CN109368462A - 立体视觉电梯门保护装置及保护方法 - Google Patents

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CN109368462A CN201811543134.2A CN201811543134A CN109368462A CN 109368462 A CN109368462 A CN 109368462A CN 201811543134 A CN201811543134 A CN 201811543134A CN 109368462 A CN109368462 A CN 109368462A
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董坤
王嘉
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B13/00—Doors, gates, or other apparatus controlling access to, or exit from, cages or lift well landings
    • B66B13/24—Safety devices in passenger lifts, not otherwise provided for, for preventing trapping of passengers
    • B66B13/26—Safety devices in passenger lifts, not otherwise provided for, for preventing trapping of passengers between closing doors

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  • Elevator Door Apparatuses (AREA)

Abstract

一种立体视觉电梯门保护装置及保护方法，能够以较低成本实现较高的检测精度。该立体视觉电梯门保护装置包括：图像采集单元，采集图像信息；三维位置信息计算单元，根据采集的图像信息，计算图像内所有物体的三维位置信息；判断单元，根据三维位置信息计算单元所计算的三维信息，判断在电梯门前方设置的预警区域中是否有物体进入，以及通知单元，当判断预警区域中有物体进入时，通知电梯门传动控制装置进行动作，当判断预警区域中没有物体进入时，通知电梯门正常操作。

