一种电梯优化调度系统及其调度方法

技术领域

本发明涉及电梯调度领域，尤其涉及一种电梯优化调度系统及方法。

背景技术

近年来，随着人口密度的增大，高楼的增多，为了人们出行方便，电梯工 具被广泛的应用，但简单的电梯载客方案存在着大量的资源浪费，如：问题一， 人群在等待电梯时，部分人群在按电梯按钮之后，由于各种原因离开而造成电 梯不必要的等待。问题二，客舱内空间已满但因为未超载而造成电梯在无出客 楼层的无意义停靠。传统的电梯载客方式浪费大量的时间。目前市场上尽管存 在一些电梯运行优化算法，但对前文所提到的问题无明显的针对性且效果有限。 因此，迫切地需要一种有效的电梯到达优化装置来满足广大群众对电梯效率的 需求。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于提出一种电梯优化调度 系统及其优化调度方法，通过该系统和方法，可以实现电梯的优化调度。本发 明的技术方案如下：

一种电梯优化调度系统，所述电梯优化调度系统由第一摄像头、第二摄像 头、电信号传感器、警示器和中央处理器组成，其中：

第一摄像头设置在电梯客舱内，用于拍摄电梯客舱内的图像，并通过拍摄 的图像分析电梯内是否满员，将分析结果传输给中央处理器；

第二摄像头为多个，所述多个第二摄像头分别设置在各楼层的走廊中，用 于对取景范围内的区域进行拍摄和分析，并将分析结果传输给中央处理器；

所述电信号传感器为多个，各电信号传感器分别设置在各楼层的电梯上下 按钮内，不同的电信号传感器具有不同的标识，该标识可以获知电信号传感器 所处的楼层以及对应的按钮，当用户按下电梯的上行或下行按钮后，该电信号 传感器将发送一个带有其标识的电信号到中央处理器；

所述警示器为多个，各警示器分别设置在各楼层的电梯上下按钮旁，不同 的警示器具有不同的标识，该标识可以获知警示器所处的楼层，当中央处理器 判断某楼层需要警示信号时，该中央处理器将根据标识实现对警示器的控制；

所述按钮反馈区，为第二摄像头所拍摄的楼层图像中的一部分区域，具体 位置为电梯上下行按钮前0.5m×0.5m左右区域；

中央处理器与第一摄像头、第二摄像头、电信号传感器以及警示器无线连 接，用于接收来自于第一摄像头、第二摄像头以及电信号传感器的信号，并对 接收的信号进行分析，发送相应的控制指令给电梯与警示器。第二摄像头与电 信号传感器进行无线连接，用于对按钮反馈区中人物信息进行标签。

所述电梯优化调度方法具体包括以下步骤：

步骤一：当乘客在某个楼层触发电梯上行或者下行按钮后，电梯按钮内的 电信号传感器向中央处理器发送一个信号，该信号中携带有按钮的电信号传感 器的标识；

步骤二：中央处理器在接收到信号后，向第一摄像头发送一个信号，控制 第一摄像头打开并进行电梯客舱内图像的拍摄，第一摄像头在获取到电梯客舱 内的图像后，根据拍摄的图像分析电梯是否满员，将分析结果形成第三标签发 送给中央处理器；中央处理器接收到第三标签后判断第三标签是否为0，若为0， 进入步骤八，若不为0，进入步骤三；

所述步骤二中，分析电梯是否满员并形成第三标签的具体方式为：开启电 梯内的第一摄像头并进行图像获取，将获取的图像进行处理后分块，收集检测 空间所有块的特征与轮廓信息用于分类，将图像块分为背景块和非背景块；统 计图像中非背景块占整个图像的比例信息，当比例达到一定阈值则判定满员， 当满员时设置第三标签为0，当非满员时设置第三标签为1；

步骤三：中央处理器根据该电信号传感器传来的信号获取当前触发按键的 楼层，调用该楼层的第二摄像头，第二摄像头对取景范围内的区域进行拍摄， 同时对拍摄图像中位于按钮反馈区的人物对象进行特征分析并赋予其第二标 签，并采用跟踪算法于取景范围内对该人物对象进行实时跟踪；

