基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術公開了一種基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)，包括用于控制扶梯運行的控制系統(tǒng)，用于采集圖像信息的圖像采集器，以及用于警示提示的警報裝置；所述圖像采集器采集扶梯出入口的圖像信息，并將采集到的當前圖像的模擬信號傳送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將該模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)，根據(jù)圖像識別算法對圖像信息進行運算，獲取當前圖像中的物體是否具有進入或離開扶梯的趨勢，并通過圖像處理算法計算出當前進入或離開扶梯的圖像信息，判斷是否有小孩單獨進入，若有則緩慢停梯，并以聲音或燈光的方式進行警示，提醒小孩不要在扶梯玩耍或在大人陪同下再進入扶梯，從而有效的保護小孩的生命安全。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及扶梯安全防護的研究領域，特別涉及一種基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)。
技術介紹
中國城市化進程越來越快，城市的集中度也越來越高，不斷的有新的樓盤和商業(yè)街建設出來，催生出了大量的扶梯需求。現(xiàn)在在各個大城市，隨處可見的是各種規(guī)格的扶梯，扶梯以其方便、實用、美觀的特性獲得了廣泛的建設和推廣，其方便性的一個具體體現(xiàn)就是隨到隨上，即不論是誰不論在何時只需要走到扶梯前就可進入扶梯并利用該扶梯傳送到想要的樓層或地方。然而隨著近幾年的扶梯大面積普及，使用的人群也不斷增多，也出現(xiàn)了各種各樣的安全問題，其中最為典型的莫過于小孩子的安全問題。小孩子在扶梯上的安全問題主要有以下幾點：1、在剛進入扶梯時并未站好扶牢，而當扶梯進入上升階段時造成重心不穩(wěn)的情況并從階梯上跌倒，或在扶梯上嬉戲打鬧導致踩空并跌倒，由于扶梯的結構為全金屬且梯級的棱角很明顯，故容易造成重大傷害；2、當小孩手中物品掉落或小孩故意蹲下玩耍時，將手指放入扶梯梯級兩旁的微小縫隙中，造成手指被卡入扶梯兩旁的梯級中去的情況；3、小孩在乘坐扶梯時攀爬扶梯兩側的扶手，并造成自己以外跌落，由于扶梯為空間傳送裝置，故極易造成小孩的摔傷甚至更嚴重的傷害。為了克服這種情況，一般扶梯都在出入口設立了醒目的警示標志，但對于小孩而言其作用很小，而現(xiàn)在有部分扶梯廠家進行了相關技術設計，但主要是通過紅外傳感器、稱重傳感器以及聲波傳感器等對乘客的升高、體重等信息進行采集，并綜合分析判斷是否有小孩單獨進入扶梯；或采用攝像機獲取數(shù)據(jù)并判斷是否有乘客逆向乘梯并進行警示或提示(專利CN201320350507.0)。然而上述的技術中，通過紅外傳感器、稱重傳感器及聲波傳感器等傳感器進行數(shù)據(jù)的采集具有很大的誤差，如紅外傳感器很難分別乘客與寵物之間的區(qū)別、稱重傳感器很難分別貨物(如行李箱)與乘客的區(qū)別等，而以攝像機為檢
測工具的方法在扶梯領域還不具有一種完善的方法來更好的解決這些問題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的主要目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)，通過對圖像數(shù)據(jù)的精確處理準確判斷出小孩單獨進入扶梯的情況并緩慢停梯，并作警示，達到保護小孩的作用。為了達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案：本專利技術提供了一種基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)，包括用于控制扶梯運行的控制系統(tǒng)，用于采集圖像信息的圖像采集器，以及用于警示提示的警報裝置；所述圖像采集器采集扶梯出入口的圖像信息，并將采集到的當前圖像的模擬信號傳送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將該模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)，根據(jù)圖像識別算法對圖像信息進行運算，獲取當前圖像中的物體是否具有進入或離開扶梯的趨勢，若為進入趨勢，則判斷將要進入扶梯的物體的輪廓是大人還是小孩，若為大人則激活大人狀態(tài)，并取消已有的一級警報信號，若為小孩則激活小孩狀態(tài)并檢測當前扶梯是否有大人在扶梯上，若沒有則啟動一級警報信號，且系統(tǒng)監(jiān)視該信號持續(xù)的時間，若該信號累計預設時間段仍未消除，則控制系統(tǒng)控制扶梯慢速停梯，并通過警報裝置進行安全提示；若為離開趨勢，則判斷為大人還是小孩，并取消對應的狀態(tài)。