CN112180357A - 一种安全防护的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安全防护的方法及系统，解决了现有的安全防护方法感应距离近、探测角度有限，且容易受到环境影响，降低感应精确度的问题。包括：控制雷达发射初始电磁波；接收反馈电磁波，所述反馈电磁波是所述初始电磁波到达障碍物后被反射回来的电磁波；基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否为活物，若是，基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险状态；若判断所述障碍物处于危险状态，则发出警报。

Description

一种安全防护的方法及系统

技术领域

本发明涉及智能监测术领域，具体涉及一种安全防护的方法及系统。

背景技术

随着社会的进步，人们越来越重注自身和家人的安全，科技的发展使得安全防护系统成为人类生活和工作必不可少的一部分。但目前使用的安防设备大多基于红外感应原理制成，但是红外传感器的感应距离近、探测角度有限，使得现阶段市面上安防设备防护范围较小，且由于红外线感应器易受环境的影响，天气的好与坏直接影响了红外感应器的精度，降低感应灵敏度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种安全防护的方法及系统，解决了现有的安全防护方法感应距离近、探测角度有限，且容易受到环境影响，降低感应精确度的问题。

本发明一实施例提供的一种安全防护的方法及系统，包括：控制雷达向目标区域发射初始电磁波；接收反馈电磁波，所述反馈电磁波是所述初始电磁波在所述目标区域遇到障碍物后被反射回来的电磁波；将所述反馈电磁波信息输入机器学习模型，基于所述反馈电磁波信息判断所述障碍物是否为有生命体，若是，则基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险状态；若所述障碍物处于危险状态，则发出警报。

在一种实施方式中，判断所述障碍物是否有生命体征包括：控制所述雷达持续发射初始电磁波，判断持续接收到的空间内同一位置处的反馈电磁波是否相同，若否，则判断所述障碍物为有生命体征。

在一种实施方式中，基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险情况包括：基于所述反馈电磁波得到所述障碍物的姿势，判断所述障碍物的姿势与预设姿势是否相同，若是，则判断在预设时间内所述障碍物的姿势是否保持不变，若所述障碍物的姿势保持不变，则确认所述障碍物处于危险状态。

在一种实施方式中，判断在预设时间内所述障碍物的姿势是否保持不变，包括：当判断所述障碍物的姿势与预设姿势相同时开始计时，且控制所述雷达在预设时间内持续向所述障碍物发射初始电磁波，并在预设时间内接收所述障碍物反馈的电磁波；基于预设时间内接收的反馈电磁波判断在预设时间内障碍物的姿势是否发生改变。

在一种实施方式中，基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否为有生命体征，若是，基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险状态，包括：将所述反馈电磁波转换成点云数据，基于所述点云数据连接成线得到所述障碍物的轮廓；基于所述障碍物的轮廓和双向长期短期记忆算法，判断所述障碍物的姿势与预设姿势是否相同，若是，则判断所述障碍物处于危险状态。

在一种实施方式中，所述发出警报包括：发出警报声、警示灯、以及向管理员的终端发送消息中的至少一种。

在一种实施方式中，将所述反馈电磁波信息输入机器学习模型之前还包括：基于所述目标区域的初始状态信息对所述机器学习模型进行训练。

一种安全防护系统，包括：控制模块，配置为控制雷达向目标区域发射初始电磁波；接收模块，配置为接收反馈电磁波，所述反馈电磁波是所述初始电磁波在所述目标区域遇到障碍物后被反射回来的电磁波；判断模块，配置为将所述反馈电磁波信息输入机器学习模型，基于所述反馈电磁波信息判断所述障碍物是否为有生命体，若是，则基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险状态；报警模块，配置为若所述障碍物处于危险状态，则发出警报。

在一种实施方式中，所述判断模块包括：检测单元，配置为判断持续接收到的空间内同一位置处的反馈电磁波是否相同，若否，则判断所述障碍物为有生命体征。

在一种实施方式中，所述判断模块还包括：计算单元，配置为基于所述反馈电磁波得到所述障碍物的姿势，判断所述障碍物的姿势与预设姿势是否相同，若是，则判断在预设时间内所述障碍物的姿势是否保持不变，若所述障碍物的姿势保持不变，则确认所述障碍物处于危险状态。

在一种实施方式中，所述判断模块还包括：计时单元，配置为当判断所述障碍物的姿势与预设姿势相同时，开始计时；为当判断所述障碍物的姿势与预设姿势不相同时，停止计时。

在一种实施方式中，还包括：无线通信模块，配置为若判断所述障碍物处于危险状态，则向管理员发送通知。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用以实现如权利要求1-7任一项所述的安全防护方法。

