CN107801368B - 避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统，包括能量发送设备、能量接收设备和人体识别设备，能量发送设备包括发送端线圈，通以发送端频率的电流，当发送端频率与接收端频率相同时，用以与能量接收设备交换能量，能量接收设备包括接收端线圈，通以接收端频率的电流以与能量发送设备交换能量，人体识别设备用于检测能量发送设备辐射范围内的人体目标；其中，能量接收设备设置在待充电设备上，用于实现对待充电设备的充电。通过本发明，能在进行无线充电的同时维护周围人体的身体健康。

Description

避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统
本发明是申请号为201710670764.5、申请日为2017年8月8日、发明名称为“防辐射定向保护系统”的专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及防辐射领域，尤其涉及一种避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统。
背景技术
由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，他们就可以交换彼此的能量，是目前正在研究的一种技术。
例如，由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡，并将其取名为WiTricity。该实验中使用的线圈直径达到50cm，如果要缩小线圈尺寸，接收功率自然也会下降。
然而，上述用于无线充电设备的能量发送装置在进行能量发送的过程中必然会带来一定的电磁辐射，如果在存在人体目标的情况下进行无线充电，会对人体目标的健康带来冲击，如何在保障无线充电效果的同时，避免对人体身心健康造成伤害，是目前需要解决的技术问题之一。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统，通过高精度的图像识别设备识别到人体目标的存在，关键是，通过将定向防护设备被放置在所述能量发送设备的周围，定向防护设备采用共同组成圆形的多个金属块的构造，通过判断人体目标相对于无线充电设备的相对方向，基于所述相对方向将所述相对方向对应的金属块从水平放置状态转换为垂直放置状态，从而实现对电磁辐射的定向屏蔽。
根据本发明的一方面，提供了一种避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统，所述系统包括能量发送设备、能量接收设备和人体识别设备，能量发送设备包括发送端线圈，通以发送端频率的电流，当发送端频率与接收端频率相同时，用以与能量接收设备交换能量，能量接收设备包括接收端线圈，通以接收端频率的电流以与能量发送设备交换能量，人体识别设备用于检测能量发送设备辐射范围内的人体目标；其中，能量接收设备设置在待充电设备上，用于实现对待充电设备的充电。
更具体地，在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中，还包括：图像捕获设备，设置在能量接收设备附近，用于对能量发送设备辐射范围内的场景进行高清图像数据采集，以获得高清图像；
其中，在所述图像捕获设备中，所述高清图像的分辨率根据能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度自动确定；
所述高清图像的分辨率根据能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度自动确定包括：能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度越高，所述高清图像的分辨率越高，能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度越低，所述高清图像的分辨率越低。
更具体地，在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中，还包括：
方向检测设备，与所述人体识别设备连接，用于基于确定的人体目标所在目标子图像在平滑图像的位置以及能量发送设备的预设位置确定所述人体目标相对于所述能量发送设备的相对方向；
定向防护设备，设置在所述能量发送设备的周围，与所述方向检测设备连接，用于基于接收到的所述相对方向启动对所述相对方向的辐射的遮挡；
噪声点分析设备，用于接收高清图像，对高清图像进行场景判断以确定高清图像内像素点像素值的分布情况，基于所述分布情况对高清图像中每一个像素点进行像素值分析以确定是否为噪声点；
