CN111486537B - 一种带安防和监控功能的空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空调控制系统领域，针对现有技术中，空调上摄像头角度固定的问题，提出了一种带安防和监控功能的空调器，包括空调主机、摄像机、电源模块和告警模块；摄像机包括摄像头底座设置有声音采集模块、声源分析模块、控制模块、转动模块和含摄像镜头的摄像头；所述声音采集模块包括安装在于摄像外壳且位于摄像镜头四周的多个声音采集器，声音采集器用于采集众多声源的声音信息，声源分析模块用于根据声音采集器所采集的声音信息分析出目标声源所在位置，控制模块根据目标声源所在位置控制转动模块转动摄像头的朝向；实现摄像头对多个声源中重点的目标声源的追踪，保证对声源处目标图像采集的完整。

Description

一种带安防和监控功能的空调器
技术领域
本发明属于空调控制系统领域，具体涉及一种带安防和监控功能的空调器。
背景技术
为保证家庭或企业的财产安全以及信息安全，很多场所均配备有安全监控措施。将安防监控与空调结合的方式相比于直接在墙面上安装安防监控而言更为隐蔽，可以有效录制不法分子的操作过程视频，有利于后续问责和法律追踪。
中国专利CN106152425B提供了一种基于空调的安防监控方法和空调器，该方案利用空调器上的温度检测装置监控室内是否存在移动热源，利用空调上的图像采集装置检测室内是否存在移动的人，并对所采集的图像进行人脸特征的提取，当获得的人脸特征与预设的人脸特征匹配失败时，输出报警信息。上述方案中，通过移动热源存在与否控制图像采集的启闭，利用图像采集实现人脸身份识别和身份异常报警。
然而上述方案依然存在问题，由于上述空调器上的摄像头主要是针对单一目标，当出现多个目标时，由于摄像头并不会对多个目标进行选择，在实施时摄像头往往会频繁地左右旋转，甚至产生混乱，造成对目标的图像采集丢失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：空调上摄像头如何对摄像范围内的众多目标进行选择摄像。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带安防和监控功能的空调器，包括空调主机、摄像机、电源模块和告警模块；摄像机包括底座、声音采集模块、声源分析模块、控制模块、转动模块和含摄像镜头的摄像头；声音采集模块包括安装于摄像镜头四周的多个声音采集器，声音采集器用于采集众多声源的声音信息，声源分析模块用于根据声音采集器所采集的声音信息分析出目标声源所在位置，控制模块根据目标声源所在位置控制转动模块转动摄像头的朝向。
有益效果：声音采集器采集空调器所在环境的声音信息，声源分析模块根据声音采集器所采集的声音信息推算出各个声源所在位置，并根据预定规则选择出目标声源所在位置；控制模块根据目标声源所在位置，控制摄像头转向目标声源，保证摄像头能够捕捉到众多声源中最具有价值的一个或几个，对众多的声源进行摄像取舍。因此，本方案根据声音改变摄像头朝向，保证摄像头所拍摄的图像信息中目标对象在中央，可以有效避免目标声源在摄像区域边缘，摄像头图像对重点的目标声源图像采集不完整的问题。
优选的，所述声音信息为声音响度信息，声源分析模块对各处声音采集器所采集的声音响度信息的大小进行分析，将声音响度信息最大的声源作为目标声源，结合对应该响度信息的声音采集器相对于摄像头所处位置，由控制模块控制转动模块将摄像头朝响度最大的声音采集器一侧转动。
优选的，所述声音信息为当前声纹信息，声源分析模块对各处声音采集器所采集的当前声纹信息与预设声纹信息进行对比，并根据该对比结果由控制模块控制转动模块转动摄像头。
优选的，所述预设声纹信息由工作人员预先输入的所有用户的声纹信息；声源分析模块将与预设声纹信息不一致的声纹信息所对应的声源作为目标声源，声源分析模块检测到当前声纹信息与预设声纹信息不一致时，由控制模块控制转动模块朝向该当前声纹信息所对应的声音采集器一侧转动。
