CN108203036A - 光投射传感器 - Google Patents
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Abstract
本文提供了一种监测电梯轿厢的方法。所述方法包括:将所述电梯轿厢沿第一方向移动通过路线段;在散射面的一段上移动整体连接至所述电梯轿厢的传感系统,所述传感系统包括第一光源和第一光传感设备;在第一脉冲速率下利用所述第一光源将多个第一光脉冲发射到所述散射面上;使用所述第一光传感设备测量第一数据集,所述第一数据集包括每个所述第一光脉冲的从所述散射面散射的光;和响应所述第一数据集和基线数据集来确定所述电梯轿厢的第一速度。
Description
背景技术
本文所公开的主题一般涉及现场速度监测,且具体涉及一种用于监测电梯轿厢速度(和位置)的方法和装置。
通常情况下,电梯轿厢的速度是间接通过监测电缆驱动系统和/ 或直接通过安装附加的编码带来确定,所述编码带可通过在电梯轿厢上的传感器来读取。需要一种直接监测电梯轿厢速度而无需安装编码带的有效方法。
发明概要
根据一个实施例,提供了一种监测电梯轿厢的方法。所述方法包括:将所述电梯轿厢沿第一方向移动通过路线段;在散射面的一段上移动整体连接至所述电梯轿厢的传感系统,所述传感系统包括第一光源和第一光传感设备;在第一脉冲速率下利用所述第一光源将多个第一光脉冲发射到所述散射面上;使用所述第一光传感设备测量第一数据集,所述第一数据集包括每个所述第一光脉冲的从所述散射面散射的光;和响应所述第一数据集和基线数据集来确定所述电梯轿厢的第一速度。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述方法的进一步实施例可能包括:通过基线运行确定所述基线数据,所述基线运行在移动所述电梯通过所述路线段时进行,所述基线运行包括:以第二选择的脉冲速率使用第二光源将多个第二光脉冲发射到所述散射面上;使用第二光传感设备测量来自所述第二光源的每个所述第二光脉冲的从所述散射面反射的散射光,所述第二光检测设备位于朝向所述第一方向而远离所述第一光检测设备的第一距离处;和将来自第二光源的每个所述第二光脉冲的所述测得的散射光记录为基线数据集。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述方法的进一步实施例可能包括:响应所述第一数据集和所述基线数据集确定第一相关,所述第一相关包括所述第一数据集和基线数据集之间的第一偏移时间段;其中所述电梯轿厢的所述第一速度是根据所述第一偏移时间段和所述第一距离确定的。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述方法的进一步实施例可能包括:通过基线运行确定所述基线数据,所述基线运行在移动所述电梯通过所述路线段时进行,所述基线运行包括:使用第二光传感设备测量来自所述第一光源的每个所述第一光脉冲的从所述散射面反射的散射光,其中所述第二光传感设备定位成朝向所述第一方向垂直于所述第一光源,且所述第一光传感设备定位成朝向与所述第一方向相反的第二方向垂直于所述第一光源;和将来自所述第二光源的每个所述第一光脉冲的所述测得的散射光记录为基线数据集。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述方法的进一步实施例可能包括:响应所述第一数据集和所述基线数据集确定第一相关,所述第一相关包括所述第一数据集和基线数据集之间的第一偏移时间段;其中所述电梯轿厢的所述第一速度是根据所述第一偏移时间段和所述第一距离确定的。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述方法的进一步实施例可包括:通过位置学习运行确定所述基线数据,所述位置学习运行在移动所述电梯通过所述路线段之前进行,所述位置学习运行包括:以选定的速度在所述散射面上移动所述传感系统;以第三选择的脉冲速率使用第一光源将多个第三光脉冲发射到所述散射面上;使用所述第一光传感设备测量来自所述第一光源的所述第三光脉冲的从每个所述散射面反射的散射光;将来自所述第一光源的每个所述第三光脉冲的所述测得的散射光记录为所述基线数据集;和响应所选的速度,确定在所述基线数据集中的每个所述第三光脉冲的在所述散射面上的相对位置。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述方法的进一步实施例可能包括:响应所述第一数据集、所述基线数据集,和所述基线数据集的每个相对位置来确定所述路线段期间所述电梯轿厢的第一实际位置;和响应所述第一数据集、所述基线数据集,和所述基线数据集的每个相对位置来确定所述路线段期间所述电梯轿厢的第二实际位置;其中响应所述第一实际位置、所述第二实际位置和所述第一实际位置与所述第二实际位置之间的经过时间来确定所述第一速度。