TWI812478B - 空氣品質巡檢系統 - Google Patents

Abstract

一種空氣品質巡檢系統，其空汙偵測單元於空氣品質資訊異常時產生空氣品質異常訊號。其影像單元包含熱感測模組、攝像模組、轉動模組、人形辨識模組及菸害警示模組。熱感測模組依據空氣品質異常訊號啟動，並於熱源溫度符合預設溫度條件時產生轉動訊號。攝像模組依據空氣品質異常訊號擷取環境監控影像。轉動模組依據轉動訊號帶動攝像模組轉動以使熱源位於環境監控影像之熱源監控區域內。人形辨識模組於具有環境監控影像且符合預設溫度條件時判斷環境監控影像是否符合預設人形條件。菸害警示於符合預設溫度條件與預設人形條件時產生抽菸警示。

Description

空氣品質巡檢系統

一種巡檢系統，尤其是一種空氣品質巡檢系統。

眾所週知，長期吸到二手菸的民眾和吸菸者的身體傷害差不多，同樣會增加罹患肺癌、糖尿病、中風與猝死的發生率。二手煙的煙霧除會散布於空氣中外，其有毒物與微粒也會殘留在二手菸煙霧所接觸的衣物、抱枕與地板上。隨著都市化發展，人口居住的密度上升，人與人的生活場域更容易重疊，如何防堵二手菸所造成的危害，為現代人重視的議題。

本發明提供一種空氣品質巡檢系統，主要包含：空汙偵測單元、影像單元以及伺服單元。其中，空汙偵測單元包含相連接之空氣品質偵測模組與空氣品質儲存模組，空氣品質偵測模組偵測空氣品質資訊，並於偵測空氣品質資訊異常時產生空氣品質異常訊號，空氣品質儲存模組儲存空氣品質資訊。影像單元連接空汙偵測單元，主要包含：傳輸模組、熱感測模組、攝像模組、轉動模組、人形辨識模組以及菸害警示模組。其中，傳輸模組接收空汙偵測單元之空氣品質異常訊號與空氣品質資訊。熱感測模組連接傳輸模組，依據空氣品質異常訊號而啟動，感測熱源之熱源資訊，熱源資訊包含熱源位置與熱源溫度，並於熱源溫度符合預設溫度條件時，依據熱源位置產生轉動訊號。攝像模組，連接傳輸模組，依據空氣品質異常訊號而擷取環境監控影像。轉動模組連接攝像模組與熱感測模組，依據轉動訊號帶動攝像模組轉動以使熱源位於環境監控影像之熱源監控區域內，使攝像模組對準熱源而擷取環境監控影像。人形辨識模組，連接攝像模組，於攝像模組擷取環境監控影像且熱感測模組感測熱源溫度符合預設溫度條件時，判斷環境監控影像之至少部分是否符合預設人形條件。菸害警示模組連接熱感測模組與人形辨識模組，於熱感測模組感測熱源溫度符合預設溫度條件且人形辨識模組判斷環境監控影像之至少部分符合預設人形條件時，產生抽菸警示。伺服單元連接影像單元，接收影像單元所傳送之抽菸警示、環境監控影像以及空氣品質資訊並產生蒐證影像。

透過本發明之空氣品質巡檢系統，在判斷空氣品質異常後，再驅動熱感測模組感測溫度、人形辨識模組辨識人形，並於符合預設溫度條件及預設人形條件時，才會產抽菸警示，能提升辨識是否具有抽菸行為的準確度，且所擷取之蒐證影像有助於後續行使權益。並且，透過空氣品質巡檢系統所製成的空氣品質報告有助於使用者了解其所生活環境之空氣品質。

以下提出各種實施例進行詳細說明，然而，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明內容造成不必要的限制。此外，實施例中的圖式省略部分元件，以清楚顯示本發明的技術特點。在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件。以下說明所述的連接，其可包含直接連接或間接連接的連接關係，而傳送則可包含單向傳輸或雙向傳輸的資訊傳輸方向。

