CN113256798B - 光幕遮挡区域生成系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种光幕遮挡区域生成系统及方法，所述光幕遮挡区域生成包括：光幕数据获取模块、光幕无光线区域获取模块及遮挡物存在判断模块。光幕数据获取模块用以获取光幕装置的数据；光幕无光线区域获取模块连接所述光幕数据获取模块，用以根据所述光幕数据获取模块获取的数据识别在各个时间点光幕遮挡物的形状；遮挡物存在判断模块用以根据所述光幕无光线区域获取模块生成的在各个时间点光幕遮挡区域形状，结合光幕数据获取模块获取的光幕装置的数据判断各光幕无光线形状是否存在遮挡物。本发明提出的光幕遮挡区域生成系统及方法，可获取光幕遮挡区域的形状，便于识别遮挡物。

Description

光幕遮挡区域生成系统及方法

技术领域

本发明属于电梯光幕技术领域，涉及一种光幕系统，尤其涉及一种光幕遮挡区域生成系统及方法。

背景技术

现有电梯光幕包括发射端及接收端；发射端设有若干发射灯，接收端设有若干接收灯，如果接收灯接收不到数据，则判断电梯光幕之间有人或物品，并反馈至电梯主板；电梯主板控制电梯设备不关门。现有电梯光幕不具备扫描光幕之间人体或物品形状的功能。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种经过光幕物体形状识别方式，以便克服现有光幕图像扫描方式的上述至少部分缺陷。

发明内容

本发明提供一种光幕遮挡区域生成系统及方法，可获取通过光幕的物体的形状，便于识别遮挡物。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

一种光幕遮挡区域生成系统，所述光幕遮挡区域生成系统包括：

光幕数据获取模块，用以获取光幕装置的数据；

光幕无光线区域获取模块，连接所述光幕数据获取模块，用以根据所述光幕数据获取模块获取的数据生成在各个时间点光幕无光线形状；

遮挡物存在判断模块，分别连接所述光幕数据获取模块及光幕无光线区域获取模块，用以根据所述光幕无光线区域获取模块生成的在各个时间点光幕遮挡区域形状，结合光幕数据获取模块获取的光幕装置的数据判断各光幕无光线形状是否存在遮挡物。

作为本发明的一种实施方式，所述遮挡物存在判断模块包括：

遮挡信息记录单元，用以通过所述光幕无光线区域获取模块得到全局所有未被遮挡线围成的被遮挡线的图形S，和其对应的数组，即遮挡信息记录L；所述数组由取值为0或1、元素个数为N的元素组成，元素取1表示光线是被遮挡光线的一条、且穿过被遮挡图形S，元素取0表示其他情况；

图形排序单元，用以计算每个图形S对应的L的和，即为无重复遮挡光线的个数，根据和对所有图形S进行排序；

判断单元，用以选取总分最高的所有图形S，如果只有一个则认为所选图形区域内有实际物体，即区域为真；否则对其目前的和除以对应的初始L值的和再进行排序，并取总分最高的图形；将总分最高的所有被遮挡光线在其他所有图形的遮挡信息记录L归零或减小权重；根据变化的数据进行循环判断，直到所有的L遮挡记录都计为0或者小于某个阈值；此间选取的所有图形即为真区域，将其水平投影到垂直区域，则为最后的成图。

作为本发明的一种实施方式，所述光幕遮挡区域生成系统还包括三维形状生成模块，连接光幕无光线区域获取模块，用以将在各个时间点所述光幕无光线区域获取模块识别出的光幕遮挡区域的形状按照时间为顺序依次拼接，生成对应遮挡物的三维形状。

作为本发明的一种实施方式，所述三维形状生成模块包括：

三维空间建立单元，用以建立三维空间；

形状设置单元，用以将各个时间点光幕遮挡物的形状按照其位置数据依次设置于所述三维空间；

三维形状生成单元，用以在各个相邻的光幕遮挡物形状的边缘之间形成连接面，形成对应遮挡物的三维形状。

作为本发明的一种实施方式，所述光幕无光线区域获取模块包括：

光线模拟生成单元，用以模拟生成光幕装置中由发射单元发射的n条光线，n为光幕装置中发射单元发射的光线的数量；

垂直区间生成单元，用以对模拟生成的所有光线的所有交点做垂直于水平面的垂线，得出其m个垂直区间及n*(m+1)个交点；

光线区间编码单元，用以在光线的每个垂直区间内的部分，按照设定的顺序进行编码；

封闭图形围成单元，用以通过两个相邻的光线和两条相邻垂线围成封闭的三角形或四边形；

无光线子区域识别单元，用以获取各个无光线子区域；当围成的三角形第一侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小无光线子区域的开始部分，需要融合第二侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；当围成的是四边形时，说明其为某一个最小无光线子区域的中间部分，两侧都需要相邻垂直区域的同编码融合；当围成的三角形第二侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小无光线子区域的结束部分，需要融合第一侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；

子区域融合单元，用以融合所有的无光线子区域，形成光线没有通过的无光线区域集合。

作为本发明的一种实施方式，所述光幕遮挡区域生成模块用以获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域；将获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域作为光幕遮挡区域的形状；

所述光幕遮挡物区域生成模块包括：

光线属性设定模块，用以根据所述光幕数据获取模块获取的数据设定光幕光线对应线条的设定属性；对于未被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第一属性；对于被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第二属性；