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述方法的进一步实施例可能包括:以第四选择的脉冲速率使用第三光源将多个第四光脉冲发射到所述散射面上,所述第三光源位于朝向与所述第一方向相反的第二方向而远离所述第二光源的第二距离处;使用第三光传感设备测量来自所述第三光源的每个所述第四光脉冲的从所述散射面反射的散射光;将来自所述第三光源的每个所述第四光脉冲的所述测得的散射光记录为第二数据集;响应所述基线数据集和所述第二数据集确定第二相关,所述第二相关包括所述基线数据集和所述第二数据集之间的第二偏移时间段;根据所述第二偏移时间段和所述第二距离确定第二速度;和根据所述第一速度和所述第二速度确定最终速度。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述方法的进一步实施例可能包括,散射面是电梯轿厢导轨。
根据另一实施例,提供了用于监测电梯轿厢的传感系统。所述传感器系统包括:第一光源,配置为当所述电梯轿厢沿第一方向移动通过路线段时,以第一脉冲速率将多个第一光脉冲发射到散射面上;第一光传感设备,配置为测量第一数据集,所述第一数据集包括每个所述第一光脉冲的从所述散射面散射的光;和控制器,配置为响应所述第一数据集和基线数据集来确定所述电梯轿厢的第一速度。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述传感系统的进一步实施例可能包括:第二光源,配置为当所述电梯轿厢沿第一方向移动通过路线段时,以第二脉冲速率将多个第二光脉冲发射到所述散射面上;和第二光传感设备,配置为测量每个所述第二光脉冲的从所述散射面散射的光,并将所述测量记录为所述基线数据集,所述第二光传感设备位于朝向所述第一方向而远离所述第一光传感设备的第一距离处。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述传感系统的进一步实施例可能包括:控制器配置为响应所述第一数据集和所述基线数据集确定第一相关,所述第一相关包括所述第一数据集和基线数据集之间的第一偏移时间段;其中所述电梯轿厢的所述第一速度是根据所述第一偏移时间段和所述第一距离确定的。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述传感系统的进一步实施例可能包括:第二光传感设备,配置为测量每个所述第一光脉冲的从所述散射面散射的光,并将所述测量记录为所述基线数据集,所述第二光传感设备定位成朝向所述第一方向垂直于所述第一光源,且所述第一光传感设备定位成朝向与所述第一方向相反的第二方向垂直于所述第一光源;其中所述第二光传感设备位于远离所述第一光传感设备的第一距离处。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述传感系统的进一步实施例可能包括:所述控制器配置为响应所述第一数据集和所述基线数据集确定第一相关,所述第一相关包括所述第一数据集和基线数据集之间的第一偏移时间段;其中所述电梯轿厢的所述第一速度是根据所述第一偏移时间段和所述第一距离确定的。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述传感系统的进一步实施例可能包括:通过位置学习运行确定所述基线数据,所述位置学习运行在移动所述电梯通过所述路线段之前进行,所述位置学习运行具有包括以下的操作:以选定的速度在所述散射面上移动所述传感系统;以第三选择的脉冲速率使用第一光源将多个第三光脉冲发射到所述散射面上;使用所述第一光传感设备测量来自所述第一光源的每个所述第三光脉冲的从所述散射面反射的散射光;将来自所述第一光源的每个所述第三光脉冲的所述测得的散射光记录为所述基线数据集;和响应所选的速度,确定在所述基线数据集中的每个所述第三光脉冲的在所述散射面上的相对位置。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述传感系统的进一步实施例可能包括:所述控制器配置为确定:响应所述第一数据集、所述基线数据集,和所述基线数据集的每个相对位置来确定所述路线段期间所述电梯轿厢的第一实际位置;和响应所述第一数据集、所述基线数据集,和所述基线数据集的每个相对位置来确定所述路线段期间所述电梯轿厢的第二实际位置;其中响应所述第一实际位置、所述第二实际位置和所述第一实际位置与所述第二实际位置之间的经过时间来确定所述第一速度。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述所述传感系统的进一步实施例可能包括所述散射面是电梯轿厢导轨。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述传感系统的进一步实施例可能包括:所述第一光源和所述第一光传感设备位于所述电梯轿厢上。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述传感系统的进一步实施例可能包括:所述第一光源、所述第一光传感设备、所述第二光源,和所述第二光传感设备各自都与所述散射面垂直定向。
