专利名称：电梯轿厢频闪照明控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电梯轿厢的照明控制系统及其控制方法。
背景技术：
电梯轿厢内通常具有照明设备和监控设备。典型的照明设备例如是LED灯，为电 梯轿厢内提供照明。典型的监控设备例如是摄像机，通过电缆向外输出轿厢内的监控视频 信号，供电梯轿厢外的监视设备实时显示和/或存储设备记录。其中，照明设备又包括由电 网供电的正常照明设备和由电池供电的应急照明设备。当电网断电时，应急照明设备将自 动启动，通过后备电池为电梯轿厢内提供一段时间的应急照明。在电网正常供电的情况下，电梯轿厢通常具有两种状态运行状态和待机状态。一 般情况下，电梯轿厢处于运行状态。当电梯轿厢在运行状态下未接到信号(包括轿厢内信 号、各层站信号、控制中心信号等)超过一段时间，即进入待机状态。在电网断电的情况下， 电梯轿厢处于断电状态，由应急照明设备提供应急照明。当电梯轿厢处于运行状态时，轿厢内的照明设备正常照明，可以满足轿厢内的正 常照明和监控设备的照度要求。当电梯轿厢处于待机状态时，轿厢内的照明设备有两种控制方式。第一种控制方 式，照明设备关闭或以微弱光源维持，这可以最大限度地达到节能目的，但是不能满足轿厢 内的监控设备的照明需求，导致轿厢内的监控视频信息无法辨认。第二种控制方式，照明设 备仍然正常照明，这可以满足轿厢内的监控设备的照明需求，但是不符合节能要求，同时还 降低了照明设备的使用寿命。当电梯轿厢处于断电状态时，轿厢内自动启动应急照明设备。此时即使轿厢内的 监控设备仍然可以工作，但由于应急照明设备的照度不足，仍然导致轿厢内的监控视频信 息无法辨认。采用摄像机作为监控设备时，摄像机的曝光时间(shutter speed，又称快门速度) 是预先设定好的，并且一旦设定后在使用过程中一般保持不变。由于人员在轿厢中是运动 的，所以太低的快门速度会导致在监控画面进行单帧解析(即辨认单帧图像中的信息，如 人脸等)时人员的脸部特征无法清晰辨认，所以必须提高快门的速度。但是当快门的速度 提高后，轿厢的照度可能不能满足较高速度快门的要求，故往往需要提高轿厢的照度，但过 高的照度会使乘客产生不适。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电梯轿厢的照明控制系统，该系统在电梯 轿厢处于待机状态或断电状态时既能满足轿厢内监控设备的照明需求，又能最大限度地达 到节能效果。为解决上述技术问题，本发明电梯轿厢频闪照明控制系统包括电梯轿厢；
电梯轿厢中的照明设备，具体又包括由电网供电的正常照明设备和由电池供电的 应急照明设备；当电网断电时，所述应急照明设备自动开启；电梯轿厢中的监控设备，通过电缆向外输出轿厢内的监控视频信号；频闪控制设备，连接监控设备并采集其输出的监控视频信号，还连接照明设备并 控制其开启、关闭。上述电梯轿厢频闪照明控制系统的控制方法包括如下步骤第1步，当电梯轿厢处于待机状态时，或者电梯轿厢处于断电状态且其中的监控 设备正常工作时，所述频闪控制设备采集所述监控设备输出的快门信号，得到监控设备的 快门每次开启和关闭的时间点，进入第3步；第2步，当所述监控设备未输出快门信号，所述频闪控制设备采集所述监控设备 输出的场同步信号和/或奇偶场信号，根据制造商提供的监控设备的快门启闭相对于场同 步信号或奇偶场信号的时序关系、或者根据试验，得到监控设备的快门每次开启和关闭的 时间点；第3步，所述频闪控制设备根据监控设备的快门每次开启和关闭的时间点，根 据监控设备的快门每次开启和关闭的时间点，控制照明设备开启和关闭，监控设备的快 门每次开启到关闭为一个曝光时间段，长度设为a ；照明设备每次开启到关闭为一个照 明时间段，每个曝光时间段中所包含的照明时间段长度设为bl、b2、……bm，其平均值 b=bl + b2 +......+ bm/m，则y0<bl、b2、......bm≤min (a, 2b)。本发明可以显著降低电梯轿厢内照明设备的能耗，延长轿厢内照明设备的寿命， 同时保证了各种情况下电梯轿厢内监控设备的照明需求。
