本發(fā)明涉及電梯控制領(lǐng)域，尤其涉及基于視頻分析的目的層電梯群控系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

一般辦公樓都在電梯廳中設(shè)置多部電梯，以便減少乘客候梯時間，提升用戶滿意度。電梯群控系統(tǒng)可以對多部電梯進行調(diào)度，在進一步縮短候梯時間的同時，減少能源消耗。

傳統(tǒng)的電梯群控系統(tǒng)，在每層廳外均安裝上、下呼梯按鈕，乘梯高峰時，在電梯廳等候的用戶涌向最先到達的電梯，每部電梯都以低效率運行。目的層電梯群控系統(tǒng)是基于乘客預(yù)約目的層的電梯群控調(diào)度。典型的目的層電梯群控系統(tǒng)在電梯廳設(shè)置選層器，取消了電梯轎廂外的外呼器和電梯轎廂內(nèi)的選層器。用戶在電梯廳的選層器上輸入目的樓層，目的層電梯群控系統(tǒng)根據(jù)目的樓層為用戶智能分配電梯，并將所分配的電梯在選層器上顯示給用戶，提示用戶到指定電梯候梯。

隨著智慧建筑的發(fā)展，用戶對目的層電梯群控系統(tǒng)也提出了更高的要求，主要集中在更短的候梯時間、更安全的電梯使用環(huán)境和更人性化的候梯體驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種候梯時間短、電梯使用安全性高、用戶體驗良好的基于視頻分析的目的層電梯群控系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述目的層電梯群控系統(tǒng)的控制方法。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

一種基于視頻分析的目的層電梯群控系統(tǒng)，包括：

乘客登記單元，用于登記用戶身份信息；

人臉識別單元，包括網(wǎng)絡(luò)攝像機和人臉識別處理器，網(wǎng)絡(luò)攝像機建立用戶的運動軌跡，人臉識別處理器分析網(wǎng)絡(luò)攝像機攝取的視頻并與乘客登記單元登記的用戶臉部信息進行比對，獲取用戶軌跡信息；

信息處理單元，在系統(tǒng)中創(chuàng)建用戶,儲存乘客登記單元登記的用戶信息，接收人臉識別單元的用戶軌跡信息，分析用戶軌跡信息并確定本次目的層；

目的層電梯群控單元，根據(jù)信息處理單元發(fā)布的用戶的本次目的層信息以及多臺電梯的運行情況進行群控派梯計算，將派梯結(jié)果發(fā)送給信息處理單元；

信息發(fā)布單元，將信息處理單元得到的派梯結(jié)果和電梯運行信息進行發(fā)布；

電梯監(jiān)控單元，根據(jù)信息處理單元的指令控制電梯運行及電梯轎廂開門或關(guān)門，并向信息處理單元反饋運行信息；

其中用戶信息包括滿足人臉識別要求的用戶的臉部信息、用戶預(yù)登記的目的層、優(yōu)先級以及用戶身份，用戶身份包括普通用戶和vip用戶；

用戶軌跡信息包括用戶身份信息、用戶位置信息以及用戶運動信息；

高層建筑的每個樓層劃分為三個區(qū)域：電梯廳所在的電梯廳區(qū)、與電梯廳區(qū)相鄰的臨界區(qū)和除電梯廳以及臨界區(qū)以外的其他區(qū)，網(wǎng)絡(luò)攝像機安裝在電梯廳區(qū)、臨界區(qū)和電梯轎廂內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)攝像機建立用戶在本層電梯廳區(qū)及臨界區(qū)的運動軌跡，以及在本電梯轎廂內(nèi)的運動軌跡。