以下舉出具體實施例以詳細說明本發明之內容，並以圖式作為輔助說明。說明書中提及之符號係參閱符號說明。

請參照圖1，空氣品質巡檢系統主要包含空汙偵測單元1、影像單元2及伺服單元3。空汙偵測單元1包含相連接之空氣品質偵測模組11與空氣品質儲存模組12，其中，空氣品質偵測模組11偵測空氣品質資訊，並於偵測空氣品質資訊異常時產生空氣品質異常訊號；而空氣品質儲存模組12用以儲存空氣品質偵測模組11所偵測的空氣品質資訊。在此，空氣品質偵測模組11可為用以偵測一氧化碳、二氧化碳、有機揮發物、PM2.5的感測器，因此，空氣品質資訊可為一氧化碳、二氧化碳、甲醛、乙烯、丙烯、丙烯醛、丙酮、細懸浮微粒（PM2.5）以及懸浮微粒（PM10）等物質的濃度，並於前述物質的至少一種之濃度突然高於平均值預設程度，或高於預設數值時產生空氣品質異常訊號。惟前述所偵測的物質僅為例示說明，本發明不以此為限。

影像單元2連接空汙偵測單元1，其主要包含傳輸模組21、熱感測模組22、攝像模組23、轉動模組24、人形辨識模組25及菸害警示模組28。其中，傳輸模組21接收空汙偵測單元1之空氣品質異常訊號與空氣品質資訊。在此，影像單元2的傳輸模組21是透過藍牙、Zigbee，抑或是無線局網路技術（Wi-Fi）等方式連接空汙偵測單元1，而使影像單元2與空汙偵測單元1雙向傳輸資料。

在此，空汙偵測單元1與影像單元2可為分別的獨立組件，亦可將兩者組合成一個系統產品。

熱感測模組22連接傳輸模組21，可透過傳輸模組21接收空汙偵測單元1所偵測到的空氣品質異常訊號，並依據空氣品質異常訊號而啟動，換言之，熱感測模組22是受空氣品質異常訊號驅動而開始進行感測，當空氣品質偵測模組11未偵測到異常時，熱感測模組22不感測而可達到節能之效果。

熱感測模組22感測熱源之熱源資訊，其中，熱源資訊至少包含有熱源位置與熱源溫度，換言之，熱感測模組22感測空間中的熱源的位置與溫度並據此產生熱源資訊。在此，熱源位置例如可為熱源與預設校準線之夾角角度、熱源相距熱感測模組22之距離、熱源之方向、熱源之座標等參數。

接著，熱感測模組22於熱源溫度符合預設溫度條件時，依據熱源位置產生轉動訊號。在此可將預設溫度條件設定為超過一溫度值，此溫度值相當於菸頭表面的溫度（例如200°C），因此熱感測模組22僅於感測到有已點燃的菸才會產生轉動訊號，而其他溫度，例如人體體溫、剛煮熟的食物則不會使熱感測模組22產生轉動訊號。而轉動訊號可包含前述之熱源位置。

攝像模組23連接傳輸模組21，依據空氣品質異常訊號而擷取環境監控影像，換言之，攝像模組23是受到空氣品質異常訊號驅動而開始擷取環境監控影像。

在此，於一些實施態樣，攝像模組23在未受空氣品質異常訊號驅動時擷取一般環境影像，而於受空氣品質異常訊號驅動則開始擷取環境監控影像，換言之，一般環境影像與環境監控影像為不同分類的影像，因此於使用者有需要時，可從分類為環境監控影像的所有影像中選取所需的影像。於一些實施態樣，攝像模組23在未受空氣品質異常訊號驅動時亦可不攝錄影像（停止擷取影像），僅於受空氣品質異常訊號驅動時開始擷取環境監控影像。

