專利名稱：門控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在自動門裝置和機(jī)床上的安全裝置。
在諸如電梯、公共汽車和列車之類的應(yīng)用場合，自動門已得到了廣泛使用。從個人安全角度出發(fā)，當(dāng)有夾人的危險時希望自動門不要關(guān)閉。而在不損害安全性的前提條件下要求盡可能提高自動門的關(guān)閉速度以便提高效率。
現(xiàn)有各種用于檢測預(yù)定區(qū)域內(nèi)有沒有人及其攜帶物從而對自動門進(jìn)行控制的技術(shù)和裝置。美國專利4029176；4590410；4779240；4796337；5001557；5149921；5276391；5412297；5420430；RE33668和RE30719說明了該項技術(shù)的狀況。美國專利5412297采用了觸覺障礙物檢測器，而美國專利4590410和527639則采用了光敏檢測器。美國專利2826753涉及了有限場合中的目標(biāo)檢測問題但沒有涉及開門或關(guān)門問題。美國專利RE30719；4029176和5147410采用了聲能檢測技術(shù)，它們是已有技術(shù)中與本發(fā)明最接近的技術(shù)。美國專利5467072；5450057；5373482；5341334；5339075；5337289和5319611論述了其它的距離與方向測量裝置。
本發(fā)明試圖提供一種安全、高效的門控系統(tǒng)，它能使關(guān)門效率達(dá)到最大，同時使傷害用戶的危險達(dá)到最小。
因此，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種車門控制裝置，它包括至少一個用于觀測車門附近至少一個區(qū)域的傳感器、響應(yīng)于至少一個傳感器的用于提供至少一個區(qū)域的干凈輸出信號的邏輯電路和自動開門與關(guān)門裝置，至少在沒有區(qū)域干凈輸出信號時自動開門與關(guān)門裝置使門開啟，至少在有區(qū)域干凈輸出信號時自動開門與關(guān)門裝置使門關(guān)閉。
還有，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，至少在無區(qū)域干凈輸出信號時自動開門與關(guān)門裝置使門開啟，至少在有同一區(qū)域的干凈輸出信號時自動開門與關(guān)門裝置使門關(guān)閉。
另外，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，至少在不出現(xiàn)有關(guān)第一區(qū)域的第一區(qū)域干凈輸出信號時自動開門與關(guān)門裝置使門開啟，至少在出現(xiàn)有關(guān)第二區(qū)域的第二區(qū)域干凈輸出信號時自動開門與關(guān)門裝置使門關(guān)閉，其中第二區(qū)域干凈輸出信號不同于第一區(qū)域干凈輸出信號，第二區(qū)域不同于第一區(qū)域。
此外，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，第一區(qū)域與第二區(qū)域可以相互重疊、彼此無關(guān)和部分重疊。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例還提供了一種安全裝置，它用于防止機(jī)械裝置與預(yù)定空間內(nèi)的人及其衣服和攜帶物之間的有害嚙合，它包括具有兩種工作模式的傳感器和能對傳感器的輸出信號起響應(yīng)的控制裝置，其中，基準(zhǔn)位置檢測工作模式用于檢測預(yù)定空間的邊界，嚙合阻止工作模式用于檢測預(yù)定空間內(nèi)出現(xiàn)的人及其衣服和攜帶物，控制裝置能響應(yīng)這兩種工作模式情況下的傳感器輸出信號，當(dāng)預(yù)定空間范圍內(nèi)出現(xiàn)的人及其衣服和攜帶物可能會造成有害的嚙合時，控制裝置可以阻止機(jī)械裝置的操作。
另外，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，傳感器包括至少一個超聲波傳感器。
還有，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當(dāng)預(yù)定空間范圍內(nèi)沒有人時，傳感器工作在基準(zhǔn)位置檢測工作模式。
另外，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在基準(zhǔn)位置檢測工作模式情況下傳感器的工作頻率與嚙合阻止工作模式情況下的工作頻率相同。
此外，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在基準(zhǔn)位置檢測工作模式情況下傳感器的工作頻率小于在嚙合阻止工作模式情況下的工作頻率。
另外，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，傳感器包括至少兩個用于觀測預(yù)定空間的傳感器，它們一起至少以二維形式提供指示預(yù)定空間內(nèi)的目標(biāo)位置的輸出信號，其中，當(dāng)預(yù)定空間內(nèi)出現(xiàn)的人及其衣服和攜帶物可能會造成有害的嚙合時，控制裝置對輸出指示信號起響應(yīng)從而阻止所述機(jī)械裝置的操作。
