CN103617683A - 一种特定空间近距离视觉盲区人体探测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特定空间近距离视觉盲区人体探测方法，将基于无线传感网技术并采用了人体或活体探测传感器的探测装置用于特定空间范围近距离视觉盲区的人体或活体探测。包含人体探测传感器的探测终端部署到可以探测到外部人体或活体进入特定空间边界以内的位置上，或者部署到外部人体或活体进入特定空间的必经通道与特定空间边界的接合位置上或该位置附近。通过这种方法可以实现特定空间近距离视觉盲区的人体或活体探测，通过及时探测发出预警提醒以确保有足够的时间及时作出反应，从而把危险等及时化解。本发明还公开了一种特定空间近距离视觉盲区人体探测装置及多种改进措施，并公开一种采用人体触觉、嗅觉能够感知的方式展现探测结果的方法。

Description

一种特定空间近距离视觉盲区人体探测方法和装置

技术领域

本发明属于物联网技术领域，也属于安全领域，尤其涉及一种特定空间近距离视觉盲区人体探测方法和装置。

背景技术

专利申请号为2013101791585一种近距离视觉盲区人体探测方法、装置及相关方法提出了近距离视觉盲区的概念并分析了其成因，同时提出了将基于无线传感网技术并采用了人体探测传感器的探测装置用于近距离视觉盲区的人体探测。但该专利申请仅提出了解决有关机动车辆、机械设备、门及类似装置等物体的近距离视觉盲区造成对于生命健康的危险的技术方案。在上述技术方案中，近距离视觉盲区是针对物体来提出的，一般认为距离该物体较近同时也隐含距离操作该物体的行为人或安全责任人较近，且在不考虑遮挡的情况下都属于可视范围内且距离较近的区域，这个区域的视觉盲区就是近距离视觉盲区。事实上，除了上面提到的设备、设施类的物体外，其它情况下的近距离视觉盲区也可能造成对于生命健康的危险或带来工作生活上的不便。如野外承担监视放哨或野外宿营等的人员由于可视范围有限及夜间光照不足导致可视范围显著缩小等情况下，难以及时发现可能的危险，特别是疲劳注意力降低甚至完全丧失（在熟睡的时候）的时候，要及时发现附近的危险有很大的难度；办公室，属于有点私密但又非全封闭的空间，上班时门一般要开着，当办公室里的工作人员全神贯注做某事时，有时甚至外人进来也毫无知觉，导致危险或尴尬发生；街边小店或市场内店铺，属于开放式营业场所，很多时候只有一个人在打理，在中午等顾客稀少昏昏欲睡的时候，很容易出现有顾客或小偷光顾而打理的人没有注意到的情况，导致造成损失；另外还有展台、舞台、讲台的展品不是非常珍贵、表演者或演讲者不是非常大牌或身份不是太高，但也需要采取一定的安保措施不过无需采取很高级严密的安保措施的时候，一般都是请保安在现场进行人防，但有时一个保安要负责若干个展台或是剧场会场的保安数量不够（太多的话成本也高），这样就容易发生纰漏，因为总有注意不到的时候，从而造成看客听众突入保护范围而造成混乱甚至危及人身财产安全。上述情况大都是由于相对的近距离视觉盲区引起的，即由于需保护对象或其安保责任人本身的可视范围有限造成的近距离视觉盲区，部分也有可能是建筑物或自然物等的遮挡造成的绝对的近距离视觉盲区引起的。这些近距离视觉盲区有可能造成致命的危险，如野外承担监视放哨重任的哨兵，也有可能只造成工作生活中的尴尬或不快，但其根源主要是由人引起的，因此也可以针对上述近距离视觉盲区进行人体探测然后进行预警或提醒，但目前还没有针对上述情况的近距离视觉盲区人体探测方法或装置。

