CN109583397A - 一种电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，步骤为：布置考试模拟现场；考试开始前，通过人脸识别检测认定考试人员身份；考试开始后，通过智能视觉及人工智能算法软件控制摄像机根据考试题目和进度以最佳角度对考试人员及考试现场进行拍摄，并将视频图像数据和拾音器拾取的音频数据上传至上位机；由上位机中的智能视觉及人工智能算法自动读取考试人员对考试题目的处理结果即模拟故障代码状态以及反应动作和回答问题是否正确。应用本发明的考试人员可在模拟场景下如同有评判老师在考试现场一样正常地完成考试回答或动作即模拟故障处理，在系统自动读取设备故障代码状态来判定故障是否修复基础上，由人工智能系统做出正确的评判。

Description

一种电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法

技术领域

本发明涉及一种考试智能评判系统，具体为一种电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法。

背景技术

我国电梯行业历经三十多年的发展，已成为现代社会发展必不可少的重要建筑设备，对于改善人民生活品质，提高生活质量，实现我国建筑业“节能省地”的国策起到了不可替代的支撑作用。同时，电梯又因其功能与广大人民群众安全与生活质量息息相关，多年来一直被国家列为特种设备。近年来，在房地产、轨道交通建设、机场改建扩建等的强劲带动下，我国电梯产业快速发展，成为我国装备制造业一颗璀璨的明珠。目前，中国已经成为全球最大的电梯制造地和销售国。

作为高层建筑垂直运输的重要设备，直接关系着人们的切身利益和经济的和谐发展，其安全性也得到了越来越高的重视。根据国家标准电梯制造与安装安全规范GB7588-2003和TSG T7001-2009的规定，所有在役电梯均需要进行强制性检验。由于在役电梯的安全性检验及评估对于整个大楼的正常运行起着关键作用，也逐渐受到了开发商、物业公司等的重视。通过对在役电梯的安全性检验，首先可及时发现电梯的机房、井道、轿厢、层门、底坑等存在的安全隐患和问题，继而从管理、维保、设计、制造等方面分析造成安全隐患及问题的原因，最后给出针对性的专业建议，从而方便管理者针对所出现的问题采取相应的整改措施。

电梯是一种直接关系到人民群众生命安全的特种设备，如何保障电梯的安全运行是所有国家都极为重视的重大问题。目前，我国已经成为全球最大的电梯制造和使用国家，2016年全国电梯产量达到77.6万台，截止2016年12月31日我国电梯保有量已突破493万台，全国维保企业约有10000家，从业人员达100万。目前，由于电梯定期检验主要是由政府设立的检验机构来开展，而特种设备数量逐年增长，监管责任越来越重，监管的压力越来越大。为此，未来我国电梯维保制度将实施改革，将允许社会第三方技术机构获得电梯定期检验资质，经政府认可后开展电梯定期检验工作。定期检验性质定性为社会技术服务，按技术服务要求协商收费。行政监管部门对电梯检验企业、人员进行资质认定并对检验企业的电梯检验结果进行以抽查为主要方式的监督检验。监督检验发现涉及电梯安全的从业单位和人员不依法依规开展业务的行为并进行查处，对存在严重问题的企业责令其退出市场，以确保一个公平竞争的市场环境。通过对电梯检验模式的改革，旨在厘清行政监管部门监督检验职责与社会法定检验职责，逐步形成电梯定期检验社会化的格局。

现在，国内一些企业已经研制各式各样的电梯检验人员的培训、考试装置，用来对电梯维护、检验人员进行培训、考试，但监考、评判老师一直由业内资深人士担任。由于行业资深人士的缺乏，以及人工评判可能出现的人为因素。

发明内容

针对现有技术中对电梯维护、检验人员的考试由人工评判可能出现人为因素足，本发明要解决的问题是提供一种电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，包括以下步骤：

1)布置考试模拟现场：在电梯考试模拟现场通过安装架安装摄像机、拾音器以及传感器；

2)考试开始前，通过人脸识别检测认定考试人员身份；

3)考试开始后，通过安装于上位机中的智能视觉及人工智能算法软件控制摄像机根据考试题目和进度在安装架上移动到最佳角度对考试人员及考试现场进行拍摄，并将视频图像数据和拾音器拾取的音频数据上传至上位机；

