TWI657415B

TWI657415B - 運用動物領地感的保全設備

Info

Publication number: TWI657415B
Application number: TW107144881A
Authority: TW
Inventors: 鍾華強; 吳建忠; 何宗穎; 盧育生; 呂文凱
Original assignee: 中興保全股份有限公司
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2019-04-21
Also published as: TW202022814A

Abstract

一種運用動物領地感的保全設備適用於一動物。該保全設備包含一配戴裝置及一保全裝置。配戴裝置包含一收音模組及一動作感應模組，該收音模組收取一動物聲音而輸出一聲音訊號，該動作感應模組偵測該動物的動作而輸出一動作訊號。該保全裝置耦接該配戴裝置，以依據該聲音訊號與該動作訊號判斷該動物處於一領地防衛狀態時觸發一警告機制。

Description

運用動物領地感的保全設備

本案提供一種保全裝置，尤其是指一種運用動物領地感的保全設備。

目前保全裝置配置在任一樓層的建築物內，或在一建築物的周圍，用以偵測在保全裝置周圍的一監控區域。即便如此，保全裝置仍有無法監控的死角。另外，當保全裝置配置在大面積的田地或廠區時，需要配置多個保全裝置在田地或廠區周圍，而且還有可能因為風吹草動造成保全裝置的誤報增加。

鑒於上述技術問題，本案提供一種運用動物領地感的保全設備，其適用於一動物。該保全設備包含一配戴裝置及一保全裝置。配戴裝置包含一收音模組及一動作感應模組，該收音模組收取一動物聲音而輸出一聲音訊號，該動作感應模組偵測該動物的動作而輸出一動作訊號。該保全裝置耦接該配戴裝置，以依據該聲音訊號與該動作訊號判斷該動物處於一領地防衛狀態時觸發一警告機制。

依據一些實施例，該配戴裝置供配戴於該動物上，該配戴裝置與該保全裝置以無線通訊方式耦接。

依據一些實施例，該配戴裝置及該保全裝置整合為一電子裝置，供配戴於該動物上。

依據一些實施例，該動作感應模組包含一加速度計，以偵測該動物的運動加速度。

依據一些實施例，該動作感應模組包含一陀螺儀，以偵測該動物旋轉的角速度。

依據一些實施例，該動作感應模組包含一電子羅盤，以偵測該動物的面對方位。

依據一些實施例，該動作感應模組包含一距離感應器，以偵測該動物的身體相對於地面的距離。

依據一些實施例，其中該保全裝置包含依據該聲音訊號與該動作訊號判斷該動物處於一安定狀態時，解除該警告機制。

依據一些實施例，該領地防衛狀態為一警戒狀態或一攻擊狀態，該保全裝置判斷該動物處於該警戒狀態時，觸發為存證之該警告機制，該保全裝置判斷該動物處於該攻擊狀態時，觸發為發報之該警告機制。

依據一些實施例，其中該保全裝置判斷該聲音訊號屬於該警戒狀態的聲紋時，觸發為存證之該警告機制，該保全裝置判斷該動作訊號屬於該安定狀態時，解除存證之該警告機制。

依據一些實施例，其中該保全裝置以該聲音訊號判斷該動物處於該警戒狀態，以觸發為存證之該警告機制，並以該動作訊號判斷該動物是否改變為該安定狀態或該攻擊狀態，選擇性地以對應該安定狀態解除存證之該警告機制，並對應該攻擊狀態觸發為發報之該警告機制。

依據一些實施例，該保全裝置耦接一攝影機與一監控主機，該保全裝置於該警告機制下選擇性觸發該攝影機記錄影像或發送一通知訊息至該監控主機。

本案另提供一種運用動物領地感的保全設備，適用於通訊連接一伺服器。該保全設備包含一配戴裝置、及一保全裝置。該配戴裝置包含一收音模組及一動作感應模組，該收音模組收取一動物聲音而輸出一聲音訊號，該動作感應模組偵測該動物的動作而輸出一動作訊號；及該保全裝置，耦接該配戴裝置與該伺服器，並發送該聲音訊號及該動作訊號至該伺服器，於該伺服器依據該聲音訊號及該動作訊號判斷該動物處於一領地防衛狀態時，產生一觸發訊號並將該觸發訊號反饋至該保全裝置，以使該保全裝置觸發一警告機制。

