一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置

技术领域

本发明涉及一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置。

背景技术

随着经济迅猛发展，我国电梯需求大增，电梯控制系统逐步从开始的安全性、可靠性的基础上，逐步向高效和智能方面提高，现有电梯一般采用光幕和安全触板接入电梯控制系统，光幕和安全触板检出乘客，经常看到电梯门正在关门，一个人匆匆向电梯奔跑，往往就差一步没赶上电梯，有时乘客下意识去伸手去遮挡光幕，这个动作十分危险，存在手被夹伤甚至被电梯轿门夹住造成伤亡事件。有时乘客手牵宠物狗的绳子赶电梯，最容易造成狗绳被轿门卡住的情况。电梯开关门一般由于系统不具智能分析技术，因此电梯都是通过设定时间的方式开关门，一般都设置7-8秒用来电梯内乘客人员全部走完和进入，经常发现到楼层只有一个乘客出电梯，电梯也是到7-8秒才关门，这造成电梯效率很低，其它楼层的乘客就要多等5-6秒。因此在原有光幕检测基础上增加一种新技术能解决上述问题成为电梯技术人员的难题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置，不用传统的定时开关门，采用图像识别和分析技术实现电梯智能开关门，提高开关门的效率，同时保证行动缓慢之人安全进入电梯。

实现上述目的的技术方案是：一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置，包括网络摄像机和乘客进出控制器，其中：

轿厢沿着电梯井道在垂直方向上移动，所述电梯井道具有多个层站楼层，每个层站楼层具有电梯门；

所述网络摄像机安装在轿厢内，用于拍摄电梯到站后乘客位移图像信息；

所述轿厢的顶端设置有轿顶检修盒，所述乘客进出控制器设置在所述轿顶检修盒内；

所述网络摄像机通过网络与所述乘客进出控制器通讯；

所述乘客进出控制器通过CAN总线外接电梯主控板；

所述电梯主控板通过CAN总线连接门机控制器。

上述的一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置，其中，所述乘客进出控制器具有RJ45网线接口和CAN接口；所述电梯主控板具有CAN接口。

上述的一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置，其中，所述网络摄像机安装在轿厢内的上部，所述网络摄像机的摄像方向对着电梯门。

上述的一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置，其中，所述网络摄像头采集电梯到站后乘客位移图像信息，并将电梯到站后乘客位移图像信息通过网络传输给所述乘客进出控制器；

所述乘客进出控制器内置有模型图像，所述乘客进出控制器将接收的电梯到站后乘客位移图像信息与模型图像对比后得到乘客进出判断信息，并通过CAN总线把乘客进出判断信息实时传输到电梯主控板；

所述电梯主控板根据接收的乘客进出判断信息，结合光幕和安全触板信息发送相应指令给所述门机控制器；

所述门机控制器根据接收的指令进行电梯门的开关。

上述的一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置，其中，当乘客进出判断信息为有乘客进出轿厢时，所述电梯主控板通过CAN总线发送立即停止关门并反向开门指令给所述门机控制器，所述门机控制器根据接收的指令实现电梯门立即停止关门并反向开门，等待乘客进入电梯；

当乘客进出判断信息为未发现有乘客进入或走出轿厢的移动意图，所述主控板发送关门指令给所述门机控制器，所述门机控制器根据接收的指令实现电梯门关闭。

上述的一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置，其中，所述乘客进出控制器内置的模型图像是基于神经网络和深度学习形成的模型图像，具体形成流程为：

S1，图片数据采集步骤：通过网络摄像机采集轿厢内外乘客的图像信息；

S2，数据清洗和预处理步骤：对采集到的楼层数据信息图像以及梯级缺失图像中存在的污染进行清洗，再进行平移、旋转以及加噪声预处理；

S3，数据导入步骤：把经过预处理后的图像分别导入神经网络模块；

S4，神经网络训练步骤：通过神经网络模块对经过预处理的图像进行深度学习训练，训练至准确判断乘客是否进出轿厢，区分乘客进出轿厢意图和从电梯旁经过意图；

S5，输出模型步骤：完成神经网络训练后，得到学习好的神经网络数据模型的模型图像，将模型图像导入至所述乘客进出控制器内。

上述的一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置，其中，所述轿厢上设置有轿厢显示器、轿厢控制板和语音报站器，每个层站楼层均设置有外呼控制板；所述轿厢显示器、轿厢控制板、语音报站器和外呼控制板分别通过CAN总线与所述电梯主控板通讯。

本发明的电梯乘客进出轿厢智能监控装置，不用传统的定时开关门，采用图像识别和分析技术实现电梯智能开关门，提高开关门的效率，同时保证行动缓慢之人安全进入电梯。

附图说明

图1为本发明的电梯乘客进出轿厢智能监控装置的安装示意图；

图2为本发明的电梯乘客进出轿厢智能监控装置的工作原理图；

图3为乘客进出控制器内置的模型图像的形成流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：

请参阅图1和图2，本发明的最佳实施例，一种电梯乘客进出轿厢智能监控装置，包括网络摄像机4和乘客进出控制器3。

轿厢6沿着电梯井道100在垂直方向上移动，电梯井道100具有多个层站楼层5，每个层站楼层5均具有电梯门101，电梯井道100的顶端设置有电梯控制柜1和机房7。

网络摄像机4安装在轿厢6内的上部，网络摄像机4的摄像方向对着电梯门，可以用于拍摄电梯到站后电梯门附近的乘客位移图像信息。轿厢6的顶端设置有轿顶检修盒2，乘客进出控制器3设置在轿顶检修盒2内；网络摄像机4通过网络与乘客进出控制器3通讯；乘客进出控制器3通过CAN总线外接电梯主控板11；电梯主控板11设置在电梯控制柜1内。电梯主控板11通过CAN总线连接门机控制器12。

