CN103010887B - 电梯运行钢索监控视频分析方法及其分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于物联网技术领域，涉及一种电梯运行钢索监控视频分析方法及其分析系统。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。本方法包括下述步骤：A、视频信号采集；B、低级预处理；C、中级处理；D、分析结果。本系统包括固定在电梯轿厢顶部且位于钢索卷放机构一侧的视频分析摄像头，所述的视频分析摄像头上连接有第一无线信号通讯模块，所述的第一无线信号通讯模块能与远程的第二无线信号通讯模块实现数据交换，所述的第二无线信号通讯模块连接在视频分析服务器上。与现有的技术相比，本电梯运行钢索监控视频分析方法及其分析系统的优点在于：图像处理效果好，数据处理量小，有效提升电梯运行安全性。设计合理，结构简单，工作性能稳定。

Description

电梯运行钢索监控视频分析方法及其分析系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，涉及智能安全检测，尤其是涉及一种电梯运行钢索监控视频分析方法及其分析系统。

背景技术

电梯是高层建筑常用设备，电梯的维护使用同样是非常重要的组成部分，参照国家工信部、国务院发改委、建设部等相关文件、规范要求，将逐步采取“加强运行监督管理模式”并展开对现有电梯进行联网统一监督管理，有针对性的加强对现有电梯运行事故预警预报、加大对现有电梯运行模式的改进措施，坚决杜绝和减少、电梯恶性、重大人员伤亡、等事故情况的发生。电梯是日常生活非常重要的保障系统设备，频繁使用率高，故障发生率随着使用年限也在提高，同时电梯的故障产生过程复杂。因此必须应用现代化监测手段，对于易发生故障部位、设备单元、运行故障代码、等方面提前监督，及早处置，避免上述设备故障发生，以及由此带来的人员伤亡，设备损失等，从而提高人们对于乘坐电梯安全感。

电梯曳引钢缆是电梯重要的悬挂装置，承载着轿厢和配重的全部重量，曳引钢缆是电梯的重要装置。电梯曳引钢丝绳由绳股和绳芯组成，它们常用形式由：西鲁型外粗式，瓦灵顿型粗细型、T型填充式，我国目前普遍采用的是“西鲁型”。电梯钢丝绳断裂产生的主要原因包括：①纯机械磨损：产生的外部表现为均匀、钢丝绳断裂发生是单丝式开始。②变形磨损：该情况是指电梯钢丝绳的局部磨损，虽然是钢丝绳直径即：截面积未发生减小，但因为钢丝绳的材质以及发生变化所以钢丝绳的单股钢丝也是极易发生断裂。③内部钢丝绳磨损：由于当天钢丝绳经常弯曲也会造成钢丝绳内部压力增大造成邻股间的压力不均衡，而产生的钢丝绳内部局部压损压痕等也会造成钢丝绳断裂发生。④钢丝绳缺少润滑：该项是钢丝绳引起断裂的另外一个原因，因为独特钢丝绳长期运行，缺乏润滑极易造成钢丝绳内部含油绳的亏油状态发生，造成钢丝绳压损局部温度升高。⑤过载断裂、疲劳断裂。以上各种情况中，多数可以避免，但是前三种情况通常较难及时发现。显然，通过人眼的观察以及动态运行限制原因对于上述情况的辨别存在着一定的盲区和问题，而造成动态曳引钢索问题不能及时发现是造成事故发生机理的原因之一。

为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种基于图像识别技术的电梯安全防范装置[申请号：200610053484.1],包括安装在电梯轿厢顶部的视频传感器、用于监控电梯的监控中心计算机,视频传感器与监控中心计算机连接,监控中心计算机包括用于实时显示电梯视频数据的显示模块,显示模块连接显示装置,视频传感器通过无线网络交换设备与监控中心计算机无线数据连接,无线网络交换设备为电梯所在大楼的无线局域网的中心,监控计算机包括用于电梯安全防范的微处理器,通过视频信息分析完成电梯困人、轿厢与平台错位、冲顶、溜车、开门走梯等电梯事故检测。该方案在一定程度上提高了电梯运行的安全性，但是仍然存在着检测效果不佳，难以及时发现故障隐患，对于以上工作故障不能进行智能判别与分析功能，无法提供给更多用户共享，且对于检测环境，特别是光线环境的要求较高，易于受到干扰等技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种图像处理效果好，数据处理量小，有效提升电梯运行安全性的电梯运行钢索监控视频分析方法。

本发明的另一目的是提供一种设计合理，结构简单，工作性能稳定的电梯运行钢索监控视频分析系统。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本电梯运行钢索监控视频分析方法，其特征在于，本方法包括下述步骤：

