本發(fā)明涉及一種tof飛行時間傳感器光幕在電梯圖像分析領(lǐng)域的應(yīng)用方法，具體地，涉及一種掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前圖像監(jiān)控設(shè)備的發(fā)展，影像文件已成為獲取信息的主要手段，基于深度學(xué)習(xí)的圖像信息提取為智能化提供了強大的推動力，并大量的在安防領(lǐng)域落地。圖像分析在電梯領(lǐng)域也進入了發(fā)展階段，各電梯廠家越來越多地在維護、電梯安全管理等方面使用圖像監(jiān)控來輔助人工管理。

2、在電梯的安全管理中，不規(guī)范的乘梯行為產(chǎn)生嚴重后果時，應(yīng)及時提醒或提供救助。

3、在梯聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的今天，電梯的各部件都可以提供必要的數(shù)據(jù)，為后續(xù)的大數(shù)分析提供有力的支持。借助圖像監(jiān)控設(shè)備并分析扶梯上實時分析發(fā)生的不規(guī)范乘梯行為或需要救助的事件時，可代替人工進行提醒或通知工作人員進行及時救助。

4、現(xiàn)在獲取進入轎廂的物體圖像數(shù)據(jù)的主要方法為在轎廂安裝監(jiān)控攝像頭。由于電梯安全光幕本身一直持續(xù)進行遮擋掃描，使得使用光幕數(shù)據(jù)成像成為可能。但是，電梯安全光幕掃描成像對于運動速度不穩(wěn)定的物體掃描成像時會產(chǎn)生畸變，影響判斷和分析的準確性。

5、tof(time?of?flight)飛行時間傳感器已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)了無接觸控制或手勢控制。將其與電梯安全光幕結(jié)合，有望解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種掃描速度自適應(yīng)的利用tof飛行時間傳感器光幕成像的方法，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過帶tof的電梯安全光幕實現(xiàn)對通過轎門的乘客或物體進行掃描成像，能夠顯著提升圖像分析模塊對進入轎廂物體識別的準確性。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其中，所述的方法為：在光幕上安裝tof接近傳感器，光幕持續(xù)讀取接近傳感器的數(shù)據(jù)，估算出進入物體的速度，通過速度調(diào)整對光幕掃描數(shù)據(jù)的采樣頻率，并通過電梯安全光幕攜帶的接口將數(shù)據(jù)實時傳輸給邊緣計算設(shè)備，邊緣計算設(shè)備根據(jù)得到的數(shù)據(jù)恢復(fù)出進入物體的輪廓圖像。

3、進一步地，所述的方法包含：步驟1，在電梯安全光幕上嵌入tof接近傳感器，并通過i2c接口使tof接近傳感器接入光幕主處理器；步驟2，在電梯安全光幕主處理器上引出rs485總線；步驟3，電梯安全光幕將采集到的tof接近傳感器數(shù)據(jù)以及對射掃描數(shù)據(jù)，實時通過rs485總線輸出到邊緣計算設(shè)備；步驟4，邊緣計算設(shè)備獲取數(shù)據(jù)后，計算采樣頻率；步驟5，邊緣計算設(shè)備再根據(jù)步驟4所得的采樣頻率，讀取電梯安全光幕發(fā)送過來的掃描數(shù)據(jù)；步驟6，邊緣計算設(shè)備通過計算，將掃描數(shù)據(jù)恢復(fù)成圖像的一列；步驟7，重復(fù)步驟5和步驟6，直到滿足形成一幀圖像的結(jié)束條件；步驟8，將已恢復(fù)的若干圖像列按順序排列形成一幅完整的圖像。

4、進一步地，所述的步驟4中，包含：步驟4.1，運動速度估計；步驟4.2，采樣頻率的確定。

5、進一步地，所述的步驟4.1中，包含：步驟4.1.1，電梯安全光幕主處理器以25hz頻率讀取tof接近傳感器的數(shù)值，獲取電梯門前物體的距離di，i為第i次讀取的數(shù)值，無物體時讀取的為無效值；步驟4.1.2，對di進行卡爾曼濾波，確定距離數(shù)值；步驟4.1.3，獲取最近500毫秒的距離變化d，得到速度為s＝d/0.5。

