一种人员防窒息告警系统及方法

技术领域

本申请涉及汽车安全告警技术领域，具体涉及一种人员防窒息告警系统及方法。

背景技术

近年来，随着人民生活水平的不断提高，全国家用汽车保有量也在不断增长，汽车安全问题也得到了广泛关注。汽车排放的尾气含有大量的一氧化碳等有害气体，并且有害气体会从汽车进风口吸入或通过缝隙进入车内，汽车怠速停车时间过久，车内休息乘客就会出现头晕、无力，甚至窒息的危险。

现有车内防窒息系统不能准确判断车内空间气体情况，并且不能进行远程告警与直接救助。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的提供一种人员防窒息告警系统及方法，根据汽车内部环境中CO气体浓度情况与人像识别结果向移动设备进行窒息告警，同时利用告警信息触发车窗开启操作，由此实现汽车内部的人员防窒息。

为达到以上目的，采取的技术方案是：

一种人员防窒息告警系统，包括：

CO气体浓度检测模块，其用于检测汽车内部的CO气体浓度；

人像识别模块，其用于识别汽车内部的人员乘坐情况；

处理模块，其用于根据汽车内部的CO气体浓度和人员乘坐情况判断是否需要进行防窒息操作，并在判断结果为是时，输出告警信息和控制车窗开启。

一些实施例中，所述CO气体浓度检测模块包括：

激光源，其用于输出特定波段的特征激光，该波段与CO气体的吸收频率对应；

激光发射器，其设置于车内顶部，用于接收所述特征激光，并将其进行扩束后输出；

激光接收器，其设置于车内顶部，用于接收扩束后的所述特征激光，并将其进行缩束后，输出至信号接收处理单元；

一体式激光接发器2，其用于接收所述特征激光，并将其进行扩束后输出至校准气室，还用于接收由校准气室返回的所述特征激光，并对其进行缩束后输出至信号接收处理单元；

所述校准气室，其内部设有标准气压的CO气体，所述特征激光由校准气室一端进入，经由校准气室另一端内部设置的反射镜反射后，由校准气室一端离开；

所述信号接收处理单元，其用于接收激光接收器输出的特征激光得到第一吸收光谱，以及接收一体式激光接发器2输出的特征激光得到第二吸收光谱，并基于第一吸收光谱和第二吸收光谱处理得到汽车内部的CO气体浓度。

一些实施例中，所述校准气室包括：

压力膜，其整体可膨胀收缩，内部具有容置空间，用于容置标准气压的CO；

激光发射口，其设置在压力膜的一端，用于接收一体式激光接发器2输出的特征激光，并将其发射到容置空间内部；

激光接收口，其设置在压力膜的一端，且与激光发射口位于压力膜的同一端，用于接收由反射镜反射的特征激光，并将其发射到容置空间外部；

所述反射镜，其通过悬挂杆悬挂于压力膜另一端的内部。

一些实施例中，所述信号接收处理单元采用下述公式计算得到所述汽车内部的CO气体浓度：

其中，

ρ

I

I

I

I

ρ

L

L

一些实施例中，所述人像识别模块包括：

前座摄像头，其设置于汽车内部，且位于前排座椅上方，用于采集前排座椅图像并输出；

后座摄像头，其设置于汽车内部，且位于后排座椅上方，用于采集后排座椅图像并输出；

图像接收处理单元，其用于接收前排座椅图像处理得到前排座椅的人员乘坐情况，以及接收后排座椅图像处理得到后排座椅的人员乘坐情况。

一些实施例中，所述处理模块根据汽车内部的CO气体浓度和人员乘坐情况判断是否需要进行防窒息操作，并在判断结果为是时，输出告警信息和控制车窗开启，具体包括如下步骤：

所述处理模块将汽车内部的CO气体浓度与预设气体浓度阈值进行比对得到CO气体浓度超标情况；

所述处理模块在判断汽车内部的CO气体浓度超标、且存在人员乘坐情况时，判断需要进行防窒息操作，输出告警信息和控制车窗开启。

一些实施例中，所述系统还包括：

移动终端，其用于接收所述处理模块发送的所述告警信息。

一些实施例中，所述特征激光的波段为4700nm。

一些实施例中，所述激光源输出的特征激光的光束直径为5mm，扩束时后的特征激光的光束直径为30mm，缩束后的特征激光的光束直径为5mm。

一种人员防窒息告警方法，基于所述的人员防窒息告警系统，包括：

检测汽车内部的CO气体浓度；

识别汽车内部的人员乘坐情况；

根据汽车内部的CO气体浓度和人员乘坐情况判断是否需要进行防窒息操作，并在判断结果为是时，输出告警信息和控制车窗开启。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：一方面通过监测汽车内部的CO气体浓度可以判断是否有窒息可能，另一方面通过人像识别可以判断车内是否存在乘客，据此作为窒息告警的依据，当判断CO气体浓度超标且车内存在乘客时，输出告警信息并摇下车窗，从事实现汽车内部的人员防窒息。

