感测装置、自动运输系统及其运作方法与流程

[0001]
本发明涉及一种控制自动运输系统的技术，尤其涉及采用一感测装置识别状态并根据对应状态的控制信号而驱动运作的自动运输系统。


背景技术：

[0002]
运输系统的一般功能是载送物品或人员到一目的地，运输系统的控制电路用以驱动系统根据一适用特定地点的规则运行。举例来说，所述控制电路根据规则，当到达目的地位置即控制运输系统开门。当接收到多个位置的呼叫信号，即根据另一规则，控制电路判断一个指令以驱动系统到达所要求的不同位置。当所要载送的物品重量超过限制，运输系统可以忽略呼叫信号。为了能够适当地运行此运输系统，控制电路被要求要更有智能地运作来面对各种情况。
[0003]
以具有一或多个车厢的电梯系统为例，当有用的信息能够有效率地取得，电梯系统可适当地运行，包括车厢内外的各种情况。举例来说，可于电梯车厢内设置重量传感器，让系统可以根据重量传感器得到车厢内的乘客状态，其中控制电路可判断是否可以载送更多的乘客。更者，车厢外设有摄影机，如在一个建筑物的多个楼层中，以知悉在电梯门外的人数，而其控制电路可以优先驱动其中的一个车厢去满了人潮的楼层载送乘客。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提出一种感测装置、用此感测装置的自动运输系统及其运作方法，以解决上述至少一个问题。
[0005]
根据实施例，感测装置实质包括、一热感测阵列，用以取得感测区的二维热像图。感测装置包括处理电路，用以处理所述热感测阵列所得出的二维热像图，以取得在感测区的热像分布，并能根据此热像分布判断出此感测区的状态。
[0006]
在一实施例中，所述热感测阵列实质包括多个以阵列形式设置的红外光传感器，热感测阵列可用以检测感测区中的温度。
[0007]
在一实施例中，热像分布可以一图像表示，用以描绘出一或多个热源的分布状态，这些热源例如在感测区内的人，所述感测区的状态可用以指出其中人数，以及通过分析热源得出的至少一人员状态。
[0008]
在另一实施例中，感测装置包括一数据库，用以记录用以筛选一或多个热源的分布的多个形状样本，以判断人数与至少一人员状态。
[0009]
更者，所述感测装置包括用以连接自动运输系统的接口，且自动运输系统接收到通过此接口传送的感测区的状态数据。
[0010]
举例来说，所述自动运输系统如一电梯系统，所述感测区可以为电梯系统中的一或多个车厢，而所述热感测阵列即设于这些车厢内。
[0011]
在一实施例中，所述自动运输系统包括一数据处理器，数据处理器接收感测装置产生的状态数据，并能根据响应此状态的情景而产生控制信号。自动运输系统包括控制电
路，用以接收此控制信号以及使用运输驱动电路运作车厢。
[0012]
在自动运输系统的运作方法中，通固感测装置的热感测阵列，可以取得自动运输系统中感测区的二维热像图，二维热像图通过分析取得感测区内的热像分布，此热像分布用以判断感测区的状态。
[0013]
在方法中，通过识别出人员的姿势，或是人员在一时间内的一系列姿势改变判断出人员状态。根据所述控制信号，自动运输系统的车厢可被驱动而停止、到达特定位置、限制一或多个功能、等待一段时间、拨打紧急电话、调整车厢内空调、发出信息或是与其他一或多个车厢协同作业。
[0014]
本发明的有益效果在于，自动运输系统采用了使用热感测数组阵列的感测装置，以能产生一个区域内的热像分布，通过执行其运作方法，这些热像分布可以反映出一或多个热源的分布，也就能得出感测区的状态，这些方法让自动运输系统可以适应各种情况，所述系统与方法可以适用多种运输系统，如电梯系统，还有自动扶梯或任何运输系统。
附图说明
[0015]
图1显示使用在自动运输系统中的感测装置的实施例示意图；
[0016]
图2显示热感测阵列的实施例示意图；
[0017]
图3显示用于指出感测区域的热像分布图的实施例示意图；
[0018]
图4显示在系统中一或多个热感测阵列的实施例示意图；
[0019]
图5显示描述整合感测装置的自动运输系统的实施例方块图；
[0020]
图6显示通过感测装置运行自动运输系统的方法实施例流程图；
[0021]
图7显示运行自动运输系统的方法实施例流程图；
[0022]
图8与图9显示描述在感测区内感测到有一个人搬运物品的情境实施例示意图；
[0023]
图10与图11显示在感测区内感测到有多个人的另一情境实施例示意图；以及
[0024]
图12与图13显示在感测区内感测到有一坐在轮椅上的人的情境实施例示意图。
