CN113086785A - 基于图像识别的电梯运行停靠控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于图像识别的电梯运行停靠控制方法及系统，涉及电梯控制技术领域，其技术方案要点是：获取轿厢处于运行状态的负载重量值；获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像；识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息；根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率；根据预设策略阈值对空间占有率和负载重量值对比分析后生成响应控制策略。本发明依据图像采集的角度将载重图像中目标物的在基准界面的视觉占用面积转换成在水平界面的有效占用面积，实现了将载重图像中的图像信息从三维空间降维至二维空间的图像信息，能够精准的计算出轿厢内实际的空间占有率。

Description

基于图像识别的电梯运行停靠控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电梯控制技术领域，更具体地说，它涉及基于图像识别的电梯运行停靠控制方法及系统。

背景技术

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。传统电梯控制系统对轿厢载人量的检测方法主要是通过称重装置测量轿厢内的载重，根据预设的单个人体重量计算出轿厢的载人量，以载人量总数量和总载重量对轿厢进行满载限制。然而，若轿厢内乘客携带体积较大的行李、货物，导致虽然未达到额定载重量或人数，但轿厢内的可用空间已无法让其他乘客继续进入，此时电梯未处于满载状态依据会响应梯外面板输入的停靠请求，导致电梯运行过程中会存在多处无效的停靠操作，在一定程度上降低了电梯的运行效率。

为解决上述缺陷，现有技术中在电梯运行过程中引入了图像识别技术，通过将轿厢处于载重状态所采集的图像信息与空载状态所采集的图像信息进行像素差异对比，从而得到轿厢内部的空间使用率。然而，受到人们乘坐电梯的习惯影响，即使轿厢内搭乘了相同人数和面积的乘客的情况下，也存在乘客为了舒适地搭乘而扩大相互间隔地搭乘的情况，当轿厢内人数或物体达到一定量的情况下，对图像信息进行像素差异对比是无法分析出这种差异，导致轿厢的运行控制存在一定误差，在电梯运行高峰期时的用户体验差；此外，受不同乘客或物体的高度差异影响，在负载相同数量的乘客或物体时，不同高度的个体错乱分布也会影响像素差异对比的结果，导致图像识别精度较低。

因此，如何研究设计一种识别精度高的基于图像识别的电梯运行停靠控制方法及系统是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供基于图像识别的电梯运行停靠控制方法及系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，包括以下步骤：

获取轿厢处于运行状态的负载重量值；

获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像；

通过图像识别技术识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息；

根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率；

根据预设策略阈值对空间占有率和负载重量值对比分析后生成响应控制策略，轿厢根据响应控制策略确定是否响应于梯外面板输入的停靠请求进行停靠。

进一步的，所述三维分布信息降维处理得到二维分布信息的具体过程为：

识别出载重图像中的目标物、目标物顶部所处的水平界面以及目标物在基准界面的视觉占用面积；

获取载重图像的采集角度，并依据采集角度分解生成各个目标物从基准界面转换至相应水平界面的转换向量；

根据转换向量和视觉占用面积计算得到各个目标物转换至相应水平界面的有效占用面积；

将所有目标物的有效占用面积正投影在同一界面后计算得到总占用面积，并根据总占用面积与空间面积信息之比计算得到轿厢的空间占有率。

进一步的，所述有效占用面积的计算过程具体为：

S_yi＝S_si*A_i(a_1i,...,a_ji)；

其中，S_yi表示第i个目标物的有效占用面积；S_si表示第i个目标物的视觉占用面积；A_i表示第i个目标物的转换向量；a_1i,...,a_ji表示围绕第i个目标物四周边界的j个分解向量，由转换向量A_i分解得到。

