人臉識別系統(tǒng)與電梯節(jié)能

摘 要:在當(dāng)今社會節(jié)能減排的大背景下，作為建筑中的用電大戶，電梯的節(jié)能也變成了一個不得不討論的話題，關(guān)于怎樣節(jié)能有各種各樣的方法，比如改進電機拖動系統(tǒng);采用能量回饋技術(shù);又如應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來優(yōu)化控制系統(tǒng)。在本文中向大家介紹一種人臉識別系統(tǒng)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，從而也能達到節(jié)能的效果。

關(guān)鍵詞:電梯節(jié)能識別

中圖分類號:TP391文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0094-01

在高層建筑里，使用各種垂直電梯最主要及必須的一點就是最大限度縮小乘客等待乘坐電梯的時間以及節(jié)約電能。近年來，茸毛系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法被用于優(yōu)化時間安排。但是這些方法都是根據(jù)電梯控制按鈕來決定何時往何方向派遣電梯，而電梯轎廂內(nèi)或者每層樓到底有幾位乘客它卻沒有辦法知道，這便是這些方法的局限性所在。人臉識別系統(tǒng)卻可以通過分析安裝在轎廂內(nèi)和每個樓層的候梯廳內(nèi)的攝像頭送回的圖像，來更好的優(yōu)化電梯控制系統(tǒng)，提高工作效率。例如，當(dāng)一個載滿乘客的電梯在運行時，如果有哪層有等候的乘客呼叫電梯，滿員的電梯也會接受呼叫進行暫停并打開轎廂門，事實上，轎廂內(nèi)根本沒有足夠的空間使等候電梯的人進入，另一種情況當(dāng)一個乘客使用了外呼后離開了這個樓層，或者有一些人乘坐電梯總是上下呼叫按鈕一起按，在這些情況下目前的電梯控制系統(tǒng)都無法做出判斷，而人臉識別系統(tǒng)可以及時的把這些情況反饋到電梯控制系統(tǒng)中，從而有效的減少乘客等待時間及乘坐電梯時間，減少一些不必要的停止及開關(guān)門，這樣不僅能夠節(jié)約能源，還可以減少電梯保養(yǎng)及維護的費用。

上面提到我們通過安裝在每一層樓及電梯轎箱內(nèi)的攝像頭來獲得乘客的具體人數(shù)，再將獲得來的信息經(jīng)過處理用來合理的調(diào)配電梯控制系統(tǒng)，下面就主要講一下這個人臉識別系統(tǒng)是如何工作的。

首先人臉識別系統(tǒng)不是一直在工作的，因為太多的圖像根本難以處理過來，而且并不是所有的圖像都需要識別處理，我們需要識別的是電梯的乘客，比如在電梯的門關(guān)上要開動的時候在電梯轎廂內(nèi)選取圖像，確定電梯轎廂內(nèi)的乘客人數(shù);在某層候梯廳有人按下外呼按鈕時選取圖像，并且繼續(xù)在一段特定的時間間隔內(nèi)繼續(xù)監(jiān)控剛才按下呼叫按鈕的乘客是否離開候梯廳或者候梯廳有沒有新的乘客在等待電梯(如圖1）。

人臉識別系統(tǒng)識別人臉實際上是通過對人頭肩部以上的檢測來確定的，傳統(tǒng)的一些識別系統(tǒng)比如一些相機的取景器只是對頭部的檢測來實現(xiàn)人臉識別的，但是在背景多樣化的情況下錯誤比較多，但是使用頭肩部以上的檢測方法大大的減少了錯誤，能夠比較穩(wěn)定的統(tǒng)計處乘客的具體人數(shù)。在計算機視覺領(lǐng)域，通過某些檢測可測定物體的特征，如形狀、顏色或質(zhì)地。但對于頭肩檢測任務(wù)來說識別是比較困難的，因為“頭肩”的各種尺碼、顏色和樣式即每個人的高矮胖瘦發(fā)型衣飾都是難以直接量化界定的。所以在系統(tǒng)中我們采用了分類器來進行分類，大量的簡單分類器是對物體的唯一的單一特征進行分類，比如黑色或非黑色，白色或非白色，這些單一特征能夠很快很容易的分辨出來，并且被誤分類的目標(biāo)數(shù)量也會很少。在許多的簡單分類器剔除了多數(shù)的非目標(biāo)后，由復(fù)雜分類器來進行進一步的分類識別，這樣子的分級識別制度大幅度的縮短了計算時間，并且降低了錯誤分類的數(shù)量(如圖2）。

在實際的識別過程中，要找到某個圖像區(qū)域中大小未知的目標(biāo)，掃描程序要在同一區(qū)域做幾次不同尺度的掃描，這個尺度的選擇很重要既要考慮結(jié)果的準(zhǔn)確性，又要保證處理速度，在精度和實踐中找到一個平衡。而且由于對同一區(qū)域進行了不同尺度的掃描，有可能幾個結(jié)果出現(xiàn)在同一個位置。重疊的窗口會導(dǎo)致如圖3所示的錯誤信息，所以我們還要對結(jié)果進行一些處理，比如說如果說有2個檢測出的頭肩目標(biāo)他們的中心點的距離小于某個特定數(shù)值，或者說一個包含在另外一個中間，就會剔除其中一個目標(biāo)，降低出錯的概率。

下圖是一些正確的例子(如圖4）。

在實際的運行過程中人臉識別系統(tǒng)也有一些不足之處，比如攝像頭的位置角度是否合適，能不能完全的檢測到整個候梯廳區(qū)域，有沒有監(jiān)視死角，又如有人站在候梯廳里聊天而并不是打算乘坐電梯也會造成系統(tǒng)的錯誤判斷。盡管如此，使用人臉識別系統(tǒng)來還是能夠比較有效的幫助電梯控制系統(tǒng)更好更迅速的調(diào)配電梯。

在將來我們可以將這種方法植入到監(jiān)視終端中，并在監(jiān)視終端和電梯控制系統(tǒng)中添加通訊協(xié)助電梯控制系統(tǒng)更加完美的管理電梯。電梯節(jié)能也許不僅僅從電梯本身來尋找突破點，我們也需要從不同學(xué)科不同角度來解決問題。