CN110027960A - 一种基于热成像技术的智能梯控报警系统及报警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于热成像技术的智能梯控报警系统及报警方法，该系统包括至少一个电梯轿厢，至少一个热成像摄像机，设置于电梯轿厢的内部，设置于电梯轿厢外部的处理服务器，处理服务器连接热成像摄像机。处理服务器通过内部网络连接至梯控服务器，并且通过内部网络进一步连接外部网络和报警联动系统。热成像摄像机获得电梯轿厢内的实时热成像图像并传输至处理服务器，处理服务器通过对实时热成像图像的分析来判断是否生成报警信号，并将报警信号发送至梯控服务器、外部网络或报警联动系统。本发明让热成像摄像机和梯控相结合，在乘员体温出现异常、或者电梯轿厢环境温度出现异常时能进行及时报警及联动。
Description
技术领域
本发明涉及一种报警系统及方法，更具体地说，涉及一种基于热成像技术的智能梯控报警系统及报警方法。
背景技术
安全防范系统是指在建筑物或建筑群内(包括周边地域)，或特定的场所、区域，通过采用人力防范、技术防范和物理防范等方式综合实现对人员、设备、建筑或区域的系统。在现有技术中，电梯安全系统通常是指以下各个系统：
1、超失速安全保护系统：电梯有三条钢缆，固定在滑轮上，由电机带动的滑轮会带动钢索运动，控制轿厢上下移动。该系统由限速器与安全钳联动保护装置、上行超速保护装置构成。
2、终端越位安全保护系统：它设在井道内上下端站附近，由减速开关、强迫换速开关、限位开关、极限开关和缓冲装置组成。
3、紧急停止安全保护系统：除了上面的被动停止措施外，电梯还拥有主动停止的功能。当发生紧急情况时，必须立即就近控制电梯，紧急停止安全保护系统就发挥作用了。
4、非正常停止安全保护系统：当停电、故障等原因可造成电梯突然停驶，将乘客被困在轿厢内时，非正常停止安全保护系统就该发挥作用了。
5、层轿门安全保护系统：电梯层轿门安全保护系统主要由门防夹安全保护、门锁、自动关闭层门装置、门联锁安全保护等组成。
6、超载安全保护系统：电梯超载运行很危险，一般在轿底或曳引钢丝绳端接处安装有轿厢称重装置。超载时，会向控制系统发出超载信号，阻止电梯运行，同时发出那令人尴尬的蜂鸣声。
7、防机械损伤安全与电气安全保护系统：为了防止意外的机械损坏，上文中提到的限速器等安全装置附近都应该设有警示标志与护栏。
上述各个安全保护系统的电气安全保护开关会串联在一起，构成安全保护电路。只要有一个开关动作，安全保护电路就处于断路状态，电梯停止运行，确保安全。
然而着生活水平的发展，普通的电梯安全系统已经不能满足日益提高的居民生活要求，特别是防火防灾、居家养老等问题，电梯作为生活出行的必要环节，电梯内增加智能设备是必然趋势，人员的安全又是重中之重。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种基于热成像技术的智能梯控报警系统及报警方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于热成像技术的智能梯控报警系统，包括至少一个电梯轿厢，至少一个热成像摄像机，设置于电梯轿厢的内部，设置于电梯轿厢外部的处理服务器，处理服务器连接热成像摄像机。处理服务器通过内部网络连接至梯控服务器，并且通过内部网络进一步连接外部网络和报警联动系统。热成像摄像机获得电梯轿厢内的实时热成像图像并传输至处理服务器，处理服务器通过对实时热成像图像的分析来判断是否生成报警信号，并将报警信号发送至梯控服务器、外部网络或报警联动系统。
进一步地，热成像摄像机包括红外探测器和光学成像物镜，光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形，并将红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得实时热成像图像。
进一步地，处理服务器将实时热成像图像通过环境补偿来得到高清热分布图。
进一步地，处理服务器对高清热分布图分解生成像素点点阵热分布图，对其中每个点阵的色温进行匹配，并在环境色温图图库内找到对应的温度，从而生成全图像素点温度分布图，最终根据全图像素点温度分布图判断是否生成面过温报警信号。
