CN107285173B - 电梯门控制方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电梯门控制方法、装置和系统，其中方法包括以下步骤：采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值；将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值；若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门。上述控制方法、装置和系统能够有效检测到电梯门之间的障碍物，检测准确度高，检测效果好。

Description

电梯门控制方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，特别是涉及一种电梯门控制方法、装置和系统。
背景技术
电梯是一种解决垂直运输的交通工具，与人们的日常生活紧密联系，厢式电梯是一种常见的电梯。为了保证乘客的安全，在电梯关门过程中，如果检测到电梯门之间存在障碍物，电梯控制系统会控制电梯门反向开启。
传统技术一般分为触板检测和光幕检测两种方式。这两者都是安装在电梯门两侧。然而，光幕检测存在检测盲区，触板则需要接触才能检测，且不易触发。
综上所述，传统的检测方式检测效果较差。
发明内容
基于此，有必要针对检测效果较差的问题，提供一种电梯门控制方法、装置和系统。
一种电梯门控制方法，包括以下步骤：
采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门门区各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值；
将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值；
若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门。
一种电梯门控制系统，包括：
第一获取模块，用于采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值；
计算模块，用于将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值；
第一控制模块，用于若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门。
一种电梯门控制装置，包括：
安装在电梯内预设位置处的深度相机，以及与所述图像传感器进行通信的电梯控制器；
所述深度相机采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门区上各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值，并将所述第一像素深度值发送至电梯控制器；
所述电梯控制器将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值，若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门。
上述电梯门控制方法、装置和系统，通过获取电梯门关门过程中电梯门区各个点的第一深度图像，并获取第一深度图像上各个像素点的像素值，当存在第一像素深度值小于参考值的目标像素点时，表示电梯可能正在关门，或者在关门到位状态下存在遮挡；进一步地，将目标像素点及其相邻像素点的像素深度值的深度值比值与参考比值进行比较，若明显不等于参考比值，则表明电梯门之间有障碍物，从而控制电梯门开门，这种方式能够有效检测到电梯门之间的障碍物，检测准确度高，检测效果好。
附图说明
图1为一个实施例的电梯门控制方法流程图；
图2为一个实施例的深度相机检测区域的示意图；
图3为一个实施例的深度相机检测区域的俯视图；
图4为一个实施例的电梯门上各个点的像素深度值的示意图；
图5为一个实施例的
Figure BDA0001349649310000031
的变化曲线图；
图6为一个实施例的相邻像素的比例关系示意图；
图7为一个实施例的电梯门控制方法的程序流图；
图8为一个实施例的电梯门控制系统的结构示意图；
图9为一个实施例的电梯门控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明提供一种电梯门控制方法，可包括以下步骤：
