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原文传递具有自适应调节检测范围功能的电梯视频光幕系统及其检测方法

专利名称：	具有自适应调节检测范围功能的电梯视频光幕系统及其检测方法
摘要：	本发明公开了一种具有自适应调节检测范围功能的电梯视频光幕系统及其检测方法，系统包括视频采集模块、视频处理模块、电梯控制模块、语音警报模块、电源模块和通信模块；视频采集模块，用于采集电梯轿门与厅门之间的图像，并将采集得到的数据传输给视频处理模块；视频处理模块利用自适应调节算法，通过调节摄像头的适用范围，最大限度地检测和跟踪物体；判断物体是否完全进入电梯并判断是否关闭电梯门，并向电梯控制模块发送控制命令；若检测跟踪到物体尚未完全进入电梯，则不关闭电梯门；若检测到物体长时间处于电梯门中间时，则向语音警报模块发送语音警告命令，反之不发送语音警告命令。本发明成本低廉、具有高度鲁棒性的自适应调节检测功能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江工业大学
发明人：	刘华清;李科;冯儒斌;严一博;严友华
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-22T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-20T00:00:00+0800
申请号：	CN202211158462.7
公开号：	CN115626551A
代理机构：	杭州天正专利事务所有限公司
代理人：	王兵;王幸祥
分类号：	B66B13/26;B66B5/00;B66B5/02;B66B1/34;G06V20/40;G06V10/75;G06T7/246;B;G;B66;G06;B66B;G06V;G06T;B66B13;B66B5;B66B1;G06V20;G06V10;G06T7;B66B13/26;B66B5/00;B66B5/02;B66B1/34;G06V20/40;G06V10/75;G06T7/246
申请人地址：	310014 浙江省杭州市拱墅区潮王路18号
主权项：	1.一种电梯视频光幕系统的自适应调节检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：利用视频采集模块进行视频信息采集，并将采集到的视频信息通过有线或无线通信方式传输到视频处理模块；视频处理模块利用自适应调节算法，通过调节摄像头的适用范围，最大限度地检测和跟踪物体；判断物体是否完全进入电梯并判断是否关闭电梯门，并向电梯控制模块发送控制命令；若检测跟踪到物体尚未完全进入电梯，则不关闭电梯门；若检测到物体长时间处于电梯门中间时，则向语音警报模块发送语音警告命令，反之则不发送语音警告命令；电梯控制模块根据视频处理模块的控制命令控制电梯开、关门；语音警报模块根据视频处理模块的语音警告命令发送警告；所述自适应调节算法包括目标检测子模块、目标跟踪子模块和反馈控制子模块，所述目标检测子模块内置基于深度可分离的快速目标检测算法，用于检测视频采集模块采集范围内的物体种类；所述目标跟踪子模块内置目标跟踪算法，用于跟踪目标检测子模块检测到的物体的轨迹；所述反馈控制子模块内置反馈控制算法，通过根据目标检测子模块得到物体位置信息，若检测到物体长时间处于电梯门中间时，则向所述语音警报模块发送语音警告命令，并通过根据所述目标跟踪子模块得到的物体的轨迹信息，判断是否需要调节摄像头检测范围，并向视频采集模块发送指令；所述目标检测子模块的目标检测算法包括：图像预处理，所述预处理包括调整图像像素大小和对图像进行数字处理；将预处理后的图像送入到网络模型中，其中的网络模型是将输入的图像分割成S*S大小的网格，每个网格负责检测中心落在该网格中的物体；在每一个网格中预测B个bounding boxes，即边界框，每个边界框都包含5个预测值：x,y,w,h和置信度C，其中x,y就是预测边界框的中心坐标，而边界框的w和h的预测值是相对于整个图片的宽和高的比例，置信度C就是预测的边界框和真值框的IOU值，如果某个网格中不存在物体，则置信度C为0；所述目标跟踪模块的目标跟踪算法包括：步骤1，在目标检测算法中获取检测器对当前帧图像的检测结果，即用bounding box将检测到的物体框出，将检测到的bounding box生成匹配单元；步骤2，预测阶段：预测的位置信息作为观测值输入到目标跟踪算法后，首先判断是否有跟踪信息，如果存在对其位置信息进行先验概率预测；步骤3，匹配阶段：将得到预测位置信息与匹配单元先后进行级联匹配和IOU匹配，最终得到匹配成功列表；步骤4，更新阶段：对匹配成功的元素进行后验预测，得到最终的修正坐标，更新系统增益、协方差矩阵参数，完成一帧检测，一直循环上述操作直至处理完全部视频。 