專利名稱：監(jiān)視自動(dòng)扶梯和移動(dòng)步道的攝像機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)視自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道的攝像機(jī)。
背景技術(shù)：
在不同的實(shí)施例中披露了作為自動(dòng)扶梯啟動(dòng)鎖或自動(dòng)扶梯重新啟動(dòng)控制的這種監(jiān)視系統(tǒng)。通過(guò)這種監(jiān)視系統(tǒng)，在主動(dòng)或誤操作啟動(dòng)緊急停機(jī)或其它安全裝置之后，在安全裝置的監(jiān)視范圍內(nèi)沒(méi)有人員或物件之前，必須將自動(dòng)扶梯的重新啟動(dòng)保持在鎖死狀態(tài)。
特別是標(biāo)準(zhǔn)E115對(duì)自動(dòng)扶梯重新啟動(dòng)控制條件做了如下規(guī)定出于安全的原因，應(yīng)對(duì)用于在火車站、購(gòu)物中心等環(huán)境中輸送人員的自動(dòng)扶梯進(jìn)行監(jiān)視。這種監(jiān)視限制在如下情況，當(dāng)自動(dòng)扶梯停止時(shí)，需要安全的重新啟動(dòng)。只有在反復(fù)檢測(cè)自動(dòng)扶梯的空載，即在自動(dòng)扶梯的移動(dòng)部分和入口區(qū)內(nèi)中沒(méi)有人員或障礙物的情況下，才可以實(shí)施安全重新啟動(dòng)。一般將所需的空載時(shí)間調(diào)節(jié)到10秒。在這段時(shí)間內(nèi)，可每隔0.1秒反復(fù)對(duì)空載進(jìn)行檢查。
例如在EP1013599、JP10236757以及JP10265163中披露了這種監(jiān)視系統(tǒng)。
EP1013599中披露了一種用于自動(dòng)扶梯重新啟動(dòng)控制的監(jiān)視系統(tǒng)，它通過(guò)一組位于扶梯上方的攝像機(jī)對(duì)自動(dòng)扶梯上是否有人員或物體進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)際的實(shí)驗(yàn)表明，在強(qiáng)烈陽(yáng)光照射、微弱擴(kuò)散光線的情況下，以及在雨、小雨和霧的情況下，該系統(tǒng)不能工作，且在這些環(huán)境下，不能對(duì)自動(dòng)扶梯空載進(jìn)行明確的確認(rèn)。
JP10236757中示出一種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，不用派遣負(fù)責(zé)扶梯設(shè)定現(xiàn)場(chǎng)的職員，對(duì)一個(gè)移動(dòng)輸送裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)施啟動(dòng)和停止控制。這種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控扶梯及其周邊的ITV攝像機(jī)，以及設(shè)置在較遠(yuǎn)區(qū)域的中央控制器，以便對(duì)自動(dòng)扶梯的啟動(dòng)/停止進(jìn)行控制。
JP10236757示出一個(gè)扶梯控制器，用于根據(jù)所拾取的自動(dòng)扶梯及其周邊的照片圖像判斷現(xiàn)象，并對(duì)跌倒事件等做出快速反應(yīng)。
JP10236757和JP10236757中所披露的監(jiān)視系統(tǒng)在特殊照明條件下不能正確工作，且不能保證明確地感知扶梯的空載。特別是自動(dòng)扶梯上的陰影或污點(diǎn)有時(shí)會(huì)導(dǎo)致與自動(dòng)扶梯上的人員或物件的混淆。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種對(duì)自動(dòng)扶梯和/或步道上的障礙物和人員的監(jiān)視系統(tǒng)，所述監(jiān)視系統(tǒng)可以可靠和明確地對(duì)位于自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道的監(jiān)視范圍內(nèi)的人員或障礙物進(jìn)行監(jiān)視。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過(guò)一種用于檢測(cè)自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道上的障礙物或人員的監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，包括至少一個(gè)用于獲取立體圖像的攝像機(jī)。
