CN110288803A - 车内滞留儿童检测及提醒***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车内滞留儿童检测及提醒***及方法，该***包括：ToF传感器，其包括信号发射器和信号接收器；信号发射器用于向车内的目标区域发射探测信号，信号接收器用于接收反射信号；与处理器连接的车辆运行检测元件、车门传感器及报警单元；当车辆运行检测元件检测到车辆已经停止运行且车门传感器检测到车门已经关闭时，处理器控制ToF传感器开始操作；当处理器基于探测信号和反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，控制报警单元操作。本发明实施例利用ToF技术检测车内是否有包括儿童或宠物在内的活体生物滞留，识别准确度高，可以更好防范滞留在车内的儿童或宠物出现生命危险。

Description

车内滞留儿童检测及提醒***及方法

技术领域

本发明涉及乘车人员滞留提醒技术领域，尤其涉及一种车内滞留儿童检测及提醒***及方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

随着经济的发展，居民收入水平的提升，家庭汽车保有量也在逐年提高。家庭汽车的普及，在给人们生活带来巨大便利的同时，伴随汽车使用出现的危险情景也越来越多。

例如，在某些情况下，儿童被独自滞留在汽车内，无法脱困。若儿童长时间被遗留在车内，轻者受到惊吓，出现中暑等危害健康的情况；重者可能会出现窒息的危险，抑或在夏天的高温环境下因出现过热而遭受生命危险。造成儿童被滞留车内的原因包括儿童被家长遗忘在车内、儿童意外地将自己锁在车中，或者在少数情况下，儿童被故意留在车内。这种悲剧的造成与地域没有关联，与车主的身份、职业都没有关系，意即这种危险有可能出现在任何地点，也可能出现在任何一个家庭中。因此，检测滞留在车内的儿童并发出报警信号以寻求救援，是一件极其重要且意义重大的需求。

检测车内是否滞留儿童需要借助传感器来实现，现有技术大多使用压力传感器、电容传感器等方法，但是这些方法难以特异性的区别人体与其他物品。例如，US7378979B2公开的方案主要检测婴儿座椅的安全带是否绑定，当驾驶员下车后触发检测装置，若此时婴儿座椅安全带仍为绑定状态，则认定儿童滞留车内，发出报警。CN102259629B公开的方案主要检测车内是否有儿童啼哭声，并利用触控电容辅助检测。CN203819125U借助红外光检测车内是否滞留儿童，并利用摄像头辅助。CN105128734A利用压力传感器和声音共同实现检测。CN205524112U利用电容传感器，将人体等效为电容，根据电容的改变判断是否有人滞留在座位上。US9847004B1利用雷达传感器检测滞留儿童，传感器通过比对发射与接收的电磁波来判断被测物特性，进而判断被检测物体是否为儿童或宠物。

重量传感器、电容传感器、与安全带绑定传感器均无法区分生物体与非生物体，如果儿童座椅上放置有其他物品，则极易形成误报警。非接触式测量方法中，摄像头无法在夜间发挥功能；声音传感器只能识别有声音的儿童，无法识别静止的儿童，儿童如果无法发出声音则不能触发报警；红外传感器只能简单判断目标区域内的热度分布，准确度低；而雷达传感器则对人体存在潜在的健康隐患。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

基于前述的现有技术缺陷，本发明实施例提供了一种车内滞留儿童检测及提醒***及方法，其利用ToF技术检测车内是否有包括儿童或宠物在内的活体生物滞留，识别准确度高，可以更好防范滞留在车内的儿童或宠物出现生命危险。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种车内滞留儿童检测及提醒***，包括：

ToF传感器，所述ToF传感器包括信号发射器和信号接收器；所述信号发射器用于向车内的目标区域发射探测信号，所述信号接收器用于接收所述探测信号在目标区域内的待检物反射回来的反射信号；

与所述ToF传感器连接的处理器，所述处理器能基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物是否为滞留儿童；