轉動模組24連接攝像模組23與熱感測模組22，依據熱感測模組22傳送的轉動訊號帶動攝像模組23轉動以使熱源位於環境監控影像之熱源監控區域B內，使攝像模組23對準熱源而擷取環境監控影像。在此，熱源監控區域可位於環境監控影像之整個影像區域的中央位置處。

在此，熱源監控區域為位於環境監控影像之中央位置處的一預定範圍，舉例來說，如圖2所示，熱源監控區域B位於整個影像區域的中央位置處（即2行2列），且熱源A位於熱源監控區域B之區域內，並且無論熱源如何移動，轉動模組24均會依照轉動訊號帶動攝像模組23轉動以使熱源持續位於熱源監控區域B之區域內。在此，轉動模組24可由馬達、連桿機構、齒輪機構等組成，但非以此為限。

人形辨識模組25連接攝像模組23，於攝像模組23擷取環境監控影像且熱感測模組22感測熱源溫度符合預設溫度條件（例如超過前述說明的200°C）時，判斷環境監控影像之至少一部分是否符合預設人形條件，意即人形辨識模組25辨識環境監控影像中是否出現人形，在此，僅人形的一部分如上半身、左半身出現在環境監控影像中，即判斷有出現人形而符合預設人形條件，並且，人形出現在環境監控影像中任何位置均辨識為出現人形。

菸害警示模組28連接熱感測模組22與人形辨識模組25，於熱感測模組22感測有熱源且人形辨識模組25判斷環境監控影像之至少一部分符合預設人形條件時產生抽菸警示，意即在感測範圍內有熱源且判斷有人即會產生抽菸警示。因此，於一使用情境中，預設溫度條件為超過一溫度值，此溫度值相當於菸頭表面的溫度（例如200°C），且人形辨識模組25判斷環境監控影像之至少一部分符合預設人形條件時產生抽菸警示，並將抽菸警示透過傳輸模組21傳送至伺服單元3。

承上，本發明在判斷空氣品質異常後，再驅動熱感測模組22感測溫度、人形辨識模組25辨識人形，並於符合預設溫度條件及預設人形條件時，才會產抽菸警示，能提升辨識抽菸行為的準確度。

伺服單元3連接影像單元2，接收影像單元2所傳送之抽菸警示、環境監控影像以及空氣品質資訊並產生蒐證影像。於一些實施態樣中，伺服單元3將蒐證影像推播至使用者的電子裝置，如此，使用者可取得抽菸者抽菸當下的抽菸影像以及空氣品質資訊（例如包含丙烯醛、丙酮、細懸浮微粒的濃度），避免常見僅取得抽菸影像或是僅取得空氣品質資訊所導致的資訊不足的問題。在此，伺服單元3是透過網際網路（如4G、5G網路）連接影像單元2的傳輸模組21與電子裝置而可與影像單元2及電子裝置雙向傳輸資料。

須說明的是，伺服單元3可為雲端伺服器，或是本地端的保全主機，或是可由雲端伺服器與保全主機共同組成伺服單元3。當伺服單元3為保全主機，或由雲端伺服器與保全主機共同組成，可連接保全設備（例如門禁主機）而具有保全功能。換言之，可在保全系統的架構下，提供空氣品質監控之功用。

於一些實施態樣，請再參照圖1所示，其中空汙偵測單元1在空氣品質偵測模組11的偵測期間會持續傳送空氣品質資訊至影像單元2，再經由影像單元2傳送至伺服單元3；而在空氣品質偵測模組11偵測到空氣品質資訊異常時才傳送空氣品質異常訊號至影像單元2，再經由影像單元2傳送至伺服單元3。在此，空汙偵測單元1並不會直接連接伺服單元3，而是經由影像單元2將空氣品質資訊及空氣品質資訊異常傳送至伺服單元3。

