CN104145172A - 用于确定移动物体的位置和/或速度的方法和设备以及该设备的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是一种用于确定被构造为沿着受控轨迹移动的物体的位置和/或速度的方法和设备，结合所述物体配装至少测量在所述物体的不同位置上作用于所述物体上的磁场的测量装置(1)，所述测量装置包括用于从所接收的测量数据测量磁场的部件(4)，从所述部件，形成描述在所述物体的不同位置上作用于所述物体的磁场的磁覆盖区(30-32)，结合教导运行或自学习记录所述磁覆盖区以供以后使用。通过下述方式确定所述物体在教导运行之后的位置：基本上实时地在三个坐标X、Y、Z的方向上测量作用于沿着受控轨迹移动的物体上的磁场；将测量结果与预先记录的磁覆盖区进行比较；并且还根据比较结果来推断所述物体在其行径路径上的准确位置。

Description

用于确定移动物体的位置和/或速度的方法和设备以及该设备的用途
技术领域
本发明的目的是如权利要求1的前序部分中所定义的方法、如权利要求11的前序部分中所定义的设备、以及如权利要求20中所定义的所述设备的用途，所述方法和设备用于确定移动物体的位置。
背景技术
根据本发明的布置特别适合于确定沿着受控行进路径移动的物体的准确位置和/或速度，所述物体诸如电梯轿厢、起重机、沿着铁轨或轨道移动的货物运输装置或车辆以及相应装置或一些其他物体。在下文中，术语物体的“行进路径”或“移动路径”，或更简洁地，“轨迹”的意思是相同的。受控轨迹是指将被跟踪的物体被构造为行进以使得它具有有限数量的自由度的轨迹。在这种情况下，例如，电梯轿厢仅在基本垂直方向上沿着其导轨行进，起重机或其他相应车辆沿着铁轨或往复地行进，以及例如网球拍或高尔夫球棒沿着围绕受一个臂或多个臂限制的旋转点(即，肩关节)的弯曲轨迹行进。根据本发明的移动物体因此不是在一些界定空间中沿着未限定的随机轨迹行进，而是通过导轨或以其他方式限制确定轨迹的自由度，并且确定轨迹是预先限定的，这便利于该物体的准确位置跟踪。
在电梯中，最佳的受控轨迹通常是根据导轨的基本垂直轨迹，电梯轿厢在控制之下沿着该基本垂直轨迹行进并且足够精确地到达期望的楼面。相应地，在起重机使用中以及在沿着铁轨或单独的导轨移动的其他解决方案中，最佳轨迹是根据这些铁轨或导轨的轨迹，装置在控制之下沿着这些铁轨或导轨行进并且足够地准确地到达期望的停止地方。此外，在网球拍和高尔夫球棒中以及在其他相应的移动执行中，最佳的引导轨迹是通过根据本发明的解决方案的帮助而学习的最佳移动路径。在这种情况下，最佳移动路径重复最佳击球表现，直到那时或一些外部模范击球(例如，教练或一些大师的击球表现)为止。
移动物体(诸如前述移动装置)在某一时刻的准确位置通常例如由单独的传感器/方位传感器对限定，其中，该传感器例如在移动物体中/上，并且作为标记的方位传感器固定在移动物体的行进路径的附近，基本上在该行进路径的整个长度上。例如，在电梯使用中，这意味着所述一个传感器或多个传感器与移动的电梯轿厢连接，并且方位传感器(诸如机械检测器、永磁体或例如EFID标识符)在电梯井道的不同点处和/或在楼面上。所有这些解决方案的问题是，除其他外，方位传感器的安装，该安装增加了安装时间，而且还提高了成本，并且例如就电梯解决方案而言，还增加了危险情况，因为必须将方位传感器分开安装在电梯井道中，并且电梯井道中的安装总是伴有它自己的难题和危险。
磁强计和磁场的测量根据现有技术还用于例如检测移动路径并且确定移动物体(诸如机器人或其他相应装置)本身的位置。然而，在这种情况下，移动物体的轨迹通常是二维平面，例如，楼层、庭院贴砖、地面等，在这种情况下，必须将位置限定在二维中。这引起测量问题，并且不易于从测量获得足够准确的结果。然而，在这些解决方案中，当移动物体在它行进的平面上被带到随机选定的位置时，它不能检测到它的位置。同样地，在根据现有技术的解决方案中，移动物体本身不能学习改变的方位数据。又一问题是，使磁场发生偏转并且被随机地带入这种类型的移动物体的附近的物体干扰作用于在该位置上的磁场，使得该移动物体不再能够检测到它自己的精确位置。
发明内容
本发明的目的是消除前述缺点中的至少一些，并且实现用于确定被构造为沿着受控轨迹移动的物体的位置和/或速度的、简单且便宜的、而且操作可靠的方法和布置，所述物体诸如电梯轿厢、起重机、沿着铁轨或轨道移动的货物运输装置或车辆、或一些其他相应装置、或被构造为沿着受控轨迹移动的物体。根据本发明的方法的特征是权利要求1的特征部分中所公开的特征。相应地，根据本发明的布置的特征是权利要求11的特征部分中所公开的特征，根据本发明的使用的特征是权利要求20的特征部分中所公开的特征。本发明的其他实施例的特征是其他权利要求中所公开的特征。
根据本发明的解决方案的一个优点是，可以极其准确地、快速地、而且在不分开安装方位传感器的情况下获得需要作为测量数据的时间数据、方位数据，可能地，还有速度数据，在这种情况下，安装成本较少，并且在安装时发生错误和危险的可能性较低。然而，可以例如在难操纵情况下使用安装容易且快速的传感器来改进定位精度和定位可靠性。通过根据本发明的解决方案简化安装，结果，节省了成本和安装时间，并且改进了质量和工作安全性。另外，根据本发明的解决方案能够实现与安装材料和物流相关的节省，在这种情况下，减少发货错误和浪费、以及安装现场的保管，并且实现各种物流益处。另一优点是，因为工作组件的数量减少，所以可靠性提高并且服务需要减少。又一优点是，产品和产品结构协调，并且节省了产品维护，保留了交货质量和交货可靠性。又一优点是，例如旧电梯的现代化更加经济有效，这使得能够提高性能和能量效率。通过根据本发明的解决方案，找到在受控轨迹上移动的物体的最佳轨迹，该移动物体可以学习该最佳轨迹，并且该移动物体可以遵循该最佳轨迹。因此，例如，在执行移动时，可以学习最佳击球轨迹和最佳击球速度。
在根据本发明的解决方案中，测量移动物体的直接特性和/或建成环境。另外，从与移动物体的行进路径相关的和/或该行进路径附近的磁场获得至少一个测量数据，该磁场的幅度和方向取决于与移动物体的行进路径相关的和/或该行进路径附近的结构，诸如，例如，在电梯使用中，建筑物的楼面的各种金属加强件、电线和金属管、配装在电梯井道中的各种金属、以及电梯机器和平衡配重离电梯轿厢的距离。
附图说明
下面，将通过本发明的实施例的一个例子的帮助，参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1呈现作用于某一点(例如，原点)处的磁场及其矢量描述；
图2呈现由根据图1的矢量形成的矢量复数，即，在确定的第一轨迹上在特定的第一时刻的磁覆盖区；
图3呈现在根据图2的确定的第一轨迹上在特定的第二时刻的、相对于图2改变的磁覆盖区；
图4呈现在根据图2的确定的第一轨迹上在特定的第三时刻的、相对于图2改变的磁覆盖区；
图5呈现在第一确定轨迹上在特定的第一时刻的图2的覆盖区、还有在相同的第一时刻、但是在第二确定轨迹上的第二覆盖区；
图6图解式地呈现移动物体在磁场中的行进路径；