进一步的，所述响应控制策略的生成过程具体为：

预设策略阈值包括预设重量阈值、预设空间阈值；

当负载重量值超过预设重量阈值时生成高负栽控制策略，预设重量阈值为低负载、高负栽的分界点；

当空间占有率超过预设空间阈值时生成满载控制策略，轿厢根据高负栽控制策略或满载控制策略确定不响应于梯外面板输入的停靠请求；

当负载重量值未超过预设重量阈值以及空间占有率未超过预设空间阈值时生成正常控制策略，轿厢根据正常控制策略确定响应于梯外面板输入的停靠请求进行停靠。

进一步的，所述载重图像的获取控制具体为：

根据预设启动阈值判断负载重量值是否超过，若超出，则生成启动控制信号；

图像采集装置响应于启动控制信号启动后采集轿厢内部的载重图像。

进一步的，所述启动控制信号依据轿厢梯外面板、梯内面板输入的停靠请求进行更新，具体更新过程为：

当轿厢处于高负栽控制策略或满载控制策略运行状态下，启动控制信号响应于梯内面板输入的停靠请求进行实时更新；

当轿厢处于正常控制策略运行状态下，启动控制信号响应于梯外面板输入的停靠请求进行实时更新。

进一步的，该方法还包括依据空间占有率和负载重量值生成启动控制策略，启动控制策略生成具体为：

根据空间占有率和负载重量值计算得到轿厢的负荷值；

根据标准占有率、标准负载值将负荷值转化呈负荷系数，并对负荷系数进行分析后得到变换系数，以及根据变换系数对轿厢启停过程的加速度进行变换。

进一步的，所述变换系数的计算过程具体为：

其中，ε表示负荷系数；G₀表示标准负载值；K₀表示标准占有率；G_t表示负载重量值；K_t表示空间占有率；φ表示变换系数；

加速度的变换过程具体为：

a_t＝a₀*φ；

其中，a_t表示轿厢启停实际运行的加速度；a₀表示轿厢启停标准运行的加速度。

第二方面，提供了基于图像识别的电梯运行停靠控制系统，包括重量监测模块、图像采集模块、第一控制器、第二控制器，第二控制器配置有图像处理单元、计算单元、策略生成单元；

重量监测模块，用于获取轿厢处于运行状态的负载重量值；

图像采集模块，用于获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像；

图像处理单元，用于通过图像识别技术识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息；

计算单元，用于根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率；

策略生成单元，用于根据预设策略阈值对空间占有率和负载重量值对比分析后生成响应控制策略；

第一控制器，用于根据响应控制策略确定是否响应于梯外面板输入的停靠请求进行停靠。

第三方面，提供了基于图像识别的电梯运行停靠控制系统，包括重量监测模块、图像采集模块、第一控制器、第二控制器，第二控制器配置有图像处理单元、计算单元、策略生成单元；

重量监测模块，用于获取轿厢处于运行状态的负载重量值；

图像采集模块，用于获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像；

图像处理单元，用于通过图像识别技术识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息；

计算单元，用于根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率；

策略生成单元，用于根据空间占有率和负载重量值生成启动控制策略；

第一控制器，用于响应启动控制策略对轿厢启停过程的加速度进行控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明创造性的依据图像采集的角度将载重图像中目标物的在基准界面的视觉占用面积转换成在水平界面的有效占用面积，实现了将载重图像中的图像信息从三维空间降维至二维空间的图像信息，能够精准的计算出轿厢内实际的空间占有率，为轿厢的停靠提供了数据依据；

2、本发明依据目标物的边界轮廓将目标物中心的转换向量分解成多个分解向量，进一步提高了降维处理过程的计算精度；

3、本发明根据预设启动阈值判断负载重量值的具体情况来灵活控制图像采集的启动以及根据轿厢梯外面板、梯内面板输入的停靠请求进行实时更新，有效降低了电梯运行过程的信息延迟，同时又避免了图像采集连续操作而增大能耗的情况；

4、本发明还依据空间占有率和负载重量值生成控制轿厢启停过程的加速度的启动控制策略，当空间占有率和负载重量负荷过大时，能够适当降低轿厢启停加速或减速的快慢，有效提高了电梯运行的稳定性，增强了乘客的体验感，同时也有效削弱了轿厢在高负荷状态下曳引钢丝绳的损失。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明实施例中的流程图；

图2是本发明实施例中降维处理的示意图；

图3是本发明实施例中的系统框图；

图4是本发明实施例中第二控制器的结构示意图；

图5是本发明实施例中的另一系统框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例1-3和附图1-5对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

S101：获取轿厢处于运行状态的负载重量值；

S102：获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像；

S103：通过图像识别技术识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息；

S104：根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率；

S105：根据预设策略阈值对空间占有率和负载重量值对比分析后生成响应控制策略，轿厢根据响应控制策略确定是否响应于梯外面板输入的停靠请求进行停靠。

需要说明的是，载重图像的获取数量不限于一张，且获取载重图像的装置也可设置成多个不同采集角度的摄像头。

如图2所示，三维分布信息降维处理得到二维分布信息的具体过程为：识别出载重图像中的目标物、目标物顶部所处的水平界面以及目标物在基准界面的视觉占用面积；获取载重图像的采集角度，并依据采集角度分解生成各个目标物从基准界面转换至相应水平界面的转换向量；根据转换向量和视觉占用面积计算得到各个目标物转换至相应水平界面的有效占用面积；将所有目标物的有效占用面积正投影在同一界面后计算得到总占用面积，并根据总占用面积与空间面积信息之比计算得到轿厢的空间占有率。

