CN114312616A - 一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统及方法，系统包括：MCU控制模块，分别与MCU控制模块连接的图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模块以及备用电池模；图像识别模块用于识别汽车内部是否有儿童；氧气检测模块用于获取汽车内氧气浓度值，并根据氧气浓度值判断是否发出缺氧警告信号；温度检测模块用于获取汽车内温度值，并根据温度值判断是否发出高温警告信号；备用电池模块用于在汽车出现紧急情况时给MCU控制模块供电；MCU控制模块进行指令发送。本发明通过MCU控制模块与车身ECU进行交互，从而判断汽车状态、识别车内人物面部以及判断氧气含量和温度来进行双闪灯和汽车空调的控制以及发送报警信息，防止死亡事件的产生。

Description

一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统及方法

技术领域

本发明涉及儿童安全监测技术领域，特别是涉及一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统及方法。

背景技术

目前人们的消费水平随着社会的发展已经越来越高，汽车的发展也越来越迅速，越来越多的家庭通过购买汽车来代步。然而随着汽车给人们带来极大便利的同时，安全隐患也随之产生。

例如，不少家长带小孩出行时由于安全意识淡薄，为贪图方便将小孩单独留在车内，自己下车锁车后由于事情耽搁或遗忘，造成小孩独自长时间遗留在密闭的车里，而夏天在阳光照射下，车内温度会上升的非常快，可达到50℃～60℃，这样会让车内的儿童出现体温飙升、窒息等症状，严重的会造成死亡。

在例如，现在幼儿园、小学上学因距离家远，不少家长因上班时间与小孩上学时间冲突，选择让小孩坐校车往返家和学校，由于有些小孩上学离家远，起床时间早导致睡眠时间不足，另小孩处于成长期，容易在车上睡着。加之随车老师、校车驾驶员责任心、安全意识等容易造成将小孩遗留车内，一年内造成多起小孩遗留校车内死亡的事件，对家庭、社会造成巨大的伤害。

故此，车中的防止儿童窒息的安全检测控制系统是为了防止独自被遗留在汽车内儿童死亡所设计的安全检测控制系统。然而，现有技术还存在检测不全面或者异常情况下无法启动的缺陷，故此，需要改进。

发明内容

本发明为克服现有防止儿童窒息的安全检测控制系统存在检测不全面或者异常情况下无法启动的问题，提供了一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统，包括：MCU控制模块、图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模块以及备用电池模，所述MCU控制模块分别与所述图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模块以及备用电池模块连接；

所述图像识别模块用于识别汽车内部是否有儿童并将识别结果反馈至MCU 控制模块；

所述氧气检测模块通过氧气传感器实时获取汽车内氧气浓度值，并根据氧气浓度值判断是否发出缺氧警告信号至MCU控制模块；

所述温度检测模块通过温度传感器实时获取汽车内温度值，并根据温度值判断是否发出高温警告信号至MCU控制模块；

所述备用电池模块用于在汽车出现紧急情况时给MCU控制模块供电；

所述MCU控制模块通过车身ECU获取汽车的状态，并根据汽车的状态发送相应的指令至图像识别模块；所述MCU控制模块还根据接收到的缺氧警告信号以及高温警告信号对汽车空调和双闪灯进行控制。

进一步的，作为优选技术方案，还包括摄像头，所述图像识别模块与所述摄像头连接，用于对所述摄像头采集到的汽车内部图像进行人脸特征识别以判断车内是否有儿童存在，若有，则发送启动传感器的信息至MCU控制模块。

进一步的，作为优选技术方案，还包括通讯模块，所述通讯模块与所述MCU 控制模块连接；

所述通讯模块还通过CAN总线与空调控制器和车身ECU进行交互，并获取汽车空调控制器和汽车双闪灯的开关状态信息反馈给ECU的状态请求信号发送至 MCU控制模块。

进一步的，作为优选技术方案，还包括信号处理模块，所述信号处理模块与所述MCU控制模块、通讯模块以及图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模连接；

