CN106032232A - 电梯轿厢空间占有物的识别装置及识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯轿厢空间占有物的识别装置，包括数据输入模块、数据采集模块、数据处理模块、信号传输模块；数据处理模块对数据输入模块传输来的尺寸数据进行运算，得出三维成像装置的安装位置、固定区域的大小，存入存储单元；存储单元将数据采集模块传输来的各采样点的数字信号缓存，计算其与占有物尺寸的高度差值，结合占有物高度的最大变化值来判断轿厢内是否有占有物，从而对轿厢内是否有占有物进行识别。本发明能够准确识别到电梯轿厢内是否运载特定占有物，以判定是否需要响应外召，从而提高电梯运载特定占有物时的运输效率。本发明还公开了一种电梯轿厢空间占有物的识别方法。

Description

电梯轿厢空间占有物的识别装置及识别方法

技术领域

本发明涉及一种电梯控制技术领域，具体涉及一种电梯轿厢空间占有物的识别装置。本发明还涉及一种电梯轿厢空间占有物的识别方法。

背景技术

电梯是一种用于多层建筑载人或运送货物的升降设备，一般的电梯均有称量装置，当轿内负载达到设定值时，认为轿厢为满载状态，此时电梯将不响应沿途所有的轿外召唤，仅执行轿内指令，用以防止因无用的停靠而造成运输效率的下降。但对于医用电梯、货梯、或一些有特定需求的电梯，此类电梯要求：当电梯轿厢内运载了某一特定占有物时，电梯应不响应轿外召唤，仅执行轿内指令，用以提高电梯运载该特定占有物时的运输效率。为满足这一需求，依靠现有的称量装置无法实现，因此，需要一种能够识别电梯轿厢内特定占有物的装置。

目前，在中国发明专利申请CN101708797A公开的一种方法是利用摄像头拍摄空轿厢时的图像与其他状态时的轿内图像，将两个图像进行减影来识别轿厢内的疏密状况，从而判断电梯轿厢是否满载，若满载则不响应外召。但这种方法无法有效识别特定的占有物，例如当轿厢内仅有一个所述占有物时，该方法识别到的疏密状况为较疏，不能输出满载信号，电梯依然响应外召，不能满足识别到特定占有物时，电梯就不响应外召的需求。

另外，在中国发明专利申请CN 103832909A公开的一种方法是利用多个空间测量装置，用于测量轿厢的占用空间面积，并将面积信号转变为电信号传输至轿厢控制器，通过与设定值的对比来控制轿门的开关。其中，多个空间测量装置为以矩阵形式布满轿底的称重传感器或者以矩阵形式布满轿顶的测距传感器。但是这种方法同样无法识别特定的占有物，并且此法需要安装较多的空间测量装置，既增加了费用也降低了美观，同时对控制器的数据处理能力要求很高，处理器费用也相应增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电梯轿厢空间占有物的识别装置，它可以识别电梯轿厢空间内有无特定占有物。

为解决上述技术问题，本发明电梯轿厢空间占有物的识别装置的技术解决方案为：

包括数据输入模块、数据采集模块、数据处理模块、信号传输模块；

数据输入模块：通过数据输入模块输入轿厢尺寸、占有物尺寸和占有物高度的最大变化值，数据输入模块将尺寸数据传输给数据处理模块；

数据采集模块：包括三维成像装置和三维图像处理装置；三维成像装置采集固定区域内的图像，三维图像处理装置将所述图像的各采样点的三维信息转化为数字信号，再将这些数字信号传输到数据处理模块进行运算分析；

数据处理模块：数据处理模块对数据输入模块传输来的尺寸数据进行运算，得出三维成像装置的安装位置、固定区域的大小，存入存储单元；存储单元将数据采集模块传输来的各采样点的数字信号缓存，计算其与占有物尺寸的高度差值，结合占有物高度的最大变化值来判断轿厢内是否有占有物，从而对轿厢内是否有占有物进行识别；

信号传输模块：实现数据处理模块与电梯主控制器之间的信号传输。

所述数据处理模块计算各采样点与占有物尺寸的高度差值D_(x，y)的方法为：

D_(x，y)＝H_car-H_obj-Z_(x，y)