优选的，所述预设声纹信息由工作人员预先输入的重点人员的声纹信息；声源分析模块将与预设声纹信息一致的声纹信息所对应的声源作为目标声源，声源分析模块检测到当前声纹信息与预设的声纹信息一致时，由控制模块控制转动模块朝向该当前声纹信息所对应的声音采集器一侧转动。
优选的，所述摄像机还设有AI人形自动检测模块和图像分析模块；所述AI人形自动检测模块根据摄像镜头所采集的图像，筛选出人形目标视频信息；所述图像分析模块用于在人形目标视频信息触发预设报警参数时，将图像告警信息发送给告警模块进行告警。
优选的，所述声源分析模块计算出众多声源之间的距离低于预设距离时，根据众多声源所处位置选择出与各个声源距离最短的目标声源。
优选的，所述告警模块包括安装于空调器上的喇叭。
优选的，所述告警模块还包括通信单元，通信单元向远程网络终端发送告警短信。
附图说明
图1为本发明提出的带安防和监控功能的空调器的结构示意图；
图2为本发明提出的带安防和监控功能的空调器的模块示意图；
图3为图2中摄像头的结构示意图。
图中：空调主机1、摄像机2、电源模块3、告警模块4、摄像头21、声音采集模块22、声源分析模块23、控制模块24、转动模块25、AI人形自动检测模块26、图像分析模块27、摄像外壳211、摄像镜头212、上声音采集器221、下声音采集器222、左声音采集器223和右声音采集器224。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
如图1所示，一种带安防和监控功能的空调器，包括空调主机1、摄像机2、电源模块3和告警模块4。电源模块3通过电源线与外界交流电连接，为整个空调器中的用电设备进行供电。告警模块4包括通信单元和告警器，告警器采用喇叭，通信单元为wifi中继通信模块/Zigbee通信模块，wifi中继通信模块/Zigbee通信模块集成安装在喇叭上；如此设置便于告警模块4与外界远程网络终端通信，通过喇叭播报告警铃声同时，还将 告警信息通过wifi/Zigbee网络发送给使用外界远程网络终端的用户，实现当地报警和远程报警两种功能；并且，使用外界远程网络终端的用户还能够通过wifi中继通信模块/Zigbee通信模块，利用喇叭进行隔空喊话，便于用户在远处震慑空调器所处空间的不轨人员。
如图1所示，摄像机2安装在空调主机1的顶部。如图2所示，摄像机2包括摄像头21、声音采集模块22、声源分析模块23、控制模块24、转动模块25、AI人形自动检测模块26和图像分析模块27。
声音采集模块22包括安装于摄像镜头212四周的多个声音采集器，这些声音采集器的采集频率统一，所有声音采集器均会在同一时刻采集空间内所有声音信息，所以声音采集器所采集的声音信息可以是单个声源的也可以是多个声源的。声源分析模块23用于根据声音采集器22所采集的声音信息分析出目标声源所在位置，控制模块24根据目标声源所在位置控制转动模块25转动摄像头21的朝向。AI人形自动检测模块26根据摄像镜头212所采集的图像，筛选出人形目标视频信息；图像分析模块27用于在人形目标视频信息触发预设报警参数时，将图像告警信息发送给告警模块4进行告警。
其中，本方案中声音采集器的安置如图3所示，摄像头21包括摄像外壳211和摄像镜头212；声音采集模块22包括四个安装在摄像外壳211上的声音采集器，分别是上声音采集器221、下声音采集器222、左声音采集器223和右声音采集器224。上声音采集器221、下声音采集器222、左声音采集器223和右声音采集器224依次位于摄像镜头212的上侧、下侧、左侧和右侧。
具体地，声源分析模块23用于根据声音采集器22所采集的声音信息分析出目标声源所在位置，其实现方式有三种：
