CN107000981A - 基于乘客移动的电梯安全和控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于监测电梯占用区域和楼梯平台区域中的至少一个的电梯安全和控制系统包括电梯轿厢和乘客位置传感器。所述乘客位置传感器监测所述电梯轿厢内的所述占用区域和接近乘客等待区域的所述楼梯平台区域中的至少一个，并且检测位于所述占用区域和所述楼梯平台区域中的一个处的至少一名乘客的移动。所述电梯安全和控制系统还包括电子控制模块，所述电子控制模块检测所述至少一名乘客的至少一个身体部位，并且基于所述至少一个身体部位的位置和移动中的至少一个来控制所述电梯轿厢的操作。

Description

基于乘客移动的电梯安全和控制系统
技术领域
本公开总体涉及电梯控制系统，并且更具体地涉及电梯安全和控制系统。
背景
常规电梯系统包括监测电梯轿厢中乘客的存在的摄像机。然而，传统的感测技术通常限于检测乘客上电梯/下电梯以及电梯轿厢占用率。然而，传统的电梯操作不是根据一名或多名乘客的行为来进行控制。
在电梯的操作期间，可能发生紧急事件、乘客的非授权动作和/或两名或更多名乘客之间的冲突，这需要警告安全和/或应急人员。然而，常规电梯应急系统需要安保人员手动监测视频反馈来检测非授权动作或紧急事件。此外，一旦发生非授权动作或紧急事件，安保人员就必须通过在运载操作期间定位电梯轿厢来进行手动干预，从而手动禁止电梯轿厢运行和/或手动联系应急人员。用于解决非授权动作和/或紧急事件的常规装置因此是耗时且低效的。
概述
根据实施方案，用于监测电梯占用区域和楼梯平台区域中的至少一个的电梯安全和控制系统包括电梯轿厢和乘客位置传感器。乘客位置传感器监测电梯轿厢内的占用区域和接近乘客等待区域的楼梯平台区域中的至少一个，并且检测位于占用区域和楼梯平台区域中的一个处的至少一名乘客的移动。电梯安全和控制系统还包括电子控制模块，所述电子控制模块检测至少一名乘客的至少一个身体部位，并且基于至少一个身体部位的位置和移动中的至少一个来控制电梯轿厢的操作。
除了以上所述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，其他实施方案包括以下各项中的一项或多项：
一种特征，其中所述电子控制模块确定位于占用区域中的感兴趣的固定区域，并且基于至少一个身体部位相对于感兴趣的固定区域的位置来控制电梯轿厢；
一种特征，其中所述电子控制模块确定至少一个身体部位被定位在感兴趣的固定区域内的时间段，并且在时间段超过时间阈值时确定破坏安全的行为；
一种特征，其中所述电子控制模块响应于确定破坏安全的行为来超驰电梯轿厢的操作；
一种特征，其中所述电子控制模块将位于占用区域和楼梯平台区域中的至少一个中的第一乘客与位于第一乘客附近的第二乘客区分开；
一种特征，其中所述电子控制模块基于第一乘客的第一身体部位相对于第二乘客的第二身体部位的位置来确定破坏安全的行为；
一种特征，其中所述电子控制模块响应于持续长于时间段阈值的破坏安全的行为来超驰电梯轿厢的操作；以及
一种特征，其中乘客位置传感器包括运动感测输入装置线路，所述运动感测输入装置线路输出指示至少一名乘客的骨骼图像的数据，并且其中所述电子控制模块将骨骼图像的运动与存储在存储器中的至少一个解剖模型进行比较，以确定至少一名乘客的移动。
根据另一实施方案，一种用于控制电梯系统的方法包括监测电梯轿厢内的占用区域和乘客等待区域附近的楼梯平台区域中的至少一个。所述方法还包括检测位于占用区域和楼梯平台区域中的至少一个中的至少一名乘客的移动。所述方法还包括：确定至少一名乘客的至少一个身体部位；以及基于至少一个身体部位的位置和移动中的至少一个来控制电梯轿厢的操作。
除了以上所述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，其他实施方案包括以下各项中的一项或多项：
确定位于占用区域中的感兴趣的固定区域，以及基于至少一个身体部位相对于感兴趣的固定区域的位置来控制电梯轿厢；
确定至少一个身体部位被定位在感兴趣的固定区域内的时间段，以及在所述时间段超过时间阈值时确定破坏安全的行为；
响应于确定破坏安全的行为来超驰电梯轿厢的操作；
将位于占用区域中的第一乘客与位于所述占用区域中的第二乘客区分开；