其中，Z_(x，y)为以x，y值来定位的某一采样点在Z轴方向上与基准点之间的距离，

H_car为轿厢的高度尺寸，

H_obj为占有物的高度尺寸。

所述数据处理模块计算三维成像装置的安装位置和固定区域的尺寸大小的方法为：

判断占有物与轿厢的尺寸比；当占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＞A_car/2，B_obj＞B_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝[A′_fix，PP]min，

固定区域的宽度值B_fix＝[B′_fix，QQ]min，

其中，A′_fix＝2×(A_obj-A_car/2)，

A_car为轿厢的长度尺寸，

A_obj为占有物的长度尺寸，

PP为三维成像装置的采样极限区域的长度尺寸，

B′_fix＝2×(B_obj-B_car/2)

B_car为轿厢的宽度尺寸，

B_obj为占有物的宽度尺寸，

QQ为三维成像装置的采样极限区域的宽度尺寸；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＜＝A_car/2，B_obj＞B_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝PP，

固定区域的宽度值B_fix＝[B′_fix，QQ]min；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

当占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2，且占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，即B_obj＜＝B_car/2，A_obj＞A_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝[A′_fix，PP]min，

固定区域的宽度值B_fix＝QQ；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

所述数据处理模块判断轿厢内是否有占有物的方法为：

当占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＞A_car/2，B_obj＞B_car/2，则当每个采样点的差值都满足0≤D_(x，y)≤K_set，则数据处理模块输出有占有物信号；当有采样点的差值不满足0≤D_(x，y)≤K_set，则输出无占有物信号；

其中，K_set为占有物高度的最大变化值；

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＜＝A_car/2，B_obj＞B_car/2，则计算满足0≤D_(x，y)≤K_set的采样点个数与所有采样点个数的比值，当该比值大于时，则数据处理模块输出有占有物信号，否则输出无占有物信号；

当占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2，且占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，即B_obj＜＝B_car/2，A_obj＞A_car/2，则计算满足0≤D_(x，y)≤K_set的采样点个数与所有采样点个数的比值，当该比值大于时，则数据处理模块输出有占有物信号，否则输出无占有物信号。

所述信号传输模块的信号传输方式为现场总线、晶体管电平输出或继电器触点输出。

所述数据处理模块包括存储单元和数字信号处理单元；存储单元用于永久保存数据输入模块写入的数据以及计算得到的三维成像装置的安装位置、固定区域的大小和固定区域内采样点的个数，并能缓存数据采集模块每次传输过来的数字信号；数字信号处理单元计算每个采样点Z轴方向的值与特定占有物高度的差值，判断轿厢内是否存在该占有物，并输出有无占有物信号。

所述数据输入模块的输入方式为采用出厂前预先设置；或者采用现场外接装置设置。

本发明还提供一种电梯轿厢空间占有物的识别方法，其技术解决方案为，包括以下步骤：

步骤S01，输入数据；

通过数据输入模块输入轿厢尺寸、占有物尺寸和占有物高度的最大变化值；

步骤S02，存储并计算；

将通过数据输入模块所输入的数据存入数据处理模块的存储单元，并通过数据处理模块的处理单元计算得到三维成像装置的安装位置和固定区域的尺寸大小；

所述步骤S02中数据处理模块的处理单元计算三维成像装置的安装位置和固定区域的尺寸大小的方法为：

判断占有物与轿厢的尺寸比；当占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＞A_car/2，B_obj＞B_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝[A′_fix，PP]min，

固定区域的宽度值B_fix＝[B′_fix，QQ]min，

其中，A′_fix＝2×(A_obj-A_car/2)，

A_car为轿厢的长度尺寸，

A_obj为占有物的长度尺寸，

PP为三维成像装置的采样极限区域的长度尺寸，

B′_fix＝2×(B_obj-B_car/2)

B_car为轿厢的宽度尺寸，

B_obj为占有物的宽度尺寸，

QQ为三维成像装置的采样极限区域的宽度尺寸；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＜＝A_car/2，B_obj＞B_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝PP，

固定区域的宽度值B_fix＝[B′_fix，QQ]min；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