进一步地，处理服务器基于高清热分布图进一步进行人体特征检测，从而生成人体像素点点阵热分布图，对其中每个点阵的色温进行匹配，并在人体色温图图库内找到对应的温度，从而生成人体温度分布图，最终根据人体温度分布图判断是否生成乘员过温报警信号。
进一步地，处理服务器将高清热分布图与设定阈值进行比较，从而判断是否生成点过温报警信号。
进一步地，处理服务器生成面过温报警信号后，通过内部网络将面过温报警信号发送至外部网络，并以此生成火灾预警信号。
进一步地，处理服务器生成乘员过温报警信号后，通过内部网络将乘员过温报警信号发送至报警联动系统，并以此生成急救预警信号。
进一步地，处理服务器生成点过温报警信号后，通过内部网络将点过温报警信号发送至梯控服务器，并以此生成提醒预警信号。
进一步地，处理服务器在一个电梯轿厢内生成报警信号时，将报警信号发送至梯控服务器，梯控服务器根据报警信号控制电梯轿厢。处理服务器在多个电梯轿厢内均生成报警信号时，将报警信号发送至梯控服务器，梯控服务器根据报警信号控制电梯轿厢，并进一步通过内部网络将报警信号发送至外部网络，并控制报警联动系统动作。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
一种基于热成像技术的智能梯控报警方法，包括：采集电梯轿厢内的实时热成像图像；对实时热成像图像的分析来判断是否生成报警信号，其中判断包括以下步骤：将实时热成像图像通过环境补偿来得到高清热分布图；对高清热分布图分解生成像素点点阵热分布图，对其中每个点阵的色温进行匹配，并在环境色温图图库内找到对应的温度，从而生成全图像素点温度分布图，最终根据全图像素点温度分布图判断是否生成面过温报警信号；基于高清热分布图进一步进行人体特征检测，从而生成人体像素点点阵热分布图，对其中每个点阵的色温进行匹配，并在人体色温图图库内找到对应的温度，从而生成人体温度分布图，最终根据人体温度分布图判断是否生成乘员过温报警信号；将高清热分布图与设定阈值进行比较，从而判断是否生成点过温报警信号。
进一步地，面过温报警信号传输至外部并生成火灾预警信号；乘员过温报警信号传输至外部并生成急救预警信号；点过温报警信号传输至外部并生成提醒预警信号。
在上述技术方案中，本发明让热成像摄像机和梯控相结合，在乘员体温出现异常、或者电梯轿厢环境温度出现异常时能进行及时报警及联动。
附图说明
图1是本发明系统的结构示意图；
图2是本发明方法的流程图；
图3是本发明报警逻辑的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
参照图1，本发明首先公开一种基于热成像技术的智能梯控报警系统，其主要包括电梯轿厢01，热成像摄像机02，处理服务器03，内部网络04，外部网络05，报警联动系统06，梯控服务器07等。在常见的楼宇中，电梯轿厢01通常不仅仅只有一个，本发明的系统在每一个电梯轿厢01中均设置至少一个热成像摄像机02，而为得到最好视角，热成像摄像机02优选安装在电梯轿厢01顶部边缘。在电梯轿厢01的外部设有处理服务器03，通常是远离电梯轿厢01的地方，例如专门的机房或安防人员办公室等，所有的热成像摄像机02均连接至处理服务器03，可以采用但不限于有线连接。处理服务器03通过内部网络04连接至梯控服务器07，并且通过内部网络04进一步连接外部网络05和报警联动系统06。
作为本发明的一种优选实施方式，内部网络04可以是有线网络，包括小区及物业局域网和公共广域网，外部网络05可以是公共服务网，可以包括社会提供的各种公共资源如消防，卫生等，而报警联动系统06主要涉及物业管理、区域维修管理、社区急救等社区资源。梯控服务器07可以是控制电梯的数据转换装置，主要涉及电梯安全控制等运转的设备。
上述系统的总体工作原理是：电梯轿厢01内安装有热成像摄像机02，把实时图像通过数据线或无线方式发送到服务器，服务器经过软件测算和图像分析，可以把轿厢内所有温度变化情况进行记录，并进一步分析。