6、進一步地，所述的步驟4.2中，以1m/s為基準速度，采樣率記為r，在基準速度下取25hz，每秒從光幕讀取25次掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟4.1.3獲取的速度，計算該速度下的采樣頻率：r＝s×25。

7、進一步地，所述的步驟5中，按照步驟4.2計算出的采樣頻率，從光幕設(shè)備獲取每幀的掃描數(shù)據(jù)，每幀數(shù)據(jù)恢復(fù)圖像的一列。

8、進一步地，所述的步驟6中，包含：步驟6.1，從光幕通過rs485接口讀取當(dāng)前掃描數(shù)據(jù)，進行記錄，并判斷是否有遮擋；步驟6.2，進行圖像列各點像素值計算。

9、進一步地，所述的步驟6.1中，當(dāng)前掃描數(shù)據(jù)記為cols_bits[k][m-k+2]，k為光幕的發(fā)射端發(fā)射燈序號，m為接收燈序號，因光幕為5線，且每個發(fā)送檢測對應(yīng)的5個接收燈，形成的對射線cols_bits[k][m-k+2]，其中k-2≤m≤k+2且m≥0；cols_bits[k][m-k+2]等于1時表示此對射線有遮擋，為0時無遮擋；每對水平對射線之間形成3個不同水平高度的共7個交叉點，只考慮兩條水平線中間高度的三個交叉點，只要任意一點為遮擋即標記此高度像素為遮擋；在發(fā)射序號為k的發(fā)射燈及與之對應(yīng)的接收燈之間的水平射線，只要此射線被遮擋即標記此高度像素為遮擋，形成高度為2k-1的圖像。

10、進一步地，所述的步驟6.2中，當(dāng)前掃描幀圖像列記為col_image，對于上端無5線的接收燈，形成三個接收點：

11、cols_image[0]＝cols_bits[0][2]；

12、cols_image[1]＝cols_bits[0][3]且cols_bits[1][1]；

13、cols_image[2]＝cols_bits[1][2]；

14、中間有5線的接收燈形成兩個像素點：

15、col_image[3+(k-2)*2+0]＝(cols_bits[k][0]且cols_bits[k-1][4])，

16、或(cols_bits[k][1]且cols_bits[k-1][3])，

17、或(cols_bits[k+1][0]且cols_bits[k-2][4])；

18、col_image[3+(k-2)*2+1]＝cols_bits[k][2]；

19、底端無5線的接收燈形成兩個接收點：

20、col_image[3+(k-2-2)*2+2+1]＝cols_bits[k-1][1]且cols_bits[k-2][3]；

21、col_image[3+(k-2-2)*2+2+2)＝cols_bits[k-1][2]。

22、進一步地，所述的步驟7中，持續(xù)得到一列圖像，組合多列后形成一幀圖像，一幀圖像的結(jié)束至少滿足以下條件中的一個：a.當(dāng)前圖像列達到最大值，經(jīng)過測試對比，最大值取100；b.持續(xù)4列無遮擋像素。

23、本發(fā)明提供的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法具有以下優(yōu)點：

24、本發(fā)明利用tof飛行時間傳感器，與電梯安全光幕和圖像監(jiān)控數(shù)據(jù)分析技術(shù)相結(jié)合，引入一種新的帶速度信息的光幕數(shù)據(jù)進行成像，即：通過帶tof的電梯安全光幕實現(xiàn)對通過轎門的乘客或物體進行掃描成像。

25、該方法通過tof傳感器攜帶速度信息，可有效減少數(shù)據(jù)成像后的圖像畸變，進而顯著提升圖像分析模塊對進入轎廂物體識別的準確性。tof傳感器能夠精確測量物體與傳感器之間的距離，從而實現(xiàn)對乘客或物體距離轎門距離的檢測，通過距離的變化可有效反應(yīng)出乘客或物體的移動速度。

