CN116034734B - 收割机的安全监控系统、方法与装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种收割机的安全监控系统、方法与装置，属于农机安全技术领域，所述系统包括：设置于收割机上的热感应模块、图像采集模块、定位模块及安全监控模块；热感应模块包括分别用于检测收割机行进方向上第一安全距离和第二安全距离的目标红外信号的第一和第二热感应子模块；图像采集模块用于获取收割机行进方向上目标区域的图像序列；安全监控模块用于基于收割机的位置信息开启第一热感应子模块，在第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下开启图像采集模块，在图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块，并在第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对收割机进行制动，能降低收割机伤人事故的发生率。

Description

收割机的安全监控系统、方法与装置

技术领域

本申请涉及农机安全技术领域，尤其涉及一种收割机的安全监控系统、方法与装置。

背景技术

随着农业生产中工程机械的广泛应用，大大提高了生产效率，但由于机械车辆体型相对较大，驾驶员在操作车辆工作的同时，无法实时兼顾车辆四周的异常情况，加上车辆盲区的存在，导致农机使用的过程中伤人事件时有发生。尤其在收割机工作时，由于待收割作物会阻挡驾驶员视线，进一步提高了事故的发生率。因此，如何在收割机工作时降低伤人事故的发生率，成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种收割机的安全监控系统、方法与装置，以在收割机工作时降低伤人事故的发生率。

本申请提供一种收割机的安全监控系统，所述系统包括：

设置于收割机上的热感应模块、图像采集模块、定位模块及安全监控模块；

所述热感应模块包括第一热感应子模块和第二热感应子模块，所述第一热感应子模块用于检测收割机行进方向上第一安全距离对应的目标红外信号，所述第二热感应子模块用于检测收割机行进方向上第二安全距离对应的目标红外信号，所述第一安全距离大于所述第二安全距离；

所述图像采集模块用于获取收割机行进方向上目标区域的图像序列，所述目标区域的宽度与所述收割机的宽度对应；

所述定位模块用于获取所述收割机的位置信息；

所述安全监控模块分别与所述第一热感应子模块、所述第二热感应子模块、所述图像采集模块、所述定位模块通信连接，用于基于所述收割机的位置信息开启所述第一热感应子模块，在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下开启所述图像采集模块，在所述图像序列中包括可疑对象的情况下，开启所述第二热感应子模块，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

根据本申请提供的一种收割机的安全监控系统，所述第一热感应子模块包括第一热感应组件和对应的第一供电组件，所述第一热感应组件包括第一双元热释电传感器和对应的第一红外透镜；所述第一双元热释电传感器的探测元为矩形，所述第一双元热释电传感器的探测元所处平面与所述收割机的行进方向垂直且所述第一双元热释电传感器的探测元的短边位于同一水平面。

根据本申请提供的一种收割机的安全监控系统，所述第二热感应子模块包括第二热感应组件和对应的第二供电组件，所述第二热感应组件包括多个第二双元热释电传感器和对应的多个第二红外透镜，各第二双元热释电传感器的探测元均为矩形，各第二双元热释电传感器的探测元位于同一水平面且各探测元的长边与所述收割机的行进方向垂直。

根据本申请提供的一种收割机的安全监控系统，所述多个第二双元热释电传感器构成第一传感器序列和第二传感器序列，所述第一传感器序列和所述第二传感器序列中的第二双元热释电传感器的数量相同；所述第一传感器序列中的各第二双元热释电传感器设置于第一安装带上，所述第二传感器序列中的各第二双元热释电传感器设置于第二安装带上，所述第一安装带与所述第二安装带平行且相距第一预设距离，所述第一安装带与所述第二安装带的长度和宽度相同；所述第一安装带和所述第二安装带中的各第二双元热释电传感器均基于第二预设距离等间隔分布；所述多个第二双元热释电传感器共同构成的探测区域的宽度与所述收割机的宽度对应。

根据本申请提供的一种收割机的安全监控系统，所述系统还包括与所述安全监控模块通信连接的后台服务器，所述后台服务器用于生成当前收割机不同时段的收割任务并发送给所述安全监控模块，所述收割任务中包括作业区域指示信息。

