專利名稱：處理視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息以供認(rèn)知地確定至少一個(gè)房間和/或至少一個(gè)人和/或至少一個(gè)對(duì)象的至少一個(gè)狀態(tài)，以及做出并實(shí)施作為至少一個(gè)識(shí)別出的狀態(tài)的函數(shù)的決定的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
復(fù)雜的建筑技術(shù)使得有可能借助服務(wù)器監(jiān)視和控制主要是在住宅中的廣泛種類的功能。用于輸入指令的能力從傳統(tǒng)的開關(guān)和按鈕擴(kuò)展到觸摸顯示器，可選地經(jīng)由遙控器。 除了較高水平的便利性、可靠性和靈活性之外，也必須始終考慮成本效率。例如現(xiàn)今實(shí)現(xiàn)了住宅技術(shù)的中央控制、時(shí)間依賴型的溫度調(diào)節(jié)、自動(dòng)照明控制以及更多。
在用于建筑技術(shù)的系統(tǒng)中，如果該系統(tǒng)是為了獨(dú)立和智能地檢測(cè)某個(gè)特定的動(dòng)作是否是期望的或者是或多或少地強(qiáng)制必要的，則將會(huì)相當(dāng)大程度地加強(qiáng)便利性。盡管后一個(gè)問題可以用相應(yīng)數(shù)量的適當(dāng)傳感器來在很大程度上解決，但是目前沒有用于認(rèn)知系統(tǒng)的解決方法。
人口統(tǒng)計(jì)趨向進(jìn)一步指出有越來越多的老年人希望在其熟悉的環(huán)境中以高度自足的方式盡可能長(zhǎng)時(shí)間地生活。不總能有來自朋友或親戚的持續(xù)幫助，并且來自護(hù)理人員的專業(yè)支持成本高昂且經(jīng)常難以負(fù)擔(dān)。身體虛弱和認(rèn)知衰退兩者使很多簡(jiǎn)單的日常活動(dòng)， 甚至是開遠(yuǎn)處的燈的開關(guān)都變得困難或不可能。
因此本發(fā)明的目的在于使之前描述的那種系統(tǒng)和方法可用，其協(xié)助人們處理其日常生活，并確保最大可能的便利性。將會(huì)識(shí)別出異常情況或危險(xiǎn)情況并盡可能自動(dòng)地進(jìn)行 艮告。
該目標(biāo)由根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)以及根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法來實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施例是各自引用的從屬權(quán)利要求的主題。
根據(jù)本發(fā)明，在用于處理視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息以供認(rèn)知地確定至少一個(gè)房間和/或至少一個(gè)人和/或至少一個(gè)對(duì)象的至少一個(gè)狀態(tài)，以及用于做出并實(shí)施作為至少一個(gè)識(shí)別出的狀態(tài)的函數(shù)的決定的系統(tǒng)中，提供有第一識(shí)別模塊，被設(shè)計(jì)為至少用于確認(rèn)人和/或?qū)ο蟮拇嬖?，以及可選地用于標(biāo)識(shí)(ident ify )人和/或?qū)ο?，且輸出?duì)應(yīng)的電信號(hào)；一組傳感器，該組傳感器被設(shè)計(jì)為定量地或定性地獲取視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息以及輸出對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；以及評(píng)估邏輯系統(tǒng)，用于處理至少?gòu)牡谝蛔R(shí)別模塊和從該組傳感器輸出的信號(hào)，該系統(tǒng)的特征在于對(duì)于所述至少一個(gè)房間，使得包括一個(gè)或更多個(gè)靜態(tài)區(qū)的二維或三維地圖是可用的，每個(gè)靜態(tài)區(qū)表現(xiàn)該房間的區(qū)域，將從其獲得有關(guān)該房間、 某個(gè)人和/或?qū)ο蟮臓顟B(tài)的視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息；提供了一種裝置，一旦第一識(shí)別模塊發(fā)出在該房間中存在一個(gè)或更多個(gè)人的信號(hào)，該裝置為所述人中的至少一個(gè)人定義動(dòng)態(tài)區(qū)，將從該動(dòng)態(tài)區(qū)獲得來自該人或有關(guān)該人的運(yùn)動(dòng)信息；以及該評(píng)估邏輯系統(tǒng)從處理的信號(hào)識(shí)別出該房間、人和/或?qū)ο蟮臓顟B(tài)，只使用來自所述的區(qū)之一的視覺信息來識(shí)別該狀態(tài)，并且基于識(shí)別出的狀態(tài)做出是否要發(fā)起某個(gè)動(dòng)作的決定。
“視覺信息”在這個(gè)上下文環(huán)境下涵蓋通常由黑白相機(jī)、彩色相機(jī)或紅外相機(jī)捕獲 的信息。視覺感知代表人類感覺中最重要的方面。人類在一秒的若干分之一內(nèi)，例如不但 能夠定量地了解房間中的人數(shù)，而且能夠定性地區(qū)分兒童、動(dòng)物和成年人，以及區(qū)分坐、站 立或躺的位置。人類還能夠評(píng)估某人是睡著的還是活動(dòng)的，并且能夠直接地將例如躺在房 間中間的不動(dòng)的人與“反常的”和危險(xiǎn)的情況相關(guān)聯(lián)。
“聽覺信息”涵蓋得自聲波的信息；適合的傳感器是例如麥克風(fēng)。后者可以檢查使 得其自身可被聲學(xué)地感知的存在是否位于該房間中。可能性存在于例如接收期望的聲音并 將其用作額外的濾波器。例如，狗在奔跑的時(shí)候發(fā)出與兒童不同的聲音。該用戶隨后可以 記錄任何背景噪音(例如狗奔跑的聲音)并且選擇系統(tǒng)是否以及如何對(duì)該噪音作出反應(yīng)。原 則上，麥克風(fēng)可以同樣地被用于語(yǔ)音輸入。然而，如果麥克風(fēng)在住處的定位以及到達(dá)該麥克 風(fēng)的波動(dòng)的聲音級(jí)別不能保證足夠一致的“語(yǔ)音質(zhì)量”，則只有非常有限形式的語(yǔ)音控制才 是可用的；此外，從麥克風(fēng)到揚(yáng)聲器的長(zhǎng)距離是不利的。
“嗅覺信息”涵蓋有關(guān)氣味的信息，借助于此，可以確認(rèn)例如天然氣或煙的存在。有 可用的對(duì)應(yīng)傳感器。例如基于傳導(dǎo)的聚合物的傳感器能夠識(shí)別很多種氣味。
“觸覺信息”主要涵蓋關(guān)于溫度和相對(duì)濕度的信息。盡管人類沒有用于感知相對(duì)濕 度的感覺器官，然而其個(gè)體地感知具有某個(gè)相對(duì)濕度的值的空氣溫度的組合是舒服或不舒 服的。應(yīng)該布置溫度傳感器從而使得該房間的溫度曲線可以被足夠好地再現(xiàn)?？梢韵氲嚼?如在門和窗的區(qū)域中布置額外的溫度傳感器，這些傳感器補(bǔ)充“中央”傳感器的信息并且和 系統(tǒng)通信。
進(jìn)一步的可能性是通過紅外相機(jī)的方式生成熱分析圖像，例如以確認(rèn)某人的過低 溫或過高溫的狀態(tài)。其它觸覺信息，特別是可觸摸的信息不在本發(fā)明的情境下強(qiáng)調(diào)。
