CN112874463A - 一种儿童被困高温车内的保护与报警***及方法 - Google Patents

一种儿童被困高温车内的保护与报警***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种儿童被困高温车内的保护与报警***及方法，通过在车内安装车内检测模块、状态电控单元、车身控制模块、判断电控单元、人像识别模块，人像识别模块主要是识别车内是否存在儿童，车内检测模块有效的对车内实时温度数据与氧气浓度数据进行检测，判断电控单元有效的将接收到实时温度数据和氧气浓度数据与温度和氧气浓度临界值进行比较，并根据状态电控单元输入的结果来判断车内状态，并将结果传输至车身控制模块，车身控制模块接收到信息后控制车身有效对困在车内的儿童实行救援措施。

Description

一种儿童被困高温车内的保护与报警***及方法
技术领域
本发明涉及汽车内人员安全领域，具体为一种儿童被困高温车内的保护与报警***及方法。
背景技术
进入21世纪，随着人们生活水平的提高，汽车已经走入了千家万户。截至2020年底，全国汽车保有量达到2.81亿辆，许多家庭都会选择汽车作为代步工具。尤其是在夏季，气温升高，大家在出行的时候往往会选择驾驶私家车，并在途中关闭车窗，打开空调。一旦家长将汽车熄火，关闭空调，就造成了车厢封闭的情况。
科学研究发现，当气温达到35℃时，阳光照射15分钟，封闭车厢里的温度就能升至65℃，这也就意味着哪怕在停车之前一直开着空调，即使是成年人，在这样的环境里待上半个小时也能致命。更何况儿童的呼吸***和耐热能力远不如成年人，他们的体温上升速度和水分散失速度都比成年人要快，很容易发生“中暑”或者因体内热量过度积蓄而引发神经器官受损的情况。倘若被困在封闭车厢内的时间过长，还容易引起缺氧导致窒息死亡。
近年来，儿童被困高温车厢导致儿童死亡的案例数不胜数，其主要原因是家长疏忽大意或是存在侥幸心理地将儿童遗留在封闭车厢内。而当车内温度升高的时候，儿童无法打开车门或者车窗，缺乏安全知识，并且车内也没有报警和高温保护机制，一方面没有做到及时通风保证车内氧气充足，温度降低，另一方面也没有及时引起路过行人的注意，延误了儿童的救援时间。
发明内容
针对现有技术中汽车内在温度升高时没有报警和高温保护机制存在无法及时通风保证车内氧气充足以及无法引起路过行人注意延误了儿童的救援时间的问题，本发明提供一种儿童被困高温车内的保护与报警***及方法，该***减少高温天气儿童被困在封闭车厢内无人施救而造成的儿童生命事故的发生，使儿童及时获救。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种儿童被困高温车内的保护与报警***，包括车体内安装的车内检测模块、状态电控单元、车身控制模块、判断电控单元和人像识别模块；所述判断电控单元的输入端连接状态电控单元、人像识别模块和车内检测模块；判断电控单元的输出端连接车身控制模块；车身控制模块的输出端分别连接车内联网装置、车窗、车灯和喇叭；判断电控单元对车内状态进行判断检测并发送至车身控制模块进行车身控制，实现车辆在锁闭状态下的对被困儿童的保护和报警。
优选的，车内检测模块用于检测锁闭状态下车内的实时温度数据与氧气浓度数据，并将检测到的数据输入判断电控单元；车内检测模块包括氧气浓度传感器和温度传感器；温度传感器安装在后排座椅处，且在远离发动机、车顶以及阳光直射的位置处设置，用于检测车内实时温度数据；氧气浓度传感器安装在座椅处设置，用于检测封闭车厢内的氧气浓度。
优选的，判断电控单元在仪表盘处设置，用于判断所检测的汽车是否为高温封闭汽车以及车内是否存在被困儿童，将接收到实时温度数据和氧气浓度数据与温度和氧气浓度临界值进行比较，并根据状态电控单元输入的结果来判断车内状态，并将结果传输至车身控制模块。
优选的，状态电控单元用于判断熄火后汽车处于锁闭状态或非锁闭状态。
