[发明专利]一种辨别餐厨垃圾质地类型的装置及方法

权利要求书

1.一种辨别餐厨垃圾质地类型的装置，其特征在于，包括：餐厨垃圾剪切破碎装置，安装在剪切破碎装置上方投影区域内且距离剪切破碎装置1米范围内的漫反射传感器，安装在剪切破碎装置侧壁上的霍尔传感器，霍尔传感器的感应端与剪切破碎装置内破碎齿的齿尖距离小于3mm，摄像头与麦克风阵列安装在剪切破碎装置的上方，信号处理模块连接麦克风阵列采集声特性中的波形信号、频率信号、响度信号，信号处理模块连接摄像头采集图像信号，信号处理模块连接霍尔传感器采集高低电平，辨别程序模块连接信号处理模块。

2.如权利要求1所述的辨别餐厨垃圾质地类型的装置，其特征在于，信号处理模块包括：二值化单片机将摄像头采集的图像信号进行二值化处理，声信号采集器将麦克风阵列采集的声信号分离出波形信号、频率信号、响度信号，霍尔传感器在是否感应到破碎齿时发出高低电平，声源时空定位通过响度信号与高低电平对餐厨垃圾破碎音进行时空判断，确保收集的音频为餐厨垃圾破碎发出。

3.如权利要求2所述的辨别餐厨垃圾质地类型的装置，其特征在于,对餐厨垃圾破碎音的时空判断的方法为：麦克风阵列中不同位置的麦克风采集到某位置发出的声音的响度不同，通过响度信号确定采集的声信号为餐厨垃圾破碎位置发出，剪切破碎装置内破碎齿的齿尖开始破碎餐厨垃圾的时，霍尔传感器感应到破碎齿发出高电平，声源时空定位以此为有效声源信号的起始/结束时间进行抑制。

4.如权利要求1所述的辨别餐厨垃圾质地类型的装置，其特征在于，辨别程序模块包括：二值化后的图像数据经分形处理后得到分形维度值，交互辨别流程利用分形维度值、波形信号、频率信号、响度信号为数据源采用特定的逻辑和流程对餐厨垃圾的质地类型进行辨别。

5.权利要求1所述的辨别餐厨垃圾质地类型的装置的辨别方法，其特征在于，辨别程序模块所采用特定的逻辑和流程包括：

（1）经过声源时空定位处理后的声信号不但包括餐厨垃圾被破碎时发出的声音,还包括该位置上相互啮合的破碎齿发出的摩擦碰撞音，对该声信号的频率特点进行判断，舍弃无效频率段保留餐厨垃圾破碎发出声信号的频率段获得有效音频数据；

（2）依据餐厨垃圾中的餐后垃圾普遍颗粒较小但尾菜垃圾的外形轮廓较大的特点，餐厨垃圾经分形分析得到分形维度值具有尾菜垃圾分形维度小餐后垃圾分形维度大的特点；

（3）依据脆硬物被剪切时声音响度较大而轮廓线简单的图像分形维度小的特点，以响度和分形维度为评价标准对有效音频数据和图像的分形维度值进行判断，响度大于设定值而分形维度小于设定值即可判定为质地脆硬的骨质或贝壳类垃圾；

（4）依据植物茎叶轮廓线简单、切削性能较好、无黏附音的特点，以波形和分形维度为评价标准对有效音频数据和图像的分形维度值进行判断，分形维度和波形信号均小于设定值即可判定为颗粒较大且无黏度的果蔬尾菜垃圾；

（5）依据餐后垃圾颗粒较小且具有较大的黏性的特点，其分形维度值较大且被剪切时具有明显的黏附音，以波形和分形维度为评价标准对有效音频数据和图像的分形维度值进行判断，分形维度和波形信号均大于设定值即可判定为颗粒较小且有黏度的餐后垃圾。