基于OMAP3530的防拖拽電梯門視頻控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

劉小勇，曾鐵軍，羅遠(yuǎn)超

(南華大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖南衡陽 421001)

基于OMAP3530的防拖拽電梯門視頻控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

劉小勇，曾鐵軍，羅遠(yuǎn)超

(南華大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖南衡陽 421001)

本文采用Samsung公司的OMAP3530作為電梯門控制系統(tǒng)的核心處理器，Windows CE系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，并利用DirectShow技術(shù)，對圖像進(jìn)行采集、提取和識辨，防止電梯開門時拖拽傷人。

OMAP3530處理器;DirectShow;Windows CE;電梯門

1 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化大廈日益增多，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦胁豢苫蛉钡墓ぞ撸?］。電梯的安全也倍受人們的關(guān)注，電梯門夾人是電梯運(yùn)行中時有可能發(fā)生的事情。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電梯對乘客的傷害事故中，80%以上是由電梯門造成的［2］。目前，電梯門控制系統(tǒng)只考慮電梯關(guān)門時不傷人，然而在電梯開門時，仍然存在傷人事件。本文中的電梯門視頻控制系統(tǒng)在不改變原有電梯結(jié)構(gòu)的前提下，通過視頻圖像檢測，有效地防止電梯開門時電梯廳門拖拽傷人。

2 電梯門控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

電梯門控制系統(tǒng)在Windows CE中利用Direct-Show技術(shù)，實(shí)時捕捉USB接口的視頻圖像，通過在應(yīng)用程序中對捕捉到的圖像設(shè)定特定的檢測區(qū)域，經(jīng)內(nèi)部算法對圖像運(yùn)動進(jìn)行識別判斷，當(dāng)檢測到有小孩的手或衣物貼于電梯廳門上而被廳門拖拽至電梯廳門與門套的狹縫時，應(yīng)用程序發(fā)出阻止開門信號，從而防止傷人事件發(fā)生，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如 圖1所示。

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

3 硬件設(shè)計(jì)

由于涉及圖像的采集、傳輸、儲存，以及運(yùn)動速度的檢測等，數(shù)據(jù)量較大，所以，本文的核心處理器采用OMAP3530芯片。它還包括許多強(qiáng)大的硬件加速器，像視頻處理、音頻處理、二維圖形、顯示操作和縮放［3］。

攝像頭與微處理器采用了USB Host2.0接口。它和普通PC的USB接口是一樣的，可以接USB攝像頭、USB鍵盤、USB鼠標(biāo)、優(yōu)盤等常見的USB外設(shè);USB Host接口電路采用USB Port A類型，連接圖如圖3所示:

圖3 USB Host連接圖

為了便于應(yīng)用程序下載到目標(biāo)板，本文中還采用了一個USB Slave接口。在WinCE系統(tǒng)中，它可以通過ActiveSync軟件與Windows系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步。其連接圖如圖4所示:

4 軟件設(shè)計(jì)

防止電梯廳門拖拽小孩手或衣物進(jìn)入廳門與門套狹縫而夾傷的原理主要如下:利用Directshow獲得USB接口攝像頭的圖像后，分別設(shè)定檢測區(qū)域1、檢測區(qū)域2，檢測區(qū)域3、檢測區(qū)域4(如圖6所示)，分別位于廳門的兩側(cè)，利用圖像運(yùn)動檢測原理，當(dāng)檢測到有手指隨電梯廳門運(yùn)動通過檢測區(qū)域1或者2時，發(fā)出阻止開門信號，防止夾觸事件發(fā)生。由于電梯廳門門邊的運(yùn)動至檢測區(qū)域1或者檢測區(qū)域2的情形與手指或者衣物以一定速度通過檢測區(qū)域1或2的情形相似，增加檢測區(qū)域3、檢測區(qū)域4，也分別位于檢測區(qū)域1、檢測區(qū)域2側(cè)，電梯廳門的門邊在圖像上是一條直線。當(dāng)此門線通過檢測區(qū)域1(2)時，必以相同速度通過檢測區(qū)域3(4)。所以，當(dāng)檢測區(qū)域1中有物體，而檢測區(qū)域3中沒有物體運(yùn)動，則必不為電梯門線，即廳門門邊通過檢測區(qū)，發(fā)出阻止開門信號。軟件流程圖如圖5所示:

圖4 USB Slave連接圖

4 .1 平臺的搭建

在開發(fā)主機(jī)上安裝visual studio 2005、Windows Embedded CE 6.0、Microsoft DirectX 9.0 SDK (Summer 2004)及wince下USB攝像頭驅(qū)動，設(shè)置編譯選項(xiàng)后配置并編譯OS鏡像文件。

4 .2 程序的實(shí)現(xiàn)

DirectShow是微軟公司在ActiveMovie和Video for Windows的基礎(chǔ)上推出的新一代基于 COM(Component Object Model)的流媒體處理的開發(fā)包［4］。DirectShow屏蔽了硬件設(shè)備之間的差異性，降低了流媒體處理軟件的開發(fā)難度，在視頻監(jiān)視系統(tǒng)、視頻會議、視頻點(diǎn)播等系統(tǒng)得到了很好的應(yīng)用與開發(fā)。

圖5 軟件流程圖

1)、視頻的采集與預(yù)覽

DirectShow采用了 COM標(biāo)準(zhǔn)，在 DirectShow中提供了 IgraphBuilder IMediaControl、IVideoWindow等重要接口來完成視頻流的采集與控制功能.首先通過IGraphBuilder，創(chuàng)建Filter Graph Manager接口，如:IGraphBuilder*pGraph=NULL;在創(chuàng)建接口之后，使用 CoCreateInstance實(shí)例化 Filter Graph Manager，并且查詢各接口，具體程序如下:

2)、視頻流圖像的保存

在實(shí)現(xiàn)視頻流儲存時，涉及到儲存文件名和儲存文件的類型，DirectShow提供了設(shè)置視頻格式或圖片儲存的格式的功能，在本文中將視頻流保存到AVI文件。對圖像進(jìn)行保存的核心代碼如下:

3)、防拖拽檢測部分檢測程序

圖像檢測程序?qū)㈤_發(fā)成Transform Filter過濾器，部分程序代碼如下:

4.3 部分圖形界面

以下圖形為防拖拽電梯門視頻控制系統(tǒng)調(diào)試時取得的一些圖像。圖6中4個黃線封閉區(qū)域?yàn)闄z測區(qū)域1、2、3、4。圖7為保存視頻時的界面，界面右邊部分可看出該系統(tǒng)具有設(shè)定檢測區(qū)域、保存視頻、視頻播放等功能。4個檢測區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動物體的速度可由圖形中“左上”、“左速”、“右上”、“右速”后的數(shù)字進(jìn)行顯示，拖拽狀態(tài)可由“拖拽”后的數(shù)字顯示，拖拽狀態(tài)為0或1，1為拖拽。

圖6 檢測區(qū)域設(shè)定界面

圖7 保存視頻界面

5 結(jié)語

本電梯門機(jī)控制系統(tǒng)，USB攝像頭采集的圖像清晰，對圖像的采集與提取能滿足實(shí)時性要求，運(yùn)動物體的算法簡單，計(jì)算量相對OMAP3530芯片不算大，通過對較小設(shè)定區(qū)域的檢測，可以有效地防止電梯門拖拽夾人。隨著人們安全意識的提高，防止電梯門拖拽的重要性將日益凸顯出來。

［1］ 尹志英，謝拴勤.自適應(yīng)控制在電梯門機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.電氣傳動自動化，2006(1)

［2］ 魏善勇.通力電梯光幕安裝及工作原理［M/CD］.通力電梯公司，2010.5:3－4

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

［4］ 陸其明.DirectShow開發(fā)指南［M］.北京:清華大學(xué)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

實(shí)驗(yàn)與檢測