与所述处理器连接的车辆运行检测元件、车门传感器及报警单元；所述车辆运行检测元件用于检测车辆是否已经停止运行，所述车门传感器用于检测车门是否已经关闭；

当所述车辆运行检测元件检测到车辆已经停止运行，且所述车门传感器检测到车门已经关闭时，所述处理器控制所述ToF传感器开始操作；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，控制所述报警单元操作。

优选地，所述ToF传感器为声波ToF传感器，所述信号发射器为声波发射器，所述信号接收器为声波接收器。

优选地，所述声波ToF传感器为微超声换能器。

优选地，所述处理器连接计时器，所述计时器用于设定二次检测时间；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物不是滞留儿童时，所述处理器控制所述ToF传感器执行二次操作；

当在所述二次检测时间倒计时结束前，所述处理器基于所述信号发射器二次发射的探测信号和所述信号接收器二次接收到的反射信号的差异仍判定待检物不是滞留儿童时，***进入休眠模式。

优选地，当在所述二次检测时间倒计时结束前，所述处理器基于所述信号发射器二次发射的探测信号和所述信号接收器二次接收到的反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，所述处理器控制所述报警单元操作。

优选地，所述报警单元包括汽车喇叭、示宽灯、通讯模块中的至少一种；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，所述报警单元操作包括汽车喇叭鸣笛、示宽灯闪烁、通讯模块向指定终端发送求救信息中的至少一种。

一种利用上述任一所述的车内滞留儿童检测及提醒***的方法，包括：

当所述车辆运行检测元件检测到车辆已经停止运行，且所述车门传感器检测到车门已经关闭时，所述处理器控制所述ToF传感器开始操作：所述ToF传感器的信号发射器向车内预定的目标区域发射探测信号，所述探测信号在目标区域内的待检物反射形成反射信号，所述反射信号被所述ToF传感器的信号接收器接收；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物为滞留儿童，控制所述报警单元操作。

优选地，所述处理器连接计时器，所述计时器用于设定二次检测时间；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物不是滞留儿童时，所述处理器控制所述ToF传感器执行二次操作；

当在所述二次检测时间倒计时结束前，所述处理器再次基于所述信号发射器二次发射的探测信号和所述信号接收器二次接收到的反射信号的差异仍判定待检物不是滞留儿童时，***进入休眠模式。

优选地，在所述二次检测时间倒计时结束前，所述处理器基于所述信号发射器二次发射的探测信号和所述信号接收器二次接收到的反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，所述处理器控制所述报警单元操作。

优选地，所述报警单元包括汽车喇叭、示宽灯、通讯模块中的至少一种；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，所述报警单元操作包括汽车喇叭鸣笛、示宽灯闪烁、通讯模块向指定终端发送求救信息中的至少一种。

本发明实施例的车内滞留儿童检测及提醒***及方法，利用ToF技术检测目标区域是否有儿童或宠物，识别准确度更高，可以更好防范滞留在车内的儿童或宠物出现生命危险。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施例，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施例在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。在附图中：

图1为本发明实施例的车内滞留儿童检测及提醒***的模块图；

图2为本发明实施例的车内滞留儿童检测及提醒***中ToF传感器的工作原理图；

图3为本发明实施例的车内滞留儿童检测及提醒***中ToF传感器在车内的安装示意图；

图4为本发明实施例的车内滞留儿童检测及提醒方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明实施例的车内滞留儿童检测及提醒***包括：ToF传感器1、与ToF传感器1连接的处理器2、与处理器2连接的车辆运行检测元件3、车门传感器4及报警单元5。

如图2所示，ToF传感器1包括信号发射器和信号接收器。信号发射器用于向车内的目标区域发射探测信号，探测信号在目标区域内的待检物反射形成反射信号，反射信号被ToF传感器1的信号接收器接收。

