描述

垃圾分類的想法很棒。問題是人們不這樣做。

該項目旨在教育和鼓勵人們更好地分類垃圾，同時幫助保護自然，降低垃圾收集費用，讓服務(wù)人員的工作更輕松。

這是該項目的總體概述，該項目仍在開發(fā)中。檢測垃圾分類存在許多挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)仍在研究中。我們也遇到了來自當(dāng)?shù)貜U物管理公司的非常糟糕的溝通，這使得信息的收集更加困難和耗時。這可能部分是由于 COVID-19 的情況，因為許多人在家工作，沒有時間或資源來幫助我們。

我想分享我對這個系統(tǒng)實施的想法和設(shè)想。只是也許，有人會覺得這是一本有趣的書。

世界各地都實施了現(xiàn)收現(xiàn)付 (PAYT) 系統(tǒng)

PAYT 系統(tǒng)已經(jīng)以某種方式、形狀或形式使用了 100 多年。他們存在于美國和加拿大，許多歐洲國家和一些亞洲國家。不同地方對 PAYT 制度、獎勵計劃和執(zhí)行政策的實施不同，但總體而言，對回收率的影響總體評價為積極。

在大多數(shù)情況下，該系統(tǒng)通過稱量垃圾箱中的垃圾量或使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的袋子并在收集時按每袋收取費用來工作。這是一個行之有效的系統(tǒng)，但仍有改進的余地，特別是通過增加廢物管理設(shè)施的能力，以提高其影響范圍內(nèi)的回收意識。

這是不同的

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提議的系統(tǒng)使用安裝在垃圾收集車上的攝像頭來識別容器中分類錯誤的可回收垃圾。通過用二維碼標(biāo)記垃圾桶，攝像頭也可以進行識別。該系統(tǒng)可以與當(dāng)前依賴重量測量的系統(tǒng)結(jié)合使用，以生成有關(guān)特定地理區(qū)域垃圾分類狀態(tài)的更深入數(shù)據(jù)。然后，廢物管理公司可以使用這些數(shù)據(jù)來動態(tài)調(diào)整收集賬單并深入了解特定錯誤分類的物品，從而使他們能夠提高他們服務(wù)的社區(qū)的意識。

隱私呢？

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該項目可能面臨的最大挑戰(zhàn)之一是隱私問題，即人們不希望將垃圾的照片拍攝并存儲在某些公司的服務(wù)器上。系統(tǒng)通過板載圖像處理來解決這個問題，只將分析的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，然后立即刪除圖像。這確保了圖像永遠不會離開安裝在垃圾收集車上的物理生態(tài)系統(tǒng)。

當(dāng)用戶在移動應(yīng)用上獲得反饋時，比較數(shù)據(jù)是完全匿名的。沒有向任何其他用戶提供單個用戶數(shù)據(jù)。相反，用戶的數(shù)據(jù)會與不同的更廣泛的地理區(qū)域（例如他們的地區(qū)、城市、州、國家或什至全球）進行比較。

檢測到的垃圾箱的 GPS 坐標(biāo)也在船上進行處理，這可以幫助檢測放置錯誤、盜竊或“垃圾箱開關(guān)”，這可能會欺騙性地操縱系統(tǒng)。廢物管理公司會收到通知，告知給定位置有問題，可以派人去檢查。

在部署系統(tǒng)時，應(yīng)使用選擇加入模型。這會產(chǎn)生早期采用者的用戶群，他們更能容忍系統(tǒng)中的問題，并且更愿意向部署者提供有關(guān)這些問題的反饋。如果正確分類垃圾，他們應(yīng)該會看到垃圾收集費用減少，并且通過口耳相傳的方式會增加采用率。

部署這樣一個網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是透明度。應(yīng)明確告知用戶系統(tǒng)如何工作、如何處理他們的數(shù)據(jù)、在服務(wù)器上實際存儲和處理的數(shù)據(jù)量，以及向他們和其他用戶顯示的數(shù)據(jù)。垃圾箱的內(nèi)容對某些人來說可能是一個微妙的話題，這是獲得人們信任并真正超越狂熱用戶的唯一途徑。

它是如何工作的？

基礎(chǔ)架構(gòu)概述

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該系統(tǒng)由三個主要部分組成：

• 車載單元，
• 服務(wù)器，
• 移動應(yīng)用程序。

車載裝置由卡車駕駛室中的樹莓派運行，該樹莓派從安裝在卡車后部的支持 Wi-Fi 的安全攝像頭接收圖像。當(dāng)頂部帶有二維碼的垃圾箱放在卡車的臂上時，它會被攝像頭識別，并從連接到 Raspberry Pi 的 GPS 單元收集 GPS 坐標(biāo)。當(dāng)垃圾箱在卡車的收集和壓縮機構(gòu)的初步階段被清空時，會拍攝另一張照片，捕捉垃圾箱的內(nèi)容。然后，圖像通過 Wi-Fi 傳輸?shù)?Raspberry Pi，它使用一種算法與 Coral AI 加速器結(jié)合來評估其中是否有任何錯誤分類的物品。然后使用連接到 Raspberry Pi 的 LTE CAT-M 模塊將收集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器。