作為優(yōu)選，包括登記有訪客信息的訪客牌，人臉識別單元可識別訪客牌信息。

作為優(yōu)選，乘客登記單元運行在智能手機或計算機上；人臉識別處理器運行在云平臺上；信息處理單元運行在云平臺上。

作為優(yōu)選，信息發(fā)布單元包括圖文顯示模塊和語音播報模塊；信息發(fā)布單元安裝在電梯廳。

一種基于視頻分析的目的層電梯群控系統(tǒng)的控制方法，所述目的層電梯群控系統(tǒng)如上所述，包括以下步驟：

1）新用戶通過乘客登記單元登記用戶信息并拍攝滿足人臉識別要求的臉部自拍照，信息處理單元在系統(tǒng)中創(chuàng)建新用戶并存儲用戶信息；

2）用戶登記信息完成后，默認為普通用戶，信息處理單元對用戶的重要性進行評判，將重要用戶標記為vip用戶；

3）人臉識別系統(tǒng)獲取用戶軌跡信息，對用戶進行人臉識別，識別用戶信息；

4）信息處理單元分析用戶軌跡信息確定用戶是否需要乘梯，進一步確定用戶本次的目的層；

5）目的層電梯群控單元根據(jù)用戶身份安排派梯，首先確保vip用戶的候梯時間和乘梯時間最短，在此基礎(chǔ)上采用典型的群控算法對其他用戶進行派梯；

6）乘客根據(jù)信息發(fā)布單元發(fā)布的派梯結(jié)果乘梯。

作為優(yōu)選，通過步驟1）得到的用戶信息存儲在云平臺，用戶識別碼及臉部自拍照存儲在人臉識別單元中。

作為優(yōu)選，針對分派給vip用戶的電梯，通過人臉識別單元識別vip用戶是否在該電梯候梯隊列的首位，如果不在首位，通過信息發(fā)布單元提示vip用戶移動至候梯隊列的首位，當電梯到達vip等待層后，只有vip用戶在該電梯候梯隊列的首位，電梯轎廂門才會自動打開；否則將一直等待vip用戶移動至該電梯候梯隊列的首位。

作為優(yōu)選，人員進入電梯轎廂后，系統(tǒng)對電梯轎廂內(nèi)的用戶進行識別，如果有不相關(guān)人員，包括未知人員、沒有目的層的用戶、目的層與此電梯所經(jīng)停目的層不匹配的用戶，系統(tǒng)將保持電梯門打開，提示不相關(guān)人員離開電梯轎廂，如果不相關(guān)人員不離開電梯轎廂，系統(tǒng)通知安保人員進行處理，所有不相關(guān)人員離開后，系統(tǒng)關(guān)閉電梯門，電梯啟動運行。

作為優(yōu)選，普通用戶分為住戶和訪客，訪客的優(yōu)先級高于住戶的優(yōu)先級。

本系統(tǒng)使用人臉識別單元取代傳統(tǒng)目的層電梯群控系統(tǒng)中的選層器，通過人臉識別確定乘客的目的層，從而進行智能派梯，操作方便。且系統(tǒng)針對vip用戶進行了智能派梯優(yōu)化，確保對vip用戶的候梯時間和乘梯時間最短，有利于提供更人性化的用戶體驗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本系統(tǒng)的基本工作流程示意圖。

圖3為本系統(tǒng)中乘客登記單元的工作流程圖。

圖4為用戶通過乘客登記單元關(guān)聯(lián)目的層的工作流程圖。

圖5為用戶登記訪客信息的工作流程圖。

圖6為系統(tǒng)對高層建筑每個樓層的區(qū)域劃分示意圖。

圖7為人臉識別單元確認用戶身份信息的工作流程圖。

圖8為本系統(tǒng)識別用戶后對用戶進行派梯的總工作流程圖。

圖9為信息處理單元判斷用戶是否需乘坐電梯的工作流程圖。

圖10為信息處理單元確定用戶乘客本次目的層的工作流程圖。

圖11為用戶要離開本建筑時的目的層選擇流程。

圖12為目的層電梯群控單元產(chǎn)生派梯結(jié)果的工作流程圖。

圖13為確保vip用戶能順利乘梯的工作流程圖。

圖14為人員進行電梯轎廂后的系統(tǒng)工作流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本專利的優(yōu)選實施方案作進一步詳細的說明。

如圖1所示的基于視頻分析的目的層電梯群控系統(tǒng)，包括信息處理單元、乘客登記單元、人臉識別單元、信息發(fā)布單元、目的層電梯群控單元和電梯監(jiān)控單元。本系統(tǒng)的基本工作流程如圖2所示，本系統(tǒng)使用人臉識別單元取代傳統(tǒng)目的層電梯群控系統(tǒng)中的電梯廳區(qū)選層器，通過人臉識別確定乘客的目的層，從而進行智能派梯。

信息處理單元運行在云平臺上，可以同時為多幢高層建筑服務(wù)，主要功能為存儲用戶信息，判定用戶目的層。

乘客登記單元運行在智能手機或者計算機上。如圖3所示，用戶首次使用乘客登記單元，必須登記用戶信息，其中包括用戶的真實姓名和手機號碼，還可以包括其他個人信息。用戶需要使用智能手機進行臉部自拍，乘客登記單元將用戶信息和自拍照片發(fā)送到信息處理單元。信息處理單元對用戶信息檢查，并將用戶的臉部自拍照片發(fā)送至人臉識別單元。人臉識別單元對用戶自拍照片進行識別，驗證是否滿足人臉識別的要求，如果不滿足，提示用戶進行重復(fù)多次多角度自拍。人臉識別單元驗證通過后，信息處理單元在系統(tǒng)中創(chuàng)建用戶，將用戶信息存儲在云平臺中，并將用戶識別碼及臉部自拍照片存儲到人臉識別單元中。