第二属性单元获取模块，用以获取各个具有第二属性的第二属性单元；所述第二属性单元为由具有第二属性的光线围成的三角形或四边形，所述第二属性单元为具有第二属性的光线围成的最小单元，不能再将其分割为至少两个更小的第二属性单元；

第二属性区域生成模块，用以将相邻的各个第二属性单元合并为第二属性区域；

边缘补充模块，用以将第二属性区域周边的、与第二属性区域内第二属性单元有共同边或共同顶点的第三属性单元合并至第二属性区域，形成完整的光幕无光线区域；所述第三属性单元由至少一个具有第一属性的线条及至少一位于第二属性区域内第二属性单元的线条形成。

作为本发明的一种实施方式，所述形状生成系统还包括建模模块，分别连接光幕数据获取模块及光幕无光线区域获取模块；

所述建模模块用以根据光幕装置中各反射单元及各接收单元的具体排布、各接收单元接收的数据以及遮挡信息建立数学模型；

所述光幕无光线区域获取模块连接所述建模模块，将所述光幕数据获取模块获取的数据输入到数学模型中，输出对应的结果，所述结果包括遮挡物的形状；

所述形状生成系统还包括光幕遮挡区域位置获取模块，用以获取各个时间点光幕遮挡物形状在光幕装置之间的位置数据。

作为本发明的一种实施方式，所述形状生成系统还包括：光幕装置，包括第一光幕板、第二光幕板；所述第一光幕板设有至少一发射单元或/和至少一接收单元；所述第二光幕板设有至少一发射单元或/和至少一接收单元；

发射单元中，至少存在一个发射单元发射的光能被多个接收单元接收到；所述光幕数据获取模块连接各接收单元，接收各接收单元接收到的数据。

根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种光幕遮挡区域生成方法，其特征在于，所述生成方法包括：

光幕数据获取步骤，获取光幕装置的数据；

光幕无光线区域获取步骤，根据所述光幕数据获取步骤获取的数据生成在各个时间点光幕遮挡区域的形状；

遮挡物存在判断步骤，根据所述光幕无光线区域获取步骤生成的在各个时间点光幕遮挡区域形状，结合光幕数据获取步骤获取的光幕装置的数据判断各光幕无光线形状是否存在遮挡物。

作为本发明的一种实施方式，所述遮挡物存在判断步骤包括：

步骤1、通过所光幕无光线区域获取步骤得到全局所有未被遮挡线围成的被遮挡线的图形S，和其对应的数组，即遮挡信息记录L；所述数组由取值为0或1、元素个数为N的元素组成，元素取1表示光线是被遮挡光线的一条、且穿过被遮挡图形S，元素取0表示其他情况；

步骤2、计算每个图形S对应的L的和，即为无重复遮挡光线的个数，根据和对所有图形S进行排序；

步骤3、选取总分最高的所有图形S，如果只有一个则认为所选图形区域内有实际物体，即区域为真，否则对其目前的和除以步骤1的初始L值的和再进行排序，并取总分最高的图形；

步骤4、将总分最高的所有被遮挡光线在其他所有图形的遮挡信息记录L中归零或减小权重；重复步骤1至步骤3，直到所有的L遮挡记录都计为0或者小于某个阈值；

步骤6、此间选取的所有图形即为真区域，将其水平投影到垂直区域，则为最后的成图；所有平面组成的模型，则为3D凸模型。

作为本发明的一种实施方式，所述光幕遮挡区域生成方法还包括三维形状生成步骤，将在各个时间点所述光幕遮挡区域获取步骤识别出的光幕遮挡区域的形状按照时间为顺序依次拼接，生成对应遮挡物的三维形状。

作为本发明的一种实施方式，所述三维形状生成步骤包括：

三维空间建立步骤，建立三维空间；

形状设置步骤，将各个时间点光幕遮挡物的形状按照其位置数据依次设置于所述三维空间；

三维形状生成步骤，在各个相邻的光幕遮挡物形状的边缘之间形成连接面，形成对应遮挡物的三维形状。

作为本发明的一种实施方式，所述光幕无光线区域获取步骤包括：

光线模拟生成步骤，模拟生成光幕装置中由发射单元发射的n条光线，n为光幕装置中发射单元发射的光线的数量；

垂直区间生成步骤，对模拟生成的所有光线的所有交点做垂线，得出其m个垂直区间及n*(m+1)个交点；

光线区间编码步骤，在光线的每个区间内的部分，根据其在区间的顺序，按照设定的顺序进行编码；

封闭图形围成步骤，通过两个相邻编码的光线和两条相邻垂线围成封闭的三角形或四边形；

无光线子区域识别步骤，获取各个无光线子区域；当围成的三角形第一侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小区域的开始部分，需要融合第二侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；当围成的是四边形时，说明其为某一个最小区域的中间部分，两侧都需要相邻垂直区域的同编码融合；当围成的三角形第二侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小区域的结束部分，需要融合第一侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；

子区域融合步骤，融合所有的无光线子区域，形成光线没有通过的无光线区域集合。

作为本发明的一种实施方式，所述光幕无光线区域获取步骤中，获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域；将获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域作为光幕遮挡物的形状；

所述光幕无光线区域获取步骤包括：

光线属性设定步骤，根据所述光幕数据获取步骤获取的数据设定光幕光线对应线条的设定属性；对于未被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第一属性；对于被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第二属性；

