CN105110115A - 一种电梯运行开门险情检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯运行开门险情检测方法，该方法包括下列步骤：1)提供一种电梯运行开门险情检测***；以及2)使用所述***进行检测，其中，所述***包括轿厢上方光电开关、轿厢下方光电开关、计算机控制设备、轿门状态检测设备和多个楼层插板，轿厢上方光电开关、轿厢下方光电开关、轿门状态检测设备和多个楼层插板用于联合检测电梯是否发生运行开门险情，所述计算机控制设备根据所述联合检测结果确定报警策略。通过本发明，能够自动识别出在电梯运行过程中突发开门的危情。

Description

一种电梯运行开门险情检测方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种电梯运行开门险情检测方法。

背景技术

电梯是人们上下楼的重要运输工具，尤其在城市的高层建筑中，如果发生电梯停止运营事件，甚至能导致企业办公中止，给居民生活带来极大的不便。

随着电梯数量的增多，人们对电梯的要求也越来越高，主要集中在安全问题上，其中，电梯运行中开门属于相对较为常见的险情之一，当电梯运行开门时，不仅将乘客困在电梯轿厢内，而且容易造成乘客误入楼井坠落的情况发生。

现有技术中并没有电梯运行中开门这一险情的检测方式，仅有的监控方式也只是在电梯轿厢内设置摄像头，将现场图像传输到监控端，但这一监控方式反应滞后，无法应对现场危机。

因此，需要一种电梯运行开门险情检测方法，不仅仅能够及时、准确地检测到电梯运行开门这一险情的发生，而且能够通过现场语音、图像报警、远端网络报警的方式提醒现场乘客和远端监控方，从而提升电梯的安全性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电梯运行开门险情检测方法，通过轿厢上方光电开关、轿厢下方光电开关、轿门状态检测设备和多个楼层插板用于联合检测电梯是否发生运行开门险情，并在发生险情且检测到电梯轿厢存在人员时及时进行现场报警和远端网络报警，避免电梯事故的扩大化。

根据本发明的一方面，提供了一种电梯运行开门险情检测方法，该方法包括下列步骤：1)提供一种电梯运行开门险情检测***；以及2)使用所述***进行检测，其中，所述***包括轿厢上方光电开关、轿厢下方光电开关、计算机控制设备、轿门状态检测设备和多个楼层插板，轿厢上方光电开关、轿厢下方光电开关、轿门状态检测设备和多个楼层插板用于联合检测电梯是否发生运行开门险情，所述计算机控制设备根据所述联合检测结果确定报警策略。

