CN110411573A - 一种监测床及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种监测床及其使用方法，通过将安装有偏轴镜头的热成像设备安装在床头背板朝向睡卧床板使用面的一面、且位于床板背板在竖直方向上的中心线的对应区域，从而使得热成像具有较大的景深，能够获得用户睡卧在床体时的所有动作信息，大幅度提高热成像设备的监测准确性和完整性。同时，监测床包括有处理装置，能够根据热成像设备获取的信息进行相应的报警动作，保证用户睡卧在床体时的安全。

Description

一种监测床及其使用方法

技术领域

本发明涉及家居用品技术领域，特别涉及一种监测床及其使用方法。

背景技术

床是现代人们居家必备的家具之一，在人们的生活中占据了很大的比例。为了保证人们睡卧在床上时的安全，同时限制于床的结构设计，生产厂家只能将摄像头等监控设置安装在床头背板上，以便装卸和调整。但是，由于床体具有较大的长度，现有的监控设备无法具有足够的景深来获得整体床上所有的信息，具有较大的监控盲区，其监控的准确性大大降低。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种监测床及其使用方法，解决现有床上的监控设备监控盲区大、准确性低的弊端。

本发明提出一种监测床，包括热成像设备和床体，所述热成像设备包括光学成像物镜，所述光学成像物镜的镜头为偏轴镜头，所述床体包括床头背板和睡卧床板，所述热成像设备安装在所述床头背板朝向所述睡卧床板使用面的一面，所述偏轴镜头朝向所述睡卧床板的使用面。

进一步的，所述睡卧床板与所述床头背板连接，所述偏轴镜头的偏轴角度为5—45度，与所述睡卧床板之间的相对高度为20—100cm，所述偏轴角度与所述相对高度之间为负相关关系，所述偏轴镜头位于所述床头背板在竖直方向上的中心线的对应区域。

进一步的，所述床头背板朝向所述睡卧床板使用面的一面设置有固定结构，所述热成像设备设置有安装结构，所述固定结构与所述安装结构相互配合。

进一步的，所述固定结构为通槽，所述安装结构包括固定板、螺栓、螺母和垫片，所述固定板固定在所述热成像设备的背面，所述螺栓固定设置在所述固定板，所述垫片设置在所述螺母与所述床头背板之间，所述螺栓穿过所述通槽并通过与所述螺母之间的连接完成对所述热成像设备在所述床头背板的安装。

进一步的，所述监测床还包括距离传感器，所述距离传感器设置在所述热成像设备的底面，所述热成像设备的底面为所述热成像设备朝向所述睡卧床板的一面。

进一步的，所述热成像设备的底面设置有缓冲结构。

进一步的，所述监测床还包括处理装置，所述处理装置分别与所述热成像设备和所述距离传感器信号连接，所述处理装置用于接收和解析所述热成像设备和所述距离传感器传输的数据，所述处理装置设置在所述热成像设备和所述距离传感器的信号传输距离内任意区域。

本发明还提供一种监测床的使用方法，包括：

获取睡卧床板表面的热像图，所述热像图为红外辐射能量分布图像；

解析所述热像图，得到人体的未覆盖区域，以及所述人体在所述睡卧床板的相对位置；

判断所述未覆盖区域和/或所述相对位置是否满足触发报警功能的条件；

若满足触发报警功能的条件，则生成报警信息发送到预设接收终端。

进一步的，所述热像图中不同等级的红外辐射能量对应不同颜色的图像，所述解析所述热像图，得到人体的未覆盖区域的步骤，包括：

从所述热像图中获取指定颜色图像，所述指定颜色图像为颜色与空气的红外辐射能量对应的颜色不同的图像；

根据所述指定颜色图像的外轮廓得到所述人体的未覆盖区域。

进一步的，所述解析所述热像图，得到所述人体在所述睡卧床板的相对位置的步骤，包括：

调取预先录入的所述睡卧床板表面的外轮廓图像，其中，所述外轮廓图像与所述热图像的拍摄布局相同；

将所述人体的未覆盖区域在所述热像图中的布局位置与所述外轮廓图像进行比对，得到所述相对位置。

本发明提供的一种监测床及其使用方法，通过将安装有偏轴镜头的热成像设备安装在床头背板朝向睡卧床板使用面的一面、且位于床板背板在竖直方向上的中心线的对应区域，从而使得热成像具有较大的景深，能够获得用户睡卧在床体时的所有动作信息，大幅度提高热成像设备的监测准确性和完整性。同时，监测床包括有处理装置，能够根据热成像设备获取的信息进行相应的报警动作，保证用户睡卧在床体时的安全。