術(shù)語(yǔ)“立體圖像”系指由位置略有不同的兩個(gè)攝像機(jī)或者位于兩個(gè)略不同位置的同一攝像機(jī)攝取的相同范圍的一對(duì)圖像，從而以兩個(gè)略有不同的角度對(duì)相同的視野區(qū)進(jìn)行取像。被檢測(cè)到的在自動(dòng)扶梯上的目標(biāo)物的特點(diǎn)在于它距攝像機(jī)的距離小于所述目的物所在的自動(dòng)扶梯與攝像機(jī)的距離。立體圖像的優(yōu)點(diǎn)在于，在這對(duì)立體圖像中這些物體出現(xiàn)在不同位置上。諸如在自動(dòng)扶梯上的污物或刻劃出現(xiàn)在這對(duì)立體圖像中的相同的位置上，因而能夠明確地檢測(cè)到自動(dòng)扶梯上物體和人的存在。
障礙物或人員系指那些其大小將會(huì)危及自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道的安全運(yùn)行的物件或人體。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例成對(duì)的攝像機(jī)位于自動(dòng)扶梯上方或自動(dòng)扶梯護(hù)欄上。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，可獲得最佳的自動(dòng)扶梯視野，即在45°的視角下，障礙物和人員既不會(huì)距攝像機(jī)過(guò)近(在圖像中過(guò)大)，也不會(huì)過(guò)遠(yuǎn)(在圖像中過(guò)小)。在自動(dòng)扶梯特別長(zhǎng)的情況下，則需要采用一對(duì)以上的攝像機(jī)，以便于監(jiān)視自動(dòng)扶梯的整個(gè)行程。
根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例監(jiān)視系統(tǒng)包括一個(gè)用于處理立體圖像的處理單元。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，監(jiān)視系統(tǒng)可自動(dòng)處理所獲取的圖像，并可對(duì)自動(dòng)扶梯上是否存在障礙物做出判定。
如下面的詳細(xì)的描述，本說(shuō)明書(shū)中的對(duì)立體圖像的處理系指優(yōu)選對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行的任何處理，例如裝載、儲(chǔ)存、比較、差分、校準(zhǔn)、卷繞、重建、分割、分組、邊緣檢測(cè)、H-變換、提取等。
處理單元可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)或是安裝在攝像機(jī)或自動(dòng)扶梯設(shè)備的任何其它部件中的標(biāo)準(zhǔn)的廉價(jià)處理器，不需要安裝特殊裝置。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，處理單元和攝像機(jī)可通過(guò)連接裝置相互連接，甚至可以與自動(dòng)扶梯控制器連接。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，監(jiān)視系統(tǒng)可自動(dòng)處理所獲取的圖像，并可自動(dòng)得出自動(dòng)扶梯上是否存在障礙物的結(jié)論，并最終根據(jù)所獲得的信息自動(dòng)重新啟動(dòng)扶梯，連接裝置系指任何物理裝置，例如電纜、信號(hào)或數(shù)據(jù)交換總線，所述連接裝置應(yīng)能在兩個(gè)或多個(gè)采集、處理和控制單元之間交換和傳送數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，該目的還通過(guò)一種用于檢測(cè)自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道上的障礙物和/或人員的方法而實(shí)現(xiàn)，其中至少一個(gè)攝像機(jī)用于獲取立體圖像和一個(gè)處理單元對(duì)這些圖像進(jìn)行處理。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于，簡(jiǎn)便且可靠。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例涉及一種用于檢測(cè)自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道上的障礙物和/或人員的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品裝載在處理器中，并對(duì)自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道的立體圖像進(jìn)行處理。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以裝載在本地或裝載在遠(yuǎn)程的中央服務(wù)器中，且易于更新。
下面將對(duì)照下面的示意圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例加以詳細(xì)的說(shuō)明。