第二属性单元获取步骤，获取各个第二属性单元；所述第二属性单元为由具有第二属性的光线围成的三角形或四边形，所述第二属性单元为具有第二属性的光线围成的最小单元，不能再将其分割为至少两个更小的第二属性单元；

第二属性区域生成步骤，将相邻的各个第二属性单元合并为第二属性区域；

边缘补充步骤，将第二属性区域周边的第三属性单元合并至第二属性区域，形成完整的光幕无光线区域；所述第三属性单元由至少一个具有第一属性的线条及至少一位于第二属性区域内第二属性单元的线条形成。

本发明的有益效果在于：本发明提出的光幕遮挡区域生成系统及方法，可获取光幕遮挡区域的形状，便于识别遮挡物。

附图说明

图1为本发明一实施例中物体形状生成系统的组成示意图。

图2为本发明一实施例中物体形状生成系统的组成示意图。

图3为本发明一实施例中物体形状生成方法的流程图。

图4为本发明一实施例中物体形状生成方法的流程图。

图5为本发明一实施例中生成模拟光线的示意图。

图6为本发明一实施例中获取电梯光幕遮挡区域的示意图。

图7为本发明一实施例中光幕射线的示意图。

图8为本发明一实施例中光幕无光线区域获取模块的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本申请的实现方式不受步骤实现的顺序限制。说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。

本发明揭示了一种光幕遮挡区域生成系统，图1、图2为本发明一实施例中物体形状生成系统的组成示意图；请参阅图1、图2，所述物体形状生成系统包括：光幕数据获取模块1、光幕无光线区域获取模块2及遮挡物存在判断模块3。

所述光幕数据获取模块1用以获取光幕装置的数据。所述光幕数据获取模块1可以通过通信的方式从光幕装置中获取相关数据；获取的数据包括光幕装置中各发射单元发射信号的数据，以及各接收单元接收信号的数据。

所述光幕无光线区域获取模块2连接所述光幕数据获取模块1，用以根据所述光幕数据获取模块获取的数据识别在各个时间点光幕遮挡区域的形状。所述光幕无光线区域获取模块2可以每间隔设定时间(如50ms)获取光幕遮挡区域的形状；当然，间隔的时间也可以不是特定时间。如，可以在一个设定矩形面中获取光幕两侧之间光幕遮挡区域的形状。

所述遮挡物存在判断模块3分别连接所述光幕数据获取模块1及光幕无光线区域获取模块2，用以根据所述光幕无光线区域获取模块2生成的在各个时间点光幕遮挡区域形状，结合光幕数据获取模块1获取的光幕装置的数据判断各光幕无光线形状是否存在遮挡物。

所述光幕遮挡区域生成系统还包括三维形状生成模块4；所述三维形状生成模块4连接光幕无光线区域获取模块2，用以将在各个时间点所述光幕无光线区域获取模块2识别出的光幕遮挡区域的形状按照时间为顺序依次拼接，生成对应遮挡物的三维形状。所述三维形状生成模块3可以将所述光幕无光线区域获取模块2获取的矩形面按时间顺序依次拼接，形成一个长方体，各个矩形中的光幕遮挡区域相结合，形成遮挡物的三维形状。

请参阅图1，在本发明的一实施例中，所述光幕无光线区域获取模块2用以获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域；将获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域作为光幕遮挡区域的形状。由于遮挡物可能不止一个，通过光幕无光线区域获取模块2可获取多个遮挡区域。

图8为本发明一实施例中光幕无光线区域获取模块的组成示意图；请参阅图8，在本发明的一实施例中，所述光幕无光线区域获取模块2包括：光线模拟生成单元201、垂直区间生成单元202、光线区间编码单元203、封闭图形围成单元204、无光线子区域识别单元205及子区域融合单元206。

所述光线模拟生成单元201用以模拟生成光幕装置中由发射单元发射的n条光线，n为光幕装置中发射单元发射的光线的数量。一个发射单元可以朝向不同高度的接收单元发射若干条光线。在一实施例中，所述光线模拟生成单元201用以在系统中模拟真实情况；根据光幕发射灯和接收灯离地的高度，每个灯之间灯距，两个光幕之间的距离，在系统中模拟出其排布情况。每个发射灯和接收灯之间如果有光线信息，就在系统中模拟一条直线表示。将光线按照实际情况编码，实际情况中的光线的遮挡信息传输到系统中，其对应线条会标记其是否被遮挡。如图5所示，实线表示被遮挡光线，虚线表示未被遮挡光线。

所述垂直区间生成单元202用以对模拟生成的所有光线的所有交点做垂线，得出其m个垂直区间及n*(m+1)个交点。这里的垂直区间，可以指两条在垂直于水平面的垂线，其形成平面后，两条直线之间所包含的所有区域(可延伸到无限远处)。

所述光线区间编码单元203用以在光线的每个垂直区间内的部分，按照设定的顺序进行编码。所述封闭图形围成单元204用以通过两个相邻的光线和两条相邻垂线围成封闭的三角形或四边形。

所述无光线子区域识别单元205用以获取各个无光线子区域；当围成的三角形第一侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小区域的开始部分，需要融合第二侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；当围成的是四边形时，说明其为某一个最小区域的中间部分，两侧都需要相邻垂直区域的同编码融合；当围成的三角形第二侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小区域的结束部分，需要融合第一侧垂直区域的同编码光线围成的多边形。