4)由上位机中的智能视觉及人工智能算法自动读取考试人员对考试题目的处理结果即模拟故障代码状态以及反应动作和回答问题是否正确，实现电梯检验考试成绩的人工智能评判。

步骤2)中，通过人脸识别认定考试人员身份、判断考试人员在推拉电闸时是否按照考试规定侧脸，以防电火花损伤考试人员的眼睛。

步骤3)中，智能视觉及人工智能算法软件控制摄像机根据考试题目和进度在安装架上移动到最佳位置和角度，通过以下步骤实现：

301)在系统配置时，人为选定并记忆一个摄像机拍摄的初始和结束位置和角度M；

302)在系统配置时，每道考试题目均设置模拟故障，该模拟故障对应考试人员需要在那个设备前的指定区域进行故障修复、处理及考试，选定并记忆该模拟故障对应的最佳摄像机拍摄位置和角度Ni；

303)在考试期间，系统每次随机选取一道考试题目，并自动控制摄像机移动到事先选定的该考试题目对应的位置和角度Ni，进行拍摄、检测、记录被考试人员考试过程的表现用于自动评判；

304)在考试初始或结束时，控制摄像机移动到事先选定并设置初始或结束时的位置和角度M，用于拍摄、检测、记录考试人员的初始时期和结束时期的考试过程。

步骤4)中，更新考试现场背景环境及动目标检测方法，按照被检测物体出现画面的位置及目标特征以及完成考试后与考试前场景对比的智能视觉算法自动评判考试人员对必考题目部分是否按照考试要求进行处理，包括：

401)进入考场后，判断考试人员是否在模拟现场按规定设立围挡；

402)考试过程中，判断考试人员是否将检测维修仪器仪表工具摆放在指定位置；

403)考试收尾时，判断考试人员是否将地面清理干净以及考试人员是否按规定撤走现场围挡。

步骤4)还包括：在系统设定的故障时预设考试人员应该使用的仪器、仪表和工具，如果考试人员携带仪器、仪表和工具靠近检测或维修区时，系统通过RFID技术自动检测考试人员携带仪器、仪表和工具，确定考试人员是否使用了正确的仪器、仪表和工具。

步骤4)还包括：根据目标特征自动识别进入考试现场的考试人员是否佩戴安全帽、安全服、安全鞋，具体为：将被检测人员目标头部、脚部、身体躯干部分的进行目标分类，根据特定安全帽与头发的区别、特定安全鞋与普通鞋的区别、特定安全服与普通服装的区别，自动识别进入考试现场的考试人员是否佩戴安全帽、安全服、安全鞋。

步骤4)还包括：对与被考试人员同频的对讲机进行监听，用于对考试人员在需要与同事进行协调配合工作时，是否用对讲机与同伴沟通，并通过语音识别记录、识别沟通内容是否符合规范要求。

步骤4)还包括：根据被围困人员的动作特征——快速或剧烈运动、扒门或撬顶自动识别是否需要考试人员对被围困人员进行安抚，如果需要安抚，语音识别系统自动进行语音记录、识别，检测考试人员是否进行了语音安抚且安抚内容是否符合规范要求。

步骤1)中，传感器为RFID读写器，还包括附着在考试用的仪器、仪表以及工具上的RFID电子标签；安装架包括环形导轨、滑道以及其上的步进电机、编码器、可设置预置位的云台，可实现摄像机精确定位及左右及俯仰的精确转动。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明系统与其他行业资格考试人员在计算机上通过键盘或鼠标答题的计算机考试系统不同，考试人员无需死板地待在一地机械地面对摄像机镜头答题或做动作，而是在模拟场景下如同有评判老师在考试现场一样正常地完成考试回答或动作即模拟故障处理，通过摄像机(附带拾音器)的前后、左右、上下以及角度转动，即可向计算机系统输入符合要求的视音频资料，在系统自动读取设备故障代码状态来判定故障是否修复基础上，由人工智能系统做出正确的评判。

