CN115867953A - 用于监控烹饪过程的方法和控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监控烹饪过程的方法，其中检测对象在灶台(3)的区域中的运动并且评估在预定时间内检测到的运动。该方法的特征在于，检测并评估在灶台(3)的区域中烟雾发展的指标，并且在预定时间内没有运动并且存在指标的情况下输出警报信号。

Description

用于监控烹饪过程的方法和控制设备

技术领域

本发明涉及一种用于监控烹饪过程的方法和一种控制设备。

背景技术

烟雾报警器通常用于在发生火灾和与之相关的烟雾发展时发出警报。然而，传统的烟雾和火灾报警器不用在厨房中，因为它们对在烹饪过程中产生的蒸汽做出反应。换句话说，由于通过烹饪过程经常产生的蒸汽和烟雾发展，这将会在厨房环境中导致错误警报，从而使在该区域中的安装不切实际。

然而，在例如不正确的使用或特定的烹饪过程引起了火灾风险提高时，灶台为火灾发生提供了重大风险。因此，有必要在厨房区域中提供改善的防火。

此外，颗粒也可能在烹饪过程中形成，例如在烧烤或烈性灼烧过程中形成，这属于正常的烹饪过程或者甚至是所希望的并且在准备要烹饪的食物的过程中不会造成任何危害。在这些情况下，警报的触发是不希望的，并且被在准备过程中在场的用户感知为是不愉快的。

发明内容

因此，本发明的任务是提出一种至少减少现有技术的缺点的解决方案。在此，火灾报警器或烟雾报警器优选地仅被选择性地提供，而不会大范围地改变烹饪系统的复杂性。

根据本发明，该任务通过一种用于监控烹饪过程的方法来解决。

这里，该方法包括以下步骤：

-检测对象在灶台区域中的运动；和

-评估预定时间内检测到的运动。

根据本发明，还检测和评估灶台区域中烟雾发展的指标，并且在预定时间内没有运动并且存在指标的情况下输出警报信号。

以这种方式，可以使不在灶台处的用户意识到潜在的危险并且尤其是在烹饪过程期间形成烟雾时及早做出反应，以防止火灾发生和/或污染厨房空气。然而，如果用户在场并参与烹饪过程，则可以假设在灶台区域中相对应地检测到对象的运动，从而用户就不必意识到烟雾发展，并且这同样可能在较小程度上是期望的，例如在烘烤或烧烤过程期间。

没有检测到运动并且之后可输出警报信号的预定时间在此优选地对应于在烟雾发展导致厨房空气的显著污染或火灾发展起来之前就使得在用户侧能够发起对应措施的时间。例如，预定时间可以为大约一秒和大约五秒之间的时间间隔。

在此，当评估指标时，也可以提供烟雾发展的变化过程，其中所述预定时间根据该变化过程来被匹配。因此可以考虑浓的烟雾发展或逐步或逐渐恶化，并且在超过预定阈值时可以相对应地缩短预定时间。为此，可以例如将经验值和/或特性曲线保存在相应的控制设备中。换句话说，预定的时间同样可以动态地匹配到指标的变化过程。

因此，警报信号的选择性输出根据灶台区域中检测到的运动或灶台区域中不存在运动来进行。对象的运动可以在此容易地被摄像机检测到。这些运动部分地已经被检测到以便识别手势并且基于这些手势来操控例如烟气抽取设备和/或灶台。因此，运动的检测具有可以使用给定的检测单元(例如摄像机)的优点。

灶台区域中的运动可以包括用户手的运动、用户头部的运动、烹饪器具的运动和/或待烹饪食物的运动。相对应地，运动和可选地运动的变化过程可以被解释为用户对于特定烹饪容器或烹饪容器的相对应盖子的操作意图。同样，用户头部或烹饪器具在烹饪容器区域中的运动可以表明用户积极参与烹饪过程并且因此可以独立感知烟雾发展。