綜上所述，上述一或多個實施例提供運用動物領地感的保全設備可提高保全裝置的靈敏度及降低保全裝置的誤報率，還可以降低攝影機或偵測器的配置數量，進而降低成本。

本文所述「耦接」係指有線電性連接或無線通訊連接。有線電性連接為元件與元件之間係以導線連接，如RS-232、RS-422、RS-485等通用同步或非同步收發機（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter, USART）、積體電路之間匯流排（Inter-Integrated Circuit Bus, I ²C Bus）、串行外設介面（Serial Peripheral Interface Bus, SPI）等。無線通訊連接為元件與元件之間係以Wi-Fi、藍芽、Zigbee等無線通訊連接，或3G、4G、5G等行動通訊技術連接。

參閱圖1，圖1繪示本案第一實施例之運用動物領地感的保全設備之方塊示意圖。運用動物領地感的保全設備10適用於一動物。動物具有安定狀態及領地防衛狀態，其中領地防衛狀態包含警戒狀態及攻擊狀態。運用動物領地感的保全設備10包含一配戴裝置100及一耦接配戴裝置100的保全裝置200。配戴裝置100與保全裝置200可以是各自獨立的電子裝置，且彼此相互通訊連接，其中配戴裝置100配戴在動物上，保全裝置200配置在可與配戴裝置100通訊連接的有效區域，如樓宇及其周圍、樓梯間、田園、空地等有效區域。依據一些實施例，配戴裝置100及保全裝置200整合為一電子裝置，該電子裝置可配戴於動物上。

配戴裝置100包含一收音模組110及一動作感應模組120。收音模組110適於收取一動物聲音而輸出一聲音訊號。動作感應模組120偵測動物的動作而輸出一動作訊號。保全裝置200依據該聲音訊號與該動作訊號判斷該動物處於一領地防衛狀態時觸發一警告機制。更進一步地，保全裝置200先以該聲音訊號判斷該動物處於該警戒狀態，以觸發為存證之該警告機制，接著再以該動作訊號判斷該動物處於該安定狀態，以解除存證之該警告機制，或是處於該攻擊狀態，以觸發為發報之該警告機制。

收音模組110包含麥克風、電連接麥克風的控制器、及電連接控制器的通訊模組。麥克風可收取周圍的動物聲音並轉換為聲音訊號輸出。通訊模組可經由無線通訊技術傳送該聲音訊號至保全裝置200，在此所述之無線通訊技術例如但不限於藍牙、Wi-Fi、Zigbee等。控制器可對聲音訊號進行前置處理，以濾除或降低周圍環境的聲音或其他非動物聲音。

在一些實施例中，前述前置處理係預強調、取音框、端點偵測、及窗函數。預強調係為了補償聲音在空氣傳送中所衰減的訊號，故將聲音通過一個高通濾波器而產生一預強調值。此時的聲音變得比較尖銳和清脆，但是音量變小。取音框係將聲音訊號切割成多段固定視窗長度的聲音訊號，每一段聲音訊號為一音框，在每一音框中的取樣點有256或512個點。端點偵測係以能量測量法、越零率法、或強迫對齊法偵測在每一音框中的雜訊及聲音訊號的端點。窗函數係為了增加音框及音框間的連續性，以一漢明窗將音框內的能量值集中在音框中的中間段，以減少在音框中左右兩邊的不連續。

依據一些實施例，收音模組110可不對聲音訊號進行前置處理，而由保全裝置200對聲音訊號進行前述前置處理。

依據一些實施例，收音模組110及保全裝置200分別對聲音訊號進行不同階段的前置處理。

動作感應模組120電連接位於收音模組110內部的控制器，用以偵測動物的動作而輸出一動作訊號。動作感應模組120可包含如加速度計121、陀螺儀123、電子羅盤125、及距離感知器127等，偵測動物的動作而輸出動作訊號。加速度計121適於偵測動物在運動時的加速度。陀螺儀123適於偵測動物在旋轉時的角速度。電子羅盤125適於偵測動物的面對方位。距離感知器127例如但不限於光敏感知器，適於偵測動物肢體相對於地面的距離，可用於偵測動物為躺（臥）、坐、站等姿勢。

