专利名称：用于产生对电梯进行控制的竖井信息的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于产生对电梯进行控制的电梯竖井的竖井信息的方法，所述电梯竖井具有一个在电梯竖井内运行的电梯轿厢，其中根据以图像形式识别的图形产生竖井信息。
这种已知设备的缺点在于，为产生图形，必须在电梯竖井内设置条形码。必须把条形码精确地设置在电梯竖井内，而且不得过度伸展。另外，不能保证条形码不会出现全部或部分地与所贴附的表面分离。条形码的不正确的设置或拆除将导致没有图形或图形不正确的情况。
本发明的优点主要在于，在竖井内不需要进行任何附加的安装，因而可以大大缩短电梯的安装时间。一个具有传感器并设置在电梯轿厢上的分析装置足以产生竖井信息。利用在电梯竖井内已有的结构，即可实现一个具有高分辨率的、工作可靠和费用低廉的竖井信息系统。在启动而电梯轿厢未移动的情况下，该竖井信息系统已经提供了一绝对位置。另外，该系统还可以存储楼层停靠位置，并可起着类似迄今使用的诸如制动应用、门区、以及紧急制动等竖井转换开关，或其它竖井转换开关的作用。因此该系统可与现有的电梯控制兼容。
照射装置4对有待记录的导轨段进行照射，其中在导轨段上被反射的光被转换成CCD-行传感器的像素的电荷。为了改进图像质量，可以采用闪光的发光二极管(LED)或卤素灯作为照射装置4。
采用数字滤波和/或特定的图像处理方法，可以进一步改进图像的质量。替代对导轨1的表面结构或表面图形加以记录，例如也可以用CCD-行摄像机3对电梯竖井2壁的表面结构或表面图形，或对电梯竖井2的结构件(钢梁)的表面结构或表面图形加以记录。导轨、竖井壁或结构件并不主要用于产生竖井信息，通常它们的任务主要是导向和/或对电梯轿厢和/或配重进行支承或对建筑物的部分结构进行支承。
为实现竖井信息系统的校准，轿厢应穿过整个电梯竖井2运行。在进行校准运行时，将用CCD-行摄像机3记录的表面结构或表面图形与位置变址一起存储在计算机的存储器中。为对一个楼层的停靠位置进行确定，将电梯轿厢运行到所需的高度上，由系统对该位置进行记录，并将其作为楼层的基准值加以存储。
为了提高安全性，可具有双备份系统。其中一套系统用于对导轨的表面结构或表面图形进行记录，另一套系统则用于另一个导轨的表面结构或表面图形进行记录。作为变型方案两个系统可对同一导轨的表面结构或表面图形进行记录。一个系统的输出信号可用作另一个系统的训练信号，反之亦然。如果校准后一个导轨的表面结构或表面图形又发生变化，可以把新的表面结构或新的表面图形作为另一系统的位置数据。
在
图1中，用实线表示位置i的导轨段的表面结构或表面图形的图像，该图象已被记录并且有关的绝对位置已经被确定。图1示出用于确定位置i+1的导轨段的表面结构或表面图形的图像的过程。用虚线表示具有位置i+1的新的图像，该图象与位置i的图像相重叠。图像数据被传送给具有存储器的计算机(图中未示出)。用软件实现的计算机的第一个相关器I根据位置i的图像和位置i+1的新图像计算出增量或相对位置，然后根据该结果，应用绝对位置i计算出估计位置。把具有位置i+1的图像的估计位置传输给通过软件实现的计算机的第二相关器II，第二相关器II应用估计位置对在校准期间被写入图象的数据库的相关区段进行定位。如上所述，存储的图像具有一个位置变址。相关器II将位置i+1的新图像与存储的图像进行比较，并根据位置变址确定绝对位置i+1，该绝对位置被传送给电梯控制单元。