烟雾颗粒或细小灰尘颗粒的存在可以用作为烟雾发展的指标。检测到的蒸汽的突然变化，例如密度和/或流速，以及温度的突然升高同样可以用作为烟雾发展的指标。

如果检测到这种烟雾发展并且在预定时间内没有探测到用户的运动，则相对应地输出警报信号。警报信号在此可以以光学和/或声学的方式输出。例如，可以设置灯和/或蜂鸣器，以便在输出警报信号时输出视觉或听觉警报。这样，可以让用户在该事件实际发生之前意识到潜在的危险和即将发生的烟雾和/或火灾发展，并且从而防止厨房空气污染和潜在的沸溢危险情况，例如通过移动相应的烹饪容器、关闭盖子和/或匹配油烟抽取设备的风扇功率和/或相应烹饪区的烹饪水平。

警报信号优选地包括信息输出和/或对用户的通知和/或用于操控油烟抽取设备和/或灶台的运行状态的控制和/或调节信号。

因此，可以在火灾发展或烟雾发展蔓延之前通知缺席烹饪过程的用户。例如，警报信号或信息输出或通知可以借助于抽油烟机连接(“hood-hob-connect”)的Wifi(直连)、蓝牙、射频(RF)、红外信号或通过现有的互联网连接(例如HCA或Home Connect(家庭连接))传送到用户的耦合的终端设备，优选通过预安装的App(应用程序)传送，该应用程序在后台定期地或借助于推送通知或在激活状态下连续地接收所述通知。此外，该消息同样可以包括所检测到的视频的视频序列或者当前检测到的图像或视频序列的实况传输。

此外，控制和/或调节信号能够实现可以抑制烟雾发展的扩散和/或火灾的形成，所通过的方式例如是关闭油烟抽取设备或降低相应的风扇功率，以便因此抑制火被扇旺。同时，分配给烹饪容器的相应烹饪区的烹饪水平同样可以相对应地向下切换或降低，或者整个灶台可以至少暂时停用。

此外，控制和/或调节信号可以引起油烟抽取设备和/或灶台的运行模式的匹配和/或检测的采样频率的匹配。例如，油烟抽取设备的风扇功率可以由此关闭或以基本功率运行，其中不超过预定的功率水平。还可以规定对检测单元的采样频率的匹配，使得可以实施监控算法，所述监控算法例如能够实现灵敏的调节并且同样考虑到指标的变化过程以及在此指标的微小变化或者还增大检测区域，以便能够检测到用户在灶台的边缘区域的运动。

在此，可以在各种指标或指标的变化过程的情况下根据经验值来操控油烟抽取设备。这些值或特性曲线例如可以保存在控制设备中和/或借助于对应的编程存储在控制设备的算法中并且存在。优选地，检测和评估在此连续地进行，例如当灶台和/或油烟抽取设备已经被激活或者检测到灶台处的温度变化时。在此，评估可以在预定时间上进行。

因此，通过具有控制和/或调节信号的警报信号的选择性输出使得可以甚至在该事件实际发生之前就对即将发生的烟雾发展或即将来临的火灾及时作出反应。在这种情况下，通过输出警报信号对烟雾发展做出反应的用户交互尽管是期望且可能的，但不是绝对必要的。这是因为控制和/或调节信号能够实现例如油烟抽取设备的风扇功率的自动操控。因此可以防止火被不期望地扇旺，并且初起之火在形成时被熄灭。由此同样有效地防止了烟云的扩散。一旦指标之后显示没有烟雾发展，风扇功率可以相应地再次调高，使得可以有效地抽出可能残留的烟雾颗粒并可以继续烹饪过程。

指标优选地是在预定时间内至少一个所检测到的图像的至少一个部分区域的预定对比度变化和/或预定亮度，其中该图像包含灶台的区域。

例如可以通过这种方式检测其中形成有炭黑颗粒的烟雾发展，其中通过存在的炭黑颗粒或细小灰尘颗粒引起位于灶台上方的空气的压缩和对比度变化。这样的变化一般对于在烹饪过程中通常出现的蒸汽不存在或者至少不以相同程度存在。替代地或附加地，由此同样可以在图像评估时确定所检测到的图像的亮度或亮度变化过程。这样，在初始阶段就已经可以察觉到烟雾发展的存在。值或特性曲线还可以例如保存在控制设备中和/或以相对应的算法进行处理，以与普通蒸汽或蒸汽云区分开。对比度变化和/或亮度变化过程还可用于检测预定时间内的特定图案和分布，其中这同样可以针对灶台上方的多个水平或高度进行以及在灶台上方的多个水平或高度之间进行。