保全裝置200包含保全主機210及耦接保全主機210的攝影機220、開關230（電源開關或磁簧開關）、或各種不同的偵測器240，如溫度感知器、位移感知器、加速度感知器、及磁簧感知器等。更進一步來說，保全主機210例如但不限於電腦。保全主機210包含處理器、及電性連接處理器的連線模組，連線模組可經由一種或多種無線通訊技術（如Wi-Fi、藍牙、Zigbee）或有線通訊技術（如乙太網路、USB、RS485）通訊連接攝影機220、開關230（電源開關或磁簧開關）、或各種不同的偵測器240。此外，連線模組還可經由無線通訊技術通訊連接收音模組110的通訊模組，並從通訊模組接收聲音訊號。

參閱圖2至圖3，依序繪示圖1運用動物領地感的保全設備之使用狀態示意圖（一）~（二）。當保全裝置200從配戴裝置100接收聲音訊號時，依據聲音訊號判斷動物是否處於一警戒狀態，若是，觸發為存證之警告機制，例如：錄影、錄音。若否，則持續判斷聲音訊號為警戒狀態為止。

在此，動物是以狗為例，當沒有任何的陌生人在狗的領地範圍內時，狗處於安定狀態，即未發出警戒狀態的狗叫聲或狗的動作（含姿勢）屬於安定狀態。屬於警戒狀態的狗叫聲例如是持續且急促的吠叫、短暫且急促的吠叫、短暫的吠叫、低吼、低沉的咆嘯、狂吠、及嗥叫等。也就是說，由於收音模組110收取的非警戒狀態的狗叫聲的響度未大於一閥值，導致配戴裝置100沒有傳送一聲音訊號至保全裝置200。此時，保全裝置200處於待機狀態，即位於住宅內部的燈具未打開（燈滅）、及攝影機220未被致動錄影存證。不僅如此，當收音模組110收取的非警戒狀態的狗叫聲的響度大於該閥值，此聲音訊號雖被傳送至保全裝置200，保全裝置200將判斷該聲音訊號不屬於警戒狀態的狗叫聲。此時，保全裝置200還是處於待機狀態。

依據一些實施例，偵測器240未被保全裝置200致動而無法執行本身具有的偵測功能，即偵測器240處於待機狀態。偵測器240例如但不限於紅外線偵測器，其可在低光源環境下（如夜晚時的環境、清晨時的環境）偵測陌生人；距離偵測器，其可偵測本身與陌生人間的距離；開關偵測器，其可偵測開關230是否按照設定方式開啟或關閉開關230等。

當至少一陌生人靠近狗的領地範圍內時，狗發出警戒狀態的狗叫聲。此時，配戴裝置100收取動物聲音，並將該動物聲音轉換為一聲音訊號以傳送該聲音訊號至保全裝置200。接著，保全裝置200接收該聲音訊號，並比較該聲音訊號和事先儲存一種動物具有的多個屬於警戒狀態的聲紋，藉此判斷出該聲音訊號為動物處於警戒狀態的聲紋。具體來說，保全主機210經由比對該聲音訊號及被事先儲存的聲紋，判斷動物處於警戒狀態，接著觸發警告機制。在此，警告機制可例如為致動攝影機220的錄影存證，即記錄影像，或是旋轉攝影機220朝向移動中的物體錄影存證（見圖3）。此外，在一些實施例中，警告機制亦可例如為保全主機210致動配置在燈具周圍的電源開關而將燈具開啟、及強制鎖定開關偵測器的偵測功能，即開關偵測器強制關閉開關230。開關偵測器於強制關閉開關230時，陌生人是無法按照設定方式開啟開關230，直到保全主機判斷動物處於安定狀態為止。