具体实施方式
[0025]
本发明关于一种感测装置以及使用此感测装置的自动运输系统(automated transportation system)，在一实施例中，感测装置使用了至少一个热感测阵列(thermal sensor array)，用以取得一个特定区域的热像分布(thermal distribution)，并可以据此判断此区域的状态，以使得所述自动运输系统可以根据此状态运作。热感测阵列中采用的热传感器例如一种红外光传感器(infrared sensor)，红外光传感器可以感测到区域内的温度，如此能让系统取得这个区域更多的环境信息，可供其他用途。
[0026]
图1即显示本发明提出的自动运输系统中采用的感测装置实施例示意图。
[0027]
图1所示的感测装置10实质上包括一或多个热感测阵列101、102以及103，还包括一处理电路105，处理电路105电性连接这些热感测阵列101、102以及103。处理电路105用以处理每个热感测阵列101、102以及103产生的数据，数据为暂存于感测装置10的内存107中。特别的是，感测装置10用于自动运输系统110中。感测装置10还包括一接口109，由此能电性连接到处理电路105，并用以连接自动运输系统110。
[0028]
具体地，当所述感测装置10运行中，至少一个热感测阵列(101、102或103)用以取
得一个自动运输系统110的感测区或是在自动运输系统110附近的感测区的二维热像图(thermographic image)。处理电路105用以处理此二维热像图以能得到在感测区内的热像分布。可以通过热像分布的形状来判断感测区的状态。
[0029]
热感测阵列(101、102或103)实质包括多个以阵列类型设置的热感测组件，参照图2所示热感测阵列的实施例示意图。
[0030]
图2显示形成一个热感测阵列20的多个热感测组件(thermal sensor element，201)，每个热感测组件201可以独立取得特定区域内的热信息，每个热感测组件201由一或多个红外光感测组件所实现，红外光感测组件为一个用以感测一个视角(angle of view)内环境红外光线波长的电子组件，多个热感测组件201组成的热感测阵列20即可感测特定区域中的红外光线，以测量出在特定视角内特定对象发出的热。
[0031]
每一个热感测组件201可以为一种用于执行移动检测的无源红外线传感器(passive ir sensor)，所述一个热感测组件201涵盖了一个视角内区域，而多个阵列形式排列的热感测组件201可以涵盖更广视角的范围，并形成一个感测区(sensing zone)。
[0032]
热感测阵列用以取得二维热像图，而此二维热像图可以作为如图3所示的热像分布图(thermal distribution map)30。图中显示在此热像分布图30中的像素可以映射到热感测阵列20的多个热感测组件201上，其中每个热感测组件201产生表示一个感应区域关于热的数值，可以如温度值，在此实施例中，所示的为每个热感测组件201涵盖了不同的感应区域。
[0033]
所述热像分布图30用以指出被感应的区域，例如所示的感应区域301，其中可以标示出一或多个热源，例如在感测区内的活物。图中显示的感应区域301示意表示对应多个热感测组件(201，图2)的多个感应像素。在一实施例中，当感应区域301中的感应像素具有超过一个预设阈值的像素值时，所述感应区域301在特定条件下可被视为在车厢内的乘客，例如，在感应区域301内，当像素值大于特定阈值(可称第一门槛)的感应像素连结后的数量又大于另一门槛(可称第二门槛)，这时感应区域301可被视为有乘客。其中，在此一提的是，所述第二门槛用以排除噪声所产生不合格的感应区域。
[0034]
更者，若热感测阵列20在一段时间内连续产生所述的二维热像图，也就产生一序列对应的热像分布图(30)，通过这些分布图可以判断在感测区内的移动物。以红外光传感器为例，红外光传感器用以感测热源，每一个活物即一个热源，因此所述感测装置可用以检测感测区内的活物。
[0035]
根据本发明所公开的实施例，自动运输系统可以为一电梯系统(elevator system)，其中具有一或多个车厢。参照图4示意显示设于电梯车厢40天花板上的第一热感测阵列401，以及设于电梯车厢40外的第二热感测阵列402，电梯车厢402一般为乘客等待的走廊42。举例来说，感测装置中的热感测阵列的一个设于接近电梯车厢40附近的走廊42上，用以取得走廊42附近由上向下拍摄取得的二维热像图，如此，电梯系统可以取得电梯车厢40外的状态，这个状态可以被参照提供给自动运输系统运作其电梯车厢40之用。