当占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2，且占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，即B_obj＜＝B_car/2，A_obj＞A_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝[A′_fix，PP]min，

固定区域的宽度值B_fix、＝QQ；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

步骤S03，安装三维成像装置；

步骤S04，当电梯门完成一次由开到关的关门过程至电梯门关闭时，数据采集模块进行一次数据采集，得到一组固定区域内的三维图像数据，并转化为数字信号(x，y，z)传输给数据处理模块；

步骤S05，数据处理模块将采集到的数字信号缓存，记为Z_(x，y)；

步骤S06，数据处理模块的处理单元计算各采样点在Z轴方向与预先输入的占有物尺寸的差值；

采样点与预先输入的占有物尺寸的差值为：

D_(x，y)＝H_car-H_obj-Z_(x，y)

其中，Z_(x，y)为以x，y值来定位的某一采样点在Z轴方向上与基准点之间的距离，

H_car为轿厢的高度尺寸，

H_obj为占有物的高度尺寸，

步骤S07，根据差值判断是否有占有物。

所述步骤S07中判断是否有占有物的方法如下：

当占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＞A_car/2，B_obj＞B_car/2，则当每个采样点的差值都满足0≤D_(x，y)≤K_set，则数据处理模块输出有占有物信号；当有采样点的差值不满足0≤D_(x，y)≤K_set，则输出无占有物信号；

其中，K_set为占有物高度的最大变化值；

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＜＝A_car/2，B_obj＞B_car/2，则计算满足0≤D_(x，y)≤K_set的采样点个数与所有采样点个数的比值，当该比值大于时，则数据处理模块输出有占有物信号，否则输出无占有物信号；

当占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2，且占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，即B_obj＜＝B_car/2，A_obj＞A_car/2，则计算满足0≤D_(x，y)≤K_set的采样点个数与所有采样点个数的比值，当该比值大于时，则数据处理模块输出有占有物信号，否则输出无占有物信号。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明能够准确识别到电梯轿厢内是否运载特定占有物，以判定是否需要响应外召，从而提高电梯运载特定占有物时的运输效率。

本发明只需安装一个三维成像装置，成本较低且布置简单；本发明系统在每次关门时仅运行一次，功耗低，节能；本发明方法所用的算法简单，对数字处理器的运算能力要求较低，降低处理器成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

本文尺寸单位统一为毫米(mm)，在各图中，对相同或类似的构成要素赋予相同的符号，并省略说明。

图1是本发明电梯轿厢空间占有物的识别装置的结构示意图；

图2a是医梯轿厢内占有病床的俯视图；图2b是医梯轿厢内占有病床的平面尺寸图；

图3是本发明电梯轿厢空间占有物的识别方法的流程图；

图4a是医梯内占有病床的正视图；图4b是医梯内无病床的正视图；

图5是货梯轿厢内占有运货车的平面尺寸图。

图中附图标记说明：

1为三维成像装置， 2为固定区域，

3为占有物， 4为轿厢，

5为带显示器的手持式数字输入盒， 6为数据输入软件(PC端)，

7为安装位置传输给数据输入模块的显示单元，

8为数据传输给数据处理模块，

9为采样值传输给数据处理模块，

10为固定区域设置方式和装置触发信号传输给数据采集模块的三维成像装置，

11为有/无占有物信号传输给信号传输模块，

12为开/关门信号传输给数据处理模块。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本发明电梯轿厢空间占有物的识别装置，包括数据输入模块、数据采集模块、数据处理模块和信号传输模块；

数据输入模块：包括数据输入单元和数据显示单元；数据输入模块可以是带显示器的手持式数字输入盒5或装于电脑的数据输入软件6；通过数据输入模块输入轿厢尺寸、占有物尺寸和占有物高度的最大变化值，数据输入模块通过有线或无线的方式将尺寸数据传输给数据处理模块，数据处理模块经过处理后将三维成像装置的安装位置信息返回，并通过数据显示单元显示；

数据采集模块：包括三维成像装置1和三维图像处理装置；三维成像装置1安装于电梯轿厢4的顶面；三维成像装置1采集固定区域2内的图像，三维图像处理装置将所述图像的各采样点的三维信息转化为数字信号，再将这些数字信号传输到数据处理模块进行运算分析；

