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圖像識別技術(shù)在電梯超載保護(hù)裝置檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究

2019-11-27 06:02修志杰潘洋鄒海濤
中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年19期
關(guān)鍵詞:檢驗(yàn)方法圖像識別電梯

修志杰 潘洋 鄒海濤

摘 ?要:由于現(xiàn)場載荷的準(zhǔn)備成本高、效率低且費(fèi)時(shí)費(fèi)力,在電梯的定檢中對于超載保護(hù)裝置的檢驗(yàn),一般通過查看電梯維保單位的自檢記錄或報(bào)告并手動試驗(yàn)超載開關(guān)的方法進(jìn)行,但在缺少有效監(jiān)督的情況下,很難保證維保單位會依規(guī)進(jìn)行加載試驗(yàn)以驗(yàn)證超載保護(hù)裝置功能的有效性。為使超載保護(hù)裝置的檢驗(yàn)落到實(shí)處,該文提出一種利用圖像識別技術(shù)輔助電梯檢驗(yàn)的方案。

關(guān)鍵詞:電梯;超載保護(hù)裝置;圖像識別;檢驗(yàn)方法

中圖分類號:TG305 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

0 引言

超載保護(hù)裝置是電梯安全防護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分,其作用是當(dāng)轎廂超過額定負(fù)載時(shí),能夠發(fā)出報(bào)警信號并使電梯停止運(yùn)行。如果其功能失效,則有可能會導(dǎo)致電梯超載運(yùn)行,惡劣工況下甚至?xí)l(fā)電梯溜車、蹲底等事故,因此,對超載保護(hù)裝置進(jìn)行定期檢查非常重要,然而依據(jù)TSG T7001—2009 《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動電梯》中的規(guī)定,電梯超載保護(hù)裝置的檢驗(yàn)屬于C類項(xiàng)目,在定期檢驗(yàn)時(shí),如果電梯維保單位已進(jìn)行過加載試驗(yàn),且驗(yàn)證超載保護(hù)裝置的功能有效,并在自檢記錄或報(bào)告中有完整的記錄,檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場可不進(jìn)行加載試驗(yàn),而是通過查看電梯維保單位的自檢記錄或報(bào)告并手動試驗(yàn)超載開關(guān)的方法判斷超載保護(hù)裝置的有效性。如果電梯維保單位未進(jìn)行加載試驗(yàn)并提供虛假的自檢記錄或報(bào)告,則無法保證超載保護(hù)裝置檢驗(yàn)結(jié)果真實(shí)有效。鑒于此,該文提出一種利用圖像識別技術(shù)輔助電梯檢驗(yàn)的方案,以解決電梯定期檢驗(yàn)中,可能出現(xiàn)的超載保護(hù)裝置誤檢、漏檢等問題。

1 方案介紹

利用電梯現(xiàn)有的控制線路與視頻監(jiān)控系統(tǒng),采集超載保護(hù)裝置的動作信號與轎廂內(nèi)的圖像信息,并對獲取的信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,得到超載保護(hù)裝置的動作狀態(tài)與轎廂內(nèi)的人員數(shù)量,當(dāng)超載保護(hù)裝置動作或轎廂內(nèi)的人員數(shù)量大于預(yù)先設(shè)定的判斷閾值時(shí),控制系統(tǒng)發(fā)出拍照命令,并以圖像的形式記錄此時(shí)轎廂內(nèi)的人員數(shù)量情況,具體控制流程如圖1所示。

檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行定期檢驗(yàn)時(shí),如果維保單位可提供已進(jìn)行過加載試驗(yàn)的自檢記錄或報(bào)告,則可通過調(diào)取相應(yīng)試驗(yàn)時(shí)間的圖像記錄信息查看當(dāng)時(shí)的載荷施加情況,以判斷超載保護(hù)裝置的檢驗(yàn)是否符合要求。與此同時(shí),檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)還可通過查看電梯日常使用過程中乘客數(shù)量超員時(shí)的圖像記錄,來判斷超載保護(hù)裝置的工作狀態(tài)是否正常。如果轎廂內(nèi)的人數(shù)超過判斷閾值且超載保護(hù)裝置動作,則判斷超載保護(hù)裝置工作狀態(tài)正常;如果轎廂內(nèi)的人數(shù)未超過判斷閾值而超載保護(hù)裝置動作,則應(yīng)根據(jù)圖像信息推算當(dāng)時(shí)的轎內(nèi)載重,通常超載保護(hù)裝置的動作點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在接近額定載重量(對于額定載重量小于750 kg的電梯,按75 kg設(shè)定上限值)與額定載重量的1.1倍之間,如果在此范圍內(nèi),則判斷超載保護(hù)裝置工作狀態(tài)正常,如果不在范圍內(nèi),則判斷超載保護(hù)裝置工作狀態(tài)異常;如果轎廂內(nèi)的人數(shù)超過判斷閾值而超載保護(hù)裝置未動作,則判斷超載保護(hù)裝置工作狀態(tài)異常??紤]到轎廂內(nèi)的人員重量差異與超載保護(hù)開關(guān)動作的延遲性,建議預(yù)設(shè)的轎廂內(nèi)人員數(shù)量判斷閾值應(yīng)略大于超載保護(hù)裝置正常動作點(diǎn)臨界值所對應(yīng)的人員數(shù)量。為避免信息的重復(fù)記錄,建議將系統(tǒng)的掃描間隔設(shè)置為5 min,即一次正常超載保護(hù)事件所能持續(xù)的大致時(shí)間。