车辆运行检测元件3用于检测车辆是否已经停止运行，车门传感器4用于检测车门是否已经关闭。车辆运行检测元件3和车门传感器4将检测到的信号反馈给处理器2。

在本实施例中，车辆运行检测元件3可以为任意能够检测车辆当前运行状态的构造。实际中，可通过检测汽车的发动机是否处于运行状态，来判断车辆的运行状态。而汽车发动机的运行涉及多种参数，例如水温、油温、进气温度/压力、气缸负压/内压、油压、空气流量和燃料流量、曲轴运行状态、点火装置状态等。因此，通过检测并分析上述参数，可以间接反映发动机的运行状态，继而判断车辆的运行状态。

因此，车辆运行检测元件3可以采用能够检测上述任意一个或者几个参数的检测元件或者传感器。例如，车辆运行检测元件3包括但不限于：用于检测汽车发动机的水温/油温/进气温度的温度传感器、用于检测进气压力/气缸负压/内压/油压的压力传感器、用于空气流量和燃料流量的流量传感器、用于检测曲轴运行状态的位置和转速传感器、用于检测点火装置状态的点火装置检测传感器，等等。

当处理器2基于车辆运行检测元件3和车门传感器4反馈的信息，确定汽车已经停止运行，且车门已经完全关闭后，控制ToF传感器1开始检测。具体操作为：信号发射器向车内预定的目标区域发射探测信号，探测信号在目标区域内的待检物反射形成反射信号，被信号接收器接收。

当处理器2基于探测信号和反射信号的差异判定待检物为滞留儿童，控制报警单元5操作。

本发明实施例利用ToF(Time of Flight，飞行时间)技术的原理来检测汽车(包括燃油车、电动车、混合动力车)内是否有儿童滞留，并在确定有儿童滞留时，发出报警信号。ToF技术的实现可以借助光学信号(包括可见光、红外光)、射频信号、或者声波信号。如图2所示，其原理为：ToF传感器1的信号发射器向车内预定的目标区域发射具有特定频率和幅值的探测信号，探测信号接触待检物后反射，被信号接收器接收。探测信号和反射信号的幅值、频率、相位都不相同，通过综合分析探测信号和反射信号的差异，可以得知待检物的特征。收集足够多的数据后，通过机器学习，处理器2即可判别待检物是否为滞留儿童。

ToF技术分析反射信号与探测信号的差异，从而得出待检物的特征，包括待检物的三维图像。该技术可以很好的实现对滞留车内的儿童的特异性识别，准确度更高。

ToF传感器1在车内的设计如图3所示，其可以位于车内后排座椅上方，信号可以覆盖后排所有座椅。当然，ToF传感器1也可以安装于车顶、椅背、反光镜等位置，只要能对应到座椅上的物体，对具体安装位置可不作具体限定。

在利用ToF原理实现滞留儿童检测的手段中，利用声波检测最有优势。因为声波波速较慢、传播时间较长，***有较为充足的时间对反射信号与探测信号进行处理，这大大减小了***的性能要求，无需频繁短促的信号处理即可完成检测，功耗极低。另外，声波可以衍射绕避障碍物，易实现更多角度的检测。并且，声波对人体无危害。因此，声波ToF技术可以更好的实现车内滞留儿童的检测。

因此，ToF传感器1优选为声波ToF传感器，则信号发射器为声波发射器，信号接收器为声波接收器。具体的，声波ToF传感器包括一个声波发射器和一个声波接收器，声波发射器和声波接收器可以是两个独立的器件，也可以是同一个器件，即同一个器件既做声波发射器又做声波接收器。

声波发射器发出探测声波，探测声波触碰到待检物后会发生反射，反射回的反射声波信号被声波接收器接收。声波从发射到接收之间的时间差即为飞行时间，由声波波速可以推测待检物与声波ToF传感器的距离。

声波发射器发出探测声波后，探测声波在车体内传播并在接触到物体后反射，反射回的反射声波被声波接收器接收，通过分析探测声波和反射声波的信号差异，并通过特定的算法可以判断待检物是否为滞留儿童。

