電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電梯是現(xiàn)代城市中不可或缺的垂直交通工具。隨著高層建筑數(shù)目的不斷增加，電梯的數(shù)量也在與日倶增。
[0003]然而，由于電梯具有特種設(shè)備的屬性，其使用帶有一定的危險性，這從電梯監(jiān)管部門每隔固定時間對電梯維護一次可見一斑。成人對電梯操作的可控性和對危險的預(yù)知性決定了比兒童乘坐電梯更加安全，如果是兒童乘坐電梯，則危險性大增。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中僅僅出現(xiàn)了一些對電梯轎廂內(nèi)部進行圖像實時監(jiān)控的技術(shù)方案，圖像數(shù)據(jù)的處理仍停留在后方人工肉眼識別的階段，其監(jiān)控的智能化水平不高，對于兒童乘坐電梯的情況難以立即給予鑒別。
[0005]因而，為了提高電梯的安全性和智能化水平，需要一種電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)，能夠精確識別到電梯轎廂內(nèi)兒童的存在，并向電梯監(jiān)控部門和人員提供相關(guān)?目息，提尚電梯監(jiān)控部門和人員的警惕性，避免電梯事故發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)，通過背景灰度閾值確定子設(shè)備首先確定背景灰度閾值，隨后通過圖像預(yù)處理子設(shè)備、背景分離子設(shè)備和目標識別子設(shè)備依次對電梯轎廂圖像執(zhí)行圖像預(yù)處理、背景精確分離和目標精確識別的操作，從而準確鑒別兒童是否存在于電梯轎廂內(nèi)，同時，本發(fā)明的各個圖像處理設(shè)備與電梯主體結(jié)構(gòu)合理地結(jié)合在一起，保證在監(jiān)控的同時不妨礙電梯的正常運行。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)，包括攝像設(shè)備、兒童檢測設(shè)備和數(shù)字信號處理器，所述攝像設(shè)備用于對所述電梯的轎廂進行拍攝以獲得實時轎廂圖像，所述兒童檢測設(shè)備與所述攝像設(shè)備連接，用于對所述實時轎廂圖像進行圖像處理，所述數(shù)字信號處理器與所述兒童檢測設(shè)備連接，用于基于所述圖像處理結(jié)果確定兒童相關(guān)報警策略。
[0008]更具體地，在所述電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)中，還包括:存儲設(shè)備，用于預(yù)先存儲基準灰度電梯圖像、預(yù)設(shè)灰度閾值和基準兒童形狀模板，所述基準灰度電梯圖像為預(yù)先對容納人體的轎廂進行拍攝所獲得的圖像，所述基準兒童形狀模板為預(yù)先對基準兒童圖像進行兒童輪廓提取而獲得，所述基準兒童圖像為預(yù)先對兒童拍攝所獲得的圖像；電梯供電電源，包括太陽能供電器件、不間斷電源器件、市電接入器件、切換開關(guān)和切換控制器，所述切換開關(guān)與所述太陽能供電器件、所述不間斷電源器件和所述市電接入設(shè)備分別連接，所述切換控制器與所述切換開關(guān)連接，當所述切換控制器檢測到市電正常供應(yīng)時，將所述切換開關(guān)切換到所述市電接入器件以由市電提供供電，當所述切換控制器檢測到市電供應(yīng)中斷時，將所述切換開關(guān)切換到所述不間斷電源器件以由所述不間斷電源器件提供供電，所述切換控制器還在所述不間斷電源器件提供供電期間，根據(jù)所述不間斷電源器件的剩余電量決定是否控制所述切換開關(guān)切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電；電梯主體結(jié)構(gòu)，由電梯轎體設(shè)備、機房控制設(shè)備、井道控制設(shè)備和層站控制設(shè)備組成，所述電梯轎體設(shè)備包括井道傳感器、開門機、緊急終端開關(guān)、導(dǎo)靴、轎內(nèi)操縱箱、轎架、轎門、安全鉗、隨行電纜和轎廂，所述井道傳感器、所述開門機、所述緊急終端開關(guān)和所述導(dǎo)靴都設(shè)置在所述轎廂的頂部，所述轎內(nèi)操縱箱設(shè)置在所述轎廂的內(nèi)部，所述轎架設(shè)置在所述轎廂的外部周圍，用于固定所述轎廂，所述安全鉗設(shè)置在所述轎廂的底部，所述隨行電纜設(shè)置在所述轎廂的外側(cè)，所述機房控制設(shè)備包括減速器、拽引輪、導(dǎo)向輪、限速器、制動器、拽引機和電源開關(guān)，所述井道控制設(shè)備包括導(dǎo)軌支架、拽引鋼絲繩、開關(guān)碰鐵、導(dǎo)軌、對重、補償鏈、補償鏈導(dǎo)輪、張緊裝置、繩頭組合和緩沖器，所述對重通過所述繩頭組合固定在所述轎廂的下方，所述補償鏈、所述補償鏈導(dǎo)輪和所述張緊裝置按照從上到下的順序依次設(shè)置在所述對重的下方，所述層站控制設(shè)備設(shè)置在每一層樓層上，包括呼梯盒、層樓指示燈和層門；所述攝像設(shè)備包括減震底架、前蓋玻璃、鏡頭、濾鏡、成像電子單元、亮度傳感器和照明光源，所述成像電子單元為CCD視覺傳感器或CMOS視覺傳感器中的一種，所述亮度傳感器用于檢測環(huán)境亮度，所述照明光源與所述亮度傳感器連接，用于基于所述環(huán)境亮度調(diào)整其提供的、用于輔助成像電子單元拍攝的照明光強度；所述兒童檢測設(shè)備與所述攝像設(shè)備和所述存儲設(shè)備分別連接，以接收所述實時轎廂圖像，所述兒童檢測設(shè)備包括圖像預(yù)處理子設(shè)備、