[发明专利]一种生活垃圾自动分拣系统

权利要求书

1.一种生活垃圾自动分拣系统，其特征在于：包括垃圾目标识别单元、垃圾分拣控制单元、机械手和在传输生活垃圾的传送带上固定位置安装的采样相机；

采样相机实时拍摄传送带上的生活垃圾，将得到的光学图像传输至垃圾目标识别单元；

垃圾目标识别单元实时接收上述光学图像并显示，根据预分拣的目标垃圾的特点，对光学图像进行处理，对图像中的目标物进行识别，得到目标位姿信息帧，并输入至垃圾分拣控制单元；

垃圾分拣控制单元根据输入的目标位姿信息帧，根据机械手与传送带的相对位置，判断目标物是否进行空闲机械手的工作区间，将进入机械手工作区间的目标物的位姿信息转换到机械手坐标系下，并发送至对应的机械手，控制对应的机械手抓取对应的目标物；

所述的垃圾分拣控制单元包括目标抓取物位姿接收模块、多机械手调度控制模块、与机械手数量一致且一一对应的控制机械手的轨迹控制模块，其中：

目标抓取物位姿接收模块，接收外部输入的目标位姿信息帧将其存入接收缓冲区中；

多机械手调度控制模块，提取接收缓冲区中的目标位姿信息帧，计算目标位姿信息帧中目标抓取物在t₂+ΔT时刻在传送带平面坐标系下的预测坐标，所述t₂为当前时刻，ΔT为机械手收到指令到抓取到目标抓取物所需要的时间，判断该预测坐标是否进入任意一个机械手的工作空间，如果进入某个机械手的工作空间，则判断该机械手的工作状态是否“空闲”，如果“空闲”，则将该目标抓取物的图像坐标系下的坐标和姿态角信息分配给空闲的机械手对应的机械手轨迹控制模块；

机械手轨迹控制模块，初始化时控制机械手位于预设的准备位置；接收目标抓取物的图像坐标系下的坐标信息之后，将工作状态置为“忙”，将该目标抓取物的坐标信息和姿态角进行坐标转换，得到该目标抓取物在本机械手坐标系下的坐标，控制机械手移动至目标抓取物位置，旋转机械手的角度与姿态角一致，抓取目标抓取物，将抓取物送到传送带以外指定的物料存储区，之后，控制机械手回到预设的准备位置，将工作状态置为“空闲”。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾自动分拣系统，其特征在于：所述的垃圾目标识别单元采用深度学习或者形态学识别的方式结合人工交互对目标物进行识别，得到目标的位姿信息。

3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾自动分拣系统，其特征在于：所述的垃圾目标识别单元包括形态学识别模块、中间结果综合处理单元和人工辅助处理模块；

形态学识别模块实时接收采样相机拍摄的光学图像，对接收的每帧图像进行形态学综合处理，即根据图像目标物形态提取、剔除、颜色聚类后得到图像上检测目标在图像坐标系下的二维坐标、角度和时间，并在上述光学图像上对检测目标物进行着重跟踪显示，判断该目标信息是否与上一帧识别出的目标信息为同一目标，如果不是同一目标则将处理后的图像以及图像上检测目标的坐标、角度和时间信息发送至中间结果综合处理单元，将处理后的图像发送至人工辅助处理模块，否则不发送；所述的时间为图像拍摄时间，所述的角度为目标所在轴线与图像坐标系X轴之间的夹角；

人工辅助处理模块对接收每帧处理后的图像进行连续显示，由人工根据拍摄的光学图像的具体情况，人工在显示的图像上点击屏幕上形态学识别模块没有识别的目标物，人工辅助处理模块自动获得点击屏幕时刻的本地坐标系下的平面坐标和时间信息，并以上述平面坐标为中心点于预期被识别物平均面积的区域内进行角度识别，并对识别出的目标物进行着重显示，同时将本地坐标系的坐标、角度信息以及时间发送至中间结果综合处理单元；

中间结果综合处理单元将本地坐标系下坐标信息转换到图像坐标系下，得到人工辅助补充的目标物的坐标，判断该补充目标物坐标信息是否与形态学识别模块识别的坐标信息有重复，对重复的信息进行剔除，输出目标物的坐标、角度信息，将目标物的坐标、角度和拍摄时间信息组成目标的位姿信息帧。