還有，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，控制裝置處于不響應(yīng)預(yù)定空間外邊界范圍內(nèi)的相應(yīng)于預(yù)定時間范圍的預(yù)定區(qū)域的工作狀態(tài)。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例還提供了一種安全裝置，用于防止機(jī)械裝置與預(yù)定空間內(nèi)的人及其衣服和攜帶物之間的有害嚙合，它包括至少兩個傳感器和控制裝置，其中，兩個傳感器觀測預(yù)定空間，并一起至少以二維形式提供指示預(yù)定空間內(nèi)的目標(biāo)位置的輸出信號，當(dāng)預(yù)定空間內(nèi)出現(xiàn)的人及其衣服和攜帶物可能會造成有害的嚙合時，控制裝置對輸出指示信號起響應(yīng)從而阻止機(jī)械裝置的操作。
另外，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該至少兩個傳傳感器包括至少兩個超聲波傳感器。
還有，按本發(fā)明的優(yōu)選實施例，控制裝置把與至少兩個傳感器的不同時間范圍的預(yù)定組合相對應(yīng)的預(yù)定的三維區(qū)域從預(yù)定空間中排除出去。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例還提供了一種門操作系統(tǒng)，它包括自動操作門、傳感器和門控制器，其中，傳感器用于檢測位于車門和登車臺階附近的預(yù)定空間內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)，門控制器的作用至少有一部分是響應(yīng)于傳感器的輸出信號從而使自動操作門動作。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，傳感器是超聲波傳感器?；蛘?，還可以采用任何其它合適類型的傳感器，只要它不受來自預(yù)定空間外部的輸入信號的影響。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，自動門操作系統(tǒng)被安裝在象公共汽車或火車這樣的車輛上，預(yù)定空間位于登車臺階附近。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例還提供了一種具有底盤、車體和動力裝置的車輛。車體包括至少一個車門控制系統(tǒng)，該車門控制系統(tǒng)包括自動操作門、傳感器和門控制器，其中，傳感器用于檢測位于車門和登車臺階附近的預(yù)定空間范圍內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)，門控制器的作用至少有一部分是響應(yīng)于傳感器的輸出信號從而使自動操作門動作。
從以下詳細(xì)說明與附圖中可以更充分地理解本發(fā)明。在附圖中

圖1是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的具有自動門操作系統(tǒng)的公共汽車的簡化圖片說明；圖2A是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的采用單個傳感器的自動門操作系統(tǒng)的示意圖；圖2B是沿著圖2A指定的平面2B所得到的截面圖；圖3A是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的采用兩個傳感器的自動門操作系統(tǒng)的示意圖；圖3B是沿著圖3A指定的平面3B得到的截面圖4A是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的采用三個傳感器的自動門操作系統(tǒng)的示意圖；圖4B是沿著圖4A指定的平面4B得到的截面圖；圖4C是沿著圖4A指定的平面4C得到的截面圖；圖5A是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的采用多個傳感器的自動電梯門操作系統(tǒng)的示意圖；圖5B是沿圖5A的平面5B-5B得到的截面圖；圖6A是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的采用三個傳感器的機(jī)床安全系統(tǒng)的示意圖；圖6B是沿著圖6A的平面6B-6B得到的截面圖；圖6C是沿著圖6A的平面6C-6C得到的截面圖；圖7是圖1所示裝置所采用的電路工作在關(guān)門模式情況下的簡化原理圖；圖8是圖7所示電路的簡化工作流程圖；圖9是圖4A-4C和圖6A-6B所示裝置所采用的電路的簡化原理圖；圖10是圖9所示電路的工作時序圖；圖11是本發(fā)明安全裝置的部分工作算法的詳細(xì)流程圖；和圖12是本發(fā)明優(yōu)選實施例的總的工作流程圖。
