本发明的实施方式涉及一种对乘坐乘用轿厢的使用者进行探测的电梯的乘梯探测系统。
背景技术：
通常，当电梯的乘用轿厢到达候梯厅而开门时，会在经过规定时间后关门而出发。这时，电梯的使用者并不清楚乘用轿厢何时关门，因此有时会在从候梯厅乘入乘用轿厢时撞到正在关闭的门。
为了避免这种乘梯时的使用者与门的碰撞，通过安装在乘用轿厢的上方的摄像机等来探测使用者并反映到门的开闭控制中。
技术实现要素：
安装在乘用轿厢中的摄像机对使用者的探测范围是针对每一楼宇而预先固定好的，在所有楼层内是通用的。然而，某些楼宇存在各楼层的候梯厅的规格不一样的情况，从而存在探测精度产生偏差的情况。
本发明要解决的问题在于，提供一种即便在每一楼层的候梯厅的规格都不一样的情况下也能设定最佳探测范围而准确地探测使用者的电梯的乘梯探测系统。
本发明的一实施方式的电梯的乘梯探测系统具备：摄像部，其在乘用轿厢已到达候梯厅时能够从所述乘用轿厢的门附近朝向所述候梯厅的方向而拍摄规定范围；探测区域设定部，其使用由所述摄像部拍摄到的图像来检测所述候梯厅的门套的形状，根据所述门套的形状来设定探测区域；使用者探测部，其使用由所述摄像部拍摄到的在时间序列上连续的多张图像，在所述探测区域内着眼于人、物的运动来探测有无有乘梯意愿的使用者；以及控制部，其根据所述使用者探测部的探测结果来控制所述门的开闭动作。
根据上述构成的电梯的乘梯探测系统，即便在每一楼层的候梯厅的规格都不一样的情况下也能设定最佳探测范围而准确地探测使用者。
附图说明
图1为表示实施方式的电梯的乘梯探测系统的构成的图。
图2为用以说明实施方式的电梯的门套的图。
图3为表示实施方式中的由摄像机拍摄到的图像的一例的图。
图4为用以说明实施方式中的实际空间内的探测区域的图。
图5为用以说明实施方式中的探测区域的偏移的图。
图6为例示实施方式中的探测区域设定处理的流程的流程图。
图7为表示实施方式中的探测区域设定部对门套的检测例的图。
图8为表示实施方式中的探测区域设定部对探测区域的设定例的图。
图9为例示实施方式中的整个处理的流程的流程图。
具体实施方式
下面，参考附图，对实施方式进行说明。
图1为表示一实施方式的电梯的乘梯探测系统1的构成的图。再者，此处是以1台乘用轿厢为例进行说明，但多台乘用轿厢也是同样的构成。
在乘用轿厢11的出入口上部设置有摄像机12。具体而言，在覆盖乘用轿厢11的出入口上部的门楣板11a中以朝向候梯厅15侧的方式设置有摄像机12的镜头部分。摄像机12例如为车载摄像机等小型监视用摄像机，具有广角镜头，能够在1秒钟连续拍摄数帧(例如30帧/秒)的图像。乘用轿厢11到达各楼层而开门时，以将乘用轿厢11内的轿厢门13附近的状态包括在内的方式拍摄候梯厅15的状态。
此时的拍摄范围是调整为纵向宽度l1+纵向宽度l2(纵向宽度l1＞＞纵向宽度l2)。纵向宽度l1为候梯厅15侧的拍摄范围，从轿厢门13朝向候梯厅15例如为3m。纵向宽度l2为轿厢侧的拍摄范围，从轿厢门13朝向轿厢背面例如为50cm。再者，纵向宽度l1、纵向宽度l2为进深方向的范围。宽度方向(与进深方向正交的方向)的拍摄范围至少比乘用轿厢11的横向宽度大。
再者，在各楼层的候梯厅15，候梯厅门14开闭自如地设置在乘用轿厢11的到达口。候梯厅门14在乘用轿厢11到达时卡合至乘用轿厢门13来进行开闭动作。动力源(门马达)处于乘用轿厢11侧，候梯厅门14只是跟随乘用轿厢门13进行开闭。在以下的说明中，乘用轿厢门13打开时候梯厅门14也是打开的，乘用轿厢门13关闭时候梯厅门14也是关闭的。
由摄像机12拍摄到的各图像(影像)通过图像处理装置20实时加以解析处理。再者，图1中，为方便起见，是将图像处理装置20从乘用轿厢11中取出而加以展示的，但实际上图像处理装置20与摄像机12一起收纳在门楣板11a中。
此处，图像处理装置20中配备有存储部21和使用者探测部22。存储部21具有缓冲区，所述缓冲区用以逐次保存由摄像机12拍摄到的图像，而且暂时保持使用者探测部22的处理所需的数据。使用者探测部22着眼于由摄像机12拍摄到的在时间序列上连续的多张图像中离乘用轿厢门13最近的人、物的运动来探测有无有乘梯意愿的使用者。该使用者探测部22由探测区域设定部22a、运动探测部22b、位置推定部22c及乘梯意愿推定部22d构成。