本申请还提供一种收割机的安全监控方法，所述方法应用于前述收割机的安全监控系统中的安全监控模块，所述方法包括：

基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；

基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；

确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；

基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

根据本申请提供的一种收割机的安全监控方法，所述在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作，具体包括：

在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下，基于所述第二输出信号确定检测到目标红外信号的目标双元热释电传感器集合；

在所述目标双元热释电传感器集合中同时包括第一传感器序列和第二传感器序列中的第二双元热释电传感器的情况下，对所述收割机进行制动操作。

本申请还提供一种收割机的安全监控装置，所述装置应用于前述收割机的安全监控系统中的安全监控模块，所述装置包括：

第一热感应子模块控制单元，用于基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；

图像采集模块控制单元，用于基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；

第二热感应子模块控制单元，用于确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；

制动单元，用于基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

本申请还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述收割机的安全监控方法的步骤。

本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述收割机的安全监控方法的步骤。

本申请提供的收割机的安全监控系统、方法与装置，所述系统包括：设置于收割机上的热感应模块、图像采集模块、定位模块及安全监控模块；所述热感应模块包括第一热感应子模块和第二热感应子模块，所述第一热感应子模块用于检测收割机行进方向上第一安全距离对应的目标红外信号，所述第二热感应子模块用于检测收割机行进方向上第二安全距离对应的目标红外信号，所述第一安全距离大于所述第二安全距离；所述图像采集模块用于获取收割机行进方向上目标区域的图像序列，所述目标区域的宽度与所述收割机的宽度对应；所述定位模块用于获取所述收割机的位置信息；所述安全监控模块分别与所述第一热感应子模块、所述第二热感应子模块、所述图像采集模块、所述定位模块通信连接，用于基于所述收割机的位置信息开启所述第一热感应子模块，在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下开启所述图像采集模块，在所述图像序列中包括可疑对象的情况下，开启所述第二热感应子模块，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作，能够通过图像采集模块、第一热感应子模块和第二热感应子模块配合实现收割机行进方向上人员的准确检测并进行及时制动，最大限度降低了收割机工作时伤人事故的发生率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是本申请提供的收割机的安全监控系统的结构示意图；

图2是本申请提供的热感应组件的检测原理示意图之一；

图3是本申请提供的热感应组件的检测原理示意图之二；

图4是本申请提供的热感应组件的检测原理示意图之三；

图5是本申请提供的第一热感应组件的设置方式示意图；

图6是本申请提供的第一热感应组件的探测范围示意图；

图7是本申请提供的第二热感应组件的设置方式示意图；

图8是本申请提供的第二热感应组件的探测范围示意图；

图9是本申请提供的收割机的安全监控方法的流程示意图；

图10是本申请提供的收割机的制动流程示意图；

图11是本申请提供的收割机的安全监控装置的结构示意图；

图12是本申请提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请提供的收割机的安全监控系统的结构示意图，如图1所示，所述系统包括：

设置于收割机上的热感应模块、图像采集模块、定位模块及安全监控模块；

所述热感应模块包括第一热感应子模块和第二热感应子模块，所述第一热感应子模块用于检测收割机行进方向上第一安全距离对应的目标红外信号，所述第二热感应子模块用于检测收割机行进方向上第二安全距离对应的目标红外信号，所述第一安全距离大于所述第二安全距离；

所述图像采集模块用于获取收割机行进方向上目标区域的图像序列，所述目标区域的宽度与所述收割机的宽度对应；

所述定位模块用于获取所述收割机的位置信息；

所述安全监控模块分别与所述第一热感应子模块、所述第二热感应子模块、所述图像采集模块、所述定位模块通信连接，用于基于所述收割机的位置信息开启所述第一热感应子模块，在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下开启所述图像采集模块，在所述图像序列中包括可疑对象的情况下，开启所述第二热感应子模块，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