所述信号处理模块用于将汽车状态判断时发送的启动摄像头信号、图像识别模块获取的汽车内部是否有儿童的识别信息给出启动氧气传感器和温度传感器信号、氧气检测模块给出的缺氧警告信号、温度检测模块给出的高温警告信号以及车身ECU输出的汽车空调控制器和汽车双闪灯的开关状态信号，发送至MCU控制模块来控制汽车空调和汽车双闪灯的开启。

进一步的，作为优选技术方案，所述备用电池模块还与汽车电源连接，在汽车正常情况下，所述汽车电源给所述备用电池模块、MCU控制模块以及车身ECU 供电。

一种防止车内儿童窒息的安全检测控制方法，基于一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统，所述方法包括：

S10.实时检测汽车状态，以判断汽车是否处于停止状态且汽车的门窗是否处于关闭状态，若是，发送图像采集指令；

S20.采集汽车内的图像进行人脸特征识别，以判断汽车内是否存在儿童，若存在，执行下一步；

S30.检测汽车内的氧气浓度值和温度值，判断氧气浓度值和/或温度值是否超过对应的预设阈值，若是，开启汽车相应功能部件。

进一步的，作为优选技术方案，步骤S10具体包括：

MCU控制模块通过车身ECU实时检测并判断汽车的状态，当判断汽车处于停止状态且汽车的门窗处于关闭状态时，则给出一个启动摄像头的信号以启动摄像头使其对汽车内部进行图像采集。

进一步的，作为优选技术方案，步骤S20具体包括：

摄像头将采集的汽车内部图像发送至图像识别模块；

图像识别模块对摄像头采集的汽车内部图像进行特征提取以及匹配计算分析，以判断汽车内是否存在儿童，若存在，执行下一步。

进一步的，作为优选技术方案，步骤S30具体包括：

MCU控制模块启动氧气传感器和温度传感器；

所述氧气检测模块通过氧气传感器实时获取汽车内氧气浓度值，将氧气浓度值与氧气浓度预设阈值进行比较，当氧气浓度值低于氧气浓度预设阈值时，发送缺氧警告信号MCU控制模块；

所述温度检测模块通过温度传感器实时获取汽车内温度值，将温度值与温度预设阈值进行比较，当温度值高于温度预设阈值时，发出高温警告信号至MCU控制模块；

MCU控制模块通过通信模块获取空调控制器和汽车双闪灯的开关状态信息反馈给ECU的状态请求信号，并结合接收到的缺氧警告信号和高温警告信号来控制汽车空调和汽车双闪灯的开启；

MCU控制模块还将相应的警示信息发送到远端服务商平台。

进一步的，作为优选技术方案，还包括所述MCU控制模块实时检测备用电池模块的电压，当备用电池模块的电压小于等于预设电压值时，通过汽车电源对备用电池模块进行供电。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过MCU控制模块与车身ECU进行交互，从而判断汽车状态、识别车内人物面部以及判断氧气含量和温度来进行双闪灯和汽车空调的控制以及发送报警信息，防止死亡事件的产生。且通过人脸特征识别技术来判断是否有儿童或成人被困车内，更加准确、科学、智能。

附图说明

图1为本发明系统框图。

图2为本发明方法流程框图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

实施例1

本实施例公开一种可预防高速路车辆连环碰撞和紧急求救系统，如图1所示，包括：MCU控制模块、图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模块、备用电池模、通讯模块和信号处理模块，MCU控制模块分别与图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模块、备用电池模块、通讯模块和信号处理模块连接。

在本实施例中，通讯模块还通过CAN总线与、汽车空调控制器以及汽车双闪灯连接实现，使得MCU控制模块通过CAN总线与空调控制器和车身ECU进行交互，并获取空调控制器和汽车双闪灯的开关状态信息反馈给ECU的状态请求信号。

在本实施例中，状态请求信号为差分信号，通信模块将差分信号转换为数字信号后发送给MCU控制模块。另外通信模块还将和远端服务商平台交互，发出相应的示警信息，来避免悲剧的发生。