所述子区域融合单元206用以融合所有的无光线子区域，形成光线没有通过的无光线区域集合(如图6所示)。

请参阅图1、图2，在本发明的另一实施例中，所述光幕无光线区域获取模块2包括：光线颜色设定模块21、第二颜色单元获取模块22、第二颜色区域生成模块23及边缘补充模块24。

所述光线颜色设定模块21用以根据所述光幕数据获取模块获取的数据设定光幕光线对应线条的颜色；对于未被遮挡的光线，将光线颜色设定为第一颜色；对于被遮挡的光线，将光线颜色设定为第二颜色。

所述第二颜色单元获取模块22用以获取各个第二颜色单元；所述第二颜色单元为由第二颜色线条围成的三角形或四边形，所述第二颜色单元为最小的单元，不能在将其分割为至少两个更小的第二颜色单元。

所述第二颜色区域生成模块23用以将相邻的各个第二颜色单元合并为第二颜色区域。所述边缘补充模块24用以将第二颜色区域周边的第三颜色单元合并至第二颜色区域，形成完整的光幕遮挡物遮挡区域；所述第三颜色单元由至少一个第一颜色线条及至少一位于第二颜色区域内第二颜色单元的线条形成。

在本发明的又一实施例中，所述无光线区域获取模块包括光线属性设定模块、第二属性单元获取模块、第二属性区域生成模块及边缘补充模块。

所述光线属性设定模块用以根据所述光幕数据获取模块获取的数据设定光幕光线对应线条的设定属性；对于未被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第一属性；对于被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第二属性。这里的光线属性，可以是光线的颜色、灰度、实线或虚线等属性。

所述第二属性单元获取模块用以获取各个具有第二属性的第二属性单元；所述第二属性单元为由具有第二属性的光线围成的三角形或四边形，所述第二属性单元为具有第二属性的光线围成的最小单元，不能再将其分割为至少两个更小的第二属性单元。

所述第二属性区域生成模块用以将相邻的各个第二属性单元合并为第二属性区域。这里的光线围成区域的属性可以是颜色属性，也可以是透明度、灰度等其他属性。

所述边缘补充模块用以将第二属性区域周边的、与第二属性区域内第二属性单元有共同边或共同顶点的第三属性单元合并至第二属性区域，形成完整的光幕无光线区域；所述第三属性单元由至少一个具有第一属性的线条及至少一位于第二属性区域内第二属性单元的线条形成。此外，同一光模板一侧的相邻发射灯/接收灯之间的连线在需要时可以作为被遮挡的光线，作为具有第二属性的光线。

请参阅图2，在本发明的一实施例中，所述光幕遮挡物遮挡区域获取系统还包括建模模块5，所述建模模块5分别连接光幕数据获取模块1及光幕无光线区域获取模块2。所述建模模块5用以根据光幕装置中各反射单元及各接收单元的具体排布、各接收单元接收的数据以及遮挡信息建立数学模型。所述光幕无光线区域获取模块2连接所述建模模块5，将所述光幕数据获取模块1获取的数据输入到数学模型中，输出对应的结果，所述结果包括遮挡物的形状。

在本发明的一实施例中，所述光幕遮挡区域生成系统还可以包括光幕装置，包括第一光幕板、第二光幕板；所述第一光幕板设有至少一发射单元或/和至少一接收单元；所述第二光幕板设有至少一发射单元或/和至少一接收单元。发射单元中，至少存在一个发射单元发射的光能被多个接收单元接收到；所述光幕数据获取模块连接各接收单元，接收各接收单元接收到的数据。

请参阅图2，在本发明的一实施例中，所述光幕遮挡区域生成还包括光幕遮挡物遮挡区域位置获取模块6，用以获取各个时间点光幕遮挡物形状在光幕装置之间的位置数据。所述三维形状生成模块3连接光幕遮挡物遮挡区域位置获取模块6，根据在各个时间点所述光幕无光线区域获取模块2识别出的光幕遮挡物的形状及光幕遮挡物遮挡区域位置获取模块6获取的光幕遮挡物形状在光幕装置的位置数据生成对应遮挡物的三维形状。

在一实施例中，光幕遮挡物遮挡区域位置获取模块6可连接所述光幕数据获取模块1，根据各发射单元发射的数据及各接收单元接收的数据获取遮挡区域在光幕中的位置数据。当然，所述光幕遮挡物遮挡区域位置获取模块3可根据建模模块5构建的数学模型获取遮挡物的位置数据。

请继续参阅图1、图2，在本发明的一实施例中，所述三维形状生成模块4包括：三维空间建立单元41、形状设置单元42及三维形状生成单元43。

所述三维空间建立单元41用以建立三维空间；在一实施例中，所述三维空间建立单元41可根据遮挡物通过光幕装置的时间构建三维空间。构建的三维空间的高度与光幕装置的高度对应，构建的三维空间的宽度与光幕装置两个光幕板之间的距离对应，构建的三维空间的长度根据遮挡物通过光幕装置的时间确定。

所述形状设置单元42用以将各个时间点光幕遮挡物的形状按照其位置数据依次设置于所述三维空间。在一实施例中，所述光幕无光线区域获取模块2可以每间隔设定时间获取光幕遮挡物的形状，所述形状设置单元42可以将获取的遮挡物形状根据其位置数据依次设置于三维空间的设定区域。