发明内容

本发明要解决上述情况下近距离视觉盲区造成危险或尴尬的问题，在本发明中近距离是指正常情况下应在需保护对象或者其安保责任人员自然可视范围内且距离需保护对象或者其安保责任人员不超过30米的范围。为了解决上述问题，可以针对上述情况都划定一个需要进行安全防护的特定空间，如对于哨兵来说划一个以其岗哨位置为中心的10-20米见方的范围，如果有可疑人员进入空间能够及时发现的话，那么哨兵就有足够的反应时间，发出预警及做出包括自我防卫在内的相应反应，从而可以避免或减少面临的危险。一般的办公室则要更简单一些，这种情况下要进行防护的特定空间就是其办公室的整个空间，而且进入办公室一般只有一张门，最多还加上窗户，只要在外人经由这些必经的入口之一进来时能够及时提醒，那么办公室使用者就有足够的时间进行必要的准备，以免尴尬或不快发生。在这几种情况下，相应的特定空间划定之后，就可以运用专利申请号为2013101791585一种近距离视觉盲区人体探测方法、装置及相关方法中提出近距离视觉盲区人体探测方法针对这个特定空间进行人体探测，并在此基础上进行预警或提醒，从而消除或减少上述情况下近距离视觉盲区造成的危害或者不便。本发明还提供了一种实现上述方法进行特定空间近距离视觉盲区人体探测的装置及多种改进措施，及一种采用人体触觉、嗅觉能够感知的方式展现探测结果的方法。

本发明提出的技术方案是，将基于无线传感网技术并采用了人体探测传感器的探测装置用于特定空间范围近距离视觉盲区的人体探测，及时预警或提醒，还可在此基础上联动进一步的人防、物防和/或其它技防措施，从而进一步提高安全防护的等级，即将专利申请号为2013101791585一种近距离视觉盲区人体探测方法、装置及相关方法中提出近距离视觉盲区人体探测方法不再局限于设备和设施类的物体，而是拓展到特定空间近距离视觉盲区的人体探测，从而实现特定空间的安全防护。为了防范动物攻击，还可以将前面的人体探测传感器改变为可以探测包括人体在内的活体探测传感器，活体探测传感器可以根据可能进行攻击的动物来确定更加具有针对性的传感器，这样效果更佳，比如就红外探测来说，人类和有的动物在体温上存在一定的差别，用于人类探测的传感器对于探测动物并不一定有效。特定空间的划定应该考虑自然环境、需保护对象或其安保责任人员的反应能力及其它因素，如其它的人、物、技术等方面安保力量或设施等，以确保有足够的时间及时作出反应，把危险等及时化解。

为了达到很好的安全防护效果，一般应将包含人体或活体探测传感器的探测终端部署到可以探测到特定空间外部的人体或包括人体在内的活体进入特定空间边界以内的位置上，并尽量消除不能探测到的盲区。对于一个开放的特定空间，即没有墙壁、防护栏等实物设施或装置的隔离保护的一个空间，由于其边界不明显且没有受到保护，因此需要部署的探测终端较多，为了降低成本，可以与人防、物防和/或其它技防相配合，即通过这些防范措施来弥补探测的盲区，即覆盖不到的地方，如果是人防的话，人应该部署在探测终端探测方向的反方向一侧，以防探测到自己人而出现误报；在对于有墙壁、防护栏等实物设施或装置的隔离保护的特定空间，由于边界比较明显且已有保护措施，因此这类空间在有保护的边界上可以不部署探测终端，而只需在此特定空间外部的人体和/或其它活体进入特定空间的必经通道与特定空间边界的接合位置上或该位置附近部署探测终端，即守住住可能的出入口一般即可满足常规的需求。具体“附近”这个范围是多大由传感器的探测距离确定，一般不超过传感器的探测距离的一半，同时要保证能够满足前面的探测需求。

为了满足特定空间近距离视觉盲区人体探测的需要，本发明提出一种特定空间近距离视觉盲区人体探测装置的技术方案，能够有效消除或减少特定空间近距离视觉盲区给人们的生命健康带来的现实危险或工作生活中的尴尬或不便，具体方案是：