在本实施例中，MCU控制模块与车身ECU进行交互，其还通过车身ECU判断汽车的状态，当判断汽车处于停止状态并且车门和车窗处于关闭状态时，则给出一个启动摄像头的信号。

此时，摄像头与图像识别模块连接，摄像头启动后，开始采集汽车内部图像并发送至图像识别模块进行人脸特征识别，当识别到的结果显示汽车里有儿童存在，将识别结果反馈至MCU控制模块，使其给出一个启动传感器的信息。

在本实施例中，摄像头采集到的汽车内部图像是一系列的数字信号，图像识别模块先对这一系列的数字信号进行特征提取，然后通过相应的算法技术将提取出的特征信息与内部数据库里的参考信息进行匹配计算分析，进而来判断识别儿童。

在本实施例中，所启动的传感器包括温度传感器和氧气传感器，故此，所启动的传感器即为温度传感器和氧气传感器。

而氧气检测模块通过氧气传感器实时获取汽车内氧气浓度值，将氧气浓度值与氧气浓度预设阈值进行比较，当氧气浓度值低于氧气浓度预设阈值时，发送缺氧警告信号MCU控制模块。

温度检测模块通过温度传感器实时获取汽车内温度值，将温度值与温度预设阈值进行比较，当温度值高于温度预设阈值时，发出高温警告信号至MCU控制模块。

在本实施例中，信号处理模块与MCU控制模块、通讯模块以及图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模连接；该信号处理模块用于将汽车状态判断时发送的启动摄像头信号、图像识别模块获取的汽车内部是否有儿童的识别信息给出启动氧气传感器和温度传感器信号、氧气检测模块给出的缺氧警告信号、温度检测模块给出的高温警告信号以及车身ECU输出的汽车空调控制器和汽车双闪灯的开关状态信号，发送至MCU控制模块来控制汽车空调和汽车双闪灯的开启。

即，MCU控制模块根据车身ECU判断的汽车状态信号、图像识别模块产生的启动传感器信号、通信模块传送的汽车空调状态信号和备用电池模块的充电信号，输出开启汽车空调信号和汽车双闪灯。

在本实施例中，备用电池模块用于在汽车出现紧急情况时给MCU控制模块供电。

同时，在本实施例中，备用电池模块还与汽车电源连接，在汽车正常情况下，汽车电源给备用电池模块、MCU控制模块以及车身ECU供电。

在本实施例中，MCU控制模块在控制过程中，实时检测备用电池模块的电压，当检测到备用电池模块的电压小于等于第一预设电压值时，使汽车电源对备用电池模块的进行充电；而当汽车电源电压小于等于第二预设电压值时，切换备用电池模块对整个控制系统进行供电。

在此时，第一预设电压值设置为4V，第二预设电压值设置为4.5V，即，当 MCU控制模块检测到备用电池模块的电压小于等于4V时，由汽车电源对备用电池模块进行充电，当汽车电源电压小于等于4.5V时，判断汽车异常或者出现紧急情况，此时，切换备用电池模块对整个控制系统进行供电。

本实施例的工作过程为：MCU控制模块首先通过车身ECU实时检测汽车状态，包括运动状态、车门和车窗的开关状态，然后MCU控制模块判断检测到的汽车是否处于停止状态并且汽车的车门和车窗是否处于关闭状态，将判断的汽车停止状态以及车门和车窗关闭信息作为启动摄像头的依据；即，当汽车处于停止状态并且汽车的车门和车窗处于关闭状态时，启动摄像头采集车内的图像并通过图像识别模块进行人脸特征识别，并将识别到的儿童信息作为传感器启动的依据，即，当识别结果表明车内有儿童存在，MCU控制模块则驱动氧气检测模块利用氧气传感器实时获取汽车内氧气浓度值，将检测的氧气浓度值与氧气浓度预设阈值进行比较，当氧气浓度低于氧气浓度预设阈值时，则给出一个缺氧警告信号，温度检测模块利用温度传感器实时获取汽车内温度值，将检测的温度值与温度预设阈值进行比较，当温度高于温度预设阈值时，则给出一个高温警告信号；MCU控制模块根据图像识别模块识别到的信息结合氧气检测模块给出的缺氧警告信号以及温度检测模块给出的高温警告信号通过CAN总线与车身ECU交互，从而开启汽车空调达到通风降温的效果、使汽车内的温度降低、氧气浓度提升，延缓儿童在车内的生存时间为救援提供机会的效果，开启汽车双闪灯给汽车周围人员示警的提醒，同时车身ECU与通信模块进行交互并将相应的警示信息发送到远端服务商平台，获取紧急救援，另外，在无法使用汽车电源的异常情况下，备用电池模块保障安全检测控制系统在短时间内可正常工作，发出示警信息。