2.本发明能够检测认定考试人身份并评定其分数，通过人脸识别规避替考者，同时具有实际考试评判的功能，如系统通过对人脸的检测，可以发现考试者是否在推拉电闸时是否按照考试规定侧过脸去，以防电火花损伤考试者即维修人员眼睛。

3.本发明可对考试环境地地面进行检测，在进入现场后，考试人员是否在现场按规定设立围挡，在考试过程中，考试人员是否将放在地面的维护设备摆放在指定位置，考试结束后，考试人员是否将地面清理干净以及是否按规定撤走现场围挡。

4.本发明在系统设定故障时，已经预设考试人员应该使用的仪器仪表和工具，如果考试人员携带仪器仪表和工具靠近检测或维修区时，系统通过RFID技术自动检测考试人员携带仪器仪表和工具，确定考试人员是否携带即使用了正确的仪器仪表和工具。

5.本发明能够根据目标特征自动识别进入考试现场的考试人员是否佩戴安全帽、安全服、安全鞋。

6.本发明能够根据考试人员的语音识别自动判断考试人员在需要与同事进行协调配合工作时，是否用对讲机与同伴沟通，并通过语音识别记录、识别沟通内容是否符合规范要求。

7.本发明能够根据被围困人员的动作特征自动识别是否需要对被围困人员进行安抚，如果需要安抚，语音识别系统能自动进行语音记录、识别考试人员是否进行了语音安抚以及安抚内容是否符合规范要求。

附图说明

图1为本发明实现方法控制流程图；

图2为本发明电梯检验考试人工智能评判系统硬件系统拓扑图；

图3为本发明电梯检验考试人工智能评判系统现场安装架示意图。

其中，1为环形导轨，2为滑道，3为云台，4为摄像机，5a为第一拾音器，5b为第二拾音器，6a为第一RFID读写器，6b为第二RFID读写器，6c为第三RFID读写器。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本发明一种电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，包括以下步骤：

1)布置考试模拟现场：在电梯考试模拟现场通过安装架安装摄像机、拾音器以及传感器；

2)考试开始前，通过人脸识别检测认定考试人员身份；

3)考试开始后，通过安装于上位机中的智能视觉及人工智能算法软件控制摄像机根据考试题目和进度在安装架上移动到最佳角度对考试人员及考试现场进行拍摄，并将视频图像数据和拾音器拾取的音频数据上传至上位机；

4)由上位机中的智能视觉及人工智能算法自动读取考试人员对考试题目的处理结果即模拟故障代码状态以及反应动作和回答问题是否正确，实现电梯检验考试成绩的人工智能评判。

步骤2)中，通过人脸识别认定考试人员身份、判断考试人员在推拉电闸时是否按照考试规定侧脸，以防电火花损伤考试人员的眼睛。

步骤1)中，传感器为RFID读写器，还包括附着在考试用的仪器、仪表以及工具上的RFID电子标签；安装架包括环形导轨、滑道以及其上的步进电机、编码器、可设置预置位、实现摄像机精确定位及左右及俯仰的精确转动的云台。

如图2所示，布置考试现场，主要包括摄像机、拾音器、RFID读写器、计算机和人工智能系统软件(智能视觉、语音识别、智能分析、硬件控制等)以及可精确动态调节的设备安装支架系统。

如图3所示，摄像机安装在一个可上下移动的滑道2上，该滑道安装在考试模拟现场头顶部的环形导轨1上，摄像机在计算机程序控制下可以根据考试题目(进度)在导轨及滑道上移动，由具有预置位的云台3实现摄像机4左右及俯仰精确转动，以便根据考试题目在最佳角度拍摄电梯检验参考者及考试现场，并将视频图像和声音传给计算机，在相应需要位置安装RFID读写器读取标签信息并传递给计算机，在系统自动读取设备故障代码状态来判定故障是否修复基础上，由计算机内智能视觉及人工智能算法代替考试老师自动评判电梯检验参考者对考试题目的回答或反应动作是否正确，实现电梯检验考试成绩的人工智能评判。

