TW202002608A

TW202002608A - 安全監控系統的運作方式

Info

Publication number: TW202002608A
Application number: TW107130036A
Authority: TW
Inventors: 鄭訓育
Original assignee: 視銳光科技股份有限公司
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2020-01-01
Also published as: TWI674002B; CN110581980A; US10475310B1; CN110581980B

Abstract

本發明提供一種安全監控系統的運作方式，包含提供一安全監控系統，該安全監控系統至少包含有一平面(2D)監視器以及一立體(3D)感測器。首先，啟動該平面監視器，當一人物與該安全監控系統的之間的距離為一第一長度時，以該平面監視器持續追蹤該人物，以及當該人物繼續靠近該安全監控系統，使得該人物與該安全監控系統的之間的距離為一第二長度時，其中該第二長度小於該第一長度，啟動該立體感測器，接收該人物的一臉部資訊，並且與一認證資料庫內的資料進行比對。

Description

安全監控系統的運作方式

本發明係有關於光學領域，尤其是一種包含立體感測器與平面監視器的安全監控系統之運作以及應用方式。

隨著科技進步，機器逐漸取代人力，並應用於生活中的各個領域。另一方面，對於居家安全防護系統，目前技術已經達到當攝影機偵測到人物出現於特定範圍內，即可自動發出警報，通知遠端的使用者。

目前廣泛應用於安全警報系統的被動紅外光感測器(passive infrared sensor ，PIR sensor) ，仍具有一些缺點。舉例來說，PIR感測器僅可偵測是否有物體通過感測範圍，然而無法具體偵測該物體是否為人、動物或者是其他可移動物體。即使將PIR感測器再搭配平面攝影機，但攝影機易受到環境光的影響，在過亮或是過暗的環境中，都可能會導致畫面不清楚。因此，現有的安全警示系統仍有改進空間。

本發明中，提出一種新的應用方法，將立體感測器與平面監視器(攝影機)共同用於安全監控系統中。可藉由平面監視器先追蹤人物動向，當人物足夠靠近立體感測器時才啟動立體感測器，如此一來不需要持續開啟立體感測器，可以達到省電的功能，且立體感測器對於人臉辨識的精準度也遠勝於平面監視器，因此系統的防護安全性也得以提升。此外，當本發明的安全監控系統應用於無人化自動商店時，設置在出入口附近的立體感測器可分析顧客的性別與大致年齡層，當顧客進入商店後再由平面監視器持續追蹤顧客的行走軌跡，如此可以分析不同族群客戶的消費習慣。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

為了方便說明，本發明之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。在文中所描述對於圖形中相對元件之上下關係，在本領域之人皆應能理解其係指物件之相對位置而言，因此皆可以翻轉而呈現相同之構件，此皆應同屬本說明書所揭露之範圍，在此容先敘明。

本發明提供一種安全監控系統，較佳設置於一活動空間(圖未示)的出入口附近。以本實施例來說，活動空間例如一居家環境或一無人化自動商店。請參考第1圖至第2圖，其中第1圖繪示本發明的安全監控系統的運作流程示意圖，第2圖則繪示本發明的安全監控系統的實際應用示意圖。如第1圖與第2圖所示，本發明的安全監控系統100至少包含有一立體感測器102以及一平面監視器104，設置於一適當位置，例如一居家環境或一無人化自動商店的一出入口或一閘門106。

此處所述的立體感測器102，包含具有偵測功能，並反饋得到被偵測物的立體輪廓或深度之感測器。以目前技術來看，立體感測器102可能包含有幾種裝置：1、主動式立體視覺(active stereo vision)裝置，其原理為模擬人體的雙眼測距，在特定圖案(pattern)光源輔助下透過兩個相機擷取目標物體影像，計算目標物的深度；2、結構光(structured light)裝置，其原理為發出特定圖案(pattern)的光源，經過物體反射後，計算圖案光的變化情況，進而分析物體表面輪廓與深度；3、飛行時間測距(time of flight，TOF)裝置，其原理為發射出紅外光，並同時接收反射的紅外光，藉由測量時間差計算目標物的距離與深度。關於上述三種立體感測器裝置，屬於本領域的已知技術，其餘更詳細的技術內容在此不多加贅述。此外，本發明並不限於使用上述三種技術原理所製造的立體感測器裝置，其餘可偵測物體深度或是輪廓等立體資訊的感測器，也可以應用於本發明中。至於平面監視器104，例如為一攝影機，較佳具有人臉追蹤功能，也就是當有人物出現於攝影機的監控範圍內時，攝影機可以追蹤該人物的行動軌跡，並且可將行動軌跡紀錄於一儲存空間(例如硬碟或雲端空間)內。此外，本發明所述的安全監控系統可與一處理器(圖未示)連接，例如一電腦主機，用於紀錄、比對、分析立體感測器102、平面監視器104以及選擇性包含的其他感測器所接收的資訊。

