專利名稱：電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電梯控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠識別電梯轎廂內(nèi)所載的人、物疏
密狀況的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電梯是一種用于運(yùn)載人或物且垂直運(yùn)動的升降設(shè)備，普遍安裝于高層或多層建筑。眾所周知，安裝于商業(yè)大廈或?qū)懽謽堑碾娞萁?jīng)常處于高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，尤其是在使用高峰期，當(dāng)某層乘客按下了電梯召喚按鈕，電梯到站?？块_門，若此時電梯轎廂內(nèi)人滿為患，則在該層廳外侯梯的乘客就進(jìn)不了電梯轎廂，而對電梯轎廂內(nèi)乘梯的人而言，也被浪費(fèi)了時間。因此，提高電梯運(yùn)行效率將是緩解高峰期乘梯矛盾的有效手段。 目前，電梯行業(yè)內(nèi)對上述問題的解決方案是在電梯轎廂的底部安裝稱重傳感器，當(dāng)電梯的載重量超過額定值時，就判定電梯滿載。電梯在滿載的情況下，只響應(yīng)電梯內(nèi)的?？空埱?，而電梯外的?？空埱笕勘黄帘?。這種方式可以提高電梯的運(yùn)行效率，特別是在高峰時段。但是，此解決方案也存在著缺陷。因為電梯滿載(在安全載重以內(nèi))真正的判定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是電梯轎廂內(nèi)的人和/或物的疏密而不是重量，比如，電梯內(nèi)有一個大紙箱(質(zhì)量疏密很低)，按照稱重方式判定電梯是未滿載，但是電梯轎廂內(nèi)實際上卻不能容納更多的人或物；又如，搬進(jìn)電梯轎廂物品很重(即質(zhì)量疏密大)，按照稱重方式判定電梯滿載，但是電梯轎廂內(nèi)實際上還有很多空間，可以容納更多的人或物。出現(xiàn)以上情況，若單純采用稱重方式判定電梯轎廂是否滿載都會出現(xiàn)誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于稱重方式判定電梯轎廂是否滿載存在的缺陷，以電梯轎廂內(nèi)容納人和/或物的疏密為判斷基準(zhǔn)來判定電梯轎廂是否滿載，提出了一種電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)及方法。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)，其包括 視頻采集模塊包括攝像頭、視頻電纜，攝像頭安裝于電梯轎廂內(nèi)部頂面正中，攝像頭采集電梯轎廂內(nèi)部無人或物時的參考圖像與其它狀態(tài)下的實時圖像，并把各個狀態(tài)的圖像通過視頻電纜傳輸給視頻處理模塊； 視頻處理模塊將視頻采集模塊傳輸來的圖像進(jìn)行緩存，并將其它狀態(tài)下實時傳
輸來的圖像與參考圖像進(jìn)行減影處理，根據(jù)減影后圖像的色塊面積占電梯轎廂面積的百分
比是否大于設(shè)定值來判斷電梯轎廂是否滿載； 信號傳輸模塊將滿載信號輸出給電梯主控制柜。 所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)，視頻處理模塊包括存儲單元、數(shù)字信號處理單元，存儲單元存儲視頻采集模塊傳輸來的圖像，數(shù)字信號處理單元將實時傳輸來的圖像與參考圖像進(jìn)行減影。
所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)，信號傳輸模塊的信號輸出采用CAN總線、晶體管電平輸出或繼電器觸點輸出。 所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)，攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍采集一張轎廂處于無人和/或物狀態(tài)下的圖像作為參考圖；攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍采集第N幀圖像；視頻處理模塊接收參考圖像及第N幀圖像，并將第N幀圖像與參考圖像進(jìn)行減影處理，取得減影圖像的色塊面積；視頻處理模塊將減影圖像的色塊面積除以電梯轎廂底面積取得一商值，判斷該商是否大于60% 90%，若是，則表示電梯轎廂已滿載；若否，則表示電梯轎廂未滿載。 本發(fā)明還公開了一種電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別方法，包括以下步驟 a，利用攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍采集一張轎廂處于無人和/或物狀態(tài)下的圖像作為參考圖，并傳輸給視頻處理模塊； b，攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍采集第N幀圖像，并傳輸給視頻處理模塊； c，采用視頻處理模塊將第N幀圖像與參考圖像進(jìn)行減影處理，取得減影圖像的色塊面積； d，視頻處理模塊將減影圖像的色塊面積除以電梯轎廂底面積取得一商值，判斷該商是否大于設(shè)定值，若是，則表示電梯轎廂已滿載，通過信號傳輸模塊向電梯主控制柜發(fā)出滿載信號；若否，則表示電梯轎廂未滿載。 e，刪除第N-i幀圖像，視頻采集模塊拍攝實時第N+l幀圖像，并傳輸至視頻處理模