噪声区域分析设备，与噪声点分析设备连接，用于接收所述噪声点分析设备的分析结果，将高清图像内各个噪声点组成多个噪声区域，确定每一个噪声区域的面积和形状，并将各个噪声区域的面积汇总以获取噪声区域总面积；
滤波启动设备，分别与噪声区域分析设备和自适应滤波设备连接，用于在噪声区域总面积大于等于预设面积阈值时，启动自适应滤波设备，在噪声区域总面积小于预设面积阈值时，关闭自适应滤波设备，将高清图像直接作为待处理图像输入到图像平滑设备；
自适应滤波设备，分别与滤波启动设备和图像平滑设备连接，用于在被滤波启动设备启动后，对高清图像进行自适应滤波处理以获得待处理图像，并将待处理图像输入到图像平滑设备；
所述自适应滤波设备包括区域拆分单元、模块选择单元、滤波执行单元和图像组合单元，区域拆分单元用于接收每一个噪声区域的形状，基于每一个噪声区域的形状的几何特征，将每一个噪声区域拆分成多个基准子区域，每一个基准子区域的形状为方形、圆形或线形，当形状为方形时，每一个基准子区域的大小为3×3、5×5或7×7，当形状为圆形时，每一个基准子区域的半径为3像素、5像素或7像素，当形状为线形时，每一个基准子区域为一个一维像素集合；
所述模块选择单元与所述区域拆分单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，选择对应的中值滤波模板，所述滤波执行单元与所述模块选择单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，采取选择的中值滤波模板执行中值滤波，以获得各个子区域滤波图案，并将各个子区域滤波图案组合成滤波后的噪声区域子图像；
所述图像组合单元与所述滤波执行单元连接，用于接收各个噪声区域子图像，并将非噪声区域与各个噪声区域子图像组合以获得待处理图像；图像平滑设备，分别与自适应滤波设备和滤波启动设备连接，用于对接收到的待处理图像进行图像平滑处理以获得平滑图像；
运动目标提取设备，与图像平滑设备连接，用于分析出平滑图像中多个运动目标，并从平滑图像中分割出与多个运动目标分别对应的多个目标子图像；所述人体识别设备与运动目标提取设备连接，用于接收多个目标子图像，确定目标子图像所在目标矩形的长宽比，当所述目标矩形的长宽比在1.2和8范围内时，确定所述目标矩形内的目标子图像对应的目标为人体目标；
其中，所述目标矩形为能够包括目标子图像的最小矩形；在高清图像内，多个噪声区域之外的区域为非噪声区域；高清图像内像素点像素值的分布情况包括针对每一个像素点在高清图像内的所在区域确定该像素点像素值应归属的像素值范围。
更具体地，在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中：所述定向防护设备被放置在所述能量发送设备的周围，采用共同组成圆形的多个金属块的构造；其中，所述定向防护设备在接收到所述方向检测设备发送的相对方向时，基于所述相对方向将所述相对方向对应的金属块从水平放置状态转换为垂直放置状态。
更具体地，在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中：所述定向防护设备的多个金属块的默认状态为水平放置状态；其中，当所述相对方向为一个方向范围时，将所述方向范围对应的多个金属块从水平放置状态转换为垂直放置状态。
更具体地，在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中：所述高清图像的分辨率根据能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度自动确定还包括：自动确定的所述高清图像的分辨率具有最大分辨率阈值和最小分辨率阈值的限制。
更具体地，在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中，还包括：TF存储设备，与所述图像捕获设备和所述滤波启动设备连接，用于存储预设面积阈值、最大分辨率阈值和最小分辨率阈值。
更具体地，在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中：所述TF存储设备还与方向检测设备连接，用于预先存储能量发送设备的预设位置。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统的结构方框图。
附图标记：1能量发送设备；2能量接收设备；3人体识别设备
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统的实施方案进行详细说明。