探测区域设定部22a在由摄像机12拍摄到的图像中设定探测区域。在本实施方式中，探测区域是针对每一楼层、根据候梯厅门14的门套的形状来确定。门套的详情将在图2中进行说明。
运动探测部22b例如将探测区域内分割为一定大小的区块单位，以该区块单位来比较各图像的亮度而探测人、物的运动。此处所说的所谓“人、物的运动”，是指候梯厅15的人物、轮椅等移动体的运动。
位置推定部22c从由运动探测部22b针对每一图像探测到的有运动的区块中提取离乘用轿厢门13最近的区块，将该区块推定为使用者的脚部位置。乘梯意愿推定部22d根据由位置推定部22c推定出的使用者的脚部位置的时间序列变化来判定该使用者有无乘梯意愿。
再者，这些功能(探测区域设定部22a、运动探测部22b、位置推定部22c、乘梯意愿推定部22d)可设置在摄像机12中，也可设置在乘用轿厢控制装置30中。
乘用轿厢控制装置30与未图示的电梯控制装置连接，与该电梯控制装置之间进行候梯厅召唤、轿厢召唤等各种信号的收发。再者，所谓“候梯厅召唤”，是指通过设置在各楼层的候梯厅15的未图示的候梯厅召唤按钮的操作加以登记的召唤信号，包含登记楼层和目的地方向的信息。所谓“轿厢召唤”，是指通过设置在乘用轿厢11的轿厢室内的未图示的目的地召唤按钮的操作加以登记的召唤信号，包含目的地楼层的信息。
此外，轿厢控制装置30具备门开闭控制部31。门开闭控制部31控制乘用轿厢11到达候梯厅15时的轿厢门13的开闭。详细而言，门开闭控制部31在乘用轿厢11到达候梯厅15时打开轿厢门13，并在经过规定时间后关门。但在轿厢门13打开时通过图像处理装置20的使用者探测部22探测到有乘梯意愿的人物的情况下，门开闭控制部31会禁止轿厢门13的关门动作而维持开门状态。
图2为用以说明电梯的门套的图。更具体而言，图2是从候梯厅15侧观察电梯的图。
门套是配置在候梯厅门14的周围的框，由左框16a、上框16b及右框16c三个框构成，所述左框16a从乘用轿厢11侧观察存在于左边(从候梯厅15侧观察存在于右边)，所述上框16b存在于候梯厅15的上方，所述右框16c从乘用轿厢11观察存在于右边(从候梯厅15侧观察存在于左边)。左框16a及右框16c与建筑物的墙面w接触。
将左框16a的与地面接触的墙面w侧的角设为左角cl。同样地，将右框16c的与地面接触的墙面w侧的角设为右角cr。
此外，将左框16a的内侧面与候梯厅15接触的边设为左斜边hl。同样地，将右框16c的内侧面与候梯厅15接触的边设为右斜边hr。
图3为表示由摄像机12拍摄到的图像的一例的图。由摄像机12拍摄到的图像中映有门套的左框16a、右框16c、左角cl、右角cr、左斜边hl、右斜边hr。此外，该图像包含探测区域e0。yn为使用者的脚部位置的y坐标。以下，乘用轿厢门13设为双开门，摄像机12安装在乘用轿厢门13的中央。此外，y坐标轴是以乘用轿厢门13的中心为原点、以垂直于乘用轿厢门13的方式朝候梯厅15的方向延伸的坐标轴。
摄像机12设置在乘用轿厢11的出入口上部。因而，在乘用轿厢11已在候梯厅15开门时，会拍摄候梯厅15侧的规定范围(纵向宽度l1)和乘用轿厢11内的规定范围(纵向宽度l2)。此处，通过利用摄像机12而获得较广的探测范围，从而能够探测位于离乘用轿厢11稍远的位置的使用者。但另一方面，有可能误探测只是通过候梯厅15的人物(不乘坐乘用轿厢11的人物)而打开轿厢门13。
再者，轿厢门13也可为单开门。在该情况下，摄像机12的设置位置优选靠门挡部侧安装。此外，y坐标轴的原点可以根据摄像机12的设置位置而灵活变更。
图4为用以说明实际空间内的探测区域的图。图4中，例示楼层f1内的探测区域e0。