可以定性地或定量地獲取信息。例如，如果確認(rèn)為嗅覺信息的是煤氣(gas)的存 在，則就足夠了，而濃度就不重要了，也不會(huì)測(cè)量。另一方面，定量地感知溫度信息是非常有 用的。
評(píng)估邏輯系統(tǒng)評(píng)估信息并借助于能夠以通常的方式存取存儲(chǔ)器的處理器處理輸 出的信號(hào)。這些存儲(chǔ)器，具體化為非易失性存儲(chǔ)器以及還有易失性存儲(chǔ)器，包含操作系統(tǒng)所 需的軟件，以及借助其評(píng)估獲取的信息從而識(shí)別狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)和/或表格，以及作出決定 所用的一組規(guī)則。
總而言之，使得藉之可以主要地模仿人類感覺器官的系統(tǒng)可用，從而使得模擬人 類的感知和感覺形態(tài)。這使得可能識(shí)別房間、人或?qū)ο蟮臓顟B(tài)，并且基于此做出基本的認(rèn)知 決定，該決定將會(huì)很大程度地相應(yīng)于在同樣情境下人類的決定。
這里盡可能有效地收集做出決定所必需的信息是基本的。這是將房間的地域分成 靜態(tài)區(qū)的概念的基礎(chǔ)。在生活空間或工作空間中的靜態(tài)區(qū)可以是例如圍繞書桌椅子的區(qū) 域、圍繞沙發(fā)的區(qū)域、圍繞窗戶的區(qū)域或圍繞門的區(qū)域。就視覺信息而言只評(píng)估這些靜態(tài)區(qū) 從而識(shí)別變化。然后有可能確認(rèn)例如某人是否坐在書桌椅子上，沙發(fā)是否被占用，或上面是 否可能有書或筆記本電腦。因此特別地有可能確定窗戶，例如走廊的門是否是開的、半開或 關(guān)著的。這不但可以從門框和窗戶或門之間生成的間隙這一事實(shí)確定而且還可以簡(jiǎn)單地基 于窗戶把手或門把手的位置來確定。如果例如門把手周圍的區(qū)域定義為區(qū)(zone)，則有可 能從該區(qū)中發(fā)生的變化推導(dǎo)出窗戶是否在開的位置、傾斜的位置(tilted position)或關(guān)閉的位置。當(dāng)然總是可以以補(bǔ)充的方式使用進(jìn)一步的信息。這些靜態(tài)區(qū)是在當(dāng)系統(tǒng)投入使 用時(shí)定義的由用戶定義的區(qū)。其可以在空間情境改變或需求簡(jiǎn)介(requirements profile) 改變時(shí)可以修改或調(diào)整這些靜態(tài)區(qū)。然而“靜態(tài)的”意味著該區(qū)固定地定義在該房間中，且 保持不受房間、對(duì)象或人的狀態(tài)的變化的影響。
根據(jù)本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)區(qū)，通常針對(duì)人定義并且特定地針對(duì)要識(shí)別其狀態(tài)的人定 義，該動(dòng)態(tài)區(qū)具有特定的特性(quality)。該狀態(tài)可以是例如，作為意外事件或喪失意識(shí)的 結(jié)果人處于的緊急情況的情形，或者另外地，是在其中某人通過他或她自己的行為影響情 形的狀態(tài)。這里手勢(shì)控制特別地是一種可能性。在這個(gè)上下文情況下，評(píng)估邏輯系統(tǒng)將從 動(dòng)態(tài)區(qū)中的圖像變化推斷該人的運(yùn)動(dòng)，并且識(shí)別“學(xué)習(xí)的”手勢(shì)，并發(fā)起對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。該動(dòng) 態(tài)區(qū)可以僅僅從輪廓數(shù)據(jù)推論出，或者從與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的組合推論出。例如，該輪廓可以被擴(kuò) 展以包括區(qū)域，并且可以和該區(qū)域形成該動(dòng)態(tài)區(qū)。在這種類型的擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)區(qū)中，某人位置 的改變可以由感測(cè)到輪廓的改變這一事實(shí)而檢測(cè)到；例如在倒下的情況下，該人的輪廓區(qū) 域或“體積(mass)”突然相對(duì)于站立或坐的位置增加。
這里本發(fā)明極大地不同于在WO 03/056882 Al中描述的現(xiàn)有技術(shù)。后者公開了如 何通過觀察或考慮用戶的活動(dòng)控制房間中的照明。這里用戶的預(yù)定義的行為固定地鏈接到 將要進(jìn)行的行為，并且當(dāng)發(fā)生特定情形時(shí)使用這組定義的規(guī)則。例如，一旦用戶坐到定義的 座位上就打開閱讀燈。本發(fā)明也這樣，但是相當(dāng)大程度地超越了它，并且將在以下進(jìn)一步解釋。
對(duì)區(qū)的定義使得可能將系統(tǒng)事實(shí)上必須擁有的智能的較大部分轉(zhuǎn)移到準(zhǔn)備階段， 從而使得系統(tǒng)自身只要處理很少的信息。這使得可能在評(píng)估邏輯系統(tǒng)中使用相對(duì)小的處理 器。
已經(jīng)證明特定的邊界對(duì)于區(qū)的細(xì)分是有用的。區(qū)的最小尺寸應(yīng)該等于整個(gè)圖像區(qū) 域的3%;個(gè)體的區(qū)交叉是可能的，但是最多只交叉10%。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以可接受的支出實(shí)現(xiàn)最多 只能實(shí)現(xiàn)15個(gè)區(qū)。這里由于動(dòng)態(tài)區(qū)原則上可以臨時(shí)地與任何其它的區(qū)重疊，因此動(dòng)態(tài)區(qū)占 用特別的位置。
對(duì)于特定的情形，作為條件的函數(shù)產(chǎn)生臨時(shí)的靜態(tài)區(qū)可以是有用的。例如，如果來 自靜態(tài)區(qū)的視覺信息指示窗戶把手是在打開的位置，則系統(tǒng)可以激活在窗戶框周圍的臨時(shí) 的靜態(tài)區(qū)(先前定義的但是通常沒有被詢問)，并且可以檢查在窗戶和框之間的間隙。如果 不存在間隙，則該窗戶已經(jīng)(不經(jīng)意地)大力關(guān)上了，并且系統(tǒng)輸出對(duì)應(yīng)的消息。在系統(tǒng)中事 先存儲(chǔ)用于生成關(guān)聯(lián)的臨時(shí)靜態(tài)區(qū)的一組條件?？梢酝ㄟ^以下概括出該概念
-指定一組條件；
-對(duì)于來自該組條件的每個(gè)條件定義一個(gè)或更多個(gè)臨時(shí)靜態(tài)區(qū)；
-檢查是否已經(jīng)發(fā)生至少一個(gè)條件；以及
-激活為該至少一個(gè)條件定義的臨時(shí)靜態(tài)區(qū)；以及
-從臨時(shí)靜態(tài)區(qū)獲得視覺信息。
