CN101734537A - 电梯用安全装置 - Google Patents

Abstract

提供一种电梯用安全装置，其不仅能够切实地检测出直径细小的绳状异物和带状的绳状异物，而且还能够在电梯门开始进行关闭动作之前检测到所述绳状异物。该电梯用安全装置具有光反射部、照明部和摄像头及图像处理单元，其中光反射部分别设置在电梯门端面和门槛面上，且朝着与光的入射方向大致相同的方向发射光，照明部和摄像头设置在电梯出入口的上部，图像处理单元用来处理由该摄像头获取的图像，该电梯用安全装置被设置成通过光反射部使照明部的光反射，由摄像头获取包括电梯门端面和门槛面的图像，通过图像处理单元将图像划分成二个区域脊划分成比规定的阈值亮的区域和比规定的阈值暗的区域，并且在比规定的阈值亮的区域被隔断时进行异物的检测。

Description

电梯用安全装置

技术领域

本发明涉及一种能够避免在设置有电梯门的电梯出入口处发生危险的电梯安全装置，尤其是涉及一种能够避免宠物牵引带等绳状异物被电梯门夹住的事故发生的电梯安全装置。

背景技术

为了防止在电梯门关闭时发生上下电梯的乘客或乘客的手提物品被电梯门夹住的情况，在电梯门的端部安装有被称为安全靴的探测杆。当乘客等与电梯门的端部发生了接触时，安全靴被朝向电梯门打开的方向按压，由此，电梯门停止关闭动作并再次打开，以此来防止发生乘客等被夹住的事故。

可是，所述安全靴很难检测到像宠物牵引带那样的直径细小的绳状异物，为此，已经提出有相应的安全装置，其在设置有电梯门的电梯出入口的上部和下部的一方设置光发射装置，而在上部和下部的另一方设置光接收装置，并且根据光发射装置发出的光是否被异物遮住来判断是否存在异物。在所述安全装置中，在电梯门处于关闭状态时电梯门端部所在的位置的上下部分设置光发射装置和光接收装置，在电梯门即将要完全关闭的状态下，或者在电梯门已经关闭的状态下，通过一组或者多组光发射装置和光接收装置来检测是否存在因电梯门关闭而被带到电梯门闭合位置附近的绳状异物(例如专利文献1和专利文献2)。

专利文献1日本国专利特开平6-227781号公报(段落编号0012～0017，图1)

专利文献2日本国专利特开2008-169009号公报(段落编号0023～0025，图5)

可是，在上述现有技术中，在绳状异物的直径细小时，即使该绳状异物遮住了从光发射装置发出的光，也会因为光量的变化小而很难检测出该种绳状异物。此外，在直径细小的绳状异物或者带状的绳状异物紧贴着电梯门端部时，由于难于对电梯门端部和绳状异物进行区分，所以也很难检测出绳状异物。

此外，由于是在电梯门即将要完全关闭的状态下或者在电梯门已经完全关闭的状态下进行异物检测，所以，异物的除去需要等到电梯门再次打开后才能进行。因此，电梯要经过较长的时间后才能够恢复到正常的运行状态。另外，在电梯门正在关闭的过程中，在乘客已经注意到了绳状物体将要被电梯门夹住的情况下，由于在安全装置检测到异物之前，电梯门将继续进行关闭动作，所以还存在会使乘客感到不安的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术中所存在的问题而作出的，本发明的目的在于提供一种电梯用安全装置，该电梯用安全装置不仅能够切实地检测出直径细小的绳状异物和带状的绳状异物，而且还能够在电梯门开始进行关闭动作之前检测到所述绳状异物。