S1，采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值；
深度图像(depth image)也被称为距离影像(range image)，是指将从图像采集器到场景中各点的距离(深度)作为像素值的图像，它直接反映了景物可见表面的几何形状。深度图像经过坐标转换可以计算为点云数据，有规则及必要信息的点云数据也可以反算为深度图像数据。深度数据流所提供的图像帧中，每一个像素点代表的是在深度感应器的视野中，特定坐标处的物体到离深度摄像头的距离。
在实际应用中，可以通过一个深度相机来采集第一深度图像。与普通的RGB深度相机相同，深度相机关键部件可包括凸镜和图像传感器两部分，两者的主要区别在于图像传感器输出的图像数据不一样：RGB深度相机传感器输出彩色图片(各个像素点像素值表示颜色信息)，深度相机传感器输出深度图像(各个像素点像素值表示距离信息)。凸镜主要是利用其成像原理，把视野中的各个点映射到图像传感器的各个像素点。进一步地，深度相机可以安装在电梯门门框上部中间位置处，跟随轿厢一起运动。在这种情况下，深度相机的检测区域可如图2中灰色区域所示，开门到位(开门极限位置)时，深度图像的所有像素点的像素值都会达到最大值，图2中深度相机的位置即为电梯门门框上部中间位置。从图2可以看出深度相机是会拍摄到两边的门框的，当门关门时，两边门框逐渐靠近，深度图像中该区域内像素点的深度像素值会减小。深度相机检测区域的俯视图如图3所示，图中灰色区域反映的是两边门框区域。当门运动到开门到位时，深度图像所有像素点的深度值达到最大，当有物体在门区检测范围内时，会导致深度图像的对应位置像素点的深度值减小，这样就能检测到物体存在。但当门在正常关门过程中，门板与深度相机的距离减小，导致拍摄到的门板区域像素深度值减小，但这种情况下是不能认为有障碍物存在的。随着开门宽度的距离不同，深度值也不同，所以必须找到某种对应关系来解决这个问题。
S2，将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值；
在本步骤中，若不存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，则表示电梯门当前处于开门到位状态，且电梯门之间无障碍物，此时，如果接收到关门指令，可以正常关门；若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，可能存在两种情况：第一种情况是电梯门当前处于开门到位状态，但是电梯门之间有障碍物；第二种情况是电梯门正处于关门过程中。为了区分两种状态，可以根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值。上述图像采集和计算过程可以在电梯关门过程中以一定频率执行，例如，每隔100ms采集一次第一深度图像，并计算第一深度图像上两个像素点的像素深度值的深度值比值。具体地，假设检测到像素点n1，像素点n2，像素点n3，……，像素点nk(nk为整数)的像素深度值小于参考值，则可将上述像素点n1～nk设为目标像素点，分别获取像素点n1及其相邻像素点n1a对应的深度值比值p1，像素点n2及其相邻像素点n2a对应的深度值比值p2，……，像素点nk及其相邻像素点nka对应的深度值比值pk。
进一步地，上述参考深度值即为电梯门开门到位时的像素深度值。在所述电梯门处于开门极限状态下，可以采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第二深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第二深度图像上的像素点的第二像素深度值；将各个像素点的第二像素深度值分别设为对应像素点的参考深度值。在实际应用中，可以在电梯上电时执行上述步骤，并对检测到的参考深度值进行存储，以便后续在电梯运行时使用。
S3，若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门。
在本步骤中，假设步骤S2中获取到的像素点n1～nk中的nt1，nt2,……，ntk为目标像素点，则可分别获取像素点nt1及其相邻像素点对应的深度值比值pt1，像素点nt2及其相邻像素点对应的深度值比值pt2，……，像素点ntk及其相邻像素点对应的深度值比值ptk，若ptk，pt2，……，ptk均与对应的参考比值相同或者在误差范围内，则表示电梯门之间无障碍物，可以正常关门；反之，若ptk，若ptk，pt2，……，ptk中的至少一者明显不等于对应的参考比值，则表示电梯门之间存在障碍物，可以控制电梯门开门，以保障电梯安全运行。
