一种基于图像分析的儿童独乘电梯检测及报警系统的制作方法

本发明涉及电梯安全系统技术领域，具体为一种基于图像分析的儿童独乘电梯检测及报警系统。

背景技术：

在如今的社会上，电梯已经成为人们生活中一种必不可少的工具，在电梯给现代人生活带来各种便利的同时，电梯滑落、电梯失灵、电梯停运等事故和悲剧的频发，给无数家庭带来伤害，尤其是儿童乘坐电梯特别是单独乘坐电梯的儿童，由于儿童较小，调皮，易在电梯内蹦蹦跳跳、乱按按钮，导致电梯事故率大幅上升，又由于心智不成熟，在电梯故障时无法有效求救，且容易在电梯内做出危险动作导致自身受伤甚至死亡，因此，儿童乘坐电梯尤其是儿童单独乘坐电梯具有相当高的安全隐患，因此为防范儿童单独乘梯的导致事故现象发生，本发明提供了一种基于图像分析的儿童独乘电梯检测及报警系统的检测装置及系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于图像分析的儿童独乘电梯检测及报警系统，以解决上述背景技术中提出的儿童乘坐电梯特别是单独乘坐电梯的儿童，由于儿童较小，调皮，易在电梯内蹦蹦跳跳、乱按按钮，导致电梯事故率大幅上升，又由于心智不成熟，在电梯故障时无法有效求救，且容易在电梯内做出危险动作导致自身受伤甚至死亡的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于图像分析的儿童独乘电梯检测系统，包括数据采集模块、数据分析模块、数据收发模块、远程端口模块以及警示模块，所述数据采集模块与数据分析模块单向连接，所述数据分析模块与数据收发模块单向连接，所述数据收发模块与远程端口模块双向连接，所述数据收发模块与警示模块单向连接；

所述数据采集模块包括：图像采集模块以及人物采集模块，所述图像采集模块用于采集进入电梯的人员图像，所述人物采集模块用于采集进入电梯的人员状况，所述数据采集模块是通过图像采集模块采集进入电梯的人员图像并通过人物采集模块采集进入电梯的人员状况，并将采集的数据打包传递至数据分析模块；

所述数据分析模块用于接收数据采集模块传输的数据信息，并对该信息进行分析，得出进入电梯的人员情况，并判断是否有儿童乘坐电梯，同时对比数据库得出,乘坐电梯的小孩是否为单独乘坐，并将结果传递至数据收发模块，所述数据库中保存有电梯开启后无人rgb图像信息以及住户人员信息；

所述数据收发模块用于将数据分析模块分析的结果以及数据采集模块采集的数据传输至远程端口模块，同时根据结果对警示模块传递不同信息，并接收远程端口模块传输的控制信号，通过控制信号控制警示模块；

所述远程端口模块用于接收数据分析模块分析的数据结果以及数据采集模块采集的图像数据，并对数据收发模块传输控制信号，同时可通过远程端口模块向电梯内推送警示信息和宣传安全教育视频；

所述警示模块用于发出警示信息；

所述一种基于图像分析的儿童独乘电梯检测系统具体如下：

(1)通过图像采集模块采集进入电梯的人员图像并通过人物采集模块采集进入电梯的人员状况，并将采集的数据打包传递至数据分析模块；

(2)通过数据分析模块将接收数据采集模块传输的数据信息，并对该信息进行分析，得出进入电梯的人员情况，并判断是否有儿童乘坐电梯，同时对比数据库得出，乘坐电梯的小孩是否为单独乘坐，并将结果传递至数据收发模块；

(3)通过数据收发模块将数据分析模块分析的结果以及数据采集模块采集的数据传输至远程端口模块，同时根据结果对警示模块传递不同信息；

(4)警示模块根据数据收发模块传输的信息进行警示播报；

(5)远程端口模块接收数据分析模块分析的数据结果以及数据采集模块采集的图像数据，操作人员通过远程端口模块对数据收发模块发送指令，通过指令控制数据收发模块对警示模块传输控制信号。