ToF传感器1具体可以为声波换能器，其工作频率范围在20kHz-400kHz之间。声波换能器可以是压电换能器或静电换能器，包括但不限于使用压电陶瓷制作得到的压电超声换能器、麦克风、扬声器、以及利用微加工技术得到的微超声换能器(MUT，MicromachinedUltrasonic Transducer)等。尤其，微超声换能器较常规尺寸传感器尺寸更小，成本和功耗更低，故可以安装多个，在车内各个角度。

进一步地，处理器2连接有存储器6和计时器7，存储器6用于存储ToF传感器1检测的车内数据，实现数据的缓存。计时器7用于设定二次检测时间。当处理器2基于探测信号和反射信号的差异判定待检物不是滞留儿童时，计时器7启动，处理器2控制ToF传感器1执行二次操作。当在二次检测时间倒计时结束前，处理器2会再次基于信号发射器二次发射的探测信号和信号接收器二次接收到的反射信号的差异来判定待检物是否为滞留儿童时。如判定结果仍未否，则控制***进入休眠模式。具体为控制ToF传感器1、报警单元5休眠。

而如果处理器2基于信号发射器二次发射的探测信号和信号接收器二次接收到的反射信号的差异的判定结果为是，说明第一次检测结果错误，车内有儿童滞留。此时，处理器2控制报警单元5操作。

通过计时器7设定二次检测时间，并执行二次检测操作，可有效的避免漏检的情况发生。

报警单元5可以包括汽车喇叭501、示宽灯502、通讯模块503中的至少一种。当处理器2基于探测信号和反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，报警单元5操作包括汽车喇叭501鸣笛、示宽灯502闪烁、通讯模块503向指定终端发送求救信息中的至少一种。其中，汽车喇叭501鸣笛、示宽灯502闪烁可以提示路过的行人提供帮助。通讯模块503将报警求救信号(例如短信息、电话呼叫等)传输给特定的终端设备，如车主的手机、平板电脑等，提示使用者有儿童滞留在车中，并尽快实施救援。

在本实施例中，处理器2可以按任何适当的方式实现。具体的，例如，处理器2可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器或处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)和嵌入微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)的形式，上述模块的例子包括但不限于以下微控制单元：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320。本领域技术人员也应当知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现所述处理器2的功能以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制单元等形式来实现相同功能。

上述车内滞留儿童检测及提醒***实施检测及报警的流程如图4所示。

车辆运行检测元件3检测车辆是否已经停止运行，车门传感器4检测车门是否已经关闭。

当上述两个检测的结果中至少一个为否时，说明车辆还处于运行当中，和/或，车内仍有其他人。此时，不执行下述步骤的操作。

而当上述两个检测的结果均为是时，即车辆已经停止运行，且车门已经关闭。此时，处理器2控制ToF传感器1开始工作。具体为：ToF传感器1的信号发射器向车内预定的目标区域发射探测信号，探测信号在目标区域内的待检物反射形成反射信号，反射信号被ToF传感器1的信号接收器接收。

处理器2基于探测信号和反射信号的差异来判定待检物是否为滞留儿童。当判定结果为是时，控制报警单元5操作。

如果处理器2基于探测信号和反射信号的差异来判定待检物不是滞留儿童，则计时器7启动并开始倒计时，处理器2控制ToF传感器1执行二次操作。并且，处理器2再次基于信号发射器二次发射的探测信号和信号接收器二次接收到的反射信号的差异来判定待检物是否为滞留儿童。当判定结果仍为否时，***进入休眠模式。

而如果处理器2基于信号发射器二次发射的探测信号和信号接收器二次接收到的反射信号的差异的判定结果为是，控制报警单元5操作。

一旦检测到有儿童滞留，则报警单元5发出报警信号。当救援完成后，报警解除，***在此进入休眠。

本发明实施例的车内滞留儿童检测及提醒***及方法，利用ToF技术检测目标区域是否有儿童或宠物，识别准确度更高，可以更好防范滞留在车内的儿童或宠物出现生命危险。

需要说明的是，基于ToF技术来检测车内是否有儿童滞留，仅是本发明实施例的一种可行的适用场景。实际中，本发明实施例的应用并不限于上述场景。在可设想的范围内，其还可以推广应用于检测其他任何活体生物例如宠物、老人等的滞留情况，本发明实施例对此不作限定。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容，可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车内滞留儿童检测及提醒***，其特征在于，包括：