如上所述，本系统设为如下构成，即，探测区域设定部22a在由摄像机12拍摄到的图像中设定探测区域e0。接着，运动探测部22b将该探测区域分割为一定尺寸的区块，并探测有人、物的运动的区块。继而，位置推定部22c及乘梯意愿推定部22d通过追踪该有运动的区块来判断是否是有乘梯意愿的使用者。
为了利用拍摄图像来探测有乘梯意愿的使用者的运动，运动探测部22b首先针对每一区块而设定运动探测区域。具体而言，如图4所示，至少设定位置推定区域e1和乘梯意愿推定区域e2。
位置推定区域e1是推定从候梯厅15向轿厢门13而来的使用者的身体的一部分、具体为使用者的脚部位置的区域。位置推定区域e1优选与上述探测区域e0相同。
乘梯意愿推定区域e2是推定在位置推定区域e1内探测到的使用者是否有乘梯意愿的区域。再者，乘梯意愿推定区域e2包含在上述位置推定区域e1内，也是推定使用者的脚部位置的区域。即，在乘梯意愿推定区域e2内推定使用者的脚部位置并推定该使用者的乘梯意愿。
在实际空间内，探测区域e0从轿厢门13的中心去往候梯厅15具有纵向宽度l3的距离。纵向宽度l3例如设定为2m(纵向宽度l3≤纵向宽度l1)。探测区域e0的横向宽度w1设定为轿厢门13的横向宽度w0以上的距离。此外，在探测区域e0内，如图4所示，设定以门套的左角cl为基准的左视场角θa以及以门套的右角cr为基准的右视场角θb。更具体而言，探测区域e0以包含门套的左角cl并与y轴成左视场角θa的直线b1a、以及包含门套的右角cr并与y轴成右视场角θb的直线b1b为边界。左视场角θa及右视场角θb例如为45度。再者，通常优选左视场角θa及右视场角θb的值相同，即，探测区域e0设定为左右对称。但是，例如根据有无设置在候梯厅15的障碍物、候梯厅15的形状等，探测区域e0也可设定为左右不对称。
乘梯意愿推定区域e2从轿厢门13的中心朝向候梯厅15具有纵向宽度l4的距离。纵向宽度l4例如设定为1m(纵向宽度l4≤纵向宽度l3)。乘梯意愿推定区域e2的横向宽度w2设定为与轿厢门13的横向宽度w0大致相同的距离。再者，乘梯意愿推定区域e2的横向宽度w2也可大于横向宽度w0。此外，乘梯意愿推定区域e2在实际空间内也可不为长方形，而是与探测区域e0及位置推定区域e1同样地根据左视场角θa及右视场角θb而沿y轴方向扩展的形状。
再者，在本实施方式中，乘梯意愿推定区域e2包含电梯的接近探测区域。但乘梯意愿推定区域e2也可设定为去掉接近探测区域的区域。接近探测区域是通过对由摄像机12拍摄到的图像的图像处理或者接近开关等传感器而能够探测接近轿厢门13或候梯厅门14的障碍物的区域。
图5为用以说明探测区域的偏移的图。例如，将图4所示的楼层f1的探测区域e0设定在电梯的乘梯探测系统1中，在其他楼层也通用该探测区域e0。
此处，在图5所示的楼层f2中，门套的形状与图4的楼层f1的门套不一样，门套的右角cr及左角cl处于更靠近候梯厅门14的位置。即，楼层f2的正确的探测区域e0_b是以直线b2a及直线b2b为边界的区域。
此处，若对楼层f2使用探测区域e0，则被直线b1a和直线b2a以及直线b1b和直线b2b围住的区域a便不会包含在探测区域e0内，因此，通过该区域a而接近电梯的人、物不会被准确地检测到。因而，优选针对每一楼层来设定最佳探测区域。
下面，使用图6至图8，来说名探测区域设定部22a对探测区域e0的设定处理。
图6为例示探测区域设定处理的流程的流程图。连同图7，对图6的步骤s101、s102进行说明。图7为表示探测区域设定部22a对门套的检测例的图。
首先，探测区域设定部22a检测门套的左角cl及右角cr(步骤s101)。关于门套的左角cl及右角cr的检测方法，可列举对由摄像机12拍摄到的图像例如进行边缘检测、角部检测等图像处理的方法等。或者，也可在门套的左角cl及右角cr预先放置好标记，使用由摄像机12拍摄到的图像、通过图像处理来检测这些标记。
再者，在门套的形状较为复杂而检测到多个左角cl或右角cr的情况下，优选保持离候梯厅门14最远的左角cl及右角cr。
接着，探测区域设定部22a算出表示从候梯厅门14延伸至左角cl的左斜边hl的倾斜的斜率θl、以及表示从候梯厅门14延伸至右角cr的右斜边hr的倾斜的斜率θr(步骤s102)。