硬件系统包含主控端和探测终端两类设备，并组成一个无线通信网络，一般组成一个以主控端为中心的星形网络；探测终端包含人体探测传感器模块和无线通信模块，或者在前面基础上部分或全部包含人体探测传感器模块的探测终端增配活体探测传感器或其中的人体探测传感器模块改为活体探测传感器模块，以满足探测动物的需要，因为有时一些具有攻击性的动物也有现实的危险；主控端包括无线通信模块、微处理器、展现模块，微处理器用来分析处理探测数据，展现模块用来将人体探测结果以声、光、热、气味等人体的视觉、听觉、触觉、嗅觉等可以感知的形式展现出来预警或提醒注意，或者同时还可联动其它的人、物、技术等方面安保力量或设施等，如马上通知其他的守卫或安保人员增援或最好应对准备，通知可以通过与他们建立无线通信联网后的无线网络。硬件系统的工作流程是：主控端通过其无线通信模块向探测终端发出探测指令、探测终端通过其无线通信模块接受探测指令后将其探测数据传送给主控端，主控端通过其无线通信模块接收到探测数据后送给微处理器进行分析处理，得出探测结果后再由展现模块展现探测结果以实现提醒，这种由主控端主动管理的模式可以满足主要的探测需求而忽略一些不必要的探测，有利于采取节电措施；也可由探测终端主动将其探测数据通过其无线通信模块传送给主控端，主控端通过其无线通信模块接收到探测数据后送给微处理器进行分析处理，得出探测结果后再由展现模块展现探测结果以实现提醒，这种实时探测的模式在安全要求特别高的情况下可以采用。也可以将前面两种工作流程的结合起来，既可以由主控端主动发起探测，有可以由探测终端主动探测后上传。

人体、活体探测传感器按其所采用的技术可以分为磁控开关探测器、振动探测器、超声人体探测器、次声人体探测器、红外人体探测器、微波人体探测器和视频移动探测器等不同的类型，各种不同类型探测器的适应情况是不同的；另外人体/活体探测传感器还有可能受到外界环境因素的影响，比如红外人体探测器在环境背景温度和人体正常温度差距很小的情况下，其探测能力受到很大的影响，如果和温度传感器配合使用，就可以帮助分析红外人体探测器的探测结果是否受到影响；因此需要对上述特定空间近距离视觉盲区人体探测装置从探测能力方面进行改进，具体方案是：同一探测终端采用两种及以上不同类型或两个及以上同一类型的传感器，或者不同探测终端采用不同类型或不同数量的传感器，或者前面这两种方法同时采用，即在同一探测终端采用两种及以上不同类型或两个及以上同一类型的传感器同时还有不同探测终端采用不同类型或不同数量的传感器；这里的传感器既包含人体/活体探测传感器，也包含其它传感器，如温度传感器。

上述特定空间近距离视觉盲区人体探测装置的硬件系统主控端和探测终端有不同的分工，可以将两种功能整合在一起，增加探测终端的数据处理能力及展现探测结果实现自主的提醒，具体方案是：硬件系统中全部或部分探测终端的组成还包含微处理器、展现模块，从而探测终端本身可以具有较强的数据处理能力，实现探测数据的分析处理，这种探测终端也就可以实现主控端的功能，因此可以不再需要专门的主控端设备，可以让这种探测终端充当主控端的角色，从而专门的主控端不再是硬件系统的必要组成；由于具有展现模块，这种探测终端可以对探测结果进行独立的展现，由于探测终端一般部署在特定空间的外围，因此可以实现对外部的警示提醒，从而降低危险的发生；当硬件系统仅由一个包含人体探测传感器模块、微处理器、展现模块的探测终端构成时，因为无须与其它设备进行通信，所以其无线通信模块可以省略；当硬件系统由两个及以上的探测终端构成时，包含微处理器、展现模块的探测终端与其它探测终端在主控端管理下协调工作的同时，可以仍然保持独立展现探测结果、自主进行探测等部分独立工作的特性，自主实现外部警示提醒等从而降低危险的发生。

上述特定空间近距离视觉盲区人体探测装置所述的无线通信模块全部或部分替换为有线通信模块，在全部为替换为有线通信模块的情况下主控端和探测终端采取有线连接并组成有线网络，在部署有线网络比较方便的场合可以采取这种方式，一般网络可以以主控端为中心组成一个星形网络，也可所有设备组成一个总线型网络或其它拓扑结果的网络；在部分替换为有线通信模块的情况下，主要有两种情况，主控端和最近的探测终端采用有线连接，相近的探测终端之间采用有线连接，但各个有线连接的子网中应至少有一个短距离无线通信模块，以实现各物理上各分离的子网间的连接。