具体地，可以获取所述目标像素点及其相邻像素点中距离中心像素点较近的像素点与中心像素点之间的第一距离；根据所述第一距离和生成所述第一深度图像的图像传感器的像素间距计算所述目标像素点及其相邻像素点对应的参考比值。
在一个实施例中，电梯门上各个点的像素深度值可如图4所示。图中A、B、C、D为电梯门上的点，F、G、H分别为电梯门开门宽度为2s时，B、C、D对应在第一深度图像上的像素点，O为深度相机的焦点，E为第一深度图像的中心像素点，A为EF的延长线与电梯门的交点。
分别设F、G像素深度值为Lk(即第一深度图像上距离中心像素点较近的像素点的像素深度值)，Lk-1(即第一深度图像上距离中心像素点较远的像素点的像素深度值)，则FD＝Lk，GC＝Lk-1，设生成第一深度图像的传感器的像素间距为Δx，则FG＝GH＝Δx，设焦距OE＝f，则根据几何关系，可知：
Figure BDA0001349649310000051
整理得到：
Figure BDA0001349649310000061
在公式(1)中，由于Δx为像素间距，其值一般小于1um，一般而言，光幕在关门最后20mm间隙时可以被取消，所以s的值可以保证在10mm以上，则Δx值相对应s可以忽略不计，则公式(1)可简化为：
在公式(2)中，距离EF＝nΔx(目前深度相机所采用的传感器的实际最大像素为320*240，所以n值可取0～160，实际n的取值再大也不会影响推论结果)，焦距f为毫米级别。可以看出当n较小的时候，f2＞＞(EF+Δx)2或f2＞＞EF2；当n较大时，EF＞＞Δx。所以(2)式可简化为：
其中，n为非0自然数。
以TI的OPT8241深度传感器为例，其像素分辨率Δx＝0.15um，推荐焦距f＝1.2mm，当n＝0～160变化过程中，
Figure BDA0001349649310000064
变化曲线如图5所示。当n＝79时，
Figure BDA0001349649310000065
最大比例为1.006269，则最大误差率为(1.006269-1)/1.006269＝0.6％，所以从(2)式推导出(3)式是可以接受的。
从(3)可以看出在电梯门运动过程中，深度图像相邻两像素的比值只与像素到中心像素的距离有关，与开门宽度、焦距、像素间距无关。所以当电梯门在无遮挡情况下运动时，电梯门的位置对应的像素深度值符合(3)关系，以TI的OPT8241深度传感器为例，其像素间距＝0.15um，推荐焦距f＝1.2mm，当n＝1～160变化过程中，该比例关系如图6所示。因此，可以将公式(3)对应的值作为参考比值。
上述参考比值以及各个像素点的最大像素深度值可以预先存储在预定的存储空间中，并在需要时由电梯控制器直接从该存储空间中读取。
上述电梯门控制方法，通过获取电梯门关门过程中电梯门区各个点的第一深度图像，并获取第一深度图像上各个像素点的像素值，当存在第一像素深度值小于参考值的目标像素点时，表示电梯可能正在关门，或者在关门到位状态下存在遮挡；进一步地，将目标像素点及其相邻像素点的像素深度值的深度值比值与参考比值进行比较，若不等于参考比值，则表明电梯门之间有障碍物，从而控制电梯门开门，这种方式能够有效检测到电梯门之间的障碍物，检测准确度高，检测效果好。
在实际应用中，可以根据以下流程判断电梯门之间是否有障碍物，如图7所示：开门到位时，记录第一帧深度图像，此时所有像素值都为最大值。在关门过程中，随着开门宽度2逐渐减小，电梯门反映到深度图像中的像素逐渐增多，对应这部分像素值会减小，如果像素值减小后符合公式(3)，则说明只有电梯门在运动，没有其他障碍物；如果像素值减小，但该部分像素值不符合公式(3)，则说明当前电梯门之间存在障碍物，不应继续关门。
如图8所示，本发明还提供一种电梯门控制系统，可包括：
第一获取模块10，用于采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值；
深度图像(depth image)也被称为距离影像(range image)，是指将从图像采集器到场景中各点的距离(深度)作为像素值的图像，它直接反映了景物可见表面的几何形状。深度图像经过坐标转换可以计算为点云数据，有规则及必要信息的点云数据也可以反算为深度图像数据。深度数据流所提供的图像帧中，每一个像素点代表的是在深度感应器的视野中，特定坐标处的物体到离深度摄像头的距离。