除了上述一个或多个特点外,或作为替代,所述传感系统的进一步实施例可能包括:所述第一光源与所述第一光传感设备之间的第一重合角大于0度且小于或等于约180度;且所述第二光源与所述第二光传感设备之间的第二重合角约等于所述第一重合角。
本公开的实施例的技术效果包括:当电梯轿厢移动通过电梯井时,通过测量、记录和比较从散射面散射的光来确定电梯轿厢的速度的能力。
上述特点和要素可以组合在不同的组合中而没有排他性,除非另有明确指示。鉴于以下描述和附图,这些特点和要素以及其操作将变得更加明显。然而,应当理解,以下描述和附图旨在本质上为说明性和解释性的而非限制性。
附图简述
本公开的上述和其他特征以及有点从以下结合附图的具体实施方式可变得显然,其中类似的元件在若干附图中编号相似:
图1示出了按照本公开的一个实施例的电梯系统的示意图;
图2示出了按照本公开的一个实施例的传感系统配置的示意图,所述传感系统可并入图1的电梯系统;
图2A示出了按照本公开的一个实施例的传感系统的另一种配置的示意图,所述传感系统可并入图1的电梯系统;
图2B示出了按照本公开的一个实施例的传感系统的另一种配置的示意图,所述传感系统可并入图1的电梯系统;
图3示出了按照本公开的一个实施例的图2的传感系统的数据输出的示意图;
图4示出了按照本公开的一个实施例的光源、光传感设备和传感系统内散射面的相对定向的示意图;
图5示出了按照本公开的一个实施例的光源、光传感设备和传感系统内散射面的相对定向的示意图;
图6是按照本公开的一个实施例的监测电梯轿厢的方法的流程图;
图7是按照本公开的一个实施例在监测电梯轿厢的图6的方法中附加步骤的流程图;
图7A是按照本公开的一个实施例在监测电梯轿厢的图7的方法中附加步骤的流程图;
图8是按照本公开的一个实施例在监测电梯轿厢的图6的方法中附加步骤的流程图;和
图9是按照本公开的一个实施例在监测电梯轿厢的图8的方法中附加步骤的流程图。
具体实施方式
图1示出了按照本公开的一个实施例的电梯系统1O的示意图。参考图1,电梯系统1O包括电梯轿厢23,其配置为沿多个轿厢导轨 60在井道50中垂直向上和向下移动。电梯系统1O还包括配重28,其通过滑轮系统26操作连接到电梯轿厢23。配重28配置为在井道 50内垂直向上和向下移动。配重28沿一般与电梯轿厢23的移动方向相反的方向移动,如在常规电梯系统中已知。配重28的运动由在井道50内安装的配重导轨70引导。电梯轿厢23也有门27以打开和关闭,从而允许乘客进出电梯轿厢23。
电梯系统1O还包括电源12。从电源12提供电力给开关面板14,所述开关面板可能包括断路器、仪表等。从开关面板14,电力可以通过控制器30直接提供到驱动器单元20,或提供到内部电源充电器 16,所述内部电源充电器将AC电力转换成直流(DC)电力,以给需要充电的内部电源18充电。例如,需要充电的内部电源18可能是电池、电容器或本领域技术人员已知的任何其他类型的电力存储设备。另外,内部电源18不需要从AC外部电源12充电,并且可能是一种设备,例如气体动力发电机、太阳能电池、水力发电机、风力发电机或类似发电设备。当外部电源不可用时,内部电源18可向电源系统10 的各种部件供电。驱动器单元20驱动机器22,以通过机器22的牵引绳轮赋予运动到电梯轿厢23。机器22还包括制动器24,所述制动器可以启动以停止机器22和电梯轿厢23。如本领域技术人员应理解,图1示出了无机房电梯系统10,但是,本文中所公开的实施例可能与不是无机房或包括其他任何已知电梯配置的其他电梯系统合并。另外,也可以使用在每个电梯井和/或无绳电梯系统中有不止一个独立操作的电梯轿厢的电梯系统。在一个实施例中,电梯轿厢可能有两个或更多的隔间。电梯系统1O还包括位于电梯轿厢23上的传感系统 100。下文将进一步讨论传感系统100。
控制器30负责控制电梯系统10的运行。控制器30可也确定电梯轿厢23的模式(电动机驱动、再生、接近平衡)。控制器30可使用轿厢方向以及电梯轿厢23和配重28之间的重量分配来确定电梯轿厢的模式。控制器30可调整电梯轿厢23到达目标楼层的速度。控制器30包括处理器和相关的存储器。处理器可能是,但不限于,广泛可能的体系结构中任何一个的单处理器或多处理器系统,包括同质或异质设置的现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或图形处理单元(GPU)硬件。存储器可能是但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或其他电子、光学、磁性或任何其他计算机可读介质。