具体的，为了解决由于待收割作物阻挡驾驶员视线导致伤人事故的问题，传统的收割机的安全监控系统通常采用两种方式进行人体检测以避免发生伤人事故：第一种方式为采用热释电传感器进行人体检测，但由于热释电传感器只能检测运动的人体，而无法检测静止的人体，因此仍然无法避免伤人事故的发生；第二种方式为采用图像采集设备进行人体检测，该方式在图像采集设备视野无明显遮挡的情况下能够取得较好的效果，但对于玉米、甘蔗等作物，由于作物本身高度较高，因此会对图像采集设备的视野造成严重遮挡，导致人体检测的准确性显著降低，仍然存在伤人事故高发的风险。基于此，本申请实施例提出了一种收割机的安全监控系统，旨在在收割机工作时最大限度降低伤人事故的发生率。本申请实施例提供的收割机的安全监控系统包括设置于收割机上的热感应模块、图像采集模块、定位模块及安全监控模块。

所述热感应模块包括第一热感应子模块和第二热感应子模块，所述第一热感应子模块用于检测收割机行进方向上第一安全距离对应的目标红外信号，所述第二热感应子模块用于检测收割机行进方向上第二安全距离对应的目标红外信号，所述第一安全距离大于所述第二安全距离。所述第一热感应子模块包括第一热感应组件和对应的第一供电组件，所述第一热感应组件包括第一双元热释电传感器和对应的第一红外透镜；所述第一双元热释电传感器的探测元为矩形，所述第一双元热释电传感器的探测元所处平面与所述收割机的行进方向垂直且所述第一双元热释电传感器的探测元的短边位于同一水平面。所述第二热感应子模块包括第二热感应组件和对应的第二供电组件，所述第二热感应组件包括多个第二双元热释电传感器和对应的多个第二红外透镜，各第二双元热释电传感器的探测元均为矩形，各第二双元热释电传感器的探测元位于同一水平面且各探测元的长边与所述收割机的行进方向垂直。

双元热释电传感器即具有两个探测元的热释电传感器，由于人体辐射的红外线中心波长为9～10μm，为了保证检测结果的准确性，本申请实施例优选使用敏感波长范围与人体辐射的红外线中心波长匹配的双元热释电传感器，例如muRata IRA-E700，其敏感波长范围为6-12μm。同时，考虑到热释电传感器的有效探测距离通常不足2m，无法满足人体检测的距离需求，本申请实施例进一步为双元热释电传感器设置对应的红外透镜，红外透镜能够使双元热释电传感器的有效探测距离扩展到30m-50m，并且能够对人体红外波长之外的干扰波长进行过滤，进一步提高人体检测的准确性。

图2是本申请提供的热感应组件的检测原理示意图之一，如图2所示，双元热释电传感器在探测空间形成两块探测视区，在探测视区以外均为探测盲区，目标未进入探测视区2时，目标的红外辐射不会被传感器探测到，此时传感器对外无热电信号输出；当目标进入并通过探测元2对应的探测视区2时，目标的红外辐射能够被传感器所探测，目标的侵入使得探测视区2内热辐射呈现逐渐增加的趋势，探测元2上将感应出逐渐增多的电荷，对外输出的热电信号呈上升趋势；当目标完全处于探测视区2之内时，目标辐射能量达到最大值，探测元2上所感应的电荷水平达到最大值，相应的，对外输出的热电信号也达到最大值；而当目标从探测视区2逐渐进入探测盲区时，探测视区2内的热辐射能量逐渐减少，探测元2感应出的电荷量逐渐减少，对外输出的热电信号呈下降趋势。因为目标从进入探测视区2到退出探测视区2（即进入探测盲区）是一个连续的过程，因此对外输出的热电信号类似正弦函 数正半轴曲线。 当目标由探测视区2进入探测盲区时，目标的热辐射不会对两 探测元施加任何的影响，此时传感器对外无热电信号输出。 而当目标从探测盲区进入探测视区1时，目标对探测元1所施加的 影响与目标从探测盲区进入探测视区2的过程类似，对外输出的热电信号类似正弦函数负半轴曲线。 基于此，即可基于热感应子模块的输出信号确定是否检测到目标红外信号。