現(xiàn)在參照圖1，圖1表示象公共汽車10之類的車輛，它具有底盤12、車體14和動力裝置16。車體14至少包含一個門操作系統(tǒng)。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，門操作系統(tǒng)是自動化系統(tǒng)，它包括自動操作門18、傳感器20和門控制器24。其中，傳感器20用于檢測門附近的預(yù)定空間22內(nèi)，即“保護(hù)”空間內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)，門控制器的作用至少有一部分是對傳感器20的輸出信號起響應(yīng)從而使自動門動作。
另一方面，門操作系統(tǒng)可以是半自動操作系統(tǒng)，其中門控制器24向驅(qū)動器提供輸出指示信號，驅(qū)動器根據(jù)該輸出指示信號開門或關(guān)門。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，預(yù)定空間22覆蓋了車門18與登車臺階26的區(qū)域，該區(qū)域不向外延伸，從而避免了對臺階以外的目標(biāo)或圖像的錯誤檢測。
現(xiàn)在參照圖2A和2B，它們表示了按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的采用一個傳感器的自動門操作系統(tǒng)?？梢岳斫猓脜⒖紨?shù)字20表示的單個傳感器能觀測所有臺階26。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，傳感器20是超聲波收發(fā)器或其它任何可以向被保護(hù)空間發(fā)送能量并檢測從該空間反射的能量的合適的傳感器。已知可以通過限制接收反射能量所占用的時間來限制這種傳感器的觀測區(qū)域的邊界，換句話說，通過限制被保護(hù)空間反射能量的時間窗來限定所要求的被保護(hù)空間。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不僅可以限制傳感器20的觀測區(qū)域的邊界，而且可以通過適當(dāng)限制反射能量的時間窗來限定被保護(hù)空間的內(nèi)部形狀。
現(xiàn)在詳細(xì)參考圖2B，可以看出，如果想要排除臺階26的頂面的能量反射，那么就要忽略時間窗內(nèi)的某些時間間隔內(nèi)的能量反射。這些時間間隔在圖2B中用參考數(shù)字30來表示，它們與距傳感器20的預(yù)定徑向距離輪廓線相對應(yīng)。
與時間間隔相對應(yīng)的距離輪廓是曲線。在每個距離輪廓線內(nèi)示出了臺階26的相應(yīng)頂面32以便說明由于距離輪廓線存在曲率，因此它的厚度足以使輪廓包圍臺階的整個頂面32。
現(xiàn)在參考圖3A和圖3B，它們示出了按照本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的采用一對傳感器40和42的自動門操作系統(tǒng)。可以理解，這對傳感器能觀測所有臺階26。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，傳感器40和42是超聲波收發(fā)器或其它任何向被保護(hù)空間發(fā)送能量并檢測該空間的反射能量的合適的傳感器。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，被保護(hù)空間的內(nèi)部形狀不僅可以通過適當(dāng)限制反射能量的時間窗來限定而且還可以由根據(jù)各個傳感器在接收反射能量時的時間差異所得到的二維三角測量區(qū)來限定。
現(xiàn)在詳細(xì)參照圖3B，可以看出，如果想要排除臺階26的頂面的能量反射，不需要象圖2A和2B所示的實施例那樣忽略時間窗內(nèi)的全部時間間隔內(nèi)的能量反射，只需要忽略與臺階26的頂面的寬度和位置相對應(yīng)的部分時間間隔內(nèi)的能量反射。這些部分由兩個傳感器40和42的輸出信號三角測量區(qū)來確定，在圖3B中用參考數(shù)字50來表示。
在每個與時間間隔輪廓線相對應(yīng)的距離輪廓線內(nèi)示意性地畫出了臺階26的相應(yīng)頂面32以便說明被忽略的部分距離輪廓線的位置和寬度相應(yīng)于臺階的寬度與位置并且由三角測量區(qū)來確定。
現(xiàn)在參考圖4A、4B、和4C，它們示出了按照本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的采用三個傳感器60、62和64的自動門操作系統(tǒng)?？梢岳斫猓@三個傳感器能觀測所有臺階26。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，傳感器60、62、和64是超聲波收發(fā)器或其它任何向被保護(hù)空間發(fā)射能量并檢測該空間的反射能量的合適的傳感器。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，被保護(hù)空間的內(nèi)部形狀不僅可以通過適當(dāng)限制反射能量的時間窗來限定而且還可以由三維三角測量區(qū)來限定。