請參照圖3，於一些實施態樣，其中影像單元2更包含辨識邊界設定模組26，連接攝像模組23與人形辨識模組25，接收伺服單元3所傳送之邊界設定規則，邊界設定規則至少可包含複數組組邊界座標，辨識邊界設定模組26依據複數組邊界座標的順序於環境監控影像內標註辨識區域邊界框C（請參照圖2）而於辨識區域邊界框C內形成辨識區域，人形辨識模組25辨識環境監控影像之辨識區域是否符合預設人形條件。在此，辨識區域邊界框C用於標示所欲辨識人形的位置，如圍牆邊、大門口，於一些實施態樣，其框線可用顯目顏色、加粗線或框線閃爍等方式顯示於環境監控影像之畫面。如此，不會浪費運算資源於可吸菸區，或他人的私領域，等無須辨識是否有吸菸情事的區域。在此，邊界設定規則可由使用者操作電子裝置進行設定、調整，並於完成後經由電子裝置傳送至伺服單元3；抑或是使用者以電子裝置連接伺服單元3而對其所儲存的邊界設定規則進行設定、調整。

進一步的，如圖2所示，人形可能超出熱源監控區域B的範圍，並且，熱源監控區域B小於辨識區域（辨識區域邊界框C內的範圍）並位於辨識區域內。

請再參照圖3，於一些實施態樣，影像單元2更包含光線投射模組27，連接攝像模組23與轉動模組24。在此，光線投射模組27能投射指向性的光線，並可組接於轉動模組24上，受轉動模組24帶動而朝向不同位置投射光線。因此，當光線投射模組27隨著轉動模組24轉動攝像模組23而轉動時，依據空氣品質異常訊號而於攝像模組23擷取環境監控影像時投射光線，即光線投射模組27受空氣品質異常訊號驅動而投射光線，且將光線是以朝向攝像模組23擷取環境監控影像的位置投射。於前述說明中，光線投射模組27組接於轉動模組24上僅為例示，其亦可組裝於攝像模組23上，惟本發明非以此為限。

請參照圖2，於一些實施態樣，人形辨識模組25判斷環境監控影像符合預設人形條件的部分而形成人形影像區域，菸害警示模組28判斷人形影像區域與熱源監控區域之距離是否符合預設距離條件，其中，預設距離條件可為人形影像區域（即判斷有人形的區域）與熱源監控區域B小於一定距離（如小於畫面長邊之九分之一長度，或小於10公分），並於人形影像區域與熱源監控區域之距離符合預設距離條件時產生抽菸警示。在此，菸害警示模組28除了判斷是否符合預設溫度條件及預設人形條件，亦會判斷人形影像與熱源監控區域B是否相鄰近（符合預設距離條件），避免人形距離熱源監控區域B過遠（非抽菸行為，例如可能為燒金紙）仍產生抽菸警示，能進一步提升辨識是否具有抽菸行為的準確度。

請參照圖2，於一些實施態樣，熱感測模組22感測熱源之熱源溫度低於預設溫度值時產生停止訊號，攝像模組23依據停止訊號而停止擷取環境監控影像。於一使用情境，攝像模組23在未受空氣品質異常訊號驅動時擷取一般環境影像，而會受空氣品質異常訊號驅動則開始擷取環境監控影像，因此當攝像模組23接收停止訊號後，攝像模組23依據停止訊號而停止擷取該環境監控影像。而於另一使用情境，攝像模組23在未受空氣品質異常訊號驅動時不擷取影像，僅於受空氣品質異常訊號驅動時開始擷取環境監控影像，並依據停止訊號而停止擷取該環境監控影像。

請參照圖1、圖2及圖4，於一些實施態樣，伺服單元3包含影像處理模組31，將抽菸警示與空氣品質資訊製成數位浮水印D並加至環境監控影像而產生蒐證影像，例如將抽菸警示以抽菸符號表示，並製成數位浮水印D，而空氣品質資訊則可為各式空汙物質的名稱與量測的數值而製成數位浮水印D。藉此可方便使用者觀看監控畫面時發現有抽菸情事的發生，從而及時阻止抽菸者繼續抽菸，若將蒐證影像用於舉證亦使所呈現的資訊更為完整。