现在参考图2-5,图2示出了按照本公开的一个实施例的传感系统100的示意图。传感系统100与控制器30操作通信。另外,传感系统100可能包含可以与控制器30通信的单个控制器。如图1和图 2所示,传感系统100位于电梯轿厢23与散射面60a相对的侧面上。在图2的示出的实施例中,传感系统100位于电梯轿厢23与轿厢导轨60相对的侧面上,因此导轨60是散射面60a。本领域技术人员应理解,传感系统100可能位于具有各种其他散射面60a的各种其他位置,例如,在与配重导轨70相对的配重28上(配重导轨70是散射面) 并且/或者在电梯轿厢23与井道50的墙壁相对的侧面上(井道50的墙壁是散射面)。
如图2所示,传感系统100包括第一光源120a和第一光传感设备130a。第一光源120a和第一光传感设备130a可能彼此成一直线(如图2所示)、彼此垂直(如图2A所示),或本领域技术人员可能理解的任何其他定向。在一个实施例中,成一直线可以定义为垂直于电梯轿厢23的运动方向X1,如图2所示。图2、2A和2B显示了可能改变传感系统100运行方式的传感系统100的各种配置。
如图2所示,传感系统100也可包括第二光源120b和第二光传感设备130b。第二光源120b和第二光传感设备130b可能彼此成一直线,如图2所示。在图2的实施例中,第二光传感设备130b可能位于朝向第一方向X1而远离第一光传感设备130a的第一距离D1处,因此当它们在散射面60a上行进时,第二光传感设备130b将领先于第一光传感设备130a。在一个替代实施例中,第二光传感设备130b 可能位于远离第一光传感设备130a的第一距离D1处并背向第一方向 X1,因此当它们在散射面60a上行进时,第二光传感设备130b将落后于第一光传感设备130a。有利地,考虑到光源和检测器等的几何约束在毫米的量级,第一距离D1的大小可能是尽可能小的。在一个实施例中,第一距离D1可能是10毫米。在一个实施例中,第一距离D1可能大于或小于10毫米。
在图2所示的配置中,第二光源120b被配置为当电梯轿厢23沿第一方向X1移动通过路线段时,以第二脉冲速率将多个第二光脉冲发射到散射面60a上。第二光传感设备130b配置为测量每个第二光脉冲的从散射面60a散射的光,并将测量记录为基线数据集DSo。同时,第一光源120a被配置为当电梯轿厢23沿第一方向X1移动通过路线段时,以第一脉冲速率将多个第一光脉冲发射到散射面60a上。第一光传感设备130a被配置为测量第一数据集DS1,包括每个第一光脉冲的从散射面60a散射的光。
当传感系统100沿第一方向X1移动时,可将第一光传感设备 130a捕获的散射光的第一数据集DS1与第二光传感设备130b捕获的散射光的基线数据集DSo作比较,如图3所示。然后在第一数据集 DS1和基线数据集DSo之间确定第一相关,这意味着两个数据集DS1、 DSo应该在测量的散射光中显示相似的趋势,但被第一偏移时间段T1 抵消,如图3所示。可响应第一距离D1和第一抵消时间段T1来确定传感系统100(和最终速度系统100所位于的电梯轿厢)的速度。具体地说,传感系统的速度可以通过将第一距离D1除以第一偏移时间段T1来确定。在一个实施例中,控制器30被配置为响应第一数据集 DS1和基线数据集DSo来确定第一相关。第一相关包括第一数据集 DS1与基线数据集DSo之间的第一偏移时间段T1。然后将控制器30 配置为响应第一偏移时间段T1和第一距离D1来确定第一速度。
传感系统100可包括额外的光源和光传感设备。有利地,额外的光源可能能够通过能够比较确定的速度来提供更高的准确性和/或冗余,如下文将进一步讨论。例如,图2示出了第三光源120c和第三光传感设备130c。第三光源120c和第三光传感设备130c可能彼此成一直线,如图2所示。第三光传感设备130c可能位于远离第二光传感设备130b的第二距离D2处。有利地,第二距离D2将被优化为最大速度且可能是在厘米量级。在一个实施例中,第二距离D2可能是 10厘米。在一个实施例中,第二距离D2可能大于或小于10厘米。
当传感系统100沿第一方向X1移动时,可将第三光传感设备 130c捕获的散射光的第二数据集DS2与第二光传感设备130b捕获的散射光的基线数据集DSo作比较,如图3所示。然后在第二数据集 DS2和基线数据集DSo之间确定第二相关,这意味着两个数据集DS2、 DSo应该在测量的散射光中显示相似的趋势,但被第二偏移时间段T2 抵消,如图4所示。可响应第二距离D2和第二抵消时间段T2来确定传感系统100(和最终速度系统100所位于的电梯轿厢)的速度。具体地说,传感系统的速度可以通过将第二距离D2除以第二偏移时间段T2来确定。在一个实施例中,控制器30被配置为响应第二数据集 DS2和基线数据集DSo来确定第二相关。第二相关包括第二数据集 DS2与基线数据集DSo之间的第二偏移时间段T2。然后,将控制器 30配置为响应第二偏移时间段T2和第二距离D2来确定第二速度。