进一步地，所述图像采集模块为拍摄相机模块，所述人物采集模块包括定位相机模块、rgb相机模块以及tof相机模块，所述定位相机模块为双目测距相机制成，且拍摄相机模块、定位相机模块、rgb相机模块以及tof相机模块皆固定安装于电梯内，所述拍摄相机模块位于定位相机模块的双目测距相机之间的中心位置，且同等高度安装，所述数据采集模块具体如下：

(1)电梯门开启时，拍摄相机模块、定位相机模块启动；

(2)拍摄相机模块启动，对进入电梯内的人员进行拍照，并将图像数据标记为数据p；

(3)定位相机模块启动，对进入电梯内的人员进行拍摄，并根据双目相机原理测出进入电梯内的人员距离相机的位置以及人员高度，并将距离数据标记为数据d，人员高度标记为数据hr；

(4)当hr中存在低于警戒线数值的数据时，tof相机模块启动以及rgb相机模块启动；.

(5)tof相机模块启动，对进入电梯内的人员进行拍照，得出深度图像数据，并标记为数据t；

(6)rgb相机模块对数据p进行分析解码，转换为rgb图像，并标记为数据r；

(7)将数据p、d、t以及r导入数据分析模块中。

进一步地，所述警戒线数值可设置有多个，且多个警戒线数值由低到高依次分为第一警戒线数值、第二警戒线数值、第三警戒线数值以及第n警戒线数值。

进一步地，所述数据分析模块具体如下：

1)接收数据p、d、t以及r；

2)将数据r与数据库中保存的电梯无人时的rgb图像数据进行对比,并找出两数据中不同的rgb图像区域，并标记为hn，所述n取0-∞；

i)第一个不同的rgb图像区域标记为h1；

ii)第二个不同的rgb图像区域标记为h2；

iii)第n个不同的rgb图像区域标记为hn；

3)提取数据hn，并将hn数据代入数据p以及t中，并分别在p以及t中标记出对应区域；

4)提取数据p中的标记区域，并对提取的区域通过电脑进行人像识别，并提取识别的人像，记为rn，n取1-∞；

i)将提取的第一个人像记为r1；

ii)将提取的第二个人像记为r2；

iii)将提取的第n个人像记为rn；

5)计算人像rn在数据p中高度hpn，n取1-∞；

6)将hpn带入

中，计算出人像的实际高度hzn，n取1-∞，f为拍摄相机模块中相机的焦距,hpn为人像rn在数据p中高度，hzn为hpn对应人像的实际高度，d为进入电梯内的人员与拍摄相机模块之间的距离；

7)提取hzn数值小于警戒线数值的人像rn以及hzn数值大于警戒线数值的人像rn，并分别记为qxn以及qdn，qxn以及qdn中n的取值与qxn以及qdn所对应的rn中n数值相同；

8)将qxn以及qdn对应的区域代入t数据中；

9)由t数据中提取与qxn以及qdn相对应的区域的深度数据，并分别记为sxn以及sdn，sxn以及sdn中n的取值与qxn以及qdn所对应的rn中n数值相同；

10)将sxn与qxn相对应的rn的人像数据进行结合得出身高低于警戒线数值的真实相貌三维数据zrn，zrn中n的取值与qxn所对应的rn中n数值相同；

11)将sdn与qdn相对应的rn的人像数据进行结合得出身高高于警戒线数值的人员真实相貌三维数据zdn，zdn中n的取值与qdn所对应的rn中n数值相同；

12)通过电脑的人体肢体形态大数据对比，检测出zrn以及zdn所对应的人员是否属于儿童，并将儿童标记为rtn以及成年人标记为cnn，所述rtn以及cnn中n的取值与zrn以及zdn中n数值相同；

13)分别在数据库中检索与rtn对应的数据以及cnn对应的人员数据，并将rtn对应的数据分别与cnn对应的人员数据进行对比，观察是否存在关系，进而判断是否有儿童单独进入电梯；