图7图解式地呈现在磁场中在其行进路径上的两个不同位置处移动的物体；
图8以表格的方式呈现学习的或教导的覆盖区的改变情况和改变性质；
图9呈现在根据本发明的布置中将使用的一个装置与外设装置的图解简图；
图10呈现根据本发明的用于确定电梯轿厢的位置的布置在电梯轿厢的第一位置上的一种使用的侧视图；
图11呈现根据本发明的用于确定电梯轿厢的位置的布置在电梯轿厢的第二位置上的一种使用的侧视图；
图12呈现根据本发明的用于确定电梯轿厢的位置的布置在电梯轿厢的第三位置上的一种使用的侧视图；
图13呈现在根据本发明的布置中将使用的磁场的测量装置在磁场的方向X上的测量曲线；
图14呈现在根据本发明的布置中将使用的磁场的测量装置在磁场的方向Y上的测量曲线；
图15呈现在根据本发明的布置中将使用的磁场的测量装置在磁场的方向Z上的测量曲线。
具体实施方式
尽管与电梯相关地呈现了用于确定沿着受控行进路径移动的物体的位置的方法和布置的实施例，但是如上面已经陈述的，根据本发明的方法和布置也可以应用于除电梯使用之外的其他地方。在这种情况下，移动物体可以是例如起重机、货物运输装置或沿着铁轨或轨道移动的车辆、以一些其他相应装置，这些物体的准确位置可以在某一时刻通过从对磁场进行测量获得的磁覆盖区的帮助来确定。沿着受控轨迹移动的物体还可以是诸如以下的物体：网球拍或高尔夫球棒、矛、或一些其他体育装备物品、或一些其他移动物体。
行进路径，即，移动路径，即，受控路径，或简要地，轨迹，在该上下文下意指与三维空间交叉的曲线，该曲线可以是任何形状，诸如，笔直的、圆角的、椭圆的或螺旋形的。连接到轨迹的是一件物体，即，基本上往复地沿着它移动或者在一个方向上移动的物体，即，诸如沿着其导轨移动的电梯的物体。在这种情况下，该物体具有与轨迹相关的一个移动自由度，该移动自由度例如是该物体离轨迹的限定起始点的距离。该物体还可以在轨迹的不同点处旋转或转动，但是旋转移动是位置的函数，因此以相同的方式以位置的不同值重复。
围绕轨迹的三维磁场的不同分量的值可以例如用连接到物体的并且与该物体一起移动的磁强计测量。这些分量的值总是以相同的方式以方位的每个值重复。如果预先测量磁场的分量的值，则物体在所考虑的时间离轨迹的起始点的距离因此可以作为后来测量的结果、通过将这些测量结果与之前获得的测量结果进行比较而确定，所述之前获得的测量结果例如与教导运行、自学习或其他相应过程相关。
物体在轨迹上的内部状态或移动物体的与作用于该物体上的磁场相关的内部状态可以以预先知道的方式改变。状态改变可以引起在轨迹的环境下作用的磁场的改变的可检测异常，该异常不同于特有磁场。因此，通过测量在轨迹的环境下作用的磁场，除了物体的位置之外，还可以推断该物体的内部状态的某些复发性的已知改变，例如，移动物体的制动力矩、以及电梯门的状态数据。以相应的方式，还可以推断轨迹附近的外部物体的状态改变。
前述磁场的天然的或特有的偏差或畸变，即，异常，在移动物体的轨迹的不同点处可以静态不同，但是它也可以改变。例如，当电梯轿厢是前述移动物体时，建筑物的不同楼层上的固定结构引起异常的静态差异，所述固定结构在轨迹的不同点处以彼此不同的方式作用于该位置上的特有磁场，但是在它们自己的点处总是以相同的方式作用于该位置上的特有磁场。
除了静态异常之外，总是基本上类似的、由移动物体或现象本身或者外部因素引起的复发性偏差作用于一位置处的磁场上，例如，在电梯使用中，由电梯的开门机引起的磁场的改变。在下文中，这被称为主要动态异常。
另外，与时间相关地发生的改变作用于轨迹的每个位置处的磁场，这可以被称为例如时间蠕变。这种类型的时间蠕变可以是例如移动物体的环境和其行进路径的改变的结果。例如，在电梯使用中，新的电装置或其他附加结构被安装在建筑物的某一楼层上。同样地，时间蠕变可以是移动物体本身随时间的改变的结果，这种类型的改变的例子是，仍然在电梯使用中，电梯的门电机的磨损或其他装置的磨损，或者还有例如对电梯的加速度或额定速度进行的新调整。在下文中，这被称为次要动态异常。
上面的三个异常组以彼此相互作用的方式(即，以合计效应的方式)作用于一位置处的特有磁场，以使得移动物体在其行径路径上在每个时刻处于由这三个异常组共同改变的总磁场中。另外，可以说，静态异常和动态异常、以及作用于它的次要动态异常的改变的共同效应在根据本发明的解决方案中被构造为用作所述布置的自调整的一部分，其是与教导所述布置或者在所述布置的启动运动时的自学习不同的事情。次要动态异常根据本发明用于例如属于所述布置的设备的状况监视，因为通过它的帮助，例如，在电梯使用中，可以检测异常的快速改变和缓慢改变两种改变，因此可以推断例如门电机的磨损或某种程度的故障已经开始。
图1-5更详细地描述了矢量M的彼此连接，诸如，合成矢量、磁覆盖区以及由覆盖区形成的磁图。图1呈现了描述一个轨迹点处的磁场的矢量M及其分量Mx、My和Mz。根据图1，天然磁场和在不同时刻不同位置上以及在不同操作情况下影响它的外部因素(即，异常现象)可以用矢量M描述。矢量M描述地球的天然磁场、以及在一个点处在一时刻可能发生的异常的相互作用。这种类型的点在下文中被称为轨迹点。相应地，当在时刻t在一个或多个轨迹点x、y、z处检查所测量的矢量M的复数或者在数学上从该复数计算的一些其他标识符时，磁覆盖区由一个或多个矢量M形成。此外，当在不同轨迹点处或在不同操作情况下在不同时刻检查磁覆盖区时，磁图由磁覆盖区形成。磁图可以被说成是多个其位置已知的那些磁覆盖区。覆盖区的方位例如结合教导驱动、自学习或自调整来确定。
矢量M的原点物理地附连到例如磁强计，即，存在方位原点，并且从磁强计，可以将磁场的三个不同维度作为矢量Mx、My、Mz以及它们的矢量M进行测量。从所述多个矢量M，或者从一些坐标轴的方向上的分量矢量Mx、My、Mz，对于确定轨迹的每个点，形成磁覆盖区。
相应地，图2呈现了由根据图1的矢量M形成的矢量复数，即，在确定的第一轨迹P1上在特定的第一时刻t1的磁覆盖区。已经例如通过磁强计的帮助，在第一轨迹P1的若干个轨迹点中按所设置的时间间隔测量了多个矢量M。
图3呈现了在根据图2的确定的第一轨迹P1上在特定的第二时刻t2、相对于图2改变的磁覆盖区。用虚线呈现的矢量M1描述作用于轨迹P1上的磁场的改变。例如，当电梯是移动物体时，电梯的门电机工作，该功能产生前述改变。
图4呈现了在根据图2的确定的第一轨迹P1上在特定的第三时刻t1、相对于图2改变的磁覆盖区。用虚线呈现的矢量M2现在描述作用于轨迹P1上的磁场的改变。例如，当电梯是移动物体、改变磁场的一些新的有源或无源组件安装在建筑物时，所述改变可能已经例如由相对于移动物体的一些外部因素引起。
图5呈现了在前述第一时刻t1在第一确定轨迹P1上的根据图2的覆盖区、以及在相同时刻t1、但是在靠近轨迹P1的第二确定轨迹P2上的第二覆盖区，该第二确定轨迹在图5中用虚线呈现。
图6图解式地呈现了移动物体MO在行进路径的环境下占主导的磁场MF中的一个行进路径P。移动物体MO在行进路径P上的位置例如用其离轨迹P的起始点的距离来确定，在该起始点，是轨迹P的原点OP。图6还呈现了被配装为与移动物体MO一起行进的磁强计的原点OMO。
