CN108163652A - 基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯 - Google Patents

Abstract

本发明属于信号处理技术领域，公开了基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯。该方法包括：控制器在检测到上楼/下楼控制按键被按下后，以预设的检测间隔持续检测，其执行一次检测的步骤包括：获取红外探头在当前检测时刻、第一时刻、第二时刻以及在第二时刻周围的N个时刻发送的电压信号，进而计算得到第一置信度数值；获取光学摄像头在当前检测时刻、第一时刻以及在第一时刻周围的N个时刻发送的图像信号，进而计算得到第二置信度数值；获取超声波探头在当前检测时刻发送的回波信号，进而计算得到第三置信度数值；进行融合判断，确定电梯等候区的等候乘客是否离开。本发明能够降低传感器故障引起的检测失效，提高检测准确率。

Description

基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯，能够提升检测准确率，节省电梯轿厢内乘客的等待时间，降低电梯能耗。

背景技术

生活中，高层住宅、写字楼通常配备有垂直升降的电梯，轿厢内的乘客在乘坐电梯时经常会遇到电梯运行至某层开门等待上客而门外无人的情况。有时是因为在电梯间等候的乘客改变主意回房间或改走楼梯，有时则是因为有人恶作剧。如果电梯的控制系统能够事先检测到某些楼层已经无人等候，就可以取消这些楼层的停泊，节省电梯运行能耗，也节省轿厢内乘客的时间。

现有技术中已有乘客检测方面的相关装置和方法，这些装置和方法多采用菲涅尔透镜加红外线感应器件构成的红外传感器。当乘客进入电梯入口附近的等候区域时，红外传感器接收到的能量即会增强，其输出的电压也即随之改变，电梯控制器检测到红外传感器输出的电压变化后，判定有乘客正在等候。这种方式也被称为被动式红外活动目标探测器。由于该种方法需要依靠人体散发的热量进行检测，在很多情况下，比如乘客从寒冷环境进入建筑或者乘客穿戴比较严实时，会出现红外传感器无法探测到人体散发的热量，从而会出现漏报。而在一些情况下，如阳光和其它照明光线较强时，红外传感器接收到的能量也会增强，导致出现虚报。

除红外传感器之外，也有一些乘客检测装置采用微波传感器作为探测器，通过微波传感器探测周围环境的微波能量来检测是否有等候乘客。但由于人体和衣物自身辐射的微波能量极弱，与环境背景无显著差异，此类检测装置需要探测器自身发射微波，进而利用人体反射的能量实现探测，因此成本较高，且在人体安全性方面存在争议。

此外，上述两种乘客检测装置存在一个共同的缺陷，即一旦传感器故障，检测即失效，检测等候乘客的目的也就无法实现。

发明内容

本发明提供基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯，以至少解决现有的检测装置可能出现的检测失效、漏报、虚报以及成本较高的问题，能够降低传感器故障引起的检测失效，提高检测准确率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，提供一种电梯，包括：控制器、电梯驱动单元、布设于各楼层电梯等候区周侧墙壁上的红外探头、光学摄像头和超声波探头以及布设于各楼层门厅门旁侧墙壁上的上楼/下楼控制按键以及所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯；

其中，所述红外探头，用于持续检测电梯等候区，得到电压信号，并向所述控制器发送所述电压信号；

所述光学摄像头，用于持续检测电梯等候区处，得到图像信号，并向所述控制器发送所述图像信号；

所述超声波探头，用于持续检测电梯等候区，得到回波信号，并向所述控制器发送所述回波信号；

所述控制器，用于接收各楼层的红外探头发送的电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，并在检测到所述上楼/下楼控制按键被按下后，向所述电梯驱动单元发送请停指令，同时控制所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯点亮，并根据目标楼层的红外探头发送的红外电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，以预设的检测间隔持续检测电梯等候区的等候乘客是否离开；其中，所述目标楼层为所述上楼/下楼控制按键被按下的楼层；

所述电梯驱动单元，用于接收所述控制器发送的请停指令，并根据所述请停指令驱动电梯轿厢向所述目标楼层移动；

所述控制器，还用于在检测到电梯等候区的等候乘客离开后，向电梯驱动单元发送请停取消指令，同时控制所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯熄灭；

所述电梯驱动单元，还用于接收所述控制器发送的请停取消指令，并根据所述请停取消指令停止驱动电梯轿厢向所述目标楼层移动。

第二方面，提供一种基于信号融合的等候乘客检测方法，应用于第一方面所述的电梯，控制器在检测到目标楼层的上楼/下楼控制按键被按下后，以预设的检测间隔持续检测，其执行一次检测的步骤包括：