現(xiàn)在詳細(xì)參考圖4B和4C，可以看出，如果想要排除臺階26的頂面能量反射，不需要象圖2A和2B所示的實施例那樣忽略時間窗內(nèi)的全部時間間隔內(nèi)的能量反射，只需要忽略與臺階26的頂面的寬度、深度和位置相對應(yīng)的部分時間間隔內(nèi)的能量反射。這些部分由三個傳感器60、62和64的輸出信號三角測量區(qū)來確定，在圖4B和4C中它們分別用參考數(shù)字70和72來表示。
在每個與時間間隔輪廓線相對應(yīng)的距離輪廓線內(nèi)示意地畫出了臺階26的相應(yīng)頂面32以便說明被忽略的部分距離輪廓線的位置、深度和寬度相應(yīng)于臺階的深度、寬度和位置并且由三維三角測量區(qū)來確定。
現(xiàn)在參考圖5A和5B，它們示出了按照本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例構(gòu)成并工作的采用一對傳感器80和82的自動電梯門操作系統(tǒng)。
可以理解，這對傳感器能觀測電梯門86和88兩側(cè)的區(qū)域84以及電梯門88的邊界面89。其中，電梯門88的邊界面的能量將被排除。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，傳感器80和82是超聲波收發(fā)器或其它任何向被保護(hù)空間發(fā)送能量并檢測該空間的反射能量的合適的傳感器。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，被保護(hù)空間的內(nèi)部形狀不僅可以通過適當(dāng)限制反射能量的時間窗來限定而且還可以由二維三角測量區(qū)來限定這使得處于傳感器80和82的觀測范圍內(nèi)的電梯門88的邊界面89可以被忽略。
現(xiàn)在詳細(xì)參考圖5B，可以看出，如果想要排除電梯門88的邊界面89的能量反射，不需要象圖2A和2B所示的實施例那樣忽略時間窗內(nèi)的全部時間間隔內(nèi)的能量反射，只需要忽略與電梯門88的邊界面89的位置相對應(yīng)的部分時間間隔內(nèi)的能量反射。這部分由兩個傳感器80和82的輸出信號三角測量區(qū)的返回信號來識別，在圖5B中它用參考數(shù)字90來表示。參考數(shù)字90標(biāo)明了電梯門89的第一位置92與電梯門89的第二位置94之間的區(qū)域。
在與時間間隔輪廓線相對應(yīng)的距離輪廓線內(nèi)示意性地畫出了電梯門88的側(cè)面89以便說明被忽略的部分距離輪廓線的位置和寬度相應(yīng)于側(cè)面89的寬度與位置并且由三角測量區(qū)來識別。
現(xiàn)在參考圖6A、6B和6C，它們示出了按照本發(fā)明的另一個實施例構(gòu)成并工作的采用三個傳感器100，102和104的機(jī)床安全系統(tǒng)?？梢岳斫?，這三個傳感器能觀測作為被保護(hù)空間的全部工件工作區(qū)域106。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，傳感器100、102和104是超聲波收發(fā)器或其它任何向被保護(hù)空間發(fā)送能量并檢測該空間的反射能量的合適的傳感器。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，被保護(hù)空間的內(nèi)部形狀不僅可以通過適當(dāng)限制反射能量的時間窗來限定而且還可以由三維三角測量區(qū)來限定。
現(xiàn)在詳細(xì)參考圖6B和6C，可以看出，如果想要排除工件工作區(qū)域106和工件架108的能量反射，不需象圖2A和2B所示的實施例那樣忽略時間窗內(nèi)的全部時間間隔期間的能量反射，只需要忽略與區(qū)域106和工件架108的外表面的寬度、深度和位置相對應(yīng)的部分時間間隔內(nèi)的能量反射。這些部分由三個傳感器100、102和104的輸出信號三角測量區(qū)來確定，在圖6B和6C中它們分別用參考數(shù)字110和112來表示。
在每個與時間間隔輪廓線相對應(yīng)的距離輪廓線內(nèi)示意性地畫出了相應(yīng)面106和108以便說明被忽略的部分距離輪廓線的位置、深度和寬度相當(dāng)于面106和108的深度、寬度和位置并且由三維三角測量區(qū)來確定。
現(xiàn)在參考圖7，它示出了圖1中的自動門操作系統(tǒng)所采用的電路的簡化框圖。超聲波發(fā)射器150向被保護(hù)空間22(圖1)發(fā)射超聲波能量，其中，超聲波頻率通常大于20KHz。從被保護(hù)空間22內(nèi)的象目標(biāo)151之類的目標(biāo)反射出來的超聲波能量由一個或多個檢測器152來接收，其中，檢測器152可以用臺灣Prowave公司的400ER250型檢測器，它一般只接收發(fā)射器150的頻率信號。發(fā)射器150和檢測器152可以采用單個收發(fā)器。
發(fā)射器150和檢測器152這兩者中最好至少有一個在預(yù)定的三維角度范圍內(nèi)工作，應(yīng)盡可能使這兩者都這樣工作，從而限制由所要求的預(yù)定空間范圍以外的超聲波能量反射引起的錯誤檢測。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以將發(fā)射器150和檢測器152這樣布置以便使圖7所示的電路能通過三角檢測區(qū)來確定目標(biāo)的位置。