在上述的情境下，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)只被有用地分配給一個(gè)房間，當(dāng)然取決于情 況分配給多個(gè)房間不是被排除在外的。但是如果在具有多個(gè)房間的建筑物中使用根據(jù)本發(fā) 明的多個(gè)系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該能夠彼此通信從而由此例如同步人或?qū)ο蟮奈恢谩?br> 根據(jù)本系統(tǒng)優(yōu)選的實(shí)施例，第一識(shí)別模塊確認(rèn)人或?qū)ο蟮妮喞⑶一谠撦喞_定他的/她的/它的身份。這種類型的過程是已知的，并且在EP I 574 986 BI中描述。 在用于檢測(cè)和跟蹤人裝置的情境下，在這里規(guī)定，在要調(diào)查的區(qū)域上方安裝相機(jī)，以及識(shí)別 和評(píng)估人的結(jié)構(gòu)形狀特征，例如頭或肩部幾何結(jié)構(gòu)和對(duì)稱性?；诘湫偷妮喞€檢查幾何 學(xué)的特征的存在。特別地，通過其頭部橢圓和肩部橢圓的方式檢測(cè)人。這些是對(duì)人特定的， 因此使得還可以相應(yīng)地檢測(cè)不同的人。不同的人因此可以具有分配給他們的各自的特定動(dòng) 態(tài)區(qū)。
雖然原則上該方法適用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，然而根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例選擇了不同 的方法。在主要旨在的應(yīng)用部分，任務(wù)會(huì)是只觀察單個(gè)的人或少數(shù)的人，并且特別地總是同 樣的人，例如在其環(huán)境中的家庭。因此在“成人”、“兒童”和“動(dòng)物”之間的區(qū)分在這里通常 足以用于辨別。可以基于由輪廓線傳達(dá)的面積或“體積”做出該區(qū)分。該簡(jiǎn)化的方法使得 可能使用用于識(shí)別和區(qū)分移動(dòng)的對(duì)象(object)的快速和可靠的算法實(shí)時(shí)處理原始數(shù)據(jù)材 料。除了運(yùn)動(dòng)識(shí)別和對(duì)象跟蹤之外，有可能使用本身知道的分析圖像不改變的區(qū)域的技術(shù)。 調(diào)查相機(jī)區(qū)域的背景圖像，并借助于學(xué)習(xí)算法隨時(shí)間格式化或調(diào)整背景圖像。因此根據(jù)本 發(fā)明的系統(tǒng)隨時(shí)間學(xué)習(xí)從而將背景中的變化評(píng)估為與狀態(tài)有關(guān)的或與狀態(tài)無關(guān)的。例如， 將結(jié)合具有日出及日落時(shí)間的數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別照射到房間中的陽(yáng)光，并且將該陽(yáng)光評(píng)估為不影 響人的狀態(tài)的許可的圖像變化。
如果對(duì)象的輪廓是明確的，則也可以借助于上述的技術(shù)識(shí)別和標(biāo)識(shí)對(duì)象。
與例如在DE 20 2007 008 363 Ul中描述的相比，該過程得以極大地簡(jiǎn)化。在DE 20 2007 008 363 Ul中用于充當(dāng)照明控制的裝置通過對(duì)感應(yīng)區(qū)域的數(shù)字電子圖像獲取來 檢測(cè)感應(yīng)區(qū)域中人的運(yùn)動(dòng)和/或存在，并且當(dāng)?shù)谝桓袦y(cè)的數(shù)字圖像的第一電圖像信號(hào)在至 少一個(gè)圖像子區(qū)域中不同于在相對(duì)于第一圖像子區(qū)域的不同時(shí)間時(shí)感測(cè)的第二數(shù)字圖像 的第二電圖像信號(hào)時(shí)產(chǎn)生用于激活照明單元的檢測(cè)信號(hào)；換言之，總是執(zhí)行完整的評(píng)估。
用可容納在10厘米XlO厘米或更小尺寸的電路板上的電氣和電子部件實(shí)現(xiàn)根據(jù) 本發(fā)明的系統(tǒng)。該電路板可容納在外殼中，并以適合的位置安裝在要被監(jiān)視的房間中。
用于提供視覺信息的主要(central)部件是對(duì)整個(gè)房間且因此所有區(qū)成像的單個(gè) 相機(jī)。優(yōu)選使用具有魚眼鏡頭的相機(jī)。在安裝硬件之前由一次校準(zhǔn)過程糾正在魚眼鏡頭中 的典型失真。該校準(zhǔn)過程自身是已知的并且這里不會(huì)做進(jìn)一步解釋。有用地，相機(jī)居中地 布置在電路板上。魚眼鏡頭還減少了相機(jī)要被布置為可移動(dòng)的需要?？梢酝ǔ５姆绞绞孪?實(shí)現(xiàn)對(duì)比度增強(qiáng)。
一個(gè)或更多個(gè)人可以在相機(jī)的觀看區(qū)域移動(dòng)。對(duì)于每個(gè)人確定在房間中的各自的 坐標(biāo)。當(dāng)同樣身高和同樣體重和/或同樣衣服顏色的兩個(gè)或三個(gè)人在相機(jī)前彼此前后站著 時(shí)，識(shí)別限于一個(gè)單個(gè)的總體(overall)對(duì)象，即沒有區(qū)分出這些人。
相機(jī)不僅僅起到識(shí)別和標(biāo)識(shí)人或?qū)ο蟮淖饔?。而是目的還在于感知運(yùn)動(dòng)，在其情 境下評(píng)估邏輯系統(tǒng)旨在從有關(guān)運(yùn)動(dòng)的信息推斷出要執(zhí)行的動(dòng)作。
例如，能夠想象到通過手勢(shì)的方式即通過指向而不是觸摸按鈕、觸摸屏等來驅(qū)動(dòng) 房間中的可開關(guān)的對(duì)象。用戶僅僅需要執(zhí)行足夠表現(xiàn)地手勢(shì)，以便該手勢(shì)由系統(tǒng)識(shí)別。例 如指向一個(gè)方向的展開的(或大致展開的)手臂可以限定例如指的是光開關(guān)的手勢(shì)，于是連 接的光源隨后進(jìn)行開關(guān)操作。該手勢(shì)也可以直接朝向該光源、朝向電視機(jī)、電腦等。
評(píng)估邏輯系統(tǒng)還可以從運(yùn)動(dòng)不存在的事實(shí)推斷特定的操作。例如，該系統(tǒng)可以作為倒下檢測(cè)器，當(dāng)識(shí)別或標(biāo)識(shí)的人在預(yù)定的時(shí)間跨度之內(nèi)沒有改變位置，特別是如果他或 她不動(dòng)地躺在地上時(shí)，該倒下檢測(cè)器輸出警報(bào)。
這可以與睡覺情形區(qū)分開，在該情形下人在“床”靜態(tài)區(qū)休息。在這種情況下也可 以補(bǔ)充借助于紅外傳感器檢測(cè)運(yùn)動(dòng)，然而沒有運(yùn)動(dòng)發(fā)生的時(shí)間跨度一定會(huì)更長(zhǎng)。
本發(fā)明還使得可能在鏡頭監(jiān)視的情境下使對(duì)象或區(qū)域“神圣”(consecrate)。例 如，只要筆記本電腦在許可的區(qū)域，這就被識(shí)別為正常的狀態(tài)。然而如果“神圣的”筆記本 電腦從區(qū)域移走，則發(fā)出或報(bào)告警報(bào)。該系統(tǒng)還可以區(qū)分該筆記本電腦是否已經(jīng)例如由授 權(quán)的人，即已經(jīng)被識(shí)別和標(biāo)識(shí)的人移走。在這種情況下，將不會(huì)發(fā)出或報(bào)告警報(bào)。
當(dāng)人已經(jīng)喪失確保對(duì)于他或她自己舒服的生活氣候的能力時(shí)，使用認(rèn)知溫度控制 是有用的。通常觀察到，具有癡呆的人簡(jiǎn)單地忘記他們已經(jīng)打開了窗戶，或者具有癡呆的人 們簡(jiǎn)單地忘記了當(dāng)房間中的溫度已經(jīng)變得過冷時(shí)必須關(guān)上窗戶。在這種情況下，安裝在窗 戶附近的溫度傳感器與特定區(qū)識(shí)別(窗戶把手指示窗戶處于打開位置)組合可以再次提供 警報(bào)。在該情境下該系統(tǒng)具有例如使房間中的鈴(例如電話振鈴)響的能力，其將癡呆的人 從其不注意的狀態(tài)喚醒。