三维成像装置1的采样能力一定，设为P×Q，表示X轴方向有P个采样点，Y轴方向有Q个采样点，每个采样点之间的间距一般在出厂时已确定；

数据处理模块：包括存储单元和数字信号处理单元；存储单元用于永久保存数据输入模块写入的数据以及计算得到的三维成像装置1的安装位置、固定区域2的大小和固定区域2内采样点的个数，并能缓存数据采集模块每次传输过来的数字信号(x，y，z)；数字信号处理单元计算每个采样点Z轴方向的值与特定占有物高度的差值，判断轿厢内是否存在该占有物，并输出有无占有物信号；

根据计算得出的固定区域尺寸调节三维成像装置的有效成像范围和有效采样点个数，固定区域2包含M×N个采样点，其中M≤P，N≤Q；三维图像处理装置将M×N个采样点的三维信息转化为数字信号(x，y，z)，z表示轿厢内某一基准点到占有物的距离；

数据处理模块对数据输入模块传输来的尺寸数据进行运算，得出三维成像装置1的安装位置、固定区域2的大小和固定区域2内采样点的个数(采样点的个数由固定区域2的面积决定)，存入存储单元；存储单元将数据采集模块传输来的各采样点的数字信号缓存，计算其与占有物尺寸的差值，结合占有物高度的最大变化值来判断轿厢内是否有占有物3，从而对轿厢4内是否有占有物3进行识别；

信号传输模块：将轿厢内是否运载占有物3的信号传输到电梯主控制器；将主控制器发出的是否关门到位信号传输到数据处理模块；信号传输模块的信号传输方式可以为现场总线、晶体管电平输出或继电器触点输出。

下面以实际情况作为计算例：医用电梯的控制需求是：当医梯轿厢内运载病床时，要求医梯只响应轿内指令，不响应外召，从而提高医梯运载病床的运输能力；

如图2a所示，占有物3是病床，轿厢4中有病床和若干医务人员；常用的病床尺寸为长1950、宽900、高550，医用电梯的轿厢尺寸一般为深度2300或2500、宽度1500，高度2300；本计算例设定三维成像装置1的采样极限区域尺寸为600×600；对于已知的占有物3，其占有物高度的最大变化值可估量，本计算例中的占有物3为病床，考虑到病床上有病人和被褥的情况，设定占有物高度的最大变化值为500，且一般医务人员的身高都超过1.4米，人的身高远高于病床的高度加上高度的最大变化值，故设定占有物高度的最大变化值为500合理；

如图2b所示，将病床3放置于轿厢4的角落位置，以确定三维成像装置1的安装位置和固定区域2的尺寸大小，确定完毕后，不管病床3位于轿厢4哪个位置，固定区域2都在病床投影区域之内；

下面结合图2a、图2b、图3、图4对医梯轿厢内占有病床时的识别方法作详细描述：

步骤S01，输入数据；

通过数据输入模块输入轿厢尺寸、占有物尺寸和占有物高度的最大变化值；

输入方式可采用出厂前预先设置，将数据直接存入存储单元，也可以采用现场外接装置设置，现场外接装置为带显示器的手持式数字输入盒5或装于电脑的数据输入软件6，通过USB或以太网接口数据线，或者无线数据传输技术读/写数据处理模块；

步骤S02，存储并计算；

将通过数据输入模块所输入的数据存入数据处理模块的存储单元，并通过数据处理模块的处理单元计算得到三维成像装置1的安装位置和固定区域2的尺寸大小；

当步骤S01中的输入方式为采用出厂前预先设置，则三维成像装置1的安装位置为出厂前已知；当步骤S01中的输入方式为采用现场外接装置设置，则安装位置由外接装置的显示接口给出，此时已知的数据如表1所示：

表1

固定区域2的尺寸A_fix、B_fix的确定方法为：

1、利用已知数据计算固定区域2的长度计算值和宽度计算值；

固定区域2的长度计算值A′_fix＝2×(A_obj-A_car/2)

固定区域2的宽度计算值B′_fix＝2×(B_obj-B_car/2)