步骤3)中，智能视觉及人工智能算法软件控制摄像机根据考试题目和进度在安装架上移动到最佳位置和角度，通过以下步骤实现：

301)在系统配置时，人为选定一个摄像机拍摄初始及结束的位置和角度；该拍摄角度对应的区域相对空旷，且没有物体对考试区域形成遮挡，以便摄像机拍摄考试区域地面和四周，系统设定并记忆这个初始或结束时的拍摄位置和角度M；

302)在系统配置时，每道考试题目均设置模拟故障，该模拟故障对应考试人员需要在那个设备前的指定区域进行故障修复、处理及考试，选定并记忆该模拟故障对应的最佳摄像机拍摄位置和角度Ni；

303)在考试初始或结束时，控制摄像机移动到事先选定并设置初始或结束时的位置和角度M，用于拍摄、检测、记录考试人员的初始时期和结束时期的考试过程；

304)在考试期间，系统每次随机选取一道考试题目，并自动控制摄像机移动到事先选定的该考试题目对应的位置和角度Ni，进行拍摄、检测、记录被考试人员考试过程的表现用于自动评判。

步骤4)中，更新考试现场背景环境及动目标检测方法，按照被检测物体出现画面的位置及目标特征以及完成考试后与考试前场景对比的智能视觉算法自动评判考试人员对必考题目部分是否按照考试要求进行处理，包括：

401)进入考场后，判断考试人员是否在模拟现场按规定设立围挡；

402)考试过程中，判断考试人员是否将检测维修仪器仪表工具摆放在指定位置(对应摄像机拍摄区域)；

403)考试收尾时，判断考试人员是否将地面清理干净以及考试人员是否按规定撤走现场围挡。

本发明中，步骤4)还包括：在系统设定的故障时预设考试人员应该使用的仪器、仪表和工具(每个都附带RFID电子标签)，在三个主要考试区域(控制箱区、曳引轮区、轿厢区)各设置一个RFID读写器即第一～三RFID读写器6a～6c：如果考试人员携带仪器、仪表和工具靠近检测或维修区时，系统通过RFID技术自动检测考试人员携带仪器、仪表和工具，确定考试人员是否使用了正确的仪器、仪表和工具。

根据目标特征自动识别进入考试现场的考试人员是否佩戴安全帽、安全服、安全鞋，具体为：将被检测人员目标头部、脚部、身体躯干部分的进行目标分类，根据特定安全帽与头发的区别、特定安全鞋与普通鞋的区别、特定安全服与普通服装的区别，自动识别进入考试现场的考试人员是否佩戴安全帽、安全服、安全鞋。

系统再配置一个拾音器对与被考试人员同频的对讲机进行监听，用于对考试人员在需要与同事进行协调配合工作时，是否用对讲机与同伴沟通，并通过语音识别记录、识别沟通内容是否符合规范要求。

根据被围困人员的动作特征——快速或剧烈运动(视觉动目标检测和跟踪，运动速度或加速度大于指定阈值)、扒门或撬顶(视觉动目标检测，在人体动目标不应该出现的区域出现了人体动目标)自动识别是否需要考试人员对被围困人员进行安抚，如果需要安抚，语音识别系统自动进行语音记录、识别，检测考试人员是否进行了语音安抚且安抚内容是否符合规范要求。

本发明提出并实现了一种电梯检验考试人工智能评判系统，它安装在电梯检验考试模拟现场，通过摄像机、拾音器、RFID读写器采集现场信息，视音频信息和电子标签信息传给计算机，由计算机内智能视觉及人工智能算法代替考试老师(人员)自动评判电梯检验参考者对考试题目的回答或反应动作是否正确，实现电梯检验考试成绩的人工智能评判。在人工智能飞速发展的今天，研制一套电梯检验考试人工智能评判系统是技术发展趋势并具有巨大的市场前景，具有良好的经济和社会效益。

Claims (9)

1.一种电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，其特征在于包括以下步骤：

1)布置考试模拟现场：在电梯考试模拟现场通过安装架安装摄像机、拾音器以及传感器；

2)考试开始前，通过人脸识别检测认定考试人员身份；

3)考试开始后，通过安装于上位机中的智能视觉及人工智能算法软件控制摄像机根据考试题目和进度在安装架上移动到最佳角度对考试人员及考试现场进行拍摄，并将视频图像数据和拾音器拾取的音频数据上传至上位机；