下面將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中


圖1是電路的高度示意框圖，由該電路可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)；
圖2示出要將根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)將容納在其中的外殼；
圖3a是解釋靜態(tài)區(qū)的定義的視覺描述；
圖3b是解釋動(dòng)態(tài)區(qū)的概念的視覺描述；
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)配置的描述；
圖5是旨在使用對(duì)象監(jiān)視的例子說明根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的操作模式的描述。
在以下的描述中和圖中闡述了許多的特定細(xì)節(jié)。然而應(yīng)理解，可以無需這些特定 的細(xì)節(jié)而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。在其它情況下，省略公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)從而不使對(duì)本 發(fā)明的理解復(fù)雜化。此外圖中描述的部件不一定以精確的尺寸描述。還應(yīng)理解在不偏離本 發(fā)明的范圍的情況下可以對(duì)描述的實(shí)施例進(jìn)行許多修改和改變。因此所描述的示例性實(shí)施 例被認(rèn)為是描述性而非限制性的。
圖1是電路的高度示意的框圖，可以由該電路實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。該電路構(gòu)造在電路板 100上，電路板100的尺寸約為10厘米XlO厘米。只描述了最重要的組件；為簡(jiǎn)化描述的目 的，省略了和電阻、電容的必要互連。位于電路板中央的是具有魚眼鏡頭的相機(jī)110。相機(jī) 110具有可以等于高達(dá)220度角的在圖像對(duì)角線上的像角。相機(jī)110具有到達(dá)深紅外(IR) 的檢測(cè)范圍。在相機(jī)110的外圍區(qū)域布置一個(gè)或更多個(gè)紅外LED112、114用于照明。這些 還起到發(fā)出IR電報(bào)用于操作IR裝置的作用。相機(jī)110接收視覺信息并向由微處理器120 實(shí)現(xiàn)的評(píng)估邏輯系統(tǒng)(后面將更詳細(xì)地描述)傳送對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。出于空間的原因，微處理 器120可以布置為至少部分在相機(jī)110下面。由亮度傳感器116支持視覺信息的評(píng)估，亮 度傳感器起到例如用于白天和晚上識(shí)別的作用，并且可以對(duì)以下的事實(shí)作出貢獻(xiàn)當(dāng)某個(gè) 對(duì)象一方面由日光照亮，另一方面在陰影中時(shí)該物體不被認(rèn)為是不同的。通過模擬兩個(gè)極 端的光照條件來校準(zhǔn)亮度傳感器116。首先安裝該系統(tǒng)的房間基本上完全變黑；然后借助 于反射物模擬日照，或讓陽(yáng)光灑滿該房間。在完全的黑暗中指示最低的值(零)。MAX值存在 于最大的売度。在該范圍內(nèi)，確定并指不該房間的相對(duì)売度(圖4 ;項(xiàng)目編號(hào)428)。通常預(yù)校準(zhǔn)亮度傳感器116是可能的，從而在房間中只需要發(fā)生再校準(zhǔn)。麥克風(fēng)118起到接收聽 覺信息的作用，并且可被用于語(yǔ)音識(shí)別或用于識(shí)別背景噪音。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，只經(jīng) 由煤氣傳感器122獲得嗅覺信息。然而，如果期望，使用更多的嗅覺傳感器是可能的。經(jīng)由 溫度傳感器124和濕度傳感器126獲得觸覺信息。相機(jī)110、麥克風(fēng)118和傳感器116、124 和126的布置在極大程度上是任意的，并且不由描述的實(shí)施例所預(yù)先限定。提供閃速存儲(chǔ) 器130作為非易失性存儲(chǔ)器。這個(gè)存儲(chǔ)器包含要由微處理器120執(zhí)行的程序，特別地包括用 于系統(tǒng)的學(xué)習(xí)軟件，以及具有環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)、用于決策規(guī)則的查找表。兩個(gè)雙數(shù)據(jù)率隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器(DDR RAM) 132、134被用作易失性存儲(chǔ)器，并且支持實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)。提供USB 接口 140和JTAG適配器150用于和外圍設(shè)備通信。提供以太網(wǎng)端口 160和關(guān)聯(lián)的以太網(wǎng) 控制器162，從而使得可以和基于纜線的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)一起使用該系統(tǒng)。沒有描述用于與位于電 路板外部的傳感器(例如額外的溫度傳感器)通信的無線接收機(jī)。處于倫理道德的原因并且 考慮到數(shù)據(jù)保護(hù)，所有獲得的數(shù)據(jù)都保持在系統(tǒng)中，并且只發(fā)出消息和/或警報(bào)。
圖2是外殼的透視圖，在該外殼中可以容納用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的電路板，例 如根據(jù)圖1的密布的電路板。外殼200由可由例如塑料(諸如丙烯)制成的板狀下部210 和上部220構(gòu)成；在電路板100 (圖1)的安裝之后以及在外殼200被安裝到房間的墻壁或 天花板上之后，下部210和上部220再也不能由未經(jīng)授權(quán)的人將彼此非破壞性地分開。換 言之，只要外殼200原封不動(dòng)，則可以排除對(duì)該系統(tǒng)的未經(jīng)授權(quán)的訪問。以使相機(jī)110 (圖O的鏡頭穿過下部210中的對(duì)應(yīng)地居中布置的開口 212看過去的方式在外殼中布置電路 板100。開口 212由對(duì)于紅外線透明(transparent)的材料制成的環(huán)狀物214包圍，從而 使得LED112U14 (圖1)能夠通過所述環(huán)狀物214發(fā)送紅外輻射。優(yōu)選地開口 212和環(huán)狀 物214的尺寸為使得當(dāng)安裝了電路板100時(shí)，在環(huán)狀物214和裝配好狀態(tài)的相機(jī)110的物 鏡之間保持圓周式縫隙。聲音、煤氣、煙霧等可以穿過該縫隙進(jìn)入外殼200的內(nèi)部，從而使 得相應(yīng)的傳感器，例如煤氣傳感器122 (圖1)可以被激活。替代地，可以配置外殼200的下 部210和環(huán)狀物214使得在環(huán)狀物214的外部圓周上形成縫隙。也可以想象這兩種可能性 的組合。外殼200具有較低的總高度，例如I厘米到2厘米，從而使得其可以輕易地集成到 房間中。例如，可以將外殼作為令人喜愛的樣子的設(shè)計(jì)特征安裝到生活空間或工作空間的 天花板上。