优选的，车身控制模块在仪表盘处设置，当判断电控单元判断当前高温车内存在被困儿童时，车身控制模块控制电动车窗下降预设高度处，同时控制车灯与喇叭进行双闪和鸣笛，用于吸引路人前来救援。
进一步的，车身控制模块内设有车辆联网装置，用于向车主发送警报信息。
优选的，人像识别模块包括人工智能开发板和摄像头，摄像头电源板连接人工智能开发板，摄像头用于获取车厢内的图像信息，并将收集到的图像信息传输至人工智能开发板上，人工智能开发板通过深度学习的目标检测算法智能识别摄像头传输来的图像信息中是否存在儿童的图像信息，判定车内是否存在被困儿童；并将检测的结果输入判断电控单元。
一种儿童被困高温车内的保护与报警方法，基于上述任意一项的保护与报警***，包括如下步骤：
步骤1，状态电控单元检测汽车车门和车窗是否处于锁闭状态，当检测到汽车车门和车窗为锁闭状态时，执行步骤2，当检测到汽车车门和车窗为未锁闭状态时，不发出报警信号；
步骤2，人像识别模块识别车内是否存在儿童，当识别车内存在儿童，执行步骤3，当识别车内不存在儿童，不发出报警信号；
步骤3，车内检测模块检测车内温度和氧气浓度，当满足车内温度高于车内温度临界值和氧气浓度低于氧气浓度临界值的任意一个条件时，执行步骤4，当车内温度低于车内温度临界值和氧气浓度高于氧气浓度临界值时，不发出报警信号；
步骤4，车身控制模块控制电动车窗下降至预设高度，控制车灯与喇叭进行双闪鸣笛吸引路人前来救援，同时车身控制模块向车主发送报警信息。
优先的，人像识别模块包括人工智能开发板和摄像头，人工智能开发板利用深度学习的目标检测算法，根据摄像头采集到的图像信息智能识别车内的儿童图像信息，检测车内被困儿童的情况。
优选的，车内温度临界值为40℃，氧气浓度临界值为19％，预设高度为车窗的2/3高度处。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过一种儿童被困高温车内的保护与报警***，通过在车内安装车内检测模块、状态电控单元、车身控制模块、判断电控单元、人像识别模块，人像识别模块主要是识别车内是否存在儿童，车内检测模块有效的对车内实时温度数据与氧气浓度数据进行检测，判断电控单元有效的将接收到实时温度数据和氧气浓度数据与温度和氧气浓度临界值进行比较，并根据状态电控单元输入的结果来判断车内状态，并将结果传输至车身控制模块，车身控制模块接收到信息后控制车身有效对困在车内的儿童实行救援措施。
进一步的，车内检测模块用于检测锁闭状态下车内的实时温度数据与氧气浓度数据，并将检测到的数据输入判断电控单元，有效的对车内的实时温度数据和氧气浓度数据进行检查，提高车内实时数据的检测。
进一步的，判断电控单元在仪表盘处设置，用于判断所检测的汽车是否为高温封闭汽车以及车内是否存在被困儿童，将接收到实时温度数据和氧气浓度数据与温度和氧气浓度临界值进行比较，并根据状态电控单元输入的结果来判断车内状态，并将结果传输至车身控制模块，通过实时数据与预设临界值的比较，进行有效的实施判断。
进一步的，状态电控单元有效的检测熄火后汽车处于锁闭状态或非锁闭状，便于后续的检测。
进一步的，车身控制模块有效的通过判断电控单元对车身进行控制，有效的对车内儿童实行营救措施。
更进一步的，车身控制模块内设有车辆联网装置，便于向车主发送警报信息，提高了对被困儿童进行营救措施。
进一步的，人像识别模块包括人工智能开发板和摄像头，有效的对儿童图像进行采集和识别，提高了识别检测的准确性。
一种儿童被困高温车内的保护与报警方法，通过车身内各个***的逐级识别与检测判断，有效的避免了高温天气儿童被困在封闭车厢内无人施救而造成的儿童生命事故的发生，使得儿童及时获救。
进一步的，人像识别模块包括人工智能开发板和摄像头，人工智能开发板利用深度学习的目标检测算法，根据摄像头采集到的图像信息智能识别车内的儿童图像信息，检测车内被困儿童的情况，深度学习的目标检测算法将从图像中抽取多个候选区域，对每一个候选区域利用卷积神经网络进行特征提取。并且使用专有类的线性SVM分类选中的每一个区域，有效的判别是否属于儿童类图像。