步骤1，所述控制器获取目标楼层的红外探头在当前检测时刻发送的第一电压信号、在第一时刻发送的第二电压信号、在第二时刻发送的第三电压信号以及在所述第二时刻周围的N个时刻发送的N个电压信号，并根据所述第一电压信号、所述第二电压信号、第三电压信号以及所述N个电压信号，计算得到对应的第一置信度数值；

其中，所述第一时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第一时间间隔的时刻，所述第二时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第二时间间隔的时刻，所述第一时间间隔小于所述第二时间间隔；

步骤2，所述控制器获取所述目标楼层的光学摄像头在当前检测时刻发送的第一图像信号、在所述第一时刻发送的第二图像信号以及在所述第一时刻周围的N个时刻发送的N个图像信号，并根据所述第一图像信号、所述第二图像信号以及所述N个图像信号，计算得到对应的第二置信度数值；

步骤3，所述控制器获取所述目标楼层的超声波探头在当前检测时刻发送的回波信号，并根据所述回波信号，计算得到对应的第三置信度数值；

步骤4，所述控制器利用所述第一置信度数值、所述第二置信度数值和所述第三置信度数值，进行融合判断，确定电梯等候区的等候乘客是否离开。

基于本发明提供的基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯，控制器接收各楼层的红外探头发送的电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，并在检测到上楼/下楼控制按键被按下后，向电梯驱动单元发送请停指令，同时控制上楼/下楼控制按键对应的指示灯点亮，并根据目标楼层的红外探头发送的红外电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，以预设的检测间隔持续检测电梯等候区的等候乘客是否离开，一旦控制器检测到电梯等候区的等候乘客离开后，即向电梯驱动单元发送请停取消指令，同时控制上楼/下楼控制按键对应的指示灯熄灭。电梯驱动单元接收到控制器发送的请停指令后，驱动电梯轿厢向目标楼层移动，在此过程中，若接收到控制器发送的请停取消指令，即驱动电梯轿厢停止驱动电梯轿厢向目标楼层移动。如此一来，即可避免因乘客中途离开造成的电梯的机械磨损及电能浪费，在节约能耗的同时也可节省轿厢内乘客的时间。此外，由于本发明实施例提供的电梯中，基于红外探头、超声波探头以及光学摄像头发送的信号进行融合检测，因此即使其中的某个设备故障，依然能够准确检测等候乘客是否离开，从而避免现有的检测装置由于传感器故障出现的检测失效、漏报、虚报等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电梯的结构示意图；

图2为本发明实施例中红外探头、光学摄像头以及超声波探头的安装示意图；

图3为本发明实施例提供的基于信号融合的等候乘客检测方法中控制器执行一次检测的流程示意图；

图4为本发明实施例中检测时刻与检测间隔的关系示意图；

图5为本发明实施例提供的一种控制器进行融合判断的方法的逻辑图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明下述各实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

另外，还需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。本领域普通技术人员可以理解，本申请实施例中示出的示例为本发明为便于读者理解所作的示意性的说明，并不构成对本发明的限定。

图1所示为本发明实施例提供的一种电梯的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的电梯包括：控制器10、电梯驱动单元20、布设于各楼层电梯等候区80周侧墙壁上的红外探头30、光学摄像头40和超声波探头50以及布设于各楼层门厅门旁侧墙壁上的上楼/下楼控制按键60以及上楼/下楼控制按键60对应的指示灯70。

其中，红外探头30，用于持续检测电梯等候区80，得到电压信号，并向控制器10发送电压信号；

光学摄像头40，用于持续检测电梯等候区80，得到图像信号，并向控制器10发送图像信号。

超声波探头50，用于持续检测电梯等候区80，得到回波信号，并向控制器10发送回波信号。

控制器10，用于接收各楼层的红外探头30发送的电压信号、超声波探头50发送的回波信号以及光学摄像头40发送的图像信号，并在检测到上楼/下楼控制按键60被按下后，向电梯驱动单元20发送请停指令，同时控制上楼/下楼控制按键60对应的指示灯70点亮，并根据目标楼层的红外探头30发送的红外电压信号、超声波探头50发送的回波信号以及光学摄像头40发送的图像信号，以预设的检测间隔持续检测电梯等候区80的等候乘客90是否离开。