更具体地，在所述***运行开门险情检测***中，还包括：电梯主体结构，由电梯轿体设备、机房控制设备、井道控制设备和层站控制设备组成，所述***轿体设备包括井道传感器、开门机、紧急终端开关、导靴、轿内操纵箱、轿架、轿门、安全钳、随行电缆和所述轿厢，所述井道传感器、所述开门机、所述紧急终端开关和所述导靴都设置在所述轿厢的顶部，所述轿内操纵箱设置在所述轿厢的内部，所述轿架设置在所述轿厢的外部周围，用于固定所述轿厢，所述安全钳设置在所述轿厢的底部，所述随行电缆设置在所述轿厢的外侧，所述机房控制设备包括减速器、拽引轮、导向轮、限速器、制动器、拽引机和电源开关，所述井道控制设备包括导轨支架、拽引钢丝绳、开关碰铁、导轨、对重、补偿链、补偿链导轮、张紧装置、绳头组合和缓冲器，所述对重通过所述绳头组合固定在所述轿厢的下方，所述补偿链、所述补偿链导轮和所述张紧装置按照从上到下的顺序依次设置在所述对重的下方，所述层站控制设备设置在每一层楼层上，包括呼梯盒、层楼指示灯和层门；电梯供电电源，包括太阳能供电器件、不间断电源器件、市电接入器件、切换开关和切换控制器，所述切换开关与所述太阳能供电器件、所述不间断电源器件和所述市电接入设备分别连接，所述切换控制器与所述切换开关连接，当所述切换控制器检测到市电正常供应时，将所述切换开关切换到所述市电接入器件以由市电提供供电，当所述切换控制器检测到市电供应中断时，将所述切换开关切换到所述不间断电源器件以由所述不间断电源器件提供供电，所述切换控制器还在所述不间断电源器件提供供电期间，根据所述不间断电源器件的剩余电量决定是否控制所述切换开关切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电；移动硬盘，用于存储人体灰度上限阈值、人体灰度下限阈值和预设面积比例阈值，所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值用于将图像中的人体与背景分离，所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值的取值都在0-255之间；CMOS视觉传感器，设置在电梯轿厢内，用于对电梯轿厢内部进行拍摄，以获得轿厢内部图像；人体识别器件，与所述CMOS视觉传感器和所述移动硬盘分别连接，包括对比度增强子器件、小波滤波子器件、灰度化处理子器件和目标识别子器件；所述对比度增强子器件与所述CMOS视觉传感器连接，用于对所述轿厢内部图像执行对比度增强处理，以获得增强图像；所述小波滤波子器件与所述对比度增强子器件连接，用于对所述增强图像执行基于HAAR小波滤波器的小波滤波处理，以获得滤波图像；所述灰度化处理子器件与所述小波滤波子器件连接，用于对所述滤波图像执行灰度化处理，以获得灰度化图像；所述目标识别子器件与所述灰度化处理子器件和所述移动硬盘分别连接，将所述灰度化图像中灰度值在所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值之间的像素组成目标灰度子图像，并计算所述目标灰度子图像占据所述灰度化图像的面积比例，在所述面积比例大于等于所述预设面积比例阈值时，发出存在人员信号，否则，发出不存在人员信号；所述轿厢上方光电开关设置在电梯轿厢外侧的顶部；所述轿厢下方光电开关设置在电梯轿厢外侧的底部；所述多个楼层插板分别设置在所述电梯轿厢能够停留的多个楼层的层门附近，每一个楼层插板都具有光敏元件，其中，所述计算机控制设备根据当前将所述轿厢上方光电开关和所述轿厢下方光电开关同时挡开光路的楼层插板所属的楼层确定所述轿厢当前所在楼层；所述轿门状态检测设备与电梯的轿门连接，用于检测电梯的轿门的开闭状态，并在电梯的轿门打开时，发出轿门打开信号，在电梯的轿门关闭时，发出轿门关闭信号；所述计算机控制设备与所述轿厢上方光电开关、所述轿厢下方光电开关、所述轿门状态检测设备、所述人体识别器件和所述多个楼层插板分别连接，当所述轿厢上方光电开关和所述轿厢下方光电开关没有被楼层插板同时挡开光路且接收到所述轿门打开信号和所述存在人员信号时，发出运行开门险情信号；其中，所述对比度增强子器件、所述小波滤波子器件、所述灰度化处理子器件和所述目标识别子器件都是独立的FPGA芯片。

更具体地，在所述***运行开门险情检测***中：替换地，将所述对比度增强子器件、所述小波滤波子器件、所述灰度化处理子器件和所述目标识别子器件集成到一块FPGA芯片中。

更具体地，在所述***运行开门险情检测***中，还包括：RS232串行接口，用于将外部RS232通信设备中的人体灰度上限阈值、人体灰度下限阈值和预设面积比例阈值转发到所述移动硬盘进行存储。

更具体地，在所述***运行开门险情检测***中，还包括：3G通信接口，与所述计算机控制设备和所述人体识别器件分别连接，用于在接收到运行开门险情信号时，将轿厢内部图像进行MPEG-4压缩编码，并将压缩编码后的压缩轿厢内部图像和运行开门险情信号通过3G通信网络发送到电梯负责单位的内部网络或电梯负责人的移动终端。

更具体地，在所述***运行开门险情检测***中：所述电梯供电电源位于所述机房控制设备位置。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的电梯运行开门险情检测***的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的电梯运行开门险情检测***的实施方案进行详细说明。

现有技术中缺乏对电梯运行开门险情的检测设备，然而，电梯运行开门险情是最为常见的险情之一，其造成的人员伤亡事故最多，如果缺乏这一险情的有效检测机制，将大大降低电梯运行的安全性。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种电梯运行开门险情检测***，轿厢上方光电开关、轿厢下方光电开关、轿门状态检测设备和多个楼层插板用于联合检测电梯是否发生运行开门险情，并在发生险情时及时进行现场报警和远程报警。

图1为根据本发明实施方案示出的电梯运行开门险情检测***的结构方框图，所述***包括轿厢上方光电开关1、轿厢下方光电开关2、计算机控制设备3、轿门状态检测设备4和多个楼层插板5，轿厢上方光电开关1、轿厢下方光电开关2、轿门状态检测设备4和多个楼层插板5用于联合检测电梯是否发生运行开门险情，所述计算机控制设备3根据所述联合检测结果确定报警策略。