具体来说，热成像摄像机02包括红外探测器和光学成像物镜，光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形，并将红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得实时热成像图像。这种实时热成像图像与物体表面的热分布场相对应，即将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热成像图像。热成像摄像机02获得电梯轿厢01内的实时热成像图像之后，将其传输至处理服务器03，处理服务器03通过对实时热成像图像的分析来判断是否生成报警信号，并将报警信号发送至梯控服务器07、外部网络05或报警联动系统06。
如图2所示，处理服务器03分析实时热成像图像时本发明的一个关键点，实时热成像图像的分析结果决定了后续报警信号的类型以及报警信号发送的对象。具体来说，热成像图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度，处理服务器03可以通过环境补偿来得到高清热分布图。
处理服务器03对高清热分布图分解生成像素点点阵热分布图，对其中每个点阵的色温进行匹配，并在环境色温图图库内找到对应的温度，从而生成全图像素点温度分布图，该分布图为毫米级的热源分析。最终，处理服务器03根据全图像素点温度分布图判断是否生成面过温报警信号。处理服务器03生成面过温报警信号后，通过内部网络04将面过温报警信号发送至外部网络05，并以此生成火灾预警信号。
处理服务器03还可以同时根据人体特征实现人体区分和温度监测，即基于高清热分布图进一步进行人体特征检测区分，从而生成人体像素点点阵热分布图，通过对其中每个点阵的色温进行匹配，并在人体色温图图库内找到对应的温度，从而生成人体温度分布图。最终，处理服务器03根据人体温度分布图判断是否生成乘员过温报警信号。处理服务器03生成乘员过温报警信号后，通过内部网络04将乘员过温报警信号发送至报警联动系统06，并以此生成急救预警信号。
此外，处理服务器03内部还可以预先设置相应的阈值，并直接将高清热分布图与设定阈值进行比较，从而判断是否生成点过温报警信号。处理服务器03生成点过温报警信号后，通过内部网络04将点过温报警信号发送至梯控服务器07，并以此生成提醒预警信号。
作为本发明的一种优选实施方式，本发明的报警信号有3类，分别是面过温报警信号、乘员过温报警信号和点过温报警信号，这3类报警信号分别对应了3种预警信号，即火灾预警信号、急救预警信号和提醒预警信号。上述报警信号、预警信号的分类及其对应关系仅仅作为本发明的一个示例，并非本发明系统的唯一输出方式。在其他的一些实施例中，处理服务器03可以根据同样的实时热成像图像或者高清热分布图生成其他不同的报警信号，均属于本发明的保护范围之内。
作为本发明的另一种优选实施方式，处理服务器03可以根据报警信号的多少来判断可能发生的安全问题。例如，若处理服务器03仅仅在一个电梯轿厢01内生成报警信号时，此时判断为单体事件，即可能有人员在该电梯轿厢01内抽烟，或者该电梯轿厢01内乘员的体温异常。此时，处理服务器03仅仅将报警信号发送至梯控服务器07，梯控服务器07根据报警信号控制电梯轿厢01打开，但并不需要将报警信号发送到外部网络05或者报警联动系统06上。相应的，若处理服务器03在多个电梯轿厢01内均生成报警信号时，此时判断为大规模事件，即可能发生了一定规模的火灾。此时，处理服务器03将报警信号发送至梯控服务器07，梯控服务器07根据报警信号控制电梯轿厢01，并进一步通过内部网络04将报警信号发送至外部网络05，并控制报警联动系统06动作。
针对上述系统，本发明还公开一种基于热成像技术的智能梯控报警方法，如图2所示，其主要包括以下步骤：
S1：采集电梯轿厢内的实时热成像图像，并根据对实时热成像图像的分析来判断是否生成报警信号。
S2：将实时热成像图像通过环境补偿来得到高清热分布图。
S3.1：对高清热分布图分解生成像素点点阵热分布图，并对像素点点阵热分布图中每个点阵的色温进行匹配。
S3.2：在环境色温图图库内找到对应的温度。
S3.3：生成全图像素点温度分布图。
S3.4：最终根据全图像素点温度分布图判断是否生成面过温报警信号，面过温报警信号传输至外部并生成火灾预警信号
S4.1：基于高清热分布图进行人体特征检测。
S4.2：生成人体像素点点阵热分布图，并对人体像素点点阵热分布图中每个点阵的色温进行匹配。
