專(zhuān)利名稱(chēng)：用于產(chǎn)生對(duì)電梯進(jìn)行控制的豎井信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生對(duì)電梯進(jìn)行控制的電梯豎井的豎井信息的方法，所述電梯豎井具有一個(gè)在電梯豎井內(nèi)運(yùn)行的電梯轎廂，其中根據(jù)以圖像形式識(shí)別的圖形產(chǎn)生豎井信息。
這種已知設(shè)備的缺點(diǎn)在于，為產(chǎn)生圖形，必須在電梯豎井內(nèi)設(shè)置條形碼。必須把條形碼精確地設(shè)置在電梯豎井內(nèi)，而且不得過(guò)度伸展。另外，不能保證條形碼不會(huì)出現(xiàn)全部或部分地與所貼附的表面分離。條形碼的不正確的設(shè)置或拆除將導(dǎo)致沒(méi)有圖形或圖形不正確的情況。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要在于，在豎井內(nèi)不需要進(jìn)行任何附加的安裝，因而可以大大縮短電梯的安裝時(shí)間。一個(gè)具有傳感器并設(shè)置在電梯轎廂上的分析裝置足以產(chǎn)生豎井信息。利用在電梯豎井內(nèi)已有的結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有高分辨率的、工作可靠和費(fèi)用低廉的豎井信息系統(tǒng)。在啟動(dòng)而電梯轎廂未移動(dòng)的情況下，該豎井信息系統(tǒng)已經(jīng)提供了一絕對(duì)位置。另外，該系統(tǒng)還可以存儲(chǔ)樓層?？课恢茫⒖善鹬?lèi)似迄今使用的諸如制動(dòng)應(yīng)用、門(mén)區(qū)、以及緊急制動(dòng)等豎井轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，或其它豎井轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的作用。因此該系統(tǒng)可與現(xiàn)有的電梯控制兼容。
照射裝置4對(duì)有待記錄的導(dǎo)軌段進(jìn)行照射，其中在導(dǎo)軌段上被反射的光被轉(zhuǎn)換成CCD-行傳感器的像素的電荷。為了改進(jìn)圖像質(zhì)量，可以采用閃光的發(fā)光二極管(LED)或鹵素?zé)糇鳛檎丈溲b置4。
采用數(shù)字濾波和/或特定的圖像處理方法，可以進(jìn)一步改進(jìn)圖像的質(zhì)量。替代對(duì)導(dǎo)軌1的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形加以記錄，例如也可以用CCD-行攝像機(jī)3對(duì)電梯豎井2壁的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形，或?qū)﹄娞葚Q井2的結(jié)構(gòu)件(鋼梁)的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形加以記錄。導(dǎo)軌、豎井壁或結(jié)構(gòu)件并不主要用于產(chǎn)生豎井信息，通常它們的任務(wù)主要是導(dǎo)向和/或?qū)﹄娞蒉I廂和/或配重進(jìn)行支承或?qū)ㄖ锏牟糠纸Y(jié)構(gòu)進(jìn)行支承。
為實(shí)現(xiàn)豎井信息系統(tǒng)的校準(zhǔn)，轎廂應(yīng)穿過(guò)整個(gè)電梯豎井2運(yùn)行。在進(jìn)行校準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)，將用CCD-行攝像機(jī)3記錄的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形與位置變址一起存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。為對(duì)一個(gè)樓層的停靠位置進(jìn)行確定，將電梯轎廂運(yùn)行到所需的高度上，由系統(tǒng)對(duì)該位置進(jìn)行記錄，并將其作為樓層的基準(zhǔn)值加以存儲(chǔ)。
為了提高安全性，可具有雙備份系統(tǒng)。其中一套系統(tǒng)用于對(duì)導(dǎo)軌的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形進(jìn)行記錄，另一套系統(tǒng)則用于另一個(gè)導(dǎo)軌的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形進(jìn)行記錄。作為變型方案兩個(gè)系統(tǒng)可對(duì)同一導(dǎo)軌的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形進(jìn)行記錄。一個(gè)系統(tǒng)的輸出信號(hào)可用作另一個(gè)系統(tǒng)的訓(xùn)練信號(hào)，反之亦然。如果校準(zhǔn)后一個(gè)導(dǎo)軌的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形又發(fā)生變化，可以把新的表面結(jié)構(gòu)或新的表面圖形作為另一系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)。
