一种基于视频分析的目的层电梯群控系统及其控制方法与流程

本发明涉及电梯控制领域，尤其涉及基于视频分析的目的层电梯群控系统及其控制方法。

背景技术：

一般办公楼都在电梯厅中设置多部电梯，以便减少乘客候梯时间，提升用户满意度。电梯群控系统可以对多部电梯进行调度，在进一步缩短候梯时间的同时，减少能源消耗。

传统的电梯群控系统，在每层厅外均安装上、下呼梯按钮，乘梯高峰时，在电梯厅等候的用户涌向最先到达的电梯，每部电梯都以低效率运行。目的层电梯群控系统是基于乘客预约目的层的电梯群控调度。典型的目的层电梯群控系统在电梯厅设置选层器，取消了电梯轿厢外的外呼器和电梯轿厢内的选层器。用户在电梯厅的选层器上输入目的楼层，目的层电梯群控系统根据目的楼层为用户智能分配电梯，并将所分配的电梯在选层器上显示给用户，提示用户到指定电梯候梯。

随着智慧建筑的发展，用户对目的层电梯群控系统也提出了更高的要求，主要集中在更短的候梯时间、更安全的电梯使用环境和更人性化的候梯体验。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种候梯时间短、电梯使用安全性高、用户体验良好的基于视频分析的目的层电梯群控系统。

本发明的另一目的在于提供上述目的层电梯群控系统的控制方法。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种基于视频分析的目的层电梯群控系统，包括：

乘客登记单元，用于登记用户身份信息；

人脸识别单元，包括网络摄像机和人脸识别处理器，网络摄像机建立用户的运动轨迹，人脸识别处理器分析网络摄像机摄取的视频并与乘客登记单元登记的用户脸部信息进行比对，获取用户轨迹信息；

信息处理单元，在系统中创建用户,储存乘客登记单元登记的用户信息，接收人脸识别单元的用户轨迹信息，分析用户轨迹信息并确定本次目的层；

目的层电梯群控单元，根据信息处理单元发布的用户的本次目的层信息以及多台电梯的运行情况进行群控派梯计算，将派梯结果发送给信息处理单元；

信息发布单元，将信息处理单元得到的派梯结果和电梯运行信息进行发布；

电梯监控单元，根据信息处理单元的指令控制电梯运行及电梯轿厢开门或关门，并向信息处理单元反馈运行信息；

其中用户信息包括满足人脸识别要求的用户的脸部信息、用户预登记的目的层、优先级以及用户身份，用户身份包括普通用户和vip用户；

用户轨迹信息包括用户身份信息、用户位置信息以及用户运动信息；

高层建筑的每个楼层划分为三个区域：电梯厅所在的电梯厅区、与电梯厅区相邻的临界区和除电梯厅以及临界区以外的其他区，网络摄像机安装在电梯厅区、临界区和电梯轿厢内，网络摄像机建立用户在本层电梯厅区及临界区的运动轨迹，以及在本电梯轿厢内的运动轨迹。