当前，由于有线充电模式的固有弊端，例如需要各种连接线，占据了大量的空间，充电端口的不兼容，需要一些转换头进行信号转换，给人们的使用带来了不便，更关键的是，无法在人们使用设备时同时对设备进行充电。
因此，无线充电设备应运而生，无线充电模式采用非接触式的方式进行充电，克服了了上述问题，然而，无线充电模式具有与生俱来的电磁辐射问题，如果在存在人体目标的情况下一直关闭无线充电设备，也会影响无线充电设备的应用市场。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统，一方面，通过准确探知人体目标的存在以启动电磁辐射屏蔽模式，另一方面，能够根据人体目标相对于无线充电设备的方向设置定向屏蔽设备实现无线充电设备电磁辐射的定向屏蔽。
图1为根据本发明实施方案示出的避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统的结构方框图，所述系统包括能量发送设备、能量接收设备和人体识别设备，能量发送设备包括发送端线圈，通以发送端频率的电流，当发送端频率与接收端频率相同时，用以与能量接收设备交换能量，能量接收设备包括接收端线圈，通以接收端频率的电流以与能量发送设备交换能量，人体识别设备用于检测能量发送设备辐射范围内的人体目标；其中，能量接收设备设置在待充电设备上，用于实现对待充电设备的充电。
接着，继续对本发明的避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中，还包括：图像捕获设备，设置在能量接收设备附近，用于对能量发送设备辐射范围内的场景进行高清图像数据采集，以获得高清图像；
其中，在所述图像捕获设备中，所述高清图像的分辨率根据能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度自动确定；
所述高清图像的分辨率根据能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度自动确定包括：能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度越高，所述高清图像的分辨率越高，能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度越低，所述高清图像的分辨率越低。
在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中，还包括：
方向检测设备，与所述人体识别设备连接，用于基于确定的人体目标所在目标子图像在平滑图像的位置以及能量发送设备的预设位置确定所述人体目标相对于所述能量发送设备的相对方向；
定向防护设备，设置在所述能量发送设备的周围，与所述方向检测设备连接，用于基于接收到的所述相对方向启动对所述相对方向的辐射的遮挡；
噪声点分析设备，用于接收高清图像，对高清图像进行场景判断以确定高清图像内像素点像素值的分布情况，基于所述分布情况对高清图像中每一个像素点进行像素值分析以确定是否为噪声点；
噪声区域分析设备，与噪声点分析设备连接，用于接收所述噪声点分析设备的分析结果，将高清图像内各个噪声点组成多个噪声区域，确定每一个噪声区域的面积和形状，并将各个噪声区域的面积汇总以获取噪声区域总面积；
滤波启动设备，分别与噪声区域分析设备和自适应滤波设备连接，用于在噪声区域总面积大于等于预设面积阈值时，启动自适应滤波设备，在噪声区域总面积小于预设面积阈值时，关闭自适应滤波设备，将高清图像直接作为待处理图像输入到图像平滑设备；
自适应滤波设备，分别与滤波启动设备和图像平滑设备连接，用于在被滤波启动设备启动后，对高清图像进行自适应滤波处理以获得待处理图像，并将待处理图像输入到图像平滑设备；
所述自适应滤波设备包括区域拆分单元、模块选择单元、滤波执行单元和图像组合单元，区域拆分单元用于接收每一个噪声区域的形状，基于每一个噪声区域的形状的几何特征，将每一个噪声区域拆分成多个基准子区域，每一个基准子区域的形状为方形、圆形或线形，当形状为方形时，每一个基准子区域的大小为3×3、5×5或7×7，当形状为圆形时，每一个基准子区域的半径为3像素、5像素或7像素，当形状为线形时，每一个基准子区域为一个一维像素集合；
所述模块选择单元与所述区域拆分单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，选择对应的中值滤波模板，所述滤波执行单元与所述模块选择单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，采取选择的中值滤波模板执行中值滤波，以获得各个子区域滤波图案，并将各个子区域滤波图案组合成滤波后的噪声区域子图像；
