[发明专利]一种基于机器视觉的乘客越过扶手带检测方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的乘客越过扶手带检测方法，包括步骤：1)视频图像采集及感兴趣区域(ROI区域)选取；2)利用CodeBook算法建立视频的背景模型，并进行背景差分；3)对得到的前景进行图像处理；4)通过扶手带的灰度直方图模板判断前景是否是乘客；5)利用camshift算法跟踪前景中属于人体的部分；6)计算属于人体对应前景的面积大小，中心点坐标；7)通过扶手带上、外侧前景面积的比例，以及它们中心点位置的关系分析是否有乘客越过扶手带。通过本发明方法可以有效提高手扶电梯的安全质量，避免了突发事件后的情况进一步恶化，把手扶电梯上有乘客攀爬扶手带后的损伤降到最低。

技术领域

本发明涉及图像模式识别及电梯生产的技术领域，尤其是指一种基于机器视觉的乘客越过扶手带检测方法。

背景技术

随着经济的增长，手扶电梯的使用已经越来越频繁，而随之而来的手扶电梯上的安全事故也越来越多。一旦乘客翻越电梯扶手带或者趴伏在扶手带上，手扶电梯不能及时地反应与应对，而是机械地维持同一种工作模式，从而造成异常情况的放大及恶化。而在每个手扶电梯旁都设置应急工作人员监控手扶电梯及乘客的状态是不可能的。因此，能让手扶电梯在异常情况发生时，自动地调整工作模式就显得非常重要。采用视频监控图像对手扶电梯上的乘客行为进行分析处理，当出现异常情况时，能快速反应，自动让手扶电梯切换工作模式，这样能大大降低手扶电梯上的安全事故，使异常情况的危害降到最低。

手扶电梯的智能监控系统通过实时获取手扶电梯上的视频图像，并通过分析该视频图像来判断手扶电梯上乘客是否翻越扶手带，当出现异常情况时能及时把异常情况反馈给手扶电梯控制器，手扶电梯控制器能根据不同的异常状态对手扶电梯的工作模式进行调整。该系统包括图像采集、图像分析、图像处理、模式分类、异常情况识别、异常情况报警(手扶电梯视频监控系统示意图见附图一)。目前，针对手扶电梯的视频监控及自动控制的研究比较少，因此，需加快手扶电梯视频监控系统的研发，降低手扶电梯安全事故出现的概率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于机器视觉的乘客越过扶手带检测方法，可以实时监控手扶电梯上乘客是否越过扶手带。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于机器视觉的乘客越过扶手带检测方法，通过检测分析自动扶梯扶手带上、外侧前景的运动情况来判断是否有乘客越过扶手带，包括以下步骤：

1)视频图像采集及感兴趣区域(ROI区域)选取；

2)利用CodeBook算法建立视频的背景模型，并进行背景差分；

3)对得到的前景进行图像处理；

4)通过扶手带的灰度直方图模板判断前景是否是乘客；

5)利用camshift算法跟踪前景中属于人体的部分；

6)计算属于人体对应前景的面积大小，中心点坐标；

7)通过扶手带上、外侧前景面积的比例，以及它们中心点位置的关系分析是否有乘客越过扶手带。

在步骤1)中，采用摄像头进行图像采集，摄像头安装在手扶电梯运动方向的斜上方，其视角要求覆盖整个手扶电梯载客区，并且保证待检测的扶手带竖直处于视频中间；感兴趣区域(ROI区域)覆盖了扶手带外侧部分以及扶手带。

在步骤2)中，获得原始视频后利用CodeBook算法建立背景模型，并利用背景差分提取得到前景，包括以下步骤：

2.1)背景建模

CodeBook算法为当前图像的每一个像素建立一个码本CodeBook结构，简称CB，每个CodeBook结构又由多个码字CodeWord组成，CodeWord简称CW；

CB和CW的形式如下：