作为优选，包括登记有访客信息的访客牌，人脸识别单元可识别访客牌信息。

作为优选，乘客登记单元运行在智能手机或计算机上；人脸识别处理器运行在云平台上；信息处理单元运行在云平台上。

作为优选，信息发布单元包括图文显示模块和语音播报模块；信息发布单元安装在电梯厅。

一种基于视频分析的目的层电梯群控系统的控制方法，所述目的层电梯群控系统如上所述，包括以下步骤：

1）新用户通过乘客登记单元登记用户信息并拍摄满足人脸识别要求的脸部自拍照，信息处理单元在系统中创建新用户并存储用户信息；

2）用户登记信息完成后，默认为普通用户，信息处理单元对用户的重要性进行评判，将重要用户标记为vip用户；

3）人脸识别系统获取用户轨迹信息，对用户进行人脸识别，识别用户信息；

4）信息处理单元分析用户轨迹信息确定用户是否需要乘梯，进一步确定用户本次的目的层；

5）目的层电梯群控单元根据用户身份安排派梯，首先确保vip用户的候梯时间和乘梯时间最短，在此基础上采用典型的群控算法对其他用户进行派梯；

6）乘客根据信息发布单元发布的派梯结果乘梯。

作为优选，通过步骤1）得到的用户信息存储在云平台，用户识别码及脸部自拍照存储在人脸识别单元中。

作为优选，针对分派给vip用户的电梯，通过人脸识别单元识别vip用户是否在该电梯候梯队列的首位，如果不在首位，通过信息发布单元提示vip用户移动至候梯队列的首位，当电梯到达vip等待层后，只有vip用户在该电梯候梯队列的首位，电梯轿厢门才会自动打开；否则将一直等待vip用户移动至该电梯候梯队列的首位。

作为优选，人员进入电梯轿厢后，系统对电梯轿厢内的用户进行识别，如果有不相关人员，包括未知人员、没有目的层的用户、目的层与此电梯所经停目的层不匹配的用户，系统将保持电梯门打开，提示不相关人员离开电梯轿厢，如果不相关人员不离开电梯轿厢，系统通知安保人员进行处理，所有不相关人员离开后，系统关闭电梯门，电梯启动运行。

作为优选，普通用户分为住户和访客，访客的优先级高于住户的优先级。

本系统使用人脸识别单元取代传统目的层电梯群控系统中的选层器，通过人脸识别确定乘客的目的层，从而进行智能派梯，操作方便。且系统针对vip用户进行了智能派梯优化，确保对vip用户的候梯时间和乘梯时间最短，有利于提供更人性化的用户体验。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本系统的基本工作流程示意图。

图3为本系统中乘客登记单元的工作流程图。

图4为用户通过乘客登记单元关联目的层的工作流程图。

图5为用户登记访客信息的工作流程图。

图6为系统对高层建筑每个楼层的区域划分示意图。

图7为人脸识别单元确认用户身份信息的工作流程图。

图8为本系统识别用户后对用户进行派梯的总工作流程图。

图9为信息处理单元判断用户是否需乘坐电梯的工作流程图。

图10为信息处理单元确定用户乘客本次目的层的工作流程图。

图11为用户要离开本建筑时的目的层选择流程。

图12为目的层电梯群控单元产生派梯结果的工作流程图。

图13为确保vip用户能顺利乘梯的工作流程图。

图14为人员进行电梯轿厢后的系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本专利的优选实施方案作进一步详细的说明。

如图1所示的基于视频分析的目的层电梯群控系统，包括信息处理单元、乘客登记单元、人脸识别单元、信息发布单元、目的层电梯群控单元和电梯监控单元。本系统的基本工作流程如图2所示，本系统使用人脸识别单元取代传统目的层电梯群控系统中的电梯厅区选层器，通过人脸识别确定乘客的目的层，从而进行智能派梯。

信息处理单元运行在云平台上，可以同时为多幢高层建筑服务，主要功能为存储用户信息，判定用户目的层。

乘客登记单元运行在智能手机或者计算机上。如图3所示，用户首次使用乘客登记单元，必须登记用户信息，其中包括用户的真实姓名和手机号码，还可以包括其他个人信息。用户需要使用智能手机进行脸部自拍，乘客登记单元将用户信息和自拍照片发送到信息处理单元。信息处理单元对用户信息检查，并将用户的脸部自拍照片发送至人脸识别单元。人脸识别单元对用户自拍照片进行识别，验证是否满足人脸识别的要求，如果不满足，提示用户进行重复多次多角度自拍。人脸识别单元验证通过后，信息处理单元在系统中创建用户，将用户信息存储在云平台中，并将用户识别码及脸部自拍照片存储到人脸识别单元中。