实施例2

本实施例公开一种防止车内儿童窒息的安全检测控制方法，该方法基于实施例1所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统，所述方法如图2所示，包括以下步骤：

S10.实时检测汽车状态，以判断汽车是否处于停止状态且汽车的门窗是否处于关闭状态，若是，发送图像采集指令。

本步骤具体为：

MCU控制模块通过车身ECU实时检测并判断汽车的状态，当判断汽车处于停止状态且汽车的门窗处于关闭状态时，则给出一个启动摄像头的信号以启动摄像头使其对汽车内部进行图像采集。

在本实施例中，汽车的状态判断的具体实现过程参见实施例1，在本实施例中，不在进行具体阐述。

S20.采集汽车内的图像进行人脸特征识别，以判断汽车内是否存在儿童，若存在，执行下一步。

本步骤具体为：

摄像头将采集的汽车内部图像发送至图像识别模块；图像识别模块对摄像头采集的汽车内部图像进行特征提取以及匹配计算分析，以判断汽车内是否存在儿童，若存在，执行下一步。

在本实施例中，图像识别模块进行人脸特征识别，用于判断汽车内是否存在儿童的识别过程和判断过程均参见实施例1，在本实施例中，不在进行具体阐述。

S30.检测汽车内的氧气浓度值和温度值，判断氧气浓度值和/或温度值是否超过对应的预设阈值，若是，开启汽车相应功能部件。

本步骤具体包括：

MCU控制模块启动氧气传感器和温度传感器进行氧气浓度和车内温度的检测。

其具体为：氧气检测模块通过氧气传感器实时获取汽车内氧气浓度值，将氧气浓度值与氧气浓度预设阈值进行比较，当氧气浓度值低于氧气浓度预设阈值时，发送缺氧警告信号MCU控制模块；温度检测模块通过温度传感器实时获取汽车内温度值，将温度值与温度预设阈值进行比较，当温度值高于温度预设阈值时，发出高温警告信号至MCU控制模块。

MCU控制模块通过通信模块获取空调控制器和汽车双闪灯的开关状态信息反馈给ECU的状态请求信号，并结合接收到的缺氧警告信号和高温警告信号来控制汽车空调和汽车双闪灯的开启。

MCU控制模块还通过车身ECU将相应的警示信息发送到远端服务商平台。

在本实施例中，MCU控制模块还实时检测备用电池模块的电压，当备用电池模块的电压小于等于预设电压值时，通过汽车电源对备用电池模块进行供电。

在本实施例中，备用电池模块的工作条件以及整个控制系统的供电情况参见实施例1，在本实施例中，不在进行具体阐述。

实施例3

本实施例公开一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行如实施例2所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制方法。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统，其特征在于，包括：MCU控制模块、图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模块以及备用电池模，所述MCU控制模块分别与所述图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模块以及备用电池模块连接；

