[0037] 下面对本发明优选实施例作详细说明。
[0038] 本发明依托如图1所示的一种智能书童式书包，包括书包主体(1)，其特征在于，还包括陪伴部件(2)、学习部件(3)、安全处理部件(4)和移动部件(5)，所述陪伴部件(2)与书包主体(1)连接，用于与学生进行语音、颜色、图像或视频交互；所述学习部件(3)包括学习数据库、语音识别程序、交互界面，根据学生的语音要求查询学习数据库，生成与学生进行互动的语音或视频；所述安全处理部件(4)包括导航程序、安全识别程序及安全处理程序，安全识别程序用于识别学生行走过程中的安全隐患并生成语音或颜色的提醒指令，安全处理程序用于控制书包主体或移动部件消除安全隐患；移动部件(5)与书包主体(1)连接，用于辅助移动书包主体。本实施例中，移动部件是可以悬浮的气囊结构，具有飞行马达。
[0039] 本发明的基于智能书包的路口安全隐患识别及处理方法，包括以下步骤：
[0040] 判断是否将要经过路口：书包的安全处理部件通过导航技术获取学生的位置及行走路径，根据导航地图中各路口的位置判断学生是否将要经过路口，若学生的位置与路口距离小于事先设置的阈值且行走方向为路口方向，则判定学生将要经过路口，进入步骤：识别附近相对速度过高的物体，否则返回步骤：判断是否将要经过路口。本实施例中，书包的安全处理部件中的导航程序获取学生的实时位置及行走路线，某时刻获取的学生位置临近某路口且学生行走方向为路口的方向，则判定学生将要经过路口，进入步骤：识别附近相对速度过高的物体。
[0041] 识别附近相对速度过高的物体：书包的安全处理部件监测当前时刻附近物体与学生的相对速度，其中具有相对速度的物体数量记为n，将各物体依次编号为i，1≤i≤n，相对速度用变量vi表示；判断相对速度vi是否大于事先设置的相对速度阈值V，若是，则判定该物体是相对速度过高的物体，进入步骤：判断附近物体是否存在安全隐患；否则判定该物体相对速度正常，返回步骤：识别附近相对速度过高的物体。
[0042] 所述附近物体是指飞来物或障碍物或树木或其他靠近学生的物体。
[0043] 所述相对速度是指学生与附近物体的距离在单位时间内的变化值，当距离缩小时，相对速度为正值，当距离增大时，相对速度为负值。本实施例中，书包的安全处理部件监测当前时刻学生附近的物体与学生的相对速度，此时附近物体包括车辆、树和一个足球，依次编号为1、2、3，其中车辆与学生的距离在单位时间内没有发生变化，其相对速度v0＝0，树与学生的距离在单位时间(1秒)内距离变化值(增大)为0.5米，相对速度v2＝‑0.5米/秒，足球在单位时间(1秒)内的距离变化值(缩小)为5米，则相对速度v3＝5米/秒，事先设置的相对速度阈值V＝2米/秒，其中足球的相对速度v2大于X，判定该值对应的物体(足球)是相对速度过高的物体，进入步骤：判断附近物体是否存在安全隐患。
[0044] 判断附近物体是否存在安全隐患：获取该物体上一时刻与学生的相对速度，用变量wi表示，根据物体当前时刻及上一时刻与学生的相对速度计算该物体的相对速度变化量，用变量ai表示；获取该物体当前时刻与学生的距离，用变量si表示；根据该物体当前时刻的与学生的相对速度vi、相对速度变化量ai及距离si计算该物体的安全隐患系数，用变量xi表示；判断物体的安全隐患系数xi是否大于事先设置的安全隐患阈值X，若是，则判定该物体存在安全隐患，进入步骤：生成防护指令及执行防护动作，否则判定该物体不存在安全隐患，返回步骤：识别附近相对速度过高的物体。
[0045] 所述物体的相对速度变化量ai＝k·(vi‑wi)，其中k是事先设置的相对速度变化量计算系数。
[0046] 所述物体的安全隐患系数 其中g是事先设置的安全隐患计算系数。本实施例中，获取足球上一时刻与学生的相对速度w2＝5.3米/秒，事先设置的相对速度变化量计算系数k＝1，计算足球的相对速度变化量a2＝v2‑w2＝‑0.3米/秒，获取足球当前时刻与学生的距离s2＝5米，事先设置的安全隐患计算系数g＝1，计算足球的安全隐患系数事先设置的安全隐患阈值X＝0.2，足球的安全
隐患系数x2>X，判定该物体(足球)存在安全隐患，进入步骤：生成防护指令及执行防护动作。
[0047] 生成防护指令及执行防护动作：识别该物体的移动速度方向及移动路线，生成使书包的移动部件阻挡该物体移动路线的防护指令，移动部件使书包移动至该物体可能与学生撞击的位置并形成遮挡。
[0048] 所述移动部件是指气囊防护部件，可以根据防护指令形成气囊罩，阻挡一定范围内的物体撞击；所述防护指令是指根据物体与学生的预计撞击位置及撞击时间生成的移动部件充气启动指令和移动部件气囊遮挡范围调整指令。
[0049] 所述遮挡是指气囊罩通过充气膨胀展开或充气支撑等方式对学生可能受到撞击的部位进行遮挡。本实施例中，附近物体中有一个物体(足球)存在安全隐患，根据已有的导航定位技术识别足球的移动速度方向及移动路线，计算足球可能撞击学生的部位，以此生成将书包的移动部件(充气气囊)充气启动指令和气囊展开至能够遮挡学生可能被撞击部位的范围调整指令，使得气囊充气膨胀展开至能够遮挡学生可能被撞击部位的范围，从而消除安全隐患。
