基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯技术

本发明专利技术属于信号处理技术领域，公开了基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯。该方法包括：控制器在检测到上楼/下楼控制按键被按下后，以预设的检测间隔持续检测，其执行一次检测的步骤包括：获取红外探头在当前检测时刻、第一时刻、第二时刻以及在第二时刻周围的N个时刻发送的电压信号，进而计算得到第一置信度数值；获取光学摄像头在当前检测时刻、第一时刻以及在第一时刻周围的N个时刻发送的图像信号，进而计算得到第二置信度数值；获取超声波探头在当前检测时刻发送的回波信号，进而计算得到第三置信度数值；进行融合判断，确定电梯等候区的等候乘客是否离开。本发明专利技术能够降低传感器故障引起的检测失效，提高检测准确率。 1

Waiting passenger detection method and elevator based on signal fusion

The invention belongs to the field of signal processing technology, and discloses a waiting passenger detection method based on signal fusion and an elevator. The method includes: after the controller detects that the control keys of the upstairs / downstairs are pressed, the default detection interval continues to be detected, and the steps to perform one detection include: obtaining the voltage signals transmitted by the infrared probe at the current detection time, the first moment, the second time, and the N time around the second time, and then the calculation of the voltage signal, and then the calculation of the voltage signal to be transmitted at the time of the time around the time, and then the calculation. The first confidence value is obtained; the image signals sent by the optical camera at the current detection time, the first moment and the N time around the first time are obtained, and then the second confidence value is calculated, and the echo signals sent by the ultrasonic probe at the current detection time are obtained, and then the third confidence degree is calculated. To determine whether the waiting passengers in the waiting area of the elevator will leave. The invention can reduce the detection failure caused by the sensor failure and improve the detection accuracy. One

