专利名称：婴幼儿监护装置及方法
技术领域：
本发明涉及监护装置领域，尤其涉及一种婴幼儿监护装置及方法。
背景技术：
目前市场上的婴幼儿监护装置都是通过视频来监护婴幼儿的行为和活动范围，这 种方式与现场的看护没有本质的区别，仅仅是婴幼儿的监护人可以离婴幼儿远一点，监护 人会感觉很累。在晚上睡觉的时候，婴幼儿有时会踢掉被子，此时监护人可能正处在睡眠之 中，不能及时发现婴幼儿睡眠的异常行为。
发明内容
鉴于以上内容，本发明较佳实施例提供一种婴幼儿监护方法，该方法应用于配备 有热成像摄像装置、控制器及报警装置的婴幼儿监护装置。所述热成像摄像装置及报警装 置通过I/O电路与控制器相连。该方法包括(a)控制器对该婴幼儿监护装置的活动范围 监护工作模式进行校准，计算出婴幼儿活动范围的位置坐标集合；(b)控制器读取热成像 摄像装置捕获到的婴幼儿的热图像数据，计算出婴幼儿的位置坐标，并判断婴幼儿的位置 坐标是否落在所计算的位置坐标集合内；(c)当婴幼儿的位置坐标落在所计算的位置坐标 集合内时返回步骤(b) ； (d)当婴幼儿的位置坐标没有落在所计算的位置坐标集合内，控制 器触发报警装置发出报警信号以通知监护人。本发明还提供一种婴幼儿监护装置，该监护装置包括热成像摄像装置、控制器及 报警装置。所述的热成像摄像装置及报警装置分别通过I/O电路与控制器相连；所述的热 成像摄像装置用于捕获婴幼儿的热图像，并获得构成该热图像的每一个像素点的对应的温 度值及坐标值；所述控制器，用于根据上述捕获的热图像在该婴幼儿监护装置的活动范围 监护工作模式下校准婴幼儿活动范围的位置坐标集合；所述控制器，还用于当该婴幼儿监 护装置运行在活动范围监护工作模式下时，读取所述热成像摄像装置捕获到的婴幼儿的热 图像数据，计算出婴幼儿的位置坐标，当该位置坐标没有落在所述位置坐标集合内时触发 报警装置发出报警信号以通知监护人。相较于现有技术，通过本发明提供的婴幼儿监护装置及方法，能有效监护婴幼儿 的活动范围，当婴幼儿的活动范围超过监护人自行设定的活动范围内时，报警装置就会发 出报警信号，提醒正在工作或正在处理其他事务的婴幼儿的监护人。
图1是本发明婴幼儿监护装置的组成框架图。图2是本发明婴幼儿监护装置工作在活动范围监护模式下的示意图。图3是本发明婴幼儿监护装置工作在睡眠状况监护模式下的示意图。图4是本发明婴幼儿监护方法的流程图。
具体实施例方式如图1所示，是本发明婴幼儿监护装置的组成框架图。该婴幼儿监护装置100包 括热成像摄像装置1、控制器2、报警装置3及设定模块4。所述的控制器2包括处理器30， 存储器20，输入/输出(I/O)电路40;所述的设定模块4包括活动范围监护50、睡眠状况 监护60、校准70及确认80四个功能按钮。所述的热成像摄像装置1用于捕获物体的热图像，并能获得构成该热图像的每一 个像素点的对应的温度值及坐标值。所述控制器2用于校准婴幼儿活动范围的位置坐标集合及校准允许婴幼儿在睡 眠时暴露在被子外的身体的最大面积。所述控制器2还用于当监测到婴幼儿出现异常情况时，发出报警信号，提醒婴幼 儿的监护人。该设定模块4用于设定婴幼儿监护装置100的工作模式。所述的婴幼儿监护装置 100的工作模式包括活动范围监护和睡眠状况监护。图1中所示的热成像摄像装置1、报警装置3及设定模块4以可操作的方式连接至 I/O电路40，可以采用不同的连接方案。例如，设定模块4可以经由直达线的方式连接至I/ 0电路40，也可通过遥控发射接收装置连接至I/O电路40并能与控制器2建立连接。为了更充分地说明本发明，在对该婴幼儿监护装置100的两种工作模式进行阐述 之前，先阐述在本发明中如何确定婴幼儿的位置坐标和婴幼儿暴露在被子外的身体的面积 的大小。该热成像摄像装置1可捕获到婴幼儿的热成像图，并能获得构成该热成像图的每 一个像素点的对应的坐标值和温度值。