数据库可以不断地对在电梯运行期间出现的导轨1的表面结构或表面图形的变化重新学习。当在导轨表面出现变化时，由数据库自适应地接纳用于增量相关的导轨1的新图像。
如上所述，CCD行摄像机3具有一个透镜系统和一个CCD行传感器。也可用一个二维的表面传感器替代行传感器。将垂直于移动方向的维的像素均匀分布，因而将实现一维亮度轮廓。
可根据在时刻t1的位置p1和在时刻t2的位置p2之间的差确定电梯轿厢的速度vv＝(p2-p1)/(t2-t1)。
也可以使用具有两个LED作为光源以及两个光敏电阻作为亮度探测器的一个双传感器系统替代CCD行摄象机3。当电梯移动时，一个信号是另一个信号的一个延时拷贝。可以使用相关方法对这两个信号进行比较，也可以根据时延和两个传感器之间的距离确定电梯厢的速度。可以通过对速度的积分和通过与在校准期间所存储的数据和连续加以更新的数据进行比较确定位置。
原则上，相关(相关器I或相关器II)系将当前的图像与一个基准图像进行比较。首先抽取一个相关窗，然后逐象素地在基准图像上滑动。针对这一窗中的每一象素，确定象素灰度值的差，然后计算出它们的平方和。这一计算方法确定了两个相应于一维图像的图像矢量之间的差矢量的长度。
对相关值的逐象素的计算还衍生出一个可靠性值。在相应的点上，相关值为最小，这是因为两个准相同的图像具有的距离近似等于0。在计算可靠性值ZW时，应用在整个相关长度上的绝对最小值aM、次最小值zM以及标准偏移S。在实际使用时，ZW值位于作为门限的6和10之间，例如应用5ZW＝(zM-aM)/S。
当电梯厢的速度较低时，可获得极高的可靠性值，并且增量相关(两个具有重叠的连续的图像)和数据库相关(数据库中的导轨表面的完整图像)良好。
如果导轨表面发生变化，当电梯厢的速度较低时，可获得好的可靠度，并增量相关(两个具有重叠的连续的图像)和数据库相关(在数据库中的导轨表面的完整的图象)良好。
如果导轨表面没有发生变化，当电梯轿厢的速度较高时，可获得高的可靠性值，但增量相关(具有几乎不可使用的重叠的两个连续的图像)较差，和数据库相关(数据库中导轨表面的完整再现)较好。
如果导轨表面发生变化，当电梯厢的速度较高时，将获得差的可靠度，并且增量相关(具有几乎不能使用的重叠的两个连续的图像)较差和数据库相关(在数据库中的导轨表面的再现不完整)差。
图2示出用于确定例如导轨的被记录的段的增量或相对位置的过程。用软件实现的计算机的第一个相关器I根据位置i的图像和位置i+1的新图像，计算出增量或相对位置。在第一步骤S1中，由CCD行摄像机3的图像数据提取或产生一个具有象素的一维图像。然后，在步骤S2中，通过一个高通和低通滤波阶段，提取图像，该图象也被称作图像矢量或亮度矢量。通过采用一个高通滤波器对图像矢量或亮度矢量进行处理，可实现对照射轮廓的外部干扰影响的抑制。通过采用一个低通滤波器处理图像矢量或亮度矢量，可以避免CCD行摄像机受到热噪声的影响。在步骤S3中，根据处理的位置i+1的图像矢量或亮度矢量取一个具有确定长度的相关窗或相关矢量。在步骤S4中，相关窗在在先图像i的图像矢量上滑动。在步骤S5中，针对每一象素，计算出象素i+1和象素i之间的距离。此后，在步骤S6中，确定位置i的图像和位置i+1的图像之间的相对位移。在图1中，相对位置系指增量位置。在步骤S7中，将相对位置加入正在处理的绝对位置。在图1中绝对位置系指新的绝对位置，是对数据库相关区段定位的基准。在步骤S7中选出例如三个最接近于新的绝对位置图象数据库的图象矢量并输入，以便进行如图3所示的处理。