电梯驱动单元20，还用于接收控制器10发送的请停指令，并根据请停指令驱动电梯轿厢向目标楼层移动。

控制器10，还用于在检测到电梯等候区80的等候乘客90离开后，向电梯驱动单元20发送请停取消指令，同时控制上楼/下楼控制按键60对应的指示灯70熄灭。

电梯驱动单元20，用于接收控制器10发送的请停取消指令，并根据请停取消指令停止驱动电梯轿厢向目标楼层移动。

其中，需要说明的是，本发明上述实施例中所述的目标楼层为上楼/下楼控制按键60被按下的楼层。

另外，还需说明的是，本发明实施例中的符号“/”表示“和”或“或”。容易理解，当位于底楼时，布设于该楼层门厅门旁侧墙壁上的上楼/下楼控制按键60仅是上楼控制按键60；当位于顶楼时，布设于该楼层门厅门旁侧墙壁上的上楼/下楼控制按键60仅是下楼控制按键60；当位于中间楼层时，布设于该楼层门厅门旁侧墙壁上的上楼/下楼控制按键60包括上楼控制按键60和下楼控制按键60。

此外，应当指出的是，在安装各楼层的红外探头30、光学摄像头40以及超声波探头50时，应注意调整位置及角度，使红外探头30、光学摄像头40以及超声波探头50的覆盖范围覆盖电梯的等候区域，如图2所示。

在本发明上述实施例中，电梯驱动单元、红外探头、光学摄像头、超声波探头、上楼/下楼控制按键以及上楼/下楼控制按键对应的指示灯均与控制器电连接(图1中未示出)。其中，红外探头(也称红外传感器)不发射信号，依靠人体的红外辐射工作，输出反应红外能量密度的电压信号。光学摄像头依靠环境中的光源进行照明，在夜间或环境光源亮度不足时可以采用摄像头自身的LED灯进行照明，输出图像信号。超声波探头发射超声波信号，碰到障碍物后，超声波信号即会被反射至超声波探头，超声波探头输出回波信号。控制器接收各楼层的红外探头发送的电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，并在检测到上楼/下楼控制按键被按下后，向电梯驱动单元发送请停指令，同时控制上楼/下楼控制按键对应的指示灯点亮，并根据目标楼层的红外探头发送的红外电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，以预设的检测间隔持续检测电梯等候区的等候乘客是否离开，一旦控制器检测到电梯等候区的等候乘客离开后，即向电梯驱动单元发送请停取消指令，同时控制上楼/下楼控制按键对应的指示灯熄灭。电梯驱动单元接收到控制器发送的请停指令后，驱动电梯轿厢向目标楼层移动，在此过程中，若接收到控制器发送的请停取消指令，即停止驱动电梯轿厢向目标楼层移动。如此一来，即可避免因乘客中途离开造成的电梯的机械磨损及电能浪费，在节约能耗的同时也可节省轿厢内乘客的时间。此外，由于本发明实施例提供的电梯中，基于红外探头、超声波探头以及光学摄像头发送的信号进行融合检测，因此即使其中的某个设备故障，依然能够准确检测等候乘客是否离开，从而避免现有的检测装置由于传感器故障出现的检测失效、漏报、虚报等问题。

基于上述电梯，本发明实施例还提供了一种基于信号融合的等候乘客检测方法，应用于电梯的控制器。具体来说，控制器在检测到目标楼层的上楼/下楼控制按键被按下后，以预设的检测间隔持续检测。

如图3所示，控制器执行一次检测具体包括以下步骤：

步骤1，控制器获取目标楼层的红外探头在当前检测时刻发送的第一电压信号、在第一时刻发送的第二电压信号、在第二时刻发送的第三电压信号以及在第二时刻周围的N个时刻发送的N个电压信号，并根据第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号以及N个电压信号，计算得到对应的第一置信度数值。

其中，第一时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第一时间间隔的时刻，第二时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第二时间间隔的时刻，第一时间间隔小于第二时间间隔。第一时间间隔和第二时间间隔均为预设值，可根据实际情况进行调整。

另外，需要说明的是，本发明实施例中控制器执行第一次检测的时刻为距离控制器检测到目标楼层的上楼/下楼控制按键被按下的时刻一个预设检测间隔的时刻，距离控制器执行第一次检测的时刻一个预设检测间隔的时刻即控制器执行第二次检测的时刻……，以此类推。具体的，上述检测时刻与检测间隔之间的关系具体可参考图4。如图4所示，图中O时刻表示控制器检测到目标楼层的上楼/下楼控制按键被按下的时刻，A时刻表示控制器执行第一次检测的时刻，B时刻表示控制器执行第二次检测的时刻……，其中相邻两个检测时刻(如A时刻与B时刻)之间的时间间隔即为预设的检测间隔。容易理解，本发明实施例中所述的当前检测时刻即A时刻、B时刻……等时刻中的任一时刻。