一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的安全防护方法。

本发明实施例提供的一种安全防护的方法及系统，该安全防护方法包括控制雷达向目标区域发射初始电磁波；接收反馈电磁波，反馈电磁波是初始电磁波在目标区域遇到障碍物后被反射回来的电磁波；将反馈电磁波信息输入机器学习模型，基于反馈电磁波信息判断障碍物是否为有生命体，若是，则基于反馈电磁波判断障碍物是否处于危险状态；若障碍物处于危险状态，则发出警报。本发明中的安全防护方法通过基于雷达发射电磁波首先判断障碍物是否有生命体征的活物，然后给予反馈电磁波判断该活物是否处于危险状态，如果判断该活物处于危险状态则发出警报，本发明与传统的红外传感器感应检测方法相比，可以具有探测范围探测，探测范围更广，同时不易收到外界环境的影响，抗干扰能力强，检测范围广，能够更好的提高用户在外安全系数，提高使用和体验效果，且本方法不采用摄像头，保护用户的隐私。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的一种安全防护方法的流程示意图。

图2所示为本发明一实施例提供的另一种安全防护方法的流程示意图。

图3所示为本发明一实施例提供的另一种安全防护系统的结构示意图。

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。

本发明一实施例中，本申请中的安全防护方法是基于安全防护系统实现的，如图1-图2所示，该安全防护方法包括：

步骤01:控制雷达向目标区域发射初始电磁波。安全防护系统控制雷达向目标区域发射初始电磁波，开始进行安全防护。可以理解，该雷达可以为毫米波雷达，毫米波雷达通过发射毫米波信号来检测目标对象，毫米波是指30G至300GHz频域的电磁波，毫米波与红外线、激光等光学传感器相比，具有较强的穿透能力和抗干扰能力。雷达的类型是可以选择的，本发明对雷达的类型不做限定。

步骤02:接收反馈电磁波，所述反馈电磁波是所述初始电磁波在所述目标区域遇到障碍物后被反射回来的电磁波。雷达接收到反馈的电磁波后发给安全防护设备处理器，处理器接收到反馈电磁波，其中反馈电磁波是初始电磁波到达障碍物后被反射回来的电磁波。

步骤03:将反馈电磁波信息输入机器学习模型，基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否有生命体征，若是，基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险状态。雷达发射的电磁波遇到障碍物后被反射回来后，雷达接收到反馈电磁波并发送给处理器，处理器根据反馈电磁波首先要判断障碍物是具有生命体征的活物还是不具有生命体征的静物，具体判断方法可以为：控制雷达持续发射初始电磁波，判断持续接收到的空间内同一位置处的反馈电磁波是否相同，若否，则判断障碍物为活物，由于当障碍物为活体时，由于具有移动性空间内同一位置处反射回来的电磁波是不停的变化的，可以由此判断当前障碍物是静物还是活物。如果判断当前障碍物为活物后再判断障碍物是否处于危险状态，具体判断方法可以为：基于反馈电磁波得到障碍物的姿势，判断障碍物的姿势与预设姿势是否相同，若是，则判断所述障碍物处于危险情况；利用雷达的反射原理，当面前有障碍物时，电磁波会被反射回去，于此同时每次反射回去的电磁波的波长、频率和角度等参数是可以计算得知的，且由于发射的电磁波的密度很高，将反馈电磁波的数据转换成点云数据，根据点云数据连接成线大致可以得出障碍物的高度、宽度以及大致的形状(圆形、方形、规则及不规则形)等轮廓，再基于算法计算判断出当前障碍物的姿势，可以理解，该算法可以为BiLSTM(Bi-directional Long Short-Term Memory,双向长期短期记忆)算法，算法的类型是可以选择的，本发明对算法的类型不做限定。将当前障碍物的姿势与预设姿势进行对比，如果当前障碍物的姿势与预设的姿势相同，则判断当前障碍物处于危险状态。在首次使用本安全防护设备的时候需要对空间的初始状态进行学习，基于目标区域的初始状态信息对所述机器学习模型进行训练，即对在没有活物的情况下的空间发射电磁波和接收反馈电磁波，基于反馈电磁波了解空间初始状态。

步骤04:若障碍物处于危险状态，则发出警报。判断出当前障碍物处于危险状态后，立即开始计时，如果在预设的时间内，当前障碍物一直处于危险状态(即姿势保持不变)，则发出警报。可以理解，发出警报包括：设备发出警报声、警示灯、以及将危险消息发送给管理员终端中的至少一种。将危险消息发送给管理员终端的方式可以包括：以短信、APP通知或者邮件中的至少一种。