[0036]
通过阵列形式排列的热感测组件，每个热感测阵列可在感测区内感应到一或多个热源，其中，根据热感测阵列的视角形成包括一个空间范围的感测区。在此图中，电梯车厢40内的第一热感测阵列401用于感应由感测区内多个人形成的一或多个热源，这个感测区可被设定涵盖电梯车厢40内所有对象。
[0037]
接着，另有传感器阵列如第二热感测阵列402，用于取得电梯车厢40外的状态，也就是第二热感测阵列402感应到电梯车厢40外的热源，电梯车厢40外即图中显示的走廊42，也是形成另一个感测区。上述第一热感测阵列401以及第二热感测阵列402用以拍摄取得对应两个感测区的图像，即电梯车厢40内与走廊42上的感测图像，两者可分别形成不同的热像分布。在此一提的是，所述热像分布是一个由感测装置产生的热响应图像(thermo-responsive image)，可用以描绘感测区内一或多个热源的分布，根据目前范例，热源如图中所示电梯车厢40内与外的乘客。
[0038]
举例来说，当感测装置根据热像分布识别出走廊42的乘客数量的状态，使得电梯系统可以控制在电梯车厢40的等待时间(waiting time)，这个等待时间让电梯车厢40内的乘客选择按下要到达的楼层的按键。另外，当感测装置得出没有人在电梯车厢40外等待时，即便电梯车厢40被某人召唤，电梯系统仍可以缩短电梯车厢40的等待时间，或是关闭车厢门。更者，若在电梯外等待电梯车厢40的乘客数量，以及/或待在电梯车厢40内的人数符合特定情景(scenario，例如，超过一个人数门槛)，电梯系统还可驱动其他一或多个可利用的电梯车厢40去接送乘客。当感测装置识别出有任何紧急状态，如电梯车厢40内的乘客状态，还可以触发拨出紧急电话。
[0039]
所述自动运输系统(如电梯系统)可以识别出人或乘客，并可通过图像处理技术分析由热感测阵列产生的热像分布以辨识出人在感测区的行为。感测装置让电梯系统可以判断出一或多个电梯车厢或走廊对应的一或多个感测区的状态，感测区的状态则可用来指出感测区内的人数，以及从热源分析得到的至少一人员状态。
[0040]
因此，当可以有效地取得所有感测区的状态时，自动运输系统具有可以操控整个系统的完整控制能力。以电梯系统为例，当能参照感测装置产生的信息，如各车厢状态，电梯系统通过所述感测装置可以有效率地协调所有的电梯车厢，以能应付繁忙的乘客运输工作。
[0041]
图5显示整合了感测装置的自动运输系统的实施例方块图。
[0042]
在所提出的实施例中，感测装置52、52’用以驱动自动运输系统50，在感测装置52中，一如另一感测装置52’，其中设有一或多个热感测阵列523(或523’)，用以取得对应自动运输系统50中一或多个感测区的一或多个二维热像图。其中，感测装置52(或52’)设有处理电路525(或525’)，通过此处理电路(525)可以接收热感测阵列s523(或523’)产生的图像，并能接续处理由每个热感测阵列形成的二维热像图，因此得出一或多个对应的热像分布。热像分布是用来实时描绘出感测区内热源的分布，所述感测装置52(或52’)分别包括数据库521(或521’)，数据库(521,521’)用以记录多个用来识别感应区内对象的形状样本。
[0043]
根据实施例的一个，所述感测装置52的热感测阵列523实质包括多个以阵列形式排列的红外光传感器，红外光传感器用以感测感测区内一或多个热源，以形成二维热像图。二维热像图显示一或多个热源的温度分布，一旦经过分析此包括感测区内一或多个热源的温度分布，数据库521记录的形状样本可用以筛选热源分布，以判断出感测区内的状态。当比对各热源的形状样本，以及比对一门槛，可以排除没有用的信息，使得感测区的状态可以被明确得出。感测区内的状态可以被阐述清楚。
[0044]
根据实施例，所述图像处理方法可以先建立一个参考背景，如电梯车厢内的地板，并采用一门槛来排除噪声，以利比对感测区内一或多个已经识别出的热响应图像与形状样
本。更者，在一实施例中，每个感测区的状态可用于指出人数或是特定对象的数量，包括辨识出至少一人员状态或是特定对象的状态。在此一提的是，所述热响应图像用于识别具有一或多个热源的热像分布中特定对象的图像，热响应图像可以用来判断这些对象的状态。
[0045]