塊；視頻處理模塊接收第N+l幀圖像，重復(fù)上述步驟c處理過程。 所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別方法，設(shè)定值是60 % 90 % 。 所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別方法，攝像頭以每秒25幀的速度采
集電梯轎廂內(nèi)的圖像。 本發(fā)明電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)于電梯轎廂內(nèi)部正上方安裝一個攝像頭，攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂整個內(nèi)部范圍先拍攝一張空轎廂的圖像作為參考圖，然后再進(jìn)行實時拍攝并將視頻圖像傳輸給視頻處理模塊，視頻處理模塊實時逐幀的將視頻圖像與參考圖像做減影處理。如果有人或物進(jìn)入電梯轎廂，那么人或物將會被減影出來，視頻處理模塊通過計算減影出來的色塊面積占轎廂面積的百分比與設(shè)定值相比就可以得出電梯是否滿載的結(jié)論，并將信號發(fā)送給電梯主控制柜。 本發(fā)明電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)及方法與現(xiàn)有普遍采用的稱重判定方式相比，有較大優(yōu)勢，其可以更準(zhǔn)確的判定電梯轎廂內(nèi)容納人或物的疏密狀況，以判定是否滿載，從而減少誤判的幾率，提高電梯運(yùn)行的效率。


圖1是本發(fā)明電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)的攝像頭安裝示意圖。
圖2是本發(fā)明電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)與電梯主控制柜、電梯曳引機(jī)的框圖。 圖3是無乘客或貨物時電梯轎廂狀態(tài)圖。
圖4是有乘客或貨物時電梯轎廂狀態(tài)圖。
圖5是減影后電梯轎廂的狀態(tài)圖。
圖6是視頻處理模塊工作流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。 如圖1所示，1是電梯轎廂、2是電梯轎門即內(nèi)門、3是電梯廳門即外門、4是紅外線光幕發(fā)射端、5是紅外線光幕接收端、6墻體、7是外召喚面板、8是攝像頭，圖中虛線框是視頻采集范圍。 如圖所示，電梯安裝結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同，不同之處在于電梯轎廂1的頂面正中
安裝攝像頭8，電梯轎廂1內(nèi)部的區(qū)域為攝像頭8的視頻采集范圍。 參見圖2，本發(fā)明電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)包括 視頻采集模塊包括攝像頭8、視頻電纜，攝像頭8拍攝電梯轎廂內(nèi)部無人或物狀
態(tài)下的俯視參考圖像，并把圖像通過視頻電纜傳輸給視頻處理模塊；攝像頭再以每秒25幀
的速度拍攝電梯轎廂內(nèi)其它狀態(tài)下的實時圖像，并把圖像通過視頻電纜實時傳輸?shù)揭曨l處
理模塊。 視頻處理模塊包括數(shù)字信號處理單元、存儲單元、視頻分析軟件，其將視頻采集模塊傳輸來的圖像進(jìn)行緩存(由存儲單元存儲)，并將實時傳輸來的其它狀態(tài)圖像與參考圖像進(jìn)行減影處理(由數(shù)字信號處理單元進(jìn)行運(yùn)算)，并根據(jù)減影后圖像的色塊面積占電梯轎廂面積的百分比是否大于設(shè)定值來判斷電梯轎廂是否滿載，若是，則表示電梯轎廂已滿載，通過信號傳輸模塊向電梯主控制柜發(fā)出滿載信號；若否，則表示電梯轎廂未滿載。
信號傳輸模塊可選用CAN總線、晶體管電平輸出、繼電器觸點輸出三種輸出方式中的其中一種，其將滿載信號輸出給電梯主控制柜。 電梯主控制柜將控制信號傳輸?shù)诫娞菀芬龣C(jī)，以控制電梯升降。電梯主控制柜接收到滿載信號時，只響應(yīng)電梯轎廂內(nèi)的停層操作請求，而電梯廳外召喚盒的停層請求被屏蔽。 下面結(jié)合圖3-6對電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別流程作詳細(xì)描述 1、攝像頭8在電梯空載時拍攝一張圖像作為參考圖像參數(shù)傳輸給視頻處理模塊。