相应地，图7图解式地呈现了在磁场MF中在其行进路径P的两个不同位置MO1和MO2处移动的物体MO。该图示出，例如，磁场MF在行进路径P的不同点处对于移动物体MO表现不同，在这种情况下，与移动物体MO一起移动的磁强计的从磁场测量的值在行进路径P的不同点处彼此不同。在根据本发明的解决方案中，在与移动物体MO一起移动的磁强计的坐标系中执行移动物体MO的位置的测量，其中，该坐标系的原点因此与磁强计的原点OMO相同。
根据本发明，测量在确定的、即，受控的轨迹P、P2、P2…PN上移动的加速的、减速的或静止的物体的环境下作用的磁场，并且基于测量结果，计算从在该物体的环境下作用的磁场的分量矢量值Mx、My和Mz确定的磁覆盖区。磁覆盖区描述物体的环境的磁性性质，这些性质是复发性的、可重复的，并且其改变可以通过进行测量并且从所获得的测量值计算结果来进行验证。
可以基于时间或与确定的、即，受控的轨迹相关的一些其他性质(诸如，基于距离)来连接确定轨迹P、P1、P2…PN上的测量的和计算的磁覆盖区。可以同样地将磁覆盖区连接到从确定轨迹P、P1、P2…PN外部获得的信息，或连接控制事件，诸如，加速度信息或图像信息。
当以适合于属于所述布置的设备的方式连接磁覆盖区时，实现三维磁图。当考虑时间因素并且该时间因素与前述磁图连接时，获得根据本发明的四维磁图，其包括维度x、y、z和t，并且由物体的轨迹上的单个的磁覆盖区组成。所述布置包括适合于创建和更新四维磁图的目的的设备。磁图尤其用于确定移动的或静止的物体在确定轨迹P、P1、P2…PN上的位置，在这种情况下，可以从磁图就时间和方位两者观察作用于物体的行进路径上的所有维度。
磁覆盖区或磁图可以根据本发明用于确定物体的位置，以使得位置跟踪不依例如物体从轨迹P、P1、P2…PN的起始点到轨迹的端点的移动而定。通过轨迹的不同点处的单个的磁覆盖区的帮助，可以自由地确定物体在确定轨迹上的位置。
通过根据本发明的磁图以及连接到其使用的传感器信息和图像信息的使用，可以可靠地检测到物体在轨迹上的位置，即使轨迹上的单个的或连续的磁覆盖区是相同的，并且同样地独立于物体的移动方向。
根据本发明的解决方案包括控制器部件、监视部件和致动器部件，这些部件用于将测量的磁覆盖区与已经学习、教导或以其他方式获取的并且记录在存储器中的覆盖区的性质进行比较。控制器部件、监视部件和致动器部件例如是一个或多个计算机程序，通过这些计算机程序的帮助，全面地监视每个单个的磁覆盖区的状态及其改变。例如，对于改变设置某一阈值，并且当超过改变的已知阈值时，开始磁图的更新，在这种情况下，将改变的覆盖区作为新的参考值记录在设备的存储器中。这样，当单个的磁覆盖区或若干个磁覆盖区的性质改变时，例如，当静态的、主要的、次要的或其他相应的影响范围改变时，或者当重新教导设备时，或者由于相应的原因，磁图自动地用覆盖区的新值进行更新，在这种情况下，所考虑的改变因此改变，就其本身而言，磁图。在所述布置中，还可以使用本领域已知的其他方法(例如，自动阈值设置)来更新磁图。
在电梯使用中，例如，除了其他方面之外，可以确定从电梯轿厢的出发层到停止层过去的运行时间和在该楼层花费的停止时间、还有楼层之间的运行距离。例如，当电梯的楼层间距离的尺寸不同(在这种情况下，楼层之间的运行时间彼此不同)时，磁图的使用是有利的。可以提及的另一个例子是，在高层建筑物中常用的电梯的快速区域可以是30-50米，在快速区域中，运行楼层之间的距离，而不停止。
通过根据本发明的磁图，例如，当电梯轿厢是移动物体时，特别是由于时间因素，可以确定电梯轿厢在不同楼层的位置，即使在前述楼层存在相同的覆盖区。下述事实使得能够实现这：由于前述控制器部件、监视部件和致动器部件，系统具有关于在其轨迹上行进的移动物体在任何给定时间在磁图的哪个点处的所有时间最新信息。各种附加的测量部件，诸如加速度传感器、陀螺仪、压力传感器和其他传感器，如果必要，用作限定移动物体的位置的辅助。例如，当根据本发明的解决方案应用于在轮上移动的物体中时，还可以使用里程表作为辅助。
图8呈现了与时间和方位相关的、学习的或教导的磁覆盖区、改变情况以及改变性质的解释的简化表。该表仅仅是例子，绝不是完全的。除覆盖区本身之外，覆盖区中的若干改变也可以用于根据本发明的解决方案的基本任务(即，跟踪移动物体的位置、以及限定移动物体的运动状态)，并且还可以用于学习和分析移动物体的特有操作(例如，监视移动物体及其组件的状况)。然而，一些改变不是复发性的，而是一次性的性质，或者是由未知因素引起的。尽力识别这些改变和导致它们的情况并且例如通过从传感器获得的信息的帮助尽可能快地从任何干扰恢复。
对于图8的水平行A-I所呈现的每个总体情况，为了例示，下面给出与电梯相关的一个例子。情况可以例如是：
A)该情况表示电梯的初始状态。在该情况下，基于学习的覆盖区来识别电梯的运动状态和位置。电梯轿厢静止或在移动，并且在覆盖区中没有识别出与随时间或方位的变化学习的方面相关的改变。
B)电梯轿厢站立在一楼面处，并且电梯轿厢的门以及厅门打开或关闭。
C)电梯轿厢被加载或被卸载一箱未知的磁性材料，例如，永磁体。
D)电梯轿厢站立在一楼层处，并且相邻井道的另一电梯轿厢正在行驶过去。
E)由于电梯轿厢的门电机的磨损，当将覆盖区与学习的原始覆盖区进行比较时，在覆盖区中检测到由门的操作引起的长期改变。
F)与在教导时占主导的速度相比，在电梯的速度中可以检测到例如由于负载而导致的临时变化。
G)与在教导时占主导的速度相比，可以检测到电梯的速度的永久变化。这些类型的变化例如是由电机输出功率的改变、磨损或绳索滑动导致的改变。
H)由于相邻电梯的轿厢上的维修过程，使该相邻电梯在入口楼层停止一天的持续时间，并且在其轿厢中使用电装置，随着当移动时以及当静止时覆盖区的改变，检测这些装置。
I)电梯轿厢的门电机已经用新的门电机更换，该新的门电机的操作和抓握力矩不同于前一门电机。
如前所述，上述情况仅仅是通过根据本发明的解决方案可以检测的情况的例子，它们不以任何方式限制根据本发明的解决方案的其他操作和/或使用。
图9呈现了根据本发明的布置中将使用的一个测量装置1与外设装置的图解简图。装置1包括例如测量部件2以及测量部件2的控制单元3。前述测量部件2至少包括用于测量磁场的装置4，诸如磁强计，优选地，矢量磁强计或3D磁强计，其被构造为以矢量格式(即，按照彼此正交的三个方向(即，X、Y和Z坐标的方向)上的矢量值的方式)测量作用于测量位置上的磁场。方向X和Y例如在水平平面上彼此成直角，方向Z例如在垂直平面上相对于X方向和Y方向都成直角。X和Y方向可以也正好例如相对于移动物体的移动方向成直角，Z方向在这种情况下可以在移动物体的移动方向上。同样地，坐标轴的方向可以不同于上述坐标轴的方向。
