CN116199056A - 非接触式电梯操控*** - Google Patents

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CN116199056A
CN116199056A CN202111611296.7A CN202111611296A CN116199056A CN 116199056 A CN116199056 A CN 116199056A CN 202111611296 A CN202111611296 A CN 202111611296A CN 116199056 A CN116199056 A CN 116199056A
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张荣文
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Abstract

一种非接触式电梯操控***，包括具有多个按钮的控制面板、影像处理器、第一镜头模组及第二镜头模组，该第一镜头模组及该第二镜头模组设置于该控制面板的二个相邻角落；当物件落入检测范围时，影像处理器由第一镜头模组所拍摄的第一影像，取得该物件的第一成像位置，并由第二镜头模组所拍摄的第二影像，取得该物件的第二成像位置，并依据第一成像位置、第二成像位置、第一成像位置及第二成像位置分别相对于第一镜头模组及第二镜头模组的相对位置信息，得出该物件在控制面板所对应的位置，并依据该位置，触发控制面板上的对应按钮。

Description

非接触式电梯操控***
技术领域
总体而言，本公开是关于电梯操控***；特定而言，是关于非接触式电梯操控***。
背景技术
随着新冠肺炎(COVID-19)等传染病的流行，我们试图减少人与人之间的直接接触或间接接触，以降低接触感染病毒或细菌的风险。其中，电梯的控制面板(尤其控制面板上的按钮)因接触人数众多，故成为一种高风险的疾病传染源。因此，我们亟需一种非接触式电梯操控***，具有可靠性(reliability)及强健性(robustness)，让使用者不需要接触控制面板及其按钮，即可有效操控电梯的运作。
发明内容
本公开的一种示例，是关于一种非接触式电梯操控***，包括具有多个按钮的控制面板、影像处理器、以及第一镜头模组及第二镜头模组，该第一镜头模组及该第二镜头模组分别设置于该控制面板的第一角落及第二角落，该第一角落及该第二角落彼此相邻；当物件落入检测范围时，影像处理器由第一镜头模组所拍摄的第一影像，取得该物件的第一成像位置，并由第二镜头模组所拍摄的第二影像，取得该物件的第二成像位置，并依据第一成像位置、第二成像位置、第一成像位置相对于第一镜头模组及第二镜头模组的相对位置信息、以及第二成像位置相对于第一镜头模组及第二镜头模组的相对位置信息，得出该物件在控制面板所对应的位置。
附图说明
本说明书参见下列附图，其中不同附图中的相同参考编号，乃意图指称相同或相似的部件。
图1A、图1B及图1C为示意图，显示依据本公开的电梯操控***的范例实施例。
图2为示意图，显示依据本公开的电梯操控***的非接触式检测机制的范例实施例。
图3为示意图，显示依据本公开的虚拟平面的范例实施例。
图4为示意图，显示依据本公开的电梯操控***的一种范例位置计算机制。
图5为示意图，显示依据本公开的电梯操控***的另一范例实施例。
图6A至6D为示意图，显示依据本公开的镜头模组拍摄物件的一种范例样态。
图7A至7E为示意图，显示当物件位于控制面板上的不同位置时，镜头模组的各种可能成像样态。
图8为示意图，显示依据本公开的电梯操控***的另一范例实施例。
图9为示意图，显示依据本公开的电梯操控***的另一种范例位置计算机制。
图10A为示意图，显示图9中的位置计算机制所计算出的一种位置样态。
图10B为表格，显示图10A中，由不同镜头模组配对所计算出的位置信息。
本公开可有多种改良及替换形式。部分代表实施例已于附图中示例，并将于本文中详述。然而，应注意，本公开并非意图限制于文中所公开的特定形式。反之，本公开涵盖所有落于本公开精神及范围之内的改良物、等效物及替换物，该精神及范围由附录的权利要求所定义。