在实际应用中，可以通过一个深度相机来采集第一深度图像。与普通的RGB深度相机相同，深度相机关键部件可包括凸镜和图像传感器两部分，两者的主要区别在于图像传感器输出的图像数据不一样：RGB深度相机传感器输出彩色图片(各个像素点像素值表示颜色信息)，深度相机传感器输出深度图像(各个像素点像素值表示距离信息)。凸镜主要是利用其成像原理，把视野中的各个点映射到图像传感器的各个像素点。进一步地，深度相机可以安装在电梯门门框上部中间位置处，跟随一起运动。在这种情况下，深度相机的检测区域可如图2中灰色区域所示，开门到位(开门极限位置)时，深度图像的所有像素点的像素值都会达到最大值，图2中深度相机的位置即为电梯门门框上部中间位置。从图2可以看出深度相机是会拍摄到两边的门框的，当门关门时，两边门框逐渐靠近，深度图像中该区域内像素点的深度像素值会减小。深度相机检测区域的俯视图如图3所示，图中灰色区域反映的是两边门框区域。当门运动到开门到位时，深度图像所有像素点的深度值达到最大，当有物体在门区检测范围内时，会导致深度图像的对应位置像素点的深度值减小，这样就能检测到物体存在。但当门在正常关门过程中，门板与深度相机的距离减小，导致拍摄到的门板区域像素深度值减小，但这种情况下是不能认为有障碍物存在的。随着开门宽度的距离不同，深度值也不同，所以必须找到某种对应关系来解决这个问题。
计算模块20，将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值；
在本模块中，若不存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，则表示电梯门当前处于开门到位状态，且电梯门之间无障碍物，此时，如果接收到关门指令，可以正常关门；若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，可能存在两种情况：第一种情况是电梯门当前处于开门到位状态，但是电梯门之间有障碍物；第二种情况是电梯门正处于关门过程中。为了区分两种状态，可以根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值。上述图像采集和计算过程可以在电梯关门过程中以一定频率执行，例如，每隔100ms采集一次第一深度图像，并计算第一深度图像上两个像素点的像素深度值的深度值比值。具体地，假设检测到像素点n1，像素点n2，像素点n3，……，像素点nk(nk为整数)的像素深度值小于参考值，则可将上述像素点n1～nk设为目标像素点，分别获取像素点n1及其相邻像素点n1a对应的深度值比值p1，像素点n2及其相邻像素点n2a对应的深度值比值p2，……，像素点nk及其相邻像素点nka对应的深度值比值pk。
进一步地，上述参考深度值即为电梯门开门到位时的像素深度值。本发明的电梯门控制系统还可包括：第二获取模块40，用于在所述电梯门处于开门极限状态下，可以采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第二深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第二深度图像上的像素点的第二像素深度值；以及设置模块50，将各个像素点的第二像素深度值分别设为对应像素点的参考深度值。在实际应用中，可以在电梯上电时执行上述模块的功能，并对检测到的参考深度值进行存储，以便后续在电梯运行时使用。
第一控制模块30，用于若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门。
在本模块中，假设计算模块20中获取到的像素点n1～nk中的nt1，nt2,……，ntk为目标像素点，则可分别获取像素点nt1及其相邻像素点对应的深度值比值pt1，像素点nt2及其相邻像素点对应的深度值比值pt2，……，像素点ntk及其相邻像素点对应的深度值比值ptk，若ptk，pt2，……，ptk均与对应的参考比值相同或者在误差范围内，则表示电梯门之间无障碍物，可以正常关门；反之，若ptk，若ptk，pt2，……，ptk中的至少一者明显不等于对应的参考比值，则表示电梯门之间存在障碍物，可以控制电梯门开门，以保障电梯安全运行。
具体地，可以获取所述目标像素点及其相邻像素点中距离中心像素点较近的像素点与中心像素点之间的第一距离；根据所述第一距离和生成所述第一深度图像的图像传感器的像素间距计算所述目标像素点及其相邻像素点对应的参考比值。