所述图像组合单元与所述滤波执行单元连接，用于接收各个噪声区域子图像，并将非噪声区域与各个噪声区域子图像组合以获得待处理图像；图像平滑设备，分别与自适应滤波设备和滤波启动设备连接，用于对接收到的待处理图像进行图像平滑处理以获得平滑图像；
运动目标提取设备，与图像平滑设备连接，用于分析出平滑图像中多个运动目标，并从平滑图像中分割出与多个运动目标分别对应的多个目标子图像；所述人体识别设备与运动目标提取设备连接，用于接收多个目标子图像，确定目标子图像所在目标矩形的长宽比，当所述目标矩形的长宽比在1.2和8范围内时，确定所述目标矩形内的目标子图像对应的目标为人体目标；
其中，所述目标矩形为能够包括目标子图像的最小矩形；在高清图像内，多个噪声区域之外的区域为非噪声区域；高清图像内像素点像素值的分布情况包括针对每一个像素点在高清图像内的所在区域确定该像素点像素值应归属的像素值范围。
在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中：所述定向防护设备被放置在所述能量发送设备的周围，采用共同组成圆形的多个金属块的构造；其中，所述定向防护设备在接收到所述方向检测设备发送的相对方向时，基于所述相对方向将所述相对方向对应的金属块从水平放置状态转换为垂直放置状态。
在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中：所述定向防护设备的多个金属块的默认状态为水平放置状态；其中，当所述相对方向为一个方向范围时，将所述方向范围对应的多个金属块从水平放置状态转换为垂直放置状态。
在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中：所述高清图像的分辨率根据能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度自动确定还包括：自动确定的所述高清图像的分辨率具有最大分辨率阈值和最小分辨率阈值的限制。
在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中，还包括：TF存储设备，与所述图像捕获设备和所述滤波启动设备连接，用于存储预设面积阈值、最大分辨率阈值和最小分辨率阈值。
以及在所述避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统中：所述TF存储设备还与方向检测设备连接，用于预先存储能量发送设备的预设位置。
另外，中值滤波对脉冲噪声有良好的滤除作用，特别是在滤除噪声的同时，能够保护信号的边缘，使之不被模糊。这些优良特性是线性滤波方法所不具有的。此外，中值滤波的算法比较简单，也易于用硬件实现。所以，中值滤波方法一经提出后，便在数字信号处理领域得到重要的应用。
中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。方法是用某种结构的二维滑动模板，将板内像素按照像素值的大小进行排序，生成单调上升(或下降)的为二维数据序列。二维中值滤波输出为g(x,y)＝med{f(x-k,y-l),(k,l∈W)}，其中，f(x,y)，g(x,y)分别为原始图像和处理后图像。W为二维模板，通常为3*3，5*5区域，也可以是不同的形状，如线状，圆形，十字形，圆环形等。
采用本发明的避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统，针对现有技术无法兼顾无线充电设备充电和防电磁辐射的技术问题，通过设置多个有针对性的高精度图像处理设备，对人体目标进行准确检测，并基于人体目标相对于无线充电设备的方向采用定向屏蔽设备进行定向屏蔽，从而在防止对人体目标带来辐射的同时，不耽误其他方向的待充电设备的无线充电。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种避免辐射对人体身心健康造成伤害的系统，所述系统包括：
能量发送设备、能量接收设备和人体识别设备，能量发送设备包括发送端线圈，通以发送端频率的电流，当发送端频率与接收端频率相同时，用以与能量接收设备交换能量，能量接收设备包括接收端线圈，通以接收端频率的电流以与能量发送设备交换能量，人体识别设备用于检测能量发送设备辐射范围内的人体目标；其中，能量接收设备设置在待充电设备上，用于实现对待充电设备的充电；
图像捕获设备，设置在能量接收设备附近，用于对能量发送设备辐射范围内的场景进行高清图像数据采集，以获得高清图像；
其中，在所述图像捕获设备中，所述高清图像的分辨率根据能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度自动确定；