基于第一乘客的第一身体部位相对于第二乘客的第二身体部位的位置来确定破坏安全的行为；以及
响应于持续长于时间段阈值的破坏安全的行为来超驰电梯轿厢的操作。
附图简述
被认为是本发明的主题在说明书结论处的权利要求书中具体地指出并清楚地要求保护。本发明的前述和其他特征以及优点从结合附图进行的以下详细描述中显而易见，在附图中：
图1是示出根据非限制性实施方案的电梯安全和控制系统的框图；
图2A-2E示出由图像传感器捕获的图像，所述图像传感器由电子电梯控制模块所包含并且继而由其进行分析，所述电子电梯控制模块包含在根据非限制性实施方案的电梯安全和控制系统中；并且
图3是示出根据非限制性实施方案的用于控制电梯系统的方法的流程图。
发明详述
本发明的各种非限制性实施方案利用(例如像，视频、雷达、红外线等的)运动追踪传感器来检测一名或多名乘客的移动。电子电梯控制模块可利用软件、解剖模型和/或运动算法进行编程，所述软件、解剖模型和/或运动算法将正常移动与异常移动区分开，并且可基于异常移动来确定有必要执行一个或多个安全/应急动作。安全/应急动作包括但不限于：警告安全/应急人员；取消电梯请求，以便为了乘客的安全以及等待中的乘客的安全而不将乘客置于封闭/不受监控的空间内；产生警报声来将安全问题告知乘客；和/或自动超驰当前的电梯操作。电梯轿厢超驰可包括(例如)：使电梯轿厢直接返回到大厅；或者通过停靠在下一个可用楼层或指定楼层处以使电梯轿厢不再运行；和/或控制电梯门的操作直到安全/紧急事件得到解决。以这种方式，被警告的安全/应急人员可方便且快速地对一名或多名可疑乘客进行干预和/或拦截。
参照图1，示出根据非限制性实施方案的电梯安全和控制系统100。电梯安全和控制系统100包括电子电梯控制模块102和电梯轿厢驱动组件104。如本领域普通技术人员所理解的，电梯轿厢驱动组件104包括赋予电梯轿厢106移动的机器。如本领域普通技术人员所理解的，电梯控制模块102包括电子微控制器，所述电子微控制器例如被配置来输出能够控制电梯轿厢驱动组件104和电梯轿厢106的操作的一个或多个电信号。
电梯安全和控制系统100还包括与电梯控制模块102电通信的一个或多个电梯轿厢乘客传感器108。尽管示出单个电梯轿厢乘客传感器108，但是应了解，可利用多个电梯轿厢乘客传感器108。电梯轿厢乘客传感器108被配置成与(例如)将电信号输出到电梯控制模块102的运动感测输入装置线路联接的视频摄像机。继而，电梯控制模块102可处理图像传感器108的输出，以生成电梯轿厢106的内部占用区域和位于占用区域中的任何乘客110-112的图像和/或电梯轿厢附近的区域107(例如，乘客预先等待上电梯的区域)的图像。根据实施方案，电梯控制模块102接收来自电梯轿厢乘客传感器108的输出，并且生成图像，例如像可追踪的三维(3-D)图像。例如，电梯控制模块102可解释一名或多名乘客的特定手势、移动和运动。此外，电梯控制模块102可解释第一乘客的身体部位(例如，手、手臂、腿等)相对于占用区域的特定区域和/或驻留在占用区域中的其他乘客110-112的身体部位的运动，如下文更加详细地论述的。
转到图2A，示出根据非限制性实施方案的电梯轿厢106内的占用区域的3-D图像。电子电梯控制模块102基于安装在电梯轿厢106内的运动感测输入装置线路108的输出来生成3-D图像200a。尽管已提前描述电梯轿厢106内的占用区域，但是应了解，在不脱离本发明的范围的情况下，3-D图像200a可具有位于电梯轿厢106外部的区域107。位于电梯轿厢106外部的区域可包括(例如)楼梯平台区域107，所述楼梯平台区域107接近其中可能的等待乘客等待电梯轿厢106到达电梯楼梯平台处的区域。3-D图像200a示出重建为可移动的骨骼图像的第一乘客110以及感兴趣的固定区域114。第一乘客110的骨骼图像(例如，3-D图像)指示一个或多个单独的身体部位202，包括但不限于：手、手臂、腿、脚、膝盖、肘部和头部。