具体的，步骤1中，控制器根据第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号以及N个电压信号，计算得到对应的第一置信度数值，具体包括以下步骤：

步骤1.1，控制器分别对第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号以及N个电压信号进行模数转换，得到对应的数字电压值。

步骤1.2，控制器根据第一电压信号、第二电压信号以及第三电压信号对应的数字电压值，计算得到当前检测时刻对应的红外变化数值p₁＝abs[v₁-v₂]+abs[v₁-v₃]；

其中，abs[·]表示取绝对值，v₁表示第一电压信号对应的数字电压值，v₂表示第二电压信号对应的数字电压值，v₃表示第三电压信号对应的数字电压值。

步骤1.3，对于N个时刻中的任一时刻j，控制器计算得到时刻j对应的红外变化数值

其中，表示红外探头在时刻j发送的电压信号对应的数字电压值，表示红外探头在时刻j+Δt₁发送的电压信号对应的数字电压值，表示红外探头在时刻j+Δt₂发送的电压信号对应的数字电压值，Δt₁表示第一时间间隔，Δt₂表示第二时间间隔，j＝1，2，…，N。

步骤1.4，控制器对N个时刻对应的N个红外变化数值q₁，q₂，…q_N求平均，得到平均变化强度判断当前检测时刻对应的红外变化数值p₁是否大于若则令第一置信度数值若则令第一置信度数值d_h＝0。

其中，μ表示红外检测灵敏系数，lg()表示以10为底的对数函数。

步骤2，控制器获取目标楼层的光学摄像头在当前检测时刻发送的第一图像信号、在第一时刻发送的第二图像信号以及在第一时刻周围的N个时刻发送的N个图像信号，并根据第一图像信号、第二图像信号以及N个图像信号，计算得到对应的第二置信度数值。

具体的，步骤2中，控制器根据第一图像信号、第二图像信号以及N个图像信号，计算得到对应的第二置信度数值，具体包括：

步骤2.1，控制器利用第一图像信号和第二图像信号，计算得到当前检测时刻对应的时变变化图像y₁(m，n，t)＝abs[x(m，n，t)-x(m，n，t₁)]。

其中，x(m，n，t)表示第一图像信号，x(m，n，t₁)表示第二图像信号，m和n分别表示图像的两个维度，t表示当前检测时刻，t₁表示第一时刻。

步骤2.2，控制器利用第一图像信号和预存的参考图像，计算得到当前检测时刻对应的无人参考变化图像y₂(m，n，t)＝abs[x(m，n，t)-x₀(m，n)]。

其中，x₀(m，n)表示预存的参考图像，预存的参考图像为目标楼层的电梯等候区无人时光学摄像头所拍摄的图像。

步骤2.3，对于N个时刻中的任一时刻j，控制器计算得到时刻j对应的时变变化图像，从而得到N个时变变化图像。

其中，x(m，n，j)表示光学摄像头在时刻j发送的图像信号，x(m，n，j+Δt₁)表示光学摄像头在时刻j+Δt₁发送的图像信号，Δt₁表示第一时间间隔，j＝1，2，…，N。

步骤2.4，控制器对N个时变变化图像求平均，得到平均变化强度将当前检测时刻对应的时变变化图像y₁(m，n，t)中的每一个像素点分别与强度门限进行比较，确定时变变化图像y₁(m，n，t)中大于强度门限的像素点的个数L、₁；以及，将无人参考变化图像y₂(m，n，t)中的每一个像素点分别与强度门限进行比较，确定无人参考变化图像y₂(m，n，t)中大于强度门限的像素点的个数L₂。