A、视频信号采集：实时采集处于竖直状态的动态和/或静态的钢索的视频信号，且视频信号的采集方向为水平方向；

B、低级预处理：采用分割矩形区域方法将采集到的视频信号进行低级预处理，滤除不需要的像素，获得二维要素图；

C、中级处理：将二维要素图中的钢索转换成2.5维描述的基础像素图；

D、分析结果：将基础像素图进行视频分析，并将分析结果与预存的阀值进行比较，若未超过阀值，则无预警信号输出；若超过阀值，则输出预警信号。

本发明中的分割矩形区域方法是现有技术中对视频进行处理的常用方法，不做赘述。不需要的像素通常是指视频信号中除了钢索以外的内物体像素。2.5维描述的基础像素图是指利用二维平面图像表征物体从而使物体具有三维视觉效果的图像。

在上述的电梯运行钢索监控视频分析方法中，在上述的步骤B中，二维要素图包括二维图像中的边缘点、直线段、曲线段、顶点和纹理。

在上述的电梯运行钢索监控视频分析方法中，在上述的步骤C中，定位基础像素图中的钢索数量、钢索颜色、钢索外形、钢索直径和钢索加速度中的任意一项或多项。

在上述的电梯运行钢索监控视频分析方法中，在上述的步骤D中，当钢索的数量少于预存的钢索数量时，判断出钢索断裂并发出预警信号；当钢索颜色达到预存的颜色时，判断出钢索变色缺润滑并发出预警信号；当钢索的外形与预存的外形不匹配时，判断出钢索分叉冒头并发出预警信号；当钢索直径变化达到1.5%时，判断出钢索直径变化过大并发出预警信号；当钢索加速度超过设定值时，判断出钢索加速度过大并发出预警信号。

上述五项参数中，除颜色以外，均能方便地进行数据比较；而颜色的比较相对难以实施。为此，本发明人将钢索润滑充分时到钢索缺润滑时的整个颜色变化过程中的各个颜色与相应的数值建立对应关系，建立钢索颜色与钢索润滑程度对应数据库。根据该数据库将实时采集到的钢索颜色转换成该颜色所对应的数值，并用该数值与钢索缺润滑时的数值进行比较，从而判断钢索的润滑状况。由于颜色变化过程中，颜色较多，采用选取典型颜色对应数值的方式，有效减少数据库的数据量。

在上述的电梯运行钢索监控视频分析方法中，将采集到的视频信号中包括背景颜色和房间灯光在内的干扰成分滤除。视频信号中的干扰成分滤除采用目前常用的视频处理技术，本文不做赘述。将干扰成分滤除后不仅减少数据处理量，而且提高了视频监控的精确度。

在上述的电梯运行钢索监控视频分析方法中，在上述的步骤B中，分割矩形区域采用方差阀值的分割法。这里的方差阀值的分割法是发明人从现有技术中选用的算法，本文不做赘述。

一种电梯运行钢索监控视频分析系统，其特征在于，本系统包括固定在电梯轿厢顶部且位于钢索卷放机构一侧的视频分析摄像头，所述的视频分析摄像头上连接有第一无线信号通讯模块，所述的第一无线信号通讯模块能与远程的第二无线信号通讯模块实现数据交换，所述的第二无线信号通讯模块连接在视频分析服务器上。