S4.3：在人体色温图图库内找到对应的温度。
S4.4：生成人体温度分布图。
S4.5：最终根据人体温度分布图判断是否生成乘员过温报警信号，乘员过温报警信号传输至外部并生成急救预警信号
S5.1：将高清热分布图与设定阈值进行比较。
S5.2：判断是否生成点过温报警信号，点过温报警信号传输至外部并生成提醒预警信号。
根据上述流程可见，本发明通过对实时热成像图像的处理来实现电梯系统的智能安防。参照图3并结合本发明的系统和方法，本发明首先利用热成像摄像机采集电梯轿厢内的实时热成像图像，并利用实时热成像图像通过环境补偿来得到高清热分布图，从而对实时热成像图像进行分析，最终产生面过温报警、乘员过温报警和点过温报警。
作为本发明的一种优选实施方式，面过温报警针对轿厢整体温度监测，如高温天出现轿厢过热，或电梯异常导致的各种过温报警，主要可分为多极报警。如图3所示，以两极报警联动为例，二级过温预警联动主要联动物业管理及电梯相关维护单位，并实时提醒乘客，而一级火灾预警联动主要防止火灾发生，温度监测到过温范围和强度已经超过设定最高阀值，那么在联动二级预警的前提下联动火警等社会公共报警系统，并利用梯控服务器第一时间把电梯降到底层并停止电梯工作。
作为本发明的一种优选实施方式，乘员过温报警针对乘客本身，在原有视频监控的前提下加入人员体温监测功能，可以通过人体体温检测来对所有乘员身体状态进行初步判断，当检测到乘员体温出现异常时，通过梯控实时对乘员进行提醒.并联动报警及救援措施。
作为本发明的一种优选实施方式，过温报警针对危险行为报警，如乘梯人员吸烟报警，儿童玩火预警等。
本发明可以应用在不同的使用场景下。
场景一：轿厢内可能出现着火前，普通烟感需要着火并烟雾达到指定浓度才会报警，但本发明的热成像摄像机02可以实时监测热成像图像，处理服务器03可以在温度超过设定值时就提前预警，并通过梯控服务器07把电梯降至底层并关闭电梯功能，通过报警联动系统通知物业等相关部门，第一时间等待处理，如果监测到大面积出现过温还可以通过外部网络05通知消防等。
场景二：以在非常时期如非典为例，本发明可以利用热成像摄像机02有效检测到乘客是否发烧发热，并提前预警。处理服务器03通过外部网络05联动社会公共报警系统进行进一步救护处理，并通过梯控服务器07停止电梯运行，等待进一步处理，同时通过报警联动系统06通知物业等部门及时跟进。
场景三：当热成像摄像机02检测到乘员出现体温异常情况，如发热、低温或有乘员的轿厢内出现其它高温异常等情况，处理服务器03可以通过外部网络05和报警联动系统06通知卫生医疗救护服务，包括家庭医生等，确保人身安全。
场景四：如热成像摄像机02检测到轿厢过温及乘员体温异常同时出现，需要同时联动消防和救护，处理服务器03同时向梯控服务器07、外部网络05和报警联动系统06发送报警信号，第一时间让乘员得到救助，并通过梯控服务器07联动梯控停止电梯运行，等待进一步处理，同时通过报警联动系统06通知物业等部门及时跟进。
综上所述，本发明通过远程报警，直接把电梯报警信息和保安或管理人员进行联系，及时进行处理，并联动梯控系统让电梯到底层等待服务，结合梯内摄像机和对讲系统，及时通知，及时进行救护，并且自动分析在电梯故障时乘用人员身体温度状态预警，可以提前联动救护，火警报警。第一时间关爱生命防线，确保人员生命安全。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (12)
1.一种基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于，包括：
至少一个电梯轿厢；
至少一个热成像摄像机，设置于电梯轿厢的内部；
设置于电梯轿厢外部的处理服务器，所述处理服务器连接所述热成像摄像机；
所述处理服务器通过内部网络连接至梯控服务器，并且通过所述内部网络进一步连接外部网络和报警联动系统；
所述热成像摄像机获得电梯轿厢内的实时热成像图像并传输至所述处理服务器，所述处理服务器通过对所述实时热成像图像的分析来判断是否生成报警信号，并将报警信号发送至梯控服务器、外部网络或报警联动系统。
2.如权利要求1所述的基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于：