圖中示出圖1是裝有本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)的自動(dòng)扶梯的總視圖；圖2是監(jiān)視系統(tǒng)，其中在扶梯護(hù)欄上設(shè)有一對(duì)攝像機(jī)；
圖3是監(jiān)視系統(tǒng)，其中在沿自動(dòng)扶梯設(shè)置的兩個(gè)立柱的頂部安裝有一對(duì)攝像機(jī)；圖4是采用共用存儲(chǔ)器進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)交換的協(xié)作圖，和圖5是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出安裝有本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)的自動(dòng)扶梯的總視圖。在自動(dòng)扶梯1上站著一個(gè)人2，該人2位于設(shè)置在自動(dòng)扶梯上方位置略有不同的一對(duì)攝像機(jī)3.1和3.2的視野范圍內(nèi)。因此這些攝像機(jī)可獲得成對(duì)的自動(dòng)扶梯的立體圖像。
采用成對(duì)的攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)圖像采集，其中所需的攝像機(jī)的數(shù)量nc取決于階梯的高度H。由nc＝4+H給出一個(gè)估計(jì)值，其中H是自動(dòng)扶梯的高度。例如對(duì)于在高度跨度為四米的階梯，需要四對(duì)立體攝像機(jī)，即總共八部攝像機(jī)。
對(duì)于自動(dòng)扶梯的內(nèi)部部分，建議使用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)模式的(額定)焦距為6毫米的攝像機(jī)，即垂直圖像伸展大于水平圖像伸展。位于自動(dòng)扶梯頂部和底部的入口區(qū)同樣需要焦距為6毫米的攝像機(jī)(同樣是旋轉(zhuǎn)模式)。
影響攝像機(jī)的放置位置和數(shù)量的環(huán)境和自動(dòng)扶梯參數(shù)例如是自動(dòng)扶梯的長(zhǎng)度，所述長(zhǎng)度最大可達(dá)100米。自動(dòng)扶梯可位于室內(nèi)或室外，具有或不具有棚蓋。自動(dòng)扶梯的階梯可染色，或者銘刻文字。作為必要條件，必須能夠檢測(cè)到最小尺寸為直徑0.15米、高度0.15米的圓柱形不透明物體。照明可在扶梯區(qū)域上變化，對(duì)室內(nèi)設(shè)置的自動(dòng)扶梯給定的最小照明為50勒克斯，對(duì)于室外設(shè)置的自動(dòng)扶梯照明為15勒克斯。
圖2中示出監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中一對(duì)攝象機(jī)設(shè)置在自動(dòng)扶梯護(hù)欄上。
圖3中示出監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中在沿扶梯設(shè)置的兩個(gè)立柱的頂部設(shè)有一對(duì)攝像機(jī)。
可使用由Imaging Source公司生產(chǎn)的帶有漸進(jìn)式掃描CCD圖像傳感器的B/W攝像機(jī)和DFG/BW1幀取樣器。
一個(gè)重要的附加要求是可以由電壓控制的鏡頭。該要求是由于劇烈變化的照明條件造成的。
使用的鏡頭是焦距f為6毫米型號(hào)為H612ER的Cosmicar透鏡。通過(guò)在1.5到5伏范圍內(nèi)控制電壓的變化對(duì)光圈進(jìn)行控制，從f/1.2到f/360。采用NuDAQ6208多通道模擬輸出卡對(duì)光圈進(jìn)行控制。
攝像機(jī)通過(guò)連接裝置4(例如Hirose電纜)與一個(gè)處理單元5連接，所述處理單元5對(duì)由攝像機(jī)攝取的數(shù)字化立體圖像進(jìn)行處理。根據(jù)下述算法，處理單元對(duì)自動(dòng)扶梯上是否有人進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)基于對(duì)經(jīng)校正的立體對(duì)圖像進(jìn)行區(qū)分，其中卷繞變換是將左側(cè)圖像覆蓋于右側(cè)圖像上，反之亦然。3D攝像機(jī)位置是通過(guò)建立在姿態(tài)評(píng)估基礎(chǔ)上的模型獲得的，并利用視差獲得卷繞變換。