为了进一步保证检测结果的准确性，本申请实施例采用第一热感应子模块、第二热感应子模块、图像采集模块配合的方式实现人体红外信号（即目标红外信号）检测。可以理解的是，在收割机工作之前会有相应的工作人员进行清场操作以确保作业区域没有人和动物（例如狗、牛）等干扰因素，但由于作业区域通常面积较大，且由于作物遮挡视线，在收割机工作过程中无法进行有效监管，因此在收割机工作过程中可能仍然存在人和/或动物在不知情的情况下误入作业区域，导致人和动物的伤害事件发生。基于此，本申请实施例预先设置第一安全距离和第二安全距离，所述第一安全距离大于所述第二安全距离。通过第一热感应子模块检测收割机行进方向上第一安全距离对应的目标红外信号，在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下开启所述图像采集模块获取收割机行进方向上目标区域的图像序列，在所述图像序列中包括可疑对象（即人和/或动物）的情况下，开启所述第二热感应子模块检测收割机行进方向上第二安全距离对应的目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。具体的，所述安全监控模块首先基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。还可以理解的是，所述第一安全距离和第二安全距离均是以收割机行进方向上收割机的最前端为起点进行衡量的。为了最大限度避免双元热释电传感器传感器故障导致的误报，先通过第一热感应子模块检测较远的第一安全距离是否存在目标红外信号，在基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，仅在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块，基于此，能够最大限度保证人体检测的准确性。在确定作业区域有人的情况下，再基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号（即第二安全距离有人）的情况下对所述收割机进行制动操作，能够对收割机进行及时制动以保证人员安全性。还可以理解的是，由于狗和牛等动物的体温与人体接近，因此，本申请实施例的收割机的安全监控系统不但能够检测到作业区域的人体红外信号，还能检测到作业区域的动物红外信号，基于此，能够最大限度避免人和动物的伤亡事件发生。

图3是本申请提供的热感应组件的检测原理示意图之二，图4是本申请提供的热感应组件的检测原理示意图之三，如图3-4所示，基于透镜成像原理，在红外透镜焦距f和探测元几何尺寸确定的基础上，可以直接确定不同探测距离对应的探测视区的几何尺寸。双元热释电传感器的探测元优选为矩形，相应的，探测视区的形状也为矩形，通过调节红外透镜的焦距，即可改变不同探测距离对应的探测视区的几何尺寸。具体的，结合图3-4所示的透镜成像原理可知，探测视区的长度和宽度分别与探测元的长度和宽度的比值均为D/f，即中心线距离与红外透镜焦距的比值。可以理解的是，在实际应用过程中，所述中心线距离即探测距离，基于此，由于探测元的尺寸和分布方式已知（例如muRata IRA-E700的探测元尺寸为2mm*1mm，两个探测元的距离为1mm），在确定了探测距离以及探测距离对应的探测视区的尺寸要求的情况下，即可选择合适焦距的红外透镜。

图5是本申请提供的第一热感应组件的设置方式示意图，其为第一热感应组件的正视图（即从收割机的正面进行观测得到的视图），结合图5可知，所述第一双元热释电传感器的探测元所处平面与所述收割机的行进方向垂直且所述第一双元热释电传感器的探测元的短边位于同一水平面。具体的，在不阻挡驾驶员视线的前提下，所述第一热感应组件可以安装于收割机驾驶室的前挡玻璃上，图6是本申请提供的第一热感应组件的探测范围示意图，其亦为从收割机的正面进行观测得到的视图，如图6所示，探测视区的下边缘优选与地面平齐，基于此，能够保证探测视区范围最大化，保证检测结果的准确性。结合图6及图3-4的检测原理可知，在确定了第一安全距离及收割机驾驶室的前挡玻璃在收割机行进方向上与收割机最前端的距离的情况下，即可确定第一热感应组件需求的最大探测距离。可以理解的是，第一热感应组件最大探测距离之外的区域也属于探测盲区，因此，仅当目标与收割机的距离不超过第一安全距离的情况下才能被第一热感应组件检测到。基于此，对于静止的目标，当目标与收割机的距离逐渐接近并小于第一安全距离时，也会被第一热感应组件检测到。值得注意的是，所述第一安全距离是预留给目标撤离的距离，即当目标在第一安全距离并意识到收割机即将到达时，有足够的时间离开危险区域，本申请实施例的收割机的安全监控系统可以基于收割机的行进速度、人或动物的反应时间及撤离速度预先确定第一安全距离，例如通常收割机的行进速度在5m/s，假设人或动物撤离危险区域需要4s，则第一安全距离可以设置为20m。可以理解的是，由于第一安全距离是目标能够意识到收割机存在的距离，因此，此时在安全区域的人或动物并不会主动进入第一安全距离范围内。基于此，本申请实施例能够通过第一热感应子模块检测到收割机行进方向上第一安全距离对应的目标红外信号，即确保目标红外信号是位于第一安全距离处的目标发出的红外信号。还可以理解的是，由于收割机只可能对行进方向上的人或动物造成伤害，因此造成伤害的范围即所述收割机宽度对应的区间。但考虑到第一安全距离处可能存在收割机宽度对应的区间之外的人或动物在不知情的情况下进入危险区域，因此，本申请实施例第一热感应子模块对应的探测视区的外边界优选超出收割机宽度对应的区间预设距离，所述预设距离的大小可以根据实际需要进行设定。

