CN111292501A - 一种执法记录仪的危险自动预警系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及执法记录仪技术领域，提供一种执法记录仪的危险自动预警系统，利用场景识别模块、温度探测模块、空气监测模块和具备强大运算能力的中央处理器建立危险环境预警系统，采用一种执法记录仪的危险自动预警方法，采用边沿计算和人脸识别技术识别当前场景的静态图片及动态视频，获取场景特征和场景中的物品特征，以及场景图片中或视频中人物的面部特征与动作特征，结合语音识别文本、人体温度值和危险气体浓度判断当前环境是否为危险环境；通过4G或5G网络快速的将报警信息反馈到指挥平台，供指挥调度及应急处理，从而有效地降低现场执法人员或者工作人员的人身危险。

Description

一种执法记录仪的危险自动预警系统和方法

技术领域

本发明涉及执法记录仪技术领域，尤其涉及一种执法记录仪的危险自动预警系统和方法。

背景技术

执法记录仪作为一种移动数据采集设备，越来越广泛地应用于警务工作或其他相关领域，多采用便携式结构，能够在任意时间、任意地点，对执法过程或者业务过程中的现场活动进行动态、静态的现场数字化记录，并存储于本地数据库或者网络后台设备中，可作为警务业务或者其他业务的重要取证数据，保证执法活动或者业务活动的合法合规。

目前的执法记录仪有两种现场数据采集存储方式，一种是存储在本地执法记录仪上，属于离线式，现场环境数据必须回到总部后才能查看，无法进行实时监控、查询，保障现场工作人员的安全；另一种是通过4G网络将数据上传到后台服务器中，属于在线式，可实时地查询现场的活动情况，对现场人员的安全有一定的了解性，但预判性不足，还是需要人工进行危险判断。

工作人员在使用执法记录仪现场取证的时候，可能会面临种种危险，比如人员过激行为、持械威胁、环境危害物超标等，这些危及现场工作人员人身安全的因素时有发生。而对于危险环境的辨识，需要通过执法人员的人工识别以及人工操作上报，这使得后台无法对现场执法人员危险激进型有效且迅速的反应，另外有些危险环境更为紧急，现场执法人员进行有效地报警，而仅仅依靠后台人工上报也容易错失最佳救援时间。

发明内容

本发明提供一种执法记录仪的危险自动预警系统和方法，解决了现有技术中执法记录仪数据传输不及时、无法进行危险环境的预警，人工报警不及时、救援不及时的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明提供一种执法记录仪的危险自动预警系统，包括中央处理器，以及与所述中央处理器电性连接的场景识别模块、温度探测模块、空气监测模块、存储模块和通信模块；

所述场景识别模块，用于获取当前场景的静态图片及动态视频；

所述中央处理器，用于将获取到的所述静态图片及动态视频与模板数据库进行匹配，判断当前场景是否存在危险；

所述温度探测模块，用于对用户进行体温监测，并将获取到的人体温度值上传到所述中央处理器；

所述中央处理器，还用于将所述人体温度值与预设温度阈值进行对比，判断所述人体温度值是否处于正常体温范围内；

所述空气监测模块，用于对周围环境的空气质量进行实时监测，并将获取到的空气质量数据上传到所述中央处理器；

所述中央处理器，还用于将所述空气质量数据与预设安全阈值进行对比，判断当前空气质量是否达标；

所述中央处理器，还用于在判断当前场景存在危险、所述人体体温处于非正常温度或当前空气质量不达标时，通过所述通信模块向指挥平台上传危险报警信号；

所述存储模块，用于存储上述场景识别数据、体温检测数据和空气检测数据，以及所述中央处理器的数据处理结果和模板数据库。

所述场景识别模块包括图像获取设备和录音设备；所述图像获取设备为摄像头；所述录音设备包括拾音器。

优选地，所述温度探测模块为红外热探测器，安装于执法记录仪紧贴用户的一侧，将获取到的用户体温产生的热辐射转化为对应的数字信号，并发送到所述中央处理器。

优选地，所述空气监测模块包括粉尘浓度传感器、红外线气体检测仪，所述红外线气体检测仪通过测量吸收光谱判别当前环境中气体的种类，还通过测量气体的吸收强度确定被测气体的浓度。