连同图8，对图6的步骤s103～s105进行说明。图8为表示探测区域设定部22a对探测区域e0的设定例的图。
探测区域设定部22a通过斜率θl、斜率θr来确定左视场角θa及右视场角θb(步骤s103)。此处，左视场角θa与左斜边hl的斜率θl相等，右视场角θb与右斜边hr的斜率θr相等。即，作为探测区域e0的边界之一的、具有左视场角θa的斜率的直线b3a是朝候梯厅15延长左斜边hl而得的直线，作为探测区域e0的另一边界的、具有右视场角θb的斜率的直线b3b是朝候梯厅15延长右斜边hr而得的直线。但左视场角θa和斜率θl以及右视场角θb和斜率θr也可设定各不相同的值。例如，使左视场角θa(或右视场角θb)的值大于斜率θl(或斜率θr)，由此，获得敞开到门套的左斜边hl(或右斜边hr)的外侧的大范围的探测区域e0。
继而，探测区域设定部22a例如将被候梯厅门14的横向宽度w0、直线b3a、直线b3b、横向宽度w1及纵向宽度l3围住的区域设为探测区域e0(步骤s104)。此外，位置推定区域e1设为与探测区域e0相同的区域。
进而，探测区域设定部22a例如将位置推定区域e1中的从候梯厅门14起到纵向宽度l4为止的区域设为乘梯意愿推定区域e2(步骤s105)。再者，乘梯意愿推定区域e2的横向宽度w2也可预先定好。在该情况下，可将乘梯意愿推定区域e2定为例如以横向宽度w0及横向宽度w2为下底及上底的梯形而不遵循上述处理次序。
如上所述，探测区域设定部22a可以根据门套的形状来设定探测区域e0、位置推定区域e1、乘梯意愿推定区域e2。
再者，直线b3a也可不通过左角cl，例如也可处于左角cl的外侧。这对于直线b3b而言也是一样的。此外，作为探测区域e0的边界的直线b3a及直线b3b不限定于直线，例如也可为曲线等。
图9为表示电梯的乘梯探测系统1的整个处理的流程的流程图。
当乘用轿厢11到达任意楼层的候梯厅15时(步骤s11的“是”)，轿厢控制装置30打开轿厢门13而等待乘坐乘用轿厢11的使用者(步骤s12)。
此时，通过设置在乘用轿厢11的出入口上部的摄像机12以规定帧率(例如30帧/秒)拍摄候梯厅侧的规定范围(纵向宽度l1)和轿厢内的规定范围(纵向宽度l2)。图像处理装置20按时间序列获取由摄像机12拍摄到的图像，并将这些图像逐次保存至存储部21(步骤s13)。
继而，在乘用轿厢11所到达的楼层的探测区域e0尚未设定的情况下(步骤s14的“否”)，使用者探测部22的探测区域设定部22a执行探测区域设定处理(步骤s15)。探测区域设定处理在图6至图8中已做过说明，因此予以省略。
再者，也可将通过步骤s15设定好的每一楼层的探测区域e0存储至存储部21。由此，探测区域设定部22a以后可以省略到达相同楼层的情况下的探测区域的算出。更具体而言，每当到达不同楼层时，探测区域设定部22a首先探索存储部21，探索是否已存储有该楼层的探测区域e0。在已存储有该楼层的探测区域e0的情况下，探测区域设定部22a在步骤s15中从存储部21中读出并设定探测区域e0，由此不需要探测区域e0的算出。
接着，图像处理装置20的使用者探测部22实时执行以下那样的使用者探测处理(步骤s16)。该使用者探测处理分为运动探测部22b所执行的运动探测处理(步骤s16-1)、位置推定部22c所执行的位置推定处理(步骤s16-2)、以及乘梯意愿推定部22d所进行的乘梯意愿推定处理(步骤s16-3)。
首先，运动探测部22b按照每一区块对存储部21中存储的当前图像和前一图像进行分割而算出平均亮度值并进行比较。结果，在当前图像当中存在具有预先设定的值以上的亮度差的区块的情况下，运动探测部22b将该区块判定为有运动的区块。
之后一样，运动探测部22b重复如下动作：一边按照时间序列顺序以区块单位对由摄像机12拍摄到的各图像的亮度值进行比较，一边判定有无运动。
