1.1目的及意义

近年来我国自动扶梯的发展势头良好，已经被广泛使用于车站、商场、地铁站等人群密集的场所，为人们提供方便，但因为人流量大，一旦扶梯上有人跌倒将会导致跌倒者面临受伤的风险也会危及扶梯上同行者的生命安全。尤其是当老年人或者儿童在无人陪伴的情况下，一旦在扶梯上发生跌倒后果将不堪设想。近年来，社会上发生多起扶梯上乘客跌倒造成重伤甚至死亡的安全事故。

扶梯安全隐患问题的解决刻不容缓，而一般的自动扶梯上急停按钮位于扶梯的入口与出口处，当发生安全事故时只能靠工作人员或周围行人按下急停按钮制停扶梯，这需要一定的距离和一定的反应时间，并且大多数行人不具有扶梯安全意识并不清楚急停按钮的具体位置，如果操作急停按钮不够及时或者操作不当都会使跌倒者遭受更大的生命威胁。

本选题要求设计一种基于机器视觉的扶梯自动急停装置，当扶梯上有乘客摔倒时，急停装置中的摄像头能够捕捉乘客的图像信息并传输至控制器进行识别，若识别出摔倒行为则产生急停控制信号，此急停控制信号可控制扶梯自动停止运行，避免了当扶梯上乘客摔倒时，手动急停不够及时所造成的人员伤亡。

1.2国内外研究现状

关于对扶梯安全保护装置的研究，国内目前主要有一些基于图像识别算法的扶梯防护系统的研究，目的在于监测是否有小孩单独进入或离开扶梯，以声音或灯光的方式作为警示，从而保障了小孩的生命安全；也有关于电动扶梯预警方法及系统的研究，主要是通过质量变化感知传感器实时检测异常质量变化，利用红外特征传感器采集电动扶梯上的物体发出的红外辐射并进行特征动作分析，实现告警；同时，有通过语音呼叫实现紧急制动的自动扶梯的相关研究，主要是利用语音识别控制系统识别求救声音来紧急制动自动扶梯的运行。

国外也有很多关于自动扶梯制动系统的研究，包括制动装置和故障监测装置的研究，主要是根据制动距离要求对监测到的故障信息进行分类，获取自动扶梯执行时的实时图像，根据故障信息的分类，结合相应的图像信息确定制动模式，并根据制动模式控制制动的装置。也有关于安全地停止自动扶梯的操作方法的研究，主要是感测自动扶梯的异常速度并在自动扶梯反向旋转之前停止运行，并且当自动扶梯发生异常速度时能够可靠地制动。同时国外也有扶梯智能急停系统的研究，该系统不断观察自动扶梯用户的平衡条件，若自动扶梯发生诸如不平衡或跌落等事故，系统会立即停止自动扶梯。

通过对国内外研究现状的分析，我认为基于机器视觉的扶梯自动急停装置设计在目前看来是比较有意义的。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

（1）了解扶梯的结构和扶梯自动急停的原理及实现方法。

（2）研究扶梯自动急停装置设计所需要的硬件平台以及控制程序，利用Visual C 软件进行控制自动扶梯的程序设计，并搭建硬件平台。

2.2研究目标

2.3研究拟采用的技术方案及措施

此选题主要是利用摄像头获取扶梯上乘客的图像信息，并通过无线或有线的方式将采集到的图像信息传输至控制器，在控制器中利用现有算法进行人体行为分析，若识别出摔倒行为则产生急停控制信号，此急停信号控制继电器动作，切断扶梯电源电路，停止扶梯的运行，避免人工操作急停按钮错过最佳的施救时间，技术方案如下图所示。

具体措施是：先搭建硬件平台，建立摄像头模块与控制器的连接，再建立控制器与继电器模块的连接，实现信号的正常传输。搭建自动扶梯的简易模型，实现自动扶梯的正常运行后，再设计控制程序，控制继电器动作，切断扶梯的电源电路，实现扶梯的自动急停。