在实施例中，自动运输系统50包括一或多个车厢(501、502)。而感测装置(52、52’)包括设置在车厢(501、502)中的热感测阵列(523、523’)，车厢(501、502)由整合于一，或是两个分别的运输驱动电路(503、504)所驱动。自动运输系统50包括数据处理器507，数据处理器507通过特定接口电性连接感测装置(52、52’)，所述接口(未示于本图中)电性连接到感测装置(52、52’)的处理电路(525、525’)以及自动运输系统50。自动运输系统50的数据处理器507通过接口从感测装置(52、52’)接收由各感测区状态形成的状态数据(status data)，数据处理器507接着根据对应状态的情景(scenario)或是根据从所有感测区以及/或系统外部所收集的数据产生一控制信号。
[0046]
更者，自动运输系统50包括一控制电路509，以及一或多个运输驱动电路(503、504)，控制电路509电性连接数据处理器507以及各车厢(501、502)内的一或多个运输驱动电路(503、504)，使得控制电路509可依据控制信号通过运输驱动电路(503、504)控制各车厢(501、502)的运作。
[0047]
在图6显示的自动运输系统的运作方法实施例流程图中，在流程一开始，如步骤s601，由感测装置的热感测阵列在感测区产生的一系列图像，由热感测阵列得出的图像成为自动运输系统的车厢形成的感测区内的二维热像图。
[0048]
这时，通过感测装置的处理电路，如步骤s603，所产生的二维热像图经处理后形成感测区的热像分布，在步骤s605中，通过图像处理方法，此热像分布可用于判断感测区的状态。
[0049]
在感测装置中，热像分布是一个用于描绘一或多个热源分布的图像，在一实施例中，图像处理方法使用数据库中多个形状样本，用以比对所取得的热源，用以筛选热源以能判断出感测区内的对象数量、大小以及/或形状。
[0050]
通过图像处理方法，如步骤s607，每一个热源可以被辨识出其大小、形状以及/或所占有的区域比例，在步骤s609中，可以判断出各感测区的状态。以电梯系统为例，通过分析所述感测区内一或多个热源，可得出感测区的状态，以能指出电梯车厢或附近走廊的状态，如车厢内或走廊上的人数，以及至少一人员状态。最后，如步骤s611，电梯系统可以根据对应状态的情景采取措施。
[0051]
在另一运作方法实施例中，如图7所示流程图，当取得二维热像图，如步骤s701，通过分析热像图(thermographic image)得出一或多个传感器内与外的热像分布，在感测装置中，每个热像分布用以描绘一或多个热源的分布，通过分析一或多个热源所得到的状态数据表示每个感测区的状态，如步骤s703。更者，所述系统还可以采用系统外部数据，如环境数据，以判断各感测区状态。
[0052]
在步骤s705中，所述数据经分析可作出一个全面的判断，以能判断出要执行的后续运作程序，如步骤s707。以电梯系统为例，当电梯系统接收到根据感测区状态得出的状态数据，即对应此状态形成的情景而产生一控制信号，控制信号用以驱动电梯系统的运作。在步骤s709中，根据控制信号，电梯系统的控制电路通过运输驱动电路驱动其中电梯车厢。
[0053]
在几个采用所述感测装置的范例中，自动运输系统与其运作方法可参考以下描
述。
[0054]
图8与图9显示两个描述特定情境的实施范例，其中显示感测区内辨识到有一人搬运一物品。
[0055]
在图8中，示意图描绘了感测区80中由热感测阵列自上往下拍摄得到的二维热像图，并因此得出感测区80中的热响应图像801，此二维热像图显示电梯车厢内的俯视图像，其中通过图像分析热响应图像801而识别出有一对象803，得到一个热像分布。热像分布用于判断感测区80的状态。如图所示，所述感测区80的状态表示有一人张开双臂搬运物品的图像，其中由热图像中识别出一个身体，以及两个延伸的热图像，所能表示的为一个人的身体(面积较大)，其姿势为张开的双臂(两个狭长而小的区域)。
[0056]
在目前范例中，所显示的二维热像图可用以判断如图9显示的真实情况，也就是在一个电梯车厢90中设置的热感测阵列92感测到有一人94在电梯车厢90内，此人员状态即由图8显示的二维热像图所判断得出，通过识别出人的姿势，或参考了一段时间内一连串人的姿势变化，可得出人员状态，也就是此人94在电梯车厢90内张开双臂搬运一个箱子96的状态。
[0057]