此外，如果例如超过绝对亮度值的阈值和/或对比度变化或亮度散布或分布在预定区域之上，则可以根据对比度变化和/或亮度变化过程或绝对亮度确定正在出现的火灾。因此，通过对比度变化和/或亮度的检测，可以在烹饪过程期间确定不同的状态和可能的危险，其中优选地根据相应的危险分类和输出警报信号。

此外，至少一个检测到的图像可以是红外图像或具有叠加的红外数据的图像。以这种方式，可以通过考虑热或热量形成来提高指标的准确性，使得例如只有当灶台之上的绝对温度、表面温度和/或温度分布的阈值被超过时，烟雾发展的指标才被检测或解释为烟雾发展的指标。通过这种方式，例如可以将形成的炭黑颗粒同样更好地区分于蒸汽或蒸汽云。

基于评估结果，还可以确定火灾发展的概率，其中警报信号可以对应于所确定的概率。换句话说，可以根据所确定的存在的危险来对警报信号进行分类，其中例如仅仅小的烟雾发展并不代表火灾发展的严重风险，并且例如只有安装在抽油烟机处的光学警报灯允许亮起。与此相比，在火灾发展的情况下，可以立即关闭油烟抽取设备并通知用户，例如借助于推送消息。可选地，该通知在此可以包括所检测的视频的视频序列或者当前检测到的图像或视频序列的实况传输。

在此，如上所述，可以根据在评估单元中评估的对比度变化、亮度分布和/或红外数据来确定火灾发展，其中在预测单元中根据与存储的比较值和/或特性曲线的比较来预测火灾发展。

概率还可以根据所检测的传感器数据来确定，其中所述传感器数据优选地包括所测量的空气质量、细小灰尘颗粒和/或炭黑颗粒的测量、空气湿度的测量和/或环境温度测量的传感器数据。

例如，可以使用诸如空气品质传感器、VOC传感器(“volatile organic compound(挥发性有机化合物)”传感器)、PM 2.5细小灰尘颗粒传感器、湿度传感器和/或温度传感器的传感器，它们可以布置在例如抽油烟机形式的油烟抽取设备处，使得可以检测和评估流入抽油烟机的空气的特性并且可以在预测火灾发展的概率时将其考虑在内。因此，例如在检测到相对应的对比度变化时，已经检测到少量的细小灰尘颗粒或炭黑颗粒或者相对应的温度升高可以支持预测并进一步提高准确性。相对较低的空气湿度同样可以表明缺乏必要的烹饪液体和待烹饪食物的相对应的过热，由此随后可能形成烟雾和潜在的火灾。

相对应地，概率还可以根据检测到的温度和/或位于灶台上的烹饪容器中的待烹饪食物的类型来确定。因此，可以例如根据烧烤传感器或红外传感器检测待烹饪食物的温度，其中低温表明火灾发展的概率低，即使当根据指标确定了烟雾发展时也是如此。相反，可能甚至高于在烹饪过程中要提供的液体的沸点的高温可以表明完全蒸发和/或即将来临的冒烟和起火可能性。

此外，根据待烹饪食物的类型可以实现对概率的分类，所述概率例如在水的情况下可以为零，而在诸如牛奶、油和煎炸脂肪的其他液体的情况下可以相应地更高。待烹饪食物的类型例如可以保存在控制设备中或者也可以借助于摄像机和相应的算法或特征值来确定。

同样还可以根据所保存的食谱的当前食谱部分确定概率。例如，在烹饪系统中存在辅助功能，其中用户逐步实施烹饪过程或食谱。

在此，可以在一个或多个步骤中例如设置灼烧，其中可出现炭黑和/或细小灰尘颗粒的相应发展，或者也可能出现蒸汽涌动。在这些情况下可以规定，不同的阈值用于火灾发展的指标或也用于火灾发展的预测，以便不会不必要地限制烹饪过程或继续维持或者甚至提高油烟抽取设备的设定的风扇功率来预见这一点。采样频率或预定时间相应地不匹配或缩短并且甚至可以相应地延长，其中同样可以选择性地抑制警报信号。

