一种基于视觉识别液化气钢瓶的电梯安全控制方法与流程

本发明涉及电梯安全监控，具体为一种基于视觉识别液化气钢瓶的电梯安全控制方法。

背景技术：

1、随着城市化进程的加快和高层建筑的普及，电梯已成为居民日常出行不可或缺的垂直交通工具；然而，部分居民安全意识的淡薄，导致将液化气钢瓶等易燃易爆危险品违规通过客用电梯进行运输的现象时有发生；液化气钢瓶在电梯这种封闭、狭小且人员密集的轿厢环境中运输，一旦发生泄漏并积聚至爆炸极限，或遭遇碰撞、静电等引燃条件，极易引发严重的火灾、爆炸事故，对乘客生命安全及建筑物结构安全构成巨大威胁。

2、目前，在电梯安全管控领域，针对液化气钢瓶等危险品进入电梯的防范措施主要依赖人工巡查或简单的烟雾、燃气检测手段，存在明显不足。常规方案难以在乘客携带钢瓶进入电梯前就进行有效识别与拦截，往往只能在钢瓶已进入轿厢且发生燃气泄漏后才能被动报警，此时封闭的轿厢环境已形成高危空间，极易引发爆炸、中毒等重大安全事故；同时，单一传感器检测易受环境光、遮挡物等因素干扰，误报率和漏报率较高，也无法联动电梯控制系统主动阻止电梯关门和运行，导致安全管控存在严重的滞后性和不可靠性。

3、因此提出了一种基于视觉识别液化气钢瓶的电梯安全控制方法，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于视觉识别液化气钢瓶的电梯安全控制方法，以解决上述背景技术提出的目前针对电梯危险品管控，当前依赖人工和简单检测的手段存在严重滞后性与不可靠性，无法在钢瓶进入前主动拦截，只能在封闭轿厢内被动报警，极易酿成爆炸、中毒等重大事故的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于视觉识别液化气钢瓶的电梯，包括具有层门套和轿厢的电梯，所述层门套上设置有双目识别相机、广角侦测相机、深度传感器、红外传感器、环境光传感器和补光灯组，所述轿厢上设置有燃气探头和声光报警器，所述电梯还包括边缘计算终端和梯控联动执行模块；

3、所述边缘计算终端分别与所述双目识别相机、广角侦测相机、深度传感器、红外传感器、环境光传感器、补光灯组、燃气探头、声光报警器和梯控联动执行模块电性连接；

4、所述梯控联动执行模块并联接入所述电梯的门机控制回路和主控运行回路。

5、优选的，所述梯控联动执行模块由无源触点门机控制器和电梯运行锁定继电器组成；所述无源触点门机控制器并联接入所述门机控制回路，所述电梯运行锁定继电器并联接入所述主控运行回路。

6、优选的，所述深度传感器为tof深度传感器；所述补光灯组为亮度多级可调的无频闪led柔光补光灯；所述边缘计算终端内置有npu算力芯片，并集成有本地存储硬盘以及4g/5g与有线双传输模块。

7、优选的，所述双目识别相机安装于距地面2.8-3.0m处，镜头垂直向下倾斜15°-20°，水平视角为120°；所述广角侦测相机水平朝向候梯厅区域，水平视角为120°；所述深度传感器对称安装于距地面2.1m处。

8、优选的，所述燃气探头为四个，分别设置于所述轿厢顶部通风口的四个角落处，所述燃气探头搭载有温度补偿模块和信号放大模块。

9、本发明还提供了如一种基于视觉识别液化气钢瓶的电梯安全控制方法，包括以下步骤：

10、s1：所述边缘计算终端加载预训练的液化气钢瓶识别模型；

11、s2：所述边缘计算终端实时采集多模态数据，所述多模态数据至少包括由所述双目识别相机和广角侦测相机采集的视频图像、由所述深度传感器采集的三维点云数据、由所述燃气探头采集的可燃气体浓度数据以及由所述红外传感器采集的人员状态数据；

12、s3：所述边缘计算终端对所述视频图像进行预处理，并利用所述液化气钢瓶识别模型对预处理后的图像进行钢瓶形态特征识别，以筛选出具备预设形态特征的目标物体；

13、s4：所述边缘计算终端将筛选出的目标物体与同步获取的所述三维点云数据进行尺寸匹配，并在连续多帧检测到尺寸匹配成功且置信度超过预设阈值的目标时，判定该目标为疑似钢瓶目标；