测量部件2优选地还包括用于测量加速度的装置5，诸如加速度计，其被构造为将移动物体的加速度数据给予装置1的控制单元3，在这种情况下，例如，获得关于正被测量的移动物体是运动的、还是静止以及在哪个方向上(例如，是向上、还是向下)的信息。另外，可以使用基本上恒定的复发性加速度数据作为磁强计4在确定移动物体的位置时的辅助。从所述布置的操作性的角度来讲，加速度的测量装置5不是必要的，但是它是有利的辅助部件。测量部件2还可以包括前述一个或多个陀螺仪5a以及一个或多个压力传感器5b，它们测量的传感器信息，除了用于正常操作之外，还用作例如进行学习以找到移动物体的最佳轨迹的辅助手段。在受控轨迹上移动的物体的姿态和姿态改变用陀螺仪测量，例如，姿态中的旋转、或者例如高尔夫球棒的头部的姿态，以及例如电梯轿厢的高度信息用压力传感器测量。
测量部件2还可以包括机器视觉布置5c，其连接到根据本发明的解决方案的一部分。由机器视觉布置测量和处理的传感器信息可以用于本发明的许多实施例中。例如，通过机器视觉的帮助，在电梯解决方案中看见精确的井道空间，并且还可以推断电梯轿厢在井道中的位置。相应地，通过机器视觉的帮助，可以确定体育运动中的最佳轨迹，并且可以将它与教导情况下做出的轨迹进行比较。
测量部件2还包括处理部件6，其用于对磁场的测量值和加速度值、以及前述测量的传感器信息进行处理，并且将这些转换为适合于进一步处理的格式，例如转换为矢量格式的方位坐标，测量部件2还包括通信部件7，其用于将转换为合适格式的测量值发送到测量部件的控制单元3进行进一步处理，测量部件2例如经由USB端口连接到该控制单元。
测量部件的控制单元3可以是单独的单元，或者它可以直接集成到测量部件2中。控制单元3至少包括用户接口8，经由用户接口8，可以将信息输入到控制单元3，并且可以从控制单元3读取信息。另外，控制单元3包括处理单元9，其用于对从测量部件2和输入/输出部件10接收的测量数据进行处理，输入/输出部件10包括各种端口11，诸如USB端口、串行端口和其他必要端口，例如，用于将控制单元3连接到移动物体的控制系统和操作系统的端口。控制单元3更优选地包括用于记录和存储所测量的和所学习的信息以及其他信息的数据库12和存储器13，并且还包括用于控制测量部件2的控制部件14。例如根据采样频率将测量数据记录在数据库12和/或存储器13中。控制单元3还包括电源，其可以是连接到外部电源的独立电源16、或控制单元的自有电源15，例如，蓄电池或电池。图9呈现了包括外部电源16以及作为备份电源的自有电源15的解决方案。
控制单元3还包括用于将外部照相机17连接到所述布置的端口11和部件，在这种情况下，可以将例如数字静态照相机或摄像机给予的图像数据与测量部件2给予的测量数据一起利用。通过照相机17的帮助，例如，在电梯使用中，可以检查电梯的门或楼面的门是打开、还是关闭。照相机17还可以结合机器视觉布置5c使用。另外，控制单元3包括用于将外部显示器18连接到控制单元3的部件。例如，在电梯使用中，当电梯轿厢靠近所考虑的楼层时，可以将控制单元3编程为在显示器18上示出楼层特定信息。测量部件2被构造为：连续地测量电梯的位置，并且当电梯轿厢靠近感兴趣楼层时，在显示器18上示出连接到所考虑的楼层的信息，例如，关于该楼层上的企业、餐馆菜单等的信息。
在根据本发明的布置中将使用的测量装置1以及至少其测量部件2被固定为与将被测量的移动物体一起行进，并且控制单元3例如经由通信电缆1a或无线地连接到移动物体(诸如电梯)的控制系统。在以毫米测量精度确定物体的位置、或者甚至以好于毫米测量精度的精度确定物体的位置(例如如果需要如此，以使得以0.1-10mm的精度确定物体在其受控轨迹上的位置)时，对从测量部件2接收的以及通过控制单元3发送的测量数据进行处理。当采样精度例如为1000Hz时，这是可能的，在这种情况下，当物体(例如，电梯轿厢)以0.1-0.2m/s的平层速度移动时，最小定位精度将为100/1000＝0.1mm。这样，移动物体的控制系统连续地接收该移动物体的作为时间的函数的精确方位信息。
图10-12呈现了根据本发明的用于确定移动物体(诸如电梯轿厢19)的位置的布置的一种使用，当为了例示的目的时，在每个图中，电梯轿厢19在电梯井道25中的不同位置上。电梯轿厢19在电梯井道25中沿着确定的、即，受控的垂直轨迹移动，该垂直轨迹通常由金属导轨引导。电梯轿厢19悬挂在电梯绳索21上，电梯绳索21围绕例如电梯机器22的设置在电梯井道25的顶部的曳引轮23传送，并且向下返回到平衡配重20，平衡锤20在电梯井道25中与电梯轿厢19同时地、但是在相反的方向上移动。在该布置中，移动物体是电梯轿厢19，并且测量其位置的装置1或者至少装置1的测量部件2被构造为与电梯轿厢19一起移动。
在电梯井道25的顶部是具有曳引轮和其他必要装置的电梯机器22、以及例如电梯的控制柜24，所述柜具有除其他外包括电梯的操作系统和控制系统的装置。相应地，在电梯井道25的底部，除其他外，是用于电梯轿厢19和平衡配重20的缓冲器26和27，所述缓冲器包含金属。另外，每个楼面28具有电梯门29与它们自有的用于这些楼面的附加装置，所述门包含金属。所有的前述装置和结构组件在它们自己的环境下作用于所考虑的位置处的磁场。另外，楼面28的金属加强件和建筑物的墙壁以及屋顶和地板均以它们自己各自的方式作用于该位置处的磁场。这样，电梯轿厢19的具有金属和其他材料的特有环境引起地球磁场中的与电梯轿厢19相关的一定的可测畸变。
上面的装置和结构组件静态地作用于磁场，但是另外，必须考虑电梯轿厢19的门19a和开门机19b对磁场的影响、以及电梯的平衡配重20和曳引绳21对磁场的动态影响。然而，电梯轿厢19的门19a和开门机19b对磁场的影响对所有门基本上相同。另一方面，平衡配重的影响有所变化。平衡配重20在电梯井道25中在与电梯轿厢19相反的方向上移动，并且在根据图10的情况下，基本上靠近电梯轿厢19，但是在根据图11的情况下，显然高于电梯轿厢19，在根据图12的情况下，显然低于电梯轿厢19。除了别的之外，在平衡配重20和电梯的曳引绳中还存在金属，该金属影响它们附近的磁场。当平衡配重20根据图10基本上在电梯轿厢19的高度处时，从平衡配重转到卷扬机22的平衡配重20和曳引绳21都作用于测量装置1测量的磁场。相应地，当平衡配重20根据图11显然高于电梯轿厢19时，平衡配重20和曳引绳21对于靠近电梯轿厢19作用的磁场的影响较小。此外，当平衡配重20根据图12显然低于电梯轿厢19时，平衡配重20对于靠近电梯轿厢19作用的磁场的影响较小，但是平衡配重20与电梯的卷扬机22之间的曳引绳21作用于靠近电梯轿厢19的磁场。
在根据图11的情况下，电梯轿厢19在楼面28之间，在这种情况下，所考虑的点对该位置处的天然磁场的影响不同于靠近楼面28的点。在这种情况下，例如，楼面28的楼层中的厅门29和金属加强件使电梯轿厢19在所考虑的位置附近的天然磁场畸变的方式不同于电梯轿厢19正好位于楼面处的情况。
