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CN110040586A - 一种基于人脸识别的电梯群控方法 - Google Patents

一种基于人脸识别的电梯群控方法 Download PDF

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CN110040586A
CN110040586A CN201910289399.2A CN201910289399A CN110040586A CN 110040586 A CN110040586 A CN 110040586A CN 201910289399 A CN201910289399 A CN 201910289399A CN 110040586 A CN110040586 A CN 110040586A
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CN
China
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elevator
floor
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group control
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CN201910289399.2A
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English (en)
Inventor
杨明极
黄榛
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Harbin University of Science and Technology
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Harbin University of Science and Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/02—Control systems without regulation, i.e. without retroactive action
    • B66B1/06—Control systems without regulation, i.e. without retroactive action electric
    • B66B1/14—Control systems without regulation, i.e. without retroactive action electric with devices, e.g. push-buttons, for indirect control of movements
    • B66B1/18—Control systems without regulation, i.e. without retroactive action electric with devices, e.g. push-buttons, for indirect control of movements with means for storing pulses controlling the movements of several cars or cages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/0006—Monitoring devices or performance analysers
    • B66B5/0012—Devices monitoring the users of the elevator system

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Elevator Control (AREA)

Abstract

一种基于人脸识别的电梯群控方法。属于电梯控制技术领域，利用人脸识别技术，可以更加准确的获得当前侯梯乘客人数，通过对时效性更好的当前侯梯人数和电梯运行信息进行分析，可以使电梯更加高效地运行。本发明包括：该电梯群控系统包括通信模块、控制模块、电梯呼叫单元、视频采集模块和后端服务器，视频采集模块通过通信模块与控制模块通讯，电梯呼叫模块与控制模块通讯，控制模块通过通信模块与后端服务器通讯，本发明应用于电梯的群控。

