基于信号融合的等候乘客检测方法及电梯与流程

技术特征：

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，所述控制器计算得到时刻j对应的时变变化图像从而得到N个时变变化图像；

其中，x(m，n，j)表示所述光学摄像头在时刻j发送的图像信号，x(m，n，j+Δt1)表示所述光学摄像头在时刻j+Δt1发送的图像信号，Δt1表示第一时间间隔，j＝1，2，…，N；

步骤2.4，所述控制器对所述N个时变变化图像求平均，得到平均变化强度将当前检测时刻对应的时变变化图像y1(m，n，t)中的每一个像素点分别与强度门限进行比较，确定所述时变变化图像y1(m，n，t)中大于所述强度门限的像素点的个数L′1；以及，将所述无人参考变化图像y2(m，n，t)中的每一个像素点分别与所述强度门限进行比较，确定所述无人参考变化图像y2(m，n，t)中大于所述强度门限的像素点的个数L2；

其中，λ表示图像检测门限系数，λ＞1；

步骤2.5，所述控制器判断L′1和L2是否大于或等于0.1Lmin：若是，则令第二置信度数值否则，令第二置信度数值ds＝0；

其中，Lmin表示人影像对应的最小像素数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述控制器根据所述回波信号，计算得到对应的第三置信度数值，具体包括：

步骤3.1，所述控制器对所述回波信号进行处理，得到回波强度以及目标物体距离所述超声波探头的距离其中，所述目标物体为所述超声波探头在所述当前检测时刻探测到的最近物体；

步骤3.2，所述控制器根据所述回波强度和预存的参考回波强度v0，计算得到第一检测量以及，根据所述目标物体距离所述超声波探头的距离和预存的参考距离r0，计算得到第二检测量

其中，所述参考回波强度v0为人体平均回波强度，所述参考距离r0为所述目标楼层的电梯等候区无人时所述超声波探头探测到的最近物体与所述超声波探头之间距离；

步骤3.3，所述控制器判断所述第一检测量vd是否大于η以及所述第二检测量rd是否大于ηrω：若vd＞η且rd＞η×rω，则令第三置信度数值否则，令第三置信度数值dc＝0；

其中，η表示超声检测灵敏度系数，rω表示人体平均厚度。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤4具体包括：

步骤4.1，所述控制器判断所述第二置信度数值ds是否大于预设的第一判决门限dsh：若ds＞dsh，则转至步骤4.4；若ds≤dsh，则转至步骤4.2；

步骤4.2，所述控制器判断所述第二置信度数值ds是否大于0：若ds＞0，并且所述第三置信度数值dc大于预设的第三判决门限dch或者所述第一置信度数值dh大于预设的第二判决门限dhh；或者，若ds＞0，且dhh≥dh＞0同时dch≥dc＞0，转至步骤4.4；若ds≤0，转至步骤4.3；

步骤4.3，所述控制器判断所述第一置信度数值dh和所述第三置信度数值dc是否大于0：若所述第一置信度数值dh和所述第三置信度数值dc均大于0，并且所述第三置信度数值dc大于所述第三判决门限dch或者所述第一置信度数值dh大于所述第二判决门限dhh，则转至步骤4.4；否则，转至步骤4.5；

步骤4.4，所述控制器判定所述目标楼层的电梯等候区的等候乘客未离开，并令此次检测对应的输出值D＝1；

步骤4.5，所述控制器判定所述目标楼层的电梯等候区的等候乘客离开，并令此次检测对应的输出值D＝0。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述控制器存储此次检测对应的检测数据，所述检测数据包括：所述第一置信度数值、所述第二置信度数值、所述第三置信度数值以及此次检测对应的输出值；

当所述控制器检测到对所述目标楼层每执行Q次检测后，读取所述Q次检测对应的检测数据，并根据所述检测数据判断所述红外探头、所述光学摄像头和所述超声波探头是否发生故障；其中，Q表示预设的检测次数；

当所述控制器检测到所述红外探头、所述光学摄像头或者所述超声波探头发生故障后，控制语音报警器进行报警。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，控制器根据所述检测数据判断所述红外探头、所述光学摄像头和所述超声波探头是否发生故障，具体包括：

所述控制器根据所述Q次检测中每次检测对应的第一置信度数值和输出值，确定所述Q次检测中第一置信度数值大于0且输出值为0的检测次数mh以及所述Q次检测中第一置信度数值等于0且输出值为1的检测次数nh，进而计算得到所述红外探头的虚报率和漏报率以及，

根据所述Q次检测中每次检测对应的第二置信度数值和输出值，确定所述Q次检测中第二置信度数值大于0且输出值为0的检测次数ms以及所述Q次检测中第二置信度数值等于0且输出值为1的检测次数ns，进而计算得到所述光学摄像头的虚报率和漏报率以及，

根据所述Q次检测中每次检测对应的第三置信度数值和输出值，确定所述Q次检测中第三置信度数值大于0且输出值为0的检测次数mc以及所述Q次检测中第三置信度数值等于0且输出值为1的检测次数nc，进而计算得到所述超声波探头的虚报率和漏报率

所述控制器分别判断所述红外探头的虚报率xh和漏报率lh是否大于预设的虚报率x和漏报率l：若xh＞x或者lh＞l，则确定所述红外探头发生故障；否则，确定所述红外探头未发生故障；以及，

判断所述光学摄像头的虚报率xs和漏报率ls是否大于预设的虚报率x和漏报率l：若xs＞x或者ls＞l，则确定所述光学摄像头发生故障；否则，确定所述光学摄像头未发生故障；以及，

判断所述超声波探头的虚报率xc和漏报率lc是否大于预设的虚报率x和漏报率l：若xc＞x或者lc＞l，则确定所述超声波探头发生故障；否则，确定所述超声波探头未发生故障。