參見圖3，此圖為視頻處理模塊存儲在內(nèi)存中作為減影的參考圖，電梯轎廂內(nèi)無乘客或貨物
時所拍攝的圖像可作為參考圖，圖示中的小三角、小方塊表示地板的花紋或碎紙。 當(dāng)電梯轎廂內(nèi)有乘客或貨物時，攝像頭8實時拍攝該狀態(tài)下的圖像，并把圖像參
數(shù)傳輸給視頻處理模塊。圖4為實時圖，此時拍攝的圖像與底圖有明顯的區(qū)別，圖中的黑色
圓表示乘客和/或貨物。 2、圖5為減影圖，當(dāng)圖3和圖4進(jìn)行減影(相同的部分相減抵消)后，只剩下了乘
客或貨物的影像，視頻處理模塊可以根據(jù)減影后的圖像的色塊(圖中的黑色圓)面積占轎
廂面積的百分比判斷轎廂是否滿載。參見圖6，具體處理過程如下所述 輸入?yún)⒖紙D及第N(N為一變量且為正整數(shù))幀圖像至視頻處理模塊，視頻處理模
塊為它們分配存儲空間，將第N幀圖像與參考圖相減影，取得減影圖像色塊面積，將該減影
圖像色塊面積除以攝像頭拍攝的電梯轎廂底面積取得一商值，判斷該商是否大于設(shè)定值，如80% (該值可根據(jù)實際需求設(shè)定)，若是，則表示電梯轎廂內(nèi)已滿載，通過信號傳輸模塊向電梯控制柜發(fā)出滿載信號；若否，則表示電梯轎廂未滿載。 隨后刪除第N-i(l < i <N， i為一常量且為正整數(shù))幀圖像以釋放存儲空間，而后將N值加1 (即輸入第N+l幀圖像)，重復(fù)上述過程。 注由于任何圖像經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換以位圖格式存儲在計算機(jī)系統(tǒng)中，其像素點都是以色度和亮度的數(shù)值表示的，因此減影實際上就是將兩幀圖中的每個像素點對應(yīng)的亮度和色度值進(jìn)行相減，并將相減后的余值做濾波處理，這樣兩幀圖中相同的地方因為亮度和色度相同就會被相減為零，而不同的地方相減余值就不會為零，最終通過減影就可以把兩幀圖不同的地方分離出來。 本發(fā)明還公開了一種電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別方法(可參考圖6)，其按如下步驟進(jìn)行 a，利用攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍采集一張轎廂處于無人和/或物狀態(tài)下的圖像作為參考圖，并傳輸給視頻處理模塊； b，攝像頭再以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍并以每秒25幀的速度采集第N幀圖像，并傳輸給視頻處理模塊； c，采用視頻處理模塊將第N(N為一變量且為正整數(shù))幀圖像與參考圖像進(jìn)行減影(即對兩幀圖像中的每個像素點對應(yīng)的亮度和色度值進(jìn)行相減，并將相減后的余值做濾波處理)處理，取得減影圖像的色塊面積； d，視頻處理模塊將取得的減影圖像色塊面積除以電梯轎廂底面積而取得一商值，判斷該商是否大于設(shè)定值(如60% 90%，該值可根據(jù)實際需求設(shè)定)，若是，則表示電梯轎廂已滿載，通過信號傳輸模塊向電梯主控制柜發(fā)出滿載信號；若否，則表示電梯轎廂未滿載。 e，視頻處理模塊判斷電梯轎廂是否滿載后，刪除第N-i (1 < i < N， i為一常量且為正整數(shù))幀圖像以釋放存儲空間；攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍以每秒25幀的速度采集第N+l幀圖像(即輸入第N+l幀圖像)，重復(fù)步驟c開始的處理過程。
上述對本發(fā)明的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)及方法都作了詳細(xì)的說明。當(dāng)然，在絕大多數(shù)情況，單采用本發(fā)明的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)或方法即可準(zhǔn)確判定電梯轎廂的載重狀態(tài)。在某些特殊情況下，如電梯轎廂內(nèi)所載物和/或人的分布疏密較小，但重量卻超出電梯的限載重量，此時，由電梯原有的稱重裝置起作用，只響應(yīng)電梯轎廂內(nèi)的停靠請求，而電梯轎廂外的?？空埱笕勘黄帘?。即電梯本身的稱重裝置只有在載物和/或人的總重量超出限載重量時，才起作用，其它狀態(tài)下，都由本發(fā)明的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)或方法來響應(yīng)電梯的召喚。