圖3a示出根據(jù)本發(fā)明可以發(fā)生將房間分成區(qū)的方式。通過從位于房間的天花板 上(例如造在圖2的外殼內(nèi))的相機(jī)的視角，以舉例的方式描繪生活/工作空間。該相機(jī)成 像該房間，從而使得可以創(chuàng)建如圖3a所示的圖；在該圖上，如下面將要解釋的，首先定義多 個(gè)靜態(tài)區(qū)。所描述的房間具有走廊的門310以及位于門旁邊的窗戶320。在右下方的圖區(qū) 域的是沙發(fā)330，在沙發(fā)上在所示的場(chǎng)景中坐著人300。在沙發(fā)330對(duì)面、在書架340和窗 戶320之間是書桌350，書桌350前面布置有椅子360。書桌350上有顯示屏和鍵盤370、以 及筆記本電腦380。現(xiàn)在在圖中定義區(qū)，區(qū)的位置、數(shù)目和尺寸基于期望的應(yīng)用的目的。第 一區(qū)A定義在走廊門310處，特別是環(huán)繞門把手處。取決于門把手的位置，可能推斷出該走 廊門是關(guān)、開或設(shè)置為傾斜的。此外，可以事先對(duì)該系統(tǒng)給出關(guān)于下述的視覺信息，即門框 和周圍例如是否相對(duì)于彼此處于傾斜的位置或關(guān)的位置。該系統(tǒng)可以因此僅使用來自區(qū)A (并且不是例如來自全部的門或甚至全部的房間)的信息得出關(guān)于門的狀態(tài)的結(jié)論。第二區(qū) B涵蓋顯示屏和鍵盤370前面的書桌350的工作臺(tái)的區(qū)域，以及書桌椅子360的定位區(qū)域部分?？深A(yù)期用戶在該區(qū)B中活動(dòng)。如果人300要坐在書桌椅子360上，則例如系統(tǒng)將會(huì)檢 測(cè)到區(qū)B中的改變。例如，一旦系統(tǒng)認(rèn)識(shí)到人300正坐在書桌350前，其會(huì)點(diǎn)亮?xí)罒艋蜻€ 將打開連接到顯示屏和鍵盤的電腦。第三區(qū)C覆蓋沙發(fā)330的座位表面的部分。在描述的 場(chǎng)景中，人300坐在沙發(fā)330中并且因此當(dāng)他或她移動(dòng)時(shí)觸發(fā)區(qū)C中的改變。根據(jù)本發(fā)明 的系統(tǒng)可以例如從其中得出人300不在睡覺的結(jié)論，并且可以例如根據(jù)之前建立的需要調(diào) 節(jié)房間的照明以及房間溫度。區(qū)A、B和C是通常不經(jīng)常修改的靜態(tài)區(qū)，而最多需要在用戶 的需要或物理情形改變的情況下重新配置。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)自身從人300的輪廓數(shù)據(jù)和 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)定義了動(dòng)態(tài)區(qū)X。在圖3b中更詳細(xì)地示出。這里以將人300的輪廓線包含在內(nèi)的 方式已經(jīng)由系統(tǒng)建立了矩形的動(dòng)態(tài)區(qū)X。在動(dòng)態(tài)區(qū)X的情境下，如果在或短或長(zhǎng)的時(shí)間跨 度中沒有檢測(cè)到變化，即如果其狀態(tài)保持不變，則情況可能是嚴(yán)重的。這可以是例如如果人 300跌倒的情況。如果他或她保持不動(dòng)超過大概4至10秒，則系統(tǒng)檢測(cè)到反常的狀態(tài)并且 做出輸出警報(bào)作為動(dòng)作的決定。因此該動(dòng)態(tài)區(qū)X是不斷監(jiān)視的區(qū)，并對(duì)該區(qū)預(yù)先限定的狀 態(tài)和狀態(tài)的改變進(jìn)行檢查。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)通過由圖3中點(diǎn)線描述的輪廓標(biāo)識(shí)人或?qū)ο蟆Ｓ捎谕ǔ７块g中 通常只有有限數(shù)目的人，因此輪廓不但可以被用來檢測(cè)還可以被用來標(biāo)識(shí)人。這同樣適用 于對(duì)象。如果打開的筆記本電腦380，例如沒有放置在書桌350上而是在沙發(fā)330上，并且 處于其上的區(qū)C中，則該系統(tǒng)會(huì)識(shí)別出這個(gè)并且會(huì)避免某些如果人300已經(jīng)坐在沙發(fā)330 上會(huì)采取的動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以基于人(系統(tǒng)對(duì)人已經(jīng)定義了動(dòng)態(tài)區(qū)X)的手勢(shì)識(shí)別期望哪 個(gè)功能。對(duì)此，該系統(tǒng)必需已經(jīng)向其解釋了何時(shí)運(yùn)動(dòng)要被評(píng)估為手勢(shì)，而何時(shí)不是。完全憑 直覺地，人指向?qū)ο髸?huì)向那個(gè)方向伸展他或她的手臂，從而使得確定手勢(shì)的一種可能的方 法是確定前臂和上臂之間的角度，從而使得該姿勢(shì)(position)—定被保持事先規(guī)定的時(shí)間 跨度，例如幾秒。然后，如果運(yùn)動(dòng)被識(shí)別為手勢(shì)，則根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)不但可以指示進(jìn)行該 手勢(shì)的人的位置坐標(biāo)，而且還可以指示他或她所指的方向。參考空間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)來有 用地確定該方向指示。對(duì)人定義動(dòng)態(tài)區(qū)X避免未經(jīng)授權(quán)的人進(jìn)行手勢(shì)而導(dǎo)致不期望的動(dòng) 作。還排除了可能由拉上窗簾等造成的失誤。
在一方面對(duì)于定義動(dòng)態(tài)區(qū)而在另一方面對(duì)于手勢(shì)識(shí)別是必要的運(yùn)動(dòng)識(shí)別通過兩 個(gè)基本技術(shù)的組合實(shí)現(xiàn)，即對(duì)圖像的差別分析和背景補(bǔ)償(已在不同的情境下討論過)。圖 像的微分分析涉及基于每個(gè)像素的連續(xù)幀的比較。在限定的限制或范圍內(nèi)檢測(cè)各個(gè)像素的 亮度和顏色上的改變，從而確定移動(dòng)對(duì)象的構(gòu)成成分。如果參數(shù)上的改變超過限定的、可配 置的限制，則像素被標(biāo)記為移動(dòng)對(duì)象的構(gòu)成成分。背景補(bǔ)償基于在長(zhǎng)時(shí)間跨度上的背景圖 像的保持，由在多個(gè)連續(xù)幀上大體上沒有改變的像素組成。各個(gè)像素的參數(shù)值的時(shí)間序列 被調(diào)查，并且在存在也可配置的特定穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)的情況下被分類為背景的部分。然后，每個(gè) 新的幀置于當(dāng)前的背景圖像上并和該背景圖像進(jìn)行比較。因此有可能相對(duì)于可能連續(xù)穩(wěn)定 的背景識(shí)別出移動(dòng)的對(duì)象。針對(duì)例如一天時(shí)間造成的外部影響背景圖像自動(dòng)調(diào)整自身。與 專一地差別運(yùn)動(dòng)識(shí)別(其以短得多的時(shí)間范圍工作)相反，這種用可配置的權(quán)重和序列長(zhǎng)度 對(duì)多個(gè)在前幀取的加權(quán)平均產(chǎn)生了對(duì)象識(shí)別和模式識(shí)別(尾(tail))上的提高。這兩種技 術(shù)的組合使得關(guān)于具有不同速度或位置的移動(dòng)對(duì)象的更高可靠性成為可能。