控制器30被配置为响应第一速度和第二速度来确定最终的速度。在一个实施例中,最终速度可以通过取第一速度和第二速度的平均值来确定。在一个实施例中,控制器30可能通过利用任何一对光源/光传感设备之间的距离以及从所述相应光源/光传感设备的数据集中的时间偏移来确定电梯轿厢23的速度。在另一实施例中,通过比较轨道60上光传感设备130a-130c在不同时间/位置的位置并且通过将给定采样窗口上的光传感设备130a-130c的信号与学习运行的信号交叉关联,可以确定速度,如下文进一步所述。下文在图7和7a的方法700和700a中进一步讨论了与图2的传感器系统100配置相关的操作方法。
在图2A所示的配置中,传感系统100包括第一光源120a、第一光传感设备130a和第二光传感设备130b。在替代实施例中,额外的光传感设备可以安装在不同的位置且相对于第一光源130a处于不同角度。第二光传感设备130b定位成朝向第一方向X1垂直于第一光源120a,且第一光传感设备130a定位成朝向与第一方向X1相反的第二方向X2垂直于第一光源120a,如图2所示。
第一光源120a被配置为当电梯轿厢23沿第一方向X1移动通过路线段时,以第一脉冲速率将多个第一光脉冲发射到散射面60a上。第二光传感设备130b被配置为测量每个第一光脉冲的从散射面60a 散射的光,并将测量记录为基线数据集DSo。然后,第一光传感设备 130a被配置为测量每个第一光脉冲的从散射面60a散射的光,并将测量记录为第一数据集DS1,然后将第一数据集DS1与基线数据集DSo作比较。
当传感系统100沿第一方向X1移动时,可将第一光传感设备 130a捕获的散射光的第一数据集DS1与第二光传感设备130b捕获的散射光的基线数据集DSo作比较,如图3所示。然后在第一数据集 DS1和基线数据集DSo之间确定第一相关,这意味着两个数据集DS1、 DSo应该在测量的散射光中显示相似的趋势,但被第一偏移时间段T1 抵消,如图3所示。可响应第一距离D1和第一抵消时间段T1来确定传感系统100(和最终速度系统100所位于的电梯轿厢)的速度。具体地说,传感系统的速度可以通过将第一距离D1除以第一偏移时间段T1来确定。在一个实施例中,控制器30被配置为响应第一数据集 DS1和基线数据集DSo来确定第一相关。第一相关包括第一数据集 DS1与基线数据集DSo之间的第一偏移时间段T1。然后将控制器30 配置为响应第一偏移时间段T1和第一距离D1来确定第一速度。在具有额外光传感设备的替代实施例中,可以使用多个速度测量并将其一起平均,以提高测量的精确度,并提供额外的强健性。有利地,额外的光传感设备也将提高对不同粗糙度表面的灵敏度。此外,光源和光传感设备原则上可以互换。下面在图8的方法800中进一步讨论了与图2A的传感器系统100配置相关联的操作方法。
在图2B所示的配置中,传感系统100包括第一光源120a和第一光传感设备130a。图2B的传感器系统100被配置为在移动电梯轿厢 23通过路线段之前首先进行定位学习运行。在学习运行期间,传感器系统100以选定的速度在散射面60a上移动。第一光源120a被配置为当传感器系统100沿第一方向X1移动通过学习运行时,以第一脉冲速率将多个第三光脉冲发射到散射面60a上。第一光传感设备 130a被配置为测量每个第三光脉冲的从散射面60a散射的光,并将测量记录为基线数据集DSo。响应选定的速度,在基线数据集DSo中确定每个第三光脉冲的散射面60a上的相对位置。一旦学习运行完成,电梯轿厢23将沿第一方向X1移动通过路线段。
当传感系统100沿第一方向X1移动时,第一光传感设备130a 捕获的散射光的第一数据集DS1可以与在学习运行时捕获的基线数据集DSo进行比较,如图3所示。然后确定第一数据集DS1和基线数据集DSo之间的第一相关,这意味着两个数据集DS1、DSo应该在测量的散射光中显示相似的趋势。传感系统100的速度(和最终速度系统100所位于的电梯轿厢)可以通过确定电梯23轿厢在路线段期间的实际位置并通过将连续两次测量的第一数据集DS1与基线数据集 DSo相关来计算。下文在图9的方法900中进一步讨论了与图2B的传感器系统100配置相关联的操作方法。
