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专利号: 201810964773X
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-05-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于独居老人的安全侦测系统,其特征在于,所述用于独居老人的安全侦测系统包括电源、总处理器、跟随侦测装置、语音警报装置、摔倒侦测装置、远程监护人终端,其中所述总处理器与所述电源、所述跟随侦测装置、所述语音警报装置、所述摔倒侦测装置、所述远程监护人终端连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于独居老人的安全侦测系统,其特征在于,所述随侦测装置包括3D虚拟围栏、数据存储处理器,其中所述3D虚拟围栏为由3组3D摄像机按三维阵列排布组成的三维虚拟空间,并设置有人脸识别设备,所述总处理器与所述跟随侦测装置的连接为将所述总处理器与所述跟随侦测装置中的3D摄像机、数据存储处理器连接;所述人脸识别设备与数据存储处理器连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于独居老人的安全侦测系统,其特征在于,所述3D虚拟围栏中3D摄像机在三维虚拟空间的顶点设置,并沿立体坐标轴X、Y、Z方向获取三维虚拟空间的图像数据;所述3D虚拟围栏设置在独居老人房间门外的楼道。

4.根据权利要求3所述的一种用于独居老人的安全侦测系统,其特征在于,所述摔倒侦测装置包括第一轴线捕捉摄像机、第二轴线捕捉摄像机、第三轴线捕捉摄像机,所述第一轴线捕捉摄像机、第二轴线捕捉摄像机、第三轴线捕捉摄像机分别位于目标活动空间区域的上部、中部、下部,分别用于捕捉人体不同高度位置的图像数据并将相关数据传送至总处理器,所述摄像机均采用3D摄像机,所述总处理器与所述摔倒侦测装置的连接为将第一轴线捕捉摄像机、第二轴线捕捉摄像机、第三轴线捕捉摄像机与总处理器连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于独居老人的安全侦测系统,其特征在于,所述电源为独立电源,所述连接为电连接。

6.一种用于独居老人的安全侦测方法,其特征在于包括以下步骤,

(一)外部风险侦测步骤:

(1)外部图像采集步骤,通过设置在3D虚拟围栏内的3D摄像机沿立体坐标轴X、Y、Z获取三维图像数据,并将图像数据传输至总处理器;

(2)入镜侦测步骤,总处理器将获取的三维图像数据进行背景差分计算,侦测是否有人进入3D虚拟围栏的侦测范围内;

(3)跟随侦测步骤,当侦测到有人进入3D虚拟围栏时,人脸识别设备开始工作,并通过数据存储处理器将人脸识别设备获得的图像数据传输至总处理器,总处理器接收数据存储处理器送来的数据,将3D摄像机获得的三维数据中的脸部图像数据与数据存储处理器送来的数据进行快速比对,数据比对一致时,则启动跟随侦测,通过帧间差分计算、图像二值化处理视频图像数据并进行连通区域分析,并侦测判断否存在跟随场景;

(4)跟随报警步骤,当侦测到跟随场景时,总处理器将发出警报信号并将信号分别传至语音警报装置和远程监护人终端,语音警报装置在接收到警报信号时将发出语音警报,远程监护人终端在接收到警报信号时将提示远程监护人出现跟随场景,以便远程监护人及时做出判断和处置;

(5)非法入侵警报步骤,当侦测到有人进入3D虚拟围栏,但未通过所述的人脸识别设备进行脸部识别而通过3D虚拟围栏进入独居老人房间时,总处理器未接收到数据存储处理器送来的人脸识别数据,此时,总处理器则发出非法入侵警报信号并将信号分别传至语音警报装置和远程监护人终端,语音警报装置在接收到警报信号时将发出语音警报,远程监护人终端在接收到警报信号时将提示远程监护人出现非法入侵场景,以便远程监护人及时做出判断和处置;

(二)摔倒风险侦测步骤:

(6)摔倒侦测启动步骤,当未侦测到跟随场景和非法入侵场景时,总处理器将发出摔倒侦测启动信号并将信号传至摔倒侦测装置,启动摔倒侦测装置进行摔倒侦测,或者当第一轴线捕捉摄像机、第二轴线捕捉摄像机、第三轴线捕捉摄像机的镜头同时侦测到有人进入目标活动空间区域范围内,则进行摔倒侦测;

(7)摔倒侦测步骤,对人体特征进行轴线划分,将人体人体髋关节与头顶之间部分的轴线作为第一轴线,将膝盖与髋关节之间人体部分的轴线作为第二轴线,将脚底与膝盖之间人体部分的轴线作为第三轴线;通过第一轴线捕捉摄像机捕捉目标活动空间区域内人体髋关节与头顶之间部分的图像,并传输至总处理器,总处理器对图像进行二值化处理后确定第一轴线;通过第二轴线捕捉摄像机捕捉目标活动空间区域内人体膝盖与髋关节之间部分的图像,并传输至总处理器,总处理器对图像进行二值化处理后确定第二轴线;通过第三轴线捕捉摄像机捕捉目标活动空间区域内人体脚底与膝盖之间部分的图像,并传输至总处理器,总处理器对图像进行二值化处理后确定第三轴线;通过总处理器对第一轴线、第二轴线、第三轴线与水平面的夹角进行分析,侦测判断是否存在摔倒场景;

(8)摔倒警报步骤,当侦测到摔倒场景时,总处理器将发出警报信号并将信号分别传至语音警报装置和远程监护人终端,语音警报装置在接收到警报信号时将发出语音警报,以及时使独居老人的周围邻居知晓并进行救助;远程监护人终端在接收到警报信号时将提示远程监护人出现摔倒场景,以便远程监护人及时做出判断和处置。

7.根据权利要求4所述的一种用于独居老人的安全侦测方法,其特征在于所述侦测方法用于权利要求4或5所述的用于独居老人的安全侦测系统。

8.根据权利要求6或7所述的一种用于独居老人的安全侦测方法,其特征在于,所述帧间差分计算为两帧差分计算,具体采用以下函数进行:FD=CF(n)-LF(n-1);

其中,CF(n)指当前帧,LF(n-1)指上一帧,FD指帧差;

跟随场景的判断采用以下方法:若经连通区域分析发现视频图像出现两个或以上的连通区域,则视为出现跟随场景;若经连通区域分析发现视频图像出现的连通区域少于两个,则视为未出现跟随场景。

9.根据权利要求6或7所述的一种用于独居老人的安全侦测方法,其特征在于,摔倒场景判断采用以下方法:若经分析发现第一轴线、第二轴线、第三轴线与水平面的夹角均小于

30度,且第三轴线与地面有接触点,则视为出现摔倒场景;否,则视为未出现摔倒场景。

10.根据权利要求6或7所述的一种用于独居老人的安全侦测方法,其特征在于,所述帧间差分计算为三帧差分计算。