其中，A_car为轿厢的长度尺寸，

B_car为轿厢的宽度尺寸，

A_obj为占有物3的长度尺寸，

B_obj为占有物3的宽度尺寸，

2、将固定区域2的长度计算值和宽度计算值分别与三维成像装置1的采样极限区域的长度尺寸和宽度尺寸相比较，如小于，则将固定区域2的计算值作为固定区域2的尺寸，如大于，则将三维成像装置采样极限区域尺寸作为固定区域2的尺寸；即

固定区域2的长度值A_fix＝[A′_fix，PP]min，

固定区域2的宽度值B_fix＝[B′_fix，QQ]min；

其中，PP为三维成像装置1的采样极限区域的长度尺寸；

QQ为三维成像装置1的采样极限区域的宽度尺寸；

本实施例中固定区域2的尺寸的确定方法如下：

A′_fix＝2×(A_obj-A_car/2)＝2×(900-1500/2)＝300＜PP，则

固定区域2的长度值A_fix＝300；

B′_fix＝2×(B_obj-B_car/2)＝2×(1950-2500/2)＝1400＞QQ，则

固定区域2的宽度值B_fix＝600；

三维成像装置1的安装位置为固定区域2的几何中心，则三维成像装置1的安装位置范围区间为

三维成像装置1的安装位置距轿厢左侧壁的最小值为：

$A_{\mathrm{car}}-A_{\mathrm{obj}}+\frac{A_{\mathrm{fix}}}{2}=1500-900+\frac{300}{2}=750$

三维成像装置1的安装位置距轿厢左侧壁的最大值为：

$A_{\mathrm{obj}}-\frac{A_{\mathrm{fix}}}{2}=900-\frac{300}{2}=750$

三维成像装置1的安装位置距轿厢后侧壁的最小值为：

$B_{\mathrm{car}}-B_{\mathrm{obj}}+\frac{B_{\mathrm{fix}}}{2}=2500-1950+\frac{600}{2}=850$

三维成像装置1的安装位置距轿厢后侧壁的最大值为：

$B_{\mathrm{obj}}-\frac{B_{\mathrm{fix}}}{2}=1950-\frac{600}{2}=1650$

得到三维成像装置1的安装位置的范围区间为宽度方向[750，750]，长度方向[850，1650]，对应的零点位置设为轿厢平面的左下角；该值表示：三维成像装置1的安装位置为位于轿厢顶面宽度方向的中心线上，且距轿门的距离在[850，1650]这一区间内可调；

步骤S03，安装三维成像装置1；

安装人员根据出厂前已知的安装位置或处理单元计算得出的安装位置安装三维成像装置1；

步骤S04，当电梯门完成一次由开到关的关门过程至电梯门关闭时，数据采集模块进行一次数据采集，得到一组固定区域2内的三维图像数据，并转化为数字信号(x，y，z)传输给数据处理模块；

电梯主控制器将电梯关门信号通过信号传输模块传到数据处理模块，当电梯关门到位时，触发数据采集模块，采集一次固定区域2内的图像数字信号(x，y，z)，传输给数据处理模块；

步骤S05，数据处理模块将采集到的数字信号缓存，记为Z_(x，y)，Z_(x，y)表示占有物与基准点之间的距离；其中，基准点为轿顶平面；

步骤S06，数据处理模块的处理单元计算各采样点在Z轴方向与预先输入的占有物尺寸的差值；

采样点与预先输入的占有物尺寸的差值为：

D_(x，y)＝H_car-H_obj-Z_(x，y)

其中，Z_(x，y)为以x，y值来定位的某一采样点在Z轴方向上与基准点之间的距离，

H_car为轿厢的高度尺寸，

H_obj为占有物3的高度尺寸，

步骤S07，根据差值判断是否有占有物；

如果每个采样点的差值都满足0≤D_(x，y)≤K_set，则数据处理模块输出有占有物信号；如果有采样点的差值不满足0≤D_(x，y)≤K_set，则输出无占有物信号；

判断原理如下：

如图4a所示，当轿厢内有病床时，某两个采样点的差值D₁或D₂一定不小于0，假设病床上有病人或被褥等不规则物体，不规则物体的总高不会超过预先设定的占有物高度的最大变化值K_set，即差值D₁或D₂的变化区间为[0，K_set]，因此若每个采样点的差值都满足0≤D_(x，y)≤K_set，则输出有占有物信号；