附图说明

图1是本发明一实施例一种监测床的整体结构图；

图2是本发明一实施例监测床的使用方法的流程框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供了一种监测床，包括热成像设备1和床体，所述热成像设备1包括光学成像物镜，所述光学成像物镜的镜头为偏轴镜头11，所述床体包括床头背板2和睡卧床板3，所述热成像设备1安装在所述床头背板2朝向所述睡卧床板3使用面的一面，所述偏轴镜头11朝向所述睡卧床板3的使用面。

本实施例中，监测床包括有热成像设备1和床体。其中，热成像设备1包括红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统，光学成像物镜用于获取被测物体的红外热像，而光机扫描系统设置在光学成像物镜和红外探测器之间，负责对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在红外探测器上，由红外探测器将红外辐射能转换成电信号，再经方法处理、转换或标准视频信号通过监测器显示红外热像图。在本实施例中，光学成像物镜的镜头采用偏轴镜头11，镜头与感光面具有一定的夹角，根据沙姆定律，能够大幅度提高光学成像物镜的景深。床体包括睡卧床板3和床头背板2，其中，睡卧床板3为人体睡卧时的支撑板，即热成像设备1需要监测的平面。热成像设备1安装在床头背板2的指定区域，其中，指定区域为床头背板2朝向睡卧床板3使用面的一面。并且，偏轴镜头11朝向睡卧床板3的使用面。热成像设备1配合偏轴镜头11，使得可以在睡卧床板3得到床面获得的景深得到大幅度提升，近乎得到整个睡卧床板3床面的所有视野，只有热成像设备1底部被遮挡的极小部分区域为视野盲区，但该视野盲区并不影响监测效果。

进一步的，所述睡卧床板3与所述床头背板2连接，所述偏轴镜头11的偏轴角度为5—45度，与所述睡卧床板3之间的相对高度为20—100cm，所述偏轴角度与所述相对高度之间为负相关关系，所述偏轴镜头11位于所述床头背板2在竖直方向上的中心线的对应区域。

本实施例中，床头背板2与睡卧床板3固定连接或活动铰接，床头背板2与睡卧床板3的使用面之间的夹角可以根据偏轴镜头11的偏轴角度和相对高度进行相应的调整，不需要固定在90度，从而使得镜头在睡卧床板3上的视野盲区尽可能减小。光学成像物镜的偏轴镜头11的偏轴角度为5—45度，其中，偏轴角度是指镜头的中心轴线与焦平面之间的夹角。并且，偏轴镜头11与睡卧床板3之间的相对高度为20—100cm，其中，相对高度是指镜头的最低点与睡卧床板3平面之间的高度。偏轴角度与相对高度之间呈负相关关系，即偏轴角度越大，则相对高度越小。光学成像物镜通过偏轴角度和相对高度之间的相互配合，能够最大限度的获得在睡卧床板3平面的景深，实现热成像设备1监测的高准确性和高完整性。同时偏轴镜头11设置在床头背板2在竖直方向上的中心线的对应区域，因此光学成像物镜能够获得的睡卧床板3左右两边的床面面积相等，即可以最大限度获取睡卧床板3床面的视野。

进一步的，所述床头背板2朝向所述睡卧床板3使用面的一面设置有固定结构，所述热成像设备1设置有安装结构，所述固定结构与所述安装结构相互配合。

本实施例中，床头背板2朝向睡卧床板3使用面的一面设置有固定结构，固定结构的数量为一个或多个。并且，热成像设备1的背面设置有安装结构，其中，热成像设备1的背面是指热成像设备1朝向床头背板2的一面。固定结构和安装结构相互配合，使得热成像设备1可以通过固定结构与安装结构之间的相互契合安装在床头背板2上。比如，固定结构为卡槽，安装结构为卡钩，卡槽与卡钩组成相互配合的卡扣结构，实现将热成像设备1固定在床头背板2。进一步的，当固定结构为卡槽时，卡槽的数量不小于1个，在指定区域的竖直方向上平行排列，即各卡槽与睡卧床板3平面之间的相对高度不一，使得热成像设备1的卡钩可以根据需要选择与对应的卡槽结合，实现对偏轴镜头11与睡卧床板3平面之间相对高度的调整。