在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下开启所述图像采集模块以获取收割机行进方向上目标区域的图像序列，可以理解的是，所述目标区域的宽度与所述收割机的宽度对应（即相等），至于目标区域的高度可以根据实际需要设定，但至少要保证大于人的身高以避免图像序列中关键信息缺失导致可疑对象检测的准确性降低。基于前述内容可知，采用所述图像采集模块的目的在于确保目标检测的准确性。安全监控模块可以基于所述图像序列通过相应的目标识别算法确定收割机行进方向上是否存在目标（即人或动物）。但由于作物会遮挡图像采集模块的视野，同时目标识别算法的准确性无法做到100%，因此，在所述图像序列中包括可疑对象的情况下，也不一定代表目标真实存在。基于此，本申请实施例在所述图像序列中包括可疑对象的情况下，进一步开启所述第二热感应子模块以检测收割机行进方向上第二安全距离对应的目标红外信号，在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下才对所述收割机进行制动操作，以最大限度确保目标检测的准确性，进而避免事故发生。可以理解的是，对于第一安全距离处的目标，可能由于惊慌或不知道收割机的行进方向导致撤离方向错误或一直保持不动，因此，本申请实施例通过第二热感应子模块检测收割机行进方向上第二安全距离对应的目标红外信号，以便进行及时制动。

所述第二安全距离为需要进行制动的临界距离，所述第二安全距离可以基于收割机的速度、制动之后的滑行距离以及可能出现的零部件脱落风险确定。图7是本申请提供的第二热感应组件的设置方式示意图，其为第二热感应组件的俯视图，如图7所示，所述多个第二双元热释电传感器构成第一传感器序列和第二传感器序列，所述第一传感器序列和所述第二传感器序列中的第二双元热释电传感器的数量相同（图中以3个为例，实际应用过程中可基于需要进行灵活调整）；所述第一传感器序列中的各第二双元热释电传感器设置于第一安装带上，所述第二传感器序列中的各第二双元热释电传感器设置于第二安装带上，所述第一安装带与所述第二安装带平行且相距第一预设距离，所述第一安装带与所述第二安装带的长度和宽度相同；所述第一安装带和所述第二安装带中的各第二双元热释电传感器均基于第二预设距离等间隔分布。具体的，所述第二热感应组件可以通过收割机驾驶室顶部的安装件被固定设置于收割机前方的空中，以对第二安全距离处的目标红外信号进行检测，由于第二热感应组件对应的探测视区会随着收割机的行进向前移动，因此，即使目标保持静止状态，其与第二热感应组件对应的探测视区仍然会保持相对移动，基于此，即可对第二安全距离对应的目标红外信号进行准确检测。图8是本申请提供的第二热感应组件的探测范围示意图，其为第二热感应组件探测视区的俯视图，如图8所示，所述多个第二双元热释电传感器共同构成的探测区域的宽度与所述收割机的宽度对应，同时第一安装带上的第二双元热释电传感器的探测视区与第二安装带上相同位置的第二双元热释电传感器的探测视区的长边边界重合，且同一安装带上相邻的第二双元热释电传感器的探测视区短边重合，如图8所示，“11”区域指第一传感器序列中第一个双元热释电传感器的探测视区，“12”区域指第一传感器序列中第二个双元热释电传感器的探测视区，“13”区域指第一传感器序列中第三个双元热释电传感器的探测视区；“21”区域指第二传感器序列中第一个双元热释电传感器的探测视区，“22”区域指第二传感器序列中第二个双元热释电传感器的探测视区，“23”区域指第二传感器序列中第三个双元热释电传感器的探测视区。基于此，能够在第二安全距离处形成一条探测区域带，确保目标红外信号检测的准确性。在上述需求的基础上，在探测距离（即第二热感应组件的安装高度，也就是中心线距离）、收割机宽度和红外透镜焦距已知的情况下，所述第一预设距离和第二预设距离可以基于图3-图4的检测原理计算得到，在此不再赘述。值得注意的是，仅当所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下才会开启图像采集模块，若所述第一热感应子模块一直未检测到目标红外信号，图像采集模块将一直不开启；同时，仅在所述图像序列中包括可疑对象的情况下，才会开启所述第二热感应子模块，若所述图像序列中一致不包括可疑对象，第二热感应子模块将一直不开启，基于此，能够在保证目标检测准确性的基础上最大限度降低系统功耗。