优选地，所述通信模块包括GPRS通讯单元、3G通讯单元、4G通讯单元、5G通讯单元、WIFI通讯单元中的至少一种。

优选地，还包括连接所述中央处理器的声光报警器、GPS定位器；所述中央处理器在上传危险报警信号的同时，还控制所述声光报警器现场报警；所述危险报警信号包括当前场景的GPS定位信息。

对应于上述一种执法记录仪的危险自动预警系统，本发明还提供一种执法记录仪的危险自动预警方法，步骤如下：

S1、获取当前环境监测数据；

S2、将所述环境监测数据与模板数据库进行匹配，获取对比相似度并与对应的相似度阈值进行比较，判断当前环境是否为危险环境，若是则进入下一步，若否则结束本次监测；

S3、向指挥平台上传危险报警信号以及GPS定位。

所述步骤S1具体为：

获取当前场景的静态图片及动态视频，并利用拾音器获取所述动态视频中的语言文本；

获取用户的人体温度值；

获取周围空气质量数据，包括当前环境中危险气体的浓度。

优选地，在所述步骤S2中，将所述环境监测数据与对应的预设阈值进行匹配对比包括：

采用边沿计算和人脸识别技术识别所述静态图片及动态视频，获取场景特征和场景中的物品特征，以及所述场景中人物的面部特征与动作特征，并结合所述语言文本分别与对应的模板数据库进行比对，得到对应的对比相似度，判断所述对比相似度是否均小于对应的相似度阈值，若是则判断当前场景安全并进入结束本次监测，若否则进入步骤S3；

判断所述人体温度值是否处于人体正常温度阈值范围内，若是则代表用户体温正常并结束本次监测，若否则进入步骤S3；

判断是否所有的危险气体浓度均在气体安全浓度阈值范围内，若是则判断当前环境空气达标并结束本次监测，若否则进入步骤S3。

在所述步骤S1前，还包括步骤：

S01、预先设置模板数据库，所述模板数据库包括危险场景特征模板、危险物品特征模板、危险人员和危险表情的面部特征模板、危险动作特征模板和威胁语音文本，并设置对应的相似度阈值；

S02、设置人体正常温度阈值范围；

S03、设置常见的危险气体的气体安全浓度阈值范围。

本发明提供一种执法记录仪的危险自动预警系统，利用场景识别模块、温度探测模块、空气监测模块和具备强大运算能力的中央处理器建立危险环境预警系统，采用一种执法记录仪的危险自动预警方法，采用边沿计算和人脸识别技术识别当前场景的静态图片及动态视频，获取场景特征和场景中的物品特征，以及场景图片中或视频中人物的面部特征与动作特征，结合语音识别文本、人体温度值和危险气体浓度判断当前环境是否为危险环境；通过4G或5G网络快速的将报警信息反馈到指挥平台，供指挥调度及应急处理，从而有效地降低现场执法人员或者工作人员的人身危险。本发明通过多角度的数据采集及分析技术，结合人脸识别和边沿计算技术，实现了对周围环境数据的有效提取、分析；通过相似度阈值对比，实现了对环境危险的准确判断；并利用执法记录仪的远程通信和GPS定位功能，实现了危险信号、场景坐标的自动上报，有利于指挥平台及时调度资源应对紧急突发事件和危害公共安全的事件，及时地保障了执法人员或者业务人员的人身安全。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种执法记录仪的危险自动预警系统的系统框架图；

图2是本发明实施例提供的一种执法记录仪的危险自动预警方法的工作流程图；

图3是本发明实施例提供的图2中步骤S1之前的预定义步骤的工作流程图；

图4是本发明实施例提供的图2的系统工作流程图；

其中：中央处理器1，场景识别模块2，温度探测模块3，空气监测模块4，存储模块5，通信模块6，声光报警器7，GPS定位器8。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。

本发明实施例提供的一种执法记录仪的危险自动预警系统，如图1所示，在本实施例中，包括中央处理器1，以及与所述中央处理器1电性连接的场景识别模块2、温度探测模块3、空气监测模块4、存储模块5和通信模块6；