檢測器152的輸出信號被輸入到模擬放大器154中，模擬放大器154可以由3個CLC505芯片組成。模擬放大器154的輸出信號被輸入到如LM119芯片之類的門限比較器156中，該比較器將檢測器152的輸出信號與預(yù)置的門限值進(jìn)行比較。
比較器156的輸出信號被輸入到檢測器邏輯電路160中，由邏輯電路160來確定用于接收被反射的超聲波能量的時間窗，該時間窗跟在發(fā)射器150的超聲波能量發(fā)射時間的后面。該時間窗對應(yīng)于離發(fā)射器的距離，它用于限定檢測空間。檢測器邏輯電路160最好采用Altera of San Jose，California的EPM5160芯片。
微控制器162的時鐘信號由晶體振蕩器166提供，晶體振蕩器166還向檢測邏輯電路160輸出信號，檢測邏輯電路160用于使驅(qū)動器168驅(qū)動發(fā)射器150。驅(qū)動器168一般采用摩托羅拉公司的MC4452芯片。
微控制器162與操作接口電路170連接。該操作接口電路170可以直接向門控制器24(圖1)提供一個“干凈”門關(guān)閉激勵信號或者可以向操作者提供一個安全指示信號，由操作者對門控制器24進(jìn)行操作。
現(xiàn)在參考圖8，它示出了圖7中部分電路的工作過程。以下將參照圖8對檢測邏輯電路160和／或微控制器162執(zhí)行的功能加以說明。
直接向被保護(hù)空間22(圖1)發(fā)射通常由4到10個超聲波能量脈沖組成的脈沖串。經(jīng)過預(yù)定時間延遲之后，打開反射能量接收時間門以便接收從被保護(hù)空間22反射回來的超聲波能量反射信號。
在反射能量接收時間門打開期間可以接收從被保護(hù)空間22的內(nèi)部反射回來的反射信號。這些反射信號最好包括從被保護(hù)空間22范圍內(nèi)的預(yù)定參考目標(biāo)(如公共汽車的階梯)上反射回來的反射信號以及從被保護(hù)空間22范圍內(nèi)的非參考目標(biāo)(如被保護(hù)空間范圍內(nèi)的人及其攜帶物)上反射回來的反射信號。
將接收到的反射信號儲存起來，然后加以分析。
在分析時，如果發(fā)現(xiàn)所有被接收到的反射信號脈沖都來自于預(yù)定參考目標(biāo)附近范圍內(nèi)的位置，那么就認(rèn)為被保護(hù)空間是干凈的，于是向操作者發(fā)送一個“干凈”信號。
這時，可以向被保護(hù)空間22發(fā)射持續(xù)時間一般為1微秒的窄脈沖，以便確定被保護(hù)空間22內(nèi)是否有任何由于離發(fā)射器150太近從而不能被寬脈沖檢測到的目標(biāo)，如果在與被保護(hù)空間相對應(yīng)的預(yù)定時間內(nèi)沒有接收到窄脈沖的反射信號，那么就通過接口170(圖7)向自動門或操作者發(fā)送適當(dāng)?shù)摹案蓛簟陛敵鲂盘枴?br> 如果發(fā)現(xiàn)并非所有被接收到的反射信號脈沖都來自于預(yù)定的參考目標(biāo)附近范圍內(nèi)的位置，那么就提供一個指示不關(guān)門的相反輸出信號。
現(xiàn)在參考圖9，它示出圖4A到4C的自動門操作系統(tǒng)所采用的電路的簡化框圖。電路中有三個獨(dú)立的超聲波傳感器180、182和184，每個傳感器都包含向被保護(hù)空間22(圖4A)發(fā)射超聲波能量的超聲波發(fā)射器186和接收被反射的超聲波能量的檢測器188，發(fā)射器186發(fā)射的超聲波的頻率一般大于20KHz，檢測器188可以是任何適當(dāng)?shù)臋z測器，如臺灣Prowave公司的400ER250型檢測器，它一般只接收發(fā)射器186的頻率信號。
發(fā)射器186和檢測器188這兩者中最好至少有一個在預(yù)定的三維角度范圍內(nèi)工作，而且應(yīng)盡可能使它們都這樣工作，從而限制由所要求的預(yù)定空間范圍以外的超聲波能量反射所引起的錯誤檢測。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以將發(fā)射器186和檢測器188這樣布置以便使圖9所示的電路能通過三維空間的三角檢測區(qū)來確定目標(biāo)的位置。
各個檢測器188的輸出信號分別被輸入到各個模擬入放大器192中，模擬放大器192可以由3個CLC505芯片組成。各個模擬放大器192的輸出信號分別被輸入到各個如LM119之類的門限比較器194中，比較器將檢測器188的輸出信號與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較。
所有比較器194的輸出信號都被輸入到檢測器邏輯電路200中，由邏輯電路200來確定用于接收被反射的超聲波能量的時間窗，該時間窗跟在發(fā)射器186的超聲波能量發(fā)射時間的后面。該時間窗對應(yīng)于離發(fā)射器的距離，它用于限定檢測空間。檢測器邏輯電路200最好采用Altera of San Jose，California的EPM5160芯片。