在上述的电梯运行钢索监控视频分析系统中，所述的视频分析服务器上连接有预警装置。

在上述的电梯运行钢索监控视频分析系统中，所述的视频分析摄像头的镜头水平设置固定在电梯轿厢顶部。

在上述的电梯运行钢索监控视频分析系统中，所述的预警装置包括本地声音报警器、本地光报警器和无线报警终端中的任意一种或多种的组合。

与现有的技术相比，本电梯运行钢索监控视频分析方法及其分析系统的优点在于：图像处理效果好，数据处理量小，有效提升电梯运行安全性。设计合理，结构简单，工作性能稳定。

附图说明

图1是本发明提供的结构示意图。

图中，电梯轿厢1、钢索卷放机构2、视频分析摄像头3、第一无线信号通讯模块4、第二无线信号通讯模块5、视频分析服务器6、预警装置7。

具体实施方式

本电梯运行钢索监控视频分析方法包括下述步骤：

A、视频信号采集：实时采集处于竖直状态的动态和/或静态的钢索的视频信号，且视频信号的采集方向为水平方向；

B、低级预处理：采用分割矩形区域方法将采集到的视频信号进行低级预处理，滤除不需要的像素，获得二维要素图；

C、中级处理：将二维要素图中的钢索转换成2.5维描述的基础像素图；

D、分析结果：将基础像素图进行视频分析，并将分析结果与预存的阀值进行比较，若未超过阀值，则无预警信号输出；若超过阀值，则输出预警信号。

在上述的步骤B中，二维要素图包括二维图像中的边缘点、直线段、曲线段、顶点和纹理。在上述的步骤B中，分割矩形区域采用方差阀值的分割法。在上述的步骤C中，定位基础像素图中的钢索数量、钢索颜色、钢索外形、钢索直径和钢索加速度中的任意一项或多项。在上述的步骤D中，当钢索的数量少于预存的钢索数量时，判断出钢索断裂并发出预警信号；当钢索颜色达到预存的颜色时，判断出钢索变色缺润滑并发出预警信号；当钢索的外形与预存的外形不匹配时，判断出钢索分叉冒头并发出预警信号；当钢索直径变化达到1.5%时，判断出钢索直径变化过大并发出预警信号；当钢索加速度超出设定值时，判断出钢索加速度过大并发出预警信号。将采集到的视频信号中包括背景颜色和房间灯光在内的干扰成分滤除。

上述五项参数中，除颜色以外，均能方便地进行数据比较；而颜色的比较相对难以实施。为此，本发明人将钢索润滑充分时到钢索缺润滑时的整个颜色变化过程中的各个颜色与相应的数值建立对应关系，建立钢索颜色与钢索润滑程度对应数据库。根据该数据库将实时采集到的钢索颜色转换成该颜色所对应的数值，并用该数值与钢索缺润滑时的数值进行比较，从而判断钢索的润滑状况。由于颜色变化过程中，颜色较多，采用选取典型颜色对应数值的方式，有效减少数据库的数据量。

如图1所示，电梯运行钢索监控视频分析系统包括固定在电梯轿厢1顶部且位于钢索卷放机构2一侧的视频分析摄像头3，所述的视频分析摄像头3上连接有第一无线信号通讯模块4，所述的第一无线信号通讯模块4能与远程的第二无线信号通讯模块5实现数据交换，所述的第二无线信号通讯模块5连接在视频分析服务器6上。视频分析服务器6上连接有预警装置7。视频分析摄像头3的镜头水平设置固定在电梯轿厢1顶部。预警装置7包括本地声音报警器、本地光报警器和无线报警终端中的任意一种或多种的组合。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电梯轿厢1、钢索卷放机构2、视频分析摄像头3、第一无线信号通讯模块4、第二无线信号通讯模块5、视频分析服务器6、预警装置7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种电梯运行钢索监控视频分析方法，其特征在于，本方法包括下述步骤：

A、视频信号采集：实时采集处于竖直状态的动态和/或静态的钢索的视频信号，且视频信号的采集方向为水平方向；

B、低级预处理：采用分割矩形区域方法将采集到的视频信号进行低级预处理，滤除不需要的像素，获得二维要素图；

C、中级处理：将二维要素图中的钢索转换成2.5维描述的基础像素图；

D、分析结果：将基础像素图进行视频分析，并将分析结果与预存的阀值进行比较，若未超过阀值，则无预警信号输出；若超过阀值，则输出预警信号。

2.根据权利要求1所述的电梯运行钢索监控视频分析方法，其特征在于，在上述的步骤B中，二维要素图包括二维图像中的边缘点、直线段、曲线段、顶点和纹理。

3.根据权利要求1所述的电梯运行钢索监控视频分析方法，其特征在于，在上述的步骤C中，定位基础像素图中的钢索数量、钢索颜色、钢索外形、钢索直径和钢索加速度中的任意一项或多项。

4.根据权利要求3所述的电梯运行钢索监控视频分析方法，其特征在于，在上述的步骤D中，当钢索的数量少于预存的钢索数量时，判断出钢索断裂并发出预警信号；当钢索颜色达到预存的颜色时，判断出钢索变色缺润滑并发出预警信号；当钢索的外形与预存的外形不匹配时，判断出钢索分叉冒头并发出预警信号；当钢索直径变化达到1.5％时，判断出钢索直径变化过大并发出预警信号；当钢索加速度超出设定值时，判断出钢索加速度过大并发出预警信号。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的电梯运行钢索监控视频分析方法，其特征在于，将采集到的视频信号中包括背景颜色和房间灯光在内的干扰成分滤除。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的电梯运行钢索监控视频分析方法，其特征在于，在上述的步骤B中，分割矩形区域采用方差阀值的分割法。