Description

一种基于人脸识别的电梯群控方法
技术领域
本发明涉及电梯控制方法，具体涉及一种基于人脸识别的电梯群控方法。
背景技术
电梯由于其垂直方向的运行特点，在中高层建筑中已经成为人们不可或缺的特种交通运输设备。现有小区、办公楼多数都配有两台或者两台以上的电梯群组，电梯高效调度是影响电梯运行效率的主要原因。现有电梯群控方式多是利用先验概率预测侯梯人数再进行电梯调度。
发明内容
本发明的目的是解决目前的电梯群控方式多是利用先验概率预测侯梯人数再进行电梯调度，提供一种利用人脸识别技术，可以更加准确的获得当前侯梯乘客人数，通过对时效性更好的当前侯梯人数和电梯运行信息进行分析，可以使电梯更加高效地运行的基于人脸识别的电梯群控方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种基于人脸识别的电梯群控方法，该电梯群控系统包括通信模块、控制模块、电梯呼叫单元、视频采集模块和后端服务器；
视频采集模块通过通信模块与控制模块通讯，电梯呼叫模块与控制模块通讯，控制模块通过通信模块与后端服务器通讯；
该电梯群控方法包括如下步骤：
步骤一：用户通过电梯呼叫单元呼叫电梯，视频采集模块开始采集呼叫电梯楼层的人脸信息并上传到服务器，各台电梯通过搭载的检测设备判断自身运行状态，由服务器对以上信息进行整合进行电梯调度；
步骤二：当产生电梯呼叫时，该系统需要收集电梯群组内所有电梯的位置、电梯载重情况和侯梯乘客数量，以调度时间最少、路程最近以及顺带原则为基础进行设计；
步骤三：电梯运行时遵循最小距离原则，在调度时分为五种情况，系统需要根据实际情况生成一个适应性参考量S，S的值将会决定具体分派电梯群中的哪一个电梯；
步骤四：根据以上五种情况，电梯群控运算框架，先收集电梯位置、载重情况和侯梯人数，当产生电梯呼叫时，该框架将根据以上情况生成相应的参量，再选择合适的一种情况进一步计算适应值S，每当电梯产生一次停靠时都会重新计算一次适应值S；
步骤五：选取计算结果中适应性值S最大的一部电梯作为优先电梯，电梯组内优先电梯以外的电梯称为从属电梯，对优先电梯处于静止时和优先电梯处于运行时这两种情况进行响应呼叫。
所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，所述的步骤三分为五种情况的具体过程为：以D表示呼叫楼层和电梯之间的距离，F1是电梯当前所在楼层，F2是呼叫电梯的楼层，则，
D＝|F1-F2| (1)
情况一：如果电梯的运行轨迹正好经过呼叫电梯的楼层且与呼叫要求方向相同，则生成一个适应性参考量S，
S＝(N+2)-D (2)
其中N是电梯所要抵达的楼层，D是电梯距离呼叫楼层之间的距离；
情况二：如果电梯的运行轨迹经过呼叫电梯的楼层但与呼叫要求方向相反，则参考量 S的值为
S＝(N+1)-D (3)
情况三：如果电梯运行轨迹是远离呼叫楼层，无论运行方向如何，S的值均为1；
情况四：如果电梯处于空闲状态，并且没有电梯呼叫，则
S＝(N+1)-D (4)
情况五：如果电梯容量无法容纳侯梯人数，无论运行方向如何，S的值均为1。
所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，所述的步骤五的具体过程为：在优先电梯处于静止情况时，如果产生电梯呼叫且通过人脸识别发现优先电梯可以承运侯梯人员时，优先电梯响应呼叫。若优先电梯无法承运侯梯乘客则判断运行中的从属电梯是否经过呼叫楼层，如果经过则从属电梯同时响应呼叫；
优先电梯处于运行状态时响应呼叫与静止时类似，只是当发生优先电梯无法承运所有侯梯乘客时，如果从属电梯运行轨迹远离电梯呼叫的楼层，则对从属电梯到达目标楼层后的适应性值进行计算，再与优先电梯进行比较，重新选定优先电梯和从属电梯。
所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，所述的通信模块选择RS-485总线。
所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，所述的控制模块选择miniPC机。
所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，视频采集模块中的人脸信息数据与电梯群控信号整合需要通过变量完成，视频采集模块需要定义相关的模拟量，在电梯呼叫单元中要定义能否搭载侯梯乘客的开关量。
本发明所达到的有益效果是：
1.本发明以实时人脸识别运算更快的miniPC机替代传统的PLC做为电梯群控控制核心，通过视频监控系统采集人脸信息，主要依据最小距离原则和电梯负载情况设计了基于优先电梯和从属电梯分类的电梯群控方法，对群控电梯的方案进行了拓展，提出了电梯不同状态和时段下的运行模式。
2.本发明使电梯在使用高峰期满足乘客需求，提高载人效率。
3.本发明选用特定的人脸识别率进行实验，侯梯时间超60s的乘客比例明显减小且平均侯梯时间也有所缩减。
4.本发明利用视频采集设备实时检测侯梯乘客的人数，首先需要建立通讯方式，因考虑到高层建筑高度的不同，本文采用RS-485通讯方式实现人脸数据采集器与电梯群控PC 机的通讯。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是群控电梯结构图；
图2是电梯静止状态下响应策略图；
图3是电梯运行状态下响应策略图；
图4是电梯运行模式选择流程图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施方式一：
一种基于人脸识别的电梯群控方法，该电梯群控系统包括通信模块、控制模块、电梯呼叫单元、视频采集模块和后端服务器；
视频采集模块通过通信模块与控制模块通讯，电梯呼叫模块与控制模块通讯，控制模块通过通信模块与后端服务器通讯；
该电梯群控方法包括如下步骤：