所述三维形状生成单元43用以在各个相邻的光幕遮挡物形状的边缘之间形成连接面，形成对应遮挡物的三维形状。在一实施例中，所述三维形状生成单元43可以依次通过连接面连接相邻光幕遮挡物形状的边缘，在所有相邻光幕遮挡物形状的边缘被各个连接面所连接后，整个遮挡物的形状便以三维姿态展现在三维空间中。

设置所述遮挡物存在判断模块3的目的是去除可能没有遮挡物的无光线区域；在这些区域中，虽然没有光线，但不一定具有遮挡物存在。

在本发明的一实施例中，所述遮挡物存在判断模块3包括：遮挡信息记录单元、图形排序单元及判断单元。

遮挡信息记录单元用以通过所述光幕无光线区域获取模块得到全局所有未被遮挡线围成的被遮挡线的图形S，和其对应的数组，即遮挡信息记录L。所述数组由取值为0或1、元素个数为N的元素组成，元素取1表示光线是被遮挡光线的一条、且穿过被遮挡图形S，元素取0表示其他情况；

图形排序单元用以计算每个图形S对应的L的和，即为无重复遮挡光线的个数，根据和对所有图形S进行排序。

判断单元用以选取总分最高的所有图形S，如果只有一个则认为所选图形区域内有实际物体，即区域为真；否则对其目前的和除以对应的初始L值的和再进行排序，并取总分最高的图形；将总分最高的所有被遮挡光线在其他所有图形的遮挡信息记录L归零或减小权重；根据变化的数据进行循环判断，直到所有的L遮挡记录都计为0或者小于某个阈值；此间选取的所有图形即为真区域，将其水平投影到垂直区域，则为最后的成图。此外，所述判断单元还可以将不同时间节点的平面图形组成3D模型，则为遮挡物的3D模型。

在本发明的一实施例中，假设某条初始记录为[1,1,1,...](200个1)，其和为200；经过几轮之后，这条记录被修改为50个1，150个0，其和为50；除的动作就是50/200＝0.25。

还有一条其他的多边形的记录初始是180，在此轮和也为50；为了给这两个排序，第二条除的动作就是50/180＝0.278。

再排序时，第二条记录明显大于第一条记录，因此选第二条记录，判断第二条记录对应图形为遮挡区域。

本发明还揭示一种光幕遮挡区域生成方法，图3、图4为本发明一实施例中光幕遮挡区域生成方法的流程图；请参阅图3、图4，所述光幕遮挡区域生成方法包括：

【步骤S1】光幕数据获取步骤，获取光幕装置的数据；

【步骤S2】光幕遮挡区域获取步骤，根据所述光幕数据获取步骤获取的数据识别光幕遮挡无域的形状。

在本发明的一实施例中，所述步骤S2中，获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域；将获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域作为光幕遮挡物的形状。在一实施例中，所述步骤S2具体包括：

步骤S21、光线颜色设定步骤，根据所述光幕数据获取模块获取的数据设定光幕光线对应线条的颜色；对于未被遮挡的光线，将光线颜色设定为第一颜色；对于被遮挡的光线，将光线颜色设定为第二颜色；

步骤S22、第二颜色单元获取步骤，获取各个第二颜色单元；所述第二颜色单元为由第二颜色线条围成的三角形或四边形，所述第二颜色单元为最小的单元，不能在将其分割为至少两个更小的第二颜色单元；

步骤S23、第二颜色区域生成步骤，将相邻的各个第二颜色单元合并为第二颜色区域；

步骤S24、边缘补充步骤，将第二颜色区域周边的第三颜色单元合并至第二颜色区域，形成完整的光幕遮挡物遮挡区域；所述第三颜色单元由至少一个第一颜色线条及至少一位于第二颜色区域内第二颜色单元的线条形成。

在本发明的一实施例中，所述步骤S2具体包括：

步骤S201、光线模拟生成步骤，模拟生成光幕装置中由发射单元发射的n条光线，n为光幕装置中发射单元发射的光线的数量；

步骤S202、垂直区间生成步骤，对模拟生成的所有光线的所有交点做垂线，得出其m个垂直区间及n*(m+1)个交点；

步骤S203、光线区间编码步骤，在光线的每个区间内的部分，根据其在区间的顺序，按照设定的顺序进行编码；

步骤S204、封闭图形围成步骤，通过两个相邻编码的光线和两条相邻垂线围成封闭的三角形或四边形；

步骤S205、无光线子区域识别步骤，获取各个无光线子区域；当围成的三角形第一侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小区域的开始部分，需要融合第二侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；当围成的是四边形时，说明其为某一个最小区域的中间部分，两侧都需要相邻垂直区域的同编码融合；当围成的三角形第二侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小区域的结束部分，需要融合第一侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；

步骤S206、子区域融合步骤，融合所有的无光线子区域，形成光线没有通过的无光线区域集合。

在本发明的一实施例中，所述光幕遮挡区域获取步骤还包括建模步骤，根据光幕装置中各反射单元及各接收单元的具体排布、各接收单元接收的数据以及遮挡信息建立数学模型。在收到光幕数据获取步骤获取的数据后，将获取的数据输入到数学模型中，输出对应的结果，所述结果包括遮挡物的形状。

在本发明的一实施例中，所述光幕遮挡区域获取步骤还包括光幕遮挡物遮挡区域位置获取步骤，获取各个时间点光幕遮挡区域在光幕装置之间的位置数据。

【步骤S3】遮挡物存在判断步骤，根据所述光幕无光线区域获取步骤生成的在各个时间点光幕遮挡区域形状，结合光幕数据获取步骤获取的光幕装置的数据判断各光幕无光线形状是否存在遮挡物。