微控制器202從晶體振蕩器204接收輸入信號，晶體振蕩器204還向檢測邏輯電路200輸出信號，檢測邏輯電路200用于使驅(qū)動器206驅(qū)動發(fā)射器186。驅(qū)動器206一般采用摩托羅拉公司的MC4425芯片。
微控制器202與操作接口電路208連接。該操作接口電路208可以直接向門控制器24(圖1)提供一個“干凈”門關(guān)閉激勵信號或者可以向操作者提供一個安全指示信號，由操作者對門控制器24進(jìn)行操作。
現(xiàn)在參考圖10，它示出了圖9所示電路工作時序圖。檢測器電路根據(jù)微控制器202提供的輸入信號產(chǎn)生同步脈沖，傳感器驅(qū)動器206根據(jù)該同步脈沖使三個傳感器180、182和184同時向被保護(hù)空間22(圖1)發(fā)射一串超聲波能量脈沖。脈沖串的持續(xù)時間一般為100微秒。
在各個脈沖串發(fā)射結(jié)束后，傳感器180、182和184中的檢測器188接收來自被保護(hù)空間22的反射信號。只考慮由微控制器202產(chǎn)生的門區(qū)間所規(guī)定的時間窗內(nèi)的檢測器188的輸出信號。在圖10所示的例子中，不同檢測器在不同時間接收脈沖串的反射信號。顯然，給定檢測器的接收時間是該檢測器與目標(biāo)之間的距離的函數(shù)。這樣，就可以用基于時間的三角測量區(qū)來確定被保護(hù)空間內(nèi)目標(biāo)的位置。
圖11示出了在不考慮來自被保護(hù)空間內(nèi)固定目標(biāo)周圍的限定空間的反射信號的情況下圖9所示裝置的操作算法。一開始三個傳感器對被保護(hù)空間進(jìn)行觀測，測定其中的固定目標(biāo)的位置，然后將每個被測定的固定目標(biāo)周圍的空間定義為已占空間。
在裝置穩(wěn)態(tài)工作過程中，不考慮來自被保護(hù)空間以外的和來自被保護(hù)空間內(nèi)的固定目標(biāo)周圍的已占空間(此處已占空間被定義為包含背景目標(biāo)的合法區(qū)域)的反射信號。當(dāng)且僅當(dāng)接收到來自被保護(hù)空間內(nèi)非已占空間的反射信號時才阻止門關(guān)閉或在另一個操作范圍內(nèi)采取或取消相應(yīng)的措施。
本發(fā)明的特點(diǎn)是本發(fā)明裝置本身不僅可以用于阻止門的關(guān)閉而且還可以用于自動門的開啟，而無需其他硬件?，F(xiàn)在參考圖12，它示出了本發(fā)明的工作過程。
如圖12所示，在執(zhí)行完系統(tǒng)的初始配置和定義了一個或多個被保護(hù)空間及其中的已占空間之后，可以選擇車輛的工作模式為手動模式或自動模式，其中在手動模式下門的開啟與關(guān)閉由操作人員專門加以控制，在自動模式下門的開啟與關(guān)閉至少有一項是自動控制的，最好兩項都是自動控制的。
門的開啟可以在車輛到站時由操作人員來執(zhí)行或者當(dāng)傳感器檢測到車輛到站并停下以后由傳感器自動執(zhí)行。在自動操作模式情況下，即使操作人員允許門開啟，也只有當(dāng)預(yù)定被保護(hù)空間內(nèi)的非已占空間中出現(xiàn)目標(biāo)時門才能被打開。在這種情況下目標(biāo)通常是乘客身體的一部分。
同樣的傳感器和邏輯電路可以用于自動門的關(guān)閉。當(dāng)由操作人員或任何其它適當(dāng)?shù)淖詣踊虬胱詣酉到y(tǒng)來執(zhí)行門關(guān)閉操作時，也只有當(dāng)被保護(hù)空間內(nèi)的非已占空間中不出現(xiàn)目標(biāo)時門才能被關(guān)閉。
本發(fā)明的特點(diǎn)是雖然采用同樣的硬件，但門開啟時的被保護(hù)空間不必等同于門關(guān)閉時的被保護(hù)空間。通過對系統(tǒng)中的檢測電路或其它電路進(jìn)行校準(zhǔn)或設(shè)定可以選擇被保護(hù)空間。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不受上述特定例子的限制。本發(fā)明的范圍應(yīng)由后面的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.車門控制裝置，包括至少一個用于觀測車門附近至少一個區(qū)域的傳感器；響應(yīng)于所述至少一個傳感器的邏輯電路，用于提供至少一個區(qū)域的干凈輸出信號；自動開門與關(guān)門裝置，它至少在沒有區(qū)域干凈輸出信號時使所述門開啟，至少在出現(xiàn)區(qū)域干凈輸出信號時使所述門關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車門控制裝置，其中，所述自動開門與關(guān)門裝置至少在沒有區(qū)域干凈輸出信號時使所述門開啟，至少在出現(xiàn)同一區(qū)域的干凈輸出信號時使所述門關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車門控制裝置，其中，所述自動開門與關(guān)門裝置至少在不出現(xiàn)有關(guān)第一區(qū)域的第一區(qū)域干凈輸出信號時使所述門開啟，至少在出現(xiàn)有關(guān)第二區(qū