当电梯系统通过所提出的感测装置得到电梯车厢内的人员状态时，也就是此人94搬运箱子96的状态，所述电梯系统(也就是所本发明所公开的自动运输系统)将被驱动延迟一个等待时间，让此人94可以有时间按压电梯车厢90内的楼层按键选择目的楼层。更者，当搬运箱子96的人94离开电梯车厢90时，电梯车厢90的开门时间也可以延长，此时，电梯系统可以降低其他人操作电梯的指令的优先级。在一实施例中，当此电梯车厢90在运作中(in service)，如搬运箱子96的人94还在电梯中预备离开，电梯系统还可立即驱动其他电梯车厢到达其他楼层去载送其他人。
[0058]
更进一步地，当热感测阵列可以感测出各种热源的不同温度值，或是即便是不同距离却具有相同温度值的情况下，系统仍可由感测装置产生的热响应图像801得出的热像分布，热像分布用于显示感测区80内具有不同深度(depths)的多个热源，因此，感测区80内这些热源的深度信息可用以识别出乘客的状态，例如有人以双臂在搬运重物，双臂在热响应图像801显示为具有不同深度的对象。更者，根据这些深度信息还可进一步判断出其中的乘客为具有不同高度的大人或小孩。
[0059]
图10与图11显示两个示意图，为描述感测区内有多个人的情境。
[0060]
图10显示在感测区80内的二维热像图，通过分析所得出的热像分布，可以从几个分开的热响应图像111、112与113识别出其中的状态。例如，经比对感测装置中数据库的形状样本，热响应图像111、112与113可用以识别出有三个人，如图11所示。
[0061]
在图11中，所显示的真实状况是从感测区的二维热像图识别出在车厢90中有三个人115、116与117，如此也表示从二维热像图显示的热像分布可用以判断出感测区内的人数，人数在一些用途中可以提供电梯系统根据特定情景驱动车厢运作。
[0062]
图12与图13显示的图表示在感测区中有一人坐在轮椅上的情境示意图。
[0063]
图12示意显示一张感测区80的二维热像图，其中显示的热像分布得出热响应图像121，热响应图像121显示有一个具有4个延伸热区的对象123，如此，可以识别出这是一个人坐在轮椅上，经比对数据库中的形状样本，此人还有两只手与两个大腿被辨识出来。
[0064]
进一步地，如图13所示，热响应图像121显示出有一人张开双臂，还有两个大腿延
伸出去，因此可识别为在车厢90内有一个坐在轮椅133上的人131。
[0065]
当自动运输系统(如电梯系统)识别出电梯车厢内有一人坐在轮椅上，即可根据此状态产生控制信号，使得驱动车厢延迟一个等待时间，如比一般时间长个20％到50％的时间，让此人可以有时间去选择要到达的楼层。在一实施例中，当坐在轮椅上的人离开电梯车厢，同样地，系统可驱动电梯车厢延长开门的时间，同时其他电梯车厢还可对应被调整。更者，当走廊的感测装置感应到有人坐在轮椅上，或是有人搬运重物在等电梯，车厢的运作时间可以暂时延长。如此，自动运输系统可以针对各种情况实现不同的运作程序，针对特定情况采取不同的措施，例如驱动车厢停止、到特定目的地、限制一或多个功能、等待一段时间、拨打紧急电话、调整车厢内空调、发出信息或是与其他一或多个车厢协同作业。
[0066]
举例来说，若感测装置依据热像分布判断出有紧急事件，例如有人员在电梯车厢内跌倒，所述电梯车厢可被驱动而停止在某一楼层以及拨出紧急电话。更者，当感测装置感测到车厢内有多位乘客而人数超过一门槛，电梯系统可以驱动车厢内空调送出冷空气到电梯车厢内，同时，系统可忽略由电梯外部按钮所发出的电梯呼叫，以能让电梯车厢内乘客有选择要要达的楼层的优先权。反之，如果车厢内是空的，或是仅有少数几个人在内，可以让空调处于省电模式或低耗能的模式。据此，根据所述系统与方法的目的的一个，所述由感测装置提供的信息可以让自动运输系统回避没有意义的运作，例如乱按楼层的恶作剧、电力浪费，还能更有效率地运作。
[0067]
综上所述，根据以上描述的自动运输系统与其运作方法的实施例，自动运输系统采用了使用热感测阵列的感测装置，以能产生一个区域内的热像分布，通过执行其运作方法，这些热像分布可以反映出一或多个热源的分布，也就能得出感测区的状态，这些方法让自动运输系统可以适应各种情况，所述系统与方法可以适用多种运输系统，如上述的电梯系统，还有自动扶梯或任何运输系统。
[0068]
然而以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及图示内容所为的等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内，合予陈明。