[0050] 本实施例的一种基于智能书包的路口安全隐患识别及处理方法流程图，如图2所示。
[0051] 本发明的基于智能书包的路口安全隐患识别及处理系统，包括：
[0052] 智能书童式书包；
[0053] 计算机；
[0054] 以及
[0055] 一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述计算机的存储器中，并且被配置成由所述计算机的处理器执行，所述程序包括：
[0056] 判断是否将要经过路口模块：书包的安全处理部件通过导航技术获取学生的位置及行走路径，根据导航地图中各路口的位置判断学生是否将要经过路口，若学生的位置与路口距离小于事先设置的阈值且行走方向为路口方向，则判定学生将要经过路口，进入识别附近相对速度过高的物体模块，否则返回判断是否将要经过路口模块。本实施例中，书包的安全处理部件中的导航程序获取学生的实时位置及行走路线，某时刻获取的学生位置临近某路口且学生行走方向为路口的方向，则判定学生将要经过路口，进入识别附近相对速度过高的物体模块。
[0057] 识别附近相对速度过高的物体模块：书包的安全处理部件监测当前时刻附近物体与学生的相对速度，其中具有相对速度的物体数量记为n，将各物体依次编号为i，1≤i≤n，相对速度用变量vi表示；判断相对速度vi是否大于事先设置的相对速度阈值V，若是，则判定该物体是相对速度过高的物体，进入判断附近物体是否存在安全隐患模块；否则判定该物体相对速度正常，返回识别附近相对速度过高的物体模块。
[0058] 所述附近物体是指飞来物或障碍物或树木或其他靠近学生的物体。
[0059] 所述相对速度是指学生与附近物体的距离在单位时间内的变化值，当距离缩小时，相对速度为正值，当距离增大时，相对速度为负值。本实施例中，书包的安全处理部件监测当前时刻学生附近的物体与学生的相对速度，此时附近物体包括车辆、树和一个足球，依次编号为1、2、3，其中车辆与学生的距离在单位时间内没有发生变化，其相对速度v0＝0，树与学生的距离在单位时间(1秒)内距离变化值(增大)为0.5米，相对速度v2＝‑0.5米/秒，足球在单位时间(1秒)内的距离变化值(缩小)为5米，则相对速度v3＝5米/秒，事先设置的相对速度阈值V＝2米/秒，其中足球的相对速度v2大于X，判定该值对应的物体(足球)是相对速度过高的物体，进入判断附近物体是否存在安全隐患模块。
[0060] 判断附近物体是否存在安全隐患模块：获取该物体上一时刻与学生的相对速度，用变量wi表示，根据物体当前时刻及上一时刻与学生的相对速度计算该物体的相对速度变化量，用变量ai表示；获取该物体当前时刻与学生的距离，用变量si表示；根据该物体当前时刻的与学生的相对速度vi、相对速度变化量ai及距离si计算该物体的安全隐患系数，用变量xi表示；判断物体的安全隐患系数xi是否大于事先设置的安全隐患阈值X，若是，则判定该物体存在安全隐患，进入生成防护指令及执行防护动作模块，否则判定该物体不存在安全隐患，返回识别附近相对速度过高的物体模块。
[0061] 所述物体的相对速度变化量ai＝k·(vi‑wi)，其中k是事先设置的相对速度变化量计算系数。
[0062] 所述物体的安全隐患系数 其中g是事先设置的安全隐患计算系数。本实施例中，获取足球上一时刻与学生的相对速度w2＝5.3米/秒，事先设置的相对速度变化量计算系数k＝1，计算足球的相对速度变化量a2＝v2‑w2＝‑0.3米/秒，获取足球当前时刻与学生的距离s2＝5米，事先设置的安全隐患计算系数g＝1，计算足球的安全隐患系数事先设置的安全隐患阈值X＝0.2，足球的安全
隐患系数x2>X，判定该物体(足球)存在安全隐患，进入生成防护指令及执行防护动作模块。
[0063] 生成防护指令及执行防护动作模块：识别该物体的移动速度方向及移动路线，生成使书包的移动部件阻挡该物体移动路线的防护指令，移动部件使书包移动至该物体可能与学生撞击的位置并形成遮挡。
[0064] 所述移动部件是指气囊防护部件，可以根据防护指令形成气囊罩，阻挡一定范围内的物体撞击；所述防护指令是指根据物体与学生的预计撞击位置及撞击时间生成的移动部件充气启动指令和移动部件气囊遮挡范围调整指令。
[0065] 所述遮挡是指气囊罩通过充气膨胀展开或充气支撑等方式对学生可能受到撞击的部位进行遮挡。本实施例中，附近物体中有一个物体(足球)存在安全隐患，根据已有的导航定位技术识别足球的移动速度方向及移动路线，计算足球可能撞击学生的部位，以此生成将书包的移动部件(充气气囊)充气启动指令和气囊展开至能够遮挡学生可能被撞击部位的范围调整指令，使得气囊充气膨胀展开至能够遮挡学生可能被撞击部位的范围，从而消除安全隐患。
[0066] 本实施例的基于智能书包的路口安全隐患识别及处理系统结构示意图，如图3所示。
[0067] 当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。