14)将结果传递至数据收发模块中。

进一步地，所述步骤12)中的判断方式具体如下：

1)当数据rtn未从数据库中检索到对应的数据，且不存在cnn数据，则判断为rn儿童单独进入电梯；

2)当数据rtn未从数据库中检索到对应的数据，且该数据与cnn从数据库中检索到对应的数据不存在关系，则判断为rn儿童单独进入电梯；

3)当数据rtn未从数据库中检索到对应的数据，且该数据与cnn从数据库中检索到对应的数据存在关系，则判断为rn儿童非单独进入电梯；

4)当数据rtn未从数据库中检索到对应的数据，且数据cnn未从数据库中检索到对应的数据，则判断为rn未知人员进入电梯。

进一步地，所述数据收发模块具体步骤如下：

1)当数据收发模块接收到儿童非单独进入电梯时，将数据p以及儿童非单独进入电梯结论传递至远程客户端模块中；

2)数据收发模块接收到未知人员进入电梯时，将数据p、未知人员rtn以及未知人员cnn数据传递至远程客户端模块中，并通过警示模块中的报警模块向电梯管理员发送确认指令，电梯管理员通过远程客户端模块与电梯人员确认后手动开启、关闭警报；

3)当数据收发模块接收到儿童单独进入电梯时，将数据p、zrn以及儿童单独进入电梯结论传递至远程客户端模块中，同时向警示模块中传输警示指令。

一种基于图像分析的儿童独乘电梯报警系统，所述报警系统包括报警模块以及现场警示模块，所述报警模块以及现场警示模块皆与警示模块单向连接：

所述报警模块用于对电梯管理员发出警报；

所述现场警示模块包括语言播报警示模块以及闪灯警示模块，所述语言播报警示模块用于语音播报提醒单独进入电梯的儿童不要单独进入电梯和远离电梯，所述闪灯警示模块用于闪烁警示灯提醒单独进入电梯的儿童远离电梯。

进一步地，所述报警系统的具体如下：

1)报警系统接收到警示指令；

2)报警模块迅速向电梯管理员发出警报，通过电梯管理员可通过远程客户端模块直接向儿童喊话；

3)同时语言播报警示模块通过语音播报提醒单独进入电梯的儿童不要单独进入电梯并远离电梯；

4)同时闪灯警示模块来回闪烁警示灯；

5)电梯管理员可通过远程客户端模块对报警系统中的语言播报警示模块以及闪灯警示模块进行手动的单独关闭和开启。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过多目摄像头作为信息采集端口，利用定位相机来对进入电梯的人员进行距离数据读取，并将该数据导入系统内，利用rgb相机实现对电梯开启时拍摄下的照片中人像区域进行提取，并将该区域导回拍摄相机模块拍摄的照片中，进而读取拍摄相机模块拍摄的照片中的人像，以及人像部分特征，通过tof相机对电梯开启时进入电梯的人员进行扫描，从而建立人员三维模型，再将建立三维模型与拍摄相机模块拍摄的照片中的人像的部分特征数据结合建立出与现实物体大小相同的真实的三维人像模型，通过真实的三维人像模型判断出是否有儿童进入电梯，之后再将进入电梯内的所有真实的三维模型数据与数据库预存信息进行比对，从而进行判断进入电梯的儿童是否为单独进入进而进行报警、提醒以及劝离，本发明可有效避免儿童单独乘坐电梯，并在儿童单独乘坐电梯时及时的相对电梯工作人员进行警报，同时对准备进入电梯的儿童进行报警、提醒以及劝离从而避免儿童单独乘坐电梯而导致自身受伤甚至死亡事件的发生，本发明采用图像智能分析技术，识别电梯桥箱内人员以及数量；支持画多条警戒线；具有基于人体肢体形态大数据分析技术，通过人员走的形态和姿态，辅助识别是否为儿童，避免特殊群体，因身高问题，导致系统误报；实时上传报警图片和中心监控室联动报警视频，当有幼儿独乘电梯时，基于图像分析，系统读取画面上的楼层电梯信息，并通知保安人员，及时赶到现场；针对性推送警示信息和宣传安全教育视频。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统模块图；

图2为本发明检测示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于图像分析的儿童独乘电梯检测系统，包括数据采集模块、数据分析模块、数据收发模块、远程端口模块以及警示模块，所述数据采集模块与数据分析模块单向连接，所述数据分析模块与数据收发模块单向连接，所述数据收发模块与远程端口模块双向连接，所述数据收发模块与警示模块单向连接。