特別是，目的是檢測(cè)自動(dòng)扶梯上的物件，所述自動(dòng)扶梯可看作在現(xiàn)場(chǎng)照明條件下的一個(gè)移動(dòng)背景。所建議的方案包括建立在背景重建基礎(chǔ)上的模型、在一個(gè)立體結(jié)構(gòu)中將一個(gè)圖像向另一個(gè)圖像的透視卷繞，以及對(duì)圖像棱錐中差異的最后判定。具體地說(shuō)，我們使用建立在通過(guò)用幾何不變量對(duì)線特征進(jìn)行分組基礎(chǔ)上的階梯姿態(tài)評(píng)估器的模型的基礎(chǔ)上。所述檢測(cè)建立在對(duì)未卷繞和卷繞的圖像之間的絕對(duì)像素差的測(cè)量的基礎(chǔ)上。在Peter J.Burt、Tsai-Hong Hong和Azriel Rosenfeld在1981年12月在《IEEE系統(tǒng)、人和控制論學(xué)報(bào)》上第802-809頁(yè)發(fā)表的文章“通過(guò)配合分級(jí)計(jì)算進(jìn)行圖像區(qū)域?qū)傩缘姆指詈驮u(píng)估”中，圖像差表現(xiàn)在圖像棱錐中，M.Spann和R.Wilson在“圖形識(shí)別”1985年，18(3/4)第257-269頁(yè)中的“結(jié)合統(tǒng)計(jì)和空間信息進(jìn)行圖像分割的四倍-樹(shù)方法”建議的算法被分割成背景(梯節(jié))和前景(障礙物)。
圖像處理是在PC-class機(jī)(英特爾奔騰)上進(jìn)行的。PC盒的數(shù)量可大于一個(gè)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)PC盒負(fù)責(zé)兩個(gè)立體攝像機(jī)對(duì)，即與四個(gè)攝像機(jī)連接。每個(gè)PC裝有一個(gè)NuDAQ6208和兩個(gè)DFG/BW1卡。
軟件是用C++語(yǔ)言編寫(xiě)的，在Linux操作系統(tǒng)下運(yùn)行。高效的圖像、計(jì)算機(jī)顯示和矩陣代數(shù)算法由所使用的英特爾性能原語(yǔ)圖書(shū)館提供。
主要的軟件構(gòu)成是采集，包括光圈控制。
攝像機(jī)和系統(tǒng)的校準(zhǔn)(脫機(jī))。
監(jiān)視，狀態(tài)評(píng)估和檢測(cè)(聯(lián)機(jī))。
檢測(cè)部分是在自動(dòng)扶梯工作時(shí)(聯(lián)機(jī))進(jìn)行實(shí)時(shí)部分，而校準(zhǔn)部分是提前完成的，即在裝配自動(dòng)扶梯時(shí)(脫機(jī))完成的。
采集完成兩項(xiàng)任務(wù)為一些讓渡共用存儲(chǔ)器提供采集的圖像。
根據(jù)圖像特性對(duì)光圈進(jìn)行控制，例如將重要的階梯區(qū)中的信息內(nèi)容(ROI)最大化。
圖4為一個(gè)協(xié)作圖，該圖用于說(shuō)明采集件與需要處理的圖像之間，即脫機(jī)與聯(lián)機(jī)件之間的聯(lián)通。同步和聯(lián)通的基本原理如下元件是Unix程序。
用共用存儲(chǔ)器交換圖像數(shù)據(jù)。
共用存儲(chǔ)器存取同步使用信號(hào)。
程序之間的信號(hào)聯(lián)通使用信息隊(duì)列。
對(duì)于校準(zhǔn)和監(jiān)視部分，確定了七項(xiàng)主要任務(wù)徑向/切向無(wú)失真化。
移動(dòng)分割和ROI識(shí)別。
邊緣和直線提取。
幾何適配、模型/數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)、姿態(tài)評(píng)估。
差異計(jì)算、建立卷繞表。
階梯狀態(tài)評(píng)估。
圖像卷繞、分割、相連部分的標(biāo)記、判定支持。
脫機(jī)和聯(lián)機(jī)部件中需要完成無(wú)失真化任務(wù)。前四個(gè)件可概括為脫機(jī)件，而后兩個(gè)件是聯(lián)機(jī)件。
圖5示出具有上述件的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器根據(jù)內(nèi)部校準(zhǔn)提供無(wú)失真化參數(shù)，以及樓梯的CAD模型，即點(diǎn)和線的清單。作為檢測(cè)結(jié)果的輸出被傳遞給另一外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。主要件采集、脫機(jī)和聯(lián)機(jī)組成圖中的陰影區(qū)。對(duì)由聯(lián)機(jī)和脫機(jī)件收集的圖像進(jìn)行無(wú)失真化處理。
如上所述，目前系統(tǒng)的主要件是采集部分、脫機(jī)(或校準(zhǔn))部分以及聯(lián)機(jī)(或檢測(cè))部分。脫機(jī)部分中的最重要的分部分是幾何適配部分(在2D數(shù)據(jù)與3D模型之間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系)，和在聯(lián)機(jī)部分中的最重要的分部分是根據(jù)立體圖像的檢測(cè)，下面將對(duì)這些分部分加以詳細(xì)的說(shuō)明。
采用數(shù)據(jù)與模型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系找出說(shuō)明相對(duì)方向和位置的基于模型的姿態(tài)評(píng)估參數(shù)。其中數(shù)據(jù)是從單個(gè)圖像中提取的2D線，模型是3D線框的物體，接近水平的線是在方向、圖像梯度和H-變換技術(shù)的基礎(chǔ)上采用標(biāo)準(zhǔn)邊緣檢測(cè)根據(jù)圖像數(shù)據(jù)中推導(dǎo)出來(lái)的。為了建立在立體對(duì)中和進(jìn)一步在兩個(gè)立體對(duì)之間的每個(gè)圖像的數(shù)據(jù)與模型線之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，應(yīng)用下述的匹配程序(根據(jù)交比進(jìn)行分組)。