附图说明

图1为本发明实施例中，人员防窒息告警系统的结构示意图。

图2为本发明实施例中，校准气室的结构示意图。

图3为本发明实施例中，CO气体吸收光谱的示意图。

图4为本发明实施例中，人员防窒息告警方法的流程图。

附图标记：

1-激光发射器；2-一体式激光接发器；3-校准气室；4-激光接收器；5-后座摄像头；6-前座摄像头；31-压力膜；32-激光发射口；33-激光接收口；34-悬挂杆；35-反射镜。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本申请作进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供一种人员防窒息告警系统，包括CO气体浓度检测模块、人像识别模块、以及处理模块(图中未示出)。CO气体浓度检测模块用于检测汽车内部的CO气体浓度，判断汽车内部的CO气体浓度是否超标。人像识别模块用于识别汽车内部的人员乘坐情况，判断汽车前排座椅和汽车后排座椅上是否存在人员乘坐的情况，即汽车内部是否有乘客。处理模块根据汽车内部的CO气体浓度和人员乘坐情况判断是否需要进行防窒息操作，如果CO气体浓度超标且车内有乘客，则需要进行防窒息操作，防窒息操作具体包括输出告警信息和控制车窗开启。

在本实施例中，一方面通过监测汽车内部的CO气体浓度可以判断是否有窒息可能，另一方面通过人像识别可以判断车内是否存在乘客，据此作为窒息告警的依据，当判断CO气体浓度超标且车内存在乘客时，输出告警信息并摇下车窗，从事实现汽车内部的人员防窒息。

在较佳的实施例中，所述CO气体浓度检测模块包括激光源(图中未示出)、激光发射器1、激光接收器4、一体式激光接发器2、校准气室3、以及信号接收处理单元(图中未示出)。

激光源用于输出特定波段的特征激光，该波段与CO气体的吸收频率对应，激光源通过光纤分别与激光发射器1与一体式激光接发器2连接，将CO气体对应吸收频率的特征激光注入激光发射器1与一体式激光接发射器。另一方面激光源可将特征激光的强度频率数据传递给信号接收处理单元。

激光发射器1和激光接收器4相对设置于车内顶部，激光发射器1与激光源通过光纤连接，激光发射器1接收所述特征激光后将其进行扩束后发射给激光接收器4，激光接收器4接收到特征激光后对其进行缩束，并将缩束后的特征激光发送给信号接收处理单元。特征激光在激光发射器1和激光接收器4之间传输的时候，经过车内空间，车内空间中的CO气体会吸收部分特征激光，导致特征激光在到达激光接收器4时的强度发生改变，改变程度与CO气体浓度相关，通过该改变可以倒推出来汽车内部的CO气体浓度。

一体式激光接发器2也设置在车内，与激光源通过光纤连接，用于接收特征激光并将其进行扩束后输出至校准气室3，校准气室3内部设有标准气压的CO气体，特征激光由校准气室3一端的激光发射口32进入，经由校准气室3另一端内部设置的反射镜35反射回激光接收口33后，从进入的一端再离开校准气室3，一体式激光接发器2接收从校准气室3离开的特征激光并将其进行缩束后输出至信号接收处理单元。由于校准气室3内设有常压状态的CO气体，已知校准气室3内的CO气体浓度，根据由校准气室3反射回的特征激光的强度衰减程度，可以计算和校准汽车内部的CO气体浓度。

在本实施例中，扩束是为了让激光光束能覆盖更多的车内空间，测量气体浓度更加准确，缩束是为了收集更多的发射激光，使接收到的激光信号更强。扩束缩束会影响接收到的激光的强度，但是激光对CO气体的吸收谱的峰值位置不会变，激光强度的减小只会影响吸收谱的整体比例减小。