ToF传感器，所述ToF传感器包括信号发射器和信号接收器；所述信号发射器用于向车内的目标区域发射探测信号，所述信号接收器用于接收所述探测信号在目标区域内的待检物反射回来的反射信号；

与所述ToF传感器连接的处理器，所述处理器能基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物是否为滞留儿童；

与所述处理器连接的车辆运行检测元件、车门传感器及报警单元；所述车辆运行检测元件用于检测车辆是否已经停止运行，所述车门传感器用于检测车门是否已经关闭；

当所述车辆运行检测元件检测到车辆已经停止运行，且所述车门传感器检测到车门已经关闭时，所述处理器控制所述ToF传感器开始操作；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，控制所述报警单元操作。

2.如权利要求1所述的车内滞留儿童检测及提醒***，其特征在于，所述ToF传感器为声波ToF传感器，所述信号发射器为声波发射器，所述信号接收器为声波接收器。

3.如权利要求2所述的车内滞留儿童检测及提醒***，其特征在于，所述声波ToF传感器为微超声换能器。

4.如权利要求1所述的车内滞留儿童检测及提醒***，其特征在于，所述处理器连接计时器，所述计时器用于设定二次检测时间；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物不是滞留儿童时，所述处理器控制所述ToF传感器执行二次操作；

当在所述二次检测时间倒计时结束前，所述处理器基于所述信号发射器二次发射的探测信号和所述信号接收器二次接收到的反射信号的差异仍判定待检物不是滞留儿童时，***进入休眠模式。

5.如权利要求4所述的车内滞留儿童检测及提醒***，其特征在于，当在所述二次检测时间倒计时结束前，所述处理器基于所述信号发射器二次发射的探测信号和所述信号接收器二次接收到的反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，所述处理器控制所述报警单元操作。

6.如权利要求1所述的车内滞留儿童检测及提醒***，其特征在于，所述报警单元包括汽车喇叭、示宽灯、通讯模块中的至少一种；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，所述报警单元操作包括汽车喇叭鸣笛、示宽灯闪烁、通讯模块向指定终端发送求救信息中的至少一种。

7.一种利用权利要求1至6任意一项所述的车内滞留儿童检测及提醒***的方法，其特征在于，包括：

当所述车辆运行检测元件检测到车辆已经停止运行，且所述车门传感器检测到车门已经关闭时，所述处理器控制所述ToF传感器开始操作：所述ToF传感器的信号发射器向车内预定的目标区域发射探测信号，所述探测信号在目标区域内的待检物反射形成反射信号，所述反射信号被所述ToF传感器的信号接收器接收；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物为滞留儿童，控制所述报警单元操作。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述处理器连接计时器，所述处理器连接计时器，所述计时器用于设定二次检测时间；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物不是滞留儿童时，所述处理器控制所述ToF传感器执行二次操作；

当在所述二次检测时间倒计时结束前，所述处理器再次基于所述信号发射器二次发射的探测信号和所述信号接收器二次接收到的反射信号的差异仍判定待检物不是滞留儿童时，***进入休眠模式。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述二次检测时间倒计时结束前，所述处理器基于所述信号发射器二次发射的探测信号和所述信号接收器二次接收到的反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，所述处理器控制所述报警单元操作。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述报警单元包括汽车喇叭、示宽灯、通讯模块中的至少一种；

当所述处理器基于所述探测信号和所述反射信号的差异判定待检物为滞留儿童时，所述报警单元操作包括汽车喇叭鸣笛、示宽灯闪烁、通讯模块向指定终端发送求救信息中的至少一种。