用戶信息登記完成后，默認為普通用戶。系統(tǒng)對用戶的重要性進行評判，評判標準包括工作單位、職位、社會影響力、身體健康狀況等，將重要的用戶標記為vip用戶。

系統(tǒng)將高層建筑樓層分為進入層和離開層兩類。進入層指具有高層建筑入口的樓層，包括高層建筑的地下車庫層和首層。高層建筑的其它層是離開層。

如圖4所示，在系統(tǒng)為用戶進行電梯目的層派梯前，用戶必須關(guān)聯(lián)有效的目的層記錄。目的層記錄包括編號、用戶、建筑物、目的樓層、有效期、申請時間，優(yōu)先級。編號為系統(tǒng)自動生成的編號；優(yōu)先級分為低、中、高三級，有效期為長期的目的層記錄的優(yōu)先級為低或中，其他目的層記錄其優(yōu)先級為高。當用戶有多個有效的目的層記錄時，系統(tǒng)選取優(yōu)先級最高且申請時間最晚的記錄。

如果用戶是高層建筑的住戶，登錄乘客登記單元后，可以進行目的層記錄管理。用戶應(yīng)在乘客登記單元中登記所住建筑、樓層信息，所登記樓層必須屬于離開層；住戶樓層信息登記完成并經(jīng)系統(tǒng)審核通過后，系統(tǒng)為用戶創(chuàng)建目的層記錄，用戶為該住戶，建筑物為該建筑，目的樓層為所登記樓層，申請時間為系統(tǒng)審核通過時間，有效期為長期，優(yōu)先級為中。如果用戶在單座高層建筑中有位于不同樓層的多個房間，系統(tǒng)將為用戶創(chuàng)建多個目的層記錄，有效期都是長期，但是用戶必須手動將其中一個目的層記錄的優(yōu)先級設(shè)置為中，同一建筑中其他的有效期為長期的目的層記錄的優(yōu)先級自動降為低。用戶可以隨時修改有效期為長期的目的層記錄的優(yōu)先級。

如果用戶是訪客（非高層建筑的住戶），在進入高層建筑前，必須使用乘客登記單元選擇將要被訪用戶（必須是該建筑的住戶）、被訪高層建筑、被訪層（必須是被訪用戶的注冊目的層）、預(yù)約的訪問時段，并通過乘客登記單元將訪問請求提交到信息處理單元，信息處理單元將訪問請求推送到被訪用戶的乘客登記單元，被訪用戶批準請求后，系統(tǒng)為訪客用戶創(chuàng)建目的層記錄，用戶為該訪客，建筑為被訪建筑，目的樓層為被訪層，有效期為預(yù)約的訪問時段，優(yōu)先級為高，申請時間為被訪用戶批準時間。

如圖5所示，為了便利訪客，住戶用戶也可以事先為訪客創(chuàng)建目的層記錄，無需訪客使用乘客登記單元。住戶用戶在乘客登記單元中登記訪客信息、被訪高層建筑、被訪樓層、預(yù)約的訪問時段，并通過乘客登記單元將訪問請求提交到信息處理單元。系統(tǒng)為訪客創(chuàng)建目的層記錄，用戶為該訪客，目的樓層被訪樓層，有效期為預(yù)約的訪問時段，優(yōu)先級為高，申請時間為住戶用戶批準時間。目的層記錄生成后，住戶用戶可以打印訪客登記牌，訪客登記牌上印刷了醒目的標識信息（例如數(shù)字碼或者二維碼）。住戶用戶事先將訪客登記牌分發(fā)給訪客，在系統(tǒng)中訪客登記牌可以代替訪客人臉。

人臉識別單元包括網(wǎng)絡(luò)攝像機和人臉識別處理器，人臉識別處理器運行在云平臺，可以同時為多幢高層建筑服務(wù)。

系統(tǒng)將高層建筑每個樓層分為三個區(qū)域：電梯廳所在的電梯廳區(qū)，與電梯廳區(qū)相鄰的臨界區(qū)、除此之外的其他區(qū)。

如圖6所示，在高層建筑的每個樓層，網(wǎng)絡(luò)攝像機安裝在電梯廳區(qū)、臨界區(qū)；通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)攝像機的安裝數(shù)量和位置，系統(tǒng)可以實時完整建立人員在本層電梯廳區(qū)及臨界區(qū)的運動軌跡。在電梯轎廂內(nèi)安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機，通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)攝像機的安裝數(shù)量和位置，系統(tǒng)可以實時完整建立人員在本電梯轎廂內(nèi)的運動軌跡。

如圖7所示，所有網(wǎng)絡(luò)攝像機的視頻實時傳送到云平臺上的人臉識別處理器，人臉識別處理器對視頻進行分析并與存儲的用戶臉部自拍照片或訪客登記牌進行比對，如果比對成功，識別出正確的用戶身份。

