電梯也需節(jié)能――智能監(jiān)控與節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用

引言

　　隨著能源問題的日益突出，對電梯節(jié)能技術(shù)的研究與應(yīng)用已是眾多電梯生產(chǎn)商千方百計(jì)企及的目標(biāo)。純粹的節(jié)能技術(shù)例如最新成果節(jié)能再生器只是對電梯機(jī)械位能的重利用，未涉及電梯本身多余能耗，IC卡控制只是在一定程度上提高了電梯的智能程度。

　　現(xiàn)階段的電梯控制系統(tǒng)，融入了多項(xiàng)高新技術(shù)：例如現(xiàn)在很常見的視頻監(jiān)控技術(shù)、報(bào)警系統(tǒng)、多臺(tái)電梯并聯(lián)控制技術(shù)等等。融入視頻監(jiān)控技術(shù)就是從安全角度出發(fā)的。

　　電梯的監(jiān)視技術(shù)主要對電梯運(yùn)行狀況及電梯內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)控與報(bào)警，而電梯轎廂外面的環(huán)境———即每層樓人們等待電梯的地方卻沒有更多的監(jiān)控。同時(shí)，現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)也沒有對有乘客可能存在的下一步行動(dòng)進(jìn)行及時(shí)而準(zhǔn)確的預(yù)判，從而做出相應(yīng)的指令動(dòng)作。也就是說，視頻監(jiān)控系統(tǒng)并沒有對采集來的信息適時(shí)地加以分析與利用。因此，將電梯外部環(huán)境納入到整個(gè)電梯控制系統(tǒng)中，并對視頻采集信息適時(shí)、快速、準(zhǔn)確地加以利用，這對電梯發(fā)展具有十分重要的意義。

　　由此，本文以電梯外部監(jiān)控為基點(diǎn)，對電梯智能識(shí)別控制和綠色節(jié)能做出探討，以期電梯能更加高效化、智能化、綠色化。

　　1 監(jiān)控系統(tǒng)在電梯外部的應(yīng)用

　　在目前的電梯轎廂視頻監(jiān)視系統(tǒng)中，主要是從電梯內(nèi)部乘坐人士安全角度出發(fā)，適時(shí)地監(jiān)控著電梯轎廂里面人們是否受到安全威脅，從而快速地報(bào)警。由于這不需要把信息反饋給電梯控制系統(tǒng)，此時(shí)所需要的監(jiān)控系統(tǒng)中的人像檢測，精度與速率要求都不高。

　　1.1 監(jiān)控系統(tǒng)中的人臉檢測

　　電梯控制中的人像檢測主要是通過建立一個(gè)組合分類器，剔除掉圖像中的非人像區(qū)域，找出圖像中類人像區(qū)域，提高下一步檢測的效率，如圖1所示。接著在檢測出來可能存在人像區(qū)域，用已經(jīng)建立好的人像檢測器進(jìn)行匹配運(yùn)算。

　　由于電梯只要有人有乘坐需求，就必須在此層作停留。所以在人像檢測過程就不需要多個(gè)人像檢測器同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，找到一個(gè)最可能存在人像區(qū)域再進(jìn)行匹配運(yùn)算就可以大大提高效率。

　　在移動(dòng)人像檢測器進(jìn)行相關(guān)匹配運(yùn)算時(shí)，如果讓人像檢測器通過逐點(diǎn)來檢測可能存在人像區(qū)域是否存在人像，最好情況就是第一次匹配運(yùn)算就找到了人像，但最壞情況是全部遍歷所有點(diǎn)后才可能找到人像，這樣的匹配運(yùn)算效率非常低下。本文采用的方法是：使人像檢測器在可能存在人像的區(qū)域中，任意找一點(diǎn)開始進(jìn)行計(jì)算，若在該點(diǎn)匹配運(yùn)算后無人像存在，人像檢測器則朝相關(guān)度最大的方向移動(dòng)，力求使匹配位置快速到達(dá)最佳匹配點(diǎn)。

　　該算法思想為：設(shè)置當(dāng)前匹配點(diǎn)為P1，對應(yīng)相關(guān)度為R1，在二維平面3×3的鄰域中選擇相關(guān)度最大的一個(gè)點(diǎn)為下一個(gè)匹配運(yùn)算點(diǎn)，否則任選一個(gè)未參與運(yùn)算的點(diǎn)，重復(fù)上述過程。同時(shí)，把相關(guān)度歸一化，這樣就可以在［1，－1］設(shè)定一個(gè)閾值來確定當(dāng)前運(yùn)算點(diǎn)是否為最佳匹配點(diǎn)。

　　如圖2所示，某點(diǎn)（a，b）存在于I（M×N）窗口點(diǎn)陣圖像（該圖像為256級(jí)的灰度圖像）中，而W（m×n）則是人像檢測器點(diǎn)陣，它們都是256級(jí)的灰度圖像，這樣就有：0≤I（a，b）≤255，0≤a＜M，0≤b＜N;同樣在人像檢測器點(diǎn)陣有：0≤W（i，j）≤255，0≤i＜m，0≤j＜n;m∈（0，M），n∈（0，N）。

　　中等矩形框中的點(diǎn)（a，b）移動(dòng)并進(jìn)行匹配運(yùn)算，此時(shí)對應(yīng)的子圖像塊可記為Iw，Iw（a，b）=I（a+i，b+j）。因此，在點(diǎn)（i，j）處人像檢測器W與子圖像塊Iw歸一化相關(guān)度R（a，b）如下公式：

　　其中：W'是人像檢測器均值，I'w則為子圖像塊均值。