接着，位置推定部22c根据运动探测部22b的探测结果来提取当前图像中有运动的区块中的、离轿厢门13最近的区块。继而，位置推定部22c求该区块的y坐标作为使用者的脚部位置的数据，并存储至存储部21。
之后一样，位置推定部22c求使用者的脚部位置的数据并存储至存储部21。再者，该脚部位置的推定处理不仅在位置推定区域e1内进行，在乘梯意愿推定区域e2内也同样进行。
进而，乘梯意愿推定部22d将通过上述位置推定处理获得的使用者的脚部位置的数据平滑化。再者，作为平滑化的方法，例如使用均值滤波法、卡尔曼滤波法等通常为人所知的方法，此处省略其详细说明。
在经平滑化之后的脚部位置的数据序列中存在变化量为规定值以上的数据的情况下，乘梯意愿推定部22d将该数据作为离群值去除。再者，上述规定值由使用者的标准步行速度和拍摄图像的帧率确定。此外，乘梯意愿推定部22d也可在对脚部位置的数据进行平滑化之前找出并去除离群值。
乘梯意愿推定处理的结果为，若探测到有乘梯意愿的使用者(步骤s17的“是”)，则从图像处理装置20对轿厢控制装置30输出使用者探测信号。轿厢控制装置30接收该使用者探测信号，由此禁止轿厢门13的关门动作而维持开门状态(步骤s18)。
详细而言，当轿厢门13变为全开状态时，轿厢控制装置30开始开门时间的计数动作，在计数到规定时间t分钟(例如1分钟)的时间点进行关门。当在这期间内探测到有乘梯意愿的使用者而送来使用者探测信号时，轿厢控制装置30停止计数动作并清除计数值。由此，在上述时间t的期间内维持轿厢门13的开门状态。再者，当在这期间内探测到新的有乘梯意愿的使用者时，再次清除计数值，在上述时间t的期间内维持轿厢门13的开门状态。该计数值的清除可在每当探测到使用者时进行，或者，也可每经过t分钟进行一次。
但是，若在上述时间t的期间内多次有使用者来到乘用轿厢，则永远都无法关闭轿厢门13的状况会持续下去，因此，优选设置好容许时间tx(例如3分钟)，在已经过该容许时间tx的情况下强制性地关闭轿厢门13。
当上述时间t分钟的计数动作结束时(步骤s19)，轿厢控制装置30关闭轿厢门13，使乘用轿厢11朝目的楼层出发(步骤s20)。
如此，根据本实施方式，通过对利用设置在乘用轿厢11的出入口上部的摄像机12拍摄候梯厅15而得的图像进行解析，例如能够探测从离乘用轿厢11稍远的位置向轿厢门13而来的使用者并反映到门开闭动作中。
根据以上叙述过的本实施方式，电梯的乘梯探测系统1在电梯使用状态下自动检测门套的左角cl及右角cr，并根据左角cl及右角cr来设定左视场角θa及右视场角θb的探测区域e0。此外，电梯的乘梯探测系统1在电梯使用状态下设定基于门套的斜边的斜率(斜率θl、斜率θr)的探测区域e0。即，即便在每一楼层的门套的规格都不一样的情况下，也会针对每一楼层来设定最佳探测区域e0。由此，能够提供一种抑制了每一楼层的探测性能的偏差的、稳定性较高的电梯的乘梯探测系统。
此外，由于是自动设定探测区域e0，因此不需要出厂时的规格的确认以及电梯设置时的设定作业。
在本实施方式中，可以将门套的斜边的斜率(斜率θl、斜率θr)和探测区域e0的视场角(左视场角θa、右视场角θb)设定为各不相同的值(角度)。由此，可以根据门套的形状而针对每一楼层来灵活地设定探测区域e0。
再者，在本实施方式中，位置推定区域e1及乘梯意愿推定区域e2的设定所使用的纵向宽度l3、l4及横向宽度w1、w2也可根据各楼层的候梯厅15附近的环境来自动设定。例如，探测区域设定部22a也可根据由摄像机12拍摄到的图像、针对每一楼层而自动探测候梯厅15的进深及宽度，并根据这些数据来伸缩纵向宽度l3、l4及横向宽度w1、w2。由此，能够针对每一楼层而更恰当地设定探测区域e0。
本发明的实施方式是作为例子加以展示的，并非意欲限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他各种形态加以实施，可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式和其变形包含在发明的范围和主旨内，而且包含在权利要求书中记载的发明及其均等的范围内。