在一实施例中，所述遮挡物存在判断步骤包括：

步骤S31、根据所述三维形状生成模块全局获取的所有未被遮挡线围成的被遮挡线的图形S，其对应N束光线的遮挡信息记录为L；

步骤S32、通过所述三维形状生成模块得到全局所有未被遮挡线围成的被遮挡线的图形S，和其对应的数组，即遮挡信息记录L；所述数组由取值为0或1、元素个数为N的元素组成，元素取1表示光线是被遮挡光线的一条、且穿过被遮挡图形S，元素取0表示其他情况；

步骤S33、计算每个图形S对应的L的和，即为无重复遮挡光线的个数，根据和对所有图形S进行排序；

步骤S34、选取总分最高的所有图形S，如果只有一个则进行下一步，否则对其目前的和除以步骤S31的初始L值的和再进行排序，并取总分最高的图形；

步骤S35、认为所选图形区域内有实际物体，即区域为真；

步骤S36、将总分最高的所有被遮挡光线在其他所有图形的遮挡信息记录L中归零或减小权重；重复步骤S32至步骤S35，直到所有的L遮挡记录都计为0或者小于某个阈值；

步骤S37、此间选取的所有图形即为真区域，将其水平投影到垂直区域，则为最后的成图；所有平面组成的模型，则为3D凸模型。

在本发明的一实施例中，所述方法还可以包括步骤S4、三维形状生成步骤，根据在各个时间点所述光幕遮挡区域获取步骤识别出的光幕遮挡区域的形状按照时间为顺序依次拼接，生成对应遮挡物的三维形状。所述三维形状生成步骤包括：

步骤S41、三维空间建立步骤，建立三维空间；

步骤S42、形状设置步骤，将各个时间点光幕遮挡物的形状按照其位置数据依次设置于所述三维空间；

步骤S43、三维形状生成步骤，在各个相邻的光幕遮挡物形状的边缘之间形成连接面，形成对应遮挡物的三维形状。

在本发明的另一实施例中，具体的从服务器中进行数据的分析与处理到展示模块进行展示前的处理过程：

【步骤1】在服务器中建立模型，把发射光和接收光装置的具体排布和对应关系建立到模型中，假设有N个发射装置和接收装置的对应关系，则电梯门平面内存在N束光。

【步骤2】在每一帧采样中，把从电梯终端处理器得到的遮挡信息在服务器中载入到模型中。如图5所示，虚线为未遮挡光线，实线为遮挡光线。在N束光线中，每一束遮挡光线认为此光线上有一个物体。因此通过在服务器进行步骤3找出所有内部全是实线的虚线多边形(即未被遮挡光围成的多边形，且此多边形遮挡了其他光线)，进行初步的模型建立，将其传输到展示模块通过步骤4进行筛选，选出应该存在物体的区域并将其投影在垂直方向上即为扫描图像的一帧，其区域为3d模型在此帧的一个切片平面。如图所示的绿色多边形即为所选区域。

【步骤3】需要根据遮挡信息，建模找出内部全是实线的虚线多边形。

根据方法(1)找出光线模拟模型中所有的未遮挡光线围成的区域S(如图7所示)。统计每个未遮挡光线区域S是否被遮挡光线所穿过(可在S的边缘处检测某一条被遮挡光线与其相交于两个交点，相交于一点的必然在相交点上没有物体)，其信息总结为L。即每个图形S都有一个取值为0-1的长度为N的array，记录了穿过图形S的线条，穿过为1，没有穿过即为0。

方法(1)：在光幕的射线中，假设有2个发射装置2个接收装置，根据其对应关系建立的虚拟模型如图4所示，其中4条光线分别编号ABCD。在所有有交点的地方做垂线，此情况中有3条垂线V1、V2和V3。可以看到光线把平面分成四个区域，上下左右四个三角形。上方三角形由V1到V2部分的光线A和光线B，以及V2到V3部分光线A和光线C组成。如果把ABCD四条光线进行由上至下的排序，则在V1到V2部分，ABCD分别对应1、2、3、4，V2到V3部分分别对应1、3、2、4。此时可发现上方的三角形则由各区域排序为1和2的光线所组成，当本区域光线1和2相交时，代表此时光线1-2的一个图形的结束和开始。同样左侧三角形由V1到V2部分的排名第2和第3的光线围成，在V2处两线相交代表图形左侧三角形结束，右侧三角形图形开始。以此类推。

当有N条这样的线的时候(假设N条未遮挡光线)，找出所有N条线的相交点对应的垂线，即x轴的坐标组成的集合G，假设有M条坐标。求出N条线与M条垂线的交点的y轴取值。得到一个N*M的矩阵。在M列中，对每列进行根据矩阵的值排序，排序后的列取代原来的列。

在矩阵中，对N行进行每相邻两行的计算：假如两行在某一列的值一致，则为当前多边形的结束，下一多边形开始；假如两行在某一列的值不一致，则记录其对应x轴坐标(从G中取)和y轴值(从N*M的矩阵中取)。当一个多边形结束时记录到多边形集合S中。