所述场景识别模块2，用于获取当前场景的静态图片及动态视频；

所述中央处理器1，用于将获取到的所述静态图片及动态视频与模板数据库进行匹配，判断当前场景是否存在危险；

所述温度探测模块3，用于对用户进行体温监测，并将获取到的人体温度值上传到所述中央处理器1；

所述中央处理器1，还用于将所述人体温度值与预设温度阈值进行对比，判断所述人体温度值是否处于正常体温范围内；

所述空气监测模块4，用于对周围环境的空气质量进行实时监测，并将获取到的空气质量数据上传到所述中央处理器1；

所述中央处理器1，还用于将所述空气质量数据与预设安全阈值进行对比，判断当前空气质量是否达标；

所述中央处理器1，还用于在判断当前场景存在危险、所述人体体温处于非正常温度或当前空气质量不达标时，通过所述通信模块6向指挥平台上传危险报警信号；

所述存储模块5，用于存储上述场景识别数据、体温检测数据和空气检测数据，以及所述中央处理器1的数据处理结果和模板数据库。

所述场景识别模块2包括图像获取设备和录音设备；所述图像获取设备为摄像头；所述录音设备包括拾音器。

优选地，所述温度探测模块3包括但不限于红外热探测器和温度传感器，安装于执法记录仪紧贴用户的一侧，将获取到的用户体温产生的热辐射转化为对应的数字信号，并发送到所述中央处理器1。

优选地，所述空气监测模块4包括粉尘浓度传感器、红外线气体检测仪，所述红外线气体检测仪通过测量吸收光谱判别当前环境中气体的种类，还通过测量气体的吸收强度确定被测气体的浓度。

优选地，所述通信模块6包括GPRS通讯单元、3G通讯单元、4G通讯单元、5G通讯单元、WIFI通讯单元中的至少一种。

优选地，还包括连接所述中央处理器1的声光报警器7、GPS定位器8；所述中央处理器1在上传危险报警信号的同时，还控制所述声光报警器7现场报警；所述危险报警信号包括当前场景的GPS定位信息。

所述GPS定位器8在接收到中央处理器1的危险报警信号时，即刻获取当前的GPS定位信息并发送到中央处理器1中。

参见图2，对应于上述一种执法记录仪的危险自动预警系统，本发明实施例还提供一种执法记录仪的危险自动预警方法，步骤如下：

S1、获取当前环境监测数据；

S2、将所述环境监测数据与模板数据库进行匹配，获取对比相似度并与对应的相似度阈值进行比较，判断当前环境是否为危险环境，若是则进入下一步，若否则结束本次监测；

S3、向指挥平台上传危险报警信号以及GPS定位。

所述步骤S1具体为：

获取当前场景的静态图片及动态视频，并利用拾音器获取所述动态视频中的语言文本；

获取用户的人体温度值；

获取周围空气质量数据，包括当前环境中危险气体的浓度。

优选地，在所述步骤S2中，将所述环境监测数据与对应的预设阈值进行匹配对比包括：

采用边沿计算和人脸识别技术识别所述静态图片及动态视频，获取场景特征和场景中的物品特征，以及所述场景中人物的面部特征与动作特征，并结合所述语言文本分别与对应的模板数据库进行比对，得到对应的对比相似度，判断所述对比相似度是否均小于对应的相似度阈值，若是则判断当前场景安全并进入结束本次监测，若否则进入步骤S3；

判断所述人体温度值是否处于人体正常温度阈值范围内，若是则代表用户体温正常并结束本次监测，若否则进入步骤S3；

判断是否所有的危险气体浓度均在气体安全浓度阈值范围内，若是则判断当前环境空气达标并结束本次监测，若否则进入步骤S3。

参见图3，在所述步骤S1前，还包括步骤：

S01、预先设置模板数据库，所述模板数据库包括危险场景特征模板、危险物品特征模板、危险人员和危险表情的面部特征模板、危险动作特征模板和威胁语音文本，并设置对应的相似度阈值；