具体实施方式
本公开提供多种不同实施例或范例，用于实施本公开所述标的的不同特征。下文所述的部件及配置的特定范例，是为了简化本公开而呈现。当然，其仅为范例，而非意图限制。例如，下文中，“第一特征位于第二特征之上”的配置，可包括该第一特征及第二特征形成直接接触的实施例，亦可包括该第一特征及第二特征之间尚有额外特征，使该第一特征及第二特征不形成直接接触的实施例。
此外，空间相关词汇，例如“上方”、“下方”、“前方”、“后方”等，可在本公开中为叙述简便起见，而用于叙述元件或特征与另一(另外多个)元件或特征如图所示的关系。此等空间相关词汇，乃意图包含附图所绘示的方向、以及装置在使用中或运作中的不同方向。装置可能朝向其他方向(旋转 90度或位于其他方向)，此时本公开中所使用的空间相关词汇可依据该装置方向以对应方式解读。
图1A、图1B及图1C为示意图，依据本公开，显示电梯操控***100 的范例实施例。参见图1A，电梯操控***100包括控制面板102、影像处理器(未图示)、以及二个镜头模组104及106。镜头模组104及106分别设置于控制面板的二个相邻角落上。其中，镜头模组104及106二者的视野(field of view,FOV)皆涵盖控制面板102的整体。通常，控制面板102设置于电梯墙面上，并垂直于地面；然而本公开不限于此。
参见图1B，控制面板102包括按钮108a、108b、…、108n，用于操控电梯的运作。
如前文所述，镜头模组104及106二者的视野皆涵盖控制面板102的整体。为达成此一目的，镜头模组104及106的位置必须比控制面板102在z 方向(垂直于控制面板102所在xy平面的方向)上凸出一些(例如5公分)，以防止镜头模组104及106的视野遭到遮挡，如图1C所示。
图2为示意图，依据本公开，显示电梯操控***100的一种范例非接触式检测机制。如图2所示，镜头模组104(或106)在yz平面上的视野以射线201a及201b为界，划分为检测区202及非检测区204。射线201a及201b 之间的区域为检测区202，而检测区202以外的区域为非检测区204。射线 201a及201b的夹角α小于镜头模组104(或106)在yz平面上的视角(angle of view)。在控制面板102的前方，具有虚拟平面208，平行于控制面板102，并与控制面板102在z方向上隔开一段距离(例如5公分)。虚拟平面208位于检测区202之内。当物件206(例如使用者的手指)接近(但不需要碰触) 控制面板102中的按钮108m时，即可触发按钮108m，详见下文。
图3为示意图，依据本公开，显示虚拟平面208的范例。在图3中，镜头模组104(或106)在xy平面上的视野涵盖控制面板102(未绘示于图3 中)的整体，且视野中的影像对应于多个像素(pixels，在图3中以方格表示)；然而，在视野中，仅有控制面板102上的按钮108a～108n(未绘示于图3中) 所构成的区域为我们的兴趣区域(region of interest,ROI)。因此，为了消除并非位于兴趣区域内的物件所造成的不必要运算量，我们将该等像素的子集合定义为虚拟平面208(在图3中以灰色显示)，其中该虚拟平面208涵盖控制面板102上的按钮108a～108n所构成的区域。
在以下的示例中，物件206为(但不限于)使用者的手指。当物件206 进入检测区202时，若物件206位于虚拟平面208内，则镜头模组104(或 106)拍摄物件206的影像；换言之，电梯操控***100的检测范围(detection range)为检测区202及虚拟平面208的交集区域。若物件206在虚拟平面208 内停留的时间达到预设阈值(例如但不限于0.5秒至1秒)，则镜头模组104 (或106)将物件206的影像传送至影像处理器，供影像处理器计算物件206 在影像上的成像位置。其中，物件206在虚拟平面208内的停留时间可以***面208内的停留时间达到阈值时间。