为了实现上述目的，本发明的第一方面涉及一种电梯用安全装置，该电梯用安全装置用来检测电梯出入口处的异物，其中，该电梯出入口处设置有电梯门，该电梯门的上部由电梯门导轨引导，下部由门槛引导，所述电梯用安全装置的特征在于，所述电梯用安全装置具有光反射部、照明部和摄像头以及图像处理单元，其中，所述光反射部设置在电梯门端面和门槛面上，朝着与光的入射方向大致相同的方向反射光，所述照明部和摄像头设置在所述电梯出入口的上部，所述图像处理单元用来处理由所述摄像头获取的图像，在所述电梯用安全装置中，通过所述光反射部使所述照明部的光反射，由所述摄像头获取包括所述电梯门端面和所述门槛面的图像，通过所述图像处理单元将所述图像划分为二个区域即划分为比规定的阈值亮的区域和比规定的阈值暗的区域，并且在所述比规定的阈值亮的区域被隔断时，进行异物的检测。

在具有上述结构的由本发明的第一方面所涉及的电梯用安全装置中，通过光反射部使照明部的光反射，由摄像头获取包括电梯门端面和门槛面的图像，通过图像处理单元将图像划分为二个区域即划分为比规定的阈值亮的区域和比规定的阈值暗的区域，并且在比规定的阈值亮的区域被隔断时，在电梯门打开的状态下进行异物的检测。如此，通过设置在电梯门端部和门槛面上的光反射部使照明光反射后，遮住光反射部的异物与背景之间的对比度加强，由此能够切实地检测到直径细小的绳状异物和带状的绳状异物等。此外，在有外部干扰光入射到光反射部的情况下，由于所述外部干扰光被朝向与入射方向相同的方向反射，所以摄像头不会摄取到所述外部干扰光，由此，能够将光反射部的亮度条件保持在恒定状态下，从而能够提高检测精度。

此外，本发明的第二方面所涉及的电梯用安全装置的特征在于，在所述照明部的附近设置半透明反射镜，使得所述照明部的反射光通过所述半透明反射镜朝着与所述照明部的光轴不同的方向反射，并且由所述摄像头获取朝着所述不同的方向反射的反射光。

在具有上述结构的由本发明的第二方面所涉及的电梯用安全装置中，照明部的反射光通过半透明反射镜朝着与照明部的光轴不同的方向反射，并且由摄像头获取该反射光。由此，不需要将摄像头设置在照明部的照射光以及反射光的投影面积内就能够通过摄像头获取所需的图像。

又，本发明的第三方面所涉及的电梯用安全装置的特征在于，所述摄像头被设置成具有能够获取包括所述电梯门端面、所述门槛面以及电梯轿厢内部的图像的视场。

在具有上述结构的由本发明的第三方面所涉及的电梯用安全装置中，摄像头被设置成具有能够获取包括电梯门端面、门槛面以及电梯轿厢内部的图像的视场，所以，该摄像头不仅能够检测出异物，而且还能够作为电梯轿厢内的监视用摄像头使用。

发明效果

根据本发明，由于通过设置在电梯门端部和门槛面上的光反射部使照明光反射，使遮住光反射部的异物与背景之间的对比度加强，同时使得不受照射到电梯门厅内的太阳光等的外部干扰光的影响，所以能够切实地检测到直径细小的绳状异物和带状的绳状异物等，能够提高电梯的安全性。此外，由于能够在电梯门打开的状态下检测出异物，所以能够方便地除去异物，并且不需要像现有技术那样等到电梯门再次打开后再除去异物，由此，能够缩短电梯恢复到正常运行状态所需的时间，并且能够避免给乘客带来不必要的不安感。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的电梯用安全装置的第一实施方式的结构示意图。