本申请中的安全防护方法不采用摄像头，保护隐私，且抗干扰能力强，检测范围广，能够更好的提高用户在外安全系数，提高使用和体验效果。

本发明一实施例中，本安全防护方法可以用于检测人员是否摔倒。安全防护系统控制雷达发射初始电磁波后，雷达接收反馈电磁波，并发给处理器，处理器基于反馈电磁波判断所述障碍物是否为人体，若是，基于反馈电磁波判断该人体是否处于摔倒姿势，如果判断结果是该人体处于摔倒姿势，则开始计时，若该人体保持摔倒姿势20秒不变，则相应的发出警报。若人体摔倒姿势在20秒内发生改变，即在20秒内检测不到了人体的摔倒姿势，则判断危险信号解除，计时结束，并从新开始检测周围环境，并不发出警报。由于公共澡堂、公共泳池或者更衣室等地方，地面水渍多且人多，导致人员滑倒的几率很大，通过本安全防护方法可以及时检测到人员摔倒，并及时预警进行处理，能够使摔倒的人员及时得到救治，减少了人员伤亡率。

可以理解，本发明中的防护方法除了可以检测人体摔倒姿势以外，还可以检测人体的其他姿势，例如行走、站立或者躺等，不同的姿势的检测方法是相同的，在此不再赘述。

还可以理解，本发明中的防护方法除了检测人体的姿势以外，还可以检测人体的数量和移动轨迹等。当检测人体数量时可以基于反馈波所得到人体的轮廓，进而检测得到人体的数量；当检测人体的移动轨迹时，可以根据持续接收到的反馈波所形成的人体的轮廓，得到人体的运动轨迹。

本发明一实施例中，如图3所示，该安全防护系统可以包括控制模块10、接收模块20、判断模块30和报警模块40。

控制模块10，配置为控制雷达向目标区域发射初始电磁波。

接收模块20，配置为接收反馈电磁波，反馈电磁波是初始电磁波在目标区域遇到障碍物后被反射回来的电磁波。

判断模块30，配置为将反馈电磁波信息输入机器学习模型，基于反馈电磁波信息判断障碍物是否有生命体征，若是，则基于反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险状态。判断模块30还包括检测单元301、计算单元302和计时单元303。其中检测单元301配置为判断持续接收到的空间内同一位置处的反馈电磁波是否相同，若否，则所述障碍物有生命体征。检测单元301利用微波雷达的技术原理，基于反馈电磁波检测障碍物的运动速度、距离、角度等信息，由于微波雷达相比于传统雷达传感器和红外传感器来说，抗感器能力更强，检测距离可调，郏县距离远，不易受环境影响(温度、天启等因素)，因此检测的结果更准确、可靠。计算单元302配置为基于反馈电磁波得到障碍物的姿势，判断障碍物的姿势与预设姿势是否相同，若是，则判断在预设时间内障碍物的姿势是否保持不变，若障碍物的姿势保持不变，则确认障碍物处于危险状态。检测单元301根据反馈电磁波的频率差、飞行时间、角度等数据转换成点云数据，根据点云数据连接成线的轮廓判断当前是否有人，若有人则根据BiLSTM算法，判断当前人体的姿势，例如可以判断当前人体的姿势是否为躺在地上。计时单元303配置为当判断所述障碍物的姿势与预设姿势相同时，开始计时；为当判断所述障碍物的姿势与预设姿势不相同时，停止计时。计时单元303开始计时，若超过20秒，人体摔倒的姿势保持不变，则把信息传给报警模块40，报警模块40开始报警；若20s以内，人体的姿势由摔倒姿势改变成其他姿势，则判断为危险信号解除，计时结束，并从新开始检测周围环境，报警模块40不进行报警。

报警模块40，配置为若判断所述障碍物处于危险状态，则发出警报，安全防护系统内部配有喇叭，根据判断结果的而定，若结果判定为障碍物处于危险状态，则喇叭发出警报声，同时还可以通过后台发送消息到绑定该安全防护系统的管理员手机上，通知其尽快处理危险情况；若危险情况解除，则不报警，一切恢复正常，安全防护系统重新开始工作，检测周围环境。

除了上述所述的模块外，该安全防护系统还可以包括无线通信模块50配置为若判断所述障碍物处于危险状态，则向管理员发送通知。可以理解，无限通信模块与管理员的终端建立无线通信，可以向管理员的终端发送APP消息、短信或者邮件等通知，本发明对发送通知的具体形式不做限定。还可以理解，无线通信模块50可以为Wifi模组或者蓝牙模组等，本发明对无线通信模块50的具体类型不做限定。除此之外，无线通信模块可还以通过网络与服务器相连，当把收集到的数据上传云端分析后判断当前处于危险状态，服务器通过无线通信模块下发指令到门锁或门窗上的控制器中，对门锁或门窗进行上锁或者启动安全设置，从而通过提高安全系数。