所述图像识别模块用于识别汽车内部是否有儿童并将识别结果反馈至MCU控制模块；

所述氧气检测模块通过氧气传感器实时获取汽车内氧气浓度值，并根据氧气浓度值判断是否发出缺氧警告信号至MCU控制模块；

所述温度检测模块通过温度传感器实时获取汽车内温度值，并根据温度值判断是否发出高温警告信号至MCU控制模块；

所述备用电池模块用于在汽车出现紧急情况时给MCU控制模块供电；

所述MCU控制模块通过车身ECU获取汽车的状态，并根据汽车的状态发送相应的指令至图像识别模块；所述MCU控制模块还根据接收到的缺氧警告信号以及高温警告信号对汽车空调和双闪灯进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统，其特征在于，还包括摄像头，所述图像识别模块与所述摄像头连接，用于对所述摄像头采集到的汽车内部图像进行人脸特征识别以判断车内是否有儿童存在，若有，则发送启动传感器的信息至MCU控制模块。

3.根据权利要求1所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统，其特征在于，还包括通讯模块，所述通讯模块与所述MCU控制模块连接；

所述通讯模块还通过CAN总线与空调控制器和车身ECU进行交互，并获取汽车空调控制器和汽车双闪灯的开关状态信息反馈给ECU的状态请求信号发送至MCU控制模块。

4.根据权利要求3所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统，其特征在于，还包括信号处理模块，所述信号处理模块与所述MCU控制模块、通讯模块以及图像识别模块、氧气检测模块、温度检测模连接；

所述信号处理模块用于将汽车状态判断时发送的启动摄像头信号、图像识别模块获取的汽车内部是否有儿童的识别信息给出启动氧气传感器和温度传感器信号、氧气检测模块给出的缺氧警告信号、温度检测模块给出的高温警告信号以及车身ECU输出的汽车空调控制器和汽车双闪灯的开关状态信号，发送至MCU控制模块来控制汽车空调和汽车双闪灯的开启。

5.根据权利要求1所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统，其特征在于，所述备用电池模块还与汽车电源连接，在汽车正常情况下，所述汽车电源给所述备用电池模块、MCU控制模块以及车身ECU供电。

6.一种防止车内儿童窒息的安全检测控制方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制系统，所述方法包括：

S10.实时检测汽车状态，以判断汽车是否处于停止状态且汽车的门窗是否处于关闭状态，若是，发送图像采集指令；

S20.采集汽车内的图像进行人脸特征识别，以判断汽车内是否存在儿童，若存在，执行下一步；

S30.检测汽车内的氧气浓度值和温度值，判断氧气浓度值和/或温度值是否超过对应的预设阈值，若是，开启汽车相应功能部件。

7.根据权利要求6所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制方法，其特征在于，步骤S10具体包括：

MCU控制模块通过车身ECU实时检测并判断汽车的状态，当判断汽车处于停止状态且汽车的门窗处于关闭状态时，则给出一个启动摄像头的信号以启动摄像头使其对汽车内部进行图像采集。

8.根据权利要求6所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制方法，其特征在于，步骤S20具体包括：

摄像头将采集的汽车内部图像发送至图像识别模块；

图像识别模块对摄像头采集的汽车内部图像进行特征提取以及匹配计算分析，以判断汽车内是否存在儿童，若存在，执行下一步。

9.根据权利要求6所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制方法，其特征在于，步骤S30具体包括：

MCU控制模块启动氧气传感器和温度传感器；

所述氧气检测模块通过氧气传感器实时获取汽车内氧气浓度值，将氧气浓度值与氧气浓度预设阈值进行比较，当氧气浓度值低于氧气浓度预设阈值时，发送缺氧警告信号MCU控制模块；

所述温度检测模块通过温度传感器实时获取汽车内温度值，将温度值与温度预设阈值进行比较，当温度值高于温度预设阈值时，发出高温警告信号至MCU控制模块；

MCU控制模块通过通信模块获取空调控制器和汽车双闪灯的开关状态信息反馈给ECU的状态请求信号，并结合接收到的缺氧警告信号和高温警告信号来控制汽车空调和汽车双闪灯的开启；

MCU控制模块还将相应的警示信息发送到远端服务商平台。

10.根据权利要求6所述的一种防止车内儿童窒息的安全检测控制方法，其特征在于，还包括所述MCU控制模块实时检测备用电池模块的电压，当备用电池模块的电压小于等于预设电压值时，通过汽车电源对备用电池模块进行供电。

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