步骤三中，第二摄像头获取第二标签的具体过程为：当第二摄像头开始调 用时，第二摄像头立即对处于按钮反馈区中的人物信息进行特征识别，同时根 据当前时刻该楼层触发的电信号传感器的标识为按钮反馈区中人物的特征标识 打上第二标签，即当前时刻上行按钮被点亮，则为处在按钮反馈区中的人物赋 予第二标签10并通过跟踪算法对该标签对象进行实时跟踪；同理，当前时刻下 行按钮被点亮，则为处在按钮反馈区中的人物赋予第二标签01并通过跟踪算法 对该标签对象进行实时跟踪；

步骤四：在电梯到达下一楼层前的预定时间，中央处理器根据电信号传感 器传来的信号判断当前楼层是否存在与电梯的运行方向一致的按钮方向，当不 一致时，进入步骤八，一致时，进入步骤五；

步骤五：该楼层的第二摄像头首先获取当前时刻所拍摄的楼层走廊图像信 息同时通过分类算法判断当前楼道中是否有人存在并生成第一标签，即当前楼 道有人，第一标签为1；反之，当前楼道无人，第一标签为0。

步骤六：中央处理器获取通过第二摄像头获取该楼层的第一标签与第二标 签跟踪情况，先对第一标签进行判断，若第一标签为0，楼道无人，进入步骤八； 若第一标签为1，判断符合电梯运行状态的第二标签跟踪情况，即若当前为准备 上行电梯则判断第二标签10的跟踪情况，若标签对象不存在，则上行按钮灯闪 烁且警示音提示，若一段时间后未识别到上行按钮被再次按下的电信号传感器 信号，则进入步骤八；若标签对象存在或识别到上行按钮被再次按下的电信号 传感器信号，则进入步骤七；同理，即若当前为准备下行电梯则判断第二标签 01的跟踪情况，若标签对象不存在，则下行按钮灯闪烁且警示音提示，若一段 时间后未识别到下行按钮被再次按下的电信号传感器信号，则进入步骤八；若 标签对象存在或识别到下行按钮被再次按下的电信号传感器信号，则进入步骤 七；

步骤七：中央处理器向电梯发送减速信号，控制电梯在该楼层停靠；在电 梯接收到关门信号或者停靠到预设时长后，中央处理器向电梯发送继续运行信 号，之后进入步骤八；

步骤八：中央控制器向电梯发送暂时忽略该电信号传感器的信号的通知， 控制电梯不在该楼层停靠，直接驶向目标层；

步骤九：中央处理器等待下一个电信号传感器信号的传入。

在本发明的实施例中，所述第一摄像头为高清摄像头且带有独立的微处理 器可以实现第三标签的生成。

在本发明的实施例中，所述第二摄像头为广角摄像头且带有独立的微处理 器可以实现第一标签的生成与第二标签的生成与跟踪。

在本发明的实施例中，所述按钮反馈区，为第二摄像头所拍摄的楼层图像 中的一部分区域，具体位置为电梯上下行按钮前0.5m×0.5m左右区域；

在本发明的实施例中，所述电梯到达该楼层前的预定时间点是指电梯进入 该楼层减速阶段前的设定时间点。

实施本发明的实施例，采用摄像头扫描与处理器相结合，通过中央处理器 施行电梯优化判定的方法，具有敏感、快捷的电梯到达优化功能，便于电梯智 能实施减速决策。同时，本发明的技术方案具有以下有益效果：(1)当有人按 下电梯上行或者下行按钮请求上客后，会先判断电梯是否满员，在满员的情况 使电梯不在请求层停靠，避免电梯满员而未满载的情况下无意义的停靠；(2) 在电梯减速前的，通过摄像头获取电梯走廊的情形并与特定标签对象的实时跟 踪相结合，通过楼层情况与跟踪情况判断当前楼层乘坐情况，配合警示器实现 调控，避免因楼层无人或虽有人但单一行进方向对象离开而出现的空停现象；(3)中央处理器与第一摄像头、第二摄像头之间仅存在一定量的标签信息交互， 减少信号传输出现误差的机率，同时可以分摊中央处理器的运算压力以及减少 中央处理器的能耗。