另一实施例中，所述固定结构为通槽，所述安装结构包括固定板12、螺栓13、螺母14和垫片15，所述固定板12固定在所述热成像设备1的背面，所述螺栓13固定设置在所述固定板12，所述垫片15设置在所述螺母14与所述床头背板2之间，所述螺栓13穿过所述通槽并通过与所述螺母14之间的连接完成对所述热成像设备1在所述床头背板2的安装。

本实施例中，固定结构为通槽，通槽贯通床头背板2的正反面，通槽的长度方向为竖直方向。安装结构包括固定板12、螺栓13、螺母14和垫片15。其中，固定板12通过浇铸或螺栓13固定等方式固定在热成像设备1的背面，而螺栓13则固定设置在固定板12上，并且螺栓13与螺母14相互配合。在对热成像设备1进行安装时，将固定板12上的螺栓13穿过通槽，然后将垫片15、螺母14依次套入螺栓13中，使得垫片15位于螺母14与床头背板2之间。用户通过拧紧螺母14，使得热成像设备1通过螺母14与螺栓13之间的连接完成安装。优选的，通槽的数量为两道，两道通槽在竖直方向上相互平行。热成像设备1的螺栓13数量与通槽的数量相对应，并且两根螺栓13之间的间距与两道通槽之间的间距相同，以便相互配合。由于床头背板2的固定结构为通槽，因此热成像设备1螺母14与螺栓13之间的松紧自由调整偏轴镜头11与睡卧床板3平面之间的相对高度。

进一步的，所述监测床还包括距离传感器4，所述距离传感器4设置在所述热成像设备1的底面，所述热成像设备1的底面为所述热成像设备1朝向所述睡卧床板3的一面。

本实施例中，检测床还设置有距离传感器4，距离传感器4设置在热成像设备1的底面。其中，热成像设备1的底面是指热成像设备1朝向睡卧床板3的一面，而距离传感器4是用于获取用户肢体与热成像设备1之间的相对距离。距离传感器4会实时将获取的相对距离传输到检测床的处理装置，处理装置通过将当前的相对距离与预设的相对距离进行比对，在当前的相对距离不大于预设的相对距离时，及时发出报警声，从而避免用户在从睡卧床板3上起身时撞击到热成像设备1，造成对热成像设备1以及人体的损伤。

另一实施例中，所述热成像设备1的底面设置有缓冲结构5。

本实施例中，热成像设备1的底面设置有缓冲结构5，该缓冲结构5用于缓冲物体与热成像设备1的底面接触时产生的冲击力，从而实现热成像设备1以及物体的保护。优选的，缓冲结构5为乳胶垫，平铺在热成像设备1的底面。乳胶垫具有足够软度，在用户从睡卧床板3起身不小心撞到热成像设备1的底面时，有效缓冲两者之间产生的冲击力，从而保护用户身体和热成像设备1均不会受到损伤。

进一步的，所述监测床还包括处理装置，所述处理装置分别与所述热成像设备1和所述距离传感器4信号连接，所述处理装置用于接收和解析所述热成像设备1和所述距离传感器4传输的数据，所述处理装置设置在所述热成像设备1和所述距离传感器4的信号传输距离内任意区域。

本实施例中，监测床还包括有处理装置，该处理装置分别与热成像设备1和距离传感器4信号连接，从而接收热成像设备1以及距离传感器4采集到的数据，并根据这些数据进行相应的分析，输出对应的处理指令。处理装置与热成像设备1、距离传感器4之间是通过信号连接，因此处理装置只需要部署在信号传输的距离范围内即可，不需要对部署的位置做特定的限制。

本实施例提供的一种监测床，通过将安装有偏轴镜头11的热成像设备1安装在床头背板2朝向用户睡卧的一面、且位于床板背板在竖直方向上的中心线的对应区域，从而使得热成像具有较大的景深，能够获得用户睡卧在床体时的所有动作信息，大幅度提高热成像设备1的监测准确性和完整性。同时，监测床包括有处理装置，能够根据热成像设备1获取的信息进行相应的报警动作，保证用户睡卧在床体时的安全。