由于所有的上面的结构和电线以及建筑物和电梯的其他点使天然磁场偏转，电梯轿厢19内部和/或附近的磁场的方向和幅度取决于电梯轿厢19在电梯井道25中的位置。建筑物特有的、由除了分开安装的方位传感器或相应装置之外的结构导致的这种类型的占主导的磁场可以被认为是形成多个磁覆盖区，通过将实时测量的磁幅度与所述多个磁覆盖区进行比较，可以在根据现有技术不分开安装方位传感器(诸如磁体或RFID标识符)的情况下，确定电梯轿厢19在不同时刻的准确位置和速度。其最好情况是，如此形成的磁图在电梯轿厢19的不同位置方位上是明确的，在这种情况下，它明确地确定电梯轿厢19的位置。另一方面，其最糟情况是，在该图中存在谐波，在这种情况下，类似的磁场在不同的位置方位上重复。然而，这在实践中不是问题，因为通常谐波并不是同时在所有三个测量方向(即，X、Y、Z坐标轴的方向)上，并且另外，按照时间对电梯轿厢19的位置进行监视，在这种情况下，可以基于时间来验证位置，而不管谐波如何。
图13-15呈现了将用作根据本发明的方法和布置中的磁覆盖区的测量曲线，所述测量曲线由装置1的用于测量磁场的测量部件2在磁场的X、Y、Z坐标的方向上生成。测量结果以曲线的方式呈现，其中，曲线30描述磁场的方向X上的测量结果，曲线31描述磁场的方向Y上的测量结果，曲线32描述磁场的方向Z上的测量结果。在图13-15中，用作磁覆盖区的曲线的更高的更均匀的点30a、31a和32a描述电梯轿厢19在楼面28处，更低的、同时更不均匀的点30b、31b和32b描述电梯轿厢19在楼面28之间。
曲线30-32描述例如作为时间t的函数的磁场强度H。曲线30-32也可以仅呈现作为时间t的函数的磁通量的密度、或描述作为时间的函数的磁场的一些其他特殊幅度。这些曲线还可以以方位、而不是时间的函数的方式呈现，或者例如以作用于一位置上的整个情况的状态的函数的方式呈现。磁场因此例如在电梯井道25的不同点处是不同的。同样地，磁场在同一位置上、但是在不同时刻可以是不同的。所使用的采样频率越大，可以更精确地测量电梯轿厢19的位置。如果测量曲线30呈现的由一个坐标方向(例如，方向X)生成的磁覆盖区不足以足够清楚地限定电梯轿厢19的位置，则可以使用由其他两个坐标方向Y和Z生成的测量曲线31和32作为辅助，在这种情况下，电梯轿厢19的位置的确定是极其可靠的，因为所有的三个坐标方向X、Y和Z总是彼此具有足够程度的磁差异。
在根据本发明的方法和布置中，移动物体(诸如电梯轿厢19)的加速度的测量也可以通过用于测量加速度的装置5的帮助连接到磁测量，照相机17生成的图像信息的处理也可以一样，在这种情况下，除了基于磁场的测量获得的位置信息和速度信息之外，可以推断移动物体在哪个方向上移动、以及例如电梯轿厢19的门19a或厅门29是打开、还是关闭。通过照相机17的帮助，还可以观察除门的状态之外的其他改变。例如，建筑物的楼面28的楼层、天花板或墙壁可以是不同的颜色，或者在不同楼层上以不同方式构图。厅门内部的不同图案或例如所考虑的楼面的编号可以用照相机17识别。通过照相机17的帮助，可以根据此直接观察它是哪个楼层，并且可以使用该信息作为限定楼面28和位置的辅助。照相机17给予的信息可以仅用于限定楼面28，或者用作其他信息的辅助，例如，如果将从磁强计4获得的覆盖区数据由于某一原因不是足够明确，则可以将照相机17给予的信息用作磁强计4给予的信息的辅助。
根据本发明的方法和布置基于以下方向上的主要以3D矢量格式的制图和测量：X、Y和Z坐标轴的方向、以及因天然存在于电梯轿厢的行进路径的环境下的结构而在地球磁场中引起的前述磁改变的方向。在根据本发明的解决方案中，单独的磁性的或其他相应的传感器或检测器通常不被放置在电梯井道中，或者更一般地，不与移动物体的轨迹相关，恰恰相反，根据本发明的解决方案基于在移动物体的特有环境下作用的磁场。另外，移动物体(诸如电梯轿厢19)的移动在示例情况下诱导磁场中的动态分量和电梯机器也，就其本身而言，改变磁场。在这样情况下，所形成的磁图和将从该磁图获得的磁覆盖区30-32在不同建筑物中、在不同楼层上以及在不同电梯中是不同的。
在根据本发明的方法和布置中，利用了电梯轿厢19的不同位置上的磁场的变化，并且通过将通过用测量部件2进行测量而创建的磁图与其中的磁覆盖区30-32(诸如，所获得的磁场的与不同坐标轴X、Y、Z相关的矢量的测量值)进行比较，实现这样的解决方案，通过该解决方案，可以在不在电梯井道25中分开设置测量传感器的情况下快速地、准确地、可靠地测量电梯轿厢19在特定时刻在电梯井道25中的位置。
移动物体的可靠位置跟踪，诸如电梯轿厢19在电梯井道25中的位置跟踪，首先用所述布置的初始化实现，该初始化在物体的实际操作之前、或开始操作时、或者还在操作期间执行。
关于初始化，使物体(诸如电梯轿厢19)在前述受控轨迹上移动，并且在前述受控轨迹上的按照方位和/或时间对于该物体重要的点处，用用于测量磁场的部件(4)测量作用于该物体上的磁场，并且将所获得的测量结果作为磁覆盖区记录在所述布置的存储器13中。按照方位重要的点，对于电梯轿厢19，例如是楼面的点，以使得电梯轿厢后来能够靠近正确的楼面停止。相同的点也可以按照时间，例如从主楼层起以电梯的恒定速度向上确定。在这种情况下，可以通过时间测量的帮助来区分其磁覆盖区显得类似的楼层。相应地，在体育运动中(诸如在网球击球或高尔夫击球中)，当按照时间(例如，采样频率间隔)定义时，击球轨迹的重要点可能比基于方位的移动路径的检测点更易于彼此区分。
关于初始化，形成大的多个磁覆盖区，并且教导从所述布置的操作的角度来讲必需的事宜。在初始化期间，教导移动物体(例如，电梯轿厢19)检测它自己在电梯井道25中的位置。教导被实现为教导驱动或自学习。关于教导，收集楼层信息的磁覆盖区，并且向电梯教导这些磁覆盖区，或者电梯学习受控轨迹的从电梯的操作的角度来讲具有重要性的那些轨迹点，例如，与受控轨迹相关的按正确顺序的楼面的位置。相应地，例如，在体育运动中，诸如在网球击球或高尔夫击球中，学习与时间、位置和速度相关的最佳击球轨迹。
根据一个实施例，通过下述方式来执行教导：首先，构造具有覆盖区30-32的磁图，结合该磁图，将电梯轿厢19例如从建筑物的地下室层驱动到最顶层，同时，至少测量作用于电梯轿厢19上的特有磁场，装置4用于在三个不同的坐标方向(例如，方向X、Y和Z)上测量磁场。因此，现在的问题是，磁场不是受到仅意图用于确定位置的任何类型的独立组件(诸如，方位传感器或独立传感器)的作用，而是受到建筑物和电梯的自有结构的作用，这些结构甚至在不确定电梯轿厢19的位置的情况下也将存在。
当电梯轿厢19在某一楼面28处时，经由用户接口8将关于所考虑的楼面28的信息输入到测量装置1中。对于每个楼面28，采用该过程。
如上面所提及的，还可以例如通过假定电梯轿厢19从第一层开始其移动、并且均匀地向上驱动到顶部、或者反向运行来自动地实现教导。教导作为所谓的随机运行上的自学习也是可能的，在这种情况下，电梯轿厢19被布置为在电梯井道25中远远地驱动，直到所述布置检测到与楼层数量相同数量的不同磁覆盖区为止，所述布置例如通过从用于测量加速度的装置5接收的测量数据的帮助按正确地顺序放置楼面28。通过用户接口8的帮助，将楼面28的编号给予所述布置的控制单元3。
另外，结合电梯的操作，例如，结合每次运行或者按所设置的间隔，更新磁图和磁覆盖区30-32，这些磁图和磁覆盖区30-32是参考基础。在这种情况下，用于测量磁场的装置4在磁场中检测例如由建筑物的下沉导致的改变、以及在电梯轿厢19的直接环境下发生的结构改变。在这种情况下，所述布置主要对磁场中的长期改变做出反应。