上述優(yōu)選實施例只是對本發(fā)明的解釋說明，本發(fā)明并不限于上述實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，任何對本發(fā)明的變型都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)，其特征是包括視頻采集模塊包括攝像頭、視頻電纜，攝像頭安裝于電梯轎廂內(nèi)部頂面正中，攝像頭采集電梯轎廂內(nèi)部無人或物時的參考圖像與其它狀態(tài)下的實時圖像，并把各個狀態(tài)的圖像通過視頻電纜傳輸給視頻處理模塊；視頻處理模塊將視頻采集模塊傳輸來的圖像進(jìn)行緩存，并將其它狀態(tài)下實時傳輸來的圖像與參考圖像進(jìn)行減影處理，根據(jù)減影后圖像的色塊面積占電梯轎廂面積的百分比是否大于設(shè)定值來判斷電梯轎廂是否滿載；信號傳輸模塊將滿載信號輸出給電梯主控制柜。
2. 如權(quán)利要求1所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)，其特征是所述 的視頻處理模塊包括存儲單元、數(shù)字信號處理單元，存儲單元存儲視頻采集模塊傳輸來的 圖像，數(shù)字信號處理單元將實時傳輸來的圖像與參考圖像進(jìn)行減影。
3. 如權(quán)利要求1所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)，其特征是所述 信號傳輸模塊的信號輸出采用CAN總線、晶體管電平輸出或繼電器觸點輸出。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)，其特征是 攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍采集一張轎廂處于無人和/或物狀態(tài)下的圖像 作為參考圖；攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍采集第N幀圖像；視頻處理模塊接 收參考圖像及第N幀圖像，并將第N幀圖像與參考圖像進(jìn)行減影處理，取得減影圖像的色塊 面積；視頻處理模塊將減影圖像的色塊面積除以電梯轎廂底面積取得一商值，判斷該商是 否大于60% 90% ，若是，則表示電梯轎廂已滿載；若否，則表示電梯轎廂未滿載。
5. 電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別方法，其特征是包括以下步驟 a，利用攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍采集一張轎廂處于無人和/或物狀態(tài)下的圖像作為參考圖，并傳輸給視頻處理模塊；b，攝像頭以俯視視角對準(zhǔn)電梯轎廂內(nèi)部范圍采集第N幀圖像，并傳輸給視頻處理模塊；c，采用視頻處理模塊將第N幀圖像與參考圖像進(jìn)行減影處理，取得減影圖像的色塊面積；d，視頻處理模塊將減影圖像的色塊面積除以電梯轎廂底面積取得一商值，判斷該商是 否大于設(shè)定值，若是，則表示電梯轎廂已滿載，通過信號傳輸模塊向電梯主控制柜發(fā)出滿載 信號；若否，則表示電梯轎廂未滿載。e，刪除第N-i幀圖像，視頻采集模塊拍攝實時第N+l幀圖像，并傳輸至視頻處理模塊； 視頻處理模塊接收第N+l幀圖像，重復(fù)上述步驟c處理過程。
6. 如權(quán)利要求4所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別方法，其特征是所述 的設(shè)定值是60% 90%。
7. 如權(quán)利要求4所述的電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別方法，其特征是所述 的攝像頭以每秒25幀的速度采集電梯轎廂內(nèi)的圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠識別電梯轎廂內(nèi)所載的人、物疏密狀況的系統(tǒng)及方法。識別系統(tǒng)包括視頻采集模塊包括攝像頭，攝像頭安裝于電梯轎廂內(nèi)部頂面正中，攝像頭采集電梯轎廂內(nèi)部無人或物時的參考圖像與其它狀態(tài)下的實時圖像，并把各個狀態(tài)的圖像傳輸給視頻處理模塊；視頻處理模塊將圖像緩存，并將其它狀態(tài)下實時傳輸來的圖像與參考圖像進(jìn)行減影，根據(jù)減影后圖像的色塊面積占電梯轎廂面積的百分比是否大于設(shè)定值來判斷電梯轎廂是否滿載；信號傳輸模塊將滿載信號輸出給電梯主控制柜。本發(fā)明電梯轎廂載人和/或物疏密狀況的識別系統(tǒng)及方法可以更準(zhǔn)確的判定電梯轎廂內(nèi)容納人或物的疏密狀況，減少誤判的幾率，提高電梯運(yùn)行效率。
文檔編號B66B1/00GK101708797SQ20091015691
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者彭威威, 謝波, 陳良 申請人:杭州優(yōu)邁科技有限公司