4)由上位机中的智能视觉及人工智能算法自动读取考试人员对考试题目的处理结果即模拟故障代码状态以及反应动作和回答问题是否正确，实现电梯检验考试成绩的人工智能评判。

2.根据权利要求1所述的电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，其特征在于：步骤2)中，通过人脸识别认定考试人员身份、判断考试人员在推拉电闸时是否按照考试规定侧脸，以防电火花损伤考试人员的眼睛。

3.根据权利要求1所述的电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，其特征在于：步骤3)中，智能视觉及人工智能算法软件控制摄像机根据考试题目和进度在安装架上移动到最佳位置和角度，通过以下步骤实现：

301)在系统配置时，人为选定并记忆一个摄像机拍摄的初始和结束位置和角度M；

302)在系统配置时，每道考试题目均设置模拟故障，该模拟故障对应考试人员需要在那个设备前的指定区域进行故障修复、处理及考试，选定并记忆该模拟故障对应的最佳摄像机拍摄位置和角度Ni；

303)在考试期间，系统每次随机选取一道考试题目，并自动控制摄像机移动到事先选定的该考试题目对应的位置和角度Ni，进行拍摄、检测、记录被考试人员考试过程的表现用于自动评判；

304)在考试初始或结束时，控制摄像机移动到事先选定并设置初始或结束时的位置和角度M，用于拍摄、检测、记录考试人员的初始时期和结束时期的考试过程。

4.根据权利要求1所述的电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，其特征在于：步骤4)中，更新考试现场背景环境及动目标检测方法，按照被检测物体出现画面的位置及目标特征以及完成考试后与考试前场景对比的智能视觉算法自动评判考试人员对必考题目部分是否按照考试要求进行处理，包括：

401)进入考场后，判断考试人员是否在模拟现场按规定设立围挡；

402)考试过程中，判断考试人员是否将检测维修仪器仪表工具摆放在指定位置；

403)考试收尾时，判断考试人员是否将地面清理干净以及考试人员是否按规定撤走现场围挡。

5.根据权利要求1所述的电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，其特征在于：步骤4)还包括：在系统设定的故障时预设考试人员应该使用的仪器、仪表和工具，如果考试人员携带仪器、仪表和工具靠近检测或维修区时，系统通过RFID技术自动检测考试人员携带仪器、仪表和工具，确定考试人员是否使用了正确的仪器、仪表和工具。

6.根据权利要求1所述的电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，其特征在于：步骤4)还包括：根据目标特征自动识别进入考试现场的考试人员是否佩戴安全帽、安全服、安全鞋，具体为：将被检测人员目标头部、脚部、身体躯干部分的进行目标分类，根据特定安全帽与头发的区别、特定安全鞋与普通鞋的区别、特定安全服与普通服装的区别，自动识别进入考试现场的考试人员是否佩戴安全帽、安全服、安全鞋。

7.根据权利要求1所述的电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，其特征在于步骤4)还包括：对与被考试人员同频的对讲机进行监听，用于对考试人员在需要与同事进行协调配合工作时，是否用对讲机与同伴沟通，并通过语音识别记录、识别沟通内容是否符合规范要求。

8.根据权利要求1所述的电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，其特征在于步骤4)还包括：根据被围困人员的动作特征——快速或剧烈运动、扒门或撬顶自动识别是否需要考试人员对被围困人员进行安抚，如果需要安抚，语音识别系统自动进行语音记录、识别，检测考试人员是否进行了语音安抚且安抚内容是否符合规范要求。

9.根据权利要求1所述的电梯检验考试人工智能评判系统的实现方法，其特征在于：步骤1)中，传感器为RFID读写器，还包括附着在考试用的仪器、仪表以及工具上的RFID电子标签；安装架包括环形导轨、滑道以及其上的步进电机、编码器、可设置预置位的云台，可实现摄像机精确定位及左右及俯仰的精确转动。