在教导阶段中，以及在正常操作期间，从照相机17获得关于电梯轿厢19的门19a的状态数据，即，门19a是打开、还是关闭。例如，当电梯轿厢19的门19a打开时，知道电梯轿厢19在楼面28处，其后，测量所考虑的楼面的磁覆盖区。如前面所说明的，关于电梯轿厢19的门19a的状态数据还从磁强计4接收。其最好情况是，磁强计4提供确定电梯轿厢19在每个时刻的状态的方式，在这种情况下，因此，从电梯轿厢19的状态，确定例如电梯轿厢19的门19a的位置、速度和方位。
相应地，在教导之后，在位置跟踪阶段中，即，结合电梯轿厢19的正常操作，将转换为用于测量磁场的装置4的坐标的基本实时测量结果，即，实时磁覆盖区30-32与结合教导形成的、其后可能更新的磁图进行比较，并且与其中的磁覆盖区30-32进行比较以用于确定电梯轿厢19的楼层信息和/或准确方位信息。在所述比较中，可以结合磁图以及用于解释被测信号的相关性的操作使用本领域中已知的各种方法。
根据本发明，在教导阶段中，用用于测量磁场的装置4采集每秒大约50-400个采样，合适地，例如大约100-200个采样，优选地，例如大约150个采样作为参考覆盖区30-32，但是还可以使用其他采样频率。如上所述，如果必要，可以使用高达1000Hz的采样频率。采样频率越高，电梯轿厢19的位置的测量精度越精确。在所有三个方向上，即，在X、Y和Z坐标的方向上采集所有采样，即，测量结果，这些测量结果被采集用于参考覆盖区30-32，并且将这些采样记录在测量装置1的存储器13和/或数据库12中。
相应地，在位置跟踪阶段中，将不同坐标轴X、Y、Z的方向上的实时测量结果与参考覆盖区30-32进行比较，提前在某一时间间隔(例如，一秒间隔)内将该实时测量结果记录在测量装置1的存储器13和/或数据库12中，在这种情况下，例如，当采样频率为一秒150个采样时，在所有三个坐标方向中的每个坐标方向上有150个连续采样将被比较。所述比较例如通过测量装置1的处理器单元9的帮助，例如使用最小二乘法或给予足够可靠的比较结果的另一相应方法来执行。作为所述比较的结果，确定电梯轿厢19当时在电梯井道25中的位置。
根据本发明的布置还包括用于所述布置的自调整的部件。在这种情况下，如果在作用于例如磁场的移动物体的环境下发生改变，则所述布置能够使自己适应这些改变，以使得最佳自调整是目标。
通过根据本发明的解决方案，还可以监视电梯的结构组件的行为、以及例如由于根据本发明的解决方案可以及时地解决的逐渐磨损和故障。通过将实时测量结果与参考覆盖区30-32进行比较，例如，可以在电梯轿厢的开门机19b的故障严重到使得在电梯上较长时间中断服务之前，已经看出在电梯轿厢的开门机19b的操作中发生的改变。同样地，可以通过将实时测量结果与参考覆盖区30-32进行比较来在可能更大的缺陷之前及时地看出在电梯轿厢19的移动中(诸如在加速或制动中)发生的相对适度的改变，在这种情况下，可以快速地、以低成本使电梯进入正常操作状况，而没有更大的修理和操作破坏。
如上面已经提及的，根据本发明的解决方案还可以应用于确定和观察其他不同类型的路径移动。在这种情况下，可以首先向测量装置1教导例如最佳移动路径与移动速度，并且将根据本发明的测量装置1构造为监视移动路径和移动速度。在这些情况下，根据本发明的布置可以用于例如教导要求正确轨迹的各种体育运动，诸如网球击球和高尔夫击球，其中，磁覆盖区由击球的旋转运动形成。
例如，在教导网球击球或高尔夫击球时，在根据本发明的解决方案中，可以使用根据本发明的测量装置1作为表带，该表带设有例如用于测量磁场的部件4，可能还设有一个或多个用于测量加速度的装置5，并且该表带被构造为测量例如击球的移动路径和移动速度。机器视觉5c也可以用作用于测量和记录击球表现的辅助。当击球的人或训练员对通过击球的帮助带来的表现满意时，可以将用于击球的移动路径和移动速度作为所谓的模范表现记录在测量装置1的存储器13中，这例如在电梯实施例中对应于学习楼层的位置。此后，击球的人从测量装置1接收关于以下的信息：他/她的练习击球、他们离所记录的模范表现有多近、还有如果击球不对应于模范表现、那么应如何纠正后面的击球。
在实践中，例如，练习网球击球的人不必能够停留在完全相同的位置上，也不必为完全相同的姿态，在这种情况下，与地球磁场相关地，他/她手中的网球拍在不同的击球中不在完全相同的轨迹上移动，即使肩关节周围的轨迹相同，因为现在肩关节本身与地球磁场相关地移动。通过针对练习的人将他们自己的局部磁场和坐标系布置为用于例如在不存在事先指定的最佳轨迹的环境下进行学习和自适应来校正该缺陷。在这种情况下，例如，练习的人具有磁通量带，其总是保持离练习的人的肩关节的距离相同，即使肩关节在不同场合以与地球的磁场相关的不同方式移动。在这种情况下可以消除因地球磁场生成的测量结果，并且在练习的人的手腕上的、用于测量磁场的装置1被构造为测量手臂的与该练习的人的胸部或骨盆上的磁通量带相关的移动。
所述布置包括用于考虑各种环境效应(诸如风、照明和温度)并且用于例如通过调整磁通量带的设置来消除它们引起的有害影响的部件，在这种情况下，可以通过考虑环境效应调整磁通量带的磁场来优化轨迹。在这种情况下，尽管环境因素不同，但是总是获得击球表现模型的最佳轨迹。因为所有普遍状况共有的并且例如适合于不同人的单个最佳轨迹不存在，所以通过本发明的帮助，可以通过用作辅助附加测量部件的磁通量带的控制，针对环境、用户和当时普遍的情况来配置最佳轨迹，所述辅助附加测量部件诸如加速度传感器5、陀螺仪5a、压力传感器5b、机器视觉5c等。
对于本领域技术人员显而易见的是，本发明不仅仅限于上述例子，而是它可以在权利要求的范围内变化。因此，例如，如上面已经提及的，本发明可以应用于确定许多类型的移动物体的准确位置。在这种情况下，其他可能的移动物体例如是在其行进路径上移动的起重机、沿着铁轨或轨道移动的货物运输装置或车辆、或沿着受控轨迹移动的一些其他相应装置。
对于本领域技术人员还显而易见的是，根据本发明的解决方案还可以应用于除了沿着受控轨迹移动的那些装置之外的其他装置。因此，例如，根据本发明的解决方案可以用于开车到特定位置，诸如开车到多层停车场中的停车处。多层停车场的具体结构中的具体加强件也是单个的，在这种情况下，可以通过根据本发明的装置的帮助来教导车辆例如准确地倒进正确的停车位并且准确地倒进停车位中的正确方位。
对于本领域技术人员还显而易见的是，除了找出移动物体在直线轨迹上的位置之外，还可以通过根据本发明的方法和布置来确定旋转物体在不同时刻的姿态。这可以例如通过将根据本发明的测量装置放置在旋转物体的边缘上来实现。
对于本领域技术人员还显而易见的是，在解决方案中，可以使用多于一个的用于测量磁场的磁强计或相应装置，例如，两个、三个或者甚至更多个。当例如知道两个磁强计的相互作用时，可以带来立体磁力测定，其可靠性和精度好于仅使用一个磁强计时。例如，当电梯轿厢是移动物体时，在电梯轿厢的前部的顶部可以是一个磁强计，在后部的底部，可以是另一个磁强计。