S02、设置人体正常温度阈值范围；

S03、设置常见的危险气体的气体安全浓度阈值范围。

所述危险场景包括火灾、抢劫、械斗等场景；所述危险物品包括枪械、管制刀具等；所述危险人员包括在逃通缉犯；所述危险动作包括偷袭、举刀、举棍、持枪瞄准等。

所述常见的危险气体可分为有毒气体(包括但不限于一氧化碳、二氧化硫、氯气、光气、双光气、氰化氢、芥子气、路易斯毒气)和易燃易爆气体(包括但不限于氢、一氧化碳、甲烷、丙烷、乙烯、乙烷、乙炔等烃类,以及硫化氢)，也可根据不同的应用场景进行气体种类和阈值的设置。

参见图4，所述执法记录仪危险预警的具体工作流程如下：

首先，在中央处理器1中进行预定义，预先设置模板数据库并存储到存储模块5中，所述模板数据库包括危险场景特征模板、危险物品特征模板、危险人员和危险表情的面部特征模板、危险动作特征模板和威胁语音文本，并设置对应的相似度阈值；设置人体正常温度阈值范围；设置常见的危险气体的气体安全浓度阈值范围。

随后，所述中央处理器1通过摄像头定时获取当前场景的静态图片并录制动态视频，利用拾音器获取所述动态视频中的语言文本；利用红外热探测器获取用户的人体温度值；利用粉尘浓度传感器、红外线气体检测仪获得空气质量数据，包括当前环境中多种危险气体的气体浓度以及粉尘浓度。其中，所述中央处理器1采用边沿计算和人脸识别技术识别所述静态图片及动态视频，获取场景特征和场景中的物品特征，以及所述场景中人物的面部特征与动作特征，并结合所述语言文本分别与对应的模板数据库进行一一比对，得到对应的对比相似度。

此时，通过所述中央处理器1判断是否所有的对比相似度均小于对应的相似度阈值，若是则判断当前场景安全并进入结束本次监测，若有一个对比相似度不小于与其对应的相似度阈值，则通过4G/5G网络向指挥平台上传危险报警信号以及GPS定位，并启动声光报警器7进行现场报警。

同时，所述中央处理器1还将所述人体温度值与人体正常温度阈值范围进行对比，判断用户的人体温度值是否在人体正常温度阈值范围，若是则代表用户身体正常，结束本次检测进入下一个循环；若否则通过4G/5G网络向指挥平台上传危险报警信号以及GPS定位，并启动声光报警器7进行现场报警。

同时，所述中央处理器1还判断是否所有的危险气体浓度均在气体安全浓度阈值范围内，若是则代表当前场景安全并进入结束本次监测；若有任意一种危险气体不处于与其对应的气体安全浓度阈值范围内，则判断当前空气存在危险并通过4G/5G网络向指挥平台上传危险报警信号以及GPS定位，并启动声光报警器7进行现场报警。

本发明实施例提供一种执法记录仪的危险自动预警系统，利用场景识别模块2、温度探测模块3、空气监测模块4和具备强大运算能力的中央处理器1建立危险环境预警系统，采用一种执法记录仪的危险自动预警方法，采用边沿计算和人脸识别技术识别当前场景的静态图片及动态视频，获取场景特征和场景中的物品特征，以及场景图片中或视频中人物的面部特征与动作特征，结合语音识别文本、人体温度值和危险气体浓度判断当前环境是否为危险环境；通过4G或5G网络快速的将报警信息反馈到指挥平台，供指挥调度及应急处理，从而有效地降低现场执法人员或者工作人员的人身危险。本发明实施例通过多角度的数据采集及分析技术，结合人脸识别和边沿计算技术，实现了对周围环境数据的有效提取、分析；通过相似度阈值对比，实现了对环境危险的准确判断；并利用执法记录仪的远程通信和GPS定位功能，实现了危险信号、场景坐标的自动上报，有利于指挥平台及时调度资源应对紧急突发事件和危害公共安全的事件，及时地保障了执法人员或者业务人员的人身安全。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种执法记录仪的危险自动预警方法系统，其特征在于：包括中央处理器，以及与所述中央处理器电性连接的场景识别模块、温度探测模块、空气监测模块、存储模块和通信模块；

