一种距离测量系统的制作方法

1.本实用新型实施例涉及测距技术领域，尤其涉及一种距离测量系统。


背景技术：

2.在用毫米波雷达测量电梯轿厢位置时，将雷达安装在电梯轿厢，向井道底部或井道顶部发射电磁波，雷达接收到井道底部或井道顶部的电磁波并测量信号传播时间从而计算电梯轿厢位置。
3.但是，由于电梯轿厢本身的形状不完全规则，井道的顶部和地坑也存在多种电磁波反射路径和强度的可能，为了获得较强的反射信号作为测距目标，需要在雷达正对的方向上安装一个角反射器用于反射电磁波。
4.然而，角反射器的结构决定了角反射器越大对电磁波的反射效果越好，过高的角反射器会占用更多的井道空间，因此需要更高的井道空间，使得电梯的建筑成本提高。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种距离测量系统，该系统通过角反射器阵列增大反射面积，能够完整的接收到回波信号，使得测距结果更加准确。
6.第一方面，本实用新型实施例提供了一种距离测量系统，包括：角反射器阵列以及雷达，所述角反射器阵列设置在井道，所述雷达设置在井道内的电梯轿厢；
7.所述雷达用于向所述角反射器阵列发射电磁波并接收所述角反射器阵列反射的电磁波；
8.所述雷达还用于根据所述角反射器阵列反射的电磁波获取所述电梯轿厢与井道顶部或井道底部的距离。
9.进一步的，所述角反射器阵列由多个角反射器的开口面无缝密铺后得到，形成蜂窝状角反射器阵列。
10.进一步的，每个所述角反射器由三个相同的等腰三角形的面拼接而成，所述三个等腰三角形互成90度，所述三个等腰直角三角形的斜边构成的面为所述角反射器的开口面。
11.进一步的，所述一个角反射器的开口面为等边三角形。
12.进一步的，所述角反射器阵列的开口面正对所述雷达的电磁波来波方向。
13.进一步的，所述角反射器阵列设置在所述井道的底部，所述雷达设置在所述电梯轿厢的底部。
14.进一步的，所述角反射器阵列设置在所述井道的顶部，所述雷达设置在所述电梯轿厢的顶部。
15.进一步的，每个所述角反射器开口面的边长为目标角反射器开口面边长的倍，
每个所述角反射器的高度为目标角反射器开口面边长的倍，所述目标角反射器开口面的面积为达到反射需求所需的反射面积。
16.进一步的，所述角反射器阵列所包括的单个角反射器开口面的边长不小于所述雷达的频率所对应的波长。
17.进一步的，所述角反射器阵列的形状接近圆形。
18.本实用新型实施例提供了一种距离测量系统，包括角反射器阵列以及雷达，所述角反射器阵列设置在井道，所述雷达设置在井道内的电梯轿厢；所述雷达用于向所述角反射器阵列发射电磁波并接收所述角反射器阵列反射的电磁波；所述雷达还用于根据所述角反射器阵列反射的电磁波确定所述电梯轿厢与井道顶部或井道底部的距离。上述系统通过角反射器阵列增大反射面积，能够完整的接收到回波信号，使得测距结果更加准确。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例所提供的另一种距离测量系统的结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统所包括的角反射器阵列的结构示意图；
22.图4为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统中角反射器的结构示意图；
23.图5为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统中的角反射器和雷达的相对位置示意图；
24.图6为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统所包括的角反射器阵列的两种结构示意图。
具体实施方式
25.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的实施例。虽然附图中显示了本实用新型的某些实施例，然而应当理解的是，本实用新型可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本实用新型。应当理解的是，本实用新型的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实用新型的保护范围。
26.应当理解，本实用新型的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本实用新型的范围在此方面不受限制。
27.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
