基于Jetson嵌入式的智能化洗鞋机研究

向宇涛 陈锦 苗靖 林凡强

摘  要：随着城市生活节奏的加快，人们对于自动化设备和智能家居的需求越来越多。如智能扫地机器人[1]，智能家居化空调[2]，洗鞋机[3-4]。传统的洗鞋机仅从清洗和消毒的角度考虑了洗鞋机的实用性，并没有考虑鞋的材质，有些鞋子需精细护理，若对所有鞋子进行相同方式的清洗，可能会对做工精细的鞋子形成磨损。本文以Jetson嵌入式系统为核心，基于OpenCV、TensorFlow的组合式框架，并结合多轴机器臂，设计了一种可以识别鞋子材质类型，并根据这些类型使用指定的方式清洗保养的洗鞋机。

关键词：洗鞋机;OpenCV;图像处理;神经网络;算法

1. Jetson简介

Jetson是一款由Nvidia设计的新型SoC，它的GPU计算能力强大，功耗较低，拥有Wi-Fi、摄像头接口和GPIO输出接口，最新版的还有两个摄像头接口。现有的洗鞋机中大多使用80C51和STM32系列的芯片进行控制[5]，若需实现分类和识别部分，使用Jetson Nano嵌入式系统不仅可以控制机械臂，还可以在本地端识别鞋子的类型，并能根据新添加进来的鞋子训练神经网络，生成更多材质的鞋子类型，进而使用合适的方案清洗，实现所设计的功能。

2. 设计部分

机器设计部分参考了文献[6]的部分设计，整个洗鞋机包括：Jetson嵌入式及配备的摄像头模块、Jetson与外设的通信模块、电机模块和外设模块、伸缩支架、多种类洗涤剂、烘干风扇、多种类毛刷、清洗仓。

洗鞋机可进行上传云端功能、清洗烘干并存放在存储箱中等待客户取走等流程。若洗鞋机检测到物品不属于认识的任一类鞋子，洗鞋机会判断是否为鞋子，若不是则会把鞋子退返，否则洗鞋机会把鞋子的材质上报云端，待云端发送指令或根据洗鞋方式执行一个最佳的清洗流程。……