所述场景识别模块，用于获取当前场景的静态图片及动态视频；

所述中央处理器，用于将获取到的所述静态图片及动态视频与模板数据库进行匹配，判断当前场景是否存在危险；

所述温度探测模块，用于对用户进行体温监测，并将获取到的人体温度值上传到所述中央处理器；

所述中央处理器，还用于将所述人体温度值与预设温度阈值进行对比，判断所述人体温度值是否处于正常体温范围内；

所述空气监测模块，用于对周围环境的空气质量进行实时监测，并将获取到的空气质量数据上传到所述中央处理器；

所述中央处理器，还用于将所述空气质量数据与预设安全阈值进行对比，判断当前空气质量是否达标；

所述中央处理器，还用于在判断当前场景存在危险、所述人体体温处于非正常温度或当前空气质量不达标时，通过所述通信模块向指挥平台上传危险报警信号；

所述存储模块，用于存储上述场景识别数据、体温检测数据和空气检测数据，以及所述中央处理器的数据处理结果和模板数据库。

2.如权利要求1所述的一种执法记录仪的危险自动预警系统，其特征在于：所述场景识别模块包括图像获取设备和录音设备；所述图像获取设备为摄像头；所述录音设备包括拾音器。

3.如权利要求2所述的一种执法记录仪的危险自动预警系统，其特征在于：所述温度探测模块为红外热探测器，安装于执法记录仪紧贴用户的一侧，将获取到的用户体温产生的热辐射转化为对应的数字信号，并发送到所述中央处理器。

4.如权利要求1所述的一种执法记录仪的危险自动预警系统，其特征在于：所述空气监测模块包括粉尘浓度传感器、红外线气体检测仪，所述红外线气体检测仪通过测量吸收光谱判别当前环境中气体的种类，还通过测量气体的吸收强度确定被测气体的浓度。

5.如权利要求4所述的一种执法记录仪的危险自动预警系统，其特征在于：所述通信模块包括GPRS通讯单元、3G通讯单元、4G通讯单元、5G通讯单元、WIFI通讯单元中的至少一种。

6.如权利要求5所述的一种执法记录仪的危险自动预警系统，其特征在于：还包括连接所述中央处理器的声光报警器、GPS定位器；所述中央处理器在上传危险报警信号的同时，还控制所述声光报警器现场报警；所述危险报警信号包括当前场景的GPS定位信息。

7.一种执法记录仪的危险自动预警方法，其特征在于，步骤如下：

S1、获取当前环境监测数据；

S2、将所述环境监测数据与模板数据库进行匹配，获取对比相似度并与对应的相似度阈值进行比较，判断当前环境是否为危险环境，若是则进入下一步，若否则结束本次监测；

S3、向指挥平台上传危险报警信号以及GPS定位。

8.如权利要求7所述的一种执法记录仪的危险自动预警方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

获取当前场景的静态图片及动态视频，并利用拾音器获取所述动态视频中的语言文本；

获取用户的人体温度值；

获取周围空气质量数据，包括当前环境中危险气体的浓度。

9.如权利要求8所述的一种执法记录仪的危险自动预警方法，其特征在于，在所述步骤S2中，将所述环境监测数据与对应的预设阈值进行匹配对比包括：

采用边沿计算和人脸识别技术识别所述静态图片及动态视频，获取场景特征和场景中的物品特征，以及所述场景中人物的面部特征与动作特征，并结合所述语言文本分别与对应的模板数据库进行比对，得到对应的对比相似度，判断所述对比相似度是否均小于对应的相似度阈值，若是则判断当前场景安全并进入结束本次监测，若否则进入步骤S3；

判断所述人体温度值是否处于人体正常温度阈值范围内，若是则代表用户体温正常并结束本次监测，若否则进入步骤S3；

判断是否所有的危险气体浓度均在气体安全浓度阈值范围内，若是则判断当前环境空气达标并结束本次监测，若否则进入步骤S3。

10.如权利要求7所述的一种执法记录仪的危险自动预警方法，其特征在于，在所述步骤S1前，还包括步骤：

S01、预先设置模板数据库，所述模板数据库包括危险场景特征模板、危险物品特征模板、危险人员和危险表情的面部特征模板、危险动作特征模板和威胁语音文本，并设置对应的相似度阈值；

S02、设置人体正常温度阈值范围；

S03、设置常见的危险气体的气体安全浓度阈值范围。

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