所述系统还包括与所述安全监控模块通信连接的后台服务器，所述后台服务器用于生成当前收割机不同时段的收割任务并发送给所述安全监控模块，所述收割任务中包括作业区域指示信息。具体的，用户（即需要进行收割的农户）可以通过移动终端向后台服务器发送收割请求，所述后台服务器用于基于用户发送的收割请求生成各收割机不同时段的收割任务并发送给对应收割机的安全监控模块，所述收割任务中包括作业区域指示信息。基于此，收割机的安全监控系统中的安全监控模块即可基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域。接前述内容，进一步的，安全监控模块还可在第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下记录收割机的当前位置及第一安全距离对应的目标位置，并对收割机的位置信息进行实时监控。当收割机到达目标位置但对应的图像序列中一直未检测到可疑对象的情况下，关闭图像采集模块，直至第一热感应子模块再次检测到目标红外信号。同样的，在收割机向目标位置行进的过程中，若图像序列中检测到可疑对象并开启第二热感应子模块，但当收割机到达目标位置时第二热感应子模块一直未检测到目标红外信号，则同时关闭图像采集模块和第二热感应子模块，直至第一热感应子模块再次检测到目标红外信号时再重复上述判断流程。基于此，能够进一步降低系统功耗。

本申请实施例提供的收割机的安全监控系统，所述系统包括：设置于收割机上的热感应模块、图像采集模块、定位模块及安全监控模块；所述热感应模块包括第一热感应子模块和第二热感应子模块，所述第一热感应子模块用于检测收割机行进方向上第一安全距离对应的目标红外信号，所述第二热感应子模块用于检测收割机行进方向上第二安全距离对应的目标红外信号，所述第一安全距离大于所述第二安全距离；所述图像采集模块用于获取收割机行进方向上目标区域的图像序列，所述目标区域的宽度与所述收割机的宽度对应；所述定位模块用于获取所述收割机的位置信息；所述安全监控模块分别与所述第一热感应子模块、所述第二热感应子模块、所述图像采集模块、所述定位模块通信连接，用于基于所述收割机的位置信息开启所述第一热感应子模块，在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下开启所述图像采集模块，在所述图像序列中包括可疑对象的情况下，开启所述第二热感应子模块，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作，能够通过图像采集模块、第一热感应子模块和第二热感应子模块配合实现收割机行进方向上人员的准确检测并进行及时制动，最大限度降低了收割机工作时伤人事故的发生率。