根据非限制性实施方案，电梯控制模块102被配置来追踪和检测单独的身体部位202相对于感兴趣的固定区域114(例如像，仅供授权人员访问的紧固区域114)的运动和/或位置。如本领域普通技术人员所理解的，存在提供全身3D运动捕获、面部识别的各种深度传感器。例如，深度传感器可包括与单色CMOS传感器组合的红外激光投影仪，其在任何环境光条件下捕获3D视频数据。深度传感器还可被配置来基于人的物理环境来调整传感器的感测范围并自动校准传感器。如果乘客的身体部位202(例如，手)进入感兴趣的固定区域114，那么电子电梯控制模块102确定破坏安全的行为并执行一个或多个安全措施。安全措施包括(例如)在占用区域中产生声音警报，从而通知乘客110当前动作构成破坏安全的行为以及继续这种动作将导致告知安全人员。当乘客110在时间阈值内从感兴趣的区域114移开对应的身体部位202时，撤销破坏安全的行为警报，并且控制模块102正常操作电梯轿厢106。然而，当电梯控制模块102确定身体部位202未在声音警报之后的时间阈值内从感兴趣的区域114移开时，电梯控制模块102可采取另外的安全措施，包括(例如)：停止电梯轿厢106的操作；将破坏安全的行为告知安全人员；以及将电梯轿厢106移动到大厅，使得安全人员可方便地面对乘客110。
现转到图2B-2C，3-D图像200b-200c示出位于电梯轿厢106内的占用区域处的第一乘客和第二乘客110-112。根据非限制性实施方案，电梯控制模块102被配置来追踪和检测第一乘客110的单独的身体部位202相对于第二乘客112的单独的身体部位202的运动的运动。对一个或多个身体部位202a-202b的检测包括追踪身体部位202的速度和移动，以将正常移动(例如，正常站立、友好的交谈和互动和/或正常的拥挤的轿厢状况)与异常移动(例如，身体接触、打斗、推动、侵略性移动等)区分开。例如，乘客手臂的速度、运动和方向可与存储在电梯控制模块102中的一个或多个解剖模型(例如，骨骼运动模型)和/或算法(例如，结构光算法、均值移位算法等)进行比较，以确定乘客手臂是否按拳击运动移动。可基于一个或多个身体部位202相对于一个或多个解剖模型(例如，骨骼运动模型)和/或算法(例如，结构光算法、均值移位算法等)的比较来确定各种其他异常动作(例如像，跳跃、攀爬、快速的手臂/腿移动等)。
如上所述，当一名或多名乘客位于处于电梯轿厢106外部的区域处(即，在电梯楼梯平台区域107处)时，电梯控制模块102仍可检测一名或多名乘客的身体部位202的移动和/或位置。当在这种情况下检测到紧急事件和/或安全事件时，电梯控制模块102可执行各种应急和或安全措施，包括但不限于：在占用区域中产生声音警报，从而通知乘客110-112当前动作构成破坏安全的行为以及继续这种动作将导致告知安全人员；停止电梯轿厢106的操作；以及将安全/紧急事件自动告知安全/应急人员，
根据非限制性实施方案，电梯控制模块102被配置来追踪和检测第一乘客110的一个或多个单独的身体部位202a相对于第二乘客112的一个或多个身体部位202b的运动。转到图2B，例如，电子电梯控制模块102检测到第二乘客112的身体部位202b(即，手/拳头)紧邻或接触第一乘客110的身体部位202a(即，头部)。因此，电梯控制模块102确定存在破坏安全的行为并执行一个或多个安全措施。安全措施包括(例如)在占用区域中产生声音警报，从而通知乘客110-112当前动作构成破坏安全的行为以及继续这种动作将导致告知安全人员。电梯控制模块102可采取另外的安全措施，包括(例如)：停止电梯轿厢106的操作；将破坏安全的行为告知安全人员；以及将电梯轿厢106移动到指定楼层(例如，大厅)，使得安全人员可方便地面对乘客110-112中的一名或多名乘客。
类似地，图2C示出在第一乘客110与第二乘客112之间发生肢体冲突的情境。根据非限制性实施方案，电子电梯控制模块102基于第一乘客的身体部位202a和第二乘客身体部位202b的接近度和移动来确定第一乘客110与第二乘客112之间的明显的肢体搏斗。因此，电梯控制模块102确定存在破坏安全的行为并执行一个或多个安全措施。安全措施包括(例如)在占用区域中产生声音警报，从而通知乘客110-112当前动作构成破坏安全的行为以及继续这种动作将导致告知安全人员。
根据图2D中示出的另一实施方案，电子电梯控制模块102分析3-D图像200d，并且响应于检测到第一乘客110的俯卧位置以及确定第一乘客的身体部位202没有移动来确定紧急事件。响应于确定紧急事件，电梯控制模块102执行一个或多个应急措施。应急措施包括(例如)：自动联系应急人员(例如，自动拨打911)；将电梯轿厢106自动递送到大厅并打开门；和/或使容纳第一乘客110的电梯轿厢106不再运行。尽管图2D仅示出第一乘客的俯卧位置，但是应了解，电梯控制模块102还可确定第一乘客110在与电梯轿厢106内的一名或多名第二乘客发生冲突之后的俯卧位置和紧急事件。