依據一些實施例，當保全主機210判斷動物處於警戒狀態時，保全主機210還可以致動不同的偵測器240執行本身具有的偵測功能，已見於上述相關段落，不再贅述。

當上述陌生人遠離狗的領地範圍時，狗停止發出屬於警戒狀態的狗叫聲。此時，收音模組110收取的狗叫聲沒有大於該閥值，使得配戴裝置100停止傳送聲音訊號至保全主機210。接著，保全主機210於一時間區段內沒有接收到聲音訊號時，判斷出沒有警戒狀態的狗叫聲，進而解除存證之該警告機制，如控制電源開關關燈、及停止攝影機220的錄影。此外，保全裝置200還可事先儲存狗處於坐下、甩動身體、嗅聞地面、定格不動、轉頭、轉身、趴下等安定狀態的動作（含姿勢）等多個安定狀態的動作（含姿勢），並透過動作感應模組120輸出的動作訊號，加以判斷狗的動作（含姿勢）是否處於前述至少其中一個安定狀態的動作（含姿勢），進而解除存證之該警告機制。舉例來說，保全裝置200可透過加速度計121及陀螺儀123產生的動作訊號，判斷狗的動作是否為坐下、甩動身體、嗅聞地面、定格不動；透過電子羅盤125產生的動作訊號，判斷狗的動作是否為轉頭、轉身；及透過距離感知器127產生的動作訊號，判斷狗的動作是否為趴下。

依據一些實施例，保全主機210還可事先儲存不同種類的動物的多個屬於警戒狀態的聲紋及多個屬於安定狀態的動作（含姿勢）。

依據一些實施例，當保全裝置200在判斷出聲音訊號屬於警戒狀態的動物聲紋之後，或保全裝置200處於存證之警告機制之下，保全裝置200可經由網路傳送一警報通知至遠端的監控中心的監控主機，或遠端的電子裝置（如手機、平板電腦）。在此所述之網路例如但不限於3G、4G、5G等行動通訊技術或是乙太網路。

合併參閱圖3及圖4，圖4繪示圖1運用動物領地感的保全設備之使用狀態示意圖（三）。在狗發出警戒狀態的叫聲後，陌生人持續靠近狗的領地範圍，狗朝向陌生人奔跑直至跳躍和撲倒該陌生人為止，甚至張口空咬。在狗撲倒陌生人的過程中，加速度計121偵測到狗奔跑、跳躍和撲倒的加速度，陀螺儀123偵測狗旋轉時的角速度，電子羅盤125偵測狗面對陌生人奔跑的方位，以及距離感知器127偵測狗的身體相對於地面的距離。接著，動作感應模組120可經由網路將前述量測結果（即動作訊號）傳送至保全裝置200，以供保全裝置200依據聲音訊號及動作訊號，判斷狗是否處於攻擊狀態。

保全裝置200可事先儲存至少一種動物的多個處於攻擊狀態的姿勢及動作，如奔跑、跳躍、撲倒、張口空咬等。當動作感應模組120偵測到動物的動作而輸出動作訊號時，收音模組110的通訊模組經由網路傳送該動作訊號至保全裝置200。在保全裝置200的連線模組接收動作訊號後，保全裝置200的處理器經由比對接收的動作訊號與儲存的姿勢及動作，判斷出動物的動作處於攻擊狀態，並產生一警報通知。接著，保全裝置200的連線模組可經由網路傳送該警報通知至遠端的監控中心（如監控主機）或遠端的電子裝置（如手機）。

參閱圖5，圖5繪示本案第二實施例之運用動物領地感的保全設備之方塊示意圖。本案第二實施例之運用動物領地感的保全設備10’包含配戴裝置100、保全裝置200、及伺服器400。與前述實施例之差異在於，在本實施例中，前述聲音訊號及動作訊號之分析是在伺服器400進行。

配戴裝置100作動方式及原理已見於上述相關段落，不再贅述。

保全裝置200耦接配戴裝置100，並接收配戴裝置100輸出的聲音訊號及動作訊號。保全裝置200通訊連接伺服器400，並將聲音訊號及動作訊號傳送至伺服器400進行分析。若伺服器400分析結果判斷動物處於領地防衛狀態時，將反饋觸發訊號給保全裝置200。保全裝置200若收到觸發訊號將觸發警告機制。