Description

立体视觉电梯门保护装置及保护方法
技术领域
本发明涉及一种三维立体视觉系统，尤其是一种立体视觉电梯门保护装置及保护方法。
背景技术
电梯作为特种设备，安全性和可靠性直接关系到乘客和设备的安全。随着电梯技术的迅速发展和市场竞争日益激烈，电梯门保护装置也得到了迅速的发展。
电梯门保护装置，按照功能可分为两大类：机械门保护和光幕门保护。
机械门保护系统，又称机械触板门保护，作为一种低成本的门保护系统，使用非常广泛并且可靠，在很多场合如住宅、饭店、商场都会经常见到。此类保护装置设计比较简单，安装在门板上，当乘客通过电梯门时，在门关闭过程中，触板先碰到乘客反馈信号给控制系统再到门机，由门机产生开门信号，防止夹伤乘客。
光幕门保护系统，是一种光线式电梯门安全保护装置，是比机械门保护更先进的门保护系统。由安装在电梯轿门两侧的红外发射器和接收器、安装在轿顶的电源盒及专用柔性电缆四大部分组成。在发射器内有32个(16个)红外发射管，在MCU的控制下，发射接收管依次打开，自上而下连续扫描轿门区域，形成一个密集的红外线保护光幕。当其中任何一束光线被阻挡时，控制系统立即输出开门信号，轿门即停止关闭并反转开启，直至乘客或阻挡物离开警戒区域后电梯门方可正常关闭，从而达到安全保护目的，这样可避免电梯夹人事故的发生。光电门保护有效避免了电梯厅轿门对乘客、行李、推车等的撞击，使乘梯环境更友善、更安全、更舒适。
但是，机械门保护系统和光幕门保护系统都存在着一点的弊端。机械门保护系统的主要问题是：当门速较快时，由于控制系统反应滞后等问题，对于年轻人和略有经验的人，会躲开或是提前触动触板；但是对于老年人，小孩等则依旧可能被撞击。
光幕门保护系统的性能主要依赖于所配备的红外发射/接收器数量：红外发射/接收器越多，光束越密，对于障碍物的检测精度越高；反之，光束会比较稀疏，对于较小的障碍物可能会发生漏检，从而导致事故。由于安装工艺的限制，红外发射/接收器无法做到高密度(间隔1厘米之内)的安装；同时，光束的增加也会极大的增加光幕门保护装置的成本。鉴于以上原因，市场上常见的产品通常都采用194线光束到24线光束之间的规格。当物体直径小于光束间距时，存在很大的安全隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于双目摄像机的立体视觉电梯门保护装置及保护方法。一方面，双目摄像机系统比传统的光幕门保护系统具有更低的成本，此外，由于摄像机具备更高的拍摄精度(毫米级)，对于小物体依然能够保证检测精度。
根据本发明的第一方面，提供一种立体视觉电梯门保护装置，包括：图像采集单元，采集图像信息；三维位置信息计算单元，根据采集的图像信息，计算图像内所有物体的三维位置信息；判断单元，根据三维位置信息计算单元所计算的三维信息，判断在电梯门前方设置的预警区域中是否有物体进入，以及通知单元，当判断预警区域中有物体进入时，通知电梯门传动控制装置进行动作，当判断预警区域中没有物体进入时，通知电梯门正常操作。
优选图像采集单元为左摄像机和右摄像机，分别采集左右两个视角的图像。
根据本发明的第二方面，提供了一种立体视觉电梯门保护方法，包括以下步骤：图像采集步骤，图像信息；三维位置信息计算步骤，根据图像采集步骤采集的图像信息，计算图像内所有物体的三维位置信息；判断步骤，根据三维位置信息计算步骤所计算的三维信息，判断在电梯门前方设置的预警区域中是否有物体进入，以及通知步骤，当判断预警区域中有物体进入时，通知电梯门传动控制装置进行动作，当判断预警区域中没有物体进入时，通知电梯门正常操作。
优选图像采集步骤通过左摄像机和右摄像机分别采集左右两个视角的图像。
根据本发明的立体视觉电梯门保护装置及保护方法，能够以较低成本实现较高的检测精度。
附图说明
图1(a)和图1(b)是平行双目立体视觉测量三维信息的原理图,其中图1(a)是立体视图，图1(b)是俯视图。
图2(a)和图2(b)是本发明的实施例的立体视觉电梯门保护装置的安装示意图，其中图2(a)是前视图，图2(b)是俯视图。
图3是根据本发明的实施例的立体视觉电梯门保护装置的结构框图。
图4是根据本发明的实施例的立体视觉电梯门保护方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图来详细介绍本发明的具体实施例。
本发明提出了一种立体视觉电梯门保护装置，该装置利用双目摄像机实时采集电梯门前的视频信息，并基于立体视觉原理计算视频图像内所有物体的三维位置信息，判断是否有物体进入预警区域，当预警区域内出现可疑物体时发出警报，通知电梯门传动控制装置进行动作。
图1给出了平行双目立体视觉测量三维信息的原理图。如图所示，两台焦距为f的摄像机平行放置，光轴之间的距离为T，图1(a)中的两个矩形分别表示左右摄像机的成像平面，Ol和Or为左右摄像机的焦点，对于场景中的任意一点P，在左右摄像机成像平面上的成像点分别为pl和pr，它们在成像平面上的成像坐标(图像坐标)为xl和xr，则视差定义为d＝xl-xr(如图1(b)所示)。
以图1中的左摄像机焦点Ol为原点，OlOr所在直线为X轴，左摄像机光轴为Z轴，垂直于XZ轴的为Y轴，则P点在Ol坐标系中的坐标可以按照公式(1)计算：
由此，图像参照系中的每个位置都可以依据视差信息d映射到Ol真实参照系，从而得到空间任意一点的三维信息。
图2(a)和图2(b)是本发明的实施例的立体视觉电梯门保护装置的安装示意图，其中图2(a)是前视图，图2(b)是俯视图。
如图2(a)所示，该立体视觉电梯门保护装置安装于电梯门前的正上方。如图2(b)所示，预警区域设置于电梯门前方，预警区域的高度与电梯门的高度相同，预警区域的宽度w与电梯门的宽度相同，预警区域的进深距离d可根据需要进行设定，考虑到系统触发保护动作的时间延迟，d值一般设置在20-30厘米之间。
图3是根据本发明的实施例的立体视觉电梯门保护装置的结构框图。如图3所示，立体视觉电梯门保护装置包括图像采集单元301，图像采集单元可以由左右两台微型摄像机构成，分别采集左/右两个视角的视频图像。由图像采集单元采集的实时信息发送给三维位置信息计算单元302，在三维位置信息计算单元中，利用前述的立体视觉原理，实时计算图像内所有物体的三维位置信息。判断单元303根据三维位置信息计算单元302所计算的三维信息，判断在预警区域中是否有物体进入。当判断预警区域中有物体进入时，由通知单元304通知电梯门传动控制装置进行动作，避免电梯门关闭而撞击到乘客。当判断预警区域中没有物体进入时，由通知单元304通知电梯门正常操作。
图4是根据本发明的实施例的立体视觉电梯门保护方法的流程图。如图4所示，立体视觉电梯门保护方法开始于步骤S401，在步骤S402，由图像采集单元实时采集电梯门前方的视频图像。该图像采集单元可以由左右两台微型摄像机构成，分别采集左/右两个视角的视频图像。该步骤S402可由图3中的图像采集单元301来执行。
在步骤S403，利用立体视觉原理，根据步骤S402采集的实时信息，实时计算图像内所有物体的三维位置信息。该步骤S403可由图3中的三维位置信息计算单元302来执行。
在步骤S404，根据步骤S403计算的三维位置信息，判断在预警区域中是否有物体进入。当判断预警区域中有物体进入时，进入步骤S405，通知电梯门传动控制装置进行动作，避免电梯门关闭而撞击到乘客。当判断预警区域中没有物体进入时，进入步骤S406，通知电梯门正常操作。以上步骤S404可由图3中的判断单元303来执行。步骤S405和S406可由图3中的通知单元304来执行。
根据本发明的立体视觉电梯门保护装置及保护方法，能够以较低成本实现较高的检测精度。
以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导而做出更多的实施方式和应用，这些实施方式和应用都在本发明的精神和范围内。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种立体视觉电梯门保护装置，包括：
图像采集单元，采集图像信息；
三维位置信息计算单元，根据采集的图像信息，计算图像内所有物体的三维位置信息；
判断单元，根据三维位置信息计算单元所计算的三维信息，判断在电梯门前方设置的预警区域中是否有物体进入，以及
通知单元，当判断预警区域中有物体进入时，通知电梯门传动控制装置进行动作，当判断预警区域中没有物体进入时，通知电梯门正常操作。
2.根据权利要求1所述的立体视觉电梯门保护装置，其中，
所述图像采集单元为左摄像机和右摄像机，分别采集左右两个视角的图像。
3.一种立体视觉电梯门保护方法，包括以下步骤：
图像采集步骤，图像信息；
三维位置信息计算步骤，根据图像采集步骤采集的图像信息，计算图像内所有物体的三维位置信息；
判断步骤，根据三维位置信息计算步骤所计算的三维信息，判断在电梯门前方设置的预警区域中是否有物体进入，以及
通知步骤，当判断预警区域中有物体进入时，通知电梯门传动控制装置进行动作，当判断预警区域中没有物体进入时，通知电梯门正常操作。
4.根据权利要求3所述的立体视觉电梯门保护方法，其中，
所述图像采集步骤通过左摄像机和右摄像机分别采集左右两个视角的图像。
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