請參照圖1與圖4，於一些實施態樣，該伺服單元3可包含空氣品質分析模組32，空氣品質分析模組32儲存有空汙偵測單元1在一段期間（如過去六個月，或使用者所設定的時間區間）偵測的複數個空氣品質資訊，在此，空氣品質資訊可為各空汙物質如一氧化碳、二氧化碳、甲醛、乙烯、丙烯、丙烯醛、丙酮、細懸浮微粒（PM2.5）的濃度，以及量測的時間點（如所量測之年、月、日、時、分）。並且，空氣品質分析模組32依據複數個空氣品質資訊產生空氣品質報告，於空氣品質資訊符合預設空污條件時於空氣品質報告標注危害提示。此外，預設空污條件例如為發生空氣品質異常訊號時，或為達到政府所發布之空汙標準。舉例來說，空氣品質報告例如是將一段期間中每間格10分鐘的空汙物質的濃度繪製成曲線，並標注危害提示，方便使用者知悉空氣品質資訊。

請參照圖1與圖4，於一些實施態樣，伺服單元3可更包含標示模組33，依據抽菸警示於空氣品質報告標注空污期間，並依據抽菸警示將對應的蒐證影像加入空氣品質報告。例如標示模組33在空氣品質報告標注8月8日14時25分至14時35分有抽菸事件（即標注抽菸警示），並可將此段期間的蒐證影像加入空氣品質報告。

綜上所述，透過本發明之空氣品質巡檢系統，在判斷空氣品質異常後，再驅動熱感測模組22感測溫度、人形辨識模組25辨識人形，並於符合預設溫度條件及預設人形條件時，才會產抽菸警示，能提升辨識是否具有抽菸行為的準確度，且所擷取之蒐證影像有助於後續行使權益。並且，透過空氣品質巡檢系統所製成的空氣品質報告有助於使用者了解其所生活環境之空氣品質。

透過上述之詳細說明，即可充分顯示本發明之目的及功效上均包含實施之進步性，極具產業之利用性價值，且為目前市面上前所未見之新發明，完全符合專利要件，爰依法提出申請。唯以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，當不能用以限定本發明所實施之範圍。即凡依本發明專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請 貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。

1:空汙偵測單元 11:空氣品質偵測模組 12:空氣品質儲存模組 2:影像單元 21:傳輸模組 22:熱感測模組 23:攝像模組 24:轉動模組 25:人形辨識模組 26:辨識邊界設定模組 27:光線投射模組 28:菸害警示模組 3:伺服單元 31:影像處理模組 32:空氣品質分析模組 33:標示模組 A:熱源 B:熱源監控區域 C:辨識區域邊界框 D:數位浮水印

[圖1]為本發明之空氣品質巡檢系統的方塊示意圖。 [圖2] 為本發明之環境監控影像之使用狀態示意圖。 [圖3]為本發明之影像單元的方塊示意圖。 [圖4]為本發明之伺服單元的方塊示意圖。

1:空汙偵測單元

11:空氣品質偵測模組

12:空氣品質儲存模組

2:影像單元

21:傳輸模組

22:熱感測模組

23:攝像模組

24:轉動模組

25:人形辨識模組

28:菸害警示模組

3:伺服單元

Claims (10)