附图说明
图1为本发明中一种儿童被困高温车内的保护与报警***示意图；
图2为本发明中一种儿童被困高温车内的保护与报警方法结构流程图；
图3为本发明中一种儿童被困高温车内的保护与报警***结构示意图。
图中：1-车体；2-温度传感器；3-氧气浓度传感器；4-状态电控单元；5-蓄电池；6-车身控制模块；7-判断电控单元；8-人工智能开发板；9-摄像头；10-车窗。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供了一种儿童被困高温车内的保护与报警***，如图1和图3所示，包括车体1内安装的车内检测模块、状态电控单元4、车身控制模块5、判断电控单元7、人像识别模块；所述判断电控单元7的输入端连接状态电控单元4、人像识别模块和车内检测模块；判断电控单元7的输出端连接车身控制模块6；车身控制模块6的输出端分别连接车内联网装置、车窗10、车灯和喇叭；判断电控单元7对车内状态进行判断检测并发送至车身控制模块6进行车身控制，实现车辆在锁闭状态下的对被困儿童的保护和报警。
车内检测模块用于检测锁闭状态下车内的实时温度数据与氧气浓度数据，并将检测到的数据输入判断电控单元7；车内检测模块包括氧气浓度传感器3和温度传感器2；温度传感器2安装在后排座椅处，且在远离发动机、车顶以及阳光直射的位置处设置，用于检测车内实时温度数据；氧气浓度传感器3安装在座椅处设置，用于检测封闭车厢内的氧气浓度。
判断电控单元7在仪表盘处设置，用于判断所检测的汽车是否为高温封闭汽车以及车内是否存在被困儿童，将接收到实时温度数据和氧气浓度数据与温度和氧气浓度临界值进行比较，并根据状态电控单元输入的结果来判断车内状态，并将结果传输至车身控制模块6。
状态电控单元4用于判断熄火后汽车处于锁闭状态或非锁闭状态；锁闭状态指汽车车窗10、车门均关闭且车门已锁的情况；非锁闭状态指除锁闭状态外的其他状态。
车身控制模块6在仪表盘处设置，当判断电控单元7判断当前高温车内存在被困儿童时，车身控制模块6控制电动车窗10下降预设高度处，同时控制车灯与喇叭进行双闪和鸣笛，用于吸引路人前来救援，车身控制模块6内设有车辆联网装置，用于向车主发送警报信息。
人像识别模块包括人工智能开发板8和摄像头9，摄像头9电源板连接人工智能开发板8，摄像头9可以仅设置在后视镜处，也可以加装在后排座椅左上方，摄像头9用于获取车厢内的图像信息，并将收集到的图像信息传输至人工智能开发板8上，人工智能开发板8通过深度学习的目标检测算法智能识别摄像头9传输来的图像信息中是否存在儿童的图像信息，判定车内是否存在被困儿童；并将检测的结果输入判断电控单元7。
其中，一种儿童被困高温车内的保护与报警方法，如图2所示，包括如下步骤：
步骤1，状态电控单元4检测汽车车门和车窗10是否处于锁闭状态，当检测到汽车车门和车窗10为锁闭状态时，执行步骤2，当检测到汽车车门和车窗10为未锁闭状态时，不发出报警信号；
步骤2，人像识别模块识别车内是否存在儿童，当识别车内存在儿童，执行步骤3，当识别车内不存在儿童，不发出报警信号；
步骤3，车内检测模块检测车内温度和氧气浓度，当满足车内温度高于车内温度临界值和氧气浓度低于氧气浓度临界值的任意一个条件时，执行步骤4，当车内温度低于车内温度临界值和氧气浓度高于氧气浓度临界值时，不发出报警信号；
步骤4，车身控制模块6控制电动车窗10下降至预设高度，控制车灯与喇叭进行双闪鸣笛吸引路人前来救援，同时车身控制模块6向车主发送报警信息。
人像识别模块包括人工智能开发板8和摄像头9，人工智能开发板8利用深度学习的目标检测算法，根据摄像头9采集到的图像信息智能识别车内的儿童图像信息，检测车内被困儿童的情况。
车内温度临界值为40℃，在此温度下儿童短时间内就会中暑、脱水、呼吸困难甚至死亡；氧气浓度临界值为19％，处在氧气浓度为19％的环境中，人摄入的氧气不足，血液中的氧分压过低，各部分组织的细胞就都会由于供氧不足出现一定的变化，表现出相应的缺氧症状；预设高度为车窗的2/3高度处。