用户信息登记完成后，默认为普通用户。系统对用户的重要性进行评判，评判标准包括工作单位、职位、社会影响力、身体健康状况等，将重要的用户标记为vip用户。

系统将高层建筑楼层分为进入层和离开层两类。进入层指具有高层建筑入口的楼层，包括高层建筑的地下车库层和首层。高层建筑的其它层是离开层。

如图4所示，在系统为用户进行电梯目的层派梯前，用户必须关联有效的目的层记录。目的层记录包括编号、用户、建筑物、目的楼层、有效期、申请时间，优先级。编号为系统自动生成的编号；优先级分为低、中、高三级，有效期为长期的目的层记录的优先级为低或中，其他目的层记录其优先级为高。当用户有多个有效的目的层记录时，系统选取优先级最高且申请时间最晚的记录。

如果用户是高层建筑的住户，登录乘客登记单元后，可以进行目的层记录管理。用户应在乘客登记单元中登记所住建筑、楼层信息，所登记楼层必须属于离开层；住户楼层信息登记完成并经系统审核通过后，系统为用户创建目的层记录，用户为该住户，建筑物为该建筑，目的楼层为所登记楼层，申请时间为系统审核通过时间，有效期为长期，优先级为中。如果用户在单座高层建筑中有位于不同楼层的多个房间，系统将为用户创建多个目的层记录，有效期都是长期，但是用户必须手动将其中一个目的层记录的优先级设置为中，同一建筑中其他的有效期为长期的目的层记录的优先级自动降为低。用户可以随时修改有效期为长期的目的层记录的优先级。

如果用户是访客（非高层建筑的住户），在进入高层建筑前，必须使用乘客登记单元选择将要被访用户（必须是该建筑的住户）、被访高层建筑、被访层（必须是被访用户的注册目的层）、预约的访问时段，并通过乘客登记单元将访问请求提交到信息处理单元，信息处理单元将访问请求推送到被访用户的乘客登记单元，被访用户批准请求后，系统为访客用户创建目的层记录，用户为该访客，建筑为被访建筑，目的楼层为被访层，有效期为预约的访问时段，优先级为高，申请时间为被访用户批准时间。

如图5所示，为了便利访客，住户用户也可以事先为访客创建目的层记录，无需访客使用乘客登记单元。住户用户在乘客登记单元中登记访客信息、被访高层建筑、被访楼层、预约的访问时段，并通过乘客登记单元将访问请求提交到信息处理单元。系统为访客创建目的层记录，用户为该访客，目的楼层被访楼层，有效期为预约的访问时段，优先级为高，申请时间为住户用户批准时间。目的层记录生成后，住户用户可以打印访客登记牌，访客登记牌上印刷了醒目的标识信息（例如数字码或者二维码）。住户用户事先将访客登记牌分发给访客，在系统中访客登记牌可以代替访客人脸。

人脸识别单元包括网络摄像机和人脸识别处理器，人脸识别处理器运行在云平台，可以同时为多幢高层建筑服务。

系统将高层建筑每个楼层分为三个区域：电梯厅所在的电梯厅区，与电梯厅区相邻的临界区、除此之外的其他区。

如图6所示，在高层建筑的每个楼层，网络摄像机安装在电梯厅区、临界区；通过调整网络摄像机的安装数量和位置，系统可以实时完整建立人员在本层电梯厅区及临界区的运动轨迹。在电梯轿厢内安装网络摄像机，通过调整网络摄像机的安装数量和位置，系统可以实时完整建立人员在本电梯轿厢内的运动轨迹。

如图7所示，所有网络摄像机的视频实时传送到云平台上的人脸识别处理器，人脸识别处理器对视频进行分析并与存储的用户脸部自拍照片或访客登记牌进行比对，如果比对成功，识别出正确的用户身份。