图4为示意图，依据本公开，显示电梯操控***100的一种范例位置计算机制。在xy平面上，镜头模组104的坐标为已知的(X1,Y1)，镜头模组 106的坐标为已知的(X2,Y2)，而物件206的坐标为待求的(X,Y)。当物件 206进入检测范围并停留一段时间时，镜头模组104及106分别拍摄物件206 的第一影像及第二影像，并将第一影像及第二影像传送至影像处理器；随后，影像处理器由物件206在第一影像上的成像位置，计算图4中的夹角θ1，并由物件206在第二影像上的成像位置，计算图4中的夹角θ2；依据习知的三角测量方法，由(X1,Y1)、(X2,Y2)、θ1及θ2，可求得物件206的坐标(X,Y)。影像处理器在求出物件206的坐标(X,Y)后，将(X,Y)映射(mapping)至控制面板102上的按钮108m，并传送代表按钮108m的命令信号至控制面板102，使控制面板102回应于该命令信号，触发按钮108m。
图5为示意图，依据本公开，显示电梯操控***100的另一范例实施例。如图5所示，镜头模组104及106分别包括发光二极管(LED)502及504，发出例如红外线光，作为镜头模组104及106的发光源。当镜头模组104(或 106)拍摄物件206的影像时，物件206会被LED 502(或504)发出的光线照亮，并反射光线至镜头模组104(或106)的影像传感器，使影像传感器上显示物件206的影像。然而，当物件206靠近镜头模组104(或106)时，会造成物件206的亮度上升，可能导致镜头模组104(或106)的影像传感器中的影像过度曝光，造成物件206在影像上的成像位置不清楚，因而无法以三角测量方法求得物件206的坐标位置。为了解决此问题，必须针对LED 502 及504的发光方式进行调整，详见下文。
第6A至6D图显示图5中的范例电梯操控***100的一种范例影像拍摄机制。当镜头模组104(或106)拍摄物件206的影像时，LED 502及504 会分别以第一亮度及第二亮度发光，其中第一亮度为高亮度(例如LED 502 及504的100％亮度)，而第二亮度为低亮度(例如LED 502及504的20％亮度)，使镜头模组104及106分别在第一亮度及第二亮度下，拍摄物件206的高亮度成像及低亮度成像，再由影像处理器自高亮度成像及低亮度成像中，选取物件206清楚成像之一，供后续三角测量运算之用。
图6A及图6B显示镜头模组104拍摄物件206的二种样态。在图6A中， LED 502以第一亮度(高亮度)发光，使镜头模组104拍摄物件206的高亮度成像，并传送该高亮度成像至影像处理器；而在图6B中，LED 502以第二亮度(低亮度)发光，使镜头模组104拍摄物件206的低亮度成像，并传送该低亮度成像至影像处理器。随后，影像处理器由高亮度成像及低亮度成像中选取物件206清楚成像之一，作为第一影像，以供后续三角测量运算之用。
相似地，图6C及图6D显示镜头模组106拍摄物件206的二种样态。在图6C中，LED504以第一亮度(高亮度)发光，使镜头模组106拍摄物件 206的高亮度成像，并传送该高亮度成像至影像处理器；而在图6D中，LED 504以第二亮度(低亮度)发光，使镜头模组106拍摄物件206的低亮度成像，并传送该低亮度成像至影像处理器。随后，影像处理器由高亮度成像及低亮度成像中选取物件206清楚成像之一，作为第二影像，以供后续三角测量运算之用。
第7A至7E图显示当物件206位于控制面板102上的不同位置时，镜头模组104及106的各种可能成像样态。在图7A中，物件206与镜头模组104 及106之间皆具有适中的距离；镜头模组104所拍摄的影像包括高亮度成像 711及低亮度成像712，而镜头模组106所拍摄的影像包括高亮度成像713及低亮度成像714。其中，高亮度成像711及713的影像清晰，而低亮度成像 712及714的影像较暗。因此，镜头模组104的高亮度成像711被选取为第一影像，而镜头模组106的高亮度成像713被选取为第二影像。