其中，λ表示图像检测门限系数，λ＞1。

步骤2.5，控制器判断L、₁和L₂是否大于或等于0.1L_min：若是，则令第二置信度数值否则，令第二置信度数值d_s＝0。

其中，L_min表示人影像对应的最小像素数，其等于能够单独乘坐电梯的小学生的平均影像面积与摄像头单个像素对应影像面积之比。

步骤3，控制器获取目标楼层的超声波探头在当前检测时刻发送的回波信号，并根据回波信号，计算得到对应的第三置信度数值。

具体的，步骤3中，控制器根据回波信号，计算得到对应的第三置信度数值，具体可以包括：

步骤3.1，控制器对回波信号进行处理，得到回波强度以及目标物体距离超声波探头的距离。

其中，目标物体为超声波探头在当前检测时刻探测到的最近物体。

其中，需要说明的是，超声波探头能够对回波在换能器端口处进行电压测量和延时测量，得到对应的电压及延时，电压的平方即为回波强度，延时与声速两倍的比值即为距离。

步骤3.2，控制器根据回波强度和预存的参考回波强度v₀，计算得到第一检测量以及，根据目标物体距离超声波探头的距离和预存的参考距离r₀，计算得到第二检测量。

其中，参考回波强度v₀为人体平均回波强度，参考距离r₀为目标楼层的电梯等候区无人时超声波探头探测到的最近物体与超声波探头之间距离。

步骤3.3，控制器判断第一检测量v_d是否大于η以及第二检测量r_d是否大于ηr_ω：若v_d＞η且r_d＞η×r_ω，则令第三置信度数值否则，令第三置信度数值d_c＝0；

其中，η表示超声检测灵敏度系数，r_ω表示人体平均厚度。

步骤4，控制器利用第一置信度数值、第二置信度数值和第三置信度数值，进行融合判断，确定电梯等候区的等候乘客是否离开。

图5所示为本发明实施例提供的一种控制器进行融合判断的方法的逻辑图。

参考图5，控制器利用第一置信度数值、第二置信度数值和第三置信度数值，进行融合判断，确定电梯等候区的等候乘客是否离开(即步骤4)，具体可以包括以下子步骤：

步骤4.1，控制器判断第二置信度数值d_s是否大于预设的第一判决门限d_sh：若d_s＞d_sh，则转至步骤4.4；若d_s≤d_sh，则转至步骤4.2。

步骤4.2，控制器判断第二置信度数值d_s是否大于0：若d_s＞0，并且第三置信度数值d_c大于预设的第三判决门限d_ch或者第一置信度数值d_h大于预设的第二判决门限d_hh；或者，若d_s＞0，且d_hh＞dh＞0同时d_ch＞d_c＞0，转至步骤4.4；若d_s≤0，转至步骤4.3。

步骤4.3，控制器判断第一置信度数值d_h和第三置信度数值d_c是否大于0：若第一置信度数值d_h和第三置信度数值d_c均大于0，并且第三置信度数值d_c大于第三判决门限d_ch或者第一置信度数值d_h大于第二判决门限d_hh，则转至步骤4.4；否则，转至步骤4.5。

步骤4.4，控制器判定目标楼层的电梯等候区的等候乘客未离开，并令此次检测对应的输出值D＝1。

步骤4.5，控制器判定目标楼层的电梯等候区的等候乘客离开，并令此次检测对应的输出值D＝0。

基于本发明上述实施例提供的等候乘客检测方法，控制器在检测到某一楼层的上楼/下楼控制按键被按下后，以预设的检测间隔持续检测，在每次检测中，利用该楼层的红外探头发送的电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号进行融合判断。这样，一旦控制器检测到电梯等候区的等候乘客离开后，即可通过向电梯驱动单元发送请停取消指令，控制电梯轿厢停止向目标楼层移动。如此一来，即可避免因乘客中途离开造成的电梯的机械磨损及电能浪费，在节约能耗的同时也可节省轿厢内乘客的时间。此外，由于本发明实施例提供的等候乘客检测方法中，基于红外探头、超声波探头以及光学摄像头发送的信号进行融合检测，因此即使其中的某个设备故障，依然能够准确检测等候乘客是否离开，从而避免现有的检测装置由于传感器故障出现的检测失效、漏报、虚报等问题，显著提高检测性能。