一旦已經(jīng)識(shí)別出(可能)屬于被調(diào)查的對(duì)象的改變，標(biāo)識(shí)聚類(cluster)。聚類是屬于移動(dòng)對(duì)象的隔離且相鄰的像素組，且其參數(shù)已經(jīng)根據(jù)上述方法發(fā)生改變。實(shí)現(xiàn)這個(gè)的一種方法是使用Hoshen-Kopelman算法,或在線性時(shí)域中其它基于滲透理論的算法,而不需要易于產(chǎn)生誤差的回歸函數(shù)。
然后使用k_均值聚類技術(shù)分析標(biāo)識(shí)出的聚類，其最終向單個(gè)移動(dòng)對(duì)象分配限定的中心點(diǎn)和閉合相連的結(jié)構(gòu)。
把對(duì)象的橫向運(yùn)動(dòng)暫放一邊，還利用對(duì)象的深度識(shí)別。分析對(duì)象的運(yùn)動(dòng)而無需對(duì)象的可感知的側(cè)向運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。與前述的運(yùn)動(dòng)識(shí)別技術(shù)相互作用，當(dāng)對(duì)象不但在二維X-Y 坐標(biāo)系統(tǒng)上并且還在第三維方向Z上移動(dòng)時(shí)識(shí)別也是可能的。對(duì)象的深度運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生表示例如對(duì)象收縮(shrinking)的改變，對(duì)象收縮是由于到相機(jī)的距離增加。對(duì)這個(gè)變化過程的短期和長(zhǎng)期分析使能對(duì)房間中多個(gè)物體就其尺寸而言更精確的區(qū)分。使得更精確的手勢(shì)識(shí)別也成為可能，從而使得相對(duì)于相機(jī)的直接的朝向不必要。只要之前已經(jīng)對(duì)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了足夠長(zhǎng)的分析，則即使有相對(duì)于相機(jī)的就直接朝向而言的較小偏差也可以識(shí)別手勢(shì)。
必須事先向根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)提供必要的信息。由以下將結(jié)合圖4描述的配置操作來服務(wù)于這個(gè)目的。這利用了如下事實(shí)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)被配置為學(xué)習(xí)系統(tǒng)。圖4示出具有狀態(tài)區(qū)域410和文檔區(qū)域420的配置屏。在文檔區(qū)域420打開屏幕窗口 430，可以在該屏幕窗口上進(jìn)行各種設(shè)置。
在狀態(tài)區(qū)域410，借助于改變顏色的域顯示狀態(tài)。當(dāng)然可以不同的方式使得狀態(tài)可見；這在本領(lǐng)域的技術(shù)人員的自由裁量之內(nèi)。
狀態(tài)區(qū)域410首先包括窗口 412，其指示人是否在房間中(存在在場(chǎng)(presence attendant))。如果沒有在房間中檢測(cè)到人，則域412保持黑色。一旦人出現(xiàn)，域412變綠。
用尺寸或體積區(qū)分在相機(jī)的視野中存在的人和/或?qū)ο?，并且相?yīng)地發(fā)出不同警報(bào)的信號(hào)。對(duì)于在其中成人具有和兒童同樣的尺寸或體積的情況，不在對(duì)成人的警報(bào)和對(duì)兒童的警報(bào)之間進(jìn)行區(qū)分。這里需要適合于每天使用的、關(guān)于尺寸/體積的對(duì)象的可感測(cè)劃分。
域414指示是否已經(jīng)出現(xiàn)可能的緊急情況(身體在地上)。只要不是這種情形，則域414保持中性灰色；如果確定某人正躺在地上，且系統(tǒng)必須假定他或她已經(jīng)跌倒且不借助幫助就不能起來，則該域變紅。
如果當(dāng)房間中某人不動(dòng)時(shí)而需要發(fā)出緊急呼叫，首先必須做出關(guān)于存在正常狀態(tài)還是警報(bào)狀態(tài)的決定。對(duì)此，必須通過區(qū)來盡可能準(zhǔn)確地對(duì)這個(gè)姿勢(shì)(position)標(biāo)記床或另一個(gè)休息裝置。對(duì)于學(xué)習(xí)過程，現(xiàn)在人進(jìn)入房間并且任意長(zhǎng)時(shí)間地、以任意的頻率在房間中移動(dòng)。正常的狀態(tài)會(huì)涉及該人上床、躺下并且在特定時(shí)間t內(nèi)不動(dòng)。這些對(duì)于使這個(gè)姿勢(shì)被系統(tǒng)自動(dòng)地記錄都是必要的。
對(duì)于警報(bào)狀態(tài)，該人在相機(jī)的視野中任意地移動(dòng)，并且然后該人的運(yùn)動(dòng)突然停止， 例如由于意外事件或喪失意識(shí)，且該人在標(biāo)記的休息區(qū)外保持不動(dòng)。在這種情況下在時(shí)間 h后觸發(fā)警報(bào)。
域416指示在定義的區(qū)(例如圖3a和圖3b中的Α、Β、0·Χ)的一個(gè)區(qū)中改變是否可標(biāo)識(shí)(區(qū)中的動(dòng)作)。如果不是這種情況，則域416保持中性灰色；否則其亮起為綠色。
由目前的配置屏，存在定義被順序編號(hào)為1，2，3，-9的九個(gè)區(qū)(區(qū))的可能性。用于區(qū)的指示符域聚集在一起成為類似矩陣的布置418。
域422提供有關(guān)門或窗的狀態(tài)的信息。只要門或窗是關(guān)閉的，則域422保持中性 灰色；如果其中一者或兩者是打開的，則該域信號(hào)變?yōu)榧t色。
感興趣的窗和門必須位于相機(jī)的視野內(nèi)。系統(tǒng)有必要經(jīng)歷學(xué)習(xí)的過程，這樣其知 道關(guān)閉的窗和關(guān)閉的門，以及開的窗和開的門之間的區(qū)別。為此，一次向系統(tǒng)示出關(guān)閉的狀 態(tài)的窗和門，一次向系統(tǒng)示出開狀態(tài)的窗和門。此外，在相應(yīng)的校準(zhǔn)后，如果期望，還可以在 半開的狀態(tài)之間進(jìn)行區(qū)分。
要識(shí)別其手勢(shì)的人必須在相機(jī)的視野中并面對(duì)相機(jī)。取決于該人與相機(jī)的距離， 該人如果站得遠(yuǎn)要比站得近時(shí)做更大的手勢(shì)。稍后參照屏幕窗口 430詳細(xì)地描述校準(zhǔn)。