)域的第二區(qū)域干凈輸出信號時使所述門關(guān)閉，第二區(qū)域不同于第一區(qū)域，第二區(qū)域干凈輸出信號不同于第一區(qū)域干凈輸出信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車門控制裝置，其中，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域相互重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車門控制裝置，其中，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域彼此無關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車門控制裝置，其中，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域部分重疊。
7.用于防止機(jī)械裝置與預(yù)定空間內(nèi)的人及其衣服和攜帶物之間的有害嚙合的安全裝置，它包括具有兩種工作模式的傳感器基準(zhǔn)位置檢測工作模式用于檢測預(yù)定空間的邊界；嚙合阻止工作模式用于檢測預(yù)定空間內(nèi)出現(xiàn)的人及其衣服和攜帶物；和控制裝置，它能響應(yīng)這兩種工作模式下的傳感器輸出信號，當(dāng)預(yù)定空間內(nèi)出現(xiàn)的人及其衣服和攜帶物可能會造成有害的嚙合時，它用于阻止所述機(jī)械裝置的操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的安全裝置，其中，傳感器包括至少一個超聲波傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8中任一項所述的安全裝置，其中，當(dāng)預(yù)定空間內(nèi)沒有人時，所述傳感器工作在所述基準(zhǔn)位置檢測工作模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求7到9中任一項所述的安全裝置，其中，所述傳感器在所述基準(zhǔn)位置檢測工作模式下的工作頻率與所述嚙合阻止工作模式下的工作頻率相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求7到10中任一項所述的安全裝置，其中，所述傳感器在所述基準(zhǔn)位置檢測工作模式下的工作頻率遠(yuǎn)小于在所述嚙合阻止工作模式下的工作頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求7到11中任一項所述的安全裝置，其中，所述傳感器包括至少兩個觀測預(yù)定空間的傳感器，它們一起至少以二維形式提供指示預(yù)定空間內(nèi)的目標(biāo)位置的輸出信號，當(dāng)預(yù)定空間內(nèi)的預(yù)定位置上出現(xiàn)的人及其衣服和攜帶物可能會造成有害嚙合時，所述控制裝置響應(yīng)于所述輸出指示信號從而阻止所述機(jī)械裝置的操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求7到12中任一項所述的安全裝置，其中，所述控制裝置處于不響應(yīng)所述預(yù)定空間的外邊界范圍內(nèi)的與預(yù)定時間范圍相應(yīng)的預(yù)定區(qū)域的工作狀態(tài)。
14.用于防止機(jī)械裝置與預(yù)定空間內(nèi)的人及其衣服和攜帶物之間的有害嚙合的安全裝置，包括至少兩個用于觀測預(yù)定空間的傳感器，它們一起至少以二維形式提供指示預(yù)定空間內(nèi)的目標(biāo)位置的輸出信號；控制裝置，當(dāng)預(yù)定空間內(nèi)的預(yù)定位置上出現(xiàn)的人及其衣服和攜帶物可能會造成有害的嚙合時，所述控制裝置響應(yīng)于所述輸出指示信號從而阻止所述機(jī)械裝置的操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的安全裝置，其中，所述至少兩個傳感器包括至少兩個超聲波傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的安全裝置，其中，所述控制裝置把與所述至少兩個傳感器的不同時間范圍組合相對應(yīng)的預(yù)定三維區(qū)域從所述預(yù)定空間中排除出去。
17.一種用于車輛的自動門操作系統(tǒng)，包括自動操作門、傳感器和門控制器，其中，傳感器用于檢測位于車門和登車臺階附近的預(yù)定空間內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)，門控制器的作用至少有一部分是響應(yīng)于傳感器的輸出信號從而使自動操作門動作。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，傳感器是超聲波傳感器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的裝置，其中，所述傳感器不響應(yīng)來自預(yù)定空間之外的輸入信號。