如图4b所示，当轿厢内无病床时，轿厢内可能为空，也可能占有人或其他物品，此时差值D₃K_set，D₄＜0，不满足0≤D_(x，y)≤K_set，则输出无占有物信号。

步骤S08至S11，数据处理模块将有/无占有物信号通过信号传输模块传递给电梯主控制器，如果为有占有物信号则电梯不响应轿外召唤，仅执行轿内指令；如果为无占有物信号则电梯按顺序响应轿内指令或轿外召唤，直至电梯到站开门后再次关门才再次执行步骤S04，其余状态下数据采集模块处于待机状态，降低了本发明的功耗。

该实施例适用于占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2；

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2(此时占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2)，或者占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2(此时占有物的长度大于轿厢的长度的1/2)，则适用实施例二。

实施例二

同样以实际情况作为计算例，一些地方的货梯有这样的需求：当货梯内搭载空运货车时，希望货梯直接到达轿内指令指定楼层，不响应外招，以此控制方式来提高货梯的运输效率；

设占有物3为一普通平板车，其尺寸长为1200，宽为800，高为150；选一货梯作为计算例，其宽为1800，深为2000，高为2300；为了识别空平板车，可设定占有物高度的最大变化值K_set为100，根据输入的尺寸得到的已知数据如表2所示：

表2

固定区域2的尺寸A_fix、B_fix的确定方法为：

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2，即A_obj＜＝A_car/2，同时B_obj＞B_car/2，则

A_fix＝PP＝600；

B_fix＝[B′_fix，QQ]min；

其中，B′_fix＝2×(B_obj-B_car/2)

则B′_fix＝2×(B_obj-B_car/2)＝2×(1200-2000/2)＝200＜QQ，得到B_fix＝B′_fix＝200；

当占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2，即B_obj＜＝B_car/2，同时，A_obj＞A_car/2，则

B_fix＝QQ

A_fix＝[A′_fix，PP]min

其中，A′_fix＝2×(A_obj-A_car/2)；

三维成像装置1的安装位置范围区间为

三维成像装置1的安装位置距轿厢左侧壁的距离为：

$\frac{A_{\mathrm{car}}}{2}=\frac{1800}{2}=900$

三维成像装置1的安装位置距轿厢后侧壁的最小值为：

$B_{\mathrm{car}}-B_{\mathrm{obj}}+\frac{B_{\mathrm{fix}}}{2}=2000-1200+\frac{200}{2}=900$

三维成像装置1的安装位置距轿厢后侧壁的最大值为：

$B_{\mathrm{obj}}-\frac{B_{\mathrm{fix}}}{2}=1200-\frac{200}{2}=1100$

得到安装位置为位于轿厢顶面宽度方向的中心线上，且距轿门的距离在[900，1100]这一区间内可调；

如图5所示，占有物3实为运货车，当运货车处于图示位置时，为运货车占固定区域2最小范围时的状态；对每个采样点做差值运算分析，若运货车的投影区域与固定区域的交集(图内灰色区域)内的各采集点都满足0≤D_(x，y)≤100(其中，D_(x，y)的计算方法与实施例一种的D_(x，y)相同)，则输出有运货车信号；

当运货车3在轿厢4内不同位置时，只要差值为0≤D_(x，y)≤100的采样点的个数与所有采样点个数的比值大于 $(A_{\mathrm{obj}}-\frac{A_{\mathrm{car}}-A_{\mathrm{fix}}}{2})/A_{\mathrm{fix}}=(800-\frac{1800-600}{2})/600=0.3333,$ 则输出有运货车信号，该比值表示占有物占固定区域的最小范围时的比值。

实施例二中，K_set的值可根据实际情况来调整，例如某一工厂，平板车运输的货物高度一定，为HH，则设定K_set＝HH+δ，δ为一微小变量，用以排除因货物放置不平等情况引起的微小偏差而导致的误差。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

本发明的准确度由数据采集模块的采样能力决定，即所述三维成像装置的采样极限区域越大、采样点越多，且所述三维图像处理装置的处理能力越高，则本发明装置的准确度越高。

Claims (10)