28.需要注意，本实用新型中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
29.需要注意，本实用新型中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
30.本实用新型实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
31.实施例一
32.图1为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统的结构示意图，该方法可适用于工作人员乘坐井道内的电梯轿厢在井道内进行作业时，确定井道内电梯轿厢位置的情况，根据测量得到的电梯轿厢与角反射器之间的距离以及已知的角反射器的位置可以确定井道内电梯轿厢的位置。
33.如图1所示，本实用新型实施例提供的一种距离测量系统，包括角反射器阵列110以及雷达120，角反射器阵列110设置在井道，雷达120设置在井道内的电梯轿厢；
34.雷达120用于向角反射器阵列110发射电磁波并接收角反射器阵列110反射的电磁波；
35.雷达120还用于根据角反射器阵列110反射的电磁波确定所述电梯轿厢与井道顶部或井道底部的距离。
36.其中，雷达120是一种利用电磁波探测目标的电子设备，优选的，在本实施例中，雷达120可以选用毫米波雷达。
37.其中，角反射器阵列110可以由多个角反射器组成，在本实施例中采用的角反射器是由三个相同的等腰直角三角形的面组合而成，三个等腰直角三角形互成90度，三个等腰直角三角形的斜边构成的面为角反射器的开口面，该开口面对准雷达天线方向以接收雷达120发射的电磁波。
38.在一个实施例中，将角反射器阵列110设置在井道的顶部或底部，对应的，可以将雷达120设置在井道内的电梯轿厢的顶部或底部，即将角反射器阵列110设置在井道的顶部后，可以将雷达120设置在井道内的电梯轿厢的顶部；将角反射器阵列110设置在井道的底部后，可以将雷达120设置在井道内的电梯轿厢的底部。角反射器阵列110与雷达120设置的具体位置可以根据实际情况确定，此处不做具体限制。
39.在一个实施例中，测距系统的测距原理如下：通过雷达120向角反射器阵列110发射电磁波，角反射器阵列110接收到雷达120发射的电磁波后可以反射电磁回波，雷达120接收到角反射器阵列110反射的电磁回波后可以根据回波信号确定出角反射器阵列110与雷达120之间的距离，角反射器阵列110与雷达120之间的距离即电梯轿厢与井道之间的距离。若角反射器阵列110设置在井道顶部，则可以确定电梯轿厢与井道顶部的距离；若角反射器阵列110设置在井道底部，则可以确定电梯轿厢与井道底部的距离。需要说明的是，优选的，角反射器阵列110设置于井道顶部，这样方便工作人员对角反射器阵列进行检修且可比避免井道底部积水对角反射器阵列110的影响。
40.本实用新型实施例提供的一种距离测量系统，系统包括角反射器阵列110以及雷达120，角反射器阵列110设置在井道，雷达120设置在井道内的电梯轿厢；雷达120用于向角反射器阵列110发射电磁波并接收角反射器阵列110反射的电磁波；雷达120还用于根据角反射器阵列110反射的电磁波确定所述电梯轿厢与井道顶部或井道底部的距离。利用上述系统，能够完整的接收到回波信号，使得测距结果更加准确。
41.图2为本实用新型实施例所提供的另一种距离测量系统的结构示意图，图2为图1所示的距离测量系统的细化结构图。如图2所示，进一步的，角反射器阵列110由多个角反射器111的开口面无缝密铺后得到，形成蜂窝状角反射器阵列。
42.图3为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统所包括的角反射器阵列的结构示意图，如图3所示，将多个角反射器111的开口面密铺形成一个蜂窝状角反射器阵列。
43.需要说明的是，角反射器阵列110可以使用导电材料或金属材料或具有导电表面的电隔离材料，示例性的，角反射器阵列110可以使用带金属涂层的塑料制成。
44.进一步的，每个角反射器111由三个相同的等腰三角形的面拼接而成，所述三个等腰三角形互成90度，所述三个等腰直角三角形的斜边构成的面为角反射器111的开口面。
45.图4为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统中角反射器的结构示意图，如图4所示，角反射器111是由三个相同的等腰三角形的面互相垂直拼接后得到。
