電梯轎廂內異常情況的監控系統及監控方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電梯的監控系統，具體涉及一種電梯轎廂內異常情況的監控系統。本發明還涉及一種電梯轎廂內異常情況的監控方法。
【背景技術】
[0002]第六次人口普查數據顯示，截止2013年底，中國60周歲及以上人口 20243萬人，占總人口的14.9% ;65周歲及以上人口 13161萬人，占總人口的9.7%。中國正在進入老齡化社會，呈現出老年人口基數大、增速快、高齡化、失能化、空巢化趨勢明顯的態勢。中國現有老齡人口已超過1.6億，且每年以近800萬的速度增加，有關專家預測，到2050年，中國老齡人口將達到總人口的三分之一，臨終無子女的老年人將達到7900萬左右，獨居和空巢老年人將占54%以上。而老年人的機體生理在不斷的老化、精神活動能力減弱，使其生活中出現很多安全隱患，易出現摔倒、突發疾病等傷害。因此，如何在電梯等較為封閉空間內及時檢測出中老年人摔倒、突發疾病等異常行為，第一時間通知家人和醫院，保障電梯乘客的安全，是值得關注和解決的重要課題。
[0003]電梯等處于密室狀態的獨立空間可能因為停電、地震或自身故障等因素停止運行，此時乘客等受困者往往僅能通過電梯內部的緊急報警按鈕對外求援，而手機等諸多通訊設備在電梯內常常無法良好地接收外界信號。同時，現有的電梯緊急報警裝置均需要受困者自行啟動，才可對外呼救。一旦出現單獨乘客摔倒、暈厥、突發疾病等無意識情況時，就無法啟動緊急通報，將導致無人觀察電梯內的異常情況而延誤黃金救援時機。
[0004]隨著無線傳輸技術、視頻技術的不斷成熟，市場上的幾個較大的電梯廠商均開設電梯遠程監控系統，但該系統均僅監控電梯本身的運行和使用狀態，并未對轎內乘客的狀態進行相應的監控和保護。雖然一些樓宇由第三方安裝了攝像監控設備，也僅拍攝存儲電梯各處的運行狀態，并未根據電梯內乘客的狀態做相應的判斷分析處理。
[0005]中國專利文獻CN102219139A公開了一種電梯安全監控系統及方法，其電梯安全監控系統僅在電梯自身故障且需要電梯停止運行時才開始工作，并僅起一個影像傳遞功能。其中電梯內是否乘客被困的判斷機理，該項一般由電梯的稱量裝置進行判斷，此處影像也僅取一個再次確認的效果。然而通常情況下，一臺保養良好的電梯很少會出現因自身故障而停止運行的情況。而電梯內各類乘客卻很可能因為自身問題在轎廂內出現意外情況，如暈倒、互毆，此時電梯依然處于正常運行狀態，該電梯安全監控系統并未被啟動而產生相應的作用。
[0006]隨著近年來圖形圖像識別技術的發展，人臉識別技術已經開始運用到各類攝像裝置中，并且人體動態捕捉技術也日趨成熟。個別廠家和科研單位基于此類圖形和語音識別技術提出電梯轎廂防暴力監控裝置，通過不斷拍攝轎內乘客圖文信息，確定每幀圖像中乘客像素的連續變化差異閾值進行判定乘客之間的行為，或配備有語音輔助系統，確認乘客的情緒狀態，以判斷多名乘客之間是否發生了暴力行為，如中國專利文獻CN103708314A公開的一種電梯異常監控裝置。
[0007]此類監控系統雖然在一定程度上可以降低轎廂內暴力行為的發生，但是僅能夠進行乘客間的暴力犯罪探測，并且需要判定電梯內有兩名乘客時才啟動該監控設備。當單獨乘客發生突發疾病倚靠、暈倒等意外情況時，此類監控系統卻不啟動監控工作，由此便會延誤乘客的救援時間。
[0008]同時由于此類監控系統采用單幀圖像像素點的比較，僅能判斷出物體整體的相互移動的行為，雖然有語音、負載等傳感器輔助判斷，但依然很難探測出乘客持刀威脅或幾個本就相互貼近的乘客間的打斗、暴力威脅行為，同時卻很容易將乘客(兒童)之間的嬉戲打鬧、乘客搬運貨物的行為誤認為暴力行為，大大降低了監控系統的可靠性。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是提供一種電梯轎廂內異常情況的監控系統，它可以準確監控電梯轎廂內乘客突發的異常行為，避免轎廂內單獨乘客出現暈厥而無人施救、多名乘客互施暴力的情況發生。