1.一种电梯轿厢空间占有物的识别装置，其特征在于：包括数据输入模块、数据采集模块、数据处理模块、信号传输模块；

数据输入模块：通过数据输入模块输入轿厢尺寸、占有物尺寸和占有物高度的最大变化值，数据输入模块将尺寸数据传输给数据处理模块；

数据采集模块：包括三维成像装置和三维图像处理装置；三维成像装置采集固定区域内的图像，三维图像处理装置将所述图像的各采样点的三维信息转化为数字信号，再将这些数字信号传输到数据处理模块进行运算分析；

数据处理模块：数据处理模块对数据输入模块传输来的尺寸数据进行运算，得出三维成像装置的安装位置、固定区域的大小，存入存储单元；存储单元将数据采集模块传输来的各采样点的数字信号缓存，计算其与占有物尺寸的高度差值，结合占有物高度的最大变化值来判断轿厢内是否有占有物，从而对轿厢内是否有占有物进行识别；

信号传输模块：实现数据处理模块与电梯主控制器之间的信号传输。

2.根据权利要求1所述的电梯轿厢空间占有物的识别装置，其特征在于：所述数据处理模块计算各采样点与占有物尺寸的高度差值D_(x，y)的方法为：

D_(x，y)＝H_car-H_obj-Z_(x，y)

其中，Z_(x，y)为以x，y值来定位的某一采样点在Z轴方向上与基准点之间的距离，

H_car为轿厢的高度尺寸，

H_obj为占有物的高度尺寸。

3.根据权利要求1所述的电梯轿厢空间占有物的识别装置，其特征在于：所述数据处理模块计算三维成像装置的安装位置和固定区域的尺寸大小的方法为：

判断占有物与轿厢的尺寸比；当占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＞A_car/2，B_obj＞B_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝[A′_fix，PP]min，

固定区域的宽度值B_fix＝[B′_fix，QQ]min，

其中，A′_fix＝2×(A_obj-A_car/2)，

A_car为轿厢的长度尺寸，

A_obj为占有物的长度尺寸，

PP为三维成像装置的采样极限区域的长度尺寸，

B′_fix＝2×(B_obj-B_car/2)

B_car为轿厢的宽度尺寸，

B_obj为占有物的宽度尺寸，

QQ为三维成像装置的采样极限区域的宽度尺寸；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＜＝A_car/2，B_obj＞B_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝PP，

固定区域的宽度值B_fix＝[B′_fix，QQ]min；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

当占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2，且占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，即B_obj＜＝B_car/2，A_obj＞A_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝[A′_fix，PP]min，

固定区域的宽度值B_fix＝QQ；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

4.根据权利要求1或3所述的电梯轿厢空间占有物的识别装置，其特征在于：所述数据处理模块判断轿厢内是否有占有物的方法为：

当占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＞A_car/2，B_obj＞B_car/2，则当每个采样点的差值都满足0≤D_(x，y)≤K_set，则数据处理模块输出有占有物信号；当有采样点的差值不满足0≤D_(x，y)≤K_set，则输出无占有物信号；

其中，K_set为占有物高度的最大变化值；

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＜＝A_car/2，B_obj＞B_car/2，则计算满足0≤D_(x，y)≤K_set的采样点个数与所有采样点个数的比值，当该比值大于时，则数据处理模块输出有占有物信号，否则输出无占有物信号；

当占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2，且占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，即B_obj＜＝B_car/2，A_obj＞A_car/2，则计算满足0≤D_(x，y)≤K_set的采样点个数与所有采样点个数的比值，当该比值大于时，则数据处理模块输出有占有物信号，否则输出无占有物信号。

5.根据权利要求1所述的电梯轿厢空间占有物的识别装置，其特征在于：所述信号传输模块的信号传输方式为现场总线、晶体管电平输出或继电器触点输出。

6.根据权利要求1所述的电梯轿厢空间占有物的识别装置，其特征在于：所述数据处理模块包括存储单元和数字信号处理单元；存储单元用于永久保存数据输入模块写入的数据以及计算得到的三维成像装置的安装位置、固定区域的大小和固定区域内采样点的个数，并能缓存数据采集模块每次传输过来的数字信号；数字信号处理单元计算每个采样点Z轴方向的值与特定占有物高度的差值，判断轿厢内是否存在该占有物，并输出有无占有物信号。