本发明利用具有深度学习算法的人工智能开发板8，通过摄像头9获取到的图像智能识别车内的儿童信息，结合温度传感器2与氧气浓度传感器3，判断高温车内被困儿童的情况，并利用控制***触发车内的声光报警器，向路人发出救援信号。同时控制车窗ECU打开部分车窗10，降低车内温度、保证氧气充足，减少儿童高温伤害。通过车内联网***向车主发出警报信息。
具有深度学习算法的芯片，通过人工智能识别技术检测车内人员的情况相较于红外感应器来说，受外界温度环境的影响更小；相较于压力传感器，装备有智能识别芯片的车辆所处外部环境的变化导致车内物品掉落造成的压力变化不会引起误报，因此提高了检测的准确性，可以有效降低误报的概率，智能化程度高。
本发明中还包括有蓄电池5用于为熄火状态下的汽车检测与报警***提供电源；本发明中状态控制单元4、车内检测模块内的温度传感器2和氧气浓度传感器3、人像识别模块中的人工智能开发板8分别通过导线与判断电控单元7相连；判断控制单元7与车身控制模块6相连。
实施例
车体1内安装的车内检测模块、状态电控单元4、车身控制模块6、判断电控单元7、人像识别模块和内置电池，车内检测模块包括温度传感器2与氧气浓度传感器3。温度传感器2安装在后排座椅附近，远离发动机、车顶以及避免阳光直射的位置，用于检测车内实时温度数据。氧气浓度传感器3安装座椅附近，用于检测封闭车厢内的氧气浓度。人像识别模块包括小型摄像头9与人工智能开发板8。摄像头9安装在后视镜处，用于获取车厢内的图像信息，并将收集到的图像信息传输至人工智能开发板8。人工智能开发板8根据深度学习的目标检测算法，智能识别摄像头9传输来的图像信息判定并将检测的结果输入判断电控单元7。判断电控单元7安装在仪表盘附近，将接收到实时温度数据和氧气浓度数据与预设临界值进行比较，并根据状态电控单元4输入的结果来判断车内状态。状态控制单元4、车内检测模块内的温度传感器2和氧气浓度传感器3、人像识别模块中的人工智能开发板8分别通过导线与判断电控单元7相连。判断控制单元与车身控制模块6相连。
首先检测汽车车门是否处于锁死状态，车窗10是否处于关闭状态；当接收到汽车处于锁闭状态的信号后，人工智能开发板8利用深度学习算法，根据摄像头9采集到的图像信息智能识别其中的儿童图像信息，检测车内被困儿童的情况；若车内不存在儿童，则不会启动报警保护装置；若检测到车内存在儿童，则利用温度传感器2和氧气浓度传感器3检测车厢内的温度与氧气含量，当车厢内温度高于设定临界值40℃和车厢内氧气含量低于设定临界值19％的条件任意一个满足时，判断电控单元向车身控制模块6发出控制信号。若两个条件都不满足，则不启动报警装置。当报警和保护***启动时，车身控制器立即发出控制信号至车窗ECU使车窗10部分打开，降低车内温度、保证氧气充足。并利用控制***触发车内的声光报警器，向路人发出救援信号，利用车内联网***向车主发出警报信息。
在本发明的工作过程中，当状态电控单元4发出车厢处于锁闭状态的判断电信号后，摄像头9将采集到的图像信息传输给人工智能开发板8，人工智能开发板8进行儿童图像识别判断并将判断结果以电信号的方式传输给判断电控单元7。车内温度传感器2和氧气浓度传感器3分别将检测到的温度信号和氧气浓度信号传输到判断电控单元7，判断电控单元7将实时温度和氧气浓度与预设值进行比较，当判断结果为车内存在被困儿童，且车厢内温度过高或氧气含量过低，则由判断电控单元7发出控制信号到车身控制模块6，车身控制模块6分别发出控制信号到车内联网***、车窗ECU和车灯与喇叭。

Claims (10)