图3示出用于确定例如导轨的被记录段的绝对位置的过程。用软件实现的计算机的第二相关器II根据位置i的图像和位置i+1的新图像计算出绝对位置。在第10个步骤S10中，由CCD行摄像机3的图像数据中提取或产生一个具有象素的一维图像。然后，在步骤S11中，通过一个高通和低通滤波阶段提取图像，该图象也被称作图像矢量或亮度矢量。通过采用一个高通滤波器对图像矢量或亮度矢量的处理，实现对照射轮廓外部干扰影响的抑制。通过采用用一个低通滤波器对图像矢量或亮度矢量的处理，可以避免CCD行摄像机受到热噪声的影响。在步骤S12中，由处理的位置i+1的图像矢量或亮度矢量提取出一个具有确定长度的相关窗或相关矢量，在步骤S13中，将相关窗在在步骤S7中由图象数据库提取出的图像矢量上滑动。在步骤S14中，针对每一象素，计算出象素i+1和从图像数据库中提取的象素i之间的距离。此后，在步骤S15中，确定具有最小距离的象素i+1，并根据该结果确定当前的实际位置。
权利要求
1.一种用于产生对电梯进行控制的电梯竖井的竖井信息的方法，所述电梯竖井具有一个在电梯竖井内运行的电梯轿厢，其中根据以图像形式识别的图形产生竖井信息，其特征在于，由存在于电梯竖井内的图形产生竖井信息，在竖井内具有其它任务的部件或设备的表面结构可作为图形加以应用。
2.根据权力要求1所述的方法，其特征在于，由作为段被记录的图形产生图象，其中确定出当前图象与在先图象的相对位置和当前图象的绝对位置。
3.根据权力要求1或2所述的方法，其特征在于，根据位置i+1的图像与位置i的图像的重叠确定相对位置，其中用图象i的相对位置和绝对位置确定出估计位置，该估计位置用于对图象数据库的一个区段进行定位，根据被定位的数据库图像与当前图像的比较，确定出当前图像的绝对位置。
4.根据权力要求3所述的方法，其特征在于，通过对图像的各个象素的比较对位置进行确定，将当前象素与在先已知象素的距离作为判定位置的标准。
5.根据权力要求3或4所述的方法，其特征在于确定一个用于检验位置的可靠度值。
6.根据权力要求3或5所述的方法，其特征在于为了建立图像数据库，电梯轿厢对整个电梯竖井运行一遍并对记录的图形分派一个位置变址，并将其存储在图像数据库中。
7.根据上述的权力要求中任一项所述的方法，其特征在于利用设置在电梯竖井内的导轨的表面结构，或电梯竖井井壁作为图形。
8.根据上述的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个包括有CCD-行摄像机和一个具有存储器的处理器的系统对图形进行记录并对位置加以确定。
全文摘要
在本发明的用于产生竖井信息的系统中,应用CCD－行摄像机(3)对导轨(1)表面的图像进行记录,并根据从这些图像读出的表面图形,对电梯轿厢的绝对位置进行确定。把图像数据输入到一个第一相关器(I)中,第一相关器(I)应用一个新图像的增量位置和一在先图像的绝对位置(i)产生估计位置,并把这一所估计的位置输入到第二相关器(II)中。估计位置被用于对在校准期间存储在数据库中的图像所在的相关的数据库区段进行定位。第二相关器(II)把新的图像与所存储的图像进行比较,并根据所存储的图像的位置变址确定出绝对位置(i+1),该绝对位置被传递给电梯控制单元。
文档编号B66B3/00GK1371857SQ0210507
公开日2002年10月2日 申请日期2002年2月20日 优先权日2001年2月20日
发明者格特·西尔伯霍恩, 勒内·昆茨, 马库斯·申克尔, 安东·贡青格尔 申请人:因温特奥股份公司