匹配中的第一個(gè)步驟是對(duì)數(shù)據(jù)與模型線之間可能的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行識(shí)別。在透視投影條件下，線的比的比和角度的比的比，即所謂的交比是不變的。我們使用交比從一個(gè)大組的可能的線中識(shí)別出四線組。這種四線組起著階梯圖形的匹配候選的作用，其特征在于此交比是針對(duì)一個(gè)大致垂直線的交叉點(diǎn)獲得的。一條線上的四個(gè)點(diǎn)p1，...，p4的交比的定義是Cr(p1，...，p4)＝[(x3-x1)(x4-x2)]/[(x3-x2)(x4-x1)]，其中x1，...，x4是線上每個(gè)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位置。
采取下面的方法對(duì)數(shù)據(jù)線進(jìn)行選擇，所述數(shù)據(jù)線是與模型線對(duì)應(yīng)的良好的候選對(duì)于線上的四個(gè)等間距的點(diǎn)計(jì)算理論交比，Crt＝4/3。
根據(jù)數(shù)據(jù)檢測(cè)出靠近水平線的一個(gè)合理組L(具有尺寸N)。
計(jì)算這些線與一靠近垂直線的交叉點(diǎn)。
計(jì)算線liL，i＝l，...，M的全部 四元素分組。
計(jì)算對(duì)應(yīng)于組li的全部交比ci。
(以升序)相對(duì)于|ci-Crt|對(duì)li進(jìn)行分類。
僅將對(duì)應(yīng)于與Crt相距較近的分類的組的一部分輸入到下面描述的姿態(tài)評(píng)估步驟中(對(duì)位置和方向的評(píng)估)。
將線的對(duì)應(yīng)組輸入到一個(gè)與RANSAC類似的程序中，在M.A.Fischler和R.C.Bolles在美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通信1981年24期381-395頁(yè)的題為“隨機(jī)取樣調(diào)查應(yīng)用于圖像分析和自動(dòng)制圖的模型擬合的范型”中對(duì)RANSAC進(jìn)行了描述?；诮槐鹊姆纸M改進(jìn)了用于RANSAC的取樣，并減少了所需迭代的數(shù)量。RANSAC的基本構(gòu)思是，RANSAC使用盡可能小的可行的初始數(shù)據(jù)組，并在可能時(shí)與數(shù)據(jù)相一致地對(duì)該組進(jìn)行放大。Fischler和Bolles給出的具有s個(gè)特征的尺寸的取樣所需的隨機(jī)選擇數(shù)nsns＝log(1-pc)/log(1-pis)其中pc是至少一個(gè)s＝4線的取樣沒(méi)有外圍層的概率。任何所選擇的取樣都是內(nèi)圍層的概率用pi表示。其中由于在交比基礎(chǔ)上改進(jìn)了取樣，我們可以可靠地設(shè)定一個(gè)大的pi，例如pi＝0.8，并選擇pc＝0.99，我們獲得了低至ns＝9的必要的RANSAC迭代數(shù)量。
對(duì)姿態(tài)的驗(yàn)證是建立在由David G.Lowe在1991年5月《IEEE系統(tǒng)、人和控制論學(xué)報(bào)》第13期第802-809頁(yè)的文章“參數(shù)表示的3D模型對(duì)圖像的擬合”中提出的程序的基礎(chǔ)之上的。Lowe通過(guò)對(duì)投影參數(shù)進(jìn)行線性化并應(yīng)用牛頓方法，解決了根據(jù)3D模型線與2D圖像線之間已知對(duì)應(yīng)關(guān)系的一給定組推導(dǎo)出物體姿態(tài)的問(wèn)題。姿態(tài)評(píng)估步驟的結(jié)果是從外界到攝像機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)的兩次變換，即對(duì)于每個(gè)攝機(jī)的三個(gè)平移參數(shù)和三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)。
根據(jù)立體圖像的檢測(cè)包括檢測(cè)器校準(zhǔn)，即對(duì)差異的推導(dǎo)和二維卷繞變換的推導(dǎo)，以及自檢，即將一個(gè)圖像卷繞到另一個(gè)上，對(duì)卷繞和未卷繞的圖像進(jìn)行區(qū)分，最后對(duì)不同的圖像進(jìn)行分割，以便作出判定。