所述数据采集模块包括：图像采集模块以及人物采集模块，所述图像采集模块用于采集进入电梯的人员图像，所述人物采集模块用于采集进入电梯的人员状况，所述数据采集模块是通过图像采集模块采集进入电梯的人员图像并通过人物采集模块采集进入电梯的人员状况，并将采集的数据打包传递至数据分析模块。

所述数据分析模块用于接收数据采集模块传输的数据信息，并对该信息进行分析，得出进入电梯的人员情况，并判断是否有儿童乘坐电梯，同时对比数据库得出,乘坐电梯的小孩是否为单独乘坐，并将结果传递至数据收发模块，所述数据库中保存有电梯开启后无人rgb图像信息以及住户人员信息。

所述数据收发模块用于将数据分析模块分析的结果以及数据采集模块采集的数据传输至远程端口模块，同时根据结果对警示模块传递不同信息，并接收远程端口模块传输的控制信号，通过控制信号控制警示模块。

所述远程端口模块用于接收数据分析模块分析的数据结果以及数据采集模块采集的图像数据，并对数据收发模块传输控制信号，同时可通过远程端口模块向电梯内推送警示信息和宣传安全教育视频。

所述警示模块用于发出警示信息。

所述一种基于图像分析的儿童独乘电梯检测系统具体如下：

(1)通过图像采集模块采集进入电梯的人员图像并通过人物采集模块采集进入电梯的人员状况，并将采集的数据打包传递至数据分析模块；

(2)通过数据分析模块将接收数据采集模块传输的数据信息，并对该信息进行分析，得出进入电梯的人员情况，并判断是否有儿童乘坐电梯，同时对比数据库得出，乘坐电梯的小孩是否为单独乘坐，并将结果传递至数据收发模块；

(3)通过数据收发模块将数据分析模块分析的结果以及数据采集模块采集的数据传输至远程端口模块，同时根据结果对警示模块传递不同信息；

(4)警示模块根据数据收发模块传输的信息进行警示播报；

(5)远程端口模块接收数据分析模块分析的数据结果以及数据采集模块采集的图像数据，操作人员通过远程端口模块对数据收发模块发送指令，通过指令控制数据收发模块对警示模块传输控制信号。

所述图像采集模块为拍摄相机模块，所述人物采集模块包括定位相机模块、rgb相机模块以及tof相机模块，所述定位相机模块为双目测距相机制成，且拍摄相机模块、定位相机模块、rgb相机模块以及tof相机模块皆固定安装于电梯内，所述拍摄相机模块位于定位相机模块的双目测距相机之间的中心位置，且同等高度安装，所述数据采集模块具体如下：

(1)电梯门开启时，拍摄相机模块、定位相机模块启动；

(2)拍摄相机模块启动，对进入电梯内的人员进行拍照，并将图像数据标记为数据p；

(3)定位相机模块启动，对进入电梯内的人员进行拍摄，并根据双目相机原理测出进入电梯内的人员距离相机的位置以及人员高度，并将距离数据标记为数据d，人员高度标记为数据hr；

(4)当hr中存在低于警戒线数值的数据时，tof相机模块启动以及rgb相机模块启动；.

(5)tof相机模块启动，对进入电梯内的人员进行拍照，得出深度图像数据，并标记为数据t；

(6)rgb相机模块对数据p进行分析解码，转换为rgb图像，并标记为数据r；

(7)将数据p、d、t以及r导入数据分析模块中。

所述警戒线数值可设置有多个，且多个警戒线数值由低到高依次分为第一警戒线数值、第二警戒线数值、第三警戒线数值以及第n警戒线数值。

所述数据分析模块具体如下：

1)接收数据p、d、t以及r；

2)将数据r与数据库中保存的电梯无人时的rgb图像数据进行对比,并找出两数据中不同的rgb图像区域，并标记为hn，所述n取0-∞；

i)第一个不同的rgb图像区域标记为h1；

ii)第二个不同的rgb图像区域标记为h2；

iii)第n个不同的rgb图像区域标记为hn；

3)提取数据hn，并将hn数据代入数据p以及t中，并分别在p以及t中标记出对应区域；

4)提取数据p中的标记区域，并对提取的区域通过电脑进行人像识别，并提取识别的人像，记为rn，n取1-∞；

i)将提取的第一个人像记为r1；

ii)将提取的第二个人像记为r2；

iii)将提取的第n个人像记为rn；

5)计算人像rn在数据p中高度hpn，n取1-∞；

6)将hpn带入

中，计算出人像的实际高度hzn，n取1-∞，f为拍摄相机模块中相机的焦距,hpn为人像rn在数据p中高度，hzn为hpn对应人像的实际高度，d为进入电梯内的人员与拍摄相机模块之间的距离；