上述特定空间近距离视觉盲区人体探测装置，可以采用ZigBee技术实现无线通信，具体方案如下：无线通信模块采用支持ZigBee技术的通信模块， 如Chipcon的CC2420/CC2430和CC2500/CC2550、CompXs的ML7065、Freescale的MC13192和MC13193等，也可在上述芯片基础上重新设计整合传感器的新的模块。或者在前面基础上使全部或部分的探测终端包含微处理器、展现模块，从而专门的主控端不再是硬件系统的必要组成，因为这种探测终端同时还可以充当主控端的角色，不再需要专门的主控端；在这种情况下，当硬件系统仅由一个包含人体探测传感器模块、微处理器、展现模块的探测终端构成时，因为无须与其它设备进行通信，ZigBee芯片可以省略；当硬件系统由两个及以上的探测终端构成时，包含微处理器、展现模块的探测终端可仍然保持部分独立工作的特性，通过自主的警示提醒和/或主动探测，来满足某些情况下的探测和外部警示提醒需求。

探测结果应当以非常明显的形式展现出来，其目的是为了提醒注意力相关人员作出必要的反应，但这种提醒不限于视觉和听觉，也可以是触觉、嗅觉，具体方案是：有些情况下不宜采用视觉或听觉感知的形式，因为被探测到的人员或动物也能感知，这就可能带来不可预期的危险，因此可以采用人体触觉能够感知的方式，如发热、安全电击、突出物移动、摩擦等，或采用人体嗅觉能够感知的方式，如特殊的气味等，在某些情况下也可以同时采用两种或以上人体可以感知的方式且其中至少包括前面两种中的一种或者不包括。

本发明提供的特定空间近距离视觉盲区人体探测装置特定空间近距离视觉盲区人体探测结果展现方法也可用于专利申请号为2013101791585一种近距离视觉盲区人体探测方法、装置及相关方法中针对物体的近距离视觉盲区的人体探测，从而实现对人体之外的其它活体的探测，或者满足特殊情况需要的展现需求。本发明提供的特定空间近距离视觉盲区人体探测方法及装置，可以减少甚至避免特定空间近距离视觉盲区带来的危险，上述方法可以通过增强相应传感器的探测能力而将可探测盲区拓展到近距离以外，探测传感器若替换为其它类型的传感器，还可满足其它的探测需求，比如在主控端安装生命体征传感器，然后再与上级联网，当此主控端携带者遭遇不测时，他的上级就能及时得知并作出反应。

附图说明

图1为野外岗哨探测终端的部署位置示意图。正五边形表示要防护的特定空间范围，0表示哨兵的位置（处于正五边形的中心位置），1、2、3、4、5表示探测终端的五个部署位置，其中探测终端1标出了探测范围；

下面结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1

野外岗哨应用方案

野外宿营的部队一般不会临时建造完善的预警监测系统或装置来进行自我防护，而主要靠哨兵来及时发现可能的危险，也包括及时发现针对哨兵本身的危险，而一个人的可视范围是有限，在夜间视线较差的情况下可视范围更是显著缩小，加上是否可以发现危险还受注意力的影响，近距离视觉盲区的范围进一步扩大，因此有必要采取近距离视觉盲区探测装置以最大限度的减少近距离视觉盲区造成的影响。野外宿营的户外运动爱好者及其他进行野外勘察等作业的人员有时也面临类似的危险，可以采用同样的方案。本例中的近距离视觉盲区探测装置是一个5+1的系统，1个主控端带在哨兵手腕上（可以在主控端增加一个生命体征传感器，当哨兵失去生命体征时主控端可以报警），5个探测终端，假定最大探测角度为80度，探测距离为10-15米。以哨兵位置为中心划一个半径为10米的圆，然后把圆周分为5等分（即连接此五个点构成一个正五边形），每一个点上部署一个探测终端（参见图1），并调整其角度使可探测从正五边形的边开始往外80度的范围，这样就消除了探测的盲区。当有人进入此圆外围时，探测终端即可探测到并发出预警。