对于本领域技术人员还显而易见的是，除了作用于移动物体的行进路径上的天然磁场之外，还可以设置用于作用于行进路径上的、补充或改进磁强计的测量结果的特殊传感器系统。在这种情况下，例如，当电梯是移动物体时，可以将永磁体或其他传感器设置在电梯的楼面上和/或电梯井道中的其他合适的点上，这些传感器均单个地作用于电梯轿厢的行进路径上的将被测量的磁场上并且在磁覆盖区上经由该磁场。

Claims (20)

1.一种用于确定被构造为在因静态和/或动态改变而发生偏转的磁场中基本上沿着相同的受控轨迹移动的物体的位置和/或速度的方法，在所述方法中，结合所述物体配装至少测量在所述物体的不同位置上作用于所述物体上的磁场的测量装置(1)，所述测量装置至少包括用于从所接收的测量数据测量磁场的部件(4)，从所述部件，形成描述在所述物体的不同位置上作用于所述物体的磁场的磁覆盖区(30-32)，所述磁覆盖区在所述物体的实际操作之前被记录在所述布置的存储器(13)中以供以后使用，其特征在于，
在实际操作之前或者在操作期间，执行初始化，其中，使所述物体在前述受控轨迹上移动，并且在前述受控轨迹上的根据方位和/或时间确定的点处，用用于测量磁场的部件(4)测量作用于所述物体上的磁场，并且将所获得的测量结果作为磁覆盖区记录在所述布置的存储器(13)中；
如果必要，在从所述物体的操作的角度来讲所述受控轨迹的关键点处，使用除了测量所述磁场之外的附加测量部件作为辅助，所述附加测量部件诸如机器视觉(5c)、陀螺仪(5a)、压力传感器(5b)、时间测量部件、和/或用于在所述物体的环境下在那时测量所述物体的其他传感器数据和/或时间使用数据的部件，并且将所获得的测量结果记录在所述布置的存储器(13)中；
从在所述受控轨迹上的前述根据方位和/或时间确定的点处获得的测量结果，通过将所述测量结果固定到所述受控轨迹的确定的测量位置来形成所述物体的与前述受控轨迹相关的方位数据，并且如果必要，还形成将连接到所述方位数据的时间数据；
在操作期间，用与初始化期间相同的用于测量磁场的部件(4)测量所述物体的移动和环境，并且如果必要，还用与初始化期间相同的其他附加测量部件测量所述物体的移动和环境，并且将所获得的测量结果与从在初始化期间记录在所述布置的存储器(13)中的测量结果形成的最佳传感器数据进行比较，并将所获得的测量结果记录在存储器(13)中，所述所获得的测量结果诸如时间数据、方位数据、速度数据和压力数据、以及关于所述物体的环境状况的测量数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在学习、自调整、外部模型的使用、初始化或相应功能之后，通过下述方式来至少确定所述物体的位置：用用于测量磁场的部件(4)在三个坐标X、Y、Z的方向上基本上实时地测量作用于沿着受控轨迹移动的物体上的磁场，所述磁场因由所述物体的环境和所述物体本身引起的静态和动态变化而发生偏转；将测量结果与用相同的用于测量磁场的部件(4)在前述受控轨迹上测量并且预先记录在存储器(13)中的磁覆盖区(30-32)进行比较；并且还根据所述比较的结果来推断所述物体在其受控行进路径上的位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从前述磁覆盖区(30-32)，形成三维磁图，通过将在所述受控行进路径的每个方位(P,P1,P2,…PN)处测量的覆盖区(30-32)和时间维度(t)彼此组合来从所述三维磁图进一步形成四维磁图。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，结合学习或初始化并且结合所述物体的操作，在不使用单独的方位传感器或用于确定所述位置的传感器的情况下，从地球的磁场测量将在三个坐标X、Y、Z的方向上测量的磁覆盖区(30-32)，所述地球的磁场因所述物体的紧邻的周围环境以及所述物体本身特有的结构而被修改。
5.根据前面的任一权利要求所述的方法，其特征在于，除了磁场测量之外和/或作为磁场测量的辅助，使用加速度测量来确定所述物体的位置，所述加速度测量由以下装置执行：用于测量加速度的装置(5)，所述装置被构造用于与所述移动物体一起移动，并且被构造为将所述移动物体的方向信息给予测量装置(1)；和/或陀螺仪(5a)，所述陀螺仪(5a)被构造用于与所述移动物体一起移动，并且被构造为将所述移动物体的旋转方向给予测量装置(1)；和/或压力传感器(5b)，所述压力传感器(5b)被构造用于与所述移动物体一起移动，并且被构造为将关于在所述移动物体的环境下施加的压力的信息给予测量装置(1)；和/或机器视觉设备(5c)，所述机器视觉设备(5c)就其本身被构造用于与所述移动物体一起移动，并且被构造为将关于所述移动物体的环境的视觉信息给予测量装置(1)。
6.根据前面的任一权利要求所述的方法，其特征在于，陀螺仪(5a)用于为测量装置(1)生成与沿着受控轨迹移动的物体的取向和旋转方向相关的信息，并且压力传感器(5b)用于为测量装置(1)生成与作用于沿着受控轨迹移动的物体上的压缩数据相关的或与所述物体的高度位置相关的信息，并且其他附加测量装置用于为测量装置(1)生成与沿着受控轨迹移动的物体的环境的状况相关的信息。
7.根据前面的任一权利要求所述的方法，其特征在于，除了磁场测量之外和/或作为磁场测量的辅助，使用视频信号或图像信号来确定所述物体的位置，所述信号由被构造用于与所述移动物体一起移动的照相机(17)生成，所述照相机被构造为将例如关于所述物体的结构的状态信息或关于所述物体的环境的信息给予测量装置(1)。
8.根据前面的任一权利要求所述的方法，其特征在于，将所述磁场的测量值、加速度和/或减速度的测量值以及图像信息记录在测量装置(1)的自有存储器或所述物体的控制系统的存储器中，所述磁场的测量值由用于测量磁场的部件(4)测量，所述加速度和/或减速度的测量值由用于测量加速度的装置(5)测量，所述图像信息通过照相机(17)的帮助而获得。
9.根据前面的任一权利要求所述的方法，其特征在于，至少用于测量磁场的部件(4)配装在电梯轿厢(19)上，并且用前述用于测量磁场的部件(4)，测量与所述建筑物的自有结构和所述电梯的结构相关的、在所述电梯轿厢(19)的行进路径的不同位置上作用于电梯轿厢(19)的特性确定的磁场。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，除了磁场测量之外和/或作为磁场测量的辅助，使用加速度测量来确定电梯轿厢(19)的位置，所述加速度测量由用于测量加速度的、被构造用于与电梯轿厢(19)一起移动的装置(5)执行，并且如果必要，使用视频信号或图像信号作为辅助，所述信号由被构造用于与电梯轿厢(19)一起移动的照相机(17)生成，并且将所述磁场的测量值、加速度和/或减速度的测量值以及图像信息，例如，电梯的门(19a,29)的开门数据或楼面(28)的视图数据，记录在测量装置(1)的自有存储器(13)或所述电梯的控制系统中，所述磁场的测量值由用于测量磁场的部件(4)测量，所述加速度和/或减速度的测量值由用于测量加速度的装置(5)测量，所述图像信息通过照相机(17)的帮助而获得。