2 關(guān)鍵技術(shù)

目前較為常用的人數(shù)統(tǒng)計(jì)圖像處理算法主要有Harr特征檢測、AdaBoost、基于像素點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)方法以及Hough變換等。其中,Harr特征檢測主要是利用像素間的相對位置及和差關(guān)系提取圖像特征算子,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分類判斷。AdaBoost作為一種迭代算法,主要依賴于樣本的訓(xùn)練與特征的選擇?;谙袼攸c(diǎn)的統(tǒng)計(jì)方法主要是對單個(gè)樣本的二值化圖像進(jìn)行訓(xùn)練,再用總的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)除以此值,得到當(dāng)前乘客數(shù)量。Hough變換主要依靠的是特征提取技術(shù),即通過一種投票算法檢測出具有特定形狀的物體,例如直線、橢圓以及圓形等。

考慮到電梯存在背景穩(wěn)定,受外界影響小,且其乘客頭部的輪廓非常接近圓形等因素,該文選用Hough變換作為乘客人數(shù)識別的處理算法。為得到標(biāo)準(zhǔn)的二值化閾值和乘客頭部輪廓參數(shù),在正式進(jìn)行人數(shù)計(jì)算前,首先要對樣本進(jìn)行反復(fù)地訓(xùn)練學(xué)習(xí)。之后,再利用算法對采集到的轎廂內(nèi)圖像信息依次進(jìn)行灰度化、中值濾波及反二值化等預(yù)處理,剔除次要信息,保留重要信息,得到二值化的黑白圖像,最后,利用Hough變換強(qiáng)大的處理能力,統(tǒng)計(jì)出當(dāng)前轎廂內(nèi)的乘客數(shù)量。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)組成主要包括控制系統(tǒng)、圖像采集模塊、超載保護(hù)裝置信號采集模塊與數(shù)據(jù)存儲模塊等,具體如圖2所示。

控制系統(tǒng)的主要功能是接收來自圖像采集模塊與超載保護(hù)裝置信號采集模塊的信號,并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理與分析,然后分別輸出控制命令與信息處理結(jié)果至圖像采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。圖像采集模塊的主要功能是接收來自控制系統(tǒng)的控制命令與采集轎廂內(nèi)的圖像信息,并將信號傳送至控制系統(tǒng)。超載保護(hù)裝置信號采集模塊的主要功能是采集電梯超載保護(hù)裝置的動作狀態(tài)信息,并將信號傳送至控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)存儲模塊的主要功能是接收來自控制系統(tǒng)的信息處理結(jié)果,并對其進(jìn)行分類保存。

4 結(jié)語

電梯超載保護(hù)裝置的檢驗(yàn)不僅要從設(shè)備上進(jìn)行控制,更要強(qiáng)化人員與設(shè)備的管理措施,該文提出了一種利用圖像識別技術(shù)輔助電梯檢驗(yàn)的方案,目的是解決在電梯定期檢驗(yàn)中,可能出現(xiàn)的因維保單位提供虛假自檢記錄或報(bào)告而導(dǎo)致的對超載保護(hù)裝置檢驗(yàn)未到位的問題,對提高電梯使用的安全性,保證電梯乘客的生命和財(cái)產(chǎn)安全具有一定的積極意義。

參考文獻(xiàn)

[1]張宏亮,李杰鋒.電梯檢驗(yàn)工藝手冊[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2018.

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[3]李俊,王偉.電梯超載保護(hù)裝置檢驗(yàn)的重要性及檢驗(yàn)方法芻議[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2013(8):228.

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