本实施例还提供一种监测床的使用方法，包括：

获取睡卧床板3表面的热像图，所述热像图为红外辐射能量分布图像；

解析所述热像图，得到人体的未覆盖区域，以及所述人体在所述睡卧床板3的相对位置；

判断所述未覆盖区域和/或所述相对位置是否满足触发报警功能的条件；

若满足触发报警功能的条件，则生成报警信息发送到预设接收终端。

本实施例中，处理装置通过热成像设备1获取睡卧床板3表面的热像图，该热像图为睡卧床板3表面的红外辐射能量分布图像，根据物体红外辐射能量的强弱呈现不同颜色的图像。由于人体会辐射热量，因此表征人体的颜色图像会明显不同于空气的颜色图像。而如果人体被被子或其他物体覆盖的话，则其覆盖物表面的红外辐射能量图像会与空气对应的颜色图像一致。因此，处理装置只需要从热像图中筛选出与空气的红外辐射能量对应的颜色不同的图像，即为表征暴露在外的人体的图像。比如空气的颜色图像为蓝色，则处理装置只需要将蓝色图像以外的颜色图像筛选出来，即可得到暴露在外的人体对应的颜色图像。处理装置根据筛选出来的暴露在外的人体对应的颜色图像的外轮廓得到人体的未覆盖区域。然后，处理装置调取预先录入的睡卧床板3表面的外轮廓图像，其中，外轮廓图像与热图像的拍摄布局相同，从而在后续的位置比对中具有相同的布局标准。处理装置将当前人体的未覆盖区域在热像图中的布局位置与外轮廓图像进行比对，比如将前人体的未覆盖区域在热像图中的布局位置与外轮廓图像进行重合，从而得到人体在睡卧床板3上的相对位置。处理装置中预先录入有触发报警功能的条件，分别是以人体的未覆盖区域和人体在睡卧床板3的相对位置为基准。比如，当前人体的未覆盖区域在人体预设区域以下时，比如胸口以下时，则触发报警功能。又或者，当前人体在睡卧床板3的相对位置与睡卧床板3的两侧边沿的距离在预设范围内，比如5cm时，则触发报警功能。在触发报警功能后，处理装置根据不同的触发条件会生成不同的报警信息。比如，触发条件为当前人体的未覆盖区域在人体预设区域以下时，则生成的报警信息为提示用户及时盖好被子；触发条件为当前人体在睡卧床板3的相对位置与睡卧床板3的两侧边沿的距离在预设范围内时，则报警信息为提示用户及时进行防护，反正摔落，并伴有急促的报警声。处理装置将生成的报警信息发送到预设接收终端，可以是通过无线信号进行发送，预设接收终端可以是用户的手机等移动终端。

进一步的，所述热像图中不同等级的红外辐射能量对应不同颜色的图像，所述解析所述热像图，得到人体的未覆盖区域的步骤，包括：

从所述热像图中获取指定颜色图像，所述指定颜色图像为颜色与空气的红外辐射能量对应的颜色不同的图像；

根据所述指定颜色图像的外轮廓得到所述人体的未覆盖区域。

本实施例中，热像图中不同等级的红外辐射能量对应有不同颜色的图像，并且人体不同部位散发的红外辐射能量的强弱也会有区别，但是在同一空间内的空气的红外辐射能量的变化不大，基本上一致。因此，为了筛选出人体为覆盖区域对应的颜色图像，处理装置只需要将空气的红外辐射能量对应的颜色图像剔除即可获得人体未覆盖区域的图像，即指定颜色图像，因为人体被覆盖物覆盖的表面的所能检测到的红外辐射能量的等级与空气是一致的，不会收到人体散发的热量的影响。处理装置通过绘制指定颜色图像的外轮廓，从俄国人得到当前人体的未覆盖区域的图像。