其中，计算机控制设备3分别与轿厢上方光电开关1、轿厢下方光电开关2、轿门状态检测设备4和多个楼层插板5连接，楼层插板5的数量为N，N与楼层数量相同，为大于1的自然数。

接着，继续对本发明的电梯运行开门险情检测***的具体结构进行进一步的说明。

所述***还包括：电梯主体结构，由电梯轿体设备、机房控制设备、井道控制设备和层站控制设备组成，所述***轿体设备包括井道传感器、开门机、紧急终端开关、导靴、轿内操纵箱、轿架、轿门、安全钳、随行电缆和所述轿厢，所述井道传感器、所述开门机、所述紧急终端开关和所述导靴都设置在所述轿厢的顶部，所述轿内操纵箱设置在所述轿厢的内部，所述轿架设置在所述轿厢的外部周围，用于固定所述轿厢，所述安全钳设置在所述轿厢的底部，所述随行电缆设置在所述轿厢的外侧，所述机房控制设备包括减速器、拽引轮、导向轮、限速器、制动器、拽引机和电源开关，所述井道控制设备包括导轨支架、拽引钢丝绳、开关碰铁、导轨、对重、补偿链、补偿链导轮、张紧装置、绳头组合和缓冲器，所述对重通过所述绳头组合固定在所述轿厢的下方，所述补偿链、所述补偿链导轮和所述张紧装置按照从上到下的顺序依次设置在所述对重的下方，所述层站控制设备设置在每一层楼层上，包括呼梯盒、层楼指示灯和层门。

所述***还包括：电梯供电电源，包括太阳能供电器件、不间断电源器件、市电接入器件、切换开关和切换控制器，所述切换开关与所述太阳能供电器件、所述不间断电源器件和所述市电接入设备分别连接，所述切换控制器与所述切换开关连接，当所述切换控制器检测到市电正常供应时，将所述切换开关切换到所述市电接入器件以由市电提供供电，当所述切换控制器检测到市电供应中断时，将所述切换开关切换到所述不间断电源器件以由所述不间断电源器件提供供电，所述切换控制器还在所述不间断电源器件提供供电期间，根据所述不间断电源器件的剩余电量决定是否控制所述切换开关切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电。

所述***还包括：移动硬盘，用于存储人体灰度上限阈值、人体灰度下限阈值和预设面积比例阈值，所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值用于将图像中的人体与背景分离，所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值的取值都在0-255之间。

所述***还包括：CMOS视觉传感器，设置在电梯轿厢内，用于对电梯轿厢内部进行拍摄，以获得轿厢内部图像；人体识别器件，与所述CMOS视觉传感器和所述移动硬盘分别连接，包括对比度增强子器件、小波滤波子器件、灰度化处理子器件和目标识别子器件。

所述对比度增强子器件与所述CMOS视觉传感器连接，用于对所述轿厢内部图像执行对比度增强处理，以获得增强图像；所述小波滤波子器件与所述对比度增强子器件连接，用于对所述增强图像执行基于HAAR小波滤波器的小波滤波处理，以获得滤波图像；所述灰度化处理子器件与所述小波滤波子器件连接，用于对所述滤波图像执行灰度化处理，以获得灰度化图像；所述目标识别子器件与所述灰度化处理子器件和所述移动硬盘分别连接，将所述灰度化图像中灰度值在所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值之间的像素组成目标灰度子图像，并计算所述目标灰度子图像占据所述灰度化图像的面积比例，在所述面积比例大于等于所述预设面积比例阈值时，发出存在人员信号，否则，发出不存在人员信号。

所述轿厢上方光电开关1设置在电梯轿厢外侧的顶部；所述轿厢下方光电开关2设置在电梯轿厢外侧的底部。

所述多个楼层插板5分别设置在所述电梯轿厢能够停留的多个楼层的层门附近，每一个楼层插板都具有光敏元件。

其中，所述计算机控制设备3根据当前将所述轿厢上方光电开关1和所述轿厢下方光电开关2同时挡开光路的楼层插板所属的楼层确定所述轿厢当前所在楼层。

所述轿门状态检测设备4与电梯的轿门连接，用于检测电梯的轿门的开闭状态，并在电梯的轿门打开时，发出轿门打开信号，在电梯的轿门关闭时，发出轿门关闭信号。

所述计算机控制设备3与所述轿厢上方光电开关1、所述轿厢下方光电开关2、所述轿门状态检测设备4、所述人体识别器件和所述多个楼层插板5分别连接，当所述轿厢上方光电开关1和所述轿厢下方光电开关2没有被楼层插板同时挡开光路且接收到所述轿门打开信号和所述存在人员信号时，发出运行开门险情信号。