在一个实施例中,光源120a-120c可能包括发光二极管(LED)和/ 或激光二极管。光源120a-120c可以包括其他光源,例如白炽灯泡、电弧灯、气体放电灯,或本领域技术人员已知的任何其他光源。光源 120a-120c各自发射光122a-122c到散射面60a。光源120a-120c可能各自以选择的脉冲速率发射光122a-122c,这将光122a-122c闪到散射面60a。例如,所选的脉冲速率可能会在1千赫到100千赫之间变化。在一个实施例中,所选的脉冲速率可能小于1千赫或大于100千赫。光源120a-120c可能发射一个或多个波长的光,例如,红外光或蓝光可见光。光传感设备130a-130c被配置为测量来自其各自光源 120a-120c的散射光信号。散射光是来自光源120a-120c撞击散射面 60a并沿各种方向散射(即散射)的光122a-122c。有利地,光将在散射面60a的不同区域中不同地散射。沿散射面60a的位置可以通过测量并记录给定传感区域上从散射面60a散射的光,然后将现有测量与基线数据进行比较来确定。光传感设备130a-130c被配置为测量从其各自的传感区域132a-132c内散射面60a反射的从其各自的光源 120a-120c散射的光。本领域技术人员应理解,发射的光可能与传感区域完全重叠。在一个实施例中,传感区域132a-132c可能不会与各自发射的光122a-122c完全重叠。例如,在粗糙的表面上,传感区域 132a-132c可能不会与各自发射的光122a-122c完全重叠,因为光将沿不同方向散射,而不仅是光由光源指引处。在另一个例子中,在平滑的高度反射散射面上,传感区域132a-132c可能与各自发射的光 122a-122c完全重叠,以检测光散射。例如,第一光传感设备130a被配置为测量第一传感区域132a内来自第一光源120a的散射光。光传感设备130a-130c可包括光电二极管、光电晶体管、光敏电阻器、光电管和本领域技术人员已知的其他光传感传感器。
光源120a-120c可能以不同角度相对于散射面60a定位,以检测不同类型的光散射。在图4的例子中,第一光源120a和第一光传感设备130a是与散射面60a垂直定位,这用来检测光的背部散射。垂直方向是指在散射面60和第一光源120a的第一轴L1之间的第一角度A1等于约90度,在散射面60a和第一光传感设备130a的第二轴 L2之间的第二角度A2等于大约90度。本领域技术人员应理解,虽然垂直于散射面60,发射的光122a可能与传感区域132a重叠。
在图5的例子中,第一光源120a和第一光传感设备130a相对于散射面60a非垂直定向,而是具有大于90度的第一重合角度A3,以捕获前向散射光。非垂直定向意味着散射面60a和第一光源120a的第一轴L1之间的第一角度A1不等于90度,散射面60和第一光传感设备130a的第二轴L2之间的第二角度A2不等于90度。非垂直定向也意味着第一光源120a和第一光传感设备130a之间的第一重合角A3不等于零。在垂直定向中,第一重合角A3将约为零。第一重合角A3可定义为第一轴L1和第二轴L2之间的夹角。180度的第一重合角A3意味着第一光源120a直接指向第一光传感设备130a。每组光源和光传感设备都有其各自的重合角。在一个实施例中,第一光源120a与第一光传感设备130a之间的第一重合角A3大于0度且小于或等于约180度;第二光源120b与第二光传感设备130b之间的第二重合角约等于第一重合角A3。
在一个实施例中,第二和第三光源120b、120c相对于散射面60a 以与第一光源120a相同的角度A1定位。在另一实施例中,第二和第三光传感设备130b、130c相对于散射面60a以与第一光传感设备130a 相同的角度A2定位。在另一个实施例中,第二光源120b和第二光传感设备130b具有与第一光源120a和第一光传感设备130a相同的重合角度。在另一个实施例中,第三光源120c和第三光传感设备130c 具有与第一光源120a和第一光传感设备130a相同的重合角度。
现在参考图6-9,同时参考图1-5的部件。图6示出了按照本公开的一个实施例的监测电梯轿厢23的方法600的流程图。在框604,电梯轿厢23沿第一方向X1通过路线段。在框606,整体地连接到电梯轿厢23的传感系统100在散射面的一段上移动。如上所述,传感系统100包括第一光源120a和第一光传感设备130a。在框608,以第一脉冲速率使用第一光源120a将多个第一光脉冲发射到散射面 60a上。在框610,测量第一数据集DS1。第一数据集DS1包括使用第一光传感设备120a对于每个第一光脉冲从散射面60a散射的光。在框612,响应第一数据集DS1和基线数据集DSo来确定电梯轿厢 23的第一速度。收集基线数据集DSo的方法将根据传感器系统100 的配置而有所不同,如图6所示。
图7示出了使用图2的传感器系统100配置来收集基线数据集 DSo的方法700。在方法700中,当电梯23移动通过路线段时,确定基线数据集DSo。在框704,以第二选择的脉冲速率使用第二光源120b 将多个第二光脉冲发射到散射面60a上。在框706,使用第二光传感设备130b测量来自所述第二光源120b的散射光,所述散射光对于每个所述第二光脉冲从所述散射面60a反射。如上所述,在图2的配置中,第二光检测设备130b位于朝向第一方向X1而远离第一光检测设备的第一距离D1处。在框708,将来自第二光源120b的每个所述第二光脉冲的测得的散射光记录为基线数据集DSo。基线数据集DSo可以记录在控制器30的存储器中或传感器系统100中。在框710,响应第一数据集DS1和基线数据集DSo确定第一相关。第一相关包括第一数据集DS1和基线数据集DSo之间的第一偏移时间段T1。根据第一偏移时间段T1和第一距离D1确定电梯轿厢23的来自框612 的第一速度。