在图7B中，物件206较靠近镜头模组104，而较远离镜头模组106。镜头模组104所拍摄的影像包括高亮度成像721及低亮度成像722，而镜头模组106所拍摄的影像包括高亮度成像723及低亮度成像724。如图7B所示，由于物件206靠近镜头模组104，导致物件206在镜头模组104上的成像亮度较高，造成高亮度成像721过度曝光，物件206的影像不清楚。相较之下，低亮度成像722为较清楚的影像。又，由于物件206远离镜头模组106，导致物件206在镜头模组106上的成像亮度较低，此时高亮度成像723尚能清楚成像，而低亮度成像724的成像亮度不足，物件206的影像不清楚。因此，镜头模组104的低亮度成像722被选取为第一影像，而镜头模组106的高亮度成像723被选取为第二影像。
相似地，在图7C中，物件206较远离镜头模组104，而较靠近镜头模组 106。镜头模组104所拍摄的影像包括高亮度成像731及低亮度成像732，而镜头模组106所拍摄的影像包括高亮度成像733及低亮度成像734。如图7C 所示，由于物件206远离镜头模组104，导致物件206在镜头模组104上的成像亮度较低，此时高亮度成像731尚能清楚成像，而低亮度成像732的成像亮度不足，物件206的影像不清楚。又，由于物件206靠近镜头模组106，导致物件206在镜头模组106上的成像亮度较高，造成高亮度成像733过度曝光，物件206的影像不清楚。相较之下，低亮度成像734为较清楚的影像。因此，镜头模组104的高亮度成像731被选取为第一影像，而镜头模组106 的低亮度成像734被选取为第二影像。
在图7D中，物件206与镜头模组104的距离适中，而较远离镜头模组 106。镜头模组104所拍摄的影像包括高亮度成像741及低亮度成像742，而镜头模组106所拍摄的影像包括高亮度成像743及低亮度成像744。此时，高亮度成像741及743的成像尚称清楚，而低亮度成像742及744的成像亮度不足，物件206的影像不清楚。因此，镜头模组104的高亮度成像741被选取为第一影像，而镜头模组106的高亮度成像743被选取为第二影像。
相似地，在图7E中，物件206较远离镜头模组104，而与镜头模组106 的距离适中。镜头模组104所拍摄的影像包括高亮度成像751及低亮度成像 752，而镜头模组106所拍摄的影像包括高亮度成像753及低亮度成像754。此时，高亮度成像751及753的成像尚称清楚，而低亮度成像752及754的成像亮度不足，物件206的影像不清楚。因此，镜头模组104的高亮度成像 751被选取为第一影像，而镜头模组106的高亮度成像753被选取为第二影像。
图8显示另一种范例电梯操控***800。电梯操控***800具有三个或更多镜头模组(下文以四个镜头模组为例，但不限于此)，相较于前文所述的电梯操控***100，可具有更高的可靠性及环境耐受力。在图8中，镜头模组 804、806、808、810分别设置于控制面板802的四个角落，其中镜头模组804 与镜头模组806及810相邻、镜头模组806与镜头模组804及808相邻、镜头模组808与镜头模组806及810相邻、镜头模组810与镜头模组804及808 相邻。镜头模组804、806、808、810的结构及运作与前文所述的镜头模组104 或106相似，故不再赘述。
设置三个或更多镜头模组的一个优点，在于我们可由每二个相邻的镜头模组求出一组可能位置，再将该等可能位置取交集解，以滤除可能的外在干扰(例如反光物品)所造成的错误解，及/或当其中一个镜头模组损坏时，尚有二个或更多的镜头模组可进行正确运算。以图8中的四个镜头模组804、 806、808、810为例，由每二个相邻的镜头模组求出一组可能位置，则会有四组可能位置(分别由镜头模组804及806、806及808、808及810、810及 804求出)，再将此四组可能位置取交集解，即可得出物件所在位置。