如圖8所示，人臉識別單元將用戶軌跡信息傳送至信息處理單元。信息處理單元對用戶軌跡信息進行分析，確定乘客的本次目的樓層。

信息處理單元接收到用戶軌跡信息后，首先判斷用戶是否需要乘坐電梯，判斷流程如圖9所示，分析用戶位置及行動方向，如果用戶是從其他區(qū)進入臨界區(qū)并向電梯廳運動，則判定用戶需要乘梯，否則判定用戶不需乘梯。vip用戶比普通用戶判斷區(qū)域更大，可以獲得更及時的派梯。

確定用戶需要乘梯后，信息處理單元進一步確定用戶的目的層信息。其具體工作過程如圖10所示。首先信息處理單元在系統(tǒng)中篩選處該用戶在該建筑內(nèi)在當前時間點有效的所有目的層記錄，若有目的層記錄，則將篩選出的有效目的層記錄集合按照優(yōu)先級從高到低、申請時間從后向前的順序進行排序，篩選出第一個目的層記錄，若所選目的層記錄的目的樓層與用戶當前所處樓層相同，則用戶要離開本建筑，信息單元在進入層中選擇本次目的層，否則將所選目的層記錄中的目的層設(shè)定為本次的目的層。

如圖11所示，如果用戶的當前樓層就是用戶事先設(shè)定的目的層（屬于離開層），說明用戶是要離開本建筑，需要在進入層中用選擇本次目的層。用戶要離開本建筑時，信息處理單元在系統(tǒng)中搜索用戶最近一次由進入層進入的乘梯記錄，若有最近一次乘梯記錄，則將該進入層設(shè)定為本次目的層，否則將首層設(shè)為本次目的層。

信息處理單元確定乘客的本次目的樓層后，將乘客的目的層信息發(fā)送至目的層電梯群控單元。

目的層電梯群控單元運行在專用的嵌入式硬件上。目的層電梯群控單元的功能與典型的目的層群控系統(tǒng)相似，區(qū)別在于未配置選層器，而是使用人臉識別單元代替選層器。典型的目的層群控系統(tǒng)通過對平均候梯時間、平均乘梯時間、長候梯率、系統(tǒng)能耗等性能評價指標進行動態(tài)計算，常見的算法包括專家系統(tǒng)群控算法、模糊邏輯群控算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)群控算法、遺傳群控算法等。

目的層電梯群控單元產(chǎn)生派梯結(jié)果后，將派梯結(jié)果傳送至信息處理單元。

信息處理單元記錄派梯結(jié)果，向電梯監(jiān)控單元發(fā)送控制指令，并將派梯信息傳送至相應(yīng)的信息發(fā)布單元。

信息發(fā)布單元包括圖文顯示單元和語音提示單元。典型的圖文顯示單元為lcd顯示器，典型的語音提示單元為廣播喇叭。信息發(fā)布單元安裝在電梯廳，顯示派梯結(jié)果，乘客依據(jù)派梯結(jié)果進行候梯。

如圖12所示，目的層電梯群控單元在派梯時，首先確保vip用戶的候梯時間最短、乘梯時間最短，在此基礎(chǔ)上，采用典型的目的層群控系統(tǒng)智能派梯算法，對其他用戶進行派梯。

如圖13所示，針對分派給vip用戶的電梯，系統(tǒng)識別vip用戶是否在該電梯候梯隊列的首位。如果不在首位，系統(tǒng)提示vip用戶移動到候梯隊列的首位。當電梯到達vip等待層后，只有vip用戶在該電梯候梯隊列的首位，電梯門才自動打開；否則將一直等待vip用戶移動至該電梯候梯隊列的首位。該功能可以防止在乘梯高峰期，即使優(yōu)先為vip用戶派梯，由于人員擁擠，vip用戶也可能無法乘梯，從而有效提升了vip用戶的體驗。

如圖14所示，人員進入電梯轎廂后，系統(tǒng)對電梯轎廂內(nèi)的用戶進行識別。如果有不相關(guān)人員，包括未知人員、沒有目的層的用戶、目的層與此電梯所經(jīng)停目的層不匹配的用戶，系統(tǒng)將保持電梯門打開，提示所列人員離開電梯轎廂，如果所列人員不離開電梯轎廂，系統(tǒng)通知安保人員進行處理。所有不相關(guān)人員離開后，系統(tǒng)關(guān)閉電梯門，電梯啟動運行，從而有效提升了系統(tǒng)的安全性。

本系統(tǒng)在傳統(tǒng)目的層派梯系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，整合了人臉識別與人工智能，為用戶（特別是vip用戶）提供了更好更安全的乘梯體驗。本系統(tǒng)還可以與門禁系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)整合，成為智慧建筑的有機組成部分。