在

圖1中，用實(shí)線表示位置i的導(dǎo)軌段的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形的圖像，該圖象已被記錄并且有關(guān)的絕對(duì)位置已經(jīng)被確定。圖1示出用于確定位置i+1的導(dǎo)軌段的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形的圖像的過(guò)程。用虛線表示具有位置i+1的新的圖像，該圖象與位置i的圖像相重疊。圖像數(shù)據(jù)被傳送給具有存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)(圖中未示出)。用軟件實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)的第一個(gè)相關(guān)器I根據(jù)位置i的圖像和位置i+1的新圖像計(jì)算出增量或相對(duì)位置，然后根據(jù)該結(jié)果，應(yīng)用絕對(duì)位置i計(jì)算出估計(jì)位置。把具有位置i+1的圖像的估計(jì)位置傳輸給通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)的第二相關(guān)器II，第二相關(guān)器II應(yīng)用估計(jì)位置對(duì)在校準(zhǔn)期間被寫(xiě)入圖象的數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)區(qū)段進(jìn)行定位。如上所述，存儲(chǔ)的圖像具有一個(gè)位置變址。相關(guān)器II將位置i+1的新圖像與存儲(chǔ)的圖像進(jìn)行比較，并根據(jù)位置變址確定絕對(duì)位置i+1，該絕對(duì)位置被傳送給電梯控制單元。
數(shù)據(jù)庫(kù)可以不斷地對(duì)在電梯運(yùn)行期間出現(xiàn)的導(dǎo)軌1的表面結(jié)構(gòu)或表面圖形的變化重新學(xué)習(xí)。當(dāng)在導(dǎo)軌表面出現(xiàn)變化時(shí)，由數(shù)據(jù)庫(kù)自適應(yīng)地接納用于增量相關(guān)的導(dǎo)軌1的新圖像。
如上所述，CCD行攝像機(jī)3具有一個(gè)透鏡系統(tǒng)和一個(gè)CCD行傳感器。也可用一個(gè)二維的表面?zhèn)鞲衅魈娲袀鞲衅?。將垂直于移?dòng)方向的維的像素均勻分布，因而將實(shí)現(xiàn)一維亮度輪廓。
可根據(jù)在時(shí)刻t1的位置p1和在時(shí)刻t2的位置p2之間的差確定電梯轎廂的速度vv＝(p2-p1)/(t2-t1)。
也可以使用具有兩個(gè)LED作為光源以及兩個(gè)光敏電阻作為亮度探測(cè)器的一個(gè)雙傳感器系統(tǒng)替代CCD行攝象機(jī)3。當(dāng)電梯移動(dòng)時(shí)，一個(gè)信號(hào)是另一個(gè)信號(hào)的一個(gè)延時(shí)拷貝?？梢允褂孟嚓P(guān)方法對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行比較，也可以根據(jù)時(shí)延和兩個(gè)傳感器之間的距離確定電梯廂的速度?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)速度的積分和通過(guò)與在校準(zhǔn)期間所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和連續(xù)加以更新的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較確定位置。
原則上，相關(guān)(相關(guān)器I或相關(guān)器II)系將當(dāng)前的圖像與一個(gè)基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較。首先抽取一個(gè)相關(guān)窗，然后逐象素地在基準(zhǔn)圖像上滑動(dòng)。針對(duì)這一窗中的每一象素，確定象素灰度值的差，然后計(jì)算出它們的平方和。這一計(jì)算方法確定了兩個(gè)相應(yīng)于一維圖像的圖像矢量之間的差矢量的長(zhǎng)度。
對(duì)相關(guān)值的逐象素的計(jì)算還衍生出一個(gè)可靠性值。在相應(yīng)的點(diǎn)上，相關(guān)值為最小，這是因?yàn)閮蓚€(gè)準(zhǔn)相同的圖像具有的距離近似等于0。在計(jì)算可靠性值ZW時(shí)，應(yīng)用在整個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度上的絕對(duì)最小值aM、次最小值z(mì)M以及標(biāo)準(zhǔn)偏移S。在實(shí)際使用時(shí)，ZW值位于作為門(mén)限的6和10之間，例如應(yīng)用5ZW＝(zM-aM)/S。