进一步的，如图2所示，校准气室3由压力膜31、悬挂杆34、反射镜35组成。校准气室3整体为可自由膨胀收缩的压力膜31，校准气室3末端压力膜31上存在开孔，悬挂杆34一端通过开孔伸出固定在装置盒内，另一端与反射镜35连接，用于悬挂反射镜35。校准气室3内充满100％的常压CO气体。

在较佳的实施例中，信号接收处理单元接收激光源传输的经过车内CO气体吸收后的特征激光和一体式激光接发器2传输的经过校准气室3内CO气体吸收后的特征激光，根据激光源传输的经过车内CO气体吸收后的特征激光得到第一吸收光谱，根据一体式激光接发器2传输的经过校准气室3内CO气体吸收后的特征激光得到第二吸收光谱，基于第一吸收光谱和第二吸收光谱处理得到汽车内部的CO气体浓度。其中，第一吸收光谱如图3(a)所示，第二吸收光谱如图3(b)所示，通过图3(a)和图3(b)可以得到吸收前后的四个光强参数，然后通过公式计算气体浓度，公式中除了四个光强参数，其余均为输入的已知参数。

具体的，信号接收处理单元采用下述公式(1)计算得到所述汽车内部的CO气体浓度：

其中，ρ

较佳的实施例中，所述人像识别模块包括前座摄像头6、后座摄像头5、以及图像接收处理单元。前座摄像头6设置于汽车内部，且位于前排座椅上方，用于采集前排座椅图像。后座摄像头5设置于汽车内部，且位于后排座椅上方，用于采集后排座椅图像。图像接收处理单元根据前排座椅图像进行图像识别得到前排座椅的人员乘坐情况，根据后排座椅图像进行图像识别得到后排座椅的人员乘坐情况。

在本实施例中，前座摄像头6监控车内后座情况，通过人像分析算法识别前座是否存在乘客。后座摄像头5监控车内后座情况，通过人像分析算法识别后座是否存在乘客。

较佳的实施例中，处理模块将汽车内部的CO气体浓度与预设气体浓度阈值进行比对得到CO气体浓度超标情况。处理模块在判断汽车内部的CO气体浓度超标、且存在人员乘坐情况时，判断需要进行防窒息操作，输出告警信息和控制车窗开启(例如控制车窗摇下2cm)。

在本实施例中，处理模块接收信号接收处理单元发送的CO气体浓度数据，将其与预设气体浓度阈值进行比对，大于阈值则判断汽车内部CO气体浓度超标。处理模块接收图像接收处理单元发送的前后座人员乘坐情况，判断前座或后座是否有乘客乘坐。如果判断汽车内部的CO气体浓度超标、且前座或后座存在乘客乘坐的情况，那么判断车内人员存在窒息风险，需要进行防窒息操作。

较佳的实施例中，所述系统还包括移动终端(图中未示出)，用于接收所述处理模块发送的所述告警信息。

较佳的实施例中，所述特征激光的波段为4700nm。所述激光源输出的特征激光的光束直径为5mm，扩束时后的特征激光的光束直径为30mm，缩束后的特征激光的光束直径为5mm。

在本实施例中，激光源通过光纤分别与激光发射器1与一体式激光接发器2连接，将CO气体吸收对应波段4700nm、光束直径5mm的平行激光光束注入激光发射器1与一体式激光接发器2。同时激光源将发射的特征激光的强度及波段数据传递给处理模块。

激光发射器1接收激光源发出的特征激光并将其扩束为光束直径30mm的平行光束，然后发射到车内顶部空间中，由激光接收器4对其进行接收，并将其缩束为直径5mm光束后发射给信号接收处理单元。

一体式激光接发器2接收激光源发出的特征激光并将其扩束为光束直径30mm的平行光束，然后发射到校准气室3内。同时一体式激光接发器2接收校准气室3内反射的激光，并将其缩束为直径5mm光束后发射给信号接收处理单元。

如图4所示，本发明实施例提供一种人员防窒息告警方法，包括：

步骤S1、检测汽车内部的CO气体浓度。

步骤S2、识别汽车内部的人员乘坐情况。

步骤S3、根据汽车内部的CO气体浓度和人员乘坐情况判断是否需要进行防窒息操作，并在判断结果为是时，输出告警信息和控制车窗开启。

在本实施例中，根据汽车内部环境中CO气体浓度情况与人像识别结果向移动设备进行窒息告警，同时利用告警信息触发车窗开启操作，由此实现汽车内部的人员防窒息。

本实施例的告警方法，适用于上述各告警系统。

本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围之内。