所述热成像摄像机包括红外探测器和光学成像物镜，所述光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形，并将所述红外辐射能量分布图形反映到所述红外探测器的光敏元件上，从而获得实时热成像图像。
3.如权利要求1所述的基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于：
处理服务器将实时热成像图像通过环境补偿来得到高清热分布图。
4.如权利要求3所述的基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于：
处理服务器对所述高清热分布图分解生成像素点点阵热分布图，对其中每个点阵的色温进行匹配，并在环境色温图图库内找到对应的温度，从而生成全图像素点温度分布图，最终根据所述全图像素点温度分布图判断是否生成面过温报警信号。
5.如权利要求3所述的基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于：
处理服务器基于所述高清热分布图进一步进行人体特征检测，从而生成人体像素点点阵热分布图，对其中每个点阵的色温进行匹配，并在人体色温图图库内找到对应的温度，从而生成人体温度分布图，最终根据所述人体温度分布图判断是否生成乘员过温报警信号。
6.如权利要求3所述的基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于：
处理服务器将所述高清热分布图与设定阈值进行比较，从而判断是否生成点过温报警信号。
7.如权利要求4所述的基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于：
所述处理服务器生成面过温报警信号后，通过内部网络将所述面过温报警信号发送至外部网络，并以此生成火灾预警信号。
8.如权利要求5所述的基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于：
所述处理服务器生成乘员过温报警信号后，通过内部网络将所述乘员过温报警信号发送至报警联动系统，并以此生成急救预警信号。
9.如权利要求6所述的基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于：
所述处理服务器生成点过温报警信号后，通过内部网络将所述点过温报警信号发送至梯控服务器，并以此生成提醒预警信号。
10.如权利要求1所述的基于热成像技术的智能梯控报警系统，其特征在于：
所述处理服务器在一个电梯轿厢内生成报警信号时，将所述报警信号发送至梯控服务器，所述梯控服务器根据所述报警信号控制电梯轿厢；
所述处理服务器在多个电梯轿厢内均生成报警信号时，将所述报警信号发送至梯控服务器，所述梯控服务器根据所述报警信号控制电梯轿厢，并进一步通过内部网络将报警信号发送至外部网络，并控制报警联动系统动作。
11.一种基于热成像技术的智能梯控报警方法，其特征在于，包括：
采集电梯轿厢内的实时热成像图像；
对所述实时热成像图像的分析来判断是否生成报警信号，其中所述判断包括以下步骤：
将实时热成像图像通过环境补偿来得到高清热分布图；
对所述高清热分布图分解生成像素点点阵热分布图，对其中每个点阵的色温进行匹配，并在环境色温图图库内找到对应的温度，从而生成全图像素点温度分布图，最终根据所述全图像素点温度分布图判断是否生成面过温报警信号；
基于所述高清热分布图进一步进行人体特征检测，从而生成人体像素点点阵热分布图，对其中每个点阵的色温进行匹配，并在人体色温图图库内找到对应的温度，从而生成人体温度分布图，最终根据所述人体温度分布图判断是否生成乘员过温报警信号；
将所述高清热分布图与设定阈值进行比较，从而判断是否生成点过温报警信号。
12.如权利要求11所述的基于热成像技术的智能梯控报警方法，其特征在于：
所述面过温报警信号传输至外部并生成火灾预警信号；
所述乘员过温报警信号传输至外部并生成急救预警信号；
所述点过温报警信号传输至外部并生成提醒预警信号。
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