[0010]為解決上述技術問題，本發明電梯轎廂內異常情況的監控系統的技術解決方案為:
[0011]包括設置于電梯轎廂內的至少一個3D體感攝影裝置，3D體感攝影裝置采集人體的視頻影像、臉部信息、語音信息，并將視頻影像轉化為骨架影像，提供原始感測數據流；3D體感攝影裝置將所采集的原始感測數據流發送給信號處理裝置；信號處理裝置包括3D模型建立及行為狀態分析模塊、臉部分析模塊、語音分析模塊、異常狀態量化模塊；3D模型建立及行為狀態分析模塊對3D體感攝影裝置提供的原始感測數據流進行過濾分析，追蹤乘客的骨架影像，并以此建立乘客的動態3D模型，實時追蹤乘客的行為，并將乘客的動態3D模型與數據庫中已有的乘客各種行為的人體3D模型進行比較，確定乘客的具體肢體動作；臉部分析模塊對3D體感攝影裝置提供的原始感測數據流中的臉部信息進行乘客臉部識別分析，確定乘客的臉部表情；語音分析模塊對3D體感攝影裝置提供的原始感測數據流中的語音信息進行乘客語音識別分析，確定乘客的語音狀況；3D模型建立及行為狀態分析模塊、臉部分析模塊、語音分析模塊分別將分析結果發送給異常狀態量化模塊；異常狀態量化模塊判斷乘客的行為動態是否異常或者乘客是否處于危險狀態；當信號處理裝置的異常狀態量化模塊判定乘客的行為動態異常或者乘客處于危險狀態，向應急處理裝置發送指示信號。
[0012]所述3D體感攝影裝置具有用于識別面部表情和動作的彩色攝像頭、深度傳感器、紅外追蹤裝置和用于語音識別的多點陣列麥克風。
[0013]所述3D體感攝影裝置將所采集的原始感測數據流還發送給視頻圖像傳輸模塊，視頻圖像傳輸模塊將原始感測數據流中的視頻影像信息發送給電梯監控中心進行顯示。
[0014]所述3D體感攝影裝置還采集人體的生理健康信息；所述信號處理裝置04還包括生理健康分析模塊；生理健康分析模塊對3D體感攝影裝置03提供的原始感測數據流中的生理健康信息進行生理健康狀態分析，確定乘客的生理健康狀況，并將分析結果發送給異常狀態量化模塊；異常狀態量化模塊根據乘客的具體肢體動作、臉部表情、語音狀況、生理健康狀況，判斷乘客的行為動態是否異常或者乘客是否處于危險狀態。
[0015]所述應急處理裝置包括指示信號處理模塊，指示信號處理模塊接收信號處理裝置的異常狀態量化模塊發送的指示信號，并將指示信號分別發送給遠程報警呼救模塊、電梯運行控制模塊；遠程報警呼救模塊根據指示信號發出報警呼救信號并發送給電梯監控中心；電梯監控中心將報警呼救信號發送給救援機構和/或通知乘客家屬；電梯運行控制模塊控制電梯轎廂的運行，使電梯轎廂停靠至最近樓層或基站，同時電梯運行控制模塊指示設置于電梯轎廂內的語音播報機構發出語音播報信號。
[0016]所述信號處理裝置連接電梯故障監控設備；電梯故障監控設備將故障報警信號發送給信號處理裝置，信號處理裝置根據3D體感攝影裝置將所采集的原始感測數據流判斷電梯轎廂內是否有乘客；如果有乘客，信號處理裝置向應急處理裝置發送指示信號。
[0017]所述電梯轎廂、3D體感攝影裝置、信號處理裝置、應急處理裝置、電梯故障監控設備連接可充電的蓄電池。
[0018]本發明還提供一種電梯轎廂內異常情況的監控方法，其技術解決方案為，包括以下步驟:
[0019]第一步，當電梯被召喚，3D體感攝影裝置開始進行攝像拍照，實時追蹤獲取電梯轎廂內乘客的視頻影像、臉部信息、語音信息和生理健康信息，并將視頻影像轉化為骨架影像；
[0020]第二步，3D體感攝影裝置將實時采集的上述信息連續不斷地發送給信號處理裝置；信號處理裝置根據實時骨架影像信息建立乘客的動態3D模型，以確定乘客的行為動態，并不斷將乘客的行為與數據庫中的乘客各種動作的人體3D模型作對比，確定乘客的具體肢體動作；信號處理裝置根據實時臉部信息判斷乘客的臉部表情；信號處理裝置根據實時語音信息判斷乘客的語音狀況；信號處理裝置根據實時生理健康信息判斷乘客的生理健康狀況；從而實現實時監控乘客的行為；
[0021]第三步，信號處理裝置根據乘客的具體肢體動作、臉部表情、語音狀況以及生理健康狀況，判斷乘客的行為動態是否異常或者乘客是否處于危險狀態；
[0022]所述信號處理裝置的判定方法如下:<