在一个实施例中，电梯门上各个点的像素深度值可如图4所示。图中A、B、C、D为电梯门上的点，F、G、H分别为电梯门开门宽度为2s时，B、C、D对应在第一深度图像上的像素点，O为深度相机的焦点，E为第一深度图像的中心像素点，A为EF的延长线与电梯门的交点。
分别设F、G像素深度值为Lk(即第一深度图像上距离中心像素点较近的像素点的像素深度值)，Lk-1(即第一深度图像上距离中心像素点较远的像素点的像素深度值)，则FD＝Lk，GC＝Lk-1，设生成第一深度图像的传感器的像素间距为Δx，则FG＝GH＝Δx，设焦距OE＝f，则根据几何关系，可知：
Figure BDA0001349649310000101
整理得到：
在公式(1)中，由于Δx为像素间距，其值一般小于1um，一般而言，光幕在关门最后20mm间隙时可以被取消，所以s的值可以保证在10mm以上，则Δx值相对应s可以忽略不计，则公式(1)可简化为：
Figure BDA0001349649310000103
在公式(2)中，距离EF＝nΔx(目前深度相机所采用的传感器的实际最大像素为320*240，所以n值可取0～160，实际n的取值再大也不会影响推论结果)，焦距f为毫米级别。可以看出当n较小的时候，f2＞＞(EF+Δx)2或f2＞＞EF2；当n较大时，EF＞＞Δx。所以(2)式可简化为：
Figure BDA0001349649310000104
其中，n为非0自然数。
以TI的OPT8241深度传感器为例，其像素分辨率Δx＝0.15um，推荐焦距f＝1.2mm，当n＝0～160变化过程中，
Figure BDA0001349649310000105
变化曲线如图5所示。当n＝79时，最大比例为1.006269，则最大误差率为(1.006269-1)/1.006269＝0.6％，所以从(2)式推导出(3)式是可以接受的。
从(3)可以看出在电梯门运动过程中，深度图像相邻两像素的比值只与像素到中心像素的距离有关，与开门宽度、焦距、像素间距无关。所以当电梯门在无遮挡情况下运动时，电梯门的位置对应的像素深度值符合(3)关系，以TI的OPT8241深度传感器为例，其像素间距＝0.15um，推荐焦距f＝1.2mm，当n＝1～160变化过程中，该比例关系如图6所示。因此，可以将公式(3)对应的值作为参考比值。
上述参考比值以及各个像素点的最大像素深度值可以预先存储在预定的存储空间中，并在需要时由电梯控制器直接从该存储空间中读取。
上述电梯门控制系统，通过获取电梯门关门过程中电梯门区各个点的第一深度图像，并获取第一深度图像上各个像素点的像素值，当存在第一像素深度值小于参考值的目标像素点时，表示电梯可能正在关门，或者在关门到位状态下存在遮挡；进一步地，将目标像素点及其相邻像素点的像素深度值的深度值比值与参考比值进行比较，若不等于参考比值，则表明电梯门之间有障碍物，从而控制电梯门开门，这种方式能够有效检测到电梯门之间的障碍物，检测准确度高，检测效果好。
在实际应用中，以上各个模块可以根据以下流程判断电梯门之间是否有障碍物，如图7所示：开门到位时，记录第一帧深度图像，此时所有像素值都为最大值。在关门过程中，随着开门宽度2逐渐减小，电梯门反映到深度图像中的像素逐渐增多，对应这部分像素值会减小，如果像素值减小后符合公式(3)，则说明只有电梯门在运动，没有其他障碍物；如果像素值减小，但该部分像素值不符合公式(3)，则说明当前电梯门之间存在障碍物，不应继续关门。
如图9所示，本发明还提供一种电梯门控制装置，可包括：
安装在电梯内预设位置处的深度相机，以及与所述图像传感器进行通信的电梯控制器；
所述深度相机采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值，并将所述第一像素深度值发送至电梯控制器；
所述电梯控制器将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值，若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门。
深度图像(depth image)也被称为距离影像(range image)，是指将从图像采集器到场景中各点的距离(深度)作为像素值的图像，它直接反映了景物可见表面的几何形状。深度图像经过坐标转换可以计算为点云数据，有规则及必要信息的点云数据也可以反算为深度图像数据。深度数据流所提供的图像帧中，每一个像素点代表的是在深度感应器的视野中，特定坐标处的物体到离深度摄像头的距离。