域424指示該人是否已經(jīng)執(zhí)行了手勢(shì)。如果這還沒有發(fā)生，則域424保持中性灰 色；否則其點(diǎn)亮為綠色。域422和域424兩者都可以包含計(jì)數(shù)域(具有黑色的背景)，其中記 錄相應(yīng)的事件數(shù)目。提供兩個(gè)域426用于傳感器(傳感器#1，傳感器#2)，例如用于煤氣傳 感器和溫度傳感器，并且如果煤氣傳感器檢測(cè)到煤氣或溫度傳感器確認(rèn)溫度已經(jīng)超過或落 到低于特定的值時(shí)分別發(fā)生顏色改變。最后，提供兩個(gè)域428，其提供有關(guān)由亮度傳感器(圖1中116)提供的亮度(亮度)的信息。
如果系統(tǒng)經(jīng)由例如麥克風(fēng)(圖1中118)記錄了噪音，則首先記錄電平(level)。麥 克風(fēng)有用地與可視地操作存在報(bào)告器(reporter)組合。如果在相機(jī)的成像區(qū)域中沒有對(duì) 象移動(dòng)，但是系統(tǒng)正在接收足夠大聲的噪音，則指示存在至少一個(gè)人。在這種情況下不辨別 人數(shù)。此外如果人拍掌，則還可能建立要觸發(fā)哪個(gè)警告、消息或功能。
稍后將結(jié)合圖5描述文檔區(qū)域420。
屏幕窗口 430示出編程根據(jù)本發(fā)明的能夠?qū)W習(xí)的系統(tǒng)用于手勢(shì)識(shí)別的例子，其中 設(shè)置可修改的參數(shù)(高級(jí)的設(shè)置(Advanced Settings))，該參數(shù)優(yōu)化圖像處理。例如，首先 限定閾值(閾值(Threshold))，其規(guī)定到底是否會(huì)檢測(cè)動(dòng)作，以及限定被識(shí)別為聚類的最小 的體積(最小體積(Min Mass))。就數(shù)目(尾(Tail))和權(quán)重(尾重(Tail Weight))對(duì)巾貞的 歷史的評(píng)估(已在之前討論過)合并過去的圖像。圖像被壓縮(Log Size (kb)),圖像質(zhì)量 (IMG Quality),圖像比率(MG ratio))用于存儲(chǔ)在閃速存儲(chǔ)器(圖1中的130)中。手 勢(shì)由標(biāo)識(shí)為首標(biāo)的聚類的最小和最大要求的長(zhǎng)度(手勢(shì)最小(Gest Min),手勢(shì)最大(Gest Max))限定，由角度(手勢(shì)角度(Gest Angle))、持續(xù)時(shí)間(手勢(shì)時(shí)間(Gest Time))、允許的偏 離(手勢(shì)偏離(Gest Dev))限定，以及參照過去的多個(gè)手勢(shì)(手勢(shì)跟蹤(Gest Trail))限定。 使用“提交”將參數(shù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。
圖5示出使用期間在配置之后的屏幕。已經(jīng)結(jié)合圖4解釋了狀態(tài)區(qū)域410。該系 統(tǒng)已經(jīng)確認(rèn)人在房間中(域412)，地上沒有人(域414)，以及在區(qū)中正在發(fā)生改變(域416)， 特別是在區(qū)2和3中(域418)。門和窗是關(guān)著的(域422)，沒有識(shí)別出手勢(shì)(域424)，傳感器 沒有感測(cè)到任何反常的情形(域426 )，且已經(jīng)相應(yīng)地調(diào)節(jié)了亮度(域428 )。
文檔區(qū)域420包括顏色顯示500，其基本上只用在系統(tǒng)的配置上并且通常隨后被 無效(deactivate)。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，出于數(shù)據(jù)保護(hù)的原因，計(jì)劃只有特定的狀態(tài)觸 發(fā)警報(bào)或消息，但是通常不會(huì)輸出圖像材料，因此沒有任何類型的監(jiān)視相機(jī)功能，且隱私保 持無條件地被保護(hù)。然而會(huì)有特定的情形，在該情形下不但只是期望的，而且事實(shí)上需要激 活屏幕功能。例如如果需要使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)幫助虛弱和特別是癡呆的人時(shí)，是這種 情況。例如，如果檢測(cè)到人不動(dòng)地躺在地上時(shí)，攝取快照可能是非常有用的。
系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)確認(rèn)有人在房間中；這通過對(duì)于人的當(dāng)前位置坐標(biāo)和計(jì)數(shù)域中的數(shù)目的方式記錄在域510中。根據(jù)520，該人被識(shí)別為成人。自從人進(jìn)入房間的時(shí)間從域530 中的記錄是明顯的。記錄了人和房間中定義的區(qū)的坐標(biāo)。
圖5的又一個(gè)目的是解釋如何借助于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)象保護(hù)。從顏色顯示500的圖像區(qū)域明顯看出靜態(tài)區(qū)D被定義在要保護(hù)的對(duì)象周圍，在這種情況下是位于沙發(fā)上的筆記本電腦。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)識(shí)別筆記本電腦和其位于區(qū)D的事實(shí)兩者。然后為這個(gè)區(qū)D設(shè)置警報(bào)，所述警報(bào)在于例如以下事實(shí)相應(yīng)的SMS被發(fā)送到授權(quán)人的移動(dòng)電話。 只要授權(quán)的人還沒有接收到在這個(gè)情境下的SMS，他或她知道筆記本電腦還在原處。如果在闖入的情況下筆記本被從沙發(fā)拿走，則系統(tǒng)檢測(cè)到區(qū)D中的變化，觸發(fā)警報(bào)且發(fā)出SMS，因此被授權(quán)的人可以立即開始合適的動(dòng)作并且例如通知警方。
還可以對(duì)這樣的情況激活屏幕功能。一旦觸發(fā)警報(bào)，系統(tǒng)攝取場(chǎng)景的快照以供后來使用。
區(qū)原則極大程度地降低了系統(tǒng)的計(jì)算工作，并且特別地正是區(qū)原則使手勢(shì)控制在事實(shí)上合理地可能。為了將變化辨別為手勢(shì)，系統(tǒng)只需要觀察為人定義的動(dòng)態(tài)區(qū)X。事先限定要用該手勢(shì)控制的裝置或開關(guān)并傳達(dá)給系統(tǒng)。由于不再需要直接接觸開關(guān)、按鈕或觸摸屏，因此對(duì)老年人和虛弱的人來說操作裝置以及因此獨(dú)立且舒適地行動(dòng)就不再是問題。