进一步的，本发明实施例提供的基于信号融合的等候乘客检测方法还可以包括：

控制器存储此次检测对应的检测数据，检测数据包括：第一置信度数值、第二置信度数值、第三置信度数值以及此次检测对应的输出值；

当控制器检测到对目标楼层每执行Q次检测后，读取Q次检测对应的检测数据，并根据检测数据判断红外探头、光学摄像头和超声波探头是否发生故障；

当控制器检测到红外探头、光学摄像头或者超声波探头发生故障后，控制语音报警器进行报警。

其中，Q表示预设的检测次数。

一种具体的实现方式中，控制器根据检测数据判断红外探头、光学摄像头和超声波探头是否发生故障，具体可以包括：

控制器根据Q次检测中每次检测对应的第一置信度数值和输出值，确定Q次检测中第一置信度数值大于0且输出值为0的检测次数m_h以及Q次检测中第一置信度数值等于0且输出值为1的检测次数n_h，进而计算得到红外探头的虚报率和漏报率以及，根据Q次检测中每次检测对应的第二置信度数值和输出值，确定Q次检测中第二置信度数值大于0且输出值为0的检测次数m_s以及Q次检测中第二置信度数值等于0且输出值为1的检测次数n_s，进而计算得到光学摄像头的虚报率和漏报率以及，根据Q次检测中每次检测对应的第三置信度数值和输出值，确定Q次检测中第三置信度数值大于0且输出值为0的检测次数m_c以及Q次检测中第三置信度数值等于0且输出值为1的检测次数n_c，进而计算得到超声波探头的虚报率和漏报率

控制器分别判断红外探头的虚报率x_h和漏报率l_h是否大于预设的虚报率x和漏报率l：若x_h＞x或者l_h＞l，则确定红外探头发生故障；否则，确定红外探头未发生故障；以及，判断光学摄像头的虚报率x_s和漏报率l_s是否大于预设的虚报率x和漏报率l：若x_s＞x或者l_s＞l，则确定光学摄像头发生故障；否则，确定光学摄像头未发生故障；以及，判断超声波探头的虚报率x_c和漏报率l_c是否大于预设的虚报率x和漏报率l：若x_c＞x或者l_c＞l，则确定超声波探头发生故障；否则，确定超声波探头未发生故障。

其中，所述的语音报警器具体可以设置于电梯所在建筑物的物业管理单位或电梯维护单位，并通过电缆连接语音报警器与控制器。如此一来，一旦控制器检测到红外探头、光学摄像头或者超声波探头发生故障后，即可及时提醒物业管理单位的工作人员对该故障进行维修。因此，基于本发明实施例提供的检测方法，通过利用系统的冗余性实现系统自检，降低传感器故障引起的检测失效，并提示维修人员进行修理，很好地解决了现有的检测方法由于传感器故障引起的检测失效的问题。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电梯，其特征在于，包括：控制器、电梯驱动单元、布设于各楼层电梯等候区周侧墙壁上的红外探头、光学摄像头和超声波探头以及布设于各楼层门厅门旁侧墙壁上的上楼/下楼控制按键以及所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯；

其中，所述红外探头，用于持续检测电梯等候区，得到电压信号，并向所述控制器发送所述电压信号；

所述光学摄像头，用于持续检测电梯等候区，得到图像信号，并向所述控制器发送所述图像信号；

所述超声波探头，用于持续检测电梯等候区，得到回波信号，并向所述控制器发送所述回波信号；

所述控制器，用于接收各楼层的红外探头发送的电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，并在检测到所述上楼/下楼控制按键被按下后，向所述电梯驱动单元发送请停指令，同时控制所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯点亮，并根据目标楼层的红外探头发送的红外电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，以预设的检测间隔持续检测电梯等候区的等候乘客是否离开；其中，所述目标楼层为所述上楼/下楼控制按键被按下的楼层；

所述电梯驱动单元，用于接收所述控制器发送的请停指令，并根据所述请停指令驱动电梯轿厢向所述目标楼层移动；

所述控制器，还用于在检测到电梯等候区的等候乘客离开后，向电梯驱动单元发送请停取消指令，同时控制所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯熄灭；

所述电梯驱动单元，还用于接收所述控制器发送的请停取消指令，并根据所述请停取消指令停止驱动电梯轿厢向所述目标楼层移动。

2.一种基于信号融合的等候乘客检测方法，应用于如权利要求1所述的电梯，其特征在于，控制器在检测到目标楼层的上楼/下楼控制按键被按下后，以预设的检测间隔持续检测，其执行一次检测的步骤包括：

步骤1，所述控制器获取目标楼层的红外探头在当前检测时刻发送的第一电压信号、在第一时刻发送的第二电压信号、在第二时刻发送的第三电压信号以及在所述第二时刻周围的N个时刻发送的N个电压信号，并根据所述第一电压信号、所述第二电压信号、第三电压信号以及所述N个电压信号，计算得到对应的第一置信度数值；

其中，所述第一时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第一时间间隔的时刻，所述第二时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第二时间间隔的时刻，所述第一时间间隔小于所述第二时间间隔；

