TWI438725B - 兒童輔助系統及其方法 - Google Patents

Description

兒童輔助系統及其方法

本發明涉及一種兒童輔助系統及其方法，尤其涉及一種防止兒童觸及危險家電的兒童輔助系統及方法。

許多日常生活中使用的家電物體，帶有一定的危險性，如烤箱、電冰箱、果汁攪拌機等。而兒童對周圍的一切事物都充滿好奇，並且無法分辨哪些是危險家電，因此可能會在無人看管的情況下觸及危險家電，帶來意外傷害。

鑒於以上內容，有必要提供一種兒童輔助系統及方法，可防止兒童觸及危險家電。

一種兒童輔助系統，該系統包括：一影像獲取模組，該影像獲取模組用於獲取一攝像裝置攝取的場景圖像，該場景圖像中包括物品各點與攝像裝置之間的距離資訊；一偵測模組，該偵測模組用於偵測該場景圖像中是否存在兒童；一判斷模組，該判斷模組用於在該偵測模組偵測到該場景圖像中存在兒童時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，判斷該兒童與危險家電之間的距離是否小於一預定值；及一執行模組，該執行模組用於在該判斷模組確定該兒童與危險家電之間的距離小於一預定值時，切斷該危險家電的電源，並提示用戶。

一種兒童輔助方法，該方法包括：獲取一攝像裝置攝取的場景圖像，該場景圖像中包括物品各點與攝像裝置之間的距離資訊；偵測該場景圖像中是否存在兒童；在偵測到該場景圖像中存在兒童時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，判斷該兒童與危險家電之間的距離是否小於一預定值；及在確定該兒童與危險家電之間的距離小於一預定值時，切斷該危險家電的電源，並提示用戶。

本發明藉由在偵測到場景圖像中存在兒童，且兒童與危險家電之間的距離小於一預定值時，切斷該危險家電的電源，並提示用戶，可防止兒童觸及危險家電。

如圖1所示，是本發明一實施方式的兒童輔助系統10的方框示意圖。該兒童輔助系統10應用於一電子裝置1上，該電子裝置1與一攝像裝置2連接，根據該攝像裝置2攝取的場景圖像，在該場景中存在危險家電時，確定該場景中是否存在兒童以及該兒童與該攝像裝置2的距離，從而在場景中有兒童時，切斷該危險家電的電源並提示用戶。該電子裝置1還包括一中央處理器20及一記憶體30。

該攝像裝置2用於攝取前方場景，並生成場景影像。在本實施例中，所述攝像裝置2為一種深度攝影機（Depth-sensing Camera），如時間飛行（Time of Flight，TOF）攝影機，用於攝取場景影像，該場景影像中包括被攝物體的景深資訊。所述被攝物體的景深資訊是指被攝物體各點與攝像裝置2的距離資訊。由於攝像裝置2在拍攝目標物時，將發射一定波長的信號，當信號遇到目標物時即會反射至攝像裝置2，根據信號發射與接收之間的時間差即可計算出目標物上各點與攝像裝置2之間的距離資訊，因此所述攝像裝置2可得到場景影像中被攝物體各點與攝像裝置2之間的距離資訊，即景深資訊，以下稱為場景影像中被攝物體各點與攝像裝置2之間的距離資訊。

在本實施方式中，該兒童輔助系統10包括一影像獲取模組101、一偵測模組102、一判斷模組103及一執行模組104。本發明所稱的模組是指一種能夠被電子裝置1的中央處理器20所執行並能夠完成特定功能的一系列電腦程式塊，其存儲於電子裝置1的記憶體30中。

其中，該記憶體30中還存儲有若干個不同的三維兒童範本。該若干個不同的三維兒童範本為該類型攝像裝置2在執行本發明前所攝取的，其按照拍照姿勢包括三類：正面兒童影像、側面兒童影像及背面兒童影像。

該影像獲取模組101用於獲取該攝像裝置2攝取的前方場景圖像。

該偵測模組102用於偵測場景圖像中是否存在兒童。具體為：該偵測模組102將該場景圖像與存儲於記憶體30中的若干個不同的三維兒童範本進行比較，來判斷該場景圖像中是否存在兒童。如果該場景圖像中至少存在與該若干個不同的三維兒童範本中的一個相同的部分，則該偵測模組102確定該場景圖像中存在兒童。如果該場景圖像中不存在任意一個與三維兒童範本相同的部分，則該偵測模組102確定該場景圖像中不存在兒童。

該判斷模組103用於根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置2之間的距離，判斷該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值（如0.09米）。具體為：該判斷模組103確定該場景圖像中存在的危險家電的數量，並當該場景圖像中存在的危險家電的數量為一個時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，來確定該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。當該場景圖像中存在的危險家電的數量超過一個時，該判斷模組103根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，來確定該偵測到的兒童與各危險家電之間的距離，確定該偵測到的兒童與各危險家電之間的距離中的最小距離，將該確定的最小距離作為偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。