20.一種具有底盤、車體和動力裝置的車輛，車體包括至少一個自動門操作系統(tǒng)，該自動門操作系統(tǒng)包括自動操作門、傳感器和門控制器，其中，傳感器用于檢測位于車門和登車臺階附近的預(yù)定空間內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)，門控制器的作用至少有一部分是響應(yīng)于傳感器的輸出信號從而使自動操作門動作。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，傳感器是超聲波傳感器。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的裝置，其中，所述傳感器不響應(yīng)來自預(yù)定空間之外的輸入信號。
23.一種自動門操作系統(tǒng)，包括自動操作門、單個傳感器和門控制器，其中，單個傳感器用于檢測位于門附近的多個不相連的空間內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)，門控制器的作用至少有一部分是響應(yīng)于傳感器的輸出信號從而使自動操作門動作。
24.一種具有沿運(yùn)行通道移動的轎廂的電梯，包括自動門操作系統(tǒng)，自動門操作系統(tǒng)包含自動操作門、用于檢測自動操作門的傳感器、用于檢測位于門附近的多個不相連的空間內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)的單個傳感器和門控制器，其中，門控制器的作用至少有一部分是響應(yīng)于傳感器的輸出信號從而使自動操作門動作。
25.一種具有底盤、車體和動力裝置的車輛，車體包括自動門操作系統(tǒng)，該自動門操作系統(tǒng)包括自動操作門、用于檢測自動操作門的傳感器、用于檢測位于門附近的多個不相連的空間內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)的單個傳感器和門控制器，其中，門控制器的作用至少有一部分是響應(yīng)于傳感器的輸出信號從而使自動操作門動作。
26.一種具有底盤、驅(qū)動系統(tǒng)、至少一個門和門控制裝置的車輛，其中，門控制裝置包括至少一個用于觀測門附近至少一個區(qū)域的傳感器；響應(yīng)于所述至少一個傳感器的邏輯電路，用于提供至少一個區(qū)域的干凈輸出信號；自動開門和關(guān)門裝置，它至少在沒有區(qū)域干凈輸出信號時使所述門開啟，至少在出現(xiàn)區(qū)域干凈輸出信號時使所述門關(guān)閉。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的車輛，其中，所述自動開門與關(guān)門裝置至少在沒有區(qū)域干凈輸出信號時使所述門開啟，至少在出現(xiàn)同一區(qū)域的干凈輸出信號時使所述門關(guān)閉。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的車輛，其中，所述自動開門與關(guān)門裝置至少在不出現(xiàn)有關(guān)第一區(qū)域的第一區(qū)域干凈輸出信號時使所述門開啟，至少在出現(xiàn)有關(guān)第二區(qū)域的第二區(qū)域干凈輸出信號時使所述門關(guān)閉，第二區(qū)域不同于第一區(qū)域，第二區(qū)域干凈輸出信號不同于第一區(qū)域干凈輸出信號。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的車輛，其中，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域相互重疊。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的車輛，其中，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域彼此無關(guān)。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的車輛，其中，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域部分重疊。
全文摘要
一種車門控制裝置,包括至少一個用于觀測門(18)附近的至少一個區(qū)域(22)的傳感器(60、62、64)、響應(yīng)于所述至少一個傳感器(60、62、64)的用于提供至少一個區(qū)域干凈輸出信號的邏輯電路和自動開關(guān)與關(guān)門裝置(24),該裝置(24)至少在不出現(xiàn)所述至少一個區(qū)域干凈輸出信號時使所述門(18)開啟,在出現(xiàn)所述至少一個區(qū)域干凈輸出信號時使所述門(18)關(guān)閉。
文檔編號E05F15/20GK1206444SQ96199409
公開日1999年1月27日 申請日期1996年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月4日
發(fā)明者尤里·阿加馬, 埃利·賈勒 申請人:傳感技術(shù)有限公司