由于人体正常温度在36摄氏度以上，所以可通过筛 选出所有对应温度值大于30摄氏度的像素点，认为由这些像素点构成的图形即为婴幼儿 的热图像，计算出该图形包含的像素点的坐标平均值，把该坐标平均值当作婴幼儿的位置 坐标。需要说明的是，在下面的阐述中，提到婴幼儿的位置坐标，即是指婴幼儿的热图像的 像素点的坐标平均值，而非婴幼儿在实际三维空间环境中的位置坐标。同样，通过计算热图 像中所有温度值大于30摄氏度的像素点的个数之和，显然，该和值的大小正比于婴幼儿暴 露在被子外的身体的面积的大小，需要指出的是，在本发明中，采用该和值来量化婴幼儿暴 露在被子外面的面积，而非实际中婴幼儿暴露在被子外的身体的实际面积。在活动范围监护的工作模式下，首先通过校准按钮70和确认按钮80来确定一个 监护人认为合适的活动范围，得出婴幼儿的位置坐标集合。更进一步的阐述请参考图2，将 婴幼儿监护装置100的热成像摄像装置1安装在一个合适的位置，一般将热成像摄像装置 1安装在婴幼儿活动地点的上方一个合适的位置。使得该热成像摄像装置1能监护的范围 比监护人想要设定的婴幼儿的活动范围要大。首先将婴幼儿放在位置A，按下校准按钮70从而触发控制器2读取此时热成像摄 像装置1捕获到的热图像，筛选出该热图像中所有对应温度值大于30摄氏度的像素点，由 这些像素点构成图形Al，图形Al代表婴幼儿在该热图像中所形成的图像。计算出图形Al 所包含的所有像素点的坐标平均值Z(A)。按照同样的步骤，分别把婴幼儿放在图2中所示 的另外位置B、C及D，得到对应每个位置的热图像。应该明确所述的四个位置A、B、C及D 不应在一条直线上，由该四个点要能围成一个二维图形(三角形或四边形)，用于限制婴幼 儿的活动范围。在每张热图像中筛选出所有对应温度值大于30摄氏度的像素点，从而得到
5另外三个坐标平均值Z (B)、Z(C)及Z(D)。由得到的四个坐标平均值Z(A)、Z(B)、Z(C)及 Z(D)所确定的四个点构成一个图形202，由该图形202确定了婴幼儿的活动范围的位置坐 标集合。按下确认按钮80将上述计算得到的位置坐标集合保存到存储器20。上述设定完成后。若该婴幼儿监护装置100工作在活动范围监护工作模式下，控 制器2读取热成像摄像装置1捕获的热图像数据，计算婴幼儿的位置坐标，若计算出的位 置坐标落在之前计算出的婴幼儿的位置坐标集合内，则继续读取下一幅热图像数据进行计 算；否则，由控制器2发出信号触发报警装置3发出报警信号提醒婴幼儿的监护人。在婴幼儿睡眠状况监护的工作模式下，首先按下校准按钮70触发控制器20以设 定允许婴幼儿暴露在被子外的身体的最大面积，更进一步的阐述请参考图3，将婴幼儿监护 装置100的热成像摄像装置1安装在一个合适的位置，一般可将热成像摄像装置1安装在 婴儿的床的上方，使得该热成像摄像装置能监护的范围比婴幼儿在睡觉时可能的活动范围 要大。让婴幼儿躺在床上，并让婴幼儿的身体露出一部分在被子外面，此种情况为监护人认 为可以接受的上限情况。婴幼儿露出的身体部分如图形300所示，按下校准按钮70触发热 成像摄像装置1捕获到一张热图像303，控制器2读取该热图像303的数据，筛选出该热图 像303中对应温度值大于30摄氏度的像素点，由这些像素点构成图形304，图形304为婴幼 儿暴露在被子外面的身体的图像，计算出图形304所包含的像素点的个数之和，把该和值 作为允许婴幼儿暴露在被子外面的身体面积的最大值，设定完成后，按下确认按钮80将上 述计算得到的身体面积的最大值保存到存储器20。完成以上的设置后，若该婴幼儿监护装置100工作在睡眠状况监护工作模式下， 控制器2实时读取热成像摄像装置1捕获的热图像数据，计算出婴幼儿暴露在外的身体的 面积，若计算出的面积小于上述所设定的最大面积，则继续采集下一幅热图像数据进行计 算；否则，由控制器2发出信号触发报警装置3发出报警信号提醒婴幼儿监护人。