附图说明

图1为本发明的电梯优化调度系统100的结构示意图。

图2为本发明的电梯优化调度方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。 附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来 实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是 使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一 个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用 的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供了一种电梯优化调度系统100，该系统由第一摄像 头1、第二摄像头2、电信号传感器3、警示器4和中央处理器5组成。其中， 第一摄像头1设置在电梯客舱的上方，用于获取电梯内的图像；第二摄像头2 设置在各楼层的走廊中，可以用于获取包括电梯在内的一定区域的图像；电信 号传感器3设在各楼层的电梯上下控制按钮内，用于获取电梯上下控制按钮信 息；警示器4设在各楼层的电梯上下控制按钮旁，用于及时地发出警示铃声； 中央处理器4与第一摄像头1、第二摄像头2以及电信号传感器3进行无线连接， 用于根据接收的数据来进行电梯优化调度；第二摄像头2与电信号传感器3进 行无线连接，用于对按钮反馈区中人物信息进行标签。

电梯优化调度系统100中具有一个第一摄像头1，所述第一摄像头1设置在 电梯客舱内。通过第一摄像头1，可以拍摄电梯客舱内的图像，通过拍摄的图像 分析电梯内是否满员，将分析结果传输给中央处理器5。所述分析电梯是否满载 的具体方法为：开启电梯内的第一摄像头1进行图像获取，将获取的图像进行 灰度化、空间归一化等处理，调节图像的对比度，同时也可以抑制噪声的干扰； 然后针对像素单元的局部块信息计算可代表特征与轮廓的数据信息；收集检测 空间所有块的特征与轮廓信息用于分类，将图像块分为背景块和非背景块；统 计图像中非背景块占整个图像的比例信息，当比例达到一定阈值则判定满员， 当满员时设置第三标签为0，当非满员时设置第三标签为1。将第三标签发送给 中央处理器4。为了使图像分析更准确，本申请优选使用高清晰度摄像头作为第 一摄像头。

电梯优化调度系统100中包括多个第二摄像头2，所述多个第二摄像头分别 设置在各楼层的走廊中，各楼层的第二摄像头2具有不同的标识，根据该标识 可以获知第二摄像头2所处的楼层；第二摄像头2设置在走廊中电梯门框的对 面区域，这样就可以拍摄电梯门口一定范围内的图像，同时可以通过电信号传 感器3获取电梯上下按钮的点亮情况。当第二摄像头2接收到中央处理器5发 送的拍摄信号后，对取景范围内的区域进行拍摄，并对拍摄后的图像进行分析， 所述分析包括：

生成第一标签，检测拍摄的楼层图像信息并通过分类算法判断楼层中是否 有人，当图像中存在人时，设置第一标签为1，当图像中不存在人时，设置第一 标签为0。

生成并跟踪第二标签，检测拍摄的楼层图像信息并通过跟踪算法对按钮反 馈区内人物对象进行特征识别，同时根据当前时刻该楼层触发的电信号传感器3 的标识为按钮反馈区中人物的特征标识打上第二标签，即当前时刻上行按钮被 点亮，则为处在按钮反馈区中的人物赋予第二标签10并通过跟踪算法对该标签 对象进行实时跟踪；同理，当前时刻下行按钮被点亮，则为处在按钮反馈区中 的人物赋予第二标签01并通过跟踪算法对该标签对象进行实时跟踪。

在电梯到达前的预定时间将第二摄像头2的第一标签与第二标签信息发送 给中央处理器5，使中央处理器获知当前楼层的是否有人以及第二标签跟踪情 况。对于图像分析中检测图像中是否有人以及第二标签的跟踪的具体方式，可 以选用图像分析中常用的技术，本申请不对此进行限定。为了使第二摄像头能 够准确获取电梯前人员的等待情况，本申请优选使用广角摄像头作为第二摄像 头，也可以采用可转动的球机进行多角度的拍摄，并对获取的多个角度的图像 进行拼接后再进行图像分析。

电梯优化调度系统100中包括多个电信号传感器3，各电信号传感器3分别 设置在各楼层的电梯上下按钮内，不同的电信号传感器3具有不同的标识，该 标识可以获知电信号传感器3所处的楼层以及对应的按钮。当用户按下电梯的 上行或下行按钮后，该电信号传感器3将发送一个带有其标识的电信号到中央 处理器5。

电梯优化调度系统100中包括多个警示器4，各警示器4分别设置在各楼层 的电梯上下按钮旁，不同的警示器4具有不同的标识，该标识可以获知警示器4 所处的楼层。当中央处理器5需要开启某一楼层的警示器4时，可根据标识控 制指定楼层警示器4的开启。