根據(jù)階梯模型找出卷繞變換并采用上述的姿態(tài)評(píng)估程序獲得兩個(gè)外界向攝像機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)的變換以及投影變換。投影卷繞變換向我們提供了兩個(gè)包含在圖像平面上對(duì)兩個(gè)坐標(biāo)方向進(jìn)行的坐標(biāo)繪圖的卷繞表。卷繞表是根據(jù)差異計(jì)算出來(lái)的，所述卷繞表以直接的方式由于與模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系被精確地給出。
對(duì)障礙物進(jìn)行檢測(cè)的主要構(gòu)思是，對(duì)一個(gè)圖像進(jìn)行卷繞，即將左側(cè)的圖像卷繞到右側(cè)的圖像上，并進(jìn)行比較。檢測(cè)到的在階梯上的物體的特性在于，與其所在的階梯相比，它距離攝像機(jī)更近。因此被卷繞的圖像中的物體比它們?cè)谖淳砝@的圖像中的位置不同。另外，在卷繞和未卷繞的圖像中，在階梯上的污物或刻劃將會(huì)出現(xiàn)在相同的位置上。
綜上所述可以將基于立體攝像的障礙物檢測(cè)程序擴(kuò)展應(yīng)用于規(guī)則結(jié)構(gòu)的且非平面的背景上。根據(jù)交比的分組有限地改進(jìn)了RANSAC取樣。姿態(tài)評(píng)估實(shí)現(xiàn)了外部校準(zhǔn)的攝像機(jī)，簡(jiǎn)化并加速了對(duì)立體圖像的處理并且采用基于棱鏡的分割程序完成了物體檢測(cè)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)表明該方法具有高的可靠性，即障礙物的漏檢率的數(shù)量級(jí)為百分之一，和障礙物誤檢率的數(shù)量級(jí)為百分之五。可以可靠地檢測(cè)到尺寸小于15厘米高的圓柱形物體。
處理單元通過(guò)控制線路6與自動(dòng)扶梯控制器7連接，因而可在停機(jī)后根據(jù)對(duì)自動(dòng)扶梯上是否有人員或障礙物的檢測(cè)結(jié)果對(duì)自動(dòng)扶梯的重新啟動(dòng)進(jìn)行控制。
采用簡(jiǎn)單的線路進(jìn)行PC與自動(dòng)扶梯控制之間的信號(hào)連接，通過(guò)所述信號(hào)連接使信號(hào)從自動(dòng)扶梯控制器傳遞給每個(gè)PC并從PC反向傳回自動(dòng)扶梯控制器。對(duì)從PC傳遞給控制器的信號(hào)以邏輯加的方式進(jìn)行組合，例如當(dāng)任何PC信號(hào)是檢測(cè)到的物體等時(shí)，則檢測(cè)到物體。
對(duì)控制單元提供三個(gè)輸出信號(hào)檢測(cè)到的物體。
報(bào)警，例如攝像機(jī)出現(xiàn)故障。
故障，即系統(tǒng)不工作。
此外，系統(tǒng)應(yīng)對(duì)所謂的測(cè)試模式進(jìn)行支持，其中圖像從儲(chǔ)存位置，而不是從攝像機(jī)輸送給系統(tǒng)中。因此需要兩個(gè)輸入信號(hào)階梯停止運(yùn)行。
要求測(cè)試模式。
在監(jiān)視與自動(dòng)扶梯控制單元之間的信號(hào)傳遞是用NuDAO6208多路模擬輸出卡的數(shù)字輸入/輸出信道實(shí)現(xiàn)的。除模擬輸出信道外，NuDAO6208卡還具有四個(gè)輸入和四個(gè)輸出信道。
控制器通過(guò)電機(jī)電源線8與自動(dòng)扶梯電機(jī)9連接，因而能夠重新啟動(dòng)電機(jī)或?qū)⑵浔３衷谕C(jī)狀態(tài)。
對(duì)于監(jiān)視系統(tǒng)的其它技術(shù)要求是，系統(tǒng)可以由兩個(gè)單獨(dú)的信道或控制單元構(gòu)成。需要監(jiān)視功能，即對(duì)系統(tǒng)的有效性進(jìn)行不間斷的檢查。
將在此所披露的應(yīng)用成對(duì)的立體圖像的系統(tǒng)和方法用于監(jiān)視電梯轎廂或在電梯門(mén)前的大廳中的人員或物體，對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
附圖標(biāo)記對(duì)照表1自動(dòng)扶梯2人員3.1、3.2攝像機(jī)對(duì)4攝像機(jī)處理單元的連接裝置5處理單元6控制線7自動(dòng)扶梯控制器8電機(jī)電源線9自動(dòng)扶梯電機(jī)
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)障礙物或人員的監(jiān)視系統(tǒng)，包括至少一個(gè)攝像機(jī)和自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道，其特征在于，所述監(jiān)視系統(tǒng)可獲得立體圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像機(jī)設(shè)置在自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，攝像機(jī)設(shè)置在自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道的護(hù)欄上