46.进一步的，一个角反射器111的开口面为等边三角形。
47.根据图4可知，一个角反射器111的开口面为等边三角形，等边三角形的三个边为三个直角等腰三角形的斜边。
48.进一步的，角反射器阵列110的开口面正对雷达120的电磁波来波方向。
49.图5为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统中的角反射器和雷达的相对位置示意图，如图5所示，在现有技术中，将一个角反射器111的开口面正对雷达120的电磁波来波方向，于此角反射器111可以更加准确的接收和反射电磁波。因此，可以将角反射器阵列110的开口面设置为正对雷达120的电磁波来波方向。
50.进一步的，角反射器阵列110设置在所述井道的底部，雷达120设置在所述电梯轿厢的底部。
51.在一个实施例中，角反射器阵列110与雷达120的设置位置可以为角反射器阵列110设置在井道的底部，雷达120设置在电梯轿厢的底部，于此，角反射器阵列110的开口面可以正对雷达120的来波方向。
52.进一步的，角反射器阵列110设置在所述井道的顶部，雷达120设置在所述电梯轿厢的顶部。在一个实施例中，角反射器阵列110与雷达120的设置位置可以为角反射器阵列110设置在井道的顶部，雷达120设置在电梯轿厢的顶部，于此，角反射器阵列110的开口面可以正对雷达120的来波方向。
53.进一步的，每个角反射器111开口面的边长为目标角反射器开口面边长的倍，每个角反射器111的高度为目标角反射器开口面边长的倍，所述目标角反射器开口面的面积为达到反射需求所需的反射面积。
54.需要说明的是，在现有技术中，通过一个目标角反射器和雷达可以进行距离测量时存在由于目标角反射器的高度会占用更多井道空间的问题，针对相同的反射面积，将目标角反射器替换为角反射器阵列可以减小角反射器阵列的高度。
55.下面通过具体示例进行说明：
56.目标角反射器的反射面积等于开口面的面积即等边三角形的面积，假设三个等腰直角三角形的直角边边长为l，则等边三角形的边长为
[0057][0058]
等边三角形的面积为：
[0059][0060]
目标角反射器的高度可以为：
[0061][0062]
若角反射器阵列是由45个角反射器组成的蜂窝阵列，要使得角反射器阵列达到与目标角反射器相同的反射面积，则角反射器阵列所包括的单个角反射器的开口面积为：
[0063][0064]
开口面等边三角形的边长为：
[0065][0066]
单个角反射器的高度为：
[0067][0068]
由上述分析可知，采用45个角反射器组成的角反射器阵列后，在达到与目标角反射器相同的反射面积的情况下，角反射器阵列的高度是目标角反射器高度的
[0069]
示例性的，若目标角反射器的开口面的边长为300mm，则目标角反射器的开口面积为390cm2，目标角反射器的高度为122mm，如果采用45个角反射器组成的角反射器阵列，在达到与目标角反射器相同的反射面积的情况下，角反射器阵列的高度相比于目标角反射器高度缩减了18mm。
[0070]
进一步的，角反射器阵列110所包括的单个角反射器111开口面的边长不小于雷达120的频率所对应的波长。
[0071]
示例性的，若雷达120是频率为60ghz的毫米波雷达，由于60ghz频率对应的波长为5mm，此时需要将角反射器阵列所包括的每个角反射器的开口面的边长设置为不小于50mm，即波长的10倍，为了使角反射器阵列的反射面积与开口面等边为300mm的目标角反射器的反射面积相同，可以使用36个开口面边长为50mm的角反射器组成的角反射器阵列。
[0072]
进一步的，角反射器阵列110的形状接近圆形。
[0073]
在本实施例中，由于雷达在距离角反射器较近时，天线的半功率角范围内的电磁波可以全部投射到角反射器上，随着雷达远离角反射器，天线的半功率角范围内的电磁波会越来越多地投射到角反射器范围外，因此，将角反射器阵列所包括的单个角反射器尽量按照接近圆形布置，可以获得较好的效果。
[0074]
图6为本实用新型实施例所提供的一种距离测量系统所包括的角反射器阵列的两种结构示意图，如图6所示，当角反射器阵列所包括的角反射器呈圆形排布时，可以覆盖比较多的电磁波。其原理为由于越靠近角反射器阵列的中心，天线的增益越高，即使雷达距离更远，使得半功率角范围内的电磁波可以覆盖到整个角反射器阵列，使用比较接近圆形排布的阵列，也因为能覆盖住增益较高的区域而有优势。
[0075]
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。