在实际应用中，可以通过一个深度相机来采集第一深度图像。与普通的RGB深度相机相同，深度相机关键部件可包括凸镜和图像传感器两部分，两者的主要区别在于图像传感器输出的图像数据不一样：RGB深度相机传感器输出彩色图片(各个像素点像素值表示颜色信息)，深度相机传感器输出深度图像(各个像素点像素值表示距离信息)。凸镜主要是利用其成像原理，把视野中的各个点映射到图像传感器的各个像素点。进一步地，深度相机可以安装在电梯门门框上部中间位置处，跟随一起运动。在这种情况下，深度相机的检测区域可如图2中灰色区域所示，开门到位(开门极限位置)时，深度图像的所有像素点的像素值都会达到最大值，图2中深度相机的位置即为电梯门门框上部中间位置。从图2可以看出深度相机是会拍摄到两边的门框的，当门关门时，两边门框逐渐靠近，深度图像中该区域内像素点的深度像素值会减小。深度相机检测区域的俯视图如图3所示，图中灰色区域反映的是两边门框区域。当门运动到开门到位时，深度图像所有像素点的深度值达到最大，当有物体在门区检测范围内时，会导致深度图像的对应位置像素点的深度值减小，这样就能检测到物体存在。但当门在正常关门过程中，门板与深度相机的距离减小，导致拍摄到的门板区域像素深度值减小，但这种情况下是不能认为有障碍物存在的。随着开门宽度的距离不同，深度值也不同，所以必须找到某种对应关系来解决这个问题。
若不存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，则表示电梯门当前处于开门到位状态，且电梯门之间无障碍物，此时，如果接收到关门指令，可以正常关门；若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，可能存在两种情况：第一种情况是电梯门当前处于开门到位状态，但是电梯门之间有障碍物；第二种情况是电梯门正处于关门过程中。为了区分两种状态，电梯控制器可以根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值。上述图像采集和计算过程可以在电梯关门过程中以一定频率执行，例如，每隔100ms采集一次第一深度图像，并计算第一深度图像上两个像素点的像素深度值的深度值比值。具体地，假设检测到像素点n1，像素点n2，像素点n3，……，像素点nk(nk为整数)的像素深度值小于参考值，则可将上述像素点n1～nk设为目标像素点，分别获取像素点n1及其相邻像素点n1a对应的深度值比值p1，像素点n2及其相邻像素点n2a对应的深度值比值p2，……，像素点nk及其相邻像素点nka对应的深度值比值pk。
进一步地，上述参考深度值即为电梯门开门到位时的像素深度值。在所述电梯门处于开门极限状态下，可以采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第二深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第二深度图像上的像素点的第二像素深度值；将各个像素点的第二像素深度值分别设为对应像素点的参考深度值。在实际应用中，可以在电梯上电时执行上述步骤，并对检测到的参考深度值进行存储，以便后续在电梯运行时使用
假设获取到的像素点n1～nk中的nt1，nt2,……，ntk为目标像素点，则可分别获取像素点nt1及其相邻像素点对应的深度值比值pt1，像素点nt2及其相邻像素点对应的深度值比值pt2，……，像素点ntk及其相邻像素点对应的深度值比值ptk，若ptk，pt2，……，ptk均与对应的参考比值相同或者在误差范围内，则表示电梯门之间无障碍物，可以正常关门；反之，若ptk，若ptk，pt2，……，ptk中的至少一者明显不等于对应的参考比值，则表示电梯门之间存在障碍物，可以控制电梯门开门，以保障电梯安全运行。
具体地，可以获取所述目标像素点及其相邻像素点中距离中心像素点较近的像素点与中心像素点之间的第一距离；根据所述第一距离和生成所述第一深度图像的图像传感器的像素间距计算所述目标像素点及其相邻像素点对应的参考比值。
在一个实施例中，电梯门上各个点的像素深度值可如图4所示。图中A、B、C、D为电梯门上的点，F、G、H分别为电梯门开门宽度为2s时，B、C、D对应在第一深度图像上的像素点，O为深度相机的焦点，E为第一深度图像的中心像素点，A为EF的延长线与电梯门的交点。
分别设F、G像素深度值为Lk，Lk-1，则FD＝Lk，GC＝Lk-1，设生成第一深度图像的传感器的像素间距为Δx，则FG＝GH＝Δx，设焦距OE＝f，则根据几何关系，可知：
Figure BDA0001349649310000141
整理得到：