7)提取hzn数值小于警戒线数值的人像rn以及hzn数值大于警戒线数值的人像rn，并分别记为qxn以及qdn，qxn以及qdn中n的取值与qxn以及qdn所对应的rn中n数值相同；

8)将qxn以及qdn对应的区域代入t数据中；

9)由t数据中提取与qxn以及qdn相对应的区域的深度数据，并分别记为sxn以及sdn，sxn以及sdn中n的取值与qxn以及qdn所对应的rn中n数值相同；

10)将sxn与qxn相对应的rn的人像数据进行结合得出身高低于警戒线数值的真实相貌三维数据zrn，zrn中n的取值与qxn所对应的rn中n数值相同；

11)将sdn与qdn相对应的rn的人像数据进行结合得出身高高于警戒线数值的人员真实相貌三维数据zdn，zdn中n的取值与qdn所对应的rn中n数值相同；

12)通过电脑的人体肢体形态大数据对比，检测出zrn以及zdn所对应的人员是否属于儿童，并将儿童标记为rtn以及成年人标记为cnn，所述rtn以及cnn中n的取值与zrn以及zdn中n数值相同；

13)分别在数据库中检索与rtn对应的数据以及cnn对应的人员数据，并将rtn对应的数据分别与cnn对应的人员数据进行对比，观察是否存在关系，进而判断是否有儿童单独进入电梯；

14)将结果传递至数据收发模块中。

所述步骤12)中的判断方式具体如下：

1)当数据rtn未从数据库中检索到对应的数据，且不存在cnn数据，则判断为rn儿童单独进入电梯；

2)当数据rtn未从数据库中检索到对应的数据，且该数据与cnn从数据库中检索到对应的数据不存在关系，则判断为rn儿童单独进入电梯；

3)当数据rtn未从数据库中检索到对应的数据，且该数据与cnn从数据库中检索到对应的数据存在关系，则判断为rn儿童非单独进入电梯；

4)当数据rtn未从数据库中检索到对应的数据，且数据cnn未从数据库中检索到对应的数据，则判断为rn未知人员进入电梯。

所述数据收发模块具体步骤如下：

1)当数据收发模块接收到儿童非单独进入电梯时，将数据p以及儿童非单独进入电梯结论传递至远程客户端模块中；

2)数据收发模块接收到未知人员进入电梯时，将数据p、未知人员rtn以及未知人员cnn数据传递至远程客户端模块中，并通过警示模块中的报警模块向电梯管理员发送确认指令，电梯管理员通过远程客户端模块与电梯人员确认后手动开启、关闭警报；

3)当数据收发模块接收到儿童单独进入电梯时，将数据p、zrn以及儿童单独进入电梯结论传递至远程客户端模块中，同时向警示模块中传输警示指令。

一种基于图像分析的儿童独乘电梯报警系统，其特征在于：所述报警系统包括报警模块以及现场警示模块，所述报警模块以及现场警示模块皆与警示模块单向连接：

所述报警模块用于对电梯管理员发出警报；

所述现场警示模块包括语言播报警示模块以及闪灯警示模块，所述语言播报警示模块用于语音播报提醒单独进入电梯的儿童不要单独进入电梯和远离电梯，所述闪灯警示模块用于闪烁警示灯提醒单独进入电梯的儿童远离电梯。

所述报警系统的具体如下：

1)报警系统接收到警示指令；

2)报警模块迅速向电梯管理员发出警报，通过电梯管理员可通过远程客户端模块直接向儿童喊话；

3)同时语言播报警示模块通过语音播报提醒单独进入电梯的儿童不要单独进入电梯并远离电梯；

4)同时闪灯警示模块来回闪烁警示灯；

5)电梯管理员可通过远程客户端模块对报警系统中的语言播报警示模块以及闪灯警示模块进行手动的单独关闭和开启。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。