图2是表示光反射部的设置位置的主要部分的立体图。

图3是表示照明部、摄像头、半透明反射镜以及光反射部之间的位置关系的立体图。

图4是表示照明部、摄像头、半透明反射镜以及光反射部之间的位置关系的侧视图。

图5是表示光反射部的结构的说明图。

图6是表示由摄像头获取的图像的俯视图。

图7是表示将图像划分成二个区域即划分成比规定的阈值亮的区域和比规定的阈值暗的区域时的状态的俯视图。

图8是表示电梯控制装置的处理步骤的流程图。

图9是表示电梯门控制装置的处理步骤的流程图。

图10是表示异物检测控制单元的处理步骤的流程图。

图11表示本发明所涉及的电梯用安全装置的第二实施方式，是具有其他结构的光反射部的说明图。

图12表示本发明所涉及的电梯用安全装置的第三实施方式，是具有其他结构的光反射部的说明图。

图13与图4相当，是使用了图12的光反射部时的安全装置的结构图。

符号说明

1电梯门

2门槛

5电梯门控制装置

6电梯控制装置

7，8光反射部

9照明部

10摄像头

11图像处理单元

12异物检测控制单元

13半透明反射镜

40乘客

41绳子

42明亮区域

43灰暗区域

具体实施方式

以下参照附图对本发明所涉及的电梯用安全装置的实施方式进行说明。

图1是表示本发明所涉及的电梯用安全装置的第一实施方式的结构示意图，图2是表示光反射部的设置位置的主要部分的立体图，图3是表示照明部、摄像头、半透明反射镜以及光反射部之间的位置关系的立体图，图4是表示照明部、摄像头、半透明反射镜以及光反射部之间的位置关系的侧视图，图5是表示光反射部的结构的说明图，图6是表示由摄像头获取的图像的俯视图，图7是表示将图像划分成二个区域即划分成比规定的阈值亮的区域和比规定的阈值暗的区域时的状态的俯视图，图8是表示电梯控制装置的处理步骤的流程图，图9是表示电梯门控制装置的处理步骤的流程图，图10是表示异物检测控制单元的处理步骤的流程图。

图1的应用本实施方式的安全装置的电梯是采用中分式电梯门的电梯，在该电梯中，如图1所示，具有设置在电梯轿厢出入口处的电梯门1、用于对电梯门1的下部进行引导的门槛2、安装在电梯门1的上部的电梯门滑轮3、供电梯门滑轮3行驶的电梯门导轨4、电梯门控制装置5以及电梯控制装置6，其中，电梯门控制装置5用来对开闭电梯门1用的电动机进行控制，以及对与电梯门的开闭有关的各种安全装置的传感器信号进行检测等，电梯控制装置6根据电梯门厅的呼叫按钮和电梯轿厢内的目的地楼层按钮的状态来控制电梯轿厢的运行。

此外，作为安全装置，具有光反射部7、光反射部8、照明部9、摄像头10、图像处理单元11以及异物检测控制单元12，其中，光反射部7设置在电梯门的端面上，用于使光朝向与光的入射方向大致相同的方向反射，光反射部8设置在门槛面上，用于使光朝向与光的入射方向大致相同的方向反射，照明部9设置在电梯出入口的中央的上部，摄像头10与该照明部9相邻设置，图像处理单元11对由摄像头10获取的图像进行异物检测处理，异物检测控制单元12进行照明部9的打开和关闭、图像的获取、图像处理的开始等的控制。并且，在此，电梯门控制装置5、电梯控制装置6、图像处理单元11以及异物检测控制单元12可以分别作为微处理器上的独立的程序安装，也可以作为微处理器上的相同的程序安装。此外，照明部9以及摄像头10可以安装在电梯轿厢侧和电梯门厅侧中的任一侧。不过，如本实施方式所示安装在电梯轿厢侧时，可以在所有楼层共用一套设备，所以使用效率更高。