其中，SXT表示图像采集装置，a_ni为分解向量，且由于图2中为平面视角，所以a_ni不是终点处的分解向量，而是中间节点的分解向量。此外，转换向量分解成分解向量时需要参考水平界面与基准界面的相对位置；若水平界面的高度大于基准界面的高度，则需要对转换向量进行180度换向处理，然后再进行分解；若水平界面的高度小于基准界面的高度，则直接同向分解处理；若高度相同，则不需要转换向量进行计算。

有效占用面积的计算过程具体为：

S_yi＝S_si*A_i(a_1i,...,a_ji)；

其中，S_yi表示第i个目标物的有效占用面积；S_si表示第i个目标物的视觉占用面积；A_i表示第i个目标物的转换向量；a_1i,...,a_ji表示围绕第i个目标物四周边界的j个分解向量，由转换向量A_i分解得到。

响应控制策略的生成过程具体为：预设策略阈值包括预设重量阈值、预设空间阈值；当负载重量值超过预设重量阈值时生成高负栽控制策略，预设重量阈值为低负载、高负栽的分界点；当空间占有率超过预设空间阈值时生成满载控制策略，轿厢根据高负栽控制策略或满载控制策略确定不响应于梯外面板输入的停靠请求；当负载重量值未超过预设重量阈值以及空间占有率未超过预设空间阈值时生成正常控制策略，轿厢根据正常控制策略确定响应于梯外面板输入的停靠请求进行停靠。

载重图像的获取控制具体为：根据预设启动阈值判断负载重量值是否超过，若超出，则生成启动控制信号；图像采集装置响应于启动控制信号启动后采集轿厢内部的载重图像。

启动控制信号依据轿厢梯外面板、梯内面板输入的停靠请求进行更新，具体更新过程为：当轿厢处于高负栽控制策略或满载控制策略运行状态下，启动控制信号响应于梯内面板输入的停靠请求进行实时更新；当轿厢处于正常控制策略运行状态下，启动控制信号响应于梯外面板输入的停靠请求进行实时更新。

本发明还包括依据空间占有率和负载重量值生成启动控制策略，启动控制策略生成具体为：根据空间占有率和负载重量值计算得到轿厢的负荷值；根据标准占有率、标准负载值将负荷值转化呈负荷系数，并对负荷系数进行分析后得到变换系数，以及根据变换系数对轿厢启停过程的加速度进行变换。

变换系数的计算过程具体为：

其中，ε表示负荷系数；G₀表示标准负载值；K₀表示标准占有率；G_t表示负载重量值；K_t表示空间占有率；φ表示变换系数。

加速度的变换过程具体为：

a_t＝a₀*φ；

其中，a_t表示轿厢启停实际运行的加速度；a₀表示轿厢启停标准运行的加速度。

实施例2：基于图像识别的电梯运行停靠控制系统，如图3与图4所示，包括重量监测模块、图像采集模块、第一控制器、第二控制器，第二控制器配置有图像处理单元、计算单元、策略生成单元。重量监测模块，用于获取轿厢处于运行状态的负载重量值。图像采集模块，用于获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像。图像处理单元，用于通过图像识别技术识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息。计算单元，用于根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率。策略生成单元，用于根据预设策略阈值对空间占有率和负载重量值对比分析后生成响应控制策略。第一控制器，用于根据响应控制策略确定是否响应于梯外面板输入的停靠请求进行停靠。

实施例3：基于图像识别的电梯运行停靠控制系统，如图4与图5所示，包括重量监测模块、图像采集模块、第一控制器、第二控制器，第二控制器配置有图像处理单元、计算单元、策略生成单元。重量监测模块，用于获取轿厢处于运行状态的负载重量值。图像采集模块，用于获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像。图像处理单元，用于通过图像识别技术识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息。计算单元，用于根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率。策略生成单元，用于根据空间占有率和负载重量值生成启动控制策略。第一控制器，用于响应启动控制策略对轿厢启停过程的加速度进行控制。

需要说明的是，实施例2与实施例3中的控制策略既可以单独运行，也可以同步运行。

工作原理：本发明依据图像采集的角度将载重图像中目标物的在基准界面的视觉占用面积转换成在水平界面的有效占用面积，实现了将载重图像中的图像信息从三维空间降维至二维空间的图像信息，能够精准的计算出轿厢内实际的空间占有率，为轿厢的停靠提供了数据依据；且依据目标物的边界轮廓将目标物中心的转换向量分解成多个分解向量，进一步提高了降维处理过程的计算精度。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，其特征是，包括以下步骤：

获取轿厢处于运行状态的负载重量值；

获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像；

通过图像识别技术识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息；

根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率；

根据预设策略阈值对空间占有率和负载重量值对比分析后生成响应控制策略，轿厢根据响应控制策略确定是否响应于梯外面板输入的停靠请求进行停靠。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，其特征是，所述三维分布信息降维处理得到二维分布信息的具体过程为：

