基于OMAP3530的防拖拽电梯门视频控制系统的实现

刘小勇，曾铁军，罗远超

(南华大学电气工程学院，湖南衡阳 421001)

基于OMAP3530的防拖拽电梯门视频控制系统的实现

刘小勇，曾铁军，罗远超

(南华大学电气工程学院，湖南衡阳 421001)

本文采用Samsung公司的OMAP3530作为电梯门控制系统的核心处理器，Windows CE系统作为操作系统，并利用DirectShow技术，对图像进行采集、提取和识辨，防止电梯开门时拖拽伤人。

OMAP3530处理器;DirectShow;Windows CE;电梯门

1 引言

随着国民经济的飞速发展，现代化大厦日益增多，电梯成为人们日常生活工作中不可或缺的工具［1］。电梯的安全也倍受人们的关注，电梯门夹人是电梯运行中时有可能发生的事情。据统计，电梯对乘客的伤害事故中，80%以上是由电梯门造成的［2］。目前，电梯门控制系统只考虑电梯关门时不伤人，然而在电梯开门时，仍然存在伤人事件。本文中的电梯门视频控制系统在不改变原有电梯结构的前提下，通过视频图像检测，有效地防止电梯开门时电梯厅门拖拽伤人。

2 电梯门控制系统体系结构

电梯门控制系统在Windows CE中利用Direct-Show技术，实时捕捉USB接口的视频图像，通过在应用程序中对捕捉到的图像设定特定的检测区域，经内部算法对图像运动进行识别判断，当检测到有小孩的手或衣物贴于电梯厅门上而被厅门拖拽至电梯厅门与门套的狭缝时，应用程序发出阻止开门信号，从而防止伤人事件发生，系统体系结构如 图1所示。

图1 系统体系结构图

3 硬件设计

由于涉及图像的采集、传输、储存，以及运动速度的检测等，数据量较大，所以，本文的核心处理器采用OMAP3530芯片。它还包括许多强大的硬件加速器，像视频处理、音频处理、二维图形、显示操作和缩放［3］。

摄像头与微处理器采用了USB Host2.0接口。它和普通PC的USB接口是一样的，可以接USB摄像头、USB键盘、USB鼠标、优盘等常见的USB外设;USB Host接口电路采用USB Port A类型，连接图如图3所示:

图3 USB Host连接图

为了便于应用程序下载到目标板，本文中还采用了一个USB Slave接口。在WinCE系统中，它可以通过ActiveSync软件与Windows系统实现同步。其连接图如图4所示:

4 软件设计

防止电梯厅门拖拽小孩手或衣物进入厅门与门套狭缝而夹伤的原理主要如下:利用Directshow获得USB接口摄像头的图像后，分别设定检测区域1、检测区域2，检测区域3、检测区域4(如图6所示)，分别位于厅门的两侧，利用图像运动检测原理，当检测到有手指随电梯厅门运动通过检测区域1或者2时，发出阻止开门信号，防止夹触事件发生。由于电梯厅门门边的运动至检测区域1或者检测区域2的情形与手指或者衣物以一定速度通过检测区域1或2的情形相似，增加检测区域3、检测区域4，也分别位于检测区域1、检测区域2侧，电梯厅门的门边在图像上是一条直线。当此门线通过检测区域1(2)时，必以相同速度通过检测区域3(4)。所以，当检测区域1中有物体，而检测区域3中没有物体运动，则必不为电梯门线，即厅门门边通过检测区，发出阻止开门信号。软件流程图如图5所示:

图4 USB Slave连接图

4 .1 平台的搭建

在开发主机上安装visual studio 2005、Windows Embedded CE 6.0、Microsoft DirectX 9.0 SDK (Summer 2004)及wince下USB摄像头驱动，设置编译选项后配置并编译OS镜像文件。

4 .2 程序的实现

DirectShow是微软公司在ActiveMovie和Video for Windows的基础上推出的新一代基于 COM(Component Object Model)的流媒体处理的开发包［4］。DirectShow屏蔽了硬件设备之间的差异性，降低了流媒体处理软件的开发难度，在视频监视系统、视频会议、视频点播等系统得到了很好的应用与开发。

图5 软件流程图

1)、视频的采集与预览

DirectShow采用了 COM标准，在 DirectShow中提供了 IgraphBuilder IMediaControl、IVideoWindow等重要接口来完成视频流的采集与控制功能.首先通过IGraphBuilder，创建Filter Graph Manager接口，如:IGraphBuilder*pGraph=NULL;在创建接口之后，使用 CoCreateInstance实例化 Filter Graph Manager，并且查询各接口，具体程序如下:

2)、视频流图像的保存

在实现视频流储存时，涉及到储存文件名和储存文件的类型，DirectShow提供了设置视频格式或图片储存的格式的功能，在本文中将视频流保存到AVI文件。对图像进行保存的核心代码如下:

3)、防拖拽检测部分检测程序

图像检测程序将开发成Transform Filter过滤器，部分程序代码如下:

4.3 部分图形界面

以下图形为防拖拽电梯门视频控制系统调试时取得的一些图像。图6中4个黄线封闭区域为检测区域1、2、3、4。图7为保存视频时的界面，界面右边部分可看出该系统具有设定检测区域、保存视频、视频播放等功能。4个检测区域内的运动物体的速度可由图形中“左上”、“左速”、“右上”、“右速”后的数字进行显示，拖拽状态可由“拖拽”后的数字显示，拖拽状态为0或1，1为拖拽。

图6 检测区域设定界面

图7 保存视频界面

5 结语

本电梯门机控制系统，USB摄像头采集的图像清晰，对图像的采集与提取能满足实时性要求，运动物体的算法简单，计算量相对OMAP3530芯片不算大，通过对较小设定区域的检测，可以有效地防止电梯门拖拽夹人。随着人们安全意识的提高，防止电梯门拖拽的重要性将日益凸显出来。

［1］ 尹志英，谢拴勤.自适应控制在电梯门机系统中的应用［J］.电气传动自动化，2006(1)

［2］ 魏善勇.通力电梯光幕安装及工作原理［M/CD］.通力电梯公司，2010.5:3－4

［3］ OMAP3530中文手册［M/CD］.北京:三恒星科技公司，2011.6:52－67

［4］ 陆其明.DirectShow开发指南［M］.北京:清华大学出版社，2009:178－192

Im p lementation of Elevator Door Video Control System Preventing Man Being Dragged Based on OMAP3530

LIU Xiao－yong，ZENG Tie－jun，LUO Yuan－chao
(School of Electrical Engineering，University of South China，Hunan，421000，China)

In the paper，the processor OMAP3530 of the Samsung is selected as the elevator door core controller，Windows CE is selected to work as the operating system in the development boards.DirectShow framework is adopted in the capture of the picture from the camera.By analyzing the picture，we can prevent man being dragged by the elevator door during the opening of the door.

OMAP3530 processor，DirectShow，Windows CE，elevator door

10.3969/j.issn.1000－6133.2013.02.007

TN784

A

1000－6133(2013)02－0028－04

2013－01－21

实验与检测