CN111791823A - 一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统 - Google Patents

一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及儿童乘车安全，具体涉及一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，包括与ECU进行通讯的控制器，安装于车顶用于拍摄上下车图像的第一摄像头，安装于车顶用于拍摄周围环境的第二摄像头，以及安装于儿童安全座椅上的重量传感器、红外传感器、安全气囊，控制器与用于对第一摄像头拍摄图像中的人物数量进行识别的图像识别单元相连，控制器与用于对第一摄像头拍摄图像中的人物数量进行对比判断的对比判断模块相连，控制器根据对比判断模块的判断结果启动车载报警模块、无线通信模块；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的不具备提示儿童被遗忘在车内的功能、无法在行车过程中随时给予儿童足够安全保护的缺陷。

Description

一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统
技术领域
本发明涉及儿童乘车安全，具体涉及一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统。
背景技术
汽车儿童安全座椅也称儿童约束系统CRS(Child Restraint System)，是一种专为不同年龄儿童设计、安装在汽车内、能有效提高儿童乘车安全性的座椅。欧洲对儿童安全座椅的定义是：能够固定到机动车辆上，由带有卡扣的安全带组件或柔韧性部件、调节机构、附件等组成的儿童安全防护系统，可与附加装置如可携式童床、婴儿提篮、辅助性座椅或碰撞防护物等组合而成。在汽车发生碰撞或突然减速的情况下，减缓对儿童的冲击力和限制儿童的身体移动来减少对他们的伤害，确保孩子的乘车安全。
随着生活质量的提高，汽车已经逐渐走进家庭，在为家庭提供便利的同时也暴露出了很多问题，如近几年儿童被锁车内身亡的悲剧，在国内已经发生过很多次。当儿童被锁在车里时，体温会迅速上升，体内水分也会很快散失，而车内密闭狭小的空间还会造成儿童缺氧，严重情况下可能导致窒息。对于认知能力远不如成年人的学龄前儿童来说，他们难以完成拨动开关或拔起锁销以打开车门的动作。
然而，现有的儿童安全座椅功能较为单一，只能通过减缓对儿童的冲击力和限制儿童的身体移动来减少对他们的伤害，不具备提示儿童被遗忘在车内的功能，并且也无法在行车过程中随时给予儿童足够的安全保护。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，能够有效克服现有技术所存在的不具备提示儿童被遗忘在车内的功能、无法在行车过程中随时给予儿童足够安全保护的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，包括与ECU进行通讯的控制器，安装于车顶用于拍摄上下车图像的第一摄像头，安装于车顶用于拍摄周围环境的第二摄像头，以及安装于儿童安全座椅上的重量传感器、红外传感器、安全气囊；
所述控制器与用于对第一摄像头拍摄图像中的人物数量进行识别的图像识别单元相连，所述控制器与用于对第一摄像头拍摄图像中的人物数量进行对比判断的对比判断模块相连，所述控制器根据对比判断模块的判断结果启动车载报警模块、无线通信模块；
所述控制器与用于对第二摄像头拍摄图像进行行驶情况分析的行驶情况分析模块相连，所述控制器根据行驶情况分析模块的分析结果通过安全气囊控制模块开启儿童安全座椅上的安全气囊。
优选地，所述控制器结合ECU提供的门锁打开信号驱动第一摄像头进行拍摄。
优选地，当所述ECU向控制器发送门锁由遥控器打开的信号时，所述控制器驱动第一摄像头进行拍摄，并将第一摄像头拍摄的图像标记为上车图像；
当所述ECU向控制器发送门锁由车内解锁按钮打开的信号时，所述控制器驱动第一摄像头进行拍摄，并将第一摄像头拍摄的图像标记为下车图像。
优选地，所述图像识别单元包括用于提取上车图像、下车图像的图像提取模块，用于将上车图像、下车图像分割成图块的图像分割模块，用于判断图块属于环境图块还是人物图块的属性判断模块，用于提取人物图块中人物轮廓的轮廓提取模块，用于将相邻人物图块提取的人物轮廓关联到一起的轮廓关联模块，用于对关联人物轮廓进行拼接的轮廓拼接模块，以及用于根据拼接人物轮廓识别人物数量的人物识别模块。
优选地，所述图像识别单元还包括用于对轮廓拼接模块拼接的人物轮廓进行平滑处理的平滑处理模块。
优选地，所述对比判断模块结合人物识别模块识别上车图像、下车图像中的人物数量，判断上车、下车时的人物数量是否一致；
所述控制器结合重量传感器、红外传感器的检测结果以及对比判断模块的判断结果启动车载报警模块、无线通信模块。
优选地，所述对比判断模块判断上车、下车时的人物数量不一致，且重量传感器、红外传感器均存在检测信号时，所述控制器启动车载报警模块，并通过无线通信模块向车主发送“儿童被锁于车内”的提示信息；