背景灰度閾值確定子設(shè)備、背景分離子設(shè)備和目標識別子設(shè)備；所述背景灰度閾值確定子設(shè)備與所述存儲設(shè)備連接，從0-255中依次選擇灰度值作為預(yù)選灰度值，將所述基準灰度電梯圖像中每一像素灰度值與所述預(yù)選灰度值相減以獲得每一個像素的灰度差值，將每一個像素的灰度差值的平方相加，相加后的值除以所述基準灰度電梯圖像中像素總數(shù)以獲得閾值選擇評估數(shù)據(jù)，取數(shù)值最小的閾值選擇評估數(shù)據(jù)所對應(yīng)的預(yù)選灰度值作為背景灰度閾值；所述圖像預(yù)處理子設(shè)備、所述背景分離子設(shè)備和所述目標識別子設(shè)備聯(lián)合用于對所述實時轎廂圖像執(zhí)行圖像處理:所述圖像預(yù)處理子設(shè)備與所述攝像設(shè)備連接，用于對所述實時轎廂圖像依次執(zhí)行邊緣增強、自適應(yīng)遞歸濾波和灰度化處理，以獲得對應(yīng)的灰度化轎廂圖像；所述背景分離子設(shè)備與所述圖像預(yù)處理子設(shè)備和所述背景灰度閾值確定子設(shè)備分別連接，將所述灰度化轎廂圖像中的每一像素的灰度值減去所述背景灰度閾值后取絕對值以獲取對應(yīng)的去背景灰度化圖像；所述目標識別子設(shè)備與所述背景分離子設(shè)備和所述存儲設(shè)備分別連接，將所述去背景灰度化圖像中具有灰度值大于等于所述預(yù)設(shè)灰度閾值的所有像素組成目標灰度子圖像并輸出；所述數(shù)字信號處理器與所述兒童檢測設(shè)備和所述存儲設(shè)備分別連接，在所述目標灰度子圖像中尋找與所述基準兒童形狀模板匹配的兒童目標，并在匹配成功時發(fā)出存在兒童信號，否則發(fā)出無兒童信號；無線通信設(shè)備，與所述數(shù)字信號處理器和所述兒童檢測設(shè)備分別連接，用于在接收到所述存在兒童信號時，將所述實時轎廂圖像進行MPEG-4壓縮編碼，并將壓縮編碼后的壓縮轎廂圖像和所述存在兒童信號通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到電梯負責單位的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或電梯負責人的移動終端；語音報警設(shè)備，與所述數(shù)字信號處理器連接，用于在接收到所述存在兒童信號時，播放與所述存在兒童信號對應(yīng)的語音報警文件；顯示設(shè)備，與所述數(shù)字信號處理器和所述兒童檢測設(shè)備分別連接，用于在接收到所述存在兒童信號時，顯示所述實時轎廂圖像和與所述存在兒童信號對應(yīng)的報警文字；其中，所述圖像預(yù)處理子設(shè)備、所述背景灰度閾值確定子設(shè)備、所述背景分離子設(shè)備和所述目標識別子設(shè)備分別采用不同的FPGA芯片來實現(xiàn)。
[0009]更具體地，在所述電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)中，還包括:USB通信接口，用于將外部U盤中的基準灰度電梯圖像、預(yù)設(shè)灰度閾值和基準兒童形狀模板轉(zhuǎn)發(fā)到所述存儲設(shè)備進行保存。
[0010]更具體地，在所述電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)中:所述顯示設(shè)備與所述機房控制設(shè)備一起被設(shè)置在所述電梯所在樓房的頂部位置。
[0011]更具體地，在所述電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)中:所述電梯供電電源與所述機房控制設(shè)備一起被設(shè)置在所述電梯所在樓房的頂部位置。
[0012]更具體地，在所述電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)中:所述無線通信網(wǎng)絡(luò)為GPRS通信網(wǎng)絡(luò)、3G通信網(wǎng)絡(luò)或4G通信網(wǎng)絡(luò)中的一種。
[0013]更具體地，在所述電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)中:所述數(shù)字信號處理器在發(fā)出所述無兒童信號時，控制所述無線通信設(shè)備、所述語音報警設(shè)備和所述顯示設(shè)備進入省電模式。
[0014]更具體地，在所述電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)中:所述數(shù)字信號處理器在發(fā)出所述存在兒童信號時，將所述無線通信設(shè)備、所述語音報警設(shè)備和所述顯示設(shè)備從省電模式中喚醒。
【附圖說明】
[0015]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將參照附圖對本發(fā)明的電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)的實施方案進行詳細說明。
[0018]現(xiàn)有技術(shù)中，尚未出現(xiàn)對電梯轎廂兒童識別的技術(shù)方案，而且現(xiàn)有技術(shù)中其他領(lǐng)域?qū)和R別的技術(shù)方案其識別算法精度不高，不能準確地剝離場地背景，容易造成誤判的情況出現(xiàn)。
[0019]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種電梯轎廂內(nèi)兒童識別系統(tǒng)，采用高精度的圖像識別機制完成對兒童的準確識別