[发明专利]面向校车安全的遗漏孩童检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种遗漏孩童检测方法，属于视频监控技术领域。

背景技术

遗漏孩童是校车安全的重大隐患，近些年已发生多起由于遗漏孩童在校车上而导致的孩童死亡事件，引起了社会的强烈关注。目前，主要还是通过加强思想教育以及制定更合理的安全措施来尽可能避免遗漏孩童。譬如，让跟车老师在学生下车后到校车的尾部触发安全警示装置，以便老师可以仔细检查是否存在遗漏孩童。然而，人工查验可能会由于人的疏忽或者麻痹大意而导致事故发生，存在安全隐患。为了尽可能减少在校车上遗漏孩童酿成的悲剧，迫切需要采用切实有效的技术防范措施，智能监测校车上是否存在遗漏孩童。随着物联网技术的深入发展，为技术上检测遗留孩童提供方向。譬如在人体检测领域，目前出现了许多采用视频分析技术检测人体的方法，如Jing Shao等人(Deeply Learned Attributes for Crowded Scene Understanding，CVPR 2015)采用深度学习方法检测拥挤场景中的人体目标，但该方法对于车辆上存在遮挡的人体检测效果不佳；Seung-Wook Kim等人(Sensor Fusion-Based People Countiong System Using the Active Appearance Models，ICCE 2013)采用主动形状模型检测人头区域，但该方法主要针对商场、博物馆等大型场所，摄像机架设位置距离人较远，这样人头区域一致性好，受干扰小；然而由于车辆空间有限，该技术难以应用到车辆上。Juan Chen等人（Automatic Head Detection for Passenger Flow Analysis in Bus Surveillance Videos, CISP 2012）提出一种基于视频分析的人数统计方法，通过在车门处架设摄像机统计出入的人数，但无法检测车内遗留的人员。总的来说，单纯依靠某种传感器难免存在误检或者漏检现象。

发明内容

为解决上述问题，本发明特提出一种多传感器融合的低功耗遗漏孩童检测方法。融合红外、视频和音频三类传感器信号，结合视频分析和音频分析两类先进的计算机处理技术，可以可靠检测校车上是否存在遗留孩童。同时，采用ARM处理板进行合理的电源控制，降低了系统功耗，可广泛用于校车安全领域。融合红外、视频和音频三类信号，可以可靠检测校车上是否存在遗留孩童，而且功耗低、安装便捷、成本低，可广泛用于校车安全领域。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案，流程图如图1所示：

1、红外感知

在车辆停止之后，为降低功耗，仅给红外传感器上电。当红外传感器感知到有可疑目标存在时，给ARM处理板上电。

2、视频分析

在ARM处理板上电之后，首先控制摄像机供电，给摄像机上电t1秒（本发明取t1=120）。在此期间，ARM处理板获取摄像机的视频数据进行视频分析，具体是先采用帧差法粗定位运动目标，然后结合霍夫圆检测方法判断是否存在遗留孩童，如果存在，则ARM处理板通过无线网络向中心报警，否则，进入音频流程。

视频分析的具体步骤为

Step1 计算当前帧图像I_k与其前后两帧图像I_k-1和I_k+1的差分图像E。

Step2 计算自适应分割阈值T：

其中，W和H分别为图像的宽度和高度，β为加权系数（本发明中，W=640，H=480，β=8）。

Step3 图像分割，分割后的图像B_k为：

其中，“255”表示目标，“0”表示背景。

Step4 提取二值图像B_k的轮廓图像。

Step5 采用经典的霍夫圆检测方法，在轮廓图像上检测的圆，并记录每一个圆的半径R。

Step6：如果T1<R<T2，则认为存在遗留孩童，启动报警流程，否则重复step1～step6，直到摄像机断电。其中，T1和T2为经验阈值，本发明中T1=5，T2=40。

3、音频分析