识别出载重图像中的目标物、目标物顶部所处的水平界面以及目标物在基准界面的视觉占用面积；

获取载重图像的采集角度，并依据采集角度分解生成各个目标物从基准界面转换至相应水平界面的转换向量；

根据转换向量和视觉占用面积计算得到各个目标物转换至相应水平界面的有效占用面积；

将所有目标物的有效占用面积正投影在同一界面后计算得到总占用面积，并根据总占用面积与空间面积信息之比计算得到轿厢的空间占有率。

3.根据权利要求2所述的基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，其特征是，所述有效占用面积的计算过程具体为：

S_yi＝S_si*A_i(a_1i,...,a_ji)；

其中，S_yi表示第i个目标物的有效占用面积；S_si表示第i个目标物的视觉占用面积；A_i表示第i个目标物的转换向量；a_1i,...,a_ji表示围绕第i个目标物四周边界的j个分解向量，由转换向量A_i分解得到。

4.根据权利要求1所述的基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，其特征是，所述响应控制策略的生成过程具体为：

预设策略阈值包括预设重量阈值、预设空间阈值；

当负载重量值超过预设重量阈值时生成高负栽控制策略，预设重量阈值为低负载、高负栽的分界点；

当空间占有率超过预设空间阈值时生成满载控制策略，轿厢根据高负栽控制策略或满载控制策略确定不响应于梯外面板输入的停靠请求；

当负载重量值未超过预设重量阈值以及空间占有率未超过预设空间阈值时生成正常控制策略，轿厢根据正常控制策略确定响应于梯外面板输入的停靠请求进行停靠。

5.根据权利要求1所述的基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，其特征是，所述载重图像的获取控制具体为：

根据预设启动阈值判断负载重量值是否超过，若超出，则生成启动控制信号；

图像采集装置响应于启动控制信号启动后采集轿厢内部的载重图像。

6.根据权利要求5所述的基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，其特征是，所述启动控制信号依据轿厢梯外面板、梯内面板输入的停靠请求进行更新，具体更新过程为：

当轿厢处于高负栽控制策略或满载控制策略运行状态下，启动控制信号响应于梯内面板输入的停靠请求进行实时更新；

当轿厢处于正常控制策略运行状态下，启动控制信号响应于梯外面板输入的停靠请求进行实时更新。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，其特征是，该方法还包括依据空间占有率和负载重量值生成启动控制策略，启动控制策略生成具体为：

根据空间占有率和负载重量值计算得到轿厢的负荷值；

根据标准占有率、标准负载值将负荷值转化呈负荷系数，并对负荷系数进行分析后得到变换系数，以及根据变换系数对轿厢启停过程的加速度进行变换。

8.根据权利要求7所述的基于图像识别的电梯运行停靠控制方法，其特征是，所述变换系数的计算过程具体为：

其中，ε表示负荷系数；G₀表示标准负载值；K₀表示标准占有率；G_t表示负载重量值；K_t表示空间占有率；φ表示变换系数；

加速度的变换过程具体为：

a_t＝a₀*φ；

其中，a_t表示轿厢启停实际运行的加速度；a₀表示轿厢启停标准运行的加速度。

9.基于图像识别的电梯运行停靠控制系统，其特征是，包括重量监测模块、图像采集模块、第一控制器、第二控制器，第二控制器配置有图像处理单元、计算单元、策略生成单元；

重量监测模块，用于获取轿厢处于运行状态的负载重量值；

图像采集模块，用于获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像；

图像处理单元，用于通过图像识别技术识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息；

计算单元，用于根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率；

策略生成单元，用于根据预设策略阈值对空间占有率和负载重量值对比分析后生成响应控制策略；

第一控制器，用于根据响应控制策略确定是否响应于梯外面板输入的停靠请求进行停靠。

10.基于图像识别的电梯运行停靠控制系统，其特征是，包括重量监测模块、图像采集模块、第一控制器、第二控制器，第二控制器配置有图像处理单元、计算单元、策略生成单元；

重量监测模块，用于获取轿厢处于运行状态的负载重量值；

图像采集模块，用于获取轿厢处于低负载状态时内部的载重图像；

图像处理单元，用于通过图像识别技术识别出载重图像中目标物的三维分布信息，并对三维分布信息降维处理后得到二维分布信息；

计算单元，用于根据轿厢的空间面积信息和二维分布信息计算得到轿厢的空间占有率；

策略生成单元，用于根据空间占有率和负载重量值生成启动控制策略；

第一控制器，用于响应启动控制策略对轿厢启停过程的加速度进行控制。

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