電梯也需節能――智能監控與節能系統的應用

引言

　　隨著能源問題的日益突出，對電梯節能技術的研究與應用已是眾多電梯生產商千方百計企及的目標。純粹的節能技術例如最新成果節能再生器只是對電梯機械位能的重利用，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。

　　現階段的電梯控制系統，融入了多項高新技術：例如現在很常見的視頻監控技術、報警系統、多臺電梯并聯控制技術等等。融入視頻監控技術就是從安全角度出發的。

　　電梯的監視技術主要對電梯運行狀況及電梯內部進行監控與報警，而電梯轎廂外面的環境———即每層樓人們等待電梯的地方卻沒有更多的監控。同時，現在的監控系統也沒有對有乘客可能存在的下一步行動進行及時而準確的預判，從而做出相應的指令動作。也就是說，視頻監控系統并沒有對采集來的信息適時地加以分析與利用。因此，將電梯外部環境納入到整個電梯控制系統中，并對視頻采集信息適時、快速、準確地加以利用，這對電梯發展具有十分重要的意義。

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

　　1 監控系統在電梯外部的應用

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

　　1.1 監控系統中的人臉檢測

　　電梯控制中的人像檢測主要是通過建立一個組合分類器，剔除掉圖像中的非人像區域，找出圖像中類人像區域，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域，用已經建立好的人像檢測器進行匹配運算。

　　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人像檢測器同時進行計算，找到一個最可能存在人像區域再進行匹配運算就可以大大提高效率。

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

　　該算法思想為：設置當前匹配點為P1，對應相關度為R1，在二維平面3×3的鄰域中選擇相關度最大的一個點為下一個匹配運算點，否則任選一個未參與運算的點，重復上述過程。同時，把相關度歸一化，這樣就可以在［1，－1］設定一個閾值來確定當前運算點是否為最佳匹配點。

　　如圖2所示，某點（a，b）存在于I（M×N）窗口點陣圖像（該圖像為256級的灰度圖像）中，而W（m×n）則是人像檢測器點陣，它們都是256級的灰度圖像，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（a，b）移動并進行匹配運算，此時對應的子圖像塊可記為Iw，Iw（a，b）=I（a+i，b+j）。因此，在點（i，j）處人像檢測器W與子圖像塊Iw歸一化相關度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。