图1是本发明电梯轿厢频闪照明控制系统的结构示意图；图2是摄像机输出的场同步信号的两种不同形式的示意图；图3是摄像机输出的快门信号的一种示意图；图4是摄像机对外输出的场同步信号、奇偶场信号与摄像机的快门启闭的时序示 意图；图5是摄像机对外输出的场同步信号、奇偶场信号与摄像机的快门启闭的四种可 能情况的时序示意图；图6是本发明的频闪控制设备输出的照明控制信号与快门信号的时序示意图。
具体实施例方式请参阅图1，本发明电梯轿厢频闪照明控制系统(FFLCS，Frequency Flash Light Control Systems)包括-电梯轿厢(car)。-电梯轿厢中的照明设备(LF，LightingFixtures)，具体又包括由电网供电的正 常照明设备和由电池供电的应急照明设备。当电网正常供电时，正常照明设备开启，应急照 明设备的电池充电(蓄电)。当电网断电时，应急照明设备自动开启并由电池供电维持一段时间的应急照明。-电梯轿厢中的监控设备(camera)，通过电缆向外输出轿厢内的监控视频信号，电缆连接到监控中心的监视设备或存储设备，监视设备可以实时观看轿厢内的监控视频信 息，存储设备可以记录存储轿厢内的监控视频信息。监控设备输出的监控视频信号至少包 括场同步信号和奇偶场信号，也可能包括快门信号。-频闪控制设备(FFLCU，FrequencyFlash Light Control Unit)，连接所述监控 设备并采集其输出的监控视频信号，还连接所述照明设备并控制其开启和关闭。所述照明设备优选为LED灯，LED灯不仅具有良好的照明及节能效果，而且具有开 关速度快、可以频繁开关的优点。所述监控设备优选为摄像机，任何摄像机对外输出的视频信号中都包括场同步信 号和奇偶场信号(Odd/Even Field Output)，某些摄像机对外输出的视频信号还包括快门信号。请参阅图2，根据视频信号同步分离电路的不同，摄像机所输出的场同步信号也 可以有多种形式，例如是场同步输出(Vertical SYNC Output)或场输出脉冲(Vertical Output Pulse)等，不同形式的场同步信号都可应用于本发明的技术方案。所述频闪控制设备采集的视频信号优选为摄像机输出的快门信号，次选为摄像机 输出的场同步信号和/或奇偶场信号。上述电梯轿厢频闪照明控制系统的控制方法包括如下步骤第1步，当电梯轿厢处于待机状态时，或者当电梯轿厢处于断电状态且电梯轿厢 中的监控设备正常工作时，所述频闪控制设备采集所述监控设备输出的快门信号，得到监 控设备的快门每次开启和关闭的时间点，进入第3步。请参阅图3，快门信号通常是脉冲形式，如方波信号等；其每个上升沿或下降沿即 表示监控设备的快门每次开启或关闭的时间点。当电梯轿厢中的监控设备对外输出快门信 号时，频闪控制设备可以直接采集该快门信号，从而方便地得到监控设备的快门每次开启 和关闭的时间点。第2步，当监控设备不输出快门信号时，所述频闪控制设备采集监控设备输出的 场同步信号和/或奇偶场信号，此时若监控设备的制造商提供快门信号与场同步信号(或 奇偶场信号)的时序关系，则可根据该时序关系确定快门信号，从而得到监控设备的快门 每次开启和关闭的时间点。请参阅图4，监控设备对外输出场同步信号(以场输出脉冲信号的形式)、奇偶 场信号等，监控设备(PAL制)的说明书上记载当快门速度大于1/lOOs(即10ms)时在每 个奇数场开始后10ms快门关闭。