當(dāng)電梯廂的速度較低時(shí)，可獲得極高的可靠性值，并且增量相關(guān)(兩個(gè)具有重疊的連續(xù)的圖像)和數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)(數(shù)據(jù)庫(kù)中的導(dǎo)軌表面的完整圖像)良好。
如果導(dǎo)軌表面發(fā)生變化，當(dāng)電梯廂的速度較低時(shí)，可獲得好的可靠度，并增量相關(guān)(兩個(gè)具有重疊的連續(xù)的圖像)和數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)(在數(shù)據(jù)庫(kù)中的導(dǎo)軌表面的完整的圖象)良好。
如果導(dǎo)軌表面沒(méi)有發(fā)生變化，當(dāng)電梯轎廂的速度較高時(shí)，可獲得高的可靠性值，但增量相關(guān)(具有幾乎不可使用的重疊的兩個(gè)連續(xù)的圖像)較差，和數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)(數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)軌表面的完整再現(xiàn))較好。
如果導(dǎo)軌表面發(fā)生變化，當(dāng)電梯廂的速度較高時(shí)，將獲得差的可靠度，并且增量相關(guān)(具有幾乎不能使用的重疊的兩個(gè)連續(xù)的圖像)較差和數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)(在數(shù)據(jù)庫(kù)中的導(dǎo)軌表面的再現(xiàn)不完整)差。
圖2示出用于確定例如導(dǎo)軌的被記錄的段的增量或相對(duì)位置的過(guò)程。用軟件實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)的第一個(gè)相關(guān)器I根據(jù)位置i的圖像和位置i+1的新圖像，計(jì)算出增量或相對(duì)位置。在第一步驟S1中，由CCD行攝像機(jī)3的圖像數(shù)據(jù)提取或產(chǎn)生一個(gè)具有象素的一維圖像。然后，在步驟S2中，通過(guò)一個(gè)高通和低通濾波階段，提取圖像，該圖象也被稱(chēng)作圖像矢量或亮度矢量。通過(guò)采用一個(gè)高通濾波器對(duì)圖像矢量或亮度矢量進(jìn)行處理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)照射輪廓的外部干擾影響的抑制。通過(guò)采用一個(gè)低通濾波器處理圖像矢量或亮度矢量，可以避免CCD行攝像機(jī)受到熱噪聲的影響。在步驟S3中，根據(jù)處理的位置i+1的圖像矢量或亮度矢量取一個(gè)具有確定長(zhǎng)度的相關(guān)窗或相關(guān)矢量。在步驟S4中，相關(guān)窗在在先圖像i的圖像矢量上滑動(dòng)。在步驟S5中，針對(duì)每一象素，計(jì)算出象素i+1和象素i之間的距離。此后，在步驟S6中，確定位置i的圖像和位置i+1的圖像之間的相對(duì)位移。在圖1中，相對(duì)位置系指增量位置。在步驟S7中，將相對(duì)位置加入正在處理的絕對(duì)位置。在圖1中絕對(duì)位置系指新的絕對(duì)位置，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)區(qū)段定位的基準(zhǔn)。在步驟S7中選出例如三個(gè)最接近于新的絕對(duì)位置圖象數(shù)據(jù)庫(kù)的圖象矢量并輸入，以便進(jìn)行如圖3所示的處理。
圖3示出用于確定例如導(dǎo)軌的被記錄段的絕對(duì)位置的過(guò)程。用軟件實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)的第二相關(guān)器II根據(jù)位置i的圖像和位置i+1的新圖像計(jì)算出絕對(duì)位置。在第10個(gè)步驟S10中，由CCD行攝像機(jī)3的圖像數(shù)據(jù)中提取或產(chǎn)生一個(gè)具有象素的一維圖像。然后，在步驟S11中，通過(guò)一個(gè)高通和低通濾波階段提取圖像，該圖象也被稱(chēng)作圖像矢量或亮度矢量。通過(guò)采用一個(gè)高通濾波器對(duì)圖像矢量或亮度矢量的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)照射輪廓外部干擾影響的抑制。通過(guò)采用用一個(gè)低通濾波器對(duì)圖像矢量或亮度矢量的處理，可以避免CCD行攝像機(jī)受到熱噪聲的影響。在步驟S12中，由處理的位置i+1的圖像矢量或亮度矢量提取出一個(gè)具有確定長(zhǎng)度的相關(guān)窗或相關(guān)矢量，在步驟S13中，將相關(guān)窗在在步驟S7中由圖象數(shù)據(jù)庫(kù)提取出的圖像矢量上滑動(dòng)。