参考图4，是本发明婴幼儿监护装置的工作流程图。步骤S404，计算出婴幼儿的活动范围的位置坐标集合及睡眠时允许婴幼儿暴露在 被子外的身体的最大面积。校准的方法请参考上述对图2和图3的详细阐述。步骤S408，设定婴幼儿监护装置100的工作模式。若婴幼儿监护装置100的工作 模式为活动范围监护，则流程进入步骤S410 ；若婴幼儿监护装置100工作模式为睡眠状况 监护，则流程进入步骤S418。步骤S410，控制器2读取热成像摄像装置1捕获的热图像数据，计算出婴幼儿的位
置坐标。步骤S414，控制器2判断计算出的婴幼儿的位置坐标是否落在上述计算出的婴幼 儿活动范围的位置坐标集合内；若是，流程转至S410 ；否则流程转至步骤S416。步骤S416，控制器2发出信号以触发报警装置3发出信号，使得报警装置3发出报 警信号提醒婴幼儿的监护人。步骤S418，读取当前热成像摄像装置1捕获的热图像数据，计算出婴幼儿暴露在 被子外面的身体的面积。步骤S422，判断计算出的面积是否大于上述计算出的允许婴幼儿暴露在被子外的 身体的面积的最大值；若计算出的面积不大于上述计算出的允许婴幼儿暴露在被子外的身 体的面积的最大值，流程转至步骤S418 ；否则流程转至步骤S416。
权利要求
一种婴幼儿监护方法，该方法应用于配备有热成像摄像装置、控制器及报警装置的婴幼儿监护装置，所述热成像摄像装置及报警装置通过I/O电路与控制器相连，其特征在于，该方法包括(a)控制器对该婴幼儿监护装置的活动范围监护工作模式进行校准，计算出婴幼儿活动范围的位置坐标集合；(b)控制器读取热成像摄像装置捕获到的婴幼儿的热图像数据，计算出婴幼儿的位置坐标，并判断婴幼儿的位置坐标是否落在所计算的位置坐标集合内；(c)当婴幼儿的位置坐标落在所计算的位置坐标集合内时返回步骤(b)；(d)当婴幼儿的位置坐标没有落在所计算的位置坐标集合内，控制器触发报警装置发出报警信号以通知监护人。
2.如权利要求1所述的婴幼儿监护方法，其特征在于，在步骤(a)中，校准婴幼儿活动 范围的位置坐标集合包括(al)将婴幼儿分别放在四个不同的位置，该四个位置应当能围成一个二维的三角形或 者四边形，在每个位置重复步骤(all)至步骤(al3)(all)控制器读取热成像摄像装置捕获到的婴幼儿在该位置的活动范围的热图像数据；(al2)控制器筛选出该热图像中所有对应温度值大于30摄氏度的像素点，由这些像素 点构成一个图形；(al3)控制器计算出上述图形所包含的所有像素点的坐标平均值； (a2)将得到的四个坐标平均值所确定的四个点构成一个图形，由该图形包含的位置坐 标集合即为婴幼儿活动范围的位置坐标集合。
3.如权利要求2所述的婴幼儿监护方法，其特征在于，步骤(b)中所述婴幼儿的位置坐 标是指婴幼儿热图像的所有像素点的坐标平均值。
4.如权利要求1所述的婴幼儿监护方法，其特征在于，该方法还包括(e)控制器对该婴幼儿监护装置的睡眠状况监护工作模式进行校准，计算出睡眠时允 许婴幼儿暴露在外的身体的最大面积；(f)控制器读取热成像摄像装置捕获到的热图像数据，计算出婴幼儿暴露在外的身体 的面积，并判断婴幼儿暴露在外的身体的面积是否大于所计算出的最大面积；(g)当婴幼儿暴露在外的身体的面积不大于所计算出的最大面积时，返回步骤(f)；(h)当婴幼儿暴露在外的身体的面积大于所计算出的最大面积时，控制器触发报警装 置发出报警信号以通知监护人。