最后集合S就记录了每个多边形的边缘坐标。

【步骤4】根据以上信息，在展示前进行区域的判断，判断其区域内是否真的存在物体。具体包括：

步骤S41、通过步骤3得到了全局所有未被遮挡线围成的被遮挡线的图形S，和其对应的数组，即遮挡信息记录L。所述数组由取值为0或1、元素个数为N的元素组成，元素取1表示光线是被遮挡光线的一条、且穿过被遮挡图形S，元素取0表示其他情况。

步骤S42、计算每个图形S对应的L的和(即为无重复遮挡光线的个数)，根据和对所有图形S进行排序。

步骤S43、选取总分最高的所有图形S，如果只有一个则认为所选图形区域内有实际物体，即区域为真，否则对其目前的和除以步骤S41中初始L值的和再进行排序，并取第一名(总分最高)的图形(并没有对L进行更改)。

步骤S44、将总分最高的所有被遮挡光线在其他所有图形的遮挡信息记录L中归零(或减小权重，取值0-1之间)。重复步骤S41-步骤S43，直到所有的L遮挡记录都计为0(或者小于某个阈值)。

步骤S45、此间选取的所有图形即为真区域，将其水平投影到垂直区域，则为最后的成图；所有平面组成的模型，则为3D凸模型。

综上所述，本发明提出的光幕遮挡区域生成系统及方法，可获取光幕遮挡区域的形状，便于识别遮挡物。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施；例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中；例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现；例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (7)

1.一种光幕遮挡区域生成系统，其特征在于，所述光幕为电梯光幕，所述光幕遮挡区域生成系统包括：

光幕数据获取模块，用以获取光幕装置的数据；

光幕无光线区域获取模块，连接所述光幕数据获取模块，用以根据所述光幕数据获取模块获取的数据生成在各个时间点光幕无光线形状；

遮挡物存在判断模块，分别连接所述光幕数据获取模块及光幕无光线区域获取模块，用以根据所述光幕无光线区域获取模块生成的在各个时间点光幕遮挡区域形状，结合光幕数据获取模块获取的光幕装置的数据判断各光幕无光线形状是否存在遮挡物；以及

三维形状生成模块，连接光幕无光线区域获取模块，用以将在各个时间点所述光幕无光线区域获取模块识别出的光幕遮挡区域的形状按照时间为顺序依次拼接，生成对应遮挡物的三维形状；

所述三维形状生成模块包括：

三维空间建立单元，用以建立三维空间；

形状设置单元，用以将各个时间点光幕遮挡物的形状按照其位置数据依次设置于所述三维空间；

三维形状生成单元，用以在各个相邻的光幕遮挡物形状的边缘之间形成连接面，形成对应遮挡物的三维形状；

所述遮挡物存在判断模块包括：

遮挡信息记录单元，用以通过所述光幕无光线区域获取模块得到全局所有未被遮挡光线围成的被遮挡光线的图形S，和其对应数组，即遮挡信息记录L；所述数组由取值为0或1、元素个数为N的元素组成，元素取1表示光线是被遮挡光线的一条、且穿过被遮挡图形S，元素取0表示其他情况；

图形排序单元，用以计算每个图形S对应的L的和，即为无重复遮挡光线的个数，根据和对所有图形S进行排序；

判断单元，用以选取总分最高的所有图形S，如果只有一个则认为所选图形区域内有实际物体，即区域为真；否则对其目前的和除以对应的初始L值的和再进行排序，并取总分最高的图形；将总分最高的所有被遮挡光线在其他所有图形的遮挡信息记录L归零或减小权重；根据变化的数据进行循环判断，直到所有的L遮挡记录都计为0或者小于某个阈值；此间选取的所有图形即为真区域，将其水平投影到垂直区域，则为最后的成图。

2.根据权利要求1所述的光幕遮挡区域生成系统，其特征在于：

所述光幕无光线区域获取模块包括：

光线模拟生成单元，用以模拟生成光幕装置中由发射单元发射的n条光线，n为光幕装置中发射单元发射的光线的数量；

垂直区间生成单元，用以对模拟生成的所有光线的所有交点做垂直于水平面的垂线，得出其m个垂直区间及n*（m+1）个交点；

光线区间编码单元，用以在光线的每个垂直区间内的部分，按照设定的顺序进行编码；

封闭图形围成单元，用以通过两个相邻的光线和两条相邻垂线围成封闭的三角形或四边形；

无光线子区域识别单元，用以获取各个无光线子区域；当围成的三角形第一侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小无光线子区域的开始部分，需要融合第二侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；当围成的是四边形时，说明其为某一个最小无光线子区域的中间部分，两侧都需要相邻垂直区域的同编码融合；当围成的三角形第二侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小无光线子区域的结束部分，需要融合第一侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；

子区域融合单元，用以融合所有的无光线子区域，形成光线没有通过的无光线区域集合。

3.根据权利要求1所述的光幕遮挡区域生成系统，其特征在于：

所述光幕遮挡区域生成模块用以获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域；将获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域作为光幕遮挡区域的形状；

所述光幕遮挡物区域生成模块包括：

光线属性设定模块，用以根据所述光幕数据获取模块获取的数据设定光幕光线对应线条的设定属性；对于未被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第一属性；对于被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第二属性；

第二属性单元获取模块，用以获取各个具有第二属性的第二属性单元；所述第二属性单元为由具有第二属性的光线围成的三角形或四边形，所述第二属性单元为具有第二属性的光线围成的最小单元，不能再将其分割为至少两个更小的第二属性单元；