1.一种儿童被困高温车内的保护与报警***，其特征在于，包括车体(1)内安装的车内检测模块、状态电控单元(4)、车身控制模块(6)、判断电控单元(7)和人像识别模块；所述判断电控单元(7)的输入端连接状态电控单元(4)、人像识别模块和车内检测模块；判断电控单元(7)的输出端连接车身控制模块(6)；车身控制模块(6)的输出端分别连接车内联网装置、车窗(10)、车灯和喇叭；判断电控单元(7)对车内状态进行判断检测并发送至车身控制模块(6)进行车身控制，实现车辆在锁闭状态下的对被困儿童的保护和报警。
2.根据权利要求1所述的一种儿童被困高温车内的保护与报警***，其特征在于，所述车内检测模块用于检测锁闭状态下车内的实时温度数据与氧气浓度数据，并将检测到的数据输入判断电控单元(7)；车内检测模块包括氧气浓度传感器(3)和温度传感器(2)；温度传感器(2)安装在后排座椅处，且在远离发动机、车顶以及阳光直射的位置处设置，用于检测车内实时温度数据；氧气浓度传感器(3)安装在座椅处设置，用于检测封闭车厢内的氧气浓度。
3.根据权利要求1所述的一种儿童被困高温车内的保护与报警***，其特征在于，所述判断电控单元(7)在仪表盘处设置，用于判断所检测的汽车是否为高温封闭汽车以及车内是否存在被困儿童，将接收到实时温度数据和氧气浓度数据与温度和氧气浓度临界值进行比较，并根据状态电控单元(4)输入的结果来判断车内状态，并将结果传输至车身控制模块(6)。
4.根据权利要求1所述的一种儿童被困高温车内的保护与报警***，其特征在于，所述状态电控单元(4)用于判断熄火后汽车处于锁闭状态或非锁闭状态。
5.根据权利要求1所述的一种儿童被困高温车内的保护与报警***，其特征在于，所述车身控制模块(6)在仪表盘处设置，当判断电控单元(7)判断当前高温车内存在被困儿童时，车身控制模块(6)控制电动车窗(10)下降预设高度处，同时控制车灯与喇叭进行双闪和鸣笛，用于吸引路人前来救援。
6.根据权利要求5所述的一种儿童被困高温车内的保护与报警***，其特征在于，所述车身控制模块(6)内设有车辆联网装置，用于向车主发送警报信息。
7.根据权利要求1所述的一种儿童被困高温车内的保护与报警***，其特征在于，所述人像识别模块包括人工智能开发板(8)和摄像头(9)，摄像头(9)电源板连接人工智能开发板(8)，摄像头(9)用于获取车厢内的图像信息，并将收集到的图像信息传输至人工智能开发板(8)上，人工智能开发板(8)通过深度学习的目标检测算法智能识别摄像头(9)传输来的图像信息中是否存在儿童的图像信息，判定车内是否存在被困儿童；并将检测的结果输入判断电控单元(7)。
8.一种儿童被困高温车内的保护与报警方法，其特征在于：基于权利要求1-7的任意一项的保护与报警***，包括如下步骤：
步骤1，状态电控单元(4)检测汽车车门和车窗(10)是否处于锁闭状态，当检测到汽车车门和车窗(10)为锁闭状态时，执行步骤2，当检测到汽车车门和车窗(10)为未锁闭状态时，不发出报警信号；
步骤2，人像识别模块识别车内是否存在儿童，当识别车内存在儿童，执行步骤3，当识别车内不存在儿童，不发出报警信号；
步骤3，车内检测模块检测车内温度和氧气浓度，当满足车内温度高于车内温度临界值和氧气浓度低于氧气浓度临界值的任意一个条件时，执行步骤4，当车内温度低于车内温度临界值和氧气浓度高于氧气浓度临界值时，不发出报警信号；
步骤4，车身控制模块(6)控制电动车窗(10)下降至预设高度，控制车灯与喇叭进行双闪鸣笛吸引路人前来救援，同时车身控制模块(6)向车主发送报警信息。
9.根据权利要求8所述的一种儿童被困高温车内的保护与报警方法，其特征在于，所述人像识别模块包括人工智能开发板(8)和摄像头(9)，人工智能开发板(8)利用深度学习的目标检测算法，根据摄像头(9)采集到的图像信息智能识别车内的儿童图像信息，检测车内被困儿童的情况。
10.根据权利要求8所述的一种儿童被困高温车内的保护与报警方法，其特征在于，所述车内温度临界值为40℃，氧气浓度临界值为19％，预设高度为车窗的2/3高度处。
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