如图8所示，人脸识别单元将用户轨迹信息传送至信息处理单元。信息处理单元对用户轨迹信息进行分析，确定乘客的本次目的楼层。

信息处理单元接收到用户轨迹信息后，首先判断用户是否需要乘坐电梯，判断流程如图9所示，分析用户位置及行动方向，如果用户是从其他区进入临界区并向电梯厅运动，则判定用户需要乘梯，否则判定用户不需乘梯。vip用户比普通用户判断区域更大，可以获得更及时的派梯。

确定用户需要乘梯后，信息处理单元进一步确定用户的目的层信息。其具体工作过程如图10所示。首先信息处理单元在系统中筛选处该用户在该建筑内在当前时间点有效的所有目的层记录，若有目的层记录，则将筛选出的有效目的层记录集合按照优先级从高到低、申请时间从后向前的顺序进行排序，筛选出第一个目的层记录，若所选目的层记录的目的楼层与用户当前所处楼层相同，则用户要离开本建筑，信息单元在进入层中选择本次目的层，否则将所选目的层记录中的目的层设定为本次的目的层。

如图11所示，如果用户的当前楼层就是用户事先设定的目的层（属于离开层），说明用户是要离开本建筑，需要在进入层中用选择本次目的层。用户要离开本建筑时，信息处理单元在系统中搜索用户最近一次由进入层进入的乘梯记录，若有最近一次乘梯记录，则将该进入层设定为本次目的层，否则将首层设为本次目的层。

信息处理单元确定乘客的本次目的楼层后，将乘客的目的层信息发送至目的层电梯群控单元。

目的层电梯群控单元运行在专用的嵌入式硬件上。目的层电梯群控单元的功能与典型的目的层群控系统相似，区别在于未配置选层器，而是使用人脸识别单元代替选层器。典型的目的层群控系统通过对平均候梯时间、平均乘梯时间、长候梯率、系统能耗等性能评价指标进行动态计算，常见的算法包括专家系统群控算法、模糊逻辑群控算法、神经网络群控算法、遗传群控算法等。

目的层电梯群控单元产生派梯结果后，将派梯结果传送至信息处理单元。

信息处理单元记录派梯结果，向电梯监控单元发送控制指令，并将派梯信息传送至相应的信息发布单元。

信息发布单元包括图文显示单元和语音提示单元。典型的图文显示单元为lcd显示器，典型的语音提示单元为广播喇叭。信息发布单元安装在电梯厅，显示派梯结果，乘客依据派梯结果进行候梯。

如图12所示，目的层电梯群控单元在派梯时，首先确保vip用户的候梯时间最短、乘梯时间最短，在此基础上，采用典型的目的层群控系统智能派梯算法，对其他用户进行派梯。

如图13所示，针对分派给vip用户的电梯，系统识别vip用户是否在该电梯候梯队列的首位。如果不在首位，系统提示vip用户移动到候梯队列的首位。当电梯到达vip等待层后，只有vip用户在该电梯候梯队列的首位，电梯门才自动打开；否则将一直等待vip用户移动至该电梯候梯队列的首位。该功能可以防止在乘梯高峰期，即使优先为vip用户派梯，由于人员拥挤，vip用户也可能无法乘梯，从而有效提升了vip用户的体验。

如图14所示，人员进入电梯轿厢后，系统对电梯轿厢内的用户进行识别。如果有不相关人员，包括未知人员、没有目的层的用户、目的层与此电梯所经停目的层不匹配的用户，系统将保持电梯门打开，提示所列人员离开电梯轿厢，如果所列人员不离开电梯轿厢，系统通知安保人员进行处理。所有不相关人员离开后，系统关闭电梯门，电梯启动运行，从而有效提升了系统的安全性。

本系统在传统目的层派梯系统的基础上，整合了人脸识别与人工智能，为用户（特别是vip用户）提供了更好更安全的乘梯体验。本系统还可以与门禁系统、停车场管理系统整合，成为智慧建筑的有机组成部分。