进一步的，所述解析所述热像图，得到所述人体在所述睡卧床板3的相对位置的步骤，包括：

调取预先录入的所述睡卧床板3表面的外轮廓图像，其中，所述外轮廓图像与所述热图像的拍摄布局相同；

将所述人体的未覆盖区域在所述热像图中的布局位置与所述外轮廓图像进行比对，得到所述相对位置。

本实施例中，处理装置中预先录入有睡卧床板3的外轮廓图像。其中，外轮廓图像与热像图的拍摄布局相同，即采用相同的视角、光圈等拍摄参数拍摄得到，以便在后续的位置比对中具有相同的布局标准。处理装置将当前人体的未覆盖区域在热像图中的布局位置，与睡卧床板3的外轮廓图像进行重合比对，根据人体的未覆盖区域在外轮廓图像中的布局位置，从而得到现实中人体在睡卧床板3的相对位置。

本实施例提供的一种监测床的使用方法，通过安装有偏轴镜头11的热成像设备1获取睡卧床板3表面的热像图，然后根据热像图中不同颜色的红外辐射能量分布图像获取表征人体的红外辐射能量图像，从而确定人体的未覆盖区域以及在睡卧床板3上的相对位置，并根据人体的未覆盖区域和/或在睡卧床板3上的相对位置判断是否需要触发报警功能，从而实现对用户睡卧时的安全监控，具有较高的准确性和完整性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种监测床，其特征在于，包括热成像设备和床体，所述热成像设备包括光学成像物镜，所述光学成像物镜的镜头为偏轴镜头，所述床体包括床头背板和睡卧床板，所述热成像设备安装在所述床头背板朝向所述睡卧床板使用面的一面，所述偏轴镜头朝向所述睡卧床板的使用面。

2.根据权利要求1所述的监测床，其特征在于，所述睡卧床板与所述床头背板连接，所述偏轴镜头的偏轴角度为5—45度，与所述睡卧床板之间的相对高度为20—100cm，所述偏轴角度与所述相对高度之间为负相关关系，所述偏轴镜头位于所述床头背板在竖直方向上的中心线的对应区域。

3.根据权利要求1所述的监测床，其特征在于，所述床头背板朝向所述睡卧床板使用面的一面设置有固定结构，所述热成像设备设置有安装结构，所述固定结构与所述安装结构相互配合。

4.根据权利要求3所述的监测床，其特征在于，所述固定结构为通槽，所述安装结构包括固定板、螺栓、螺母和垫片，所述固定板固定在所述热成像设备的背面，所述螺栓固定设置在所述固定板，所述垫片设置在所述螺母与所述床头背板之间，所述螺栓穿过所述通槽并通过与所述螺母之间的连接完成对所述热成像设备在所述床头背板的安装。

5.根据权利要求2所述的监测床，其特征在于，所述监测床还包括距离传感器，所述距离传感器设置在所述热成像设备的底面，所述热成像设备的底面为所述热成像设备朝向所述睡卧床板的一面。

6.根据权利要求5所述的监测床，其特征在于，所述热成像设备的底面设置有缓冲结构。

7.根据权利要求5所述的监测床，其特征在于，所述监测床还包括处理装置，所述处理装置分别与所述热成像设备和所述距离传感器信号连接，所述处理装置用于接收和解析所述热成像设备和所述距离传感器传输的数据，所述处理装置设置在所述热成像设备和所述距离传感器的信号传输距离内任意区域。

8.一种监测床的使用方法，其特征在于，包括：

获取睡卧床板表面的热像图，所述热像图为红外辐射能量分布图像；

解析所述热像图，得到人体的未覆盖区域，以及所述人体在所述睡卧床板的相对位置；

判断所述未覆盖区域和/或所述相对位置是否满足触发报警功能的条件；

若满足触发报警功能的条件，则生成报警信息发送到预设接收终端。

9.根据权利要求8所述的监测床的使用方法，其特征在于，所述热像图中不同等级的红外辐射能量对应不同颜色的图像，所述解析所述热像图，得到人体的未覆盖区域的步骤，包括：

从所述热像图中获取指定颜色图像，所述指定颜色图像为颜色与空气的红外辐射能量对应的颜色不同的图像；

根据所述指定颜色图像的外轮廓得到所述人体的未覆盖区域。

10.根据权利要求9所述的监测床的使用方法，其特征在于，所述解析所述热像图，得到所述人体在所述睡卧床板的相对位置的步骤，包括：

调取预先录入的所述睡卧床板表面的外轮廓图像，其中，所述外轮廓图像与所述热图像的拍摄布局相同；

将所述人体的未覆盖区域在所述热像图中的布局位置与所述外轮廓图像进行比对，得到所述相对位置。