识别，判断是否为垃圾许可投放的用户名单；并将结果反馈给控制模块；

合规行为记录模块，用于将控制系统记录的用户垃圾投放情况，是否满足合规要求等信息记录在数据库中；

积分管理模块，用于将合规行为记录模块中的数据记录，转换为积分信息，并记录在数据库中，积分可以用于企业或个人消费；

控制模块，与身份管理模块连接，包括处理器，相关的存储芯片，以及与其他模块连接的传输电路。

进一步，所述基于人脸识别的垃圾分类管理系统还包括：

桶盖开关模块，接收控制模块的指令，打开和关闭垃圾桶的桶盖；

图像采集模块，用于采集垃圾投放者的人脸照片，并将照片发送到管理软件部分进行人脸识别；

垃圾袋识别模块，用于扫描垃圾袋上的二维码信息，并将该二维码信息传输到控制模块进行处理；

垃圾识别模块，用于通过传感器判断垃圾内所含的垃圾类别。

本发明的另一目的在于提供一种搭载所述基于人脸识别的垃圾分类管理系统的智能垃圾分类垃圾桶，所述智能垃圾分类垃圾桶包括：控制模块、桶盖开关器、摄像头、垃圾袋识别模块、红外传感器、金属探测传感器、桶体；

控制模块与桶盖开关器、摄像头、垃圾袋识别模块、红外传感器、金属探测传感器连接；

桶盖开关器安装在桶体的顶部，摄像头位于桶体的外部，红外传感器、金属探测传感器、垃圾袋识别模块安装在桶体的内部。

进一步，所述桶盖开关器包括永磁铁、电磁铁。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于人脸识别的垃圾分类管理方法的信息数据处理终端。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明利用身份识别技术，判断扔垃圾的个人身份，通过校验身份信息，控制垃圾桶的开启和关闭，同时利用传感器对垃圾的种类进行识别，判断不合规的垃圾处理行为，对于特定的垃圾处理行为进行积分的管理，并将行为积分与身份信息相关联，用于后续的行为治理。

本发明通过人脸识别，判断用户是否有扔垃圾的权限；智能识别垃圾袋的归属；智能识别不合规的垃圾内容；将违规行为与用户的积分相结合，促进垃圾正确投放。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于人脸识别的垃圾分类管理系统包括：

图中：1、身份管理模块；2、合规行为记录模块；3、积分管理模块；4、控制模块。

图2是本发明实施例提供的基于人脸识别的垃圾分类管理方法流程图。

图3是本发明实施例提供的智能垃圾分类垃圾桶的结构示意图；

图中：5、桶盖开关器；6、摄像头；7、垃圾袋识别模块；8、红外传感器；9、金属探测传感器；10、桶体。

图4是本发明实施例提供的桶盖开关器的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的基于人脸识别的垃圾分类管理方法的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于人脸识别的垃圾分类管理系统、方法、装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于人脸识别的垃圾分类管理系统包括：

身份管理模块1，用于通过摄像头采集的照片，进行人脸识别，判断是否为垃圾许可投放的用户名单。并将结果反馈给控制模块。

合规行为记录模块2，用于将控制系统记录的用户垃圾投放情况，是否满足合规要求等信息记录在数据库中。

积分管理模块3，用于将合规行为记录模块中的数据记录，转换为积分信息，并记录在数据库中，积分可以用于企业或个人消费等用途。

控制模块4，与身份管理模块1连接，包括处理器，相关的存储芯片，以及与其他模块连接的传输电路。可以与桶盖开关模块，图像采集模块，垃圾袋识别模块7，垃圾识别模块进行数据交互和控制。