所述对比判断模块判断上车、下车时的人物数量不一致，且重量传感器、红外传感器均没有检测信号时，所述控制器启动车载报警模块，并通过无线通信模块向车主发送“有人被锁于车内”的提示信息；
所述对比判断模块判断上车、下车时的人物数量一致，且重量传感器、红外传感器均没有检测信号时，所述控制器不启动车载报警模块、无线通信模块。
优选地，所述车载报警模块包括车辆喇叭、车辆示宽灯以及车载光电报警器。
优选地，所述第一摄像头为广角高清摄像头，所述第二摄像头为360度全景高清摄像头。
优选地，所述控制器结合ECU提供的车速以及行驶情况分析模块的分析结果判断是否出现行驶车辆无法避让的情况；
当出现行驶车辆无法避让的情况时，所述控制器通过安全气囊控制模块开启儿童安全座椅上的安全气囊；否则所述控制器不启动安全气囊控制模块。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，借助图像识别单元对第一摄像头拍摄图像中的人物数量进行识别，控制器结合重量传感器、红外传感器的检测结果以及对比判断模块的判断结果确定是否有儿童被锁于车内，并且能够通过车载报警模块、无线通信模块进行提醒，有效防止出现儿童被锁于车内的情况；控制器根据行驶情况分析模块的分析结果通过安全气囊控制模块开启儿童安全座椅上的安全气囊，能够在行车过程中随时给予儿童足够的安全保护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统示意图；
图2为本发明图1中图像识别单元的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，如图1和图2所示，包括与ECU进行通讯的控制器，安装于车顶用于拍摄上下车图像的第一摄像头，安装于车顶用于拍摄周围环境的第二摄像头，以及安装于儿童安全座椅上的重量传感器、红外传感器、安全气囊。
控制器与用于对第一摄像头拍摄图像中的人物数量进行识别的图像识别单元相连，控制器与用于对第一摄像头拍摄图像中的人物数量进行对比判断的对比判断模块相连，控制器根据对比判断模块的判断结果启动车载报警模块、无线通信模块。
控制器结合ECU提供的门锁打开信号驱动第一摄像头进行拍摄，当ECU向控制器发送门锁由遥控器打开的信号时，控制器驱动第一摄像头进行拍摄，并将第一摄像头拍摄的图像标记为上车图像；
当ECU向控制器发送门锁由车内解锁按钮打开的信号时，控制器驱动第一摄像头进行拍摄，并将第一摄像头拍摄的图像标记为下车图像。
本申请技术方案中，控制器可以在接收到ECU提供的门锁打开信号后，延时控制第一摄像头的拍摄动作，保证第一摄像头能够捕捉到全部上车或下车人员。
图像识别单元包括用于提取上车图像、下车图像的图像提取模块，用于将上车图像、下车图像分割成图块的图像分割模块，用于判断图块属于环境图块还是人物图块的属性判断模块，用于提取人物图块中人物轮廓的轮廓提取模块，用于将相邻人物图块提取的人物轮廓关联到一起的轮廓关联模块，用于对关联人物轮廓进行拼接的轮廓拼接模块，以及用于根据拼接人物轮廓识别人物数量的人物识别模块。
需要说明的是，图像分割模块可以将上车图像、下车图像分割成各种不规则形状的图块，比如扇形、椭圆形、多边形等不规则形状，并且每个图块的大小可能也不相同。
此外，每个图块之间可能存在重叠部分，轮廓拼接模块在对关联人物轮廓进行拼接时，对重叠部分的关联人物轮廓可以作重合处理。
图像识别单元还包括用于对轮廓拼接模块拼接的人物轮廓进行平滑处理的平滑处理模块，便于人物识别模块根据拼接人物轮廓准确识别人物数量。
对比判断模块结合人物识别模块识别上车图像、下车图像中的人物数量，判断上车、下车时的人物数量是否一致；
控制器结合重量传感器、红外传感器的检测结果以及对比判断模块的判断结果启动车载报警模块、无线通信模块。
对比判断模块判断上车、下车时的人物数量不一致，且重量传感器、红外传感器均存在检测信号时，控制器启动车载报警模块，并通过无线通信模块向车主发送“儿童被锁于车内”的提示信息；
对比判断模块判断上车、下车时的人物数量不一致，且重量传感器、红外传感器均没有检测信号时，控制器启动车载报警模块，并通过无线通信模块向车主发送“有人被锁于车内”的提示信息；
对比判断模块判断上车、下车时的人物数量一致，且重量传感器、红外传感器均没有检测信号时，控制器不启动车载报警模块、无线通信模块。
车载报警模块包括车辆喇叭、车辆示宽灯以及车载光电报警器。
控制器与用于对第二摄像头拍摄图像进行行驶情况分析的行驶情况分析模块相连，控制器根据行驶情况分析模块的分析结果通过安全气囊控制模块开启儿童安全座椅上的安全气囊。
控制器结合ECU提供的车速以及行驶情况分析模块的分析结果判断是否出现行驶车辆无法避让的情况；
当出现行驶车辆无法避让的情况时，控制器通过安全气囊控制模块开启儿童安全座椅上的安全气囊；否则控制器不启动安全气囊控制模块。
行驶车辆无法避让的情况包括：无法避让障碍物、无法避让行人、无法避让变道车辆、无法避让超车车辆等危险情况。当控制器结合ECU提供的车速以及行驶情况分析模块的分析结果判断出现行驶车辆无法避让的情况时，控制器通过安全气囊控制模块开启儿童安全座椅上的安全气囊。