图9是本申请提供的收割机的安全监控方法的流程示意图，所述方法应用于前述实施例所述的收割机的安全监控系统中的安全监控模块，如图9所示，该方法包括：

步骤101，基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启。

步骤102，基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启。

步骤103，确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块。

步骤104，基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

具体的，对于步骤101-103，其具体的实现原理及技术效果已在前述实施例进行了详细阐述，在此不再赘述。对于步骤104，图10是本申请提供的收割机的制动流程示意图，如图10所示，所述在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作，具体包括：

步骤201，在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下，基于所述第二输出信号确定检测到目标红外信号的目标双元热释电传感器集合；

步骤202，在所述目标双元热释电传感器集合中同时包括第一传感器序列和第二传感器序列中的第二双元热释电传感器的情况下，对所述收割机进行制动操作。

基于前述实施例可知，所述第一传感器序列和所述第二传感器序列中包括数量相同的多个第二双元热释电传感器，所述第一传感器序列中的各第二双元热释电传感器设置于第一安装带上，所述第二传感器序列中的各第二双元热释电传感器设置于第二安装带上，所述第一安装带与所述第二安装带平行且相距第一预设距离，即随着收割机的行进，目标红外信号将先后被第一安装带和第二安装带中的至少一个第二双元热释电传感器检测到，基于此，本申请实施例为了进一步避免双元热释电传感器故障导致的误报，仅当所述目标双元热释电传感器集合中同时包括第一传感器序列和第二传感器序列中的第二双元热释电传感器的情况下，对所述收割机进行制动操作，能够保证目标检测结果的准确性，进而避免误制动。可以理解的是，当收割机被制动后，驾驶员需要对目标进行驱离，并在确保行进方向上无人或动物的基础上继续进行收割作业。基于此，本申请实施例在对收割机进行制动操作时会同步关闭第一热感应子模块、第二热感应子模块和图像采集模块，待收割机重新启动收割作业的情况下，重新控制第一热感应子模块开启，并基于步骤102-104的步骤进行下一轮目标检测。

本申请实施例提供的方法，基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作，能够通过图像采集模块、第一热感应子模块和第二热感应子模块配合实现收割机行进方向上人员的准确检测并进行及时制动，最大限度降低了收割机工作时伤人事故的发生率，同时最大限度降低了目标检测的能源消耗。

下面对本申请提供的收割机的安全监控装置进行描述，下文描述的收割机的安全监控装置与上文描述的收割机的安全监控方法可相互对应参照。

基于上述任一实施例，图11是本申请提供的收割机的安全监控装置的结构示意图，所述装置应用于前述实施例所述的收割机的安全监控系统中的安全监控模块，如图11所示，该装置包括：

第一热感应子模块控制单元301，用于基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；

图像采集模块控制单元302，用于基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；

第二热感应子模块控制单元303，用于确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；

制动单元304，用于基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

本申请实施例提供的装置，第一热感应子模块控制单元301基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；图像采集模块控制单元302基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；第二热感应子模块控制单元303确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；制动单元304基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作，能够通过图像采集模块、第一热感应子模块和第二热感应子模块配合实现收割机行进方向上人员的准确检测并进行及时制动，最大限度降低了收割机工作时伤人事故的发生率，同时最大限度降低了目标检测的能源消耗。

基于上述实施例，所述在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作，具体包括：

在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下，基于所述第二输出信号确定检测到目标红外信号的目标双元热释电传感器集合；

在所述目标双元热释电传感器集合中同时包括第一传感器序列和第二传感器序列中的第二双元热释电传感器的情况下，对所述收割机进行制动操作。

图12示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图12所示，该电子设备可以包括：处理器401、通信接口402、存储器403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储器403中的逻辑指令，以执行上述各方法所提供的收割机的安全监控方法，所述方法包括：基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

此外，上述的存储器403中的逻辑指令可以通过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，本申请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）执行本申请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，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的收割机的安全监控方法，所述方法包括：基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

又一方面，本申请还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的收割机的安全监控方法，所述方法包括：基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种收割机的安全监控系统，其特征在于，所述系统包括：

设置于收割机上的热感应模块、图像采集模块、定位模块及安全监控模块；

所述热感应模块包括第一热感应子模块和第二热感应子模块，所述第一热感应子模块用于检测收割机行进方向上第一安全距离对应的目标红外信号，所述第二热感应子模块用于检测收割机行进方向上第二安全距离对应的目标红外信号，所述第一安全距离大于所述第二安全距离；