步骤一：用户通过电梯呼叫单元呼叫电梯，视频采集模块开始采集呼叫电梯楼层的人脸信息并上传到服务器，各台电梯通过搭载的检测设备判断自身运行状态，由服务器对以上信息进行整合进行电梯调度；
步骤二：当产生电梯呼叫时，该系统需要收集电梯群组内所有电梯的位置、电梯载重情况和侯梯乘客数量，以调度时间最少、路程最近以及顺带原则为基础进行设计；
步骤三：电梯运行时遵循最小距离原则，在调度时分为五种情况，系统需要根据实际情况生成一个适应性参考量S，S的值将会决定具体分派电梯群中的哪一个电梯；
步骤四：根据以上五种情况，电梯群控运算框架，先收集电梯位置、载重情况和侯梯人数，当产生电梯呼叫时，该框架将根据以上情况生成相应的参量，再选择合适的一种情况进一步计算适应值S，每当电梯产生一次停靠时都会重新计算一次适应值S；
步骤五：选取计算结果中适应性值S最大的一部电梯作为优先电梯，电梯组内优先电梯以外的电梯称为从属电梯，对优先电梯处于静止时和优先电梯处于运行时这两种情况进行响应呼叫。
具体实施方式二；
本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法的进一步说明，所述的步骤三分为五种情况的具体过程为：以D表示呼叫楼层和电梯之间的距离，F1是电梯当前所在楼层，F2是呼叫电梯的楼层，则，
D＝|F1-F2| (1)
情况一：如果电梯的运行轨迹正好经过呼叫电梯的楼层且与呼叫要求方向相同，则生成一个适应性参考量S，
S＝(N+2)-D (2)
其中N是电梯所要抵达的楼层，D是电梯距离呼叫楼层之间的距离；
情况二：如果电梯的运行轨迹经过呼叫电梯的楼层但与呼叫要求方向相反，则参考量 S的值为
S＝(N+1)-D (3)
情况三：如果电梯运行轨迹是远离呼叫楼层，无论运行方向如何，S的值均为1；
情况四：如果电梯处于空闲状态，并且没有电梯呼叫，则
S＝(N+1)-D (4)
情况五：如果电梯容量无法容纳侯梯人数，无论运行方向如何，S的值均为1。
具体实施方式三：
本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法的进一步说明，所述的步骤五的具体过程为：在优先电梯处于静止情况时，如果产生电梯呼叫且通过人脸识别发现优先电梯可以承运侯梯人员时，优先电梯响应呼叫。若优先电梯无法承运侯梯乘客则判断运行中的从属电梯是否经过呼叫楼层，如果经过则从属电梯同时响应呼叫；
优先电梯处于运行状态时响应呼叫与静止时类似，只是当发生优先电梯无法承运所有侯梯乘客时，如果从属电梯运行轨迹远离电梯呼叫的楼层，则对从属电梯到达目标楼层后的适应性值进行计算，再与优先电梯进行比较，重新选定优先电梯和从属电梯。
具体实施方式四:
本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法的进一步说明，所述的通信模块选择RS-485总线。
具体实施方式五:
本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法的进一步说明，所述的控制模块选择miniPC机。
具体实施方式六：
本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法的进一步说明，视频采集模块中的人脸信息数据与电梯群控信号整合需要通过变量完成，视频采集模块需要定义相关的模拟量，在电梯呼叫单元中要定义能否搭载侯梯乘客的开关量。
具体实施方式七：
本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法的进一步说明，因为各个时段乘客对于电梯的需求不同，且在特定时间段内电梯上行或是下行的空载率不同，分为三种需求类型。
第一种为上行需求较多的时间段，大部分乘客上班时间会从一楼搭乘电梯前往其它不同的楼层。在此模式下，可以设置没有电梯呼叫时，电梯轿厢会返回到一楼，这样可节省电梯响应呼叫的时间。第二种为下班下行需求较多的时间段，在这个时间段，大部分乘客会从一楼以外的不同楼层乘坐电梯前往一楼，在此模式中，需要设置电梯在空闲时段，电梯轿厢自动回到顶楼。午餐时间可以根据需求分为两个时间段分别响应下行高峰和上行高峰的需求。根据不同时间段乘客的需求调整运行模式可以使乘客乘坐电梯更加方便，减少一部分电梯响应呼叫的时间。
系统将对视频采集到的实时人脸信息进行识别，识别到的人脸信息通过RS-485传递给电梯群控器，由电梯群控器结合电梯运行状态进行电梯控制。具体步骤可分为五步[5]。
(1)通讯方式
利用视频采集设备实时检测侯梯乘客的人数，首先需要建立通讯方式，因考虑到高层建筑高度的不同，本文采用RS-485通讯方式实现人脸数据采集器与电梯群控PC机的通讯。
(2)定义中间变量
人脸信息数据与电梯群控信号整合需要通过变量完成，例如在人脸数据采集器中需要定义相关的模拟量，在电梯负载数据中要定义能否搭载侯梯乘客的开关量，这些数据需要中间变量的整合。
(3)运用中间变量
人脸信息转化的变量需要对接到电梯实时控制过程中，通过连接这些变量，实现电梯调度。
(4)报警设计
系统运行出现问题时，可以及时进行报警。
(5)运行模式设计
在该软件中，设定两种电梯运行模式，上行模式和下行模式，可以通过系统时间进行这两种运行模式的切换。系统既可以通过系统时间选择预设的运行模式，也可以通过手动切换当前的运行模式。选择流程如图4所示；
在自动模式下要提前设定好上行模式和下行模式的具体运行时间，还需要读取系统时间，判断系统时间是否在需要运行的模式的设定时间段内，然后指定运行模式，运行模式时间需要操作员进行设定；
仿真分析：根据本文的电梯群控策略，用C#编制了电梯仿真软件系统，该系统可以进行楼层环境设置、电梯参数设置、乘梯人数预设和人脸识别准确率设置，通过设置的参数进行电梯负载仿真实验，下表为仿真结果比较表，在同样预设条件的情况下，电梯采用本文调度方法的情况下侯梯时间超60s的乘客比例明显减小且平均侯梯时间也有所缩减。