技術(shù)特征：

1.一種掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的方法為：在光幕上安裝tof接近傳感器，光幕持續(xù)讀取接近傳感器的數(shù)據(jù)，估算出進入物體的速度，通過速度調(diào)整對光幕掃描數(shù)據(jù)的采樣頻率，并通過電梯安全光幕攜帶的接口將數(shù)據(jù)實時傳輸給邊緣計算設(shè)備，邊緣計算設(shè)備根據(jù)得到的數(shù)據(jù)恢復(fù)出進入物體的輪廓圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的方法包含：

3.如權(quán)利要求2所述的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的步驟4中，包含：

4.如權(quán)利要求3所述的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的步驟4.1中，包含：

5.如權(quán)利要求3所述的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的步驟4.2中，以1m/s為基準速度，采樣率記為r，在基準速度下取25hz，每秒從光幕讀取25次掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟4.1.3獲取的速度，計算該速度下的采樣頻率：r＝s×25。

6.如權(quán)利要求2所述的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的步驟5中，按照步驟4.2計算出的采樣頻率，從光幕設(shè)備獲取每幀的掃描數(shù)據(jù)，每幀數(shù)據(jù)恢復(fù)圖像的一列。

7.如權(quán)利要求2所述的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的步驟6中，包含：

8.如權(quán)利要求7所述的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的步驟6.1中，當(dāng)前掃描數(shù)據(jù)記為cols_bits[k][m-k+2]，k為光幕的發(fā)射端發(fā)射燈序號，m為接收燈序號，因光幕為5線，且每個發(fā)送檢測對應(yīng)的5個接收燈，形成的對射線cols_bits[k][m-k+2]，其中k-2≤m≤k+2且m≥0；cols_bits[k][m-k+2]等于1時表示此對射線有遮擋，為0時無遮擋；每對水平對射線之間形成3個不同水平高度的共7個交叉點，只考慮兩條水平線中間高度的三個交叉點，只要任意一點為遮擋即標記此高度像素為遮擋；在發(fā)射序號為k的發(fā)射燈及與之對應(yīng)的接收燈之間的水平射線，只要此射線被遮擋即標記此高度像素為遮擋，形成高度為2k-1的圖像。

9.如權(quán)利要求7所述的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的步驟6.2中，當(dāng)前掃描幀圖像列記為col_image，對于上端無5線的接收燈，形成三個接收點：

10.如權(quán)利要求2所述的掃描速度自適應(yīng)的tof光幕成像方法，其特征在于，所述的步驟7中，持續(xù)得到一列圖像，組合多列后形成一幀圖像，一幀圖像的結(jié)束至少滿足以下條件中的一個：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種掃描速度自適應(yīng)的TOF光幕成像方法，該方法為：在在光幕上安裝TOF接近傳感器，光幕持續(xù)讀取接近傳感器的數(shù)據(jù)，估算出進入物體的速度，通過速度調(diào)整對光幕掃描數(shù)據(jù)的采樣頻率，并通過電梯安全光幕攜帶的接口將數(shù)據(jù)實時傳輸給邊緣計算設(shè)備，邊緣計算設(shè)備根據(jù)得到的數(shù)據(jù)恢復(fù)出進入物體的輪廓圖像。本發(fā)明提供的掃描速度自適應(yīng)的TOF光幕成像方法，通過帶TOF的電梯安全光幕實現(xiàn)對通過轎門的乘客或物體進行掃描成像，引入一種新的帶速度信息的光幕數(shù)據(jù)進行成像，通過攜帶速度信息可有效減少數(shù)據(jù)成像后的圖像畸變，進而顯著提升圖像分析模塊對進入轎廂物體識別的準確性。

技術(shù)研發(fā)人員：周耀華,左宗鵬
受保護的技術(shù)使用者：上海吉盛網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15