作為優(yōu)選的技術方案，所述控制系統(tǒng)包括扶梯邏輯控制微機板、永磁同步主機以及變頻器，所述永磁同步主機以及變頻器均與扶梯邏輯控制微機板連接；所述扶梯邏輯控制微機板用于參數(shù)調(diào)試與儲存、扶梯安全功能監(jiān)控、輸入輸出信號處理以及變頻器驅動控制；所述永磁同步主機用于進行扶梯的拖動；所述變頻器用于驅動永磁同步主機工作，所述變頻器可對永磁同步主機進行參數(shù)調(diào)諧，對同步主機進行精確的控制。作為優(yōu)選的技術方案，根據(jù)圖像識別算法對圖像信息進行運算，獲取當前圖像中的物體是否具有進入或離開扶梯的趨勢的方法是：所述圖像識別算法選擇幀間差分法、模板匹配法、邊緣提取中的一種，通過分析圖像識別算法計算出的人體輪廓在圖像采集器中的移動及大小變化可以判斷出該人體相對于圖像采集器的移動趨勢。作為優(yōu)選的技術方案，所述大人狀態(tài)為：當有大人進入扶梯內(nèi)時觸發(fā)，在該狀態(tài)下即使有小孩獨自進入扶梯內(nèi)系統(tǒng)默認為有大人的監(jiān)督，因此不會觸發(fā)
警報信號；所述一級警報狀態(tài)為：當有小孩單獨進入扶梯時觸發(fā)，系統(tǒng)通過監(jiān)視該狀態(tài)的持續(xù)時間，一旦持續(xù)時間超過設定的時間，則向變頻控制器反饋信號，變頻控制其接收到該信號后控制扶梯緩慢停梯，并進行安全提示。作為優(yōu)選的技術方案，所述小孩狀態(tài)為：當控制系統(tǒng)檢測到有小孩單獨進入扶梯內(nèi)時觸發(fā)，此時若扶梯內(nèi)有大人則系統(tǒng)不響應，若扶梯內(nèi)沒有大人則會觸發(fā)一級警報信號。作為優(yōu)選的技術方案，判斷將要進入扶梯的物體的輪廓是大人還是小孩的具體方法是：圖像采集器采集到扶梯出入口的圖像信息后，控制系統(tǒng)通過圖像識別算法對該圖像信息進行分析，獲取圖像信息中的人體輪廓數(shù)據(jù)，通過將該輪廓的寬度及高度數(shù)據(jù)與預設的數(shù)據(jù)進行對比，判斷出該輪廓為大人或小孩。作為優(yōu)選的技術方案，所述警報裝置為具有蜂鳴器或音頻輸出的聲音輸出設備，用于輸出預設的音頻信息或蜂鳴信息以達到警示或提醒的作用；或者為閃爍或常亮的警示燈，所述警示燈選擇紅色、黃色或綠色的警示燈光。作為優(yōu)選的技術方案，所述圖像采集器為攝像頭或紅外成像儀，所述圖像采集器為一個或多個，安裝在扶梯的出入口。作為優(yōu)選的技術方案，所述采集器為攝像頭，所述攝像頭安裝在扶梯入口左側，通過攝像頭不斷掃描當前扶梯出入口的圖像信息，并不斷將圖像信息發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過幀間差分法分析出當前物體是否具有進入或離開扶梯的趨勢，若有進入扶梯的趨勢，則根據(jù)邊緣提取的算法對物體輪廓進行判斷，若為大人則激活大人狀態(tài)，若為小孩則激活小孩狀態(tài)，并判斷扶梯是否已具有大人狀態(tài)，若有則不響應，若無則觸發(fā)一級警報信號，此時控制系統(tǒng)監(jiān)視一級警報信號的持續(xù)時間，若在預設時間內(nèi)仍未消除，則觸發(fā)慢速停梯信號，并控制扶梯緩慢停梯，并啟動警報裝置進行燈光警示或語音提醒。作為優(yōu)選的技術方案，所述攝像頭為黑白攝像頭，所述黑白攝像頭設置在扶梯出入口的兩側，進行圖像信息采集。本專利技術與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：本專利技術通過采用圖像采集設備，結合圖像識別算法，可以更為清晰的識別出是否有小孩單獨進入扶梯，可以極大的杜絕因為寵物或雜物進入扶梯導致的誤診斷的情況發(fā)生；同時由于只需要一種設備就可實現(xiàn)該功能，因此極大的降
低了系統(tǒng)復雜度，便于安裝、調(diào)試、維修以及后續(xù)開發(fā)等；通過添加多方向的圖像采集器，可以獲取圖像的深度以及多維度的信息，使當前位置圖像信息的獲取更加精確和準確，同時可降低對攝像頭的要求，節(jié)約成本。附圖說明圖1是本專利技術扶梯防護系統(tǒng)的控制流程圖。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例如圖1所示，本實施例的一種基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)，其包括：用于控制扶梯運行的控制系統(tǒng)，用于采集圖像信息的圖像采集器，以及用于警示提示的警報裝置。