其中，所述对比度增强子器件、所述小波滤波子器件、所述灰度化处理子器件和所述目标识别子器件都是独立的FPGA芯片。

可选地，在所述***中：替换地，将所述对比度增强子器件、所述小波滤波子器件、所述灰度化处理子器件和所述目标识别子器件集成到一块FPGA芯片中；所述***还包括：RS232串行接口，用于将外部RS232通信设备中的人体灰度上限阈值、人体灰度下限阈值和预设面积比例阈值转发到所述移动硬盘进行存储；所述***还包括：3G通信接口，与所述计算机控制设备3和所述人体识别器件分别连接，用于在接收到运行开门险情信号时，将轿厢内部图像进行MPEG-4压缩编码，并将压缩编码后的压缩轿厢内部图像和运行开门险情信号通过3G通信网络发送到电梯负责单位的内部网络或电梯负责人的移动终端；以及，所述电梯供电电源位于所述机房控制设备位置。

另外，CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，他本是计算机***内一种重要的芯片，保存了***引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N(带-电)和P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器。

对于独立于电网的便携式应用而言，以低功耗特性而著称的CMOS技术具有一个明显的优势：CMOS图像传感器是针对5V和3.3V电源电压而设计的。而CCD芯片则需要大约12V的电源电压，因此不得不采用一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和***功能集成到CMOS传感器中将带来另一个好处：他去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在芯片内部进行通信所消耗的能量要比通过PCB或衬底的外部实现方式低得多。

CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(PassivePixelSensorCMOS)与主动式像素传感器(ActivePixelSensorCMOS)。

被动式像素传感器(PassivePixelSensor，简称PPS)，又叫无源式像素传感器，他由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，他可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线(Columnbus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(Chargeintegratingamplifier)保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

主动式像素传感器(ActivePixelSensor，简称APS)，又叫有源式像素传感器。几乎在CMOSPPS像素结构发明的同时，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在CMOSAPS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40％～50％的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是，如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOSAPS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以CMOSAPS的功耗比CCD图像传感器的还小。

采用本发明的电梯运行开门险情检测***，针对现有技术缺少对电梯运行开门险情的检测机制的问题，先采用多种高精度图像处理设备确定电梯轿厢内是否存在人体，随后确定电梯是否运行中开门，当两种条件都成立时，及时进行电梯运行开门险情的现场和远程报警。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种电梯运行开门险情检测方法，该方法包括下列步骤：

1)提供一种电梯运行开门险情检测***；以及

2)使用所述***进行检测，其中，所述***包括轿厢上方光电开关、轿厢下方光电开关、计算机控制设备、轿门状态检测设备和多个楼层插板，轿厢上方光电开关、轿厢下方光电开关、轿门状态检测设备和多个楼层插板用于联合检测电梯是否发生运行开门险情，所述计算机控制设备根据所述联合检测结果确定报警策略。

2.如权利要求1所述的电梯运行开门险情检测方法，其特征在于，所述***还包括：

电梯主体结构，由电梯轿体设备、机房控制设备、井道控制设备和层站控制设备组成，所述***轿体设备包括井道传感器、开门机、紧急终端开关、导靴、轿内操纵箱、轿架、轿门、安全钳、随行电缆和所述轿厢，所述井道传感器、所述开门机、所述紧急终端开关和所述导靴都设置在所述轿厢的顶部，所述轿内操纵箱设置在所述轿厢的内部，所述轿架设置在所述轿厢的外部周围，用于固定所述轿厢，所述安全钳设置在所述轿厢的底部，所述随行电缆设置在所述轿厢的外侧，所述机房控制设备包括减速器、拽引轮、导向轮、限速器、制动器、拽引机和电源开关，所述井道控制设备包括导轨支架、拽引钢丝绳、开关碰铁、导轨、对重、补偿链、补偿链导轮、张紧装置、绳头组合和缓冲器，所述对重通过所述绳头组合固定在所述轿厢的下方，所述补偿链、所述补偿链导轮和所述张紧装置按照从上到下的顺序依次设置在所述对重的下方，所述层站控制设备设置在每一层楼层上，包括呼梯盒、层楼指示灯和层门；