转到图2E，示出另一实施方案，其中电子电梯控制模块102分析3-D图像200e并确定第一乘客110持有武器204(例如像，枪204)。响应于检测到武器204，电梯控制模块102确定存在破坏安全的行为并执行一个或多个安全措施。安全措施包括(例如)在占用区域中产生声音警报，从而通知乘客110-112当前动作构成破坏安全的行为以及继续这种动作将导致告知安全人员。其他安全措施包括但不限于：停止电梯轿厢106的操作；将破坏安全的行为自动告知安全人员(例如，拨打911)；以及将电梯轿厢106移动到指定楼层(例如，大厅)，使得安全人员可方便地面对乘客110-112中的一名或多名乘客；和/或使电梯不再运行，使得等待电梯的乘客不会遇到持有武器204的第一乘客110。
根据非限制性实施方案，当乘客110-112在时间阈值内停止身体动作时，撤销破坏安全的行为的警报，并且控制模块102正常操作电梯轿厢106。如上所述，然而，当电梯控制模块102确定未在声音警报之后的时间阈值内停止肢体冲突时，电梯控制模块102可采取另外的安全措施，包括(例如)：停止电梯轿厢106的操作；将破坏安全的行为告知安全人员；以及将电梯轿厢106移动到大厅，使得安全人员可方便地面对乘客110-112中的一名或多名乘客。以这种方式，可将友好的动作或喧闹的玩耍与故意造成人身伤害的侵略性移动区分开。如上所述，电梯控制模块102还可当肢体冲突以一名或多名乘客110-112在地板上静止不动结束时确定第一乘客110的俯卧位置和紧急事件。
现转到图3，流程图示出根据非限制性实施方案的控制电梯系统的方法。方法在操作300处开始，并且在操作302处，监测电梯轿厢的占用区域和/或楼梯平台区域。在操作304处，检测位于占用区域和/或楼梯平台区域处的至少一名乘客的移动，并且在操作306处确定至少一名乘客的至少一个身体部位。如上所述，可使用各种摄像机和深度传感器来确定至少一名乘客的移动和/或位置以及乘客的身体部位。移动可包括(例如)乘客的身体部位的靠近电梯的未授权区域的移动。根据另一实施方案，移动可包括位于占用区域或楼梯平台区域中的两名或更多名乘客之间的身体对抗。如上文详细论述的，还可确定位于地板/地面上的无意识或俯卧的乘客。
在操作308处，基于乘客的一个或多个身体部位的移动和/或位置来执行一个或多个应急/安全动作。例如，当检测到第一乘客的俯卧位置并且确定第一乘客的身体没有移动时，紧急/安全事件可包括：自动联系应急人员(例如，自动拨打911)；将电梯轿厢自动递送到大厅并打开门；和/或使包含第一乘客的电梯轿厢不再运行，所述方法在操作处结束。根据另一实施方案，第一乘客与第二乘客之间发生肢体冲突。根据非限制性实施方案，可基于乘客身体部位的接近度和移动来确定两名或更多名乘客之间的肢体搏斗。因此，可响应于确定发生冲突来执行一个或多个应急/安全措施。应急/安全措施包括但不限于：警告安全/应急人员；取消电梯请求；产生警报声来将安全问题告知乘客；使电梯轿厢直接返回到大厅；或者通过停靠在下一个可用楼层或指定楼层处以使电梯轿厢不再运行；以及控制电梯门的操作直到安全/紧急事件得到解决。在操作310处，系统确定紧急/安全事件是否已得到解决。如果紧急/安全事件尚未得到解决，那么在操作308处继续执行应急/安全动作。否则，在操作312处，停止应急/安全动作，使得电梯系统返回到正常操作，并且所述方法在操作314处结束。
如本文所使用，术语“模块”是指硬件模块，包括执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的、或群组的)和存储器，并且包括组合逻辑电路、和/或提供所述功能性的其他合适部件。
虽然仅结合有限数量的实施方案对本发明进行了详细描述，但应易于理解，本发明不限于此类公开的实施方案。相反，可对本发明进行修改，以并入以上未描述但与本发明精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等同布置。此外，虽然已描述了本发明的各种实施方案，但是应理解，本发明的方面可仅包括所描述的实施方案中的一些。因此，本发明并不被视为受限于前面的描述，而是仅受限于所附的权利要求书的范围。