其一，如图3所示，上声音采集器221、下声音采集器222、左声音采集器223和右声音采集器224均用来采集声音的响度。假设空调器所处空间内具有多个声源，将发出声音响度最大的声源作为目标声源，控制模块24控制转动模块25将摄像头21朝向目标声源所处位置转动的方式为，将摄像头21朝着上述四个声音采集中所采集的响度最大的一侧转动。如左声音采集器223所采集的声音响度是上声音采集器221、下声音采集器222、左声音采集器223和右声音采集器224所采集的声音响度中最大的，那么控制模块24就会控制转动模块25将摄像头21向左旋转。那么，在案例中，在同一空间内的众多声源中，摄像头21会选择对发出声音最响的声源进行摄像，考虑到爆炸、破门等暴力行为均会造成大量的响动，本案例的安防和监控功能的空调器能够对暴力突发情况进行准确地摄像。
其二，上声音采集器221、下声音采集器222、左声音采集器223和右声音采集器224均用来采集当前声纹信息，声源分析模块23对各处声音采集器所采集的当前声纹信息与预设的声纹信息进行对比，这里预设的声纹信息设置为用户声纹信息，将迥异于预设声纹信息的当前声纹信息所对应的声源作为目标声源，由控制模块24控制转动模块25将摄像头21转向目标声源所在方向。由此，该安防与监控功能的空调器，在运行时会重点关注非用户人员在附近的动作，对人群中的非用户人员进行重点关注，保证窃贼等非用户人员在监控区域作案能够及时发现。
并且预设声纹信息还可以设置为重点关注人员的声纹信息，在众多声源的声纹信息中辨别出重点关注人员的声纹信息，并将该重点关注人员作为目标声源，并通过控制模块24控制转动模块25将摄像头21朝向目标声源。在家庭中可以将自家儿童的声纹信息设置为重点关注人员的声纹信息，即预设声纹信息；当众多家庭成员一同出现时，摄像头21会直接筛选出目标声源的声纹信息，进而判断出目标声源的位置，利用控制模块24通过转动模块25将摄像头21朝向目标声源，即摄像头21会重点对满足预设声纹信息的儿童进行重点摄像关照，有利于家长远程监控孩子，尽可能地保证儿童入镜。
此外，当进行声纹筛选出的目标声源依然具有多个的话，还可以采用其他方法对目标声源进行再次筛选，如选择目标声源中响度最大的目标声源，或选择到声源之间距离最短的空间节点作为新的目标声源所在位置。
其三，声源分析模块23根据上声音采集器221、下声音采集器222、左声音采集器223和右声音采集器224所采集的声音信息推算出各个声源所在位置，工作人员提前输入预设距离，根据各个声源两两之间的距离筛选出聚集在一起的多个声源，具体判定如下：空间原理计算计算出各个声源两两之间的距离，当声源两两之间的距离小于预设距离时，根据声源之间的距离选出目标声源。
根据声源之间的距离选出目标声源，具体措施有：1）将目标声源设置为众多声源中的一个，该被选中的声源到其他各个声源之间的总距离最短；2）将目标声源设置为虚拟定位，该虚拟定位到各个声源之间的总距离最短，也就是说该虚拟定位处是允许没有声源存在的，虚拟定位只是作为摄像头转向后的焦点。由此控制模块24控制转动模块25将摄像头21转向目标声源，从而使得所有聚在一起的声源都能够被摄像头21拍摄到；所以本方案最大程度上将各个声源尽可能地进行拍摄，保证各个声源监控的完整性。
此外，声音采集模块22采集到的声源信息时，控制模块24直接控制摄像头21启动；在节约摄像头21电量的同时，一旦出现异常动静，摄像头21能够及时打开，进行录像。
摄像头21启动后，在转动模块25的控制下，对声源处进行录像，录像得到的图像信息发送给AI人形自动检测模块26，AI人形自动检测模块26对图像信息进行筛选，筛选出人形目标视频信息，并将人形目标视频信息发送给图像分析模块27；图像分析模块27对人形目标视频信息与预设报警参数进行对比，根据对比结果控制向告警模块4发送告警信息和向远程网络终端发送对应的人形目标视频信息。AI人形自动检测模块26和转动模块25的实现可以参考IPC网络摄像机的设置，从而保证AI人形自动检测模块26识别摄像所得图像信息中的人形图像信息，转动模块25能够在控制模块24的命令下带动摄像头21向上、向下、向左、向右转动。图像分析模块27更多地是对图像的像素进行对比，本方案并未对其进行改进，只是在图像处理领域的普通应用。