图9显示上述运算过程的范例。在xy平面上，镜头模组804的坐标为已知的(X1,Y1)，镜头模组806的坐标为已知的(X2,Y2)，而物件902(例如使用者的手指)的坐标为待求的(X,Y)。当物件902进入检测范围并停留一段时间时，镜头模组804及806分别拍摄物件902的第一影像及第二影像，并将第一影像及第二影像传送至影像处理器；随后，影像处理器依据物件902 在第一影像上的成像位置，计算图9中的夹角θ1，并依据物件902在第二影像上的成像位置，计算图9中的夹角θ2；依据习知的三角测量方法，由 (X1,Y1)、(X2,Y2)、θ1及θ2，可求得物件902的第一位置的坐标。随后，镜头模组806及808、镜头模组808及810、镜头模组810及804各进行一次上述拍摄程序，并由影像处理器分别求出物件902所在的第二、第三及第四位置的坐标。若因外在干扰或镜头模组损坏等原因，导致第一、第二、第三及第四位置中至少一者的坐标并非唯一时，则影像处理器将第一、第二、第三及第四位置坐标的交集作为物件902的位置，并将物件902的位置映射至控制面板802上的按钮。随后，影像处理器传送代表该按钮的命令信号至控制面板802，使控制面板802回应于该命令信号，触发该按钮。
当第一、第二、第三及第四位置的坐标中至少一者并非唯一时，则影像处理器将以第一、第二、第三及第四位置的交集作为物件902的坐标(X,Y)。图10A中，影像处理器依据镜头模组804及806、镜头模组806及808、镜头模组808及810、镜头模组810及804所拍摄的影像，求出了位置1001、1002、 1003及1004四个可能位置，其中，如图10B所示，由镜头模组804及806 求出的第一位置为1001及1003，由镜头模组806及808求出的第二位置为 1001，由镜头模组808及810求出的第三位置为1001及1002，由镜头模组 810及804求出的第四位置为1001及1004。此时，影像处理器取第一位置、第二位置、第三位置及第四位置的交集(亦即1001)为物件902的位置，并将物件902的位置映射至控制面板802上的对应按钮，进而命令控制面板802 触发该按钮。此时，位置1002、1003、1004所对应的按钮(若有)并不被触发。
前文叙述是以四个镜头模组为范例，然而包括三个、五个或更多镜头模组的电梯操控***，亦包含在本公开的精神及范围之内。举例而言，若图8及图9中的电梯操控***800包括镜头模组804、806及808，而不包括镜头模组810，则影像处理器由镜头模组804及806运算出物件902的第一位置、由镜头模组806及808运算出物件902的第二位置，再将第一及第二位置的交集作为物件902的位置，并将物件902的位置映射至控制面板802上的按钮，以命令控制面板802触发该按钮。
上文的实施例叙述，包括图示的实施例，仅为图示及叙述方便起见而呈现，而并不意图作为本公开的穷举(exhaustive)，或将本公开限制在前述附图及文字所公开的准确形式内。本公开所属领域具技术的人，可易于思及多种改良、改造及使用方法。依据本文的公开，可对公开的实施例进行多种变更，而不脱离本公开的精神及范围。因此，本公开的广度及范围，不应限制于任何前述实施例之内。
尽管本公开的某些态样及特征已针对一种或多种实施而绘示或叙述，然而其他于本公开所属领域具技术的人，于阅读并理解本说明书及附录的附图后，当可思及或理解等效的替换或改良。此外，尽管本公开中特定特征可能已针对数种实施中的单一实施而公开，然而若对任何给定或特定应用为理想或有利，则该特征亦可与其他实施中的一个或多个其他特征合并。
本文中使用的词汇，仅为叙述特定实施例而使用，而并不意图限制本公开。除非文中另有明确指示，否则在本文中使用的单数形式“一”、“一个”及“该”，亦意图包括复数形式。此外，在“实施方式”及/或权利要求中使用的“包括”、“包含”、“具有”或其变体词汇，乃意图指称开放性(inclusive) 意涵，与“含有”(comprising)一词相近。
除非另有定义，否则本说明书中使用的所有词汇(包括技术及科学词汇) 的意义皆与本发明所属领域具通常技术的人所普遍知悉的意义相同。此外，各词汇，例如于常用辞典中有定义者，除非于本说明书中有明确定义，否则其意义应解读为与其在相关技术脉络中的意义一致，而不应以理想化或过度正式的方式解读。
[符号说明]
100:电梯操控***
102:控制面板
104,106:镜头模组
108a,108b,108n:按钮
108m:按钮
201a,201b:射线
202:检测区
204:非检测区
206:物件
208:虚拟平面
α:夹角
θ1,θ2:夹角
502,504:发光二极管(LED)
711,713:高亮度成像
712,714:低亮度成像