【技术实现步骤摘要】
基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯
本专利技术涉及信号处理
，尤其涉及基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯，能够提升检测准确率，节省电梯轿厢内乘客的等待时间，降低电梯能耗。
技术介绍
生活中，高层住宅、写字楼通常配备有垂直升降的电梯，轿厢内的乘客在乘坐电梯时经常会遇到电梯运行至某层开门等待上客而门外无人的情况。有时是因为在电梯间等候的乘客改变主意回房间或改走楼梯，有时则是因为有人恶作剧。如果电梯的控制系统能够事先检测到某些楼层已经无人等候，就可以取消这些楼层的停泊，节省电梯运行能耗，也节省轿厢内乘客的时间。现有技术中已有乘客检测方面的相关装置和方法，这些装置和方法多采用菲涅尔透镜加红外线感应器件构成的红外传感器。当乘客进入电梯入口附近的等候区域时，红外传感器接收到的能量即会增强，其输出的电压也即随之改变，电梯控制器检测到红外传感器输出的电压变化后，判定有乘客正在等候。这种方式也被称为被动式红外活动目标探测器。由于该种方法需要依靠人体散发的热量进行检测，在很多情况下，比如乘客从寒冷环境进入建筑或者乘客穿戴比较严实时，会出现红外传感器无法探测到人体散发的热量，从而会出现漏报。而在一些情况下，如阳光和其它照明光线较强时，红外传感器接收到的能量也会增强，导致出现虚报。除红外传感器之外，也有一些乘客检测装置采用微波传感器作为探测器，通过微波传感器探测周围环境的微波能量来检测是否有等候乘客。但由于人体和衣物自身辐射的微波能量极弱，与环境背景无显著差异，此类检测装置需要探测器自身发射微波，进而利用人体反射的能量实现探测，因此成本较高，且在人体安全性方面存在争议。此外，上述两种乘客检测装置存在一个共同的缺陷，即一旦传感器故障，检测即失效，检测等候乘客的目的也就无法实现。
技术实现思路
本专利技术提供基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯，以至少解决现有的检测装置可能出现的检测失效、漏报、虚报以及成本较高的问题，能够降低传感器故障引起的检测失效，提高检测准确率。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，提供一种电梯，包括：控制器、电梯驱动单元、布设于各楼层电梯等候区周侧墙壁上的红外探头、光学摄像头和超声波探头以及布设于各楼层门厅门旁侧墙壁上的上楼/下楼控制按键以及所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯；其中，所述红外探头，用于持续检测电梯等候区，得到电压信号，并向所述控制器发送所述电压信号；所述光学摄像头，用于持续检测电梯等候区处，得到图像信号，并向所述控制器发送所述图像信号；所述超声波探头，用于持续检测电梯等候区，得到回波信号，并向所述控制器发送所述回波信号；所述控制器，用于接收各楼层的红外探头发送的电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，并在检测到所述上楼/下楼控制按键被按下后，向所述电梯驱动单元发送请停指令，同时控制所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯点亮，并根据目标楼层的红外探头发送的红外电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，以预设的检测间隔持续检测电梯等候区的等候乘客是否离开；其中，所述目标楼层为所述上楼/下楼控制按键被按下的楼层；所述电梯驱动单元，用于接收所述控制器发送的请停指令，并根据所述请停指令驱动电梯轿厢向所述目标楼层移动；所述控制器，还用于在检测到电梯等候区的等候乘客离开后，向电梯驱动单元发送请停取消指令，同时控制所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯熄灭；所述电梯驱动单元，还用于接收所述控制器发送的请停取消指令，并根据所述请停取消指令停止驱动电梯轿厢向所述目标楼层移动。第二方面，提供一种基于信号融合的等候乘客检测方法，应用于第一方面所述的电梯，控制器在检测到目标楼层的上楼/下楼控制按键被按下后，以预设的检测间隔持续检测，其执行一次检测的步骤包括：步骤1，所述控制器获取目标楼层的红外探头在当前检测时刻发送的第一电压信号、在第一时刻发送的第二电压信号、在第二时刻发送的第三电压信号以及在所述第二时刻周围的N个时刻发送的N个电压信号，并根据所述第一电压信号、所述第二电压信号、第三电压信号以及所述N个电压信号，计算得到对应的第一置信度数值；其中，所述第一时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第一时间间隔的时刻，所述第二时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第二时间间隔的时刻，所述第一时间间隔小于所述第二时间间隔；步骤2，所述控制器获取所述目标楼层的光学摄像头在当前检测时刻发送的第一图像信号、在所述第一时刻发送的第二图像信号以及在所述第一时刻周围的N个时刻发送的N个图像信号，并根据所述第一图像信号、所述第二图像信号以及所述N个图像信号，计算得到对应的第二置信度数值；步骤3，所述控制器获取所述目标楼层的超声波探头在当前检测时刻发送的回波信号，并根据所述回波信号，计算得到对应的第三置信度数值；步骤4，所述控制器利用所述第一置信度数值、所述第二置信度数值和所述第三置信度数值，进行融合判断，确定电梯等候区的等候乘客是否离开。基于本专利技术提供的基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯，控制器接收各楼层的红外探头发送的电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，并在检测到上楼/下楼控制按键被按下后，向电梯驱动单元发送请停指令，同时控制上楼/下楼控制按键对应的指示灯点亮，并根据目标楼层的红外探头发送的红外电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，以预设的检测间隔持续检测电梯等候区的等候乘客是否离开，一旦控制器检测到电梯等候区的等候乘客离开后，即向电梯驱动单元发送请停取消指令，同时控制上楼/下楼控制按键对应的指示灯熄灭。电梯驱动单元接收到控制器发送的请停指令后，驱动电梯轿厢向目标楼层移动，在此过程中，若接收到控制器发送的请停取消指令，即驱动电梯轿厢停止驱动电梯轿厢向目标楼层移动。如此一来，即可避免因乘客中途离开造成的电梯的机械磨损及电能浪费，在节约能耗的同时也可节省轿厢内乘客的时间。此外，由于本专利技术实施例提供的电梯中，基于红外探头、超声波探头以及光学摄像头发送的信号进行融合检测，因此即使其中的某个设备故障，依然能够准确检测等候乘客是否离开，从而避免现有的检测装置由于传感器故障出现的检测失效、漏报、虚报等问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种电梯的结构示意图；图2为本专利技术实施例中红外探头、光学摄像头以及超声波探头的安装示意图；图3为本专利技术实施例提供的基于信号融合的等候乘客检测方法中控制器执行一次检测的流程示意图；图4为本专利技术实施例中检测时刻与检测间隔的关系示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种控制器进行融合判断的方法的逻辑图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案，在本专利技术下述各实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电梯，其特征在于，包括：控制器、电梯驱动单元、布设于各楼层电梯等候区周侧