由于监控设备的曝光时间是预先设定的，此时假设为 l/500s (即2ms)，则可以判定在每个奇数场开始后8ms快门开启。频闪控制设备通过采集 监控设备输出的场同步信号，得到每次场扫描开始的时间，例如是场同步信号每个上升沿 为场扫描开始。频闪控制设备又通过采集监控设备输出的奇偶场信号，得知每个场是奇数 场还是偶数场，例如在奇偶场信号的低电平时为奇数场。综合所采集的两个信号，频闪控制 设备已经可以确定每个奇数场的开始时间。又根据已知的快门启闭与场同步信号和/或 奇偶场信号的时序关系，频闪控制设备就可以得到监控设备的快门每次开启和关闭的时间 点，例如快门信号每个上升沿表示快门开启，每个下降沿表示快门关闭。
此时若监控设备的制造商未提供快门信号与场同步信号(或奇偶场信号)的时序 关系，则根据试验判定监控设备的快门每次开启和关闭的时间点。试验判定的方法如下第2. 1步，设定监控设备的曝光时间。电梯轿厢中监控设备的曝光时间，最长可以 设置为等于1个场周期，即PAL制摄像机最慢快门速度为l/50s，NTSC制摄像机最慢快门速 度为l/60s。监控设备的快门开关频率通常等于每秒帧数，即监控设备每输出一帧图像，快 门开关一次(进行一次曝光)。当监控设备的快门速度小于1/2的场周期时，即PAL制摄像机快门速度小于 l/100s, NTSC制摄像机快门速度小于1/120S，监控设备的快门信号与场同步信号、奇偶场 信号的时序关系一般有四种可能。请参阅图5，假设场同步信号采用的是场输出脉冲的形 式，每个上升沿表示上一次场扫描的结束，以及新的一次场扫描的开始。奇偶场信号在每个 低电平表示奇数场，在每个高电平表示偶数场。快门信号的每个上升沿表示一次快门开启， 每个下降沿表示一次快门关闭。第1种可能的情况，摄像机在每个奇数场的正中央关闭快 门；第2种可能的情况，摄像机在每个奇数场的末尾关闭快门；第3种可能的情况，摄像机 在每个偶数场的正中央关闭快门；第4种可能的情况，摄像机在每个偶数场的末尾关闭快 门；这四种可能的情况分别如图5中的快门信号1、2、3、4所示。每次快门关闭的时间点之 前减去曝光时间是快门开启的时间点。第2. 2步，分别设定照明控制信号与四种可能的快门信号相同，即分别设定与图5 中的快门信号1、2、3、4相同的照明控制信号，观察这四种照明控制信号对监控视频清晰度 的影响。上述四个可能的快门信号之间相互没有交集，对应的四个照明控制信号中只有一 个与实际的快门信号相同，另外三个照明控制信号与实际的快门信号完全没有交集。因此 只有一个照明控制信号下可以清晰辨认监控视频，另外三个照明控制信号下均完全无法辨 认监控视频。第2. 3步，根据可以清晰辨认监控视频的那个照明控制信号，判定与该照明控制 信号完全相同的快门信号为该摄像机的正确快门信号，从而得到监控设备的快门每次开启 和关闭的时间点。第3步，所述频闪控制设备根据监控设备的快门每次开启和关闭的时间点，控 制照明设备开启和关闭。照明控制的原则是监控设备的快门每次开启到关闭为一个 曝光时间段，长度设为a;照明设备每次开启到关闭为一个照明时间段，每个曝光时间
段中所包含的照明时间段长度设为bl、b2、……bm，其平均值
权利要求
一种电梯轿厢频闪照明控制系统，其特征是，包括电梯轿厢；电梯轿厢中的照明设备，具体又包括由电网供电的正常照明设备和由电池供电的应急照明设备；当电网断电时，所述应急照明设备自动开启；电梯轿厢中的监控设备，通过电缆向外输出轿厢内的监控视频信号；频闪控制设备，连接监控设备并采集其输出的监控视频信号，还连接照明设备并控制其开启、关闭。