服務(wù)器負責(zé)將接收到的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，然后基于它：

• 確定每個數(shù)據(jù)實例的收集服務(wù)成本，
• 對用戶和他們周圍不同大小的地理區(qū)域的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，
• 確定用戶和上述地理區(qū)域的趨勢，
• 將這些與部署國家/地區(qū)內(nèi)的其他用戶和地理區(qū)域進行比較，以及
• 將相關(guān)數(shù)據(jù)推送到用戶的移動應(yīng)用程序。

該移動應(yīng)用程序的主要目標(biāo)是向用戶提供有關(guān)他們的排序如何改進或惡化的反饋，并鼓勵他們做得更好。它有幾個特點：

• 概述：用戶的排序趨勢，與其他人的比較，
• 對用戶隨時間排序的統(tǒng)計分析，
• 隨著時間的推移顯示賬單金額，并在顯著改善或惡化時顯示通知，并提供有關(guān)如何做得更好的建議，
• 能夠在應(yīng)用程序內(nèi)或通過外部支付服務(wù)支付未付賬單，
• 一個部分，其中包含有關(guān)將哪些物品放入哪個回收箱的提示。

它應(yīng)該主要集中在讓用戶對他們的回收工作感覺良好，并與其他人競爭，從而有可能獲得經(jīng)濟收益。未來，我們正在考慮為應(yīng)用程序添加某些游戲化方面，使其更具交互性和吸引力，并鼓勵他們嘗試更好地回收利用。

房間里的大象

檢測代碼在哪里？

直到發(fā)布之日，我們還沒有開發(fā)出能夠成功確定“回收質(zhì)量”的算法。我們還沒有真正決定決定因素是什么。我們無法搜索鋁罐的圖像，因為我們無法分辨罐子里有什么，但我們必須教我們的算法檢測標(biāo)簽和形狀，以確定它們是否含有果汁或機油。即使我們可以，我們?nèi)匀徊淮_定這是最好的方法。目前，我們從當(dāng)?shù)氐膹U物管理公司獲得的關(guān)于哪種廢物最常被錯誤分類以及他們的建議是什么的信息非常少。

我們想到的另一個問題是，如果垃圾裝在袋子里怎么辦？我們忽略它嗎？我們是否強制用戶將他們的行李清空到容器中？目前，我們決定只在“可回收”垃圾箱上工作，里面裝著大部分食品包裝、塑料袋、塑料瓶和類似的東西，但不應(yīng)該包含機油、發(fā)膠、不同類型的油漆等。我們挑選了這種類型的垃圾箱，因為通常里面裝袋的物品數(shù)量最少，并且發(fā)現(xiàn)其中大約 30% 的物品分類不正確。

還有一些其他的問題，主要是由于缺乏信息，我們希望在未來獲得這些信息。

那么......到目前為止已經(jīng)做了什么？

雖然我們大部分時間都花在研究上，但我們也開始研究項目的一些技術(shù)方面。我們創(chuàng)建了一個識別腳本，它使用 OpenCV 檢測二維碼，打印到垃圾箱上。如果這是某個 QR 碼的第一次出現(xiàn)，它還會將圖像保存到磁盤。它目前使用 USB 網(wǎng)絡(luò)攝像頭作為概念驗證，但我們可以稍后將其更改為使用 IP 攝像頭流。

我們還創(chuàng)建了一個原型 Android 應(yīng)用程序，它可以查看統(tǒng)計數(shù)據(jù)、檢查財務(wù)狀況或支付賬單。該設(shè)計仍為默認設(shè)計，未來可能會發(fā)生一些變化。它是應(yīng)用程序的純功能展示原型。我們希望它在第一次迭代中看起來像這樣：

應(yīng)用理念

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綜上所述

我們認為采用這種系統(tǒng)將有助于參與廢物管理過程的每個人。用戶會看到經(jīng)濟和社會的鼓勵并從中進行游戲，廢物管理設(shè)施將不得不對其進水口進行更少的后處理，這將導(dǎo)致分揀機和人員的成本和工作量減少，大自然將通過提高認識而受益.

未來，我們還需要一個有機器學(xué)習(xí)經(jīng)驗的人，更具體地說，是對象檢測和分類算法，他可以讓我們更深入地了解如何完全解決問題并幫助我們解決問題。