步骤2，所述控制器获取所述目标楼层的光学摄像头在当前检测时刻发送的第一图像信号、在所述第一时刻发送的第二图像信号以及在所述第一时刻周围的N个时刻发送的N个图像信号，并根据所述第一图像信号、所述第二图像信号以及所述N个图像信号，计算得到对应的第二置信度数值；

步骤3，所述控制器获取所述目标楼层的超声波探头在当前检测时刻发送的回波信号，并根据所述回波信号，计算得到对应的第三置信度数值；

步骤4，所述控制器利用所述第一置信度数值、所述第二置信度数值和所述第三置信度数值，进行融合判断，确定电梯等候区的等候乘客是否离开。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述控制器根据所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第三电压信号以及所述N个电压信号，计算得到对应的第一置信度数值，具体包括：

步骤1.1，所述控制器分别对所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第三电压信号以及所述N个电压信号进行模数转换，得到对应的数字电压值；

步骤1.2，所述控制器根据所述第一电压信号、所述第二电压信号以及所述第三电压信号对应的数字电压值，计算得到当前检测时刻对应的红外变化数值p₁＝abs[v₁-v₂]+abs[v₁-v₃]；

其中，abs[·]表示取绝对值，v₁表示第一电压信号对应的数字电压值，v₂表示第二电压信号对应的数字电压值，v₃表示第三电压信号对应的数字电压值；

步骤1.3，对于所述N个时刻中的任一时刻j，所述控制器计算得到时刻j对应的红外变化数值

其中，表示所述红外探头在时刻j发送的电压信号对应的数字电压值，表示所述红外探头在时刻j+Δt₁发送的电压信号对应的数字电压值，表示所述红外探头在时刻j+Δt₂发送的电压信号对应的数字电压值，Δt₁表示第一时间间隔，Δt₂表示第二时间间隔，j＝1，2，…，N；

步骤1.4，所述控制器对所述N个时刻对应的N个红外变化数值q₁，q₂，…q_N求平均，得到平均变化强度判断当前检测时刻对应的红外变化数值p₁是否大于若则令第一置信度数值若则令第一置信度数值d_h＝0；

其中，μ表示红外检测灵敏系数，lg()表示以10为底的对数函数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述第一图像信号、所述第二图像信号以及所述N个图像信号，计算得到对应的第二置信度数值，具体包括：

步骤2.1，所述控制器利用所述第一图像信号和所述第二图像信号，计算得到当前检测时刻对应的时变变化图像y₁(m，n，t)＝abs[x(m，n，t)-x(m，n，t₁)]；

其中，x(m，n，t)表示第一图像信号，x(m，n，t₁)表示第二图像信号，m和n分别表示图像的两个维度，t表示当前检测时刻，t₁表示第一时刻；

步骤2.2，所述控制器利用所述第一图像信号和预存的参考图像，计算得到当前检测时刻对应的无人参考变化图像y₂(m，n，t)＝abs[x(m，n，t)-x₀(m，n)]；

其中，x₀(m，n)表示预存的参考图像，所述预存的参考图像为所述目标楼层的电梯等候区无人时的所述光学摄像头所拍摄的图像；

步骤2.3，对于所述N个时刻中的任一时刻j，所述控制器计算得到时刻j对应的时变变化图像从而得到N个时变变化图像；

其中，x(m，n，j)表示所述光学摄像头在时刻j发送的图像信号，x(m，n，j+Δt₁)表示所述光学摄像头在时刻j+Δt₁发送的图像信号，Δt₁表示第一时间间隔，j＝1，2，…，N；

步骤2.4，所述控制器对所述N个时变变化图像求平均，得到平均变化强度将当前检测时刻对应的时变变化图像y₁(m，n，t)中的每一个像素点分别与强度门限进行比较，确定所述时变变化图像y₁(m，n，t)中大于所述强度门限的像素点的个数L_′1；以及，将所述无人参考变化图像y₂(m，n，t)中的每一个像素点分别与所述强度门限进行比较，确定所述无人参考变化图像y₂(m，n，t)中大于所述强度门限的像素点的个数L₂；

其中，λ表示图像检测门限系数，λ＞1；

步骤2.5，所述控制器判断L_′1和L₂是否大于或等于0.1L_min：若是，则令第二置信度数值否则，令第二置信度数值d_s＝0；

其中，L_min表示人影像对应的最小像素数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述控制器根据所述回波信号，计算得到对应的第三置信度数值，具体包括：

步骤3.1，所述控制器对所述回波信号进行处理，得到回波强度以及目标物体距离所述超声波探头的距离其中，所述目标物体为所述超声波探头在所述当前检测时刻探测到的最近物体；