於此，伺服器400事先儲存一種動物具有的多個屬於警戒狀態的聲紋。伺服器400於接收到聲音訊號時，比對聲音訊號與儲存的多個聲紋，接著依據比對的結果，判斷出動物聲音是否屬於警戒狀態的聲紋。若是，反饋一觸發訊號至保全裝置200，若否，持續比對聲音訊號以判斷動物聲音屬於警戒狀態的聲紋。

在此，動作訊號同樣經由保全裝置200傳送至伺服器400進行分析。伺服器400事先儲存至少一種動物的多個屬於安定狀態的動作（含姿勢）及攻擊狀態的動作（含姿勢），其中攻擊狀態的動作（含姿勢）如奔跑、跳躍、撲倒、張口空咬等，以供分析比對。伺服器400判斷聲音訊號及動作訊號的步驟如下：於接收聲音訊號及動作訊號時，判斷聲音訊號是否為動物處於警戒狀態的聲紋，若否，判斷動物處於安定狀態；若是，則進一步判斷動作訊號是否為動物處於安定狀態的動作（含姿勢）或是攻擊狀態的動作（含姿勢）。若伺服器400判斷動物處於安定狀態的動作（含姿勢）時，產生解除訊號以使保全裝置200解除存證之該警告機制。若伺服器400判斷動物處於攻擊狀態的動作（含姿勢）時，產生觸發訊號以使保全裝置200觸發為發報之該警告機制。

依據一些實施例，配戴裝置100、保全裝置200、及伺服器400各自為獨立的電子裝置。

依據一些實施例，配戴裝置100及保全裝置200整合為一個電子裝置，且該電子裝置與伺服器400各自為獨立的電子裝置。

依據一些實施例，配戴裝置100、保全裝置200、及伺服器400整合為一個電子裝置。

依據一些實施例，前述動物叫聲與動作訊號之分析可利用機器學習，如深度學習方式來進行分析。

綜上所述，上述一或多個實施例提供運用動物領地感的保全設備10、10’可提高保全裝置200的靈敏度及降低保全裝置200的誤報率，還可以降低攝影機220或偵測器240的配置數量，進而降低成本。

10,10’‧‧‧運用動物領地感的保全設備

100‧‧‧配戴裝置

110‧‧‧收音模組

120‧‧‧動作感應模組

121‧‧‧加速度計

123‧‧‧陀螺儀

125‧‧‧電子羅盤

127‧‧‧距離感知器

200‧‧‧保全裝置

210‧‧‧保全主機

220‧‧‧攝影機

230‧‧‧開關

240‧‧‧偵測器

400‧‧‧伺服器

[圖1] 繪示本案第一實施例之運用動物領地感的保全設備之方塊示意圖。 [圖2] 繪示圖1運用動物領地感的保全設備之使用狀態示意圖（一）。 [圖3] 繪示圖1運用動物領地感的保全設備之使用狀態示意圖（二）。 [圖4] 繪示圖1運用動物領地感的保全設備之使用狀態示意圖（三）。 [圖5] 繪示本案第二實施例之運用動物領地感的保全設備之方塊示意圖。