如果用戶設(shè)置靜態(tài)區(qū)(例如電視機(jī)前的沙發(fā))并選擇IR裝置的操作作為選項(xiàng)，則還有可能控制IR裝置。當(dāng)人隨后進(jìn)入該區(qū)時(shí)，在時(shí)間^后開啟IR裝置。當(dāng)人離開該區(qū)時(shí)， 在時(shí)間t2后關(guān)閉該裝置。在這種上下文可以直接從系統(tǒng)中存在的IR LED輸出IR消息。在以上描述、附圖和權(quán)利要求中公開的發(fā)明特征對(duì)單獨(dú)地或組合地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明都可以是重要的。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，用于處理視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息用于認(rèn)知地確定至少一個(gè)房間和/或至少一個(gè)人和/或至少一個(gè)對(duì)象的至少一個(gè)狀態(tài)，以及用于做出并實(shí)施作為至少一個(gè)識(shí)別出的狀態(tài)的函數(shù)的決定，所述系統(tǒng)包括 第一識(shí)別模塊，其被至少設(shè)計(jì)為確認(rèn)人和/或?qū)ο蟮拇嬖谇铱蛇x地標(biāo)識(shí)人和/或?qū)ο?，且其輸出?duì)應(yīng)的電信號(hào)； 一組傳感器，該組傳感器被設(shè)計(jì)為定量地或定性地獲取視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息以及輸出對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；以及 評(píng)估邏輯系統(tǒng)，用于處理至少?gòu)脑摰谝蛔R(shí)別模塊和從該組傳感器輸出的信號(hào)， 其中 對(duì)于所述至少一個(gè)房間，使得包括一個(gè)或更多個(gè)靜態(tài)區(qū)的二維或三維地圖是可用的，每個(gè)統(tǒng)計(jì)區(qū)表現(xiàn)該房間的將從其獲得有關(guān)該房間、人和/或?qū)ο蟮臓顟B(tài)的視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息的區(qū)域； 提供了一種裝置，一旦所述第一識(shí)別模塊發(fā)出在該房間中存在一個(gè)或更多個(gè)人的信號(hào)，該裝置為所述人中的至少一個(gè)人定義動(dòng)態(tài)區(qū)，將從該動(dòng)態(tài)區(qū)獲得來自該人或有關(guān)該人的運(yùn)動(dòng)信息；以及 該評(píng)估邏輯系統(tǒng)從處理的信號(hào)識(shí)別該房間和/或人和/或?qū)ο蟮臓顟B(tài)，只使用源自所述區(qū)之一的視覺信息來識(shí)別該狀態(tài)，并且基于識(shí)別出的狀態(tài)做出是否要發(fā)起動(dòng)作的決定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一識(shí)別模塊確認(rèn)人或?qū)ο蟮妮喞?，并且基于該輪廓確定他的/她的/它的身份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中提供所述第二識(shí)別模塊，其設(shè)計(jì)為檢測(cè)人的運(yùn)動(dòng)，所述第二識(shí)別模塊只從動(dòng)態(tài)區(qū)獲取信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的系統(tǒng)，其中所述第一和/或第二識(shí)別模塊是所述評(píng)估邏輯系統(tǒng)的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述動(dòng)作是給外部接收機(jī)的消息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中提供單個(gè)的相機(jī)用于從所有區(qū)獲取視覺信息。
7.一種方法，用于處理視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息以供認(rèn)知地確定至少一個(gè)房間和/或至少一個(gè)人和/或至少一個(gè)對(duì)象的至少一個(gè)狀態(tài)，以及用于做出并實(shí)施作為至少一個(gè)識(shí)別出的狀態(tài)的函數(shù)的決定，包括下述步驟 至少確認(rèn)人和/或?qū)ο蟮拇嬖谇铱蛇x地標(biāo)識(shí)人和/或?qū)ο?，且輸出?duì)應(yīng)的信號(hào)； 定量地或定性地獲取視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息以及輸出對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；以及 處理輸出的信號(hào)， 其特征在于 為房間定義一個(gè)或更多個(gè)靜態(tài)區(qū)，每個(gè)靜態(tài)區(qū)表現(xiàn)該房間的、將從其獲得有關(guān)該房間、人和/或?qū)ο蟮臓顟B(tài)的視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息的區(qū)域； 一旦確認(rèn)在該房間中存在一個(gè)或更多個(gè)人，為所述人中的至少一個(gè)人定義動(dòng)態(tài)區(qū)，將從該動(dòng)態(tài)區(qū)獲得運(yùn)動(dòng)信息； 從該處理的信號(hào)識(shí)別該房間和/或人和/或?qū)ο蟮臓顟B(tài)，只使用來自所述區(qū)之一的視覺信息來識(shí)別該狀態(tài)；以及 基于識(shí)別出的狀態(tài)做出是否要發(fā)起動(dòng)作的決定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于 指定一組條件； 為來自該組條件的每個(gè)條件定義一個(gè)或更多個(gè)臨時(shí)靜態(tài)區(qū)； 檢查是否已經(jīng)發(fā)生至少一個(gè)條件；以及 激活為該至少一個(gè)條件定義的臨時(shí)靜態(tài)區(qū)；以及 從臨時(shí)靜態(tài)區(qū)獲得視覺信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中確定人或?qū)ο蟮妮喞?，并且基于該輪廓確定他的/她的/它的身份。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中檢測(cè)到人的運(yùn)動(dòng)，只使用來自動(dòng)態(tài)區(qū)的信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述動(dòng)作是給外部接收機(jī)的消息。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息的系統(tǒng)和方法，從而認(rèn)知地確定至少一個(gè)房間和/或至少一個(gè)人和/或至少一個(gè)對(duì)象的至少一個(gè)狀態(tài)以及從而做出并實(shí)施決定，其中為該至少一個(gè)房間提供二維或三維地圖，所述地圖具有一個(gè)或更多個(gè)靜態(tài)區(qū)，其中每個(gè)靜態(tài)區(qū)代表該房間的區(qū)域，將從該靜態(tài)區(qū)獲得有關(guān)該房間、某個(gè)人和/或?qū)ο蟮臓顟B(tài)的視覺、聽覺、嗅覺和/或觸覺信息，而且，一旦發(fā)出在該房間中存在一個(gè)或更多個(gè)人的信號(hào)，就為所述人的至少一個(gè)人定義動(dòng)態(tài)區(qū)，將從該動(dòng)態(tài)區(qū)獲得該人或有關(guān)該人的動(dòng)態(tài)區(qū)運(yùn)動(dòng)信息，其中只使用源自所述區(qū)之一的區(qū)的視覺信息來識(shí)別狀態(tài)。
文檔編號(hào)G05B19/042GK103003761SQ201080068230
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者H.凱曼, M.納羅克基 申請(qǐng)人:吉拉吉爾斯芬兩合公司