7.根据权利要求1所述的电梯轿厢空间占有物的识别装置，其特征在于：所述数据输入模块的输入方式为采用出厂前预先设置；或者采用现场外接装置设置。

8.一种电梯轿厢空间占有物的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01，输入数据；

通过数据输入模块输入轿厢尺寸、占有物尺寸和占有物高度的最大变化值；

步骤S02，存储并计算；

将通过数据输入模块所输入的数据存入数据处理模块的存储单元，并通过数据处理模块的处理单元计算得到三维成像装置的安装位置和固定区域的尺寸大小；

步骤S03，安装三维成像装置；

步骤S04，当电梯门完成一次由开到关的关门过程至电梯门关闭时，数据采集模块进行一次数据采集，得到一组固定区域内的三维图像数据，并转化为数字信号(x，y，z)传输给数据处理模块；

步骤S05，数据处理模块将采集到的数字信号缓存，记为Z_(x，y)；

步骤S06，数据处理模块的处理单元计算各采样点在Z轴方向与预先输入的占有物尺寸的差值；

采样点与预先输入的占有物尺寸的差值为：

D_(x，y)＝H_car-H_obj-Z_(x，y)

其中，Z_(x，y)为以x，y值来定位的某一采样点在Z轴方向上与基准点之间的距离，

H_car为轿厢的高度尺寸，

H_obj为占有物的高度尺寸，

步骤S07，根据差值判断是否有占有物。

9.根据权利要求8所述的电梯轿厢空间占有物的识别方法，其特征在于：所述步骤S02中数据处理模块的处理单元计算三维成像装置的安装位置和固定区域的尺寸大小的方法为：

判断占有物与轿厢的尺寸比；当占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＞A_car/2，B_obj＞B_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝[A′_fix，PP]min，

固定区域的宽度值B_fix＝[B′_fix，QQ]min，

其中，A′_fix＝2×(A_obj-A_car/2)，

A_car为轿厢的长度尺寸，

A_obj为占有物的长度尺寸，

PP为三维成像装置的采样极限区域的长度尺寸，

B′_fix＝2×(B_obj-B_car/2)

B_car为轿厢的宽度尺寸，

B_obj为占有物的宽度尺寸，

QQ为三维成像装置的采样极限区域的宽度尺寸；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＜＝A_car/2，B_obj＞B_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝PP，

固定区域的宽度值B_fix＝[B′_fix，QQ]min；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

当占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2，且占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，即B_obj＜＝B_car/2，A_obj＞A_car/2，则

固定区域的长度值A_fix＝[A′_fix，PP]min，

固定区域的宽度值B_fix＝QQ；

三维成像装置的安装位置范围区间为

长度方向

宽度方向

10.根据权利要求8所述的电梯轿厢空间占有物的识别方法，其特征在于：所述步骤S07中判断是否有占有物的方法如下：

当占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＞A_car/2，B_obj＞B_car/2，则当每个采样点的差值都满足0≤D_(x，y)≤K_set，则数据处理模块输出有占有物信号；当有采样点的差值不满足0≤D_(x，y)≤K_set，则输出无占有物信号；

其中，K_set为占有物高度的最大变化值；

当占有物的长度不大于轿厢的长度的1/2，且占有物的宽度大于轿厢的宽度的1/2，即A_obj＜＝A_car/2，B_obj＞B_car/2，则计算满足0≤D_(x，y)≤K_set的采样点个数与所有采样点个数的比值，当该比值大于时，则数据处理模块输出有占有物信号，否则输出无占有物信号；

当占有物的宽度不大于轿厢的宽度的1/2，且占有物的长度大于轿厢的长度的1/2，即B_obj＜＝B_car/2，A_obj＞A_car/2，则计算满足0≤D_(x，y)≤K_set的采样点个数与所有采样点个数的比值，当该比值大于时，则数据处理模块输出有占有物信号，否则输出无占有物信号。