Figure BDA0001349649310000142
在公式(1)中，由于Δx为像素间距，其值一般小于1um，一般而言，光幕在关门最后20mm间隙时可以被取消，所以s的值可以保证在10mm以上，则Δx值相对应s可以忽略不计，则公式(1)可简化为：
在公式(2)中，距离EF＝nΔx(目前深度相机所采用的传感器的实际最大像素为320*240，所以n值可取0～160，实际n的取值再大也不会影响推论结果)，焦距f为毫米级别。可以看出当n较小的时候，f2＞＞(EF+Δx)2或f2＞＞EF2；当n较大时，EF＞＞Δx。所以(2)式可简化为：
Figure BDA0001349649310000144
其中，n为非0自然数。
以TI的OPT8241深度传感器为例，其像素分辨率Δx＝0.15um，推荐焦距f＝1.2mm，当n＝0～160变化过程中，
Figure BDA0001349649310000145
变化曲线如图5所示。当n＝79时，
Figure BDA0001349649310000146
最大比例为1.006269，则最大误差率为(1.006269-1)/1.006269＝0.6％，所以从(2)式推导出(3)式是可以接受的。
从(3)可以看出在电梯门运动过程中，深度图像相邻两像素的比值只与像素到中心像素的距离有关，与开门宽度、焦距、像素间距无关。所以当电梯门在无遮挡情况下运动时，电梯门的位置对应的像素深度值符合(3)关系，以TI的OPT8241深度传感器为例，其像素间距＝0.15um，推荐焦距f＝1.2mm，当n＝1～160变化过程中，该比例关系如图6所示。因此，可以将公式(3)对应的值作为参考比值。
上述参考比值以及各个像素点的最大像素深度值可以预先存储在预定的存储空间中，并在需要时由电梯控制器直接从该存储空间中读取。
上述电梯门控制装置，通过获取电梯门区各个点的深度图像，并将电梯关门过程中电梯门区各个点的像素深度值与参考值进行比较，若小于参考值，则表明电梯门之间有障碍物，从而控制电梯门开门，这种方式能够有效检测到电梯门之间的障碍物，检测准确度高，检测效果好。
在实际应用中，可以根据以下流程判断电梯门之间是否有障碍物，如图7所示：开门到位时，记录第一帧深度图像，此时所有像素值都为最大值。在关门过程中，随着开门宽度2逐渐减小，电梯门反映到深度图像中的像素逐渐增多，对应这部分像素值会减小，如果像素值减小后符合公式(3)，则说明只有电梯门在运动，没有其他障碍物；如果像素值减小，但该部分像素值不符合公式(3)，则说明当前电梯门之间存在障碍物，不应继续关门。
上述电梯门控制装置，通过获取电梯门关门过程中电梯门区各个点的第一深度图像，并获取第一深度图像上各个像素点的像素值，当存在第一像素深度值小于参考值的目标像素点时，表示电梯可能正在关门，或者在关门到位状态下存在遮挡；进一步地，将目标像素点及其相邻像素点的像素深度值的深度值比值与参考比值进行比较，若不等于参考比值，则表明电梯门之间有障碍物，从而控制电梯门开门，这种方式能够有效检测到电梯门之间的障碍物，检测准确度高，检测效果好。
本发明的电梯门控制系统与本发明的电梯门控制方法一一对应，在上述电梯门控制方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于电梯门控制系统的实施例中，特此声明。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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。

Claims (10)

1.一种电梯门控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值；
将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值；
若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门；
在若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门之前，还包括以下步骤：
获取所述目标像素点及其相邻像素点中距离中心像素点较近的像素点与中心像素点之间的第一距离；
根据所述第一距离和生成所述第一深度图像的图像传感器的像素间距计算所述目标像素点及其相邻像素点对应的参考比值。
2.根据权利要求1所述的电梯门控制方法，其特征在于，根据所述第一距离和生成所述第一深度图像的图像传感器的像素间距计算所述目标像素点及其相邻像素点对应的参考比值的步骤包括：
