当前，随着经济社会的快速发展和城市人口的快速增长，生活垃圾产生量不断攀升，我们生活中每天都会扔出许多生活垃圾，目前城市中对垃圾多采用填埋、焚烧、堆肥等方法处理。垃圾填埋的费用很高，处理一吨的费用为200至300元。另外还存在着占用土地资源，污染空气、地表水和地下水等诸多问题。如今，垃圾处理能力严重不足的矛盾日益突出，居民缺乏垃圾分类意识，第一道防线难以构建。垃圾分类后续处理不规范，严重打击居民分类信心。垃圾分类监督效用不强，分类自觉性难以提升如图2所示。如果不及时采取有效措施，将对我们的生活的环境、大气造成污染，直接威胁公民的身心健康。近年来，政府高度重视生活垃圾分类处理工作，采取多项措施缓解垃圾快速增长的趋势。其中垃圾分类是垃圾减量的有效措施，是每个公民尤其是我们大学生应尽的义务。故我小组研发了一款新型交互式智能分类垃圾桶。
  本产品是针对当前居民垃圾分离知识欠缺、源头分类环节缺失等问题，利用图像识别和语音播报等技术，并结合分类机构，设计的一款智能分类垃圾桶。该垃圾桶可实现对不同种类垃圾的识别，并实现自动分类入桶，完成垃圾的自动分类，代替人为分类，提高垃圾分类的准确性。主要研究内容如下：
1.通过研究和分析现有基于机器视觉的分类装置和识别分类的算法，结合机械结构，制定智能分类垃圾桶的总体设计方案；并基于设计要求，选择整个设计过程中需要使用的硬件。
2.对比分析现有机器视觉系统光源设置、图像采集注意事项等，并结合实际效果，确定图像采集系统的摄像头位置、光源位置、背景颜色等。另外，结合现有分类标准确定分类依据。
3.结合实际使用场景进行垃圾桶的整体方案设计，确定外观样式、尺寸参数等；并设计分类机构，利用二自由度舵机云台支架实现垃圾的分类入桶。
  本作品全名为基于图像识别的交互式智能分类垃圾桶，结构由一个大桶下面连接四个小垃圾桶组成，分别对应有害垃圾、可回收物、厨余垃圾、其他垃圾四大种类，大桶与小桶采用可分离方式连接，方便人们清理桶内垃圾。此产品由RaspberryPi4开发板控制，现阶段能够对一定种类的生活垃圾进行判别、分类，并投放到相应垃圾桶。当人们投入垃圾后，垃圾桶会检测到有垃圾投入，ZEROWH摄像头会对垃圾存放平台上的垃圾进行拍摄，并将图像上传至电脑，识别程序对接收照片进行特征提取，通过数据库对比，识别所投入垃圾为何种垃圾。识别后二自由度舵机云台支架会带动垃圾存放平台，通过倾斜将垃圾投入对应小垃圾桶中，同时SYN6288语音合成模块会播报投放垃圾为何种垃圾，OLED显示屏也会显示投入垃圾为何种垃圾。HC-SR04超声波测距模块传感器会实时检测垃圾桶剩余容量并从OLED显示屏上进行显示。本作品主要的创新点有（1）智能图像识别技术，赋予垃圾桶自动识别各种垃圾的能力；（2）智能语音交互技术，提醒人们清楚认识所投放的是什么垃圾；（3）智能超声波测距与警报器相结合的模式，使得管理人员能够按时进行垃圾桶清理。