步骤3.2，所述控制器根据所述回波强度和预存的参考回波强度v₀，计算得到第一检测量以及，根据所述目标物体距离所述超声波探头的距离和预存的参考距离r₀，计算得到第二检测量

其中，所述参考回波强度v₀为人体平均回波强度，所述参考距离r₀为所述目标楼层的电梯等候区无人时所述超声波探头探测到的最近物体与所述超声波探头之间距离；

步骤3.3，所述控制器判断所述第一检测量v_d是否大于η以及所述第二检测量r_d是否大于ηr_ω：若v_d＞η且r_d＞η×r_ω，则令第三置信度数值否则，令第三置信度数值d_c＝0；

其中，η表示超声检测灵敏度系数，r_ω表示人体平均厚度。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤4具体包括：

步骤4.1，所述控制器判断所述第二置信度数值d_s是否大于预设的第一判决门限d_sh：若d_s＞d_sh，则转至步骤4.4；若d_s≤d_sh，则转至步骤4.2；

步骤4.2，所述控制器判断所述第二置信度数值d_s是否大于0：若d_s＞0，并且所述第三置信度数值d_c大于预设的第三判决门限d_ch或者所述第一置信度数值d_h大于预设的第二判决门限d_hh；或者，若d_s＞0，且d_hh≥d_h＞0同时d_ch≥d_c＞0，转至步骤4.4；若d_s≤0，转至步骤4.3；

步骤4.3，所述控制器判断所述第一置信度数值d_h和所述第三置信度数值d_c是否大于0：若所述第一置信度数值d_h和所述第三置信度数值d_c均大于0，并且所述第三置信度数值d_c大于所述第三判决门限d_ch或者所述第一置信度数值d_h大于所述第二判决门限d_hh，则转至步骤4.4；否则，转至步骤4.5；

步骤4.4，所述控制器判定所述目标楼层的电梯等候区的等候乘客未离开，并令此次检测对应的输出值D＝1；

步骤4.5，所述控制器判定所述目标楼层的电梯等候区的等候乘客离开，并令此次检测对应的输出值D＝0。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述控制器存储此次检测对应的检测数据，所述检测数据包括：所述第一置信度数值、所述第二置信度数值、所述第三置信度数值以及此次检测对应的输出值；

当所述控制器检测到对所述目标楼层每执行Q次检测后，读取所述Q次检测对应的检测数据，并根据所述检测数据判断所述红外探头、所述光学摄像头和所述超声波探头是否发生故障；其中，Q表示预设的检测次数；

当所述控制器检测到所述红外探头、所述光学摄像头或者所述超声波探头发生故障后，控制语音报警器进行报警。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，控制器根据所述检测数据判断所述红外探头、所述光学摄像头和所述超声波探头是否发生故障，具体包括：

所述控制器根据所述Q次检测中每次检测对应的第一置信度数值和输出值，确定所述Q次检测中第一置信度数值大于0且输出值为0的检测次数m_h以及所述Q次检测中第一置信度数值等于0且输出值为1的检测次数n_h，进而计算得到所述红外探头的虚报率和漏报率以及，

根据所述Q次检测中每次检测对应的第二置信度数值和输出值，确定所述Q次检测中第二置信度数值大于0且输出值为0的检测次数m_s以及所述Q次检测中第二置信度数值等于0且输出值为1的检测次数n_s，进而计算得到所述光学摄像头的虚报率和漏报率以及，

根据所述Q次检测中每次检测对应的第三置信度数值和输出值，确定所述Q次检测中第三置信度数值大于0且输出值为0的检测次数m_c以及所述Q次检测中第三置信度数值等于0且输出值为1的检测次数n_c，进而计算得到所述超声波探头的虚报率和漏报率

所述控制器分别判断所述红外探头的虚报率x_h和漏报率l_h是否大于预设的虚报率x和漏报率l：若x_h＞x或者l_h＞l，则确定所述红外探头发生故障；否则，确定所述红外探头未发生故障；以及，

判断所述光学摄像头的虚报率x_s和漏报率l_s是否大于预设的虚报率x和漏报率l：若x_s＞x或者l_s＞l，则确定所述光学摄像头发生故障；否则，确定所述光学摄像头未发生故障；以及，

判断所述超声波探头的虚报率x_c和漏报率l_c是否大于预设的虚报率x和漏报率l：若x_c＞x或者l_c＞l，则确定所述超声波探头发生故障；否则，确定所述超声波探头未发生故障。