所述图像采集模块用于获取收割机行进方向上目标区域的图像序列，所述目标区域的宽度与所述收割机的宽度对应；

所述定位模块用于获取所述收割机的位置信息；

所述安全监控模块分别与所述第一热感应子模块、所述第二热感应子模块、所述图像采集模块、所述定位模块通信连接，用于基于所述收割机的位置信息开启所述第一热感应子模块，在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下开启所述图像采集模块，在所述图像序列中包括可疑对象的情况下，开启所述第二热感应子模块，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

2.根据权利要求1所述的收割机的安全监控系统，其特征在于，所述第一热感应子模块包括第一热感应组件和对应的第一供电组件，所述第一热感应组件包括第一双元热释电传感器和对应的第一红外透镜；所述第一双元热释电传感器的探测元为矩形，所述第一双元热释电传感器的探测元所处平面与所述收割机的行进方向垂直且所述第一双元热释电传感器的探测元的短边位于同一水平面。

3.根据权利要求2所述的收割机的安全监控系统，其特征在于，所述第二热感应子模块包括第二热感应组件和对应的第二供电组件，所述第二热感应组件包括多个第二双元热释电传感器和对应的多个第二红外透镜，各第二双元热释电传感器的探测元均为矩形，各第二双元热释电传感器的探测元位于同一水平面且各探测元的长边与所述收割机的行进方向垂直。

4.根据权利要求3所述的收割机的安全监控系统，其特征在于，所述多个第二双元热释电传感器构成第一传感器序列和第二传感器序列，所述第一传感器序列和所述第二传感器序列中的第二双元热释电传感器的数量相同；所述第一传感器序列中的各第二双元热释电传感器设置于第一安装带上，所述第二传感器序列中的各第二双元热释电传感器设置于第二安装带上，所述第一安装带与所述第二安装带平行且相距第一预设距离，所述第一安装带与所述第二安装带的长度和宽度相同；所述第一安装带和所述第二安装带中的各第二双元热释电传感器均基于第二预设距离等间隔分布；所述多个第二双元热释电传感器共同构成的探测区域的宽度与所述收割机的宽度对应。

5.根据权利要求4所述的收割机的安全监控系统，其特征在于，所述系统还包括与所述安全监控模块通信连接的后台服务器，所述后台服务器用于生成当前收割机不同时段的收割任务并发送给所述安全监控模块，所述收割任务中包括作业区域指示信息。

6.一种收割机的安全监控方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求5所述的收割机的安全监控系统中的安全监控模块，所述方法包括：

基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；

基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；

确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；

基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

7.根据权利要求6所述的收割机的安全监控方法，其特征在于，所述在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作，具体包括：

在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下，基于所述第二输出信号确定检测到目标红外信号的目标双元热释电传感器集合；

在所述目标双元热释电传感器集合中同时包括第一传感器序列和第二传感器序列中的第二双元热释电传感器的情况下，对所述收割机进行制动操作。

8.一种收割机的安全监控装置，其特征在于，所述装置应用于权利要求5所述的收割机的安全监控系统中的安全监控模块，所述装置包括：

第一热感应子模块控制单元，用于基于收割机的位置信息确定所述收割机是否进入作业区域，并在所述收割机进入作业区域的情况下控制第一热感应子模块开启；

图像采集模块控制单元，用于基于所述第一热感应子模块对应的第一输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第一热感应子模块检测到目标红外信号的情况下控制图像采集模块开启；

第二热感应子模块控制单元，用于确定所述图像采集模块获取的目标区域的图像序列中是否包括可疑对象，并在所述图像序列中包括可疑对象的情况下开启第二热感应子模块；

制动单元，用于基于所述第二热感应子模块对应的第二输出信号确定是否检测到目标红外信号，并在所述第二热感应子模块检测到目标红外信号的情况下对所述收割机进行制动操作。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6至7任一项所述收割机的安全监控方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至7任一项所述收割机的安全监控方法的步骤。

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