然而，如果不存在这样的食谱部分并且例如设置低烹饪水平或盖子关闭时的烹饪过程，则对烹饪过程的监控可以保持不变或者可选地可以缩短采样频率或用于检测运动的预定时间。

根据另一方面，本发明涉及一种用于烹饪系统的控制设备。该控制设备包括用于检测灶台区域中对象运动的检测单元以及用于在预定时间上评估检测到的运动的评估单元。控制设备的特征在于，检测单元被设立用于检测灶台区域中的烟雾发展的指标，并且评估单元被设立用于评估指标，其中控制设备包括控制单元，所述控制单元被设立为在预定时间内没有运动并在存在指标时发出警报信号。

关于根据本发明的方法所描述的优点和特征在适用范围内相应地适用于根据本发明的控制设备，反之亦然。

控制设备可以集成到例如抽油烟机形式的油烟抽取设备中或者构造为可固定在抽油烟机处的模块，并且所述模块包括用于在控制设备与抽油烟机之间和/或在控制设备与灶台之间无线传输数据的通信单元。在此，该模块可以例如集成到抽油烟机中。在这种情况下，抽油烟机优选地与灶台连接，所述抽油烟机布置在灶台上方用于数据交换。该连接可以是有线或无线连接。

可替换地还可能的是，控制设备是与油烟抽取设备分开布置并且经由无线通信连接与家用电器中的至少一个连接的模块。油烟抽取设备例如可以是抽油烟机、台扇或下吸式风扇。在这种情况下，控制设备和油烟抽取设备之间的通信可以例如直接进行，并且油烟抽取设备可以为了通信与灶台连接。然而，可替换地也可能的是，控制设备可以与灶台连接用于通信并且灶台又为了通信与油烟抽取设备连接。最后，控制设备既与油烟抽取设备连接又与灶台连接也在本发明的范围内。控制设备与灶台和/或油烟抽取设备的连接可以是有线连接或无线连接。

此外，控制设备可以布置在工作台以及优选地灶台上方与抽油烟机相似的高度处。通过控制单元可以识别对象和/或手势。优选地，用户通过手势与油烟抽取设备交互。灶台和其他联网设备的操作可以通过操作区来进行，所述操作区优选地位于控制设备的检测范围内。

控制设备还可以包括用于预测火灾发展的概率的预测单元，其中该预测单元被设立用于基于评估结果预测概率。

检测单元还优选地包括至少一个摄像机、控制监控器和/或至少一个传感器。摄像机优选地是红外摄像机和/或深度成像摄像机。附加地，摄像机也可以设计用于录制视频。传感器可以包括例如用于支持检测用户运动的麦克风阵列和/或用于确定温度的红外传感器。检测单元的控制监控器优选地表示监控来自油烟抽取设备和/或灶台的控制器的控制指令的监控单元。由此，例如可以检测油烟抽取设备或者灶台或灶台的烹饪区的设定的功率水平。

控制设备的单元可以至少部分地实现为程序。此外，控制设备的单元可以至少部分地组合在一起。此外，控制设备的单元可以至少部分地由家用电器之一的单元形成。例如，检测单元或控制单元的至少一部分可以由灶台或油烟抽取设备(例如抽油烟机)处的单元形成。

根据本发明的方法优选地利用根据本发明的控制设备来执行。

附图说明

下面参照附图再次解释本发明。其中：

图1示出了在烹饪系统中的根据本发明的控制设备的实施方式的示意图；

图2示出了控制设备的实施方式的单元的示意框图；以及

图3A-3D示出了根据本发明的控制设备和本发明的方法的对于烟雾发展的运动和指标的检测的示意图。

具体实施方式

根据本发明的方法可以例如用图1和2中所示的控制设备1来实施，其中控制设备1优选地集成在抽油烟机2中，并且其中控制设备1的检测单元100包括检测区域10，在检测区域10中布置有灶台3和可选的操作区。根据图1，操作区正由手H操作。通过操作区可以相对应地设置和匹配烹饪区的烹饪水平以及必要时抽油烟机2的运行状态，例如风扇功率，其中检测单元100被设立成检测手H或另一对象的运动。例如，检测单元100可以为此包含摄像机，该摄像机连续检测运动并且可选地构造为视频摄像机。