电梯优化调度系统100中包括一个中央处理器，该中央处理器与第一摄像 头1、第二摄像头2、电信号传感器3以及警示器4无线连接，用于接收来自于 第一摄像头1、第二摄像头2以及电信号传感器3的信号，并对接收的信号进行 分析，发送相应的控制指令给电梯与警示器4。第二摄像头2与电信号传感器3 进行无线连接，用于对按钮反馈区中人物信息进行标签。

当电梯运行时，若中央处理器5接收到来自电信号传感器3的电信号，中 央处理器1控制第一摄像头1打开，第一摄像头1获取电梯客舱内的图像并分 析电梯是否满员并产生三标签。中央处理器5接收来自于第一摄像头1的第三 标签，判断第三标签是否为0。若第三标签为0，表示客舱满员，中央处理器5 忽略该电信号传感器3的信号，将控制电梯直接驶向目标层，这里目标层是指 电梯最近的一个到达层；若第三标签为1表示客舱未满员，并向该楼层的第二 摄像头2发送拍摄信号。当第二摄像头2接收到该拍摄信号后，对取景范围内的区域进行拍摄，并对拍摄后的图像进行分析，包括：

生成第一标签，检测拍摄的楼层图像信息并通过分类算法判断楼层中是否 有人，当图像中存在人时，设置第一标签为1，当图像中不存在人时，设置第一 标签为0。

生成并跟踪第二标签，检测拍摄的楼层图像信息并通过跟踪算法对按钮反 馈区内人物对象进行特征识别，同时根据当前时刻该楼层触发的电信号传感器3 的标识为按钮反馈区中人物的特征标识打上第二标签，即当前时刻上行按钮被 点亮，则为处在按钮反馈区中的人物赋予第二标签10并通过跟踪算法对该标签 对象进行实时跟踪；同理，当前时刻下行按钮被点亮，则为处在按钮反馈区中 的人物赋予第二标签01并通过跟踪算法对该标签对象进行实时跟踪。

在电梯到达下一楼层前的预定时间，中央处理器5根据电信号传感器3传 来的信号判断当前楼层是否存在与电梯的运行方向一致的按钮方向，当不一致 时，则忽略该电信号传感器3的信号，直接驶向目标层，一致时，则调取该楼 层第二摄像头2的第一标签与第二标签跟踪情况；

将第二摄像头2的标识信息以及第一标签和第二标签跟踪情况发送给中央 处理器5。中央处理器判断第一标签是否为0，若为0，则表示该楼层目前没有 人员等待，电梯将忽略该电信号传感器3的信号，直接驶向目标层，当第一标 签为1，表示该楼层有人，中央处理器5需要进一步判断符合当前时刻电梯运行 状态的第二标签的跟踪情况，即若当前为准备上行电梯则判断第二标签10的跟 踪情况，若标签对象不存在，则上行按钮灯闪烁且警示音提示，若一段时间后 未识别到上行按钮被再次按下的电信号传感器3信号，则忽略该电信号传感器3 的信号，直接驶向目标层；若标签对象存在或识别到上行按钮被再次按下的电 信号传感器3信号，则电梯准备停靠；同理，即若当前为准备下行电梯则判断 第二标签01的跟踪情况，若标签对象不存在，则下行按钮灯闪烁且警示音提示， 若一段时间后未识别到下行按钮被再次按下的电信号传感器3信号，则忽略该 电信号传感器3的信号，直接驶向目标层；若标签对象存在或识别到下行按钮 被再次按下的电信号传感器3信号，则电梯准备停靠；

本发明还提供了一种用于电梯优化调度系统100的电梯优化调度方法，如 图2所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤一：当乘客在某个楼层触发电梯上行或者下行按钮后，电梯按钮内的 电信号传感器3向中央处理器5发送一个信号，该信号中携带有按钮的电信号 传感器的标识；

步骤二：中央处理器5在接收到信号后，向第一摄像头1发送一个信号， 控制第一摄像头1打开并进行电梯客舱内图像的拍摄，第一摄像头1在获取到 电梯客舱内的图像后，根据拍摄的图像分析电梯是否满员，将分析结果形成第 三标签发送给中央处理器5；中央处理器5接收到第三标签后判断第三标签是否 为0，若为0，进入步骤八，若不为0，进入步骤三；