2.如权利要求1所述的一种电梯视频光幕系统的自适应调节检测方法，其特征在于，所述反馈控制子模块中判断是否发送语音警报命令的具体流程为：设定摄像头检测范围安全距离阈值，当识别到的物体长时间处于检测范围的安全阈值时，判断该物体会影响到目标检测结果，威胁到电梯的安全使用，向语音警报模块发送语音警报命令。 3.如权利要求1所述的一种电梯视频光幕系统的自适应调节检测方法，其特征在于，所述反馈控制子模块中是否调节摄像头检测范围的具体流程为：设定物体在图像中的最大占比阈值和最小占比阈值，当识别到的物体大于最大占比阈值时，通过调节摄像头焦距扩大检测范围；当识别到的物体小于最小占比阈值时，通过调节摄像头焦距缩小大检测范围。 4.如权利要求1～3任意一项所述的一种电梯视频光幕系统的自适应调节检测方法，其特征在于，所述反馈控制子模块中判断是否发送开关门命令的具体流程为： S1：划定检测区域：位于摄像头底下水平方向的检测区域为第一检测区域，位于轿厢内、外侧的纵向检测区域为第二和第三检测区域； S2：当识别到的物体在第一检测区域内，发送开门命令； S3：当识别到的物体在第二或三检测区域内，且未在第一检测区域内时，在设定电梯安全开门时间内先发送开门命令； S4：超出设定电梯安全开门时间，根据识别得到的物体种类进一步决定发送开关门命令；其中若识别到人或货物等需要进入电梯或离开电梯的物体，将持续发送开门指令；若识别到物体长时间停留在第二、三检测区域内，且未触及到第一检测区域时，将发送关门指令；当第一、二、三检测区域内未检测到物体时，发送关门指令； S5：算法结束。 5.一种具有自适应调节检测范围功能的电梯视频光幕系统，其特征在于，包括：安装在电梯轿厢外靠近轿门侧顶端的视频采集模块、安装在轿厢上的视频处理模块、安装在电梯控制柜内的电梯控制模块、安装在电梯轿厢进门内侧左上角的语音警报模块、电源模块和通信模块；各个模块的具体构成是：所述视频采集模块，用于采集电梯轿门与厅门之间的图像，并将采集得到的数据传输给所述视频处理模块，所述视频采集模块通过所述通信模块与所述视频处理模块无线或有线连接；所述视频处理模块通过所述通信模块分别与所述电梯控制模块、语音警报模块无线或有线连接；所述视频处理模块利用自适应调节算法，通过调节摄像头的适用范围，最大限度地检测和跟踪物体；判断物体是否完全进入电梯并判断是否关闭电梯门，并向电梯控制模块发送控制命令；若检测跟踪到物体尚未完全进入电梯，则不关闭电梯门；若检测到物体长时间处于电梯门中间时，则向语音警报模块发送语音警告命令，反之则不发送语音警告命令；电梯控制模块根据视频处理模块的控制命令控制电梯开、关门；所述语音警报模块根据视频处理模块的语音警告命令发送警告；所述电源模块分别为所述视频采集模块、视频处理模块、电梯控制模块以及语音警报模块提供电力。 6.如权利要求5所述的一种具有自适应调节检测范围功能的电梯视频光幕系统，其特征在于，所述视频采集模块为可变焦的摄像头，所述摄像头安装在电梯轿厢外靠近轿门侧的顶端，用于采集电梯轿门与厅门之间的图像。 7.如权利要求6所述的一种具有自适应调节检测范围功能的电梯视频光幕系统，其特征在于，所述视频处理模块为工控机，所述工控机安装在轿厢上，通过有线或无线的方式与所述摄像头连接并与所述电梯控制模块连接。 8.如权利要求7所述的一种具有自适应调节检测范围功能的电梯视频光幕系统，其特征在于，所述语音警报模块为喇叭，所述喇叭安装在电梯轿厢进门内侧左上角，当工控机发送语音警告命令时，喇叭发出设定的语音警告声。 9.如权利要求8所述的一种具有自适应调节检测范围功能的电梯视频光幕系统，其特征在于，所述通信模块采用有线或无线通信模块，为所述视频采集模块、视频处理模块、电梯控制模块、语音警报模块提供通信保障。 10.如权利要求9所述的一种具有自适应调节检测范围功能的电梯视频光幕系统，其特征在于，所述电源采用低功率电源。