本申请技术方案中儿童安全座椅上的安全气囊为佩戴式头部安全气囊，与普通安全气囊不同，头部安全气囊的设置能够防止出现普通安全气囊弹开过程中就与儿童头部接触，导致儿童头部遭受猛烈冲击的情况。
本申请技术方案中第一摄像头为广角高清摄像头，第二摄像头为360度全景高清摄像头，广角高清摄像头能够保证捕捉到全部上车或下车人员，360度全景高清摄像头能够在车辆行驶过程中对行车周围环境进行全方面拍摄，不会漏过任何一个危险情况的发生，能够在行车过程中随时给予儿童足够的安全保护。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：包括与ECU进行通讯的控制器，安装于车顶用于拍摄上下车图像的第一摄像头，安装于车顶用于拍摄周围环境的第二摄像头，以及安装于儿童安全座椅上的重量传感器、红外传感器、安全气囊；
所述控制器与用于对第一摄像头拍摄图像中的人物数量进行识别的图像识别单元相连，所述控制器与用于对第一摄像头拍摄图像中的人物数量进行对比判断的对比判断模块相连，所述控制器根据对比判断模块的判断结果启动车载报警模块、无线通信模块；
所述控制器与用于对第二摄像头拍摄图像进行行驶情况分析的行驶情况分析模块相连，所述控制器根据行驶情况分析模块的分析结果通过安全气囊控制模块开启儿童安全座椅上的安全气囊。
2.根据权利要求1所述的基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：所述控制器结合ECU提供的门锁打开信号驱动第一摄像头进行拍摄。
3.根据权利要求2所述的基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：当所述ECU向控制器发送门锁由遥控器打开的信号时，所述控制器驱动第一摄像头进行拍摄，并将第一摄像头拍摄的图像标记为上车图像；
当所述ECU向控制器发送门锁由车内解锁按钮打开的信号时，所述控制器驱动第一摄像头进行拍摄，并将第一摄像头拍摄的图像标记为下车图像。
4.根据权利要求3所述的基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：所述图像识别单元包括用于提取上车图像、下车图像的图像提取模块，用于将上车图像、下车图像分割成图块的图像分割模块，用于判断图块属于环境图块还是人物图块的属性判断模块，用于提取人物图块中人物轮廓的轮廓提取模块，用于将相邻人物图块提取的人物轮廓关联到一起的轮廓关联模块，用于对关联人物轮廓进行拼接的轮廓拼接模块，以及用于根据拼接人物轮廓识别人物数量的人物识别模块。
5.根据权利要求4所述的基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：所述图像识别单元还包括用于对轮廓拼接模块拼接的人物轮廓进行平滑处理的平滑处理模块。
6.根据权利要求4所述的基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：所述对比判断模块结合人物识别模块识别上车图像、下车图像中的人物数量，判断上车、下车时的人物数量是否一致；
所述控制器结合重量传感器、红外传感器的检测结果以及对比判断模块的判断结果启动车载报警模块、无线通信模块。
7.根据权利要求6所述的基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：所述对比判断模块判断上车、下车时的人物数量不一致，且重量传感器、红外传感器均存在检测信号时，所述控制器启动车载报警模块，并通过无线通信模块向车主发送“儿童被锁于车内”的提示信息；
所述对比判断模块判断上车、下车时的人物数量不一致，且重量传感器、红外传感器均没有检测信号时，所述控制器启动车载报警模块，并通过无线通信模块向车主发送“有人被锁于车内”的提示信息；
所述对比判断模块判断上车、下车时的人物数量一致，且重量传感器、红外传感器均没有检测信号时，所述控制器不启动车载报警模块、无线通信模块。
8.根据权利要求7所述的基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：所述车载报警模块包括车辆喇叭、车辆示宽灯以及车载光电报警器。
9.根据权利要求1所述的基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：所述第一摄像头为广角高清摄像头，所述第二摄像头为360度全景高清摄像头。
10.根据权利要求1所述的基于图像识别的儿童安全智能监控座椅系统，其特征在于：所述控制器结合ECU提供的车速以及行驶情况分析模块的分析结果判断是否出现行驶车辆无法避让的情况；
当出现行驶车辆无法避让的情况时，所述控制器通过安全气囊控制模块开启儿童安全座椅上的安全气囊；否则所述控制器不启动安全气囊控制模块。
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