【技术特征摘要】
1.一种电梯，其特征在于，包括：控制器、电梯驱动单元、布设于各楼层电梯等候区周侧墙壁上的红外探头、光学摄像头和超声波探头以及布设于各楼层门厅门旁侧墙壁上的上楼/下楼控制按键以及所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯；其中，所述红外探头，用于持续检测电梯等候区，得到电压信号，并向所述控制器发送所述电压信号；所述光学摄像头，用于持续检测电梯等候区，得到图像信号，并向所述控制器发送所述图像信号；所述超声波探头，用于持续检测电梯等候区，得到回波信号，并向所述控制器发送所述回波信号；所述控制器，用于接收各楼层的红外探头发送的电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，并在检测到所述上楼/下楼控制按键被按下后，向所述电梯驱动单元发送请停指令，同时控制所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯点亮，并根据目标楼层的红外探头发送的红外电压信号、超声波探头发送的回波信号以及光学摄像头发送的图像信号，以预设的检测间隔持续检测电梯等候区的等候乘客是否离开；其中，所述目标楼层为所述上楼/下楼控制按键被按下的楼层；所述电梯驱动单元，用于接收所述控制器发送的请停指令，并根据所述请停指令驱动电梯轿厢向所述目标楼层移动；所述控制器，还用于在检测到电梯等候区的等候乘客离开后，向电梯驱动单元发送请停取消指令，同时控制所述上楼/下楼控制按键对应的指示灯熄灭；所述电梯驱动单元，还用于接收所述控制器发送的请停取消指令，并根据所述请停取消指令停止驱动电梯轿厢向所述目标楼层移动。2.一种基于信号融合的等候乘客检测方法，应用于如权利要求1所述的电梯，其特征在于，控制器在检测到目标楼层的上楼/下楼控制按键被按下后，以预设的检测间隔持续检测，其执行一次检测的步骤包括：步骤1，所述控制器获取目标楼层的红外探头在当前检测时刻发送的第一电压信号、在第一时刻发送的第二电压信号、在第二时刻发送的第三电压信号以及在所述第二时刻周围的N个时刻发送的N个电压信号，并根据所述第一电压信号、所述第二电压信号、第三电压信号以及所述N个电压信号，计算得到对应的第一置信度数值；其中，所述第一时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第一时间间隔的时刻，所述第二时刻为当前检测时刻之前、距离当前检测时刻第二时间间隔的时刻，所述第一时间间隔小于所述第二时间间隔；步骤2，所述控制器获取所述目标楼层的光学摄像头在当前检测时刻发送的第一图像信号、在所述第一时刻发送的第二图像信号以及在所述第一时刻周围的N个时刻发送的N个图像信号，并根据所述第一图像信号、所述第二图像信号以及所述N个图像信号，计算得到对应的第二置信度数值；步骤3，所述控制器获取所述目标楼层的超声波探头在当前检测时刻发送的回波信号，并根据所述回波信号，计算得到对应的第三置信度数值；步骤4，所述控制器利用所述第一置信度数值、所述第二置信度数值和所述第三置信度数值，进行融合判断，确定电梯等候区的等候乘客是否离开。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述控制器根据所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第三电压信号以及所述N个电压信号，计算得到对应的第一置信度数值，具体包括：步骤1.1，所述控制器分别对所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第三电压信号以及所述N个电压信号进行模数转换，得到对应的数字电压值；步骤1.2，所述控制器根据所述第一电压信号、所述第二电压信号以及所述第三电压信号对应的数字电压值，计算得到当前检测时刻对应的红外变化数值p1＝abs[v1-v2]+abs[v1-v3]；其中，abs[·]表示取绝对值，v1表示第一电压信号对应的数字电压值，v2表示第二电压信号对应的数字电压值，v3表示第三电压信号对应的数字电压值；步骤1.3，对于所述N个时刻中的任一时刻j，所述控制器计算得到时刻j对应的红外变化数值其中，表示所述红外探头在时刻j发送的电压信号对应的数字电压值，表示所述红外探头在时刻j+Δt1发送的电压信号对应的数字电压值，表示所述红外探头在时刻j+Δt2发送的电压信号对应的数字电压值，Δt1表示第一时间间隔，Δt2表示第二时间间隔，j＝1，2，…，N；步骤1.4，所述控制器对所述N个时刻对应的N个红外变化数值q1，q2，…qN求平均，得到平均变化强度判断当前检测时刻对应的红外变化数值p1是否大于若则令第一置信度数值若则令第一置信度数值dh＝0；其中，μ表示红外检测灵敏系数，lg()表示以10为底的对数函数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述第一图像信号、所述第二图像信号以及所述N个图像信号，计算得到对应的第二置信度数值，具体包括：步骤2.1，所述控制器利用所述第一图像信号和所述第二图像信号，计算得到当前检测时刻对应的时变变化图像y1(m，n，t)＝abs[x(m，n，t)-x(m，n，t1)]；其中，x(m，n，t)表示第一图像信号，x(m，n，t1)表示第二图像信号，m和n分别表示图像的两个维度，t表示当前检测时刻，t1表示第一时刻；步骤2.2，所述控制器利用所述第一图像信号和预存的参考图像，计算得到当前检测时刻对应的无人参考变化图像y2(m，n，t)＝abs[x(m，n，t)-x0(m，n)]；其中，x0(m，n)表示预存的参考图像，所述预存的参考图像为所述目标楼层的电梯等候区无人时的所述光学摄像头所拍摄的图像；步骤2.3，对于所述N个时刻中的任一时刻j，所述控制器计算得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王若麟，
申请(专利权)人：王若麟，
类型：发明
国别省市：陕西,61