第二属性区域生成模块，用以将相邻的各个第二属性单元合并为第二属性区域；

边缘补充模块，用以将第二属性区域周边的、与第二属性区域内第二属性单元有共同边或共同顶点的第三属性单元合并至第二属性区域，形成完整的光幕无光线区域；所述第三属性单元由至少一个具有第一属性的线条及至少一位于第二属性区域内第二属性单元的线条形成。

4.根据权利要求1所述的光幕遮挡区域生成系统，其特征在于：

所述光幕遮挡区域生成系统还包括建模模块，分别连接光幕数据获取模块及光幕无光线区域获取模块；

所述建模模块用以根据光幕装置中各反射单元及各接收单元的具体排布、各接收单元接收的数据以及遮挡信息建立数学模型；

所述光幕无光线区域获取模块连接所述建模模块，将所述光幕数据获取模块获取的数据输入到数学模型中，输出对应的结果，所述结果包括遮挡物的形状；

所述形状生成系统还包括光幕遮挡区域位置获取模块，用以获取各个时间点光幕遮挡物形状在光幕装置之间的位置数据。

5.一种光幕遮挡区域生成方法，其特征在于，所述光幕为电梯光幕，所述生成方法包括：

光幕数据获取步骤，获取光幕装置的数据；

光幕无光线区域获取步骤，根据所述光幕数据获取步骤获取的数据生成在各个时间点光幕遮挡区域的形状；

遮挡物存在判断步骤，根据所述光幕无光线区域获取步骤生成的在各个时间点光幕遮挡区域形状，结合光幕数据获取步骤获取的光幕装置的数据判断各光幕无光线形状是否存在遮挡物；以及

三维形状生成步骤，将在各个时间点所述光幕遮挡区域获取步骤识别出的光幕遮挡区域的形状按照时间为顺序依次拼接，生成对应遮挡物的三维形状；

所述三维形状生成步骤包括：

三维空间建立步骤，建立三维空间；

形状设置步骤，将各个时间点光幕遮挡物的形状按照其位置数据依次设置于所述三维空间；

三维形状生成步骤，在各个相邻的光幕遮挡物形状的边缘之间形成连接面，形成对应遮挡物的三维形状；

所述遮挡物存在判断步骤包括：

步骤1、通过所光幕无光线区域获取步骤得到全局所有未被遮挡光线围成的被遮挡光线的图形S，和其对应的数组，即遮挡信息记录L；所述数组由取值为0或1、元素个数为N的元素组成，元素取1表示光线是被遮挡光线的一条、且穿过被遮挡图形S，元素取0表示其他情况；

步骤2、计算每个图形S对应的L的和，即为无重复遮挡光线的个数，根据和对所有图形S进行排序；

步骤3、选取总分最高的所有图形S，如果只有一个则认为所选图形区域内有实际物体，即区域为真，否则对其目前的和除以步骤1的初始L值的和再进行排序，并取总分最高的图形；

步骤4、将总分最高的所有被遮挡光线在其他所有图形的遮挡信息记录L中归零或减小权重；重复步骤1至步骤3，直到所有的L遮挡记录都计为0或者小于某个阈值；

步骤5、此间选取的所有图形即为真区域，将其水平投影到垂直区域，则为最后的成图。

6.根据权利要求5所述的光幕遮挡区域生成方法，其特征在于：

所述光幕无光线区域获取步骤包括：

光线模拟生成步骤，模拟生成光幕装置中由发射单元发射的n条光线，n为光幕装置中发射单元发射的光线的数量；

垂直区间生成步骤，对模拟生成的所有光线的所有交点做垂线，得出其m个垂直区间及n*（m+1）个交点；

光线区间编码步骤，在光线的每个区间内的部分，根据其在区间的顺序，按照设定的顺序进行编码；

封闭图形围成步骤，通过两个相邻编码的光线和两条相邻垂线围成封闭的三角形或四边形；

无光线子区域识别步骤，获取各个无光线子区域；当围成的三角形第一侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小区域的开始部分，需要融合第二侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；当围成的是四边形时，说明其为某一个最小区域的中间部分，两侧都需要相邻垂直区域的同编码融合；当围成的三角形第二侧是两个相邻编码的光线的交点时，说明其为某一个最小区域的结束部分，需要融合第一侧垂直区域的同编码光线围成的多边形；

子区域融合步骤，融合所有的无光线子区域，形成光线没有通过的无光线区域集合。

7.根据权利要求5所述的光幕遮挡区域生成方法，其特征在于：

所述光幕无光线区域获取步骤中，获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域；将获取所有的未遮挡光线围成的至少一个区域作为光幕遮挡物的形状；

所述光幕无光线区域获取步骤包括：

光线属性设定步骤，根据所述光幕数据获取步骤获取的数据设定光幕光线对应线条的设定属性；对于未被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第一属性；对于被遮挡的光线，将光线的设定属性设定为第二属性；

第二属性单元获取步骤，获取各个第二属性单元；所述第二属性单元为由具有第二属性的光线围成的三角形或四边形，所述第二属性单元为具有第二属性的光线围成的最小单元，不能再将其分割为至少两个更小的第二属性单元；

第二属性区域生成步骤，将相邻的各个第二属性单元合并为第二属性区域；

边缘补充步骤，将第二属性区域周边的第三属性单元合并至第二属性区域，形成完整的光幕无光线区域；所述第三属性单元由至少一个具有第一属性的线条及至少一位于第二属性区域内第二属性单元的线条形成。

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