以这种方式，由检测单元100检测与对象(例如烹饪容器区域中的用户的手H)的运动相关的判定标准，其中还检测烟雾发展的指标。基于在评估单元101中对所检测的判定标准的评估，相应地可以预测是否预期烟雾发展，从而在预定时间上没有用户和相对应的运动的情况下可以输出警报信号。

由于检测到的烟雾发展的指标和灶台3的区域中不存在运动，可以相应地在烹饪过程中用户恰好不在场时确定潜在的危险是否即将来临。因此，例如轻微烟雾发展的指标不能代表具体的或严重的危险，而只引起微小的厨房空气污染。然而，比较强的烟雾发展也可以指示起火，使得需要立即反应以防止火灾。这种考虑评估结果的预测可以例如在控制设备1的可选的预测单元102中进行。因此，由控制单元103输出警报信号和可选地用于抽油烟机2的操控，以便根据预测的烟雾发展或火灾发展降低抽油烟机2的功率或风扇水平，从而因此防止助长火势和显著污染厨房空气。

因此，可以发生自动系统反应，从而不存在不必要的反应延迟。因此，尽可能避免了潜在的危险，从而可以显著提高使用烹饪系统的安全性。然而，如果检测到手或对象的运动，则可以由此假设用户在烹饪过程中在场，并且相对应地对烟雾发展做出响应。因此，可以省略或抑制警报信号。因此，在正常烹饪过程中，用户不会受到监控的妨碍或不必要的限制。

此外，在检测到对象的运动时，同样可以规定暂停指标的评估，以便因此节省能量。在这种情况下，一旦不再检测到运动，就自动开始指标的检测和评估，其中与预定时间相比，这可以以最小的延迟发生。

在图3A至3D中示出了检测运动和烟雾发展的指标的例子，其或者触发警报信号的输出，或者其中没有警报信号输出。因此，在图3A中用虚线示出了检测区域10，该检测区域10由控制设备(未示出)的摄像机检测，该摄像机例如固定在抽油烟机(未示出)的下侧。灶台的烹饪区12位于监测区域中，其中灶台可以相应地包括多个烹饪区，并且该区域优选地包括整个灶台，优选地包括灶台的操作区和/或灶台的边界区域。待烹饪食物位于其中的烹饪容器14位于烹饪区12上。

如虚线阴影所示，控制设备的检测单元或摄像机检测到不同于剩余检测区域10的对比度变化或亮度变化过程位于待烹饪食物上方。因此，在评估单元中，确定待烹饪食物的特定温度和/或类型的存在或者轻微的烟雾发展。但是因为这不超过任何所保存的阈值或特性曲线，所以尽管没有检测到对象，也不输出警报信号，特别是当确定对用户没有危险和/或没有操作需求时。

在图3B中，烹饪容器14内或待烹饪食物上方的对比度变化已经增强，并且在烹饪区12上方同样检测到对比度变化或改变的亮度变化过程。附加地或替代地，与烹饪容器14不一致的检测区域10中的变化同样可以相对应地用作烟雾发展的指标。因此，在评估单元中确定烟雾发展的存在，烟雾发展扩散并因此可能不仅污染厨房空气，而且同样是在可预见的时间内可能发展出火灾的指示。然而，由检测单元检测到手H的运动或存在，从而相对应地抑制警报信号，尤其是当假设用户意识到可能的烟雾发展并相对应地对此做出响应时，例如通过关闭烹饪容器14的盖子、降低抽油烟机的风扇功率和/或烹饪区12的烹饪水平。

然而，在没有运动或检测到手的情况下，假设用户不存在或不位于烹饪系统或灶台的区域中。如果相对应地在预定的时间内没有检测到运动并且确定了烟雾发展，如这在图3C中所示，则相对应地由控制设备输出警报信号，以便因此使用户意识到潜在的迫近的危险。警报信号在这里可以例如借助于设置在抽油烟机处的灯或照明设备作为视觉信号输出。声音报警信号同样可以例如借助于蜂鸣器输出。对用户的通知还优选地借助于设置在控制设备或油烟抽取设备中的通信模块来进行，其中例如推送消息被传送到安装在用户的终端设备中的应用程序或App。推送消息在此可以可选地获得检测单元或摄像机的当前视频记录，使得用户同样可以可视地估计危险。