Claims (6)

1.一种基于人脸识别的电梯群控方法，其特征是：该电梯群控系统包括通信模块、控制模块、电梯呼叫单元、视频采集模块和后端服务器；
视频采集模块通过通信模块与控制模块通讯，电梯呼叫模块与控制模块通讯，控制模块通过通信模块与后端服务器通讯；
该电梯群控方法包括如下步骤：
步骤一：用户通过电梯呼叫单元呼叫电梯，视频采集模块开始采集呼叫电梯楼层的人脸信息并上传到服务器，各台电梯通过搭载的检测设备判断自身运行状态，由服务器对以上信息进行整合进行电梯调度；
步骤二：当产生电梯呼叫时，该系统需要收集电梯群组内所有电梯的位置、电梯载重情况和侯梯乘客数量，以调度时间最少、路程最近以及顺带原则为基础进行设计；
步骤三：电梯运行时遵循最小距离原则，在调度时分为五种情况，系统需要根据实际情况生成一个适应性参考量S，S的值将会决定具体分派电梯群中的哪一个电梯；
步骤四：根据以上五种情况，电梯群控运算框架，先收集电梯位置、载重情况和侯梯人数，当产生电梯呼叫时，该框架将根据以上情况生成相应的参量，再选择合适的一种情况进一步计算适应值S，每当电梯产生一次停靠时都会重新计算一次适应值S；
步骤五：选取计算结果中适应性值S最大的一部电梯作为优先电梯，电梯组内优先电梯以外的电梯称为从属电梯，对优先电梯处于静止时和优先电梯处于运行时这两种情况进行响应呼叫。
2.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，其特征是：所述的步骤三分为五种情况的具体过程为：以D表示呼叫楼层和电梯之间的距离，F1是电梯当前所在楼层，F2是呼叫电梯的楼层，则，
D＝|F1-F2| (1)
情况一：如果电梯的运行轨迹正好经过呼叫电梯的楼层且与呼叫要求方向相同，则生成一个适应性参考量S，
S＝(N+2)-D (2)
其中N是电梯所要抵达的楼层，D是电梯距离呼叫楼层之间的距离；
情况二：如果电梯的运行轨迹经过呼叫电梯的楼层但与呼叫要求方向相反，则参考量S的值为
S＝(N+1)-D (3)
情况三：如果电梯运行轨迹是远离呼叫楼层，无论运行方向如何，S的值均为1；
情况四：如果电梯处于空闲状态，并且没有电梯呼叫，则
S＝(N+1)-D (4)
情况五：如果电梯容量无法容纳侯梯人数，无论运行方向如何，S的值均为1。
3.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，其特征是：所述的步骤五的具体过程为：在优先电梯处于静止情况时，如果产生电梯呼叫且通过人脸识别发现优先电梯可以承运侯梯人员时，优先电梯响应呼叫。若优先电梯无法承运侯梯乘客则判断运行中的从属电梯是否经过呼叫楼层，如果经过则从属电梯同时响应呼叫；
优先电梯处于运行状态时响应呼叫与静止时类似，只是当发生优先电梯无法承运所有侯梯乘客时，如果从属电梯运行轨迹远离电梯呼叫的楼层，则对从属电梯到达目标楼层后的适应性值进行计算，再与优先电梯进行比较，重新选定优先电梯和从属电梯。
4.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，其特征是：所述的通信模块选择RS-485总线。
5.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，其特征是：所述的控制模块选择miniPC机。
6.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的电梯群控方法，其特征是：视频采集模块中的人脸信息数据与电梯群控信号整合需要通过变量完成，视频采集模块需要定义相关的模拟量，在电梯呼叫单元中要定义能否搭载侯梯乘客的开关量。
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