Claims

一種運用動物領地感的保全設備，適用於一動物，該運用動物領地感的保全設備包含：一配戴裝置，包含一收音模組及一動作感應模組，該收音模組收取一動物聲音而輸出一聲音訊號，該動作感應模組偵測該動物的動作而輸出一動作訊號；以及一保全裝置，耦接該配戴裝置，以依據該聲音訊號與該動作訊號判斷該動物處於一領地防衛狀態時觸發一警告機制。
如請求項1所述之運用動物領地感的保全設備，其中該動作感應模組包含一距離感應器，以偵測該動物的身體相對於地面的距離。
如請求項1所述之運用動物領地感的保全設備，其中該動作感應模組包含一加速度計，以偵測該動物的運動加速度。
如請求項1所述之運用動物領地感的保全設備，其中該動作感應模組包含一陀螺儀，以偵測該動物旋轉的角速度。
如請求項1所述之運用動物領地感的保全設備，其中該動作感應模組包含一電子羅盤，以偵測該動物的面對方位。
如請求項1所述之運用動物領地感的保全設備，其中該保全裝置包含依據該聲音訊號與該動作訊號判斷該動物處於一安定狀態時，解除該警告機制。
如請求項6所述之運用動物領地感的保全設備，其中該領地防衛狀態為一警戒狀態或一攻擊狀態，該保全裝置判斷該動物處於該警戒狀態時，觸發為存證之該警告機制，該保全裝置判斷該動物處於該攻擊狀態時，觸發為發報之該警告機制。
如請求項7所述之運用動物領地感的保全設備，其中該保全裝置判斷該聲音訊號屬於該警戒狀態的聲紋時，觸發為存證之該警告機制，該保全裝置判斷該動作訊號屬於該安定狀態時，解除存證之該警告機制。
如請求項8所述之運用動物領地感的保全設備，其中該保全裝置以該聲音訊號判斷該動物處於該警戒狀態，以觸發為存證之該警告機制，並以該動作訊號判斷該動物是否改變為該安定狀態或該攻擊狀態，選擇性地以對應該安定狀態解除存證之該警告機制，及對應該攻擊狀態觸發為發報之該警告機制。
如請求項1所述之運用動物領地感的保全設備，其中該保全裝置耦接一攝影機與一監控中心，該保全裝置於該警告機制下選擇性觸發該攝影機記錄影像或發送一通知訊息至該監控中心。
一種運用動物領地感的保全設備，適用於通訊連接一伺服器，該運用動物領地感的保全設備包含：一配戴裝置，包含一收音模組及一動作感應模組，該收音模組收取一動物聲音而輸出一聲音訊號，該動作感應模組偵測該動物的動作而輸出一動作訊號；及一保全裝置，耦接該配戴裝置與該伺服器，並發送該聲音訊號及該動作訊號至該伺服器，於該伺服器依據該聲音訊號及該動作訊號判斷該動物處於一領地防衛狀態時，產生一觸發訊號並將該觸發訊號反饋至該保全裝置，以使該保全裝置觸發一警告機制。
如請求項11所述之運用動物領地感的保全設備，其中該動作感應模組包含一加速度計，以偵測該動物的運動加速度。
如請求項11所述之運用動物領地感的保全設備，其中該動作感應模組包含一距離感應器，以偵測該動物的身體相對於地面的距離。
如請求項11所述之運用動物領地感的保全設備，其中該動作感應模組包含一陀螺儀，以偵測該動物旋轉的角速度。
如請求項11所述之運用動物領地感的保全設備，其中該動作感應模組包含一電子羅盤，以偵測該動物的面對方位。
如請求項11所述之運用動物領地感的保全設備，其中該伺服器包含依據該聲音訊號與該動作訊號判斷該動物處於一安定狀態時，產生一解除訊號並將該解除訊號反饋至該保全裝置，以使該保全裝置解除該警告機制。
如請求項16所述之運用動物領地感的保全設備，其中該領地防衛狀態為一警戒狀態或一攻擊狀態，該伺服器判斷該動物處於該警戒狀態時產生該觸發訊號，該保全裝置接收該觸發訊號時，反饋該觸發訊號以觸發為存證之該警告機制，該伺服器判斷該動物處於該攻擊狀態時產生該觸發訊號，該保全裝置接收該觸發訊號時，反饋該觸發訊號以觸發為發報之該警告機制。
如請求項17所述之運用動物領地感的保全設備，其中該伺服器判斷該聲音訊號屬於該警戒狀態的聲紋時，該保全裝置觸發為存證之該警告機制，該伺服器判斷該動作訊號屬於該安定狀態時，該保全裝置解除存證之該警告機制。
如請求項18所述之運用動物領地感的保全設備，其中該伺服器以該聲音訊號判斷該動物處於該警戒狀態，以觸發為存證之該警告機制，並以該動作訊號判斷該動物是否改變為該安定狀態或該攻擊狀態，以使該保全裝置選擇性地以對應該安定狀態解除存證之該警告機制，及以對應該攻擊狀態觸發為發報之該警告機制。
如請求項11所述之運用動物領地感的保全設備，其中該保全裝置包含一保全主機、耦接該保全主機的一攝影機、及耦接該保全主機的一監控主機，該保全主機於觸發該警告機制時選擇性觸發該攝影機記錄影像或發送一通知訊息至該監控主機。