2.根据权利要求1所述的电梯轿厢频闪照明控制系统，其特征是，所述照明设备为LED 灯，所述监控设备为摄像机，所述频闪控制设备采集的监控视频信号为摄像机的场同步信 号、奇偶场信号、快门信号中的一个或多个。
3.如权利要求1所述的电梯轿厢频闪照明控制系统的控制方法，其特征是，包括如下 步骤第1步，当电梯轿厢处于待机状态时，或者当电梯轿厢处于断电状态且其中的监控设 备正常工作时，所述频闪控制设备采集所述监控设备输出的快门信号，得到监控设备的快 门每次开启和关闭的时间点，进入第3步；第2步，当所述监控设备未输出快门信号时，所述频闪控制设备采集所述监控设备输 出的场同步信号和/或奇偶场信号，根据制造商提供的监控设备的快门启闭相对于场同步 信号或奇偶场信号的时序关系、或者根据试验，得到监控设备的快门每次开启和关闭的时 间点；第3步，所述频闪控制设备根据监控设备的快门每次开启和关闭的时间点， 控制照明设备开启和关闭，监控设备的快门每次开启到关闭为一个曝光时间段， 长度设为a;照明设备每次开启到关闭为一个照明时间段，每个曝光时间段中所包含的照明时间段长度设为bl、b2、……bm，其平均值及=bl + b2 +……+ bm，则m0<bl、b2、......bm≤min (a, 2b )0
4.根据权利要求3所述的电梯轿厢频闪照明控制方法，其特征是，所述方法第2步中， 所述试验的方法是第2. 1步，设定监控设备的曝光时间；第2. 2步，按照监控设备的快门信号的四种可能情况，分别设定与这四种可能的快门 信号完全相同的照明控制信号，观察这四种照明控制信号对监控视频清晰度的影响；第2. 3步，根据可以清晰辨认监控视频的那个照明控制信号，判定与该照明控制信号 完全相同的快门信号为该摄像机的正确快门信号。
5.根据权利要求4所述的电梯轿厢频闪照明控制方法，其特征是，所述方法第2.1步 中，所述曝光时间小于或等于监控设备的场周期。
6.根据权利要求4所述的电梯轿厢频闪照明控制方法，其特征是，所述方法第2.2步 中，监控设备的快门信号的四种可能情况是第1种情况，监控设备在每个奇数场的正中央关闭快门； 第2种情况，监控设备在每个奇数场的末尾关闭快门； 第3种情况，监控设备在每个偶数场的正中央关闭快门；第4种情况，监控设备在每个偶数场的末尾关闭快门； 每次关闭快门前减去曝光时间是每次开启快门的时间点。
7.根据权利要求3所述的电梯轿厢频闪照明控制方法，其特征是，所述方法第3步中， 所述频闪控制设备控制照明设备跟随监控设备的快门同时开启、同时关闭。
8.根据权利要求3所述的电梯轿厢频闪照明控制方法，其特征是，所述方法第3步中， 所述频闪控制设备除了控制照明设备跟随监控设备的快门同时开启、同时关闭以外，还在 紧邻的每两次快门开启的中间时间点控制所述照明设备开启，所述频闪控制设备还在紧邻 的每两次快门关闭的中间时间点控制所述照明设备关闭。
全文摘要
本发明公开了一种电梯轿厢频闪照明控制系统，包括电梯轿厢、电梯轿厢中的照明设备、电梯轿厢中的监控设备和频闪控制设备。其中频闪控制设备连接监控设备并采集其输出的视频信号，还连接照明设备并控制其启闭。本发明还公开了上述系统的照明控制方法，第1步，频闪控制设备采集监控设备输出的快门信号；第2步，若无快门信号，频闪控制设备采集监控设备输出的场同步信号和/或奇偶场信号，得到监控设备的快门启闭时间点；第3步，频闪控制设备根据监控设备的快门启闭，控制照明设备启闭。本发明在满足轿厢内监控设备照明需求的前提下，有利于降低轿厢内照明设备的能耗，延长轿厢内照明设备的寿命，提高监控画面单帧解析时的清晰度。
文档编号H05B37/02GK101988669SQ20091005771
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者牛华荣 申请人:上海三菱电梯有限公司