721,723:高亮度成像
722,724:低亮度成像
731,733:高亮度成像
732,734:低亮度成像
741,743:高亮度成像
742,744:低亮度成像
751,753:高亮度成像
752,754:低亮度成像
800:电梯操控***
802:控制面板
804,806,808,810:镜头模组
902:物件
1001,1002,1003,1004:位置。

Claims (9)

1.一种非接触式电梯操控***，包括：
控制面板，包括多个按钮；
影像处理器；以及
第一镜头模组及第二镜头模组，分别设置于该控制面板的第一角落及第二角落，该第一角落及该第二角落彼此相邻；
其中，当物件落入检测范围时，该影像处理器由该第一镜头模组所拍摄的第一影像，取得该物件的第一成像位置，并由该第二镜头模组所拍摄的第二影像，取得该物件的第二成像位置，并依据该第一成像位置、该第二成像位置、该第一成像位置相对于该第一镜头模组及该第二镜头模组的相对位置信息、以及该第二成像位置相对于该第一镜头模组及该第二镜头模组的相对位置信息，得出该物件在该控制面板所对应的第一位置，并依据该第一位置所对应的按钮，传送命令信号至该控制面板；
该控制面板回应于该命令信号，触发该按钮。
2.根据权利要求1所述的非接触式电梯操控***，其中该第一镜头模组的视野及该第二镜头模组的视野分别涵盖该按钮面板的整体。
3.根据权利要求1所述的非接触式电梯操控***，其中：
该检测范围位于该控制面板前方且平行于该控制面板的虚拟平面上；
该第一镜头模组及该第二镜头模组分别具有影像传感器；
该虚拟平面分别对应于该第一和该第二镜头模组的影像传感器中的第一像素集合和第二像素集合。
4.根据权利要求3所述的非接触式电梯操控***，其中当该第一像素集合及该第二像素集合中出现该物件的物件影像，且该物件影像停留超过触发时间时，则该物件落入该检测范围。
5.根据权利要求4所述的非接触式电梯操控***，其中依据该第一成像位置、该第二成像位置、该第一成像位置相对于该第一镜头模组及该第二镜头模组的相对位置信息、以及该第二成像位置相对于该第一镜头模组及该第二镜头模组的相对位置信息，得出该物件在该控制面板所对应的该第一位置的操作，是由该影像处理器以三角测量的方式，计算该第一位置。
6.根据权利要求4所述的非接触式电梯操控***，其中：
该第一镜头模组及该第二镜头模组分别具有发光源，该发光源至少具第一亮度及第二亮度，该第一亮度高于该第二亮度；
该第一镜头模组分别以该第一亮度和该第二亮度拍摄该物件，以获取第一成像，对应于该第一亮度，及第二成像，对应于该第二亮度，并以该第一成像及该第二成像之一作为该第一影像；
该第二镜头模组分别以该第一亮度和该第二亮度拍摄该物件，以获取第三成像，对应于该第一亮度，及第四成像，对应于该第二亮度，并以该第三成像及该第四成像之一作为该第二影像。
7.根据权利要求1所述的非接触式电梯操控***，还包括第三镜头模组，设置于该控制面板的第三角落，该第三角落与该第二角落彼此相邻。
8.根据权利要求7所述的非接触式电梯操控***，其中：
当该物件落入该检测范围时，该影像处理器从该第三镜头模组取得该物件的第三成像位置，依据该第二成像位置、该第三成像位置、该第二成像位置相对于该第二镜头模组及该第三镜头模组的相对位置信息、以及该第三成像位置相对于该第二镜头模组及该第三镜头模组的相对位置信息，得出该物件在该控制面板所对应的第二位置；
当该第一位置或该第二位置并非唯一时，该影像处理器取该第一位置及该第二位置的交集作为该物件的位置；
该影像处理器依据该物件的位置所对应的按钮，传送命令信号至该控制面板；
该控制面板回应于该命令信号，触发该按钮。
9.根据权利要求8所述的非接触式电梯操控***，其中依据该第二成像位置、该第三成像位置、该第二成像位置相对于该第二镜头模组及该第三镜头模组的相对位置信息、以及该第三成像位置相对于该第二镜头模组及该第三镜头模组的相对位置信息，得出该物件在该控制面板所对应的该第二位置的操作，是由该影像处理器以三角测量的方式，计算该第二位置。
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