當確定該偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離小於該預定值時，該執行模組104切斷該危險家電的電源並提示用戶。在本實施方式中，該電子裝置1還外接於一顯示裝置3或者一報警器4，該執行模組104藉由該顯示裝置3或者該報警器4提示用戶，從而用戶可及時前往監控場景去瞭解情況。

在本發明的第一實施方式中，該記憶體30中還存儲有一場景地圖。該場景地圖包括多個不同場景中的物體模型，並可根據該場景內的物體的變化而進行更換。其中，該場景地圖為該類型攝像裝置2在執行本發明前，在該場景中無人的情況下攝取的。

該兒童輔助系統10還包括一區域設定模組105，該區域設定模組105用於回應用戶的操作，獲取該存儲在記憶體中的場景地圖，選擇設定場景地點，並可根據與、交、減或者反運算選擇、增加或減少危險家電來設定被監控區域。其中，與運算為選擇的物體為危險家電，反運算為除了被選擇物體外為危險家電，交運算為選擇的物體的交集為危險家電，減運算為先選擇的物體減去後選擇的物體為危險家電。藉由該區域設定模組105能有效地排除場景的不相關區域，從而避免浪費時間在分析不相關區域影像上。其中，該區域設定模組105可用於設定多處場景中的被監控區域。

該判斷模組103確定該偵測的兒童與該區域設定模組105所設定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與該區域設定模組105所設定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。當確定該偵測到的兒童與該區域設定模組105所設定的危險家電之間的距離小於該預定值時，該執行模組104切斷該危險家電的電源並提示用戶。

在本發明的第二實施方式中，該記憶體30中還存儲有若干個不同的危險家電的三維模型，該若干個不同的危險家電的三維模型為該類型攝像裝置2在執行本發明前所攝取的。

該兒童輔助系統10還包括一影像分析模組106，該影像分析模組106用於偵測該場景圖像中是否存在危險家電。具體為：該影像分析模組106將該場景圖像與存儲於記憶體30中的若干個不同的危險家電範本進行比較，來判斷該場景圖像中是否存在危險家電。如果該場景圖像中至少存在與該若干個不同的危險家電範本中的一個相同的部分，則該影像分析模組106確定該場景圖像中存在危險家電。如果該場景圖像中不存在任意一個與危險家電範本相同的部分，則該影像分析模組106確定該場景圖像中不存在危險家電。

該偵測模組102用於在該影像分析模組106偵測到該場景圖像中存在危險家電時，偵測該場景圖像中是否存在兒童。該判斷模組103確定該偵測的兒童與該影像分析模組106所確定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與該影像分析模組106所確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。當確定該偵測到的兒童與該影像分析模組106所確定的危險家電之間的距離小於該預定值時，該執行模組104切斷該危險家電的電源並提示用戶。

請參閱圖2，為本發明兒童輔助方法的流程圖。

在步驟S201中，該影像獲取模組101獲取該攝像裝置2攝取的前方場景圖像。

在步驟S202中，該偵測模組102偵測場景圖像中是否存在兒童。具體為：該偵測模組102將該場景圖像與存儲於記憶體30中的若干個不同的三維兒童範本進行比較，來判斷該場景圖像中是否存在兒童。如果該場景圖像中至少存在與該若干個不同的三維兒童範本中的一個相同的部分，則該偵測模組102確定該場景圖像中存在兒童。如果該場景圖像中不存在任意一個與三維兒童範本相同的部分，則該偵測模組102確定該場景圖像中不存在兒童。

在步驟S203中，該判斷模組103用於根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，判斷該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。具體為：該判斷模組103確定該場景圖像中存在的危險家電的數量，並在該場景圖像中存在的危險家電的數量為一個時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，來確定該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。當該場景圖像中存在的危險家電的數量超過一個時，該判斷模組103根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，來確定該偵測到的兒童與各危險家電之間的距離，確定該偵測到的兒童與各危險家電之間的距離中的最小距離，將該確定的最小距離作為偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。當該偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離小於該預定值時，執行步驟S204。當該偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離不小於該預定值時，執行步驟S201。

在步驟S204中，該執行模組104切斷該危險家電的電源並提示用戶。

在本發明的第一實施方式中，在步驟S201之前還包括一步驟：

該區域設定模組105用於回應用戶的操作，獲取該場景地圖，選擇設定場景地點，並可根據與、交、減或者反運算選擇、增加或減少危險家電來設定被監控區域，從而藉由該區域設定模組105設定危險家電。其中，與運算為選擇的物體為危險家電，反運算為除了被選擇物體外為危險家電，交運算為選擇的物體的交集為危險家電，減運算為先選擇的物體減去後選擇的物體為危險家電。

在本發明的第二實施方式中，在步驟S202之前還包括一步驟：

該影像分析模組106用於偵測該場景圖像中是否存在危險家電。具體為：該影像分析模組106將該場景圖像與存儲於記憶體30中的若干個不同的危險家電範本進行比較，來判斷該場景圖像中是否存在危險家電，從而藉由該影像分析模組106確定危險家電。如果該場景圖像中至少存在與該若干個不同的危險家電範本中的一個相同的部分，則該影像分析模組106確定該場景圖像中存在危險家電。如果該場景圖像中不存在任意一個與危險家電範本相同的部分，則該影像分析模組106確定該場景圖像中不存在危險家電。