11.一种用于确定被构造为在因静态和/或动态变化而发生偏转的磁场中沿着受控轨迹移动的物体的位置和/或速度的设备，在所述设备中，至少测量在所述物体的不同位置上作用于所述物体上的磁场的测量装置(1)结合所述物体配装，所述测量装置至少包括用于从所接收的测量数据测量磁场的部件(4)，从所述部件，形成描述在所述物体的不同位置上作用于所述物体的磁场的磁覆盖区(30-32)，所述磁覆盖区被构造为被记录在所述设备的存储器(13)中以供以后使用，其特征在于，
所述设备包括用于执行以下步骤的部件：当使所述物体在前述受控轨迹上移动时，在所述物体的实际操作之前或者在所述物体的操作期间执行初始化；在前述受控轨迹上的根据时间和/或方位确定的点处，用用于测量磁场的部件(4)测量作用于所述物体上的磁场；并且将所获得的测量结果作为磁覆盖区记录在所述设备的存储器(13)中；
除了用于测量磁场的部件(4)之外，如果必要，所述设备还包括附加测量部件，所述附加测量部件诸如连接到机器视觉(5c)的装置、陀螺仪(5a)、压力传感器(5b)、时间测量部件、和/或测量所述物体在其环境下在那时的其他传感器数据和/或时间使用数据的部件，所述设备还包括将所获得的测量结果记录在所述设备的存储器(13)中的部件；
所述设备还包括用于修复物体的位置信息的部件，所述位置信息从在前述受控轨迹上的前述根据时间和/或方位确定的点处获得的测量结果形成，并且如果必要，所述部件还用于修复时间信息，所述时间信息连接到所述位置信息以及所述受控轨迹的前述确定的测量位置；
在所述物体的操作期间，所述物体的移动被构造为用与初始化期间相同的用于测量磁场的部件(4)测量，并且如果必要，还用与初始化期间相同的其他附加测量部件测量，并且所获得的测量结果被布置为与从在初始化期间记录在所述设备的存储器(13)中的测量结果形成的时间信息和位置信息进行比较，并且被记录在存储器(13)中。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，用于测量磁场的部件(4)被构造为在磁场的三个坐标X、Y、Z的方向上基本上实时地测量作用于沿着受控轨迹移动的物体上的磁场，所述磁场因由所述物体的环境和所述物体本身引起的静态和动态变化而发生偏转，并且所述设备包括连接到用于测量磁场的部件(4)的控制单元(3)，所述控制单元被构造为：至少将用于测量磁场的部件(4)的测量结果与在前述受控轨迹上用相同的用于测量磁场的部件(4)测量的并且被预先记录的磁覆盖区(30-32)进行比较，并且还根据所述比较的结果来至少推断所述物体在其受控行进路径上的准确位置。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述设备包括适合于创建和更新四维地图的目的的设备，并且通过前述设备的帮助，从前述磁覆盖区(30-32)形成三维磁图，通过将在行进路径的每个位置(P,P1,P2,…PN)处测量的覆盖区(30-32)和时间维度(t)彼此组合来从所述三维磁图进一步形成四维磁图。
14.根据权利要求11、12或13所述的设备，其特征在于，结合学习、初始化或自调整或相应功能并且结合所述物体的操作，将在三个坐标X、Y、Z的方向上测量的磁覆盖区(30-32)被构造为在不使用单独的方位传感器或用于确定所述位置的传感器的情况下从地球的磁场测量得到，所述地球的磁场因所述物体的紧邻的周围环境以及所述物体本身特有的结构而被修改。
15.根据前面的权利要求11-14中的任何一个所述的设备，其特征在于，除了用于测量磁场的部件(4)之外和/或作为用于测量磁场的部件(4)的辅助，所述设备包括用于测量加速度的装置(5)、和/或生成视频信号或图像信号的照相机(17)，这些装置被构造用于与所述移动物体一起移动。
16.根据前面的权利要求11-15中的任何一个所述的设备，其特征在于，所述设备包括诸如以下的部件：用于处理和记录从测量部件(2)获得的测量数据的处理器单元(9)和存储器(13)，所述测量数据诸如磁场的测量值、加速度和/或减速度的测量值以及图像信息，所述磁场的测量值由用于测量磁场的部件(4)测量，所述加速度和/或减速度的测量值由用于测量加速度的装置(5)测量，所述图像信息通过照相机(17)的帮助而获得。
17.根据前面的权利要求11-16中的任何一个所述的设备，其特征在于，至少用于测量磁场的部件(4)被构造为与电梯轿厢(19)一起移动，并且前述用于测量磁场的部件(4)被布置为在电梯轿厢(19)的移动路径的不同位置处测量作用于电梯轿厢上的、与建筑物的自有结构和电梯的结构相关的特性确定的磁场。
18.根据前面的权利要求11-17中的任何一个所述的设备，其特征在于，除了用于测量磁场的部件(4)之外和/或作为用于测量磁场的部件(4)的辅助，用于确定电梯轿厢(19)的位置的设备包括用于测量加速度的、被构造为与电梯轿厢(19)一起移动的装置(5)，并且如果必要，所述设备还包括被构造用于与电梯轿厢(19)一起移动的、用于生成视频图像或图像信号的照相机(17)，并且将所述磁场的测量值、加速度和/或减速度的测量值以及图像信息记录在测量装置(1)的自有存储器(13)或所述电梯的控制系统中，所述磁场的测量值由用于测量磁场的部件(4)测量，所述加速度和/或减速度的测量值由用于测量加速度的装置(5)测量，所述图像信息通过照相机(17)的帮助而获得。
19.根据前面的权利要求11-18中的任何一个所述的设备，其特征在于，除了作用于所述物体的行进路径上的天然磁场之外，还设置用于作用于所述行进路径上的传感器系统，所述传感器系统补充并且改进通过测量部件(4)获得的测量结果，并且例如当电梯轿厢(19)是移动物体时，在电梯的楼面(28)上和/或在电梯井道(25)中的其他合适的点处设置永磁体或其他传感器，所述传感器均单个地作用于电梯轿厢(19)的行进路径上并且在所述磁覆盖区上经由所述行进路径的将被测量的磁场上。
20.包括在三个坐标X、Y、Z的方向上测量地球的磁场的部件(4)的设备的用途，所述地球的磁场因至少物体的紧邻的环境和所述物体本身特有的结构而被修改，所述部件被构造用于确定在因静态和/或动态变化而发生偏转的磁场中沿着受控轨迹移动的物体的位置和/或速度，并且如果必要，测量所述移动物体的加速度和/或减速度和/或旋转方向和/或施加于所述物体上的压力，并且如果必要，所述设备还包括：照相机(17)，所述照相机(17)生成视频信号或图像信号；和/或机器视觉设备(5c)，所述机器视觉设备(5c)用于确定以下装置的位置：被构造为在电梯井道(25)中移动的电梯轿厢(19)、被构造为在其行进路径上移动的起重机、沿着铁轨或轨道移动的货物运输装置或车辆、被构造为沿着受控轨迹移动的一些其他相应装置或物体，或者所述机器视觉设备(5c)用于确定移动物体的移动路径和/或移动速度。
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