可以理解，本发明中的安全防护系统可以应用于公共场所的安防系统或者公安安防系统等，本发明对该安全防护系统的具体应用不做限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元20中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序校验码的介质。

本实施例中一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现上述实施例中所述的安全防护方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种安全防护的方法，其特征在于，包括：

控制雷达向目标区域发射初始电磁波；

接收反馈电磁波，所述反馈电磁波是所述初始电磁波在所述目标区域遇到障碍物后被反射回来的电磁波；

将所述反馈电磁波信息输入机器学习模型，基于所述反馈电磁波信息判断所述障碍物是否为有生命体征，若是，则基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险状态；

若所述障碍物处于危险状态，则发出警报。

2.根据权利要求1所述的安全防护的方法，其特征在于，判断所述障碍物是否为有生命体征包括：控制所述雷达持续发射初始电磁波，判断持续接收到的空间内同一位置处的反馈电磁波是否相同，若否，则判断所述障碍物为有生命体征。

3.根据权利要求1所述的安全防护的方法，其特征在于，基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险情况包括：基于所述反馈电磁波得到所述障碍物的姿势，判断所述障碍物的姿势与预设姿势是否相同，若是，则判断在预设时间内所述障碍物的姿势是否保持不变，若所述障碍物的姿势保持不变，则确认所述障碍物处于危险状态。

4.根据权利要求3所述的安全防护的方法，其特征在于，判断在预设时间内所述障碍物的姿势是否保持不变，包括：

当判断所述障碍物的姿势与预设姿势相同时开始计时，且控制所述雷达在预设时间内持续向所述障碍物发射初始电磁波，并在预设时间内接收所述障碍物反馈的电磁波；

基于预设时间内接收的反馈电磁波判断在预设时间内障碍物的姿势是否发生改变。

5.根据权利要求1所述的安全防护的方法，其特征在于，基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否为有生命体征，若是，基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险状态，包括：

将所述反馈电磁波转换成点云数据，基于所述点云数据连接成线得到所述障碍物的轮廓；

基于所述障碍物的轮廓和双向长期短期记忆算法，判断所述障碍物的姿势与预设姿势是否相同，若是，则判断所述障碍物处于危险状态。

6.根据权利要求1所述的安全防护的方法，其特征在于，所述发出警报包括：发出警报声、警示灯、以及向管理员的终端发送消息中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的安全防护的方法，其特征在于，将所述反馈电磁波信息输入机器学习模型之前还包括：基于所述目标区域的初始状态信息对所述机器学习模型进行训练。

8.一种安全防护系统，其特征在于，包括：

控制模块，配置为控制雷达向目标区域发射初始电磁波；

接收模块，配置为接收反馈电磁波，所述反馈电磁波是所述初始电磁波在所述目标区域遇到障碍物后被反射回来的电磁波；

判断模块，配置为将所述反馈电磁波信息输入机器学习模型，基于所述反馈电磁波信息判断所述障碍物是否有生命体征，若是，则基于所述反馈电磁波判断所述障碍物是否处于危险状态；

报警模块，配置为若所述障碍物处于危险状态，则发出警报。

9.根据权利要求8所述的安全防护系统，，其特征在于，所述判断模块包括：检测单元，配置为判断持续接收到的空间内同一位置处的反馈电磁波是否相同，若否，则所述障碍物为有生命体征。

10.根据权利要求8所述的安全防护系统，其特征在于，所述判断模块还包括：计算单元，配置为基于所述反馈电磁波得到所述障碍物的姿势，判断所述障碍物的姿势与预设姿势是否相同，若是，则判断在预设时间内所述障碍物的姿势是否保持不变，若所述障碍物的姿势保持不变，则确认所述障碍物处于危险状态。

11.根据权利要求8所述的安全防护系统，其特征在于，所述判断模块还包括：计时单元，配置为当判断所述障碍物的姿势与预设姿势相同时，开始计时；为当判断所述障碍物的姿势与预设姿势不相同时，停止计时。

12.根据权利要求8所述的安全防护系统，其特征在于，还包括：无线通信模块，配置为若判断所述障碍物处于危险状态，则向管理员发送通知。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用以实现如权利要求1-7任一项所述的安全防护方法。

14.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的安全防护方法。

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