乘客进出控制器3具有RJ45网线接口和CAN接口；电梯主控板11具有CAN接口。轿厢6上设置有轿厢显示器13、轿厢控制板14和语音报站器15，每个层站楼层均设置有外呼控制板16；轿厢显示器13、轿厢控制板14、语音报站器15和外呼控制板16分别通过CAN总线与电梯主控板11通讯，电梯主控板11、门机控制器12、轿厢显示器13、轿厢控制板14、语音报站器15和外呼控制板16是电梯控制系统的组成部分。

本发明的电梯乘客进出轿厢智能监控装置，在工作时：网络摄像头4采集电梯到站后乘客位移图像信息，并将电梯到站后乘客位移图像信息通过网络传输给乘客进出控制器3；乘客进出控制器3内置有模型图像，乘客进出控制器3将接收的电梯到站后乘客位移图像信息与模型图像对比后得到乘客进出判断信息，并通过CAN总线把乘客进出判断信息实时传输到电梯主控板11；电梯主控板11根据接收的乘客进出判断信息，结合光幕和安全触板信息发送相应指令给门机控制器12；门机控制器12根据接收的指令进行电梯门的开关。当乘客进出判断信息为有乘客进出轿厢时，电梯主控板11通过CAN总线发送立即停止关门并反向开门指令给门机控制器12，门机控制器12根据接收的指令实现电梯门立即停止关门并反向开门，等待乘客进入电梯；当乘客进出判断信息为未发现有乘客进入或走出轿厢的移动意图，主控板11发送关门指令给所述门机控制器12，门机控制器12根据接收的指令实现电梯门关闭。从而提高开关门效率，为其它楼层待梯乘客节省时间。

请参阅图3，乘客进出控制器内置的模型图像是基于神经网络和深度学习形成的模型图像，具体形成流程为：

S1，图片数据采集步骤：通过网络摄像机采集轿厢内外乘客的图像信息；由于模型图像需要基于深度学习实现的，因此需要大量的标注数据作为样本，通过安装在轿厢内的网络摄像机，并通过RJ45网线接口连接到乘客进出控制器，乘客进出控制器通过实时码流读取存储视频流，并通过连续图片分析乘客的位移，通过RJ45网线接口传输到网络，图像的分辨率是640*480；

S2，数据清洗和预处理步骤：对采集到的楼层数据信息图像以及梯级缺失图像中存在的污染进行清洗，比如删除大量重复图像、过爆、过暗等图像；再进行平移、旋转以及加噪声预处理；

S3，数据导入步骤：把经过预处理后的图像分别导入神经网络模块；

S4，神经网络训练步骤：通过神经网络模块对经过预处理的图像进行深度学习训练，训练至准确判断乘客是否进出轿厢，区分乘客进出轿厢意图和从电梯旁经过意图；

S5，输出模型步骤：完成神经网络训练后，得到学习好的神经网络数据模型的模型图像，将模型图像导入至乘客进出控制器内。乘客进出控制器选用具有支持图像处理的专用芯片，该专用芯片具有支持2MP图像处理器，具有最大到1080P的视频输入，支持千兆以太网。

本发明的电梯乘客进出轿厢智能监控装置，采用Opencv4.0进行图像导入、图像分割、模板匹配以及训练，把训练好的数据方便导入，神经网络训练中关键点是模板匹配，通过与背景色区分边界，钩出轮廓，连续图片轮廓在图片中的位置变化方向来分析乘客是否进入或走出电梯，抓住特征点，实现匹配。采用CVTM_SQDIFF平方差匹配，采用模板和图像间的乘法操作，CV.TM_CCORR相关性匹配，将模板对其平均值与图像平均值的相对值进行匹配，CV.TM_CCOEFF相关系数匹配。

网络摄像机为带ICR功能30万像素的网络摄像机，OEM电源，具有ICR夜视功能，码流1Mbps。

本发明的电梯乘客进出轿厢智能监控装置，通过人工智能的图像识别和分析技术判断层站和轿厢内乘客是否有乘客进入或走出轿厢；通过人工智能判断行动缓慢的乘客进出，为老弱病残孕乘梯提供方便，同时为电梯最短开关门时间提供了信息，电梯控制柜不再采用定时开关门，从而实现高效电梯开关门，为控制系统赢得宝贵时间，更显人性化智能化。

本发明的电梯乘客进出轿厢智能监控装置，将基于神经网络和深度学习形成的模型图像提前导入乘客进出控制器，实时根据轿厢内网络摄像机所传输的视频流监控电梯到站后乘客位移图像信息，可以把乘客进入或走出电梯的判断通过固态继电器输出的方式输出给门机控制器形成光幕被遮挡信息，与关幕信号串联或并联。把乘客有否进出判断实时以CAN总线方式传输到电梯控制系统，电梯控制系统根据收到的信息分析及时决定开关门，从而取消定时开关门，实现人工智能。

本发明的电梯乘客进出轿厢智能监控装置，采用图像识别和分析技术，通过抓拍到电梯门附近乘客的图像与系统模型通过边缘检测以及检测轮廓，以及检测到的轮廓在图像中位移，来确定乘客是否进出电梯轿厢还是从电梯门附近经过。这是一种基于神经网络和深度学习应用于电梯乘客检测的崭新技术，该技术是通过实时传输判断结果给电梯控制系统，从而实现电梯智能开关门，不用定时开关门，以实现最大效率开关门，最大优势高效，实现最短时间开门时间，同时保证行动缓慢之人安全进入电梯。

综上所述，本发明的电梯乘客进出轿厢智能监控装置，不用传统的定时开关门，采用图像识别和分析技术实现电梯智能开关门，提高开关门的效率，同时保证行动缓慢之人安全进入电梯。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。