桶盖开关模块，可以接收控制模块的指令，打开和关闭垃圾桶的桶盖。

图像采集模块，用于采集垃圾投放者的人脸照片，并将照片发送到管理软件部分进行人脸识别。

垃圾袋识别模块7，用于扫描垃圾袋上的二维码信息，并将该二维码信息传输到控制模块进行处理。

垃圾识别模块，用于通过传感器判断垃圾内所含的垃圾类别。

如图2所示，本发明实施例提供的基于人脸识别的垃圾分类管理方法包括以下步骤：

s201：人脸识别，图像采集模块采集到人脸信息，并进行身份识别判断是否有垃圾投放权限；

s202：如果判断有垃圾投放权限，控制模块控制桶盖开光模块，打开垃圾桶；

s203：垃圾袋识别模块启动，用户投放垃圾，垃圾袋识别模块识别垃圾袋的二维码信息，获取垃圾类型，判断垃圾类型是否与垃圾桶类型想符合；

s204：如果不符合，控制模块发出提示信息通知垃圾投放者；

s205：垃圾类别符合，启动垃圾检测识别模块，通过传感器检测是否有违规垃圾；

s206：控制模块将垃圾类别投放信息，违规垃圾投放信息等信息上传到合规行为记录模块，积分管理模块对于合规行为和违规行为，分别进行积分的加减并记录。

如图3所示，本发明实施例提供的智能垃圾分类垃圾桶包括：控制模块4、桶盖开关器5、摄像头6、垃圾袋识别模块7、红外传感器8、金属探测传感器9、桶体10。

控制模块4与桶盖开关器5、摄像头6、垃圾袋识别模块7、红外传感器8、金属探测传感器9连接。

桶盖开关器5安装在桶体10的顶部，摄像头6位于桶体10的外部，红外传感器8、金属探测传感器9、垃圾袋识别模块7安装在桶体10的内部，

如图4所示，桶盖开关器5包括永磁铁、电磁铁。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

实施例1：

本发明实施例的智能垃圾分类垃圾桶包括控制模块4、桶盖开关器5、摄像头6、垃圾袋识别模块7、红外传感器8、金属探测传感器9、桶体10。

控制模块4采用微处理器，预置智能操作系统，可以连接wifi网络同其他服务进行数据交互。

桶盖开关器5采用电磁开关器件，控制信号通过系统总线与微处理器相连，可以由控制模块4进行桶盖的打开与关闭操作。

摄像头6采用普通的摄像头，图像数据可以通过接口传输到控制模块4。

垃圾袋识别模块7采用多个带红外线的摄像头6，从不同角度采集垃圾袋上的二维码或者条形码信息，获得二维码或者条形码内容，并传输到控制模块4进行处理。

垃圾识别模块7采用红外传感器8、金属探测传感器9分布于桶体10的四周，其中金属探测传感器9用于检测垃圾中是否含有金属，从而判断厨余垃圾中是否含有金属物质，红外传感器8根据厨余垃圾发酵会产生热量的原理，从而判断可回收垃圾中是否含有厨余垃圾，利用这两种传感器对于违规垃圾分类合规情况进行鉴别。

实施例2：

如图5所示，本发明实施例提供的基于人脸识别的垃圾分类管理方法具体包括以下步骤：

步骤一，图像采集模块采集照片，当检测到照片区域中有人脸时，身份管理模块获取照片人脸信息，并与人脸信息库中的人脸信息进行对比，如果属于人脸信息库，则判断其是否有扔垃圾的权限。

步骤二，对于人脸照片进行判断，身份管理模块判断该人脸有垃圾投放权限，则控制模块控制桶盖开关模块打开桶盖，桶盖与桶体采用磁性闭合，正常状态下，桶盖开关模块不加电，桶盖与桶体因为磁铁的磁吸作用紧密闭合，无法打开，当桶盖开关模块接收打开命令，在电磁铁两端增加正向电压，使电磁特产生与永磁体异性的磁场，弹开桶盖，垃圾投放者可以正常投放垃圾。

步骤三，桶盖开关模块打开桶盖之后，垃圾袋识别模块启动摄像头，进行照片采集，并对照片内容进行内容识别，当发现照片中出现二维码、条形码或者其他可以识别身份的内容，对二维码、条形码等内容进行识别。识别内容中有垃圾类型信息，对垃圾类型信息与垃圾桶默认类型相比较，判断是否相符。

步骤四，如果垃圾袋二维码信息中的垃圾袋类型与垃圾桶默认类型不相符，则控制模块发出语音提示，提醒用户垃圾投放错误。

步骤五，桶盖开关模块打开桶盖之后，垃圾识别模块启动，对于厨余垃圾，垃圾识别模块采用的是金属探测器，检测厨余垃圾中是否有常见金属，如果有，则认定此次垃圾投放不合规，垃圾识别模块发出提示音。对于可回收垃圾，垃圾识别模块采用的红外传感器，检测垃圾中是否有厨余垃圾等有机物，厨余垃圾会有发酵的现像，红外成像时，厨余垃圾会的温度会高于周围，红外传感器采集的图像中，如果有满足一定区域的红外图像灰度值高于某一阈值，则认为有厨余垃圾，则此次垃圾投放不合规，垃圾识别模块发出提示音。

步骤六，控制模块将用户身份信息、垃圾投放是否合规，垃圾中是否有不合规的垃圾等信息上传到合规行为记录模块，对于正确投放垃圾的行为，积分管理模块将会给垃圾投放者的id增加信用积分。上述信息及积分信息均存储到区块链系统上。

在本发明的优选实施例中，垃圾袋识别模块还可以采用水印技术来进行识别；垃圾识别模块还可以采用其他传感器或者技术手段。垃圾身份管理模块还可以采用指纹识别、虹膜识别等技术手段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。