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，沿自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道設(shè)有一對(duì)以上的攝像機(jī)，以便于監(jiān)視自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道的整個(gè)行程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)視系統(tǒng)包括一個(gè)用于處理立體圖像的處理單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)視系統(tǒng)包括用于將攝像機(jī)與處理單元連接在一起的裝置，特別是數(shù)據(jù)交換總線，和/或用于儲(chǔ)存立體圖像的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，處理單元是至少一個(gè)裝有圖像處理軟件程序的個(gè)人計(jì)算機(jī)，所述圖像處理軟件程序基于將模型圖像的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與實(shí)際獲取圖像的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行比較的原理。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至6的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，處理單元集成在攝像機(jī)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)視系統(tǒng)與自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道控制單元電氣連接，停機(jī)后只有在自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道上檢測(cè)不到障礙物和/或人員時(shí)，自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道控制單元才重新啟動(dòng)自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道。
10.一種用于檢測(cè)自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道上的障礙物和/或人員的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被裝載在處理器中并對(duì)自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道的立體圖像進(jìn)行處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，停機(jī)后只有在自動(dòng)扶梯和/或步道上沒(méi)有檢測(cè)到障礙物和/或人員時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品才重新啟動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道。
12.一種用于檢測(cè)自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道上的障礙物和/或人員的方法，其特征在于，至少通過(guò)一部攝像機(jī)獲得立體圖像，并且處理單元對(duì)所述立體圖像進(jìn)行處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，停機(jī)后只有在自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道上沒(méi)有檢測(cè)到障礙物和/或人員時(shí)，自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道才被重新啟動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)自動(dòng)扶梯和/或移動(dòng)步道上的障礙物或人員的監(jiān)視系統(tǒng)，包括至少一個(gè)攝像機(jī)，其中通過(guò)該監(jiān)視系統(tǒng)可獲得立體圖像。
文檔編號(hào)B66B29/00GK1498849SQ20031010457
公開(kāi)日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2003年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月6日
發(fā)明者約瑟夫·維辛格, 迪爾克·布隆迪奧, 布隆迪奧, 約瑟夫 維辛格 申請(qǐng)人:因溫特奧股份公司