最後應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。

10．．．兒童輔助系統

1．．．電子裝置

2．．．攝像裝置

20．．．中央處理器

30．．．記憶體

101．．．影像獲取模組

102．．．偵測模組

103．．．判斷模組

104．．．執行模組

3．．．顯示裝置

4．．．報警器

105．．．區域設定模組

106．．．影像分析模組

圖1為本發明一實施方式的一兒童輔助系統的方框示意圖。

圖2為本發明一實施方式的一兒童輔助方法的流程圖。

1．．．電子裝置

2．．．攝像裝置

3．．．顯示裝置

4．．．報警器

10．．．兒童輔助系統

20．．．中央處理器

30．．．記憶體

101．．．影像獲取模組

102．．．偵測模組

103．．．判斷模組

104．．．執行模組

105．．．區域設定模組

106．．．影像分析模組

Claims (10)

1. 一種兒童輔助系統，該系統包括：
   一影像獲取模組，該影像獲取模組用於獲取一攝像裝置攝取的場景圖像，該場景圖像中包括物品各點與攝像裝置之間的距離資訊；
   一偵測模組，該偵測模組用於偵測該場景圖像中是否存在兒童；
   一判斷模組，該判斷模組用於在該偵測模組偵測到該場景圖像中存在兒童時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，判斷該兒童與危險家電之間的距離是否小於一預定值；及
   一執行模組，該執行模組用於在該判斷模組確定該兒童與危險家電之間的距離小於一預定值時，切斷該危險家電的電源，並提示用戶。
2. 如申請專利範圍第1項所述之兒童輔助系統，其中，該系統還包括一區域設定模組，該區域設定模組回應用戶的操作，獲取一存儲在記憶體中的場景地圖，選擇設定場景地點，並根據與、交、減或者反運算選擇、增加或減少危險家電來設定被監控區域。
3. 如申請專利範圍第1項所述之兒童輔助系統，其中，該系統還包括一影像分析模組，該影像分析模組將該場景圖像與存儲於記憶體中的若干個不同的危險家電範本進行比較，來判斷該場景圖像中是否存在危險家電；如果該場景圖像中至少存在與該若干個不同的危險家電範本中的一個相同的部分，則該影像分析模組確定該場景圖像中存在危險家電；如果該場景圖像中不存在任意一個與危險家電範本相同的部分，則該影像分析模組確定該場景圖像中不存在危險家電。
4. 如申請專利範圍第1項所述之兒童輔助系統，其中，當該判斷模組確定該場景圖像中存在的危險家電的數量為一個時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，確定該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之兒童輔助系統，其中，當該判斷模組確定該場景圖像中存在的危險家電的數量超過一個時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，來確定該偵測到的兒童與各危險家電之間的距離，確定該偵測到的兒童與各危險家電之間的距離中的最小距離，將該確定的最小距離作為偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。
6. 一種兒童輔助方法，該方法包括：
   獲取一攝像裝置攝取的場景圖像，該場景圖像中包括物品各點與攝像裝置之間的距離資訊；
   偵測該場景圖像中是否存在兒童；
   在偵測到該場景圖像中存在兒童時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，判斷該兒童與危險家電之間的距離是否小於一預定值；及
   在確定該兒童與危險家電之間的距離小於一預定值時，切斷該危險家電的電源，並提示用戶。
7. 如申請專利範圍第6項所述之兒童輔助方法，其中，該方法還包括：
   回應用戶的操作，獲取一存儲在記憶體中的場景地圖，選擇設定場景地點，並根據與、交、減或者反運算選擇、增加或減少危險家電來設定被監控區域。
8. 如申請專利範圍第6項所述之兒童輔助方法，其中，該方法還包括：
   將該場景圖像與存儲於記憶體中的若干個不同的危險家電範本進行比較，來判斷該場景圖像中是否存在危險家電；
   當該場景圖像中至少存在與該若干個不同的危險家電範本中的一個相同的部分，確定該場景圖像中存在危險家電；
   當該場景圖像中不存在任意一個與危險家電範本相同的部分，確定該場景圖像中不存在危險家電。
9. 如申請專利範圍第6項所述之兒童輔助方法，其中，該步驟“根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，判斷該兒童與危險家電之間的距離是否小於一預定值”包括：
   當確定該場景圖像中存在的危險家電的數量為一個時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，確定該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與該確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。
10. 如申請專利範圍第6項所述之兒童輔助方法，其中，該步驟“根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，判斷該兒童與危險家電之間的距離是否小於一預定值”包括：
    當確定該場景圖像中存在的危險家電的數量超過一個時，根據該獲取的場景圖像的各個點到攝像裝置之間的距離，來確定該偵測到的兒童與各危險家電之間的距離，確定該偵測到的兒童與各危險家電之間的距離中的最小距離，將該確定的最小距離作為偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離，並判斷該偵測到的兒童與確定的危險家電之間的距離是否小於一預定值。