如果传感器系统100包括第三光源120c和第三光传感设备130c,则可以在方法700中添加在图7A中的方法700a的附加步骤。在框 704a,以第四选择的脉冲速率使用第三光源120c将多个第四光脉冲发射到散射面60a上。在框706a,使用第三光传感设备130c测量每个第四光脉冲的从散射面60a反射的来自第三光源120c的散射光。如上所述,在图2的配置中,第三光检测设备130c位于朝向第二方向X2而远离第一光检测设备120a的第一距离D2处。在框708a,将每个第二光脉冲的来自第三光源120b的测得的散射光记录为第二数据集DS2。第二数据集DS1可以与基线数据集DSo进行比较。在框 710a,响应第二数据集DS2和基线数据集DSo确定第二相关。第一相关包括第二数据集DS2和基线数据集DSo之间的第二偏移时间段T2。在框712a,确定根据第二偏移时间段T2和第二距离D2的第二速度。在框714a,根据在框612确定的第一速度和在框710a确定的第二速度确定最终速度。
图8示出了使用图2A的传感器系统100配置来收集基线数据集 DSo的方法800。在方法800中,当电梯23移动通过路线段时,确定基线数据集DSo。在框804,使用第二光传感设备130a测量来自所述第一光源120a的每个第一光脉冲的从散射面60a反射的散射光。如上所述,在图2A的配置中,第二光传感设备130b朝向第一方向X1 垂直于第一光源120a,且第一光传感设备130a朝向与第一方向X1 相反的第二方向X2垂直于第一光源120a。在框806,将来自第二光源120b的每个第一光脉冲的测得的散射光记录为基线数据集DSo。基线数据集DSo可以记录在控制器30的存储器中或传感器系统100 中。在框808,响应第一数据集DS1和基线数据集DSo确定第一相关。第一相关包括第一数据集DS1和基线数据集DSo之间的第一偏移时间段T1。根据第一偏移时间段T1和第一距离D1确定电梯轿厢23 的来自框612的第一速度。
图9示出了使用图2B的传感器系统100配置来收集基线数据集 DSo的方法900。在方法900中,基线数据集DSo是通过在电梯23移动通过路线段之前进行的位置学习运行确定的。在框904,以选定的速度在散射面60a上移动图2B的传感系统100。在框906,以第三选择的脉冲速率使用第一光源120a将多个第三光脉冲发射到散射面 60a上。在框908,使用第一光传感设备130a测量来自第一光源120a 的每个第三光脉冲的从散射面60a反射的散射光。在框910,将来自第一光源120a的每个第三光脉冲的测得的散射光记录为基线数据集 DSo。基线数据集DSo可以记录在控制器30的存储器中或传感器系统 100中。在框912,响应所选的速度,确定在基线数据集DSo中的每个第三光脉冲的散射面60a上的相对位置。在框914,响应第一数据集DS1、基线数据集DSo,和基线数据集DSo的每个相对位置确定路线段期间电梯轿厢23a的第一实际位置。在框916,响应第一数据集 DS1、基线数据集DSo,和基线数据集DSo的每个相对位置确定路线段期间电梯轿厢23a的第二实际位置。响应第一实际位置、第二实际位置和第一实际位置与第二实际位置之间的经过时间来确定来自框 612的第一速度。
虽然上文按某一特定顺序描述了图6-9的流程图,但是应理解,除非所附权利要求书中另有具体要求,否则各步骤的顺序可能有所不同。
如上所述,实施例可以采用处理器实现的过程和执行这些过程的设备(如处理器)的形式。实施例也可以是包含在有形媒体中实现的指令的计算机程序代码的形式,所述有形媒体如网络云存储、SD卡、闪存驱动器、软盘、CD ROM、硬盘或任何其他计算机可读存储介质,其中当计算机程序代码被计算机加载并执行时,计算机将成为实践实施例的设备。实施例也可以是计算机程序代码的形式,例如,无论是存储在存储介质中,载入和/或由计算机执行,还是通过某种传输介质传输、载入和/或由计算机执行,或通过某些传输介质传输,如通过电布线或电缆、通过光纤,或通过电磁辐射,其中,当计算机程序代码加载到计算机并由计算机执行时,计算机成为实践实施例的设备。当在通用微处理器上实现时,计算机程序代码段配置微处理器来创建特定的逻辑电路。
术语″大约″意欲包括基于在提交申请时可用设备而与特定测量量相关的误差程度。例如,″大约″可包括给定值的±8%或5%,或2%的范围。
此处使用的术语仅用于描述特定实施例,而不是为了限制本公开。如本文所使用,单数形式的″一″、″一个″和″所述″的目的是也包括复数形式,除非上下文另有明确说明。应进一步了解,在本说明书中使用的术语″包括″和/或″包含″说明了所述特点、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除存在或添加一个或多个其他特点、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