图像分析模块27对人形目标视频触发预设报警参数的整个处理过程有三种情况，分别如下：
报警参数设置为用户人脸数据，图像分析模块27提取出人形目标视频中人脸部分的当前人脸数据，将当前人脸数据与用户人脸数据进行对比，从而判断当前声源处的人是否为预设的用户，如果不是，则图像分析模块27控制告警模块4进行告警，同时将人形目标视频发送给远程网络终端。本方案中将用户人脸数据设定为工作人员的人脸数据，实现判断空调器所在区域中非工作人员出现的报警；告警模块4中喇叭的鸣笛，可以有效避免无关人员进入到空调器所在区域。
报警参数设置为黑名单人脸数据，图像分析模块27提取出人形目标视频中人脸部分的当前人脸数据，将当前人脸数据与黑名单人脸数据进行对比，从而判断当前声源处的人是否为预设的黑名单人员，如果是，则图像分析模块27将图像告警信息发送给告警模块4进行告警，同时将人形目标视频发送给远程网络终端。本方案中将黑名单人脸数据设定为逃犯的人脸数据，实现逃犯出现的自动报警，有利于网络缉捕的工作，同时也能排除一定由流窜作案人员带来的危险。
报警参数为白名单服装数据，图像分析模块27提取出人形目标视频中人所穿服装的当前服装数据（代表了服装的特征），将当前服装数据与白名单服装数据进行对比，从而判断当前声源处的人所穿的服装是否符合白名单服装数据，若不是，则图像分析模块27将图像告警信息发送给告警模块4进行告警，同时将人形目标视频发送给远程网络终端。本方案中将白名单服装数据设定为制服的服装数据（或防护服数据等），实现对非制服的认真检测，通过告警模块4的喇叭督促人员着装规范，同时也保证本次告警有证可依。
报警参数为警戒区位置信息，图像分析模块27提取出人形目标视频中人所处位置的当前位置信息，将当前位置信息与警戒区位置信息进行对比，从而判断当前声源处的人是否踏入警戒区内，若是，则图像分析模块27将图像告警信息发送给告警模块4进行告警，同时将人形目标视频发送给远程网络终端。本方案对声源处人的位置进行监控，保证及时提醒踏入警戒区的目标人员。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种带安防和监控功能的空调器，包括空调主机、摄像机、电源模块和告警模块，其特征在于：摄像机包括声音采集模块、声源分析模块、控制模块、转动模块和含摄像镜头的摄像头；声音采集模块包括安装于摄像镜头四周的多个声音采集器，声音采集器用于采集众多声源的声音信息，声源分析模块用于根据声音采集器所采集的声音信息分析出目标声源所在位置，控制模块根据目标声源所在位置控制转动模块转动摄像头的朝向；
所述声源分析模块根据声音信息分析出各个声源所在位置，当众多声源两两之间的距离低于预设距离时，根据声源之间的距离选出目标声源，所述目标声源到各个声源之间的总距离最短。
2.根据权利要求1所述的一种带安防和监控功能的空调器，其特征在于：所述目标声源为众多声源中的一个。
3.根据权利要求1所述的一种带安防和监控功能的空调器，其特征在于：所述目标声源为虚拟定位。
4.根据权利要求1所述的一种带安防和监控功能的空调器，其特征在于：所述摄像机还设有AI人形自动检测模块和图像分析模块；所述AI人形自动检测模块根据摄像镜头所采集的图像，筛选出人形目标视频信息；所述图像分析模块用于在人形目标视频信息触发预设报警参数时，将图像告警信息发送给告警模块进行告警。
5.根据权利要求1所述的一种带安防和监控功能的空调器，其特征在于：所述告警模块包括安装于空调器上的喇叭。
6.根据权利要求5所述的一种带安防和监控功能的空调器，其特征在于：所述告警模块还包括通信单元，通信单元向远程网络终端发送告警短信。
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