所述步骤二中，分析电梯是否满员并形成第三标签的具体方式为：开启电 梯内的第一摄像头1并进行图像获取，将获取的图像进行处理后分块，收集检 测空间所有块的特征与轮廓信息用于分类，将图像块分为背景块和非背景块； 统计图像中非背景块占整个图像的比例信息，当比例达到一定阈值则判定满员， 当满员时设置第三标签为0，当非满员时设置第三标签为1；

步骤三：中央处理器5根据该电信号传感器3传来的信号获取当前触发按 键的楼层，调用该楼层的第二摄像头2，第二摄像头2对取景范围内的区域进行 拍摄，同时对拍摄图像中位于按钮反馈区的人物对象进行特征分析并赋予其第 二标签，并采用跟踪算法于取景范围内对该人物对象进行实时跟踪；

步骤三中，第二摄像头2获取第二标签的具体过程为：当第二摄像头2开 始调用时，第二摄像头2立即对处于按钮反馈区中的人物信息进行特征识别， 同时根据当前时刻该楼层触发的电信号传感器3的标识为按钮反馈区中人物的 特征标识打上第二标签，即当前时刻上行按钮被点亮，则为处在按钮反馈区中 的人物赋予第二标签10并通过跟踪算法对该标签对象进行实时跟踪；同理，当 前时刻下行按钮被点亮，则为处在按钮反馈区中的人物赋予第二标签01并通过 跟踪算法对该标签对象进行实时跟踪；

步骤四：在电梯到达下一楼层前的预定时间，中央处理器5根据电信号传 感器3传来的信号判断当前楼层是否存在与电梯的运行方向一致的按钮方向， 当不一致时，进入步骤八，一致时，进入步骤五；

步骤五：该楼层的第二摄像头2首先获取当前时刻所拍摄的楼层走廊图像 信息同时通过分类算法判断当前楼道中是否有人存在并生成第一标签，即当前 楼道有人，第一标签为1；反之，当前楼道无人，第一标签为0。

步骤六：中央处理器5获取通过第二摄像头2获取该楼层的第一标签与第 二标签跟踪情况，先对第一标签进行判断，若第一标签为0，楼道无人，进入步 骤八；若第一标签为1，判断符合电梯运行状态的第二标签跟踪情况，即若当前 为准备上行电梯则判断第二标签10的跟踪情况，若标签对象不存在，则上行按 钮灯闪烁且警示音提示，若一段时间后未识别到上行按钮被再次按下的电信号 传感器3信号，则进入步骤八；若标签对象存在或识别到上行按钮被再次按下 的电信号传感器3信号，则进入步骤七；同理，即若当前为准备下行电梯则判 断第二标签01的跟踪情况，若标签对象不存在，则下行按钮灯闪烁且警示音提示，若一段时间后未识别到下行按钮被再次按下的电信号传感器3信号，则进 入步骤八；若标签对象存在或识别到下行按钮被再次按下的电信号传感器3信 号，则进入步骤七；

步骤七：中央处理器5向电梯发送减速信号，控制电梯在该楼层停靠；在 电梯接收到关门信号或者停靠到预设时长后，中央处理器5向电梯发送继续运 行信号，之后进入步骤八；

步骤八：中央控制器5向电梯发送暂时忽略该电信号传感器3的信号的通 知，控制电梯不在该楼层停靠，直接驶向目标层；

步骤九：中央处理器5等待下一个电信号传感器信号的传入。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)当有人按下电梯上行或者下行按钮请求上客后，会先判断电梯是否满 员，在满员的情况使电梯不在请求层停靠，避免电梯满员而未满载的情况下无 意义的停靠。

(2)在电梯减速前的，通过摄像头获取电梯走廊的情形并与特定标签对象 的实时跟踪相结合，通过楼层情况与跟踪情况判断当前楼层乘坐情况，配合警 示器实现调控，避免因楼层无人或虽有人但单一行进方向对象离开而出现的空 停现象；

(3)中央处理器与第一摄像头、第二摄像头之间仅存在一定量的标签信息 交互，减少信号传输出现误差的机率，同时可以分摊中央处理器的运算压力以 及减少中央处理器的耗能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。