在實際應用上，請參考第1圖與第2圖，平面監視器104隨時處於啟動狀態，而立體感測器102則預設處於休眠狀態。如第1圖中的步驟S101，當一人物108逐漸接近安全監控系統100，且兩者之間距離達到一第一長度L1時，以平面監視器104持續追蹤人物108的動向。此處的第一長度L1例如為3米或其他合適的警戒長度，當人物108與平面監視器104兩者相距第一長度L1時，平面監視器104已經足以清楚照射人物108的身體動作與行走軌跡，此時平面監視器104將持續追蹤人物108是否繼續靠近安全監控系統100。值得注意的是，此時並未啟動立體感測器102，原因在於立體感測器102啟動時需要發射高強度的紅外線雷射進行偵測，耗費較多電量，且立體感測器102在離目標物較遠(例如3米以上)時，感應的精準度稍有不足。因此本發明的安全監控系統100的立體感測器102，在常態之下處於休眠狀態而不啟動，而平面監視器104則處於隨時啟動的狀態。

請繼續參考第1圖與第2圖，如步驟S103所示，當人物108接近安全監控系統100，兩者之間距離為一第二長度L2時，立體感測器102將會啟動，接收人物108的臉部資訊，並且可進一步進行分析與比對。第二長度L2例如為1.5米或是其他更合適的距離。在相距第二長度L2之下，立體感測器102較能精準地判斷人臉資訊，例如人臉的輪廓或深度等。當安全監控系統100應用於居家環境時，可以擷取人物108的人臉資訊，並與一認證資料庫進行比對，判斷是否已經過認證(例如為住戶)，進而進行解鎖開門等動作，或是當認證不符合時也可以進行記錄、通知與發出警報等步驟。而當安全監控系統100應用於無人化自動商店時，人物(顧客)108進入商店時，可以依據其人臉資訊，判斷其大致的年齡與性別，紀錄於數據資料庫內。

關於安全監控系統100如何判定人物108是否已經走到與出入口106相距第二長度L2的位置(如第2圖所示的位置P)，本發明提供兩種不同的方法。其中之一是在位置P設置另外一感測器(圖未示)，例如紅外線感測器等，當人物108觸發該感測器即啟動立體感測器102。另一個方法則是在平面監視器104的畫面中，判斷人物108面積所佔整體畫面的比率。更進一步來說，人物與安全監控系統100距離為第一長度L1時，平面監視器104即開始追蹤人物108的動向。當人物108愈靠近出入口106(或安全監控系統100)，在平面監視器104的畫面中人物108所佔的畫面面積將會愈大，因此當人物108在監視畫面中，所佔面積達到整體畫面面積的一定比率(例如，三分之一或其他合適的比率)以上，即代表人物108已足夠靠近安全監控系統100，此時可以啟動立體感測器102。

請參考第3圖與第4圖，其繪示將本發明的安全監控系統應用於一無人化自動商店內部的示意圖。如第3圖所示，此處提供另一種不同的安全監控系統的應用方法，此應用方式可以延續上述第1圖與第2圖的應用方法。更詳細而言，上述方法將安全監控系統設置在活動空間的出入口附近，並朝向外部的方向，例如用於監控一商店外部的來客數等。而當顧客進入商店後，可以繼續使用本發明的安全監控系統，例如在無人化自動商店10內設置多個平面監視器104，分散設置於商店內的空間。而立體感測器102可與上述第2圖所示的立體感測器102共用，或是包含複數個立體感測器102，分別朝向活動空間外部設置(如第2圖所示)以及朝向活動空間內部設置(如第3圖所示)。

如第1圖與第4圖所示，在本實施例的應用中，由於立體感測器102設置在出入口106附近，因此當顧客110A、110B經由出入口106進入商店時，如步驟S105所示，立體感測器102啟動並且分析顧客的臉部資訊，再經由臉部資訊判斷顧客的性別與大致年齡範圍，並且將該些資訊紀錄於一數據資料庫(例如與安全監控系統連接的電腦主機)中，如此可以簡單得知商店的主要客群種類。舉例來說，第4圖中的顧客110A為年齡20至30歲的男性，而顧客110B則為年齡30至40歲的女性。當顧客進入商店後，如步驟S107所示，平面監視器104可以持續追蹤各顧客的行走軌跡，如第4圖所繪示的行走軌跡T1、T2所示。此外，行走軌跡T1、T2也可能包含有顧客停留於各商品區域所花費的時間，例如將顧客的行走軌跡顯示於電腦時，軌跡顏色愈深，表示顧客在該商品區域停留的時間愈久。上述表示方式僅為一種示例，本發明不限於此。因此可以藉由行走軌跡T1、T2的資訊，判定該年齡層的顧客的消費行為模式，並且將行走軌跡、顧客的性別資訊與年齡資訊等紀錄於上述數據資料庫中(步驟S109)。如此一來，無人商店的經營者即使並未位於商店內，仍可在一定程度上了解顧客的喜好並且調整商品進貨多寡與擺設位置。