实施例2

封闭式办公室应用方案

封闭式办公室一般只有一张门与外界联通，要进办公室就必须进门（有的还可通过窗进入，但除非是盗贼一般不会通过窗进入，因此这里不考虑），因此只要在门口部署一个探测终端即可，可以部署在门外部的上方，探测的角度斜向朝下，这样一有人经过就会及时探测到并预警，办公室内的人就可以及时发现并采取措施。

Claims (8)

1.一种特定空间近距离视觉盲区人体探测方法，其特征在于：

将基于无线传感网技术并采用了人体探测传感器的探测装置用于特定空间范围近距离视觉盲区的人体探测；

或者将基于无线传感网技术并采用了活体探测传感器的探测装置用于特定空间近距离视觉盲区的包括人体在内的活体探测。

2.根据权利要求1所述的特定空间近距离视觉盲区人体探测方法，其特征在于：

将探测终端部署到可以探测到特定空间外部的人体或包括人体在内的活体进入特定空间边界以内的位置上；

或者部署到特定空间外部的人体或包括人体在内的活体进入特定空间的必经通道与特定空间边界的接合位置上或该位置附近。

3.一种特定空间近距离视觉盲区人体探测装置，其特征在于：

硬件系统包含主控端和探测终端两类设备，并组成一个无线通信网络；

探测终端包含人体探测传感器模块和无线通信模块，或者在前面基础上部分或全部包含人体探测传感器模块的探测终端增配活体探测传感器或其中的人体探测传感器模块改为活体探测传感器模块；

主控端包含无线通信模块、微处理器、展现模块；

工作流程：主控端通过其无线通信模块向探测终端发出探测指令、探测终端通过其无线通信模块接受探测指令后将其探测数据传送给主控端，或者探测终端主动将其探测数据通过其无线通信模块传送给主控端，主控端通过其无线通信模块接收到探测数据后送给微处理器进行分析处理得出探测结果，并由展现模块展现探测结果，或者前面两种工作流程的结合。

4.根据权利要求3所述的特定空间近距离视觉盲区人体探测装置，其特征在于：同一探测终端采用两种及以上不同类型或两个及以上同一类型的传感器，或者不同探测终端采用不同类型或不同数量的传感器，或者这两种方法同时采用。

5.根据权利要求3或4所述的特定空间近距离视觉盲区人体探测装置，其特征在于采取了以下任意一项或多项改进措施：

a.其中全部或部分探测终端还包含微处理器、展现模块，专门的主控端不再是硬件系统的必要组成；

b.当硬件系统仅由一个包含传感器模块、微处理器、展现模块的探测终端构成时，其无线通信模块可以省略；

c.当硬件系统由两个及以上的探测终端构成时，包含微处理器、展现模块的探测终端可仍然保持部分独立工作的特性；

d.其中全部或部分无线通信模块替换为有线通信模块。

6.根据权利要求3或4所述的特定空间近距离视觉盲区人体探测装置，其特征在于：

无线通信模块采用支持ZigBee技术的通信模块；

或者在前面的基础上使全部或部分的探测终端包含微处理器、展现模块，从而专门的主控端不再是硬件系统的必要组成，或在这种情况下当硬件系统仅由一个包含人体探测传感器模块、微处理器、展现模块的探测终端构成时，其无线通信模块可以省略，或在这种情况下当硬件系统由两个及以上的探测终端构成时，包含微处理器、展现模块的探测终端可仍然保持部分独立工作的特性。

7.一种特定空间近距离视觉盲区人体探测结果展现方法，其特征在于：采用人体触觉能够感知的方式，或采用人体嗅觉能够感知的方式，或同时采用两种或以上人体可以感知的方式且其中至少包括前面两种中的一种。

8.权利要求3或4所述的特定空间近距离视觉盲区人体探测装置或权利要求7所述的特定空间近距离视觉盲区人体探测结果展现方法也可用于针对物体的近距离视觉盲区的人体探测。