圖像采集器采集扶梯出入口的圖像信息，并將采集到的當前圖像的模擬信號傳送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將該模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)，根據(jù)圖像識別算法對圖像信息進行運算，獲取當前圖像中的物體是否具有進入或離開扶梯的趨勢，若為進入趨勢，則判斷將要進入或離開扶梯的物體的輪廓是大人還是小孩，若為大人則激活大人狀態(tài)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)，其特征在于，包括用于控制扶梯運行的控制系統(tǒng)，用于采集圖像信息的圖像采集器，以及用于警示提示的警報裝置；所述圖像采集器采集扶梯出入口的圖像信息，并將采集到的當前圖像的模擬信號傳送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將該模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)，根據(jù)圖像識別算法對圖像信息進行運算，獲取當前圖像中的物體是否具有進入或離開扶梯的趨勢，若為進入趨勢，則判斷將要進入扶梯的物體的輪廓是大人還是小孩，若為大人則激活大人狀態(tài)，并取消已有的一級警報信號，若為小孩則激活小孩狀態(tài)并檢測當前扶梯是否有大人在扶梯上，若沒有則啟動一級警報信號，且系統(tǒng)監(jiān)視該信號持續(xù)的時間，若該信號累計預設時間段仍未消除，則控制系統(tǒng)控制扶梯慢速停梯，并通過警報裝置進行安全提示；若為離開趨勢，則判斷為大人還是小孩，并取消對應的狀態(tài)。

【技術特征摘要】
1.一種基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)，其特征在于，包括用于控制扶梯運行的控制系統(tǒng)，用于采集圖像信息的圖像采集器，以及用于警示提示的警報裝置；所述圖像采集器采集扶梯出入口的圖像信息，并將采集到的當前圖像的模擬信號傳送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將該模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)，根據(jù)圖像識別算法對圖像信息進行運算，獲取當前圖像中的物體是否具有進入或離開扶梯的趨勢，若為進入趨勢，則判斷將要進入扶梯的物體的輪廓是大人還是小孩，若為大人則激活大人狀態(tài)，并取消已有的一級警報信號，若為小孩則激活小孩狀態(tài)并檢測當前扶梯是否有大人在扶梯上，若沒有則啟動一級警報信號，且系統(tǒng)監(jiān)視該信號持續(xù)的時間，若該信號累計預設時間段仍未消除，則控制系統(tǒng)控制扶梯慢速停梯，并通過警報裝置進行安全提示；若為離開趨勢，則判斷為大人還是小孩，并取消對應的狀態(tài)。2.根據(jù)權利要求1所述的基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括扶梯邏輯控制微機板、永磁同步主機以及變頻器，所述永磁同步主機以及變頻器均與扶梯邏輯控制微機板連接；所述扶梯邏輯控制微機板用于參數(shù)調(diào)試與儲存、扶梯安全功能監(jiān)控、輸入輸出信號處理以及變頻器驅動控制；所述永磁同步主機用于進行扶梯的拖動；所述變頻器用于驅動永磁同步主機工作，所述變頻器可對永磁同步主機進行參數(shù)調(diào)諧，對同步主機進行精確的控制。3.根據(jù)權利要求1所述的基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)圖像識別算法對圖像信息進行運算，獲取當前圖像中的物體是否具有進入或離開扶梯的趨勢的方法是：所述圖像識別算法選擇幀間差分法、模板匹配法、邊緣提取中的一種，通過分析圖像識別算法計算出的人體輪廓在圖像采集器中的移動及大小變化可以判斷出該人體相對于圖像采集器的移動趨勢。4.根據(jù)權利要求1所述的基于圖像識別算法保護小孩安全的扶梯防護系統(tǒng)，其特征在于，所述大人狀態(tài)為：當有大人進入扶梯內(nèi)時觸發(fā)，在該狀態(tài)下即使有小孩獨自進入扶梯內(nèi)系統(tǒng)默認為有大人的監(jiān)督，因此不會觸發(fā)警報信號；所述一級警報狀態(tài)為：當有小孩單獨進入扶梯時觸發(fā)，系統(tǒng)通過監(jiān)視該狀態(tài)的持續(xù)時間，一旦持續(xù)時間超過設定...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：鄺庚廉，何智超，林穗賢，藍秀清，戴文豐，陳日強，
申請(專利權)人：廣州廣日電梯工業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44