Claims (15)

1.一种用于监测电梯占用区域和楼梯平台区域中的至少一个的电梯安全和控制系统，其包括：
电梯轿厢；
乘客位置传感器，所述乘客位置传感器被配置来监测所述电梯轿厢内的所述占用区域和接近乘客等待区域的所述楼梯平台区域中的至少一个，并且检测位于所述占用区域和所述楼梯平台区域中的至少一个中的至少一名乘客的移动；以及
电子控制模块，所述电子控制模块与所述乘客位置传感器进行通信，所述电子控制模块被配置来检测所述至少一名乘客的至少一个身体部位，并且基于所述至少一个身体部位的位置和移动中的至少一个来执行至少一个安全/应急动作。
2.如权利要求1所述的电梯安全和控制系统，其中所述电子控制模块确定位于占用区域和楼梯平台区域中的至少一个中的感兴趣的固定区域，并且基于所述至少一个身体部位相对于所述感兴趣的固定区域的位置来控制所述电梯轿厢。
3.如权利要求2所述的电梯安全和控制系统，其中所述电子控制模块确定所述至少一个身体部位被定位在所述感兴趣的固定区域内的时间段，并且在所述时间段超过时间阈值时确定破坏安全的行为。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯安全和控制系统，其中所述电子控制模块响应于确定所述破坏安全的行为来超驰所述电梯轿厢的操作，并且其中所述至少一个安全/应急动作包括：警告安全/应急人员；取消电梯请求；产生警报声来将安全问题告知所述乘客；使所述电梯轿厢直接返回到大厅；或者通过停靠在下一个可用楼层或指定楼层处以使所述电梯轿厢不再运行；以及控制电梯门的操作直到所述安全/紧急事件得到解决。
5.如权利要求1所述的电梯安全和控制系统，其中所述电子控制模块将位于所述占用区域和所述楼梯平台区域中的至少一个中的第一乘客与位于所述第一乘客附近的第二乘客区分开。
6.如权利要求5所述的电梯安全和控制系统，其中所述电子控制模块基于所述第一乘客的第一身体部位相对于所述第二乘客的第二身体部位的位置来确定破坏安全的行为。
7.如权利要求6所述的电梯安全和控制系统，其中所述电子控制模块响应于持续长于时间段阈值的所述破坏安全的行为来超驰所述电梯轿厢的操作。
8.如权利要求1-7中任一项所述的电梯安全和控制系统，其中所述乘客位置传感器包括运动感测输入装置线路，所述运动感测输入装置线路输出指示所述至少一名乘客的骨骼图像的数据，并且其中所述电子控制模块将所述骨骼图像的运动与存储在存储器中的至少一个解剖模型进行比较，以确定所述至少一名乘客的所述移动。
9.一种控制电梯系统的方法，所述方法包括：
监测电梯轿厢内的占用区域和接近乘客等待区域的楼梯平台区域中的至少一个，并且检测位于所述占用区域和所述楼梯平台区域中的至少一个中的至少一名乘客的移动；以及
确定所述至少一名乘客的至少一个身体部位，并且基于所述至少一个身体部位的位置和移动中的至少一个来执行至少一个安全/应急动作。
10.如权利要求9所述的方法，其还包括确定位于所述占用区域中的感兴趣的固定区域，以及基于所述至少一个身体部位相对于所述感兴趣的固定区域的位置来控制所述电梯轿厢。
11.如权利要求10所述的方法，其还包括确定所述至少一个身体部位被定位在所述感兴趣的固定区域内的时间段，以及在所述时间段超过时间阈值时确定破坏安全的行为。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其还包括响应于确定所述破坏安全的行为来超驰所述电梯轿厢的操作，并且其中所述至少一个安全/应急动作包括：警告安全/应急人员；取消电梯请求；产生警报声来将安全问题告知所述乘客；使所述电梯轿厢直接返回到大厅；或者通过停靠在下一个可用楼层或指定楼层处以使所述电梯轿厢不再运行；以及控制电梯门的操作直到所述安全/紧急事件得到解决。
13.如权利要求9所述的方法，其还包括将位于所述占用区域和所述楼梯平台区域中的至少一个中的第一乘客与位于所述占用区域中的第二乘客区分开。
14.如权利要求13所述的方法，其还包括基于所述第一乘客的第一身体部位相对于所述第二乘客的第二身体部位的位置来确定破坏安全的行为。
15.如权利要求14所述的方法，其还包括响应于持续长于时间段阈值的所述破坏安全的行为来超驰所述电梯轿厢的操作。
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