以下参照图2对光反射部7和光反射部8的设置位置进行详细说明。

在门槛2上设置有供电梯门1行驶的凹槽2a，并且通过使电梯门下部的突起部1a嵌合在该凹槽2a中来防止电梯门1朝电梯轿厢的内侧或外侧脱出。门槛面上的光反射部8呈带状地设置在该凹槽2a的附近。电梯门端面上的光反射部7以与门槛面上的光反射部8相连续的位置关系呈带状地设置。从设置在电梯出入口上部的摄像头10的位置观察时，门槛面上的光反射部8和电梯门端面上的光反射部7在视觉上具有连续在一起的位置关系。此外，如图2所示，电梯门下部的突起部1a设置到与电梯门的端面齐平，以便防止绳状异物等进入电梯门1与门槛2之间。又，如果设置成在电梯门1全开的状态下电梯门端面比电梯出入口的电梯门框在进深方向更为凹入时，电梯门下部的突起部1a也可以不设置到与电梯门的端面齐平。此时，可以通过电梯门框来防止绳子等异物进入电梯门与门槛之间。

以下参照图3和图4对照明部9、摄像头10以及半透明反射镜13进行详细说明。

如图3所示，照明部9通过组合多个光源而形成，其能够高效率地对光反射部8进行照明。在图3中，通过5个取向性强的LED灯组成扇状的照明部9，以便高效率地对呈带状设置的光反射部8进行照明。并且，照明部9也可以设置成由一个点光源对包括光反射部在内的广大的区域进行照明。

在照明部9的附近设置有半透明反射镜13。具体来说是，从照明部9照射出来的光通过光反射部8的反射而再次朝向照明部9的方向聚光，所以，如果将摄像头10安装在该聚光位置上，可以最为高效地得到反射光，但这样会遮住照射光。因此，设置半透明反射镜13，将反射光朝与照明部9的方向不同的方向引导，并由摄像头10获取该反射光。此外，也可以设置成不安装上述半透明反射镜13，而在照明部的附近朝着光反射部的方向设置摄像头，但此时由摄像头获取的反射光不是反射光的中心光，而是反射光的周缘光，所以与使用半透明反射镜的情况相比，反射光的强度较差。

如图4所示，将摄像头10设置成通过设置在电梯轿厢内的天花板14上的开口进行摄像，使得摄像头10具有较宽阔的视场10a，通过摄像头10能够拍摄电梯轿厢内部的情况。由此，摄像头10不仅能够用于检测异物，还能够作为电梯轿厢内部的监视用摄像头使用。

以下参照图5对光反射部7和光反射部8的具体结构进行说明。

如图5所示，光反射部7和光反射部8是一般被称为直角棱镜(cornercube)的反射构件，如图5(a)所示，其由无数个构成立方体的三个面的微小的反射面组合而成。此外，如图5(b)所示，入射光由三个面分别反射一次，一共被反射三次，通过三次反射，入射光被朝着与入射方向相同的方向反射。在该反射构件中，在纵向上和横向上均朝着与入射方向相同的方向反射。

以下参照图6和图7对图像处理单元11的异物检测方法进行说明。

在图像处理单元11中，通过对由摄像头10获取的图像进行处理来检测异物。图6是由摄像头10获取的图像的一例。图像中所拍摄到的物体有电梯轿厢内的乘客40、拿在乘客手上的宠物用的绳子41、设置在电梯门端面上的光反射部7和设置在门槛面上的光反射部8。此时，乘客的宠物在电梯轿厢的外面，绳子41的一头在电梯轿厢的内部，而另一头在电梯轿厢的外部。如果电梯门1在这一状态下关闭，并且电梯轿厢开始行驶的话，则会有绳子41被电梯轿厢拉住而导致乘客受伤的危险。所以，有必要检测出横跨电梯出入口的绳子41。在通常的照明条件下，绳子41与作为背景的电梯轿厢地板和门槛面之间无法确保充分的亮度差，有时无法切实地对绳子41和背景进行区分。并且，如果存在从外部入射的太阳光等强烈的外部干扰光，还有可能将所述外部干扰光误判为绳状异物。因此，在本发明中，将经过光反射部7和光反射部8反射的照明光作为背景，由此，可以在不依靠绳子41的亮度和周围的照明条件的情况下，将绳子41作为比背景明显地暗的区域检测出来。并且，即使外部干扰光入射到光反射部7和光反射部8上，也由于该入射光被朝向与入射方向相同的方向反射，而使得所述外部干扰光不会被摄像头10获取，所以，能够将光反射部7和光反射部8的亮度条件保持为一定的条件。