1. 一種空氣品質巡檢系統，包含： 一空汙偵測單元，包含相連接之一空氣品質偵測模組與一空氣品質儲存模組，該空氣品質偵測模組偵測一空氣品質資訊，並於偵測該空氣品質資訊異常時產生一空氣品質異常訊號，該空氣品質儲存模組儲存該空氣品質資訊； 一影像單元，連接該空汙偵測單元，包含： 一傳輸模組，接收該空汙偵測單元之該空氣品質異常訊號與該空氣品質資訊； 一熱感測模組，連接該傳輸模組，依據該空氣品質異常訊號而啟動，感測一熱源之一熱源資訊，該熱源資訊包含一熱源位置與一熱源溫度，並於該熱源溫度符合一預設溫度條件時，依據該熱源位置產生一轉動訊號； 一攝像模組，連接該傳輸模組，依據該空氣品質異常訊號而擷取一環境監控影像； 一轉動模組，連接該攝像模組與該熱感測模組，依據該轉動訊號帶動該攝像模組轉動以使該熱源位於該環境監控影像之一熱源監控區域內，使該攝像模組對準該熱源而擷取該環境監控影像； 一人形辨識模組，連接該攝像模組，於該攝像模組擷取該環境監控影像且該熱感測模組感測該熱源溫度符合該預設溫度條件時，判斷該環境監控影像之至少一部分是否符合一預設人形條件；及 一菸害警示模組，連接該熱感測模組與該人形辨識模組，於該熱感測模組感測該熱源溫度符合該預設溫度條件且該人形辨識模組判斷該環境監控影像之至少一部分符合該預設人形條件時，產生一抽菸警示；及 一伺服單元，連接該影像單元，接收該影像單元所傳送之該抽菸警示、該環境監控影像以及該空氣品質資訊並產生一蒐證影像。
2. 如請求項1所述的空氣品質巡檢系統，其中該空汙偵測單元在該空氣品質偵測模組偵測期間持續傳送該空氣品質資訊至該影像單元，再經由該影像單元傳送至該伺服單元，而在該空氣品質偵測模組偵測到該空氣品質資訊異常時才傳送該空氣品質異常訊號至該影像單元，再經由該影像單元傳送至該伺服單元。
3. 如請求項1所述的空氣品質巡檢系統，其中該影像單元更包含一辨識邊界設定模組，連接該攝像模組與該人形辨識模組，接收該伺服單元所傳送之一邊界設定規則，該邊界設定規則包含複數組邊界座標，該辨識邊界設定模組依據該些組邊界座標的順序於該環境監控影像內標註一辨識區域邊界框而於該辨識區域邊界框內形成一辨識區域，該人形辨識模組辨識該環境監控影像之該辨識區域是否符合該預設人形條件。
4. 如請求項3所述的空氣品質巡檢系統，其中該熱源監控區域小於該辨識區域並位於該辨識區域內。
5. 如請求項1所述的空氣品質巡檢系統，其中該影像單元更包含一光線投射模組，連接該攝像模組與該轉動模組，隨著該轉動模組轉動該攝像模組而轉動，依據該空氣品質異常訊號而於該攝像模組擷取該環境監控影像時投射一光線。
6. 如請求項1所述的空氣品質巡檢系統，其中該人形辨識模組判斷該環境監控影像符合該預設人形條件的部分形成一人形影像區域，該菸害警示模組判斷該人形影像區域與該熱源監控區域之距離是否符合一預設距離條件，並於該人形影像區域與該熱源監控區域之距離符合該預設距離條件時產生該抽菸警示。
7. 如請求項1所述的空氣品質巡檢系統，其中該熱感測模組感測該熱源之該熱源溫度低於一預設溫度值時產生一停止訊號，該攝像模組依據該停止訊號而停止擷取該環境監控影像。
8. 如請求項1所述的空氣品質巡檢系統，其中該伺服單元包含一影像處理模組，將該抽菸警示與該空氣品質資訊製成數位浮水印並加至該環境監控影像而產生該蒐證影像。
9. 如請求項1所述的空氣品質巡檢系統，其中該伺服單元包含一空氣品質分析模組，該空氣品質分析模組儲存有該空汙偵測單元在一段期間偵測的複數個該空氣品質資訊，並依據複數個該空氣品質資訊產生一空氣品質報告，於該空氣品質資訊符合一預設空污條件時於該空氣品質報告標注一危害提示。
10. 如請求項9所述的空氣品質巡檢系統，其中該伺服單元更包含一標示模組，依據該抽菸警示於該空氣品質報告標注一空污期間，並依據該抽菸警示將對應的該蒐證影像加入該空氣品質報告。