在步驟S14中，針對(duì)每一象素，計(jì)算出象素i+1和從圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中提取的象素i之間的距離。此后，在步驟S15中，確定具有最小距離的象素i+1，并根據(jù)該結(jié)果確定當(dāng)前的實(shí)際位置。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生對(duì)電梯進(jìn)行控制的電梯豎井的豎井信息的方法，所述電梯豎井具有一個(gè)在電梯豎井內(nèi)運(yùn)行的電梯轎廂，其中根據(jù)以圖像形式識(shí)別的圖形產(chǎn)生豎井信息，其特征在于，由存在于電梯豎井內(nèi)的圖形產(chǎn)生豎井信息，在豎井內(nèi)具有其它任務(wù)的部件或設(shè)備的表面結(jié)構(gòu)可作為圖形加以應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的方法，其特征在于，由作為段被記錄的圖形產(chǎn)生圖象，其中確定出當(dāng)前圖象與在先圖象的相對(duì)位置和當(dāng)前圖象的絕對(duì)位置。
3.根據(jù)權(quán)力要求1或2所述的方法，其特征在于，根據(jù)位置i+1的圖像與位置i的圖像的重疊確定相對(duì)位置，其中用圖象i的相對(duì)位置和絕對(duì)位置確定出估計(jì)位置，該估計(jì)位置用于對(duì)圖象數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)區(qū)段進(jìn)行定位，根據(jù)被定位的數(shù)據(jù)庫(kù)圖像與當(dāng)前圖像的比較，確定出當(dāng)前圖像的絕對(duì)位置。
4.根據(jù)權(quán)力要求3所述的方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)圖像的各個(gè)象素的比較對(duì)位置進(jìn)行確定，將當(dāng)前象素與在先已知象素的距離作為判定位置的標(biāo)準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)力要求3或4所述的方法，其特征在于確定一個(gè)用于檢驗(yàn)位置的可靠度值。
6.根據(jù)權(quán)力要求3或5所述的方法，其特征在于為了建立圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，電梯轎廂對(duì)整個(gè)電梯豎井運(yùn)行一遍并對(duì)記錄的圖形分派一個(gè)位置變址，并將其存儲(chǔ)在圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中。
7.根據(jù)上述的權(quán)力要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于利用設(shè)置在電梯豎井內(nèi)的導(dǎo)軌的表面結(jié)構(gòu)，或電梯豎井井壁作為圖形。
8.根據(jù)上述的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)包括有CCD-行攝像機(jī)和一個(gè)具有存儲(chǔ)器的處理器的系統(tǒng)對(duì)圖形進(jìn)行記錄并對(duì)位置加以確定。
全文摘要
在本發(fā)明的用于產(chǎn)生豎井信息的系統(tǒng)中,應(yīng)用CCD－行攝像機(jī)(3)對(duì)導(dǎo)軌(1)表面的圖像進(jìn)行記錄,并根據(jù)從這些圖像讀出的表面圖形,對(duì)電梯轎廂的絕對(duì)位置進(jìn)行確定。把圖像數(shù)據(jù)輸入到一個(gè)第一相關(guān)器(I)中,第一相關(guān)器(I)應(yīng)用一個(gè)新圖像的增量位置和一在先圖像的絕對(duì)位置(i)產(chǎn)生估計(jì)位置,并把這一所估計(jì)的位置輸入到第二相關(guān)器(II)中。估計(jì)位置被用于對(duì)在校準(zhǔn)期間存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖像所在的相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)段進(jìn)行定位。第二相關(guān)器(II)把新的圖像與所存儲(chǔ)的圖像進(jìn)行比較,并根據(jù)所存儲(chǔ)的圖像的位置變址確定出絕對(duì)位置(i+1),該絕對(duì)位置被傳遞給電梯控制單元。
文檔編號(hào)B66B3/00GK1371857SQ0210507
公開(kāi)日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月20日
發(fā)明者格特·西爾伯霍恩, 勒內(nèi)·昆茨, 馬庫(kù)斯·申克爾, 安東·貢青格爾 申請(qǐng)人:因溫特奧股份公司