此外，根据以光反射部7和光反射部8的亮度为基准的阈值将图6的图像分成二个部分，即如图7所示，将光反射部7和光反射部8划分为明亮区域42，而将其他的部分划分为灰暗区域43。在该被分成二个部分的图像中，如果存在横跨光反射部7和光反射部8的灰暗区域，则图像处理单元11作出存在绳子等异物的判断。在考虑到摄像头的分辨率的基础上通过上述方法来检测异物，不仅能够检测到直径细小的绳状异物和带状的绳状异物，而且还能够检测到紧贴在电梯门端面上的绳状异物。并且，不仅能够检测到绳状异物，而且还能够检测到乘客和乘客的手提物品等遮住光反射部7和光反射部8的异物。

以下参照图8和图9以及图10对包括电梯的运行在内的本实施方式的装置整体的动作进行说明。

如图8所示，在电梯轿厢到达目的地楼层后，电梯控制装置6向电梯门控制装置5发出打开电梯门1的指令(S1，S2)。在经过了规定的时间后，或者电梯轿厢内的电梯门关闭按钮被按压了时，电梯控制装置6向电梯门控制装置5发出关闭电梯门的指令(S3，S4)。此后，在确认电梯门1正常关闭后，电梯轿厢开始朝向下一个目的地楼层移动(S5，S6)。

如图9所示，例如电梯门控制装置5在从电梯控制装置6接收到了关闭电梯门1的指令后，向异物检测控制单元12发出开始检测异物的指令(S10，S11)。异物检测的结果，在发现了异物时，通过播放语音提示或者报警声等来催促乘客除去异物(S12，S13)。然后，在经过了乘客除去异物所需的适当的时间后，电梯门控制装置5再次向异物检测控制单元12发出开始检测异物的指令(S14，S11)。此后，在异物检测的结果表示没有发现异物时，使电梯门1开始关闭(S12，S15)。此外，也可以设置成不仅在电梯门1关闭前进行异物检测，而且从电梯门1开始关闭起一直检测到电梯门1即将完全关闭为止，并且在检测到异物时，使电梯门1打开。由此，能够在乘客与电梯门1发生碰撞之前使电梯门1朝相反方向移动，从而与使用安全靴的情况相比能够更为安全地控制电梯门1。

如图10所示，在从电梯门控制装置5接收到开始检测异物的指令后(S20)，异物检测控制单元12点亮照明部9(S21)，并通过摄像头10获取图像(S22)，此后熄灭照明部9(S23)。然后，由图像处理单元11对所获取的图像进行在上文中参照图6和图7进行了说明的图像处理，以判断有无异物存在(S24)，并将判断的结果发送到电梯门控制装置5中(S25)。此外，照明部9可以设置成始终打开，但通过设置成只在获取图像时打开，则可以节省电力。另外，通过设置成只在获取图像时使反射部7和光反射部8瞬间发光，可以将对电梯的美观方面的影响控制在最小的范围内，使得不会损害电梯的美观。

根据本实施方式，通过设置在电梯门端部和门槛面上的光反射部7和光反射部8使照明光反射，使遮住光反射部7和光反射部8的异物与背景之间的对比度加强，同时使得不会受照射到电梯门厅内的太阳光等的外部干扰光的影响，由此能够切实地检测到直径细小的绳状异物和带状的绳状异物等，能够提高电梯的安全性。此外，由于能够在电梯门1打开的状态下进行异物的检测，所以能够方便地除去异物，而不需要像现有技术那样等到电梯门再次打开后再除去异物，所以能够缩短电梯恢复到正常运行状态所需的时间，并且能够避免给乘客带来不必要的不安感。