为了避免反应延迟，警报信号还可以包括用于操控油烟抽取设备和/或灶台的运行状态的控制和/或调节信号。换句话说，在检测到烟雾发展时并且在借助于设置的数据连接确定了即将发生的危险时，可以降低烹饪水平或者关闭整个灶台。同样地，为了防止将火扇旺，可以降低抽油烟机的风扇功率或者关闭油烟抽取设备，使得最初的火不能通过油烟抽取设备蔓延并被窒息。

在图3D中示意性地示出了这种火灾发展，其中对比度变化已经在整个区域上蔓延，并且其中根据对比度确定了强烈的烟雾发展。同样地，在烹饪容器14内检测到了强烈的对比度变化以及在一些地方的高亮度；这些表明火灾发生了。在这种情况下，没有检测到运动的预定时间当前被限制到最小值，从而用户被立即通知并且对油烟抽取设备或灶台的操控立即进行。同样可以规定，该预定时间在这里对应于采样频率，从而在每次没有运动时输出警报信号。可选地，在此可以连续输出警报信号，直到探测到的火灾被扑灭或起火的概率不再超过相应的阈值。

附图标记列表

1 控制设备

10 检测区域

12 烹饪区

14 烹饪容器

100 检测单元

101 评估单元

102 预测单元

103 控制单元

2 抽油烟机或油烟抽取设备

3 灶台

H 手。

Claims (13)

1.一种用于监控烹饪过程的方法，包括以下步骤：

-检测对象在灶台(3)的区域中的运动；

-评估预定时间内检测到的运动；

其特征在于，

检测和评估灶台(3)的区域中烟雾发展的指标，并且在预定时间内没有运动并且存在指标的情况下输出警报信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述警报信号包括信息输出和/或对用户的通知和/或用于操控油烟抽取设备(2)和/或灶台(3)的运行状态的控制和/或调节信号。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述指标是在预定时间内至少一个检测到的图像的至少一个子区域的预定对比度变化和/或预定亮度，其中所述图像包括灶台(3)的区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述至少一个检测到的图像是红外图像或者具有叠加的红外数据的图像。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中基于评估结果来确定火灾发展的概率，并且其中所述警报信号对应于所确定的概率。

6.根据权利要求5所述的方法，其中还根据检测到的传感器数据来确定所述概率，其中所述传感器数据优选地包括所测量的空气质量的传感器数据、细小灰尘颗粒和/或炭黑颗粒的测量、空气湿度的测量和/或环境温度测量。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述概率还根据位于灶台上的烹饪容器中的待烹饪食物的所检测温度和/或类型来确定。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述概率还根据所保存的食谱的当前食谱部分来确定。

9.一种用于烹饪系统的控制设备(1)，包括：

-检测单元(100)，用于检测对象在灶台(3)区域中的运动，以及

-评估单元(101)，用于评估在预定时间上检测到的运动，

其特征在于，

检测单元(100)被设立用于检测在灶台(3)的区域中烟雾发展的指标，并且评估单元(101)被设立用于评估所述指标，其中控制设备(1)包括控制单元(102)，所述控制单元被设立为在预定时间内没有运动并且存在指标的情况下输出警报信号。

10.根据权利要求9所述的控制设备(1)，其中所述控制设备(1)能集成在抽油烟机(2)中和/或表示能固定在抽油烟机(2)处的模块，并且所述模块包括用于在控制设备(1)和抽油烟机(2)之间和/或在控制设备(1)和灶台(3)之间无线传输数据的通信单元。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的控制设备(1)，其中所述检测单元(100)包括至少一个摄像机、控制监控器和/或至少一个传感器。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的控制设备(1)，所述控制设备被设立成实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

13.一种油烟抽取设备(2)，优选地抽油烟机(2)，包括根据权利要求9至12中任一项所述的控制设备(1)，其中所述控制设备(1)优选地集成在烟气抽取设备(2)中。

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