电梯供电电源，包括太阳能供电器件、不间断电源器件、市电接入器件、切换开关和切换控制器，所述切换开关与所述太阳能供电器件、所述不间断电源器件和所述市电接入设备分别连接，所述切换控制器与所述切换开关连接，当所述切换控制器检测到市电正常供应时，将所述切换开关切换到所述市电接入器件以由市电提供供电，当所述切换控制器检测到市电供应中断时，将所述切换开关切换到所述不间断电源器件以由所述不间断电源器件提供供电，所述切换控制器还在所述不间断电源器件提供供电期间，根据所述不间断电源器件的剩余电量决定是否控制所述切换开关切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电；

移动硬盘，用于存储人体灰度上限阈值、人体灰度下限阈值和预设面积比例阈值，所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值用于将图像中的人体与背景分离，所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值的取值都在0-255之间；

CMOS视觉传感器，设置在电梯轿厢内，用于对电梯轿厢内部进行拍摄，以获得轿厢内部图像；

人体识别器件，与所述CMOS视觉传感器和所述移动硬盘分别连接，包括对比度增强子器件、小波滤波子器件、灰度化处理子器件和目标识别子器件；所述对比度增强子器件与所述CMOS视觉传感器连接，用于对所述轿厢内部图像执行对比度增强处理，以获得增强图像；所述小波滤波子器件与所述对比度增强子器件连接，用于对所述增强图像执行基于HAAR小波滤波器的小波滤波处理，以获得滤波图像；所述灰度化处理子器件与所述小波滤波子器件连接，用于对所述滤波图像执行灰度化处理，以获得灰度化图像；所述目标识别子器件与所述灰度化处理子器件和所述移动硬盘分别连接，将所述灰度化图像中灰度值在所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值之间的像素组成目标灰度子图像，并计算所述目标灰度子图像占据所述灰度化图像的面积比例，在所述面积比例大于等于所述预设面积比例阈值时，发出存在人员信号，否则，发出不存在人员信号；

所述轿厢上方光电开关设置在电梯轿厢外侧的顶部；

所述轿厢下方光电开关设置在电梯轿厢外侧的底部；

所述多个楼层插板分别设置在所述电梯轿厢能够停留的多个楼层的层门附近，每一个楼层插板都具有光敏元件，其中，所述计算机控制设备根据当前将所述轿厢上方光电开关和所述轿厢下方光电开关同时挡开光路的楼层插板所属的楼层确定所述轿厢当前所在楼层；

所述轿门状态检测设备与电梯的轿门连接，用于检测电梯的轿门的开闭状态，并在电梯的轿门打开时，发出轿门打开信号，在电梯的轿门关闭时，发出轿门关闭信号；

所述计算机控制设备与所述轿厢上方光电开关、所述轿厢下方光电开关、所述轿门状态检测设备、所述人体识别器件和所述多个楼层插板分别连接，当所述轿厢上方光电开关和所述轿厢下方光电开关没有被楼层插板同时挡开光路且接收到所述轿门打开信号和所述存在人员信号时，发出运行开门险情信号；

其中，所述对比度增强子器件、所述小波滤波子器件、所述灰度化处理子器件和所述目标识别子器件都是独立的FPGA芯片。

3.如权利要求2所述的电梯运行开门险情检测方法，其特征在于：

替换地，将所述对比度增强子器件、所述小波滤波子器件、所述灰度化处理子器件和所述目标识别子器件集成到一块FPGA芯片中。

4.如权利要求2所述的电梯运行开门险情检测方法，其特征在于，所述***还包括：

RS232串行接口，用于将外部RS232通信设备中的人体灰度上限阈值、人体灰度下限阈值和预设面积比例阈值转发到所述移动硬盘进行存储。

5.如权利要求2所述的电梯运行开门险情检测方法，其特征在于，所述***还包括：

3G通信接口，与所述计算机控制设备和所述人体识别器件分别连接，用于在接收到运行开门险情信号时，将轿厢内部图像进行MPEG-4压缩编码，并将压缩编码后的压缩轿厢内部图像和运行开门险情信号通过3G通信网络发送到电梯负责单位的内部网络或电梯负责人的移动终端。

6.如权利要求2所述的电梯运行开门险情检测方法，其特征在于：

所述电梯供电电源位于所述机房控制设备位置。