此外，在上述实施方式中，以采用二扇电梯门1从电梯出入口的中央朝左右两侧打开的中分式电梯门的电梯为例作了说明，但本发明当然还能够应用在采用电梯门从一侧朝向另一侧打开的单开式电梯门的电梯中。在应用在采用单开式电梯门的电梯时，在没有电梯门的一侧，有必要在电梯门框的与电梯门端面接触的部分安装光反射部。此外，将图像处理单元以及异物检测控制单元作为微处理器上的与电梯门控制装置和电梯控制装置不同的程序构成，并将其与照明部以及摄像头构成一体的装置，由此，还能够将本发明应用在已经建成的现有电梯上。此时，只需在已经建成的现有电梯的门控制装置上增设图9的S11、S12、S13和S14所示的处理功能即可。

图11表示本发明所涉及的电梯用安全装置的第二实施方式，是具有其他结构的光反射部的说明图。

如图11(a)所示，第二实施方式中的光反射部7a和光反射部8a是通过在透明介质中混合玻璃等球状粒子而构成的，其广泛地作为交通标志的反射涂料和反射带等使用。如图11(b)所示，入射光由混合在透明介质中的玻璃球的表面折射并且在内部进行反射，由此，入射光在纵向上和横向上均朝着与入射方向相同的方向反射。

图12表示本发明所涉及的电梯用安全装置的第三实施方式，是具有其他结构的光反射部的说明图。图13与图4相当，是使用了图12的光反射部的场合的安全装置的结构图。

如图12(a)所示，第三实施方式中的光反射部7b和光反射部8b的反射面为锯齿状的凹凸反射面，反射部的倾斜面被构成为相互之间以90度的角度相交。如图12(b)所示，通过反射部的倾斜面对入射光进行二次反射，使得入射光在图12(b)的左右方向(横向)上被朝向与入射方向相同的方向反射。但是，在图12(b)的上下方向(纵向)上，由于与通常的反射镜的反射相同，所以，为了从与入射光相同的方向获得反射光，有必要在纵向上使光垂直入射。因此，在使用具有这种结构的反射构件时，如图13所示，在电梯门1的上部与电梯门导轨4之间设置间隙，在该部分设置照明部9，并且对光反射部7和光反射部8进行设置，使得凹凸的脊部方向成为图13的纸面横向。由此，能够形成使照明部9的反射光朝向照明部9的方向聚光的位置关系。

Claims (3)

1.一种电梯用安全装置，其用来检测电梯出入口处的异物，其中，该电梯出入口处设置有电梯门，该电梯门的上部由电梯门导轨引导，下部由门槛引导，所述电梯用安全装置的特征在于，

所述电梯用安全装置具有光反射部、照明部和摄像头以及图像处理单元，其中，所述光反射部设置在电梯门端面和门槛面上，朝着与光的入射方向大致相同的方向反射光，所述照明部和摄像头设置在所述电梯出入口的上部，所述图像处理单元用来处理由所述摄像头获取的图像，在所述电梯用安全装置中，通过所述光反射部使所述照明部的光反射，由所述摄像头获取包括所述电梯门端面和所述门槛面的图像，通过所述图像处理单元将所述图像划分为二个区域即划分为比规定的阈值亮的区域和比规定的阈值暗的区域，并且在所述比规定的阈值亮的区域被隔断时，进行异物的检测。

2.如权利要求1所述的电梯用安全装置，其特征在于，在所述照明部的附近设置半透明反射镜，使得所述照明部的反射光通过所述半透明反射镜朝着与所述照明部的光轴不同的方向反射，并且，由所述摄像头获取朝着所述不同的方向反射的反射光。

3.如权利要求1所述的电梯用安全装置，其特征在于，所述摄像头被设置成具有能够获取包括所述电梯门端面、所述门槛面以及电梯轿厢内部的图像的视场。

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