其中，所述高清图像的分辨率根据能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度自动确定包括：能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度越高，所述高清图像的分辨率越高，能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度越低，所述高清图像的分辨率越低；
其特征在于，还包括：
方向检测设备，与所述人体识别设备连接，用于基于确定的人体目标所在目标子图像在平滑图像的位置以及能量发送设备的预设位置确定所述人体目标相对于所述能量发送设备的相对方向；
定向防护设备，设置在所述能量发送设备的周围，与所述方向检测设备连接，用于基于接收到的所述相对方向启动对所述相对方向的辐射的遮挡；
噪声点分析设备，用于接收高清图像，对高清图像进行场景判断以确定高清图像内像素点像素值的分布情况，基于所述分布情况对高清图像中每一个像素点进行像素值分析以确定是否为噪声点；
噪声区域分析设备，与噪声点分析设备连接，用于接收所述噪声点分析设备的分析结果，将高清图像内各个噪声点组成多个噪声区域，确定每一个噪声区域的面积和形状，并将各个噪声区域的面积汇总以获取噪声区域总面积；
滤波启动设备，分别与噪声区域分析设备和自适应滤波设备连接，用于在噪声区域总面积大于等于预设面积阈值时，启动自适应滤波设备，在噪声区域总面积小于预设面积阈值时，关闭自适应滤波设备，将高清图像直接作为待处理图像输入到图像平滑设备；
自适应滤波设备，分别与滤波启动设备和图像平滑设备连接，用于在被滤波启动设备启动后，对高清图像进行自适应滤波处理以获得待处理图像，并将待处理图像输入到图像平滑设备；所述自适应滤波设备包括区域拆分单元、模块选择单元、滤波执行单元和图像组合单元，区域拆分单元用于接收每一个噪声区域的形状，基于每一个噪声区域的形状的几何特征，将每一个噪声区域拆分成多个基准子区域，每一个基准子区域的形状为方形、圆形或线形，当形状为方形时，每一个基准子区域的大小为3×3、5×5或7×7，当形状为圆形时，每一个基准子区域的半径为3像素、5像素或7像素，当形状为线形时，每一个基准子区域为一个一维像素集合；所述模块选择单元与所述区域拆分单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，选择对应的中值滤波模板，所述滤波执行单元与所述模块选择单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，采取选择的中值滤波模板执行中值滤波，以获得各个子区域滤波图案，并将各个子区域滤波图案组合成滤波后的噪声区域子图像；所述图像组合单元与所述滤波执行单元连接，用于接收各个噪声区域子图像，并将非噪声区域与各个噪声区域子图像组合以获得待处理图像；
图像平滑设备，分别与自适应滤波设备和滤波启动设备连接，用于对接收到的待处理图像进行图像平滑处理以获得平滑图像；
运动目标提取设备，与图像平滑设备连接，用于分析出平滑图像中多个运动目标，并从平滑图像中分割出与多个运动目标分别对应的多个目标子图像；
所述人体识别设备与运动目标提取设备连接，用于接收多个目标子图像，确定目标子图像所在目标矩形的长宽比，当所述目标矩形的长宽比在1.2和8范围内时，确定所述目标矩形内的目标子图像对应的目标为人体目标；其中，所述目标矩形为能够包括目标子图像的最小矩形；
其中，在高清图像内，多个噪声区域之外的区域为非噪声区域；
其中，高清图像内像素点像素值的分布情况包括针对每一个像素点在高清图像内的所在区域确定该像素点像素值应归属的像素值范围；
所述高清图像的分辨率根据能量发送设备辐射范围内的场景的复杂度自动确定还包括：自动确定的所述高清图像的分辨率具有最大分辨率阈值和最小分辨率阈值的限制；
所述定向防护设备被放置在所述能量发送设备的周围，采用共同组成圆形的多个金属块的构造；
其中，所述定向防护设备在接收到所述方向检测设备发送的相对方向时，基于所述相对方向将所述相对方向对应的金属块从水平放置状态转换为垂直放置状态；
所述定向防护设备的多个金属块的默认状态为水平放置状态；
其中，当所述相对方向为一个方向范围时，将所述方向范围对应的多个金属块从水平放置状态转换为垂直放置状态；
TF存储设备，与所述图像捕获设备和所述滤波启动设备连接，用于存储预设面积阈值、最大分辨率阈值和最小分辨率阈值；
所述TF存储设备还与方向检测设备连接，用于预先存储能量发送设备的预设位置。
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