5.如权利要求4所述的婴幼儿监护方法，其特征在于，在步骤(e)中，校准睡眠时允许 婴幼儿暴露在外的身体的最大面积包括将婴幼儿放置在床上，并使婴幼儿身体露出一部分在外面，该露出的一部分的面积为 监护人所能接受的最大面积；控制器读取热成像摄像装置捕获的于上述情况下的婴幼儿睡眠时的热图像数据； 控制器筛选出该热图像中对应温度值大于30摄氏度的像素点，所述像素点构成婴幼 儿暴露在外的身体的图形；控制器计算出该图形所包含的像素点的个数之和，将该和值作为允许婴幼儿暴露在外的身体面积的最大值。
6.一种婴幼儿监护装置，其特征在于，该婴幼儿监护装置包括热成像摄像装置、控制器 及报警装置，所述的热成像摄像装置及报警装置分别通过I/O电路与控制器相连；所述的热成像摄像装置用于捕获婴幼儿的热图像，并获得构成该热图像的每一个像素 点的对应的温度值及坐标值；所述控制器，用于根据上述捕获的热图像在该婴幼儿监护装置的活动范围监护工作模 式下校准婴幼儿活动范围的位置坐标集合；所述控制器，还用于当该婴幼儿监护装置运行在活动范围监护工作模式下时，读取所 述热成像摄像装置捕获到的婴幼儿的热图像数据，计算出婴幼儿的位置坐标，当该位置坐 标没有落在所述位置坐标集合内时触发报警装置发出报警信号以通知监护人。
7.如权利要求6所述的婴幼儿监护装置，其特征在于，所述控制器校准活动范围监护 工作模式下的婴幼儿的位置坐标集合是通过下述步骤完成的(al)将婴幼儿分别放在四个不同的位置，该四个位置应当能围成一个二维的三角形或 者四边形，在每个位置重复步骤all至步骤al3 (all)控制器读取热成像摄像装置捕获到的婴幼儿在该位置的活动范围的热图像数据；(al2)控制器筛选出该热图像中所有对应温度值大于30摄氏度的像素点，由这些像素 点构成一个图形；(al3)控制器计算出上述图形所包含的所有像素点的坐标平均值； (a2)将得到的四个坐标平均值所确定的四个点构成一个图形，由该图形包含的位置坐 标集合即为婴幼儿活动范围的位置坐标集合。
8.如权利要求7所述的婴幼儿监护装置，其特征在于，所述婴幼儿的位置坐标是指婴 幼儿热图像的所有像素点的坐标平均值。
9.如权利要求6所述的婴幼儿监护装置，其特征在于，所述控制器，还用于在睡眠状况监护工作模式下校准睡眠时允许婴幼儿暴露在外的身 体的最大面积；所述控制器，还用于当该监护装置运行在睡眠状况监护工作模式时读取热成像摄像装 置捕获到的热图像数据，计算出婴幼儿暴露在外的身体的面积，当该面积大于上述计算出 的最大面积时，触发报警装置发出报警信号以通知监护人。
10.如权利要求9所述的婴幼儿监护装置，其特征在于，所述控制器校准睡眠状况监护 工作模式下的睡眠时允许婴幼儿暴露在外的身体的最大面积是通过下述步骤完成的将婴幼儿放置在床上，并使婴幼儿身体露出一部分在外，该露出的一部分的面积为监 护人所能接受的最大面积；控制器读取热成像摄像装置捕获的于上述情况下的婴幼儿睡眠时的热图像数据； 控制器筛选出该热图像中对应温度值大于30摄氏度的像素点，所述像素点构成婴幼 儿暴露在外的身体的图形；控制器计算出该图形所包含的像素点的个数之和，将该和值作为允许婴幼儿暴露在外 的身体面积的最大值。
全文摘要
本发明提供一种婴幼儿监护装置，该监护装置包括热成像摄像装置、控制器及报警装置。所述的热成像摄像装置及报警装置分别通过I/O电路与控制器相连。校准婴幼儿活动范围的位置坐标集合。当该婴幼儿监护装置运行在活动范围监护工作模式下时，控制器读取所述热成像摄像装置捕获到的婴幼儿的热图像数据，计算出婴幼儿的位置坐标，当该位置坐标没有落在所述位置坐标集合内时触发报警装置发出报警信号以通知监护人。本发明可有效监护婴幼儿的活动范围。
文档编号G08B21/02GK101882349SQ20091030209
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月4日 优先权日2009年5月4日
发明者杨江潮 申请人:深圳富泰宏精密工业有限公司;奇美通讯股份有限公司