根据如下方式计算所述目标像素点及其相邻像素点对应的参考比值：
Figure FDA0002168332780000011
式中，Lk为所述第一深度图像上距离中心像素点较近的像素点的像素深度值，Lk-1为所述第一深度图像上距离中心像素点较远的像素点的像素深度值，EF为所述第一距离，Δx为生成所述第一深度图像的图像传感器的像素间距。
3.根据权利要求1所述的电梯门控制方法，其特征在于，在将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较之前，还包括以下步骤：
在所述电梯门处于开门极限状态下，采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第二深度图像，获取电梯门区各个点对应在所述第二深度图像上的像素点的第二像素深度值；
将各个像素点的第二像素深度值分别设为对应像素点的参考深度值。
4.一种电梯门控制系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门区上各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值；
计算模块，用于将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值；
第一控制模块，用于若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门，以及，用于在若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门之前，获取所述目标像素点及其相邻像素点中距离中心像素点较近的像素点与中心像素点之间的第一距离；根据所述第一距离和生成所述第一深度图像的图像传感器的像素间距计算所述目标像素点及其相邻像素点对应的参考比值。
5.根据权利要求4所述的电梯门控制系统，其特征在于，所述第一控制模块具体用于：
根据如下方式计算所述目标像素点及其相邻像素点对应的参考比值：
Figure FDA0002168332780000021
式中，Lk为所述第一深度图像上距离中心像素点较近的像素点的像素深度值，Lk-1为所述第一深度图像上距离中心像素点较远的像素点的像素深度值，EF为所述第一距离，Δx为生成所述第一深度图像的图像传感器的像素间距。
6.根据权利要求4所述的电梯门控制系统，其特征在于，还包括：
第二获取模块，用于在所述电梯门处于开门极限状态下，采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第二深度图像，获取电梯门区上各个点对应在所述第二深度图像上的像素点的第二像素深度值；
设置模块，将各个像素点的第二像素深度值分别设为对应像素点的参考深度值。
7.一种电梯门控制装置，其特征在于，包括：
安装在电梯内预设位置处的深度相机，以及与所述深度相机的图像传感器进行通信的电梯控制器；
所述深度相机采集电梯门区相对于电梯门门框上部中间位置的第一深度图像，获取电梯门区上各个点对应在所述第一深度图像上的像素点的第一像素深度值，并将所述第一像素深度值发送至电梯控制器；
所述电梯控制器将所述第一像素深度值与参考深度值进行比较，若存在第一像素深度值小于参考深度值的目标像素点，根据所述第一像素深度值计算所述目标像素点的像素深度值与相邻像素点的像素深度值的深度值比值，若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门；
在若所述目标像素点中存在深度值比值不等于参考比值的像素点，控制电梯门开门之前，还包括以下步骤：
获取所述目标像素点及其相邻像素点中距离中心像素点较近的像素点与中心像素点之间的第一距离；根据所述第一距离和生成所述第一深度图像的图像传感器的像素间距计算所述目标像素点及其相邻像素点对应的参考比值。
8.根据权利要求7所述的电梯门控制装置，其特征在于，所述深度相机安装在轿门门框上部中间位置处。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至3任意一项所述的电梯门控制方法。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至3任意一项所述的电梯门控制方法。
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