除此之外，設置在出入口106附近的立體感測器102，也可以應用於人臉掃描付款的功能。例如當顧客購物完成，到櫃檯進行結帳時，立體感測器102將掃描人臉資訊並且與會員資料進行比對，若資訊符合則可進行商店集點或是由會員指定的帳戶扣款等步驟。此應用方式也屬於本發明的涵蓋範圍內。

綜上所述，目前技術的立體感測器，主要應用於小型電子裝置中，例如手機或筆記型電腦的臉部辨識功能。而本發明中，提出一種新的應用方法，將立體感測器與平面監視器(攝影機)共同用於安全監控系統中。可藉由平面監視器先追蹤人物動向，當人物足夠靠近立體感測器時才啟動立體感測器，如此一來不需要持續開啟立體感測器，可以達到省電的功能，且立體感測器對於人臉辨識的精準度也遠勝於平面監視器，因此系統的防護安全性也得以提升。此外，當本發明的安全監控系統應用於無人化自動商店時，設置在出入口附近的立體感測器可分析顧客的性別與大致年齡層，當顧客進入商店後再由平面監視器持續追蹤顧客的行走軌跡，如此可以分析不同族群客戶的消費習慣。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

S101、S103、S105、S107、S109‧‧‧步驟10‧‧‧活動空間100‧‧‧安全監控系統102‧‧‧立體感測器104‧‧‧平面監視器106‧‧‧出入口(閘門)108‧‧‧人物110A、110B‧‧‧顧客T1、T2‧‧‧行走軌跡P‧‧‧位置

第1圖繪示本發明的安全監控系統的運作流程示意圖。第2圖則繪示本發明的安全監控系統的實際應用示意圖。 3圖與第4圖繪示本發明的安全監控系統應用於一無人化自動商店內部的示意圖。

10‧‧‧活動空間

102‧‧‧立體感測器

104‧‧‧平面監視器

106‧‧‧閘門

110A、110B‧‧‧顧客

T1、T2‧‧‧行動軌跡

Claims

一種安全監控系統的運作方式，包含：提供一安全監控系統，該安全監控系統至少包含有一平面(2D)監視器以及一立體(3D)感測器；啟動該平面監視器，當一人物與該安全監控系統的之間的距離為一第一長度時，以該平面監視器持續追蹤該人物；以及當該人物繼續靠近該安全監控系統，使得該人物與該安全監控系統的之間的距離為一第二長度時，其中該第二長度小於該第一長度，啟動該立體感測器，接收該人物的一臉部資訊，並且與一認證資料庫內的資料進行比對。
如申請專利範圍第1項所述的安全監控系統的運作方式，其中該安全監控系統設置於一閘門。
如申請專利範圍第2項所述的安全監控系統的運作方式，其中該臉部資訊與該認證資料庫內的資料比對，並進行一認證步驟，當認證符合時，打開該閘門。
如申請專利範圍第2項所述的安全監控系統的運作方式，其中該臉部資訊與該認證資料庫內的資料比對，並進行一認證步驟，當認證不符合時，進行一紀錄步驟以及一通知步驟。
如申請專利範圍第2項所述的安全監控系統的運作方式，其中該安全監控系統更包含複數個第二平面監視器，設置於一活動空間內，其中該閘門為該活動空間的一出入口。
如申請專利範圍第5項所述的安全監控系統的運作方式，其中該活動空間包含一無人化自動商店。
如申請專利範圍第5項所述的安全監控系統的運作方式，更包含當該人物通過該閘門並進入該活動空間內，啟動該複數個第二平面監視器，並取得該人物的一行走軌跡。
如申請專利範圍第7項所述的安全監控系統的運作方式，更包含將該行走軌跡反饋至一數據資料庫。
如申請專利範圍第8項所述的安全監控系統的運作方式，更包含藉由該臉部資訊，獲得一年齡資訊以及一性別資訊，並且將該年齡資訊以及該性別資訊反饋至該數據資料庫。
如申請專利範圍第1項所述的安全監控系統的運作方式，其中該立體感測器包含一主動式立體視覺(active stereo vision)裝置，一結構光(structured light)裝置或是一飛行時間測距(time of flight，TOF)裝置。
如申請專利範圍第1項所述的安全監控系統的運作方式，其中該第一長度大於3米。
如申請專利範圍第1項所述的安全監控系統的運作方式，其中該第二長度小於1.5米。