14、s5：所述边缘计算终端基于s4的判定结果，并结合所述可燃气体浓度数据和人员状态数据，执行风险等级判定；

15、s6：所述边缘计算终端根据判定的风险等级，控制所述梯控联动执行模块执行对应的电梯运行状态管控动作，并控制所述声光报警器发出相应等级的报警。

16、优选的，s3中所述液化气钢瓶识别模型为基于yolox-s网络并嵌入ecbam卷积注意力机制模块训练得到的模型；所述钢瓶形态特征识别包括提取罐体形状、阀门总成、提手结构、减压阀接口、罐体喷涂标识与钢印编码中的一种或多种特征。

17、优选的，s4中所述连续多帧为连续3帧，所述置信度超过预设阈值为置信度≥85%；所述尺寸匹配是指将目标物体的高度、直径与预设的标准液化气钢瓶尺寸阈值进行比对，所述尺寸阈值为高度60-80cm，直径25-35cm。

18、优选的，s5中所述风险等级判定及s6中所述对应的电梯运行状态管控动作，具体包括：

19、当判定为一级普通风险，且一级普通风险的判定依据包括检测到所述疑似钢瓶目标且所述可燃气体浓度正常时，对应的管控动作为控制所述梯控联动执行模块锁定电梯开门状态、禁止关门和升降运行，并进行声光警示；

20、当判定为二级高危风险，且二级高危风险的判定依据包括检测到所述疑似钢瓶目标且所述可燃气体浓度超标，或识别到瓶体破损、阀门未关闭特征时，在一级普通风险的管控动作基础上，升级所述声光报警器的报警强度，并通过所述边缘计算终端向外部推送告警信息；

21、当判定为三级滞留风险，且三级滞留风险的判定依据包括判定为所述疑似钢瓶目标，且所述红外传感器检测到轿厢内无人员滞留超过预设时间时，对应的管控动作为在所述滞留时间超过30秒时，锁定电梯当前楼层、禁止所有内外呼响应，并上报告警信息。

22、优选的，还包括自动复位步骤和数据溯源步骤：

23、s7：当所述边缘计算终端在连续多帧图像中识别到所述疑似钢瓶目标已完全移出轿厢，且所述可燃气体浓度数据恢复正常，所述人员状态数据显示无人员滞留后，控制所述梯控联动执行模块在延迟预设时间后解除所有电梯运行状态管控动作，使电梯恢复正常运行；

24、s8：所述边缘计算终端将s3、s4、s5、s6步骤中发生的钢瓶识别、风险判定、预警、梯控联动及人员闯入事件所对应的抓拍图片和/或关键视频片段，连同对应的事件时间、电梯编号、风险等级和处置过程信息，进行本地存储和/或上传至云端。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：该一种基于视觉识别液化气钢瓶的电梯安全控制方法，通过多模态视觉感知与边缘计算，在候梯厅实现液化气钢瓶的前置精准识别，并联动梯控系统根据综合风险等级进行主动分级管控，构建了从识别、研判到管控的闭环式主动安全防线，解决了传统方案被动滞后及无法联动电梯的问题，其具体内容如下：

26、首先，本方案通过双目识别相机、广角侦测相机与深度传感器等多模态感知设备的融合，并利用内嵌npu算力芯片的边缘计算终端加载预训练模型进行实时视觉检测，实现了在乘客进入电梯前的候梯厅区域即对液化气钢瓶的形态特征与三维尺寸进行精准识别，解决了传统方案只能在钢瓶进入轿厢且发生泄漏后才被动报警的滞后性问题，将安全防范关口前移，有效阻止危险品进入轿厢；

27、其次，通过将梯控联动执行模块并联接入电梯的门机控制回路和主控运行回路，并结合燃气浓度及人员滞留等数据进行综合风险等级判定，本方案能够根据不同的风险级别主动锁定电梯门、禁止升降运行并发出分级报警，解决了常规方案无法联动电梯控制系统的问题，构建了从主动识别、风险研判到精准管控的闭环式主动安全防线，杜绝了封闭轿厢内的高危风险。