虽然已参照一个或多个示例性实施例描述了本公开,但本领域技术人员可理解,可在不脱离本公开范围的情况下,进行各种改变且可用等效物来替代其元件。此外,可在不脱离本公开的基本范围的情况下作出许多修改,以使某一特定情况或材料适用于本公开的教导。因此,本公开不应将所公开的具体实施例限于实施本公开的最佳模式,而是本公开将包括所有属于权利要求书范围内的实施例。
Claims (20)
1.一种监测电梯轿厢的方法,所述方法包括:
将所述电梯轿厢沿第一方向移动通过路线段;
在散射面的一段上移动整体连接至所述电梯轿厢的传感系统,所述传感系统包括第一光源和第一光传感设备;
在第一脉冲速率下利用所述第一光源将多个第一光脉冲发射到所述散射面上;
使用所述第一光传感设备测量第一数据集,所述第一数据集包括每个所述第一光脉冲的从所述散射面散射的光;和
响应所述第一数据集和基线数据集来确定所述电梯轿厢的第一速度。
2.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
通过基线运行确定所述基线数据,所述基线运行在移动所述电梯通过所述路线段时进行,所述基线运行包括:
以第二选择的脉冲速率使用第二光源将多个第二光脉冲发射到所述散射面上;
使用第二光传感设备测量来自所述第二光源的每个所述第二光脉冲的从所述散射面反射的散射光,所述第二光检测设备位于朝向所述第一方向而远离所述第一光检测设备的第一距离处;和
将来自第二光源的每个所述第二光脉冲的所述测得的散射光记录为基线数据集。
3.如权利要求2所述的方法,进一步包括:
响应所述第一数据集和所述基线数据集确定第一相关,所述第一相关包括所述第一数据集和基线数据集之间的第一偏移时间段;
其中所述电梯轿厢的所述第一速度是根据所述第一偏移时间段和所述第一距离确定的。
4.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
通过基线运行确定所述基线数据,所述基线运行在移动所述电梯通过所述路线段时进行,所述基线运行包括:
使用第二光传感设备测量来自所述第一光源的每个所述第一光脉冲的从所述散射面反射的散射光,其中所述第二光传感设备定位成朝向所述第一方向垂直于所述第一光源,且所述第一光传感设备定位成朝向与所述第一方向相反的第二方向垂直于所述第一光源;和
将来自所述第二光源的每个所述第一光脉冲的所述测得的散射光记录为基线数据集。
5.如权利要求4所述的方法,进一步包括:
响应所述第一数据集和所述基线数据集确定第一相关,所述第一相关包括所述第一数据集和基线数据集之间的第一偏移时间段;
其中所述电梯轿厢的所述第一速度是根据所述第一偏移时间段和所述第一距离确定的。
6.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
通过位置学习运行确定所述基线数据,所述位置学习运行在移动所述电梯通过所述路线段之前进行,所述位置学习运行包括:
以选定的速度在所述散射面上移动所述传感系统;
以第三选择的脉冲速率使用第一光源将多个第三光脉冲发射到所述散射面上;
使用所述第一光传感设备测量来自所述第一光源的每个所述第三光脉冲的从所述散射面反射的散射光;
将来自所述第一光源的每个所述第三光脉冲的所述测得的散射光记录为所述基线数据集;和
响应所选的速度,确定在所述基线数据集中的每个所述第三光脉冲的在所述散射面上的相对位置。
7.如权利要求6所述的方法,进一步包括:
响应所述第一数据集、所述基线数据集,和所述基线数据集的每个相对位置来确定所述路线段期间所述电梯轿厢的第一实际位置;和
响应所述第一数据集、所述基线数据集,和所述基线数据集的每个相对位置来确定所述路线段期间所述电梯轿厢的第二实际位置;
其中响应所述第一实际位置、所述第二实际位置和所述第一实际位置与所述第二实际位置之间的经过时间来确定所述第一速度。
8.如权利要求3所述的方法,进一步包括:
以第四选择的脉冲速率使用第三光源将多个第四光脉冲发射到所述散射面上,所述第三光源位于朝向与所述第一方向相反的第二方向而远离所述第二光源的第二距离处;
使用第三光传感设备测量来自所述第三光源的每个所述第四光脉冲的从所述散射面反射的散射光;
将来自所述第三光源的每个所述第四光脉冲的所述测得的散射光记录为第二数据集;
响应所述基线数据集和所述第二数据集确定第二相关,所述第二相关包括所述基线数据集和所述第二数据集之间的第二偏移时间段;
根据所述第二偏移时间段和所述第二距离确定第二速度;和
根据所述第一速度和所述第二速度确定最终速度。
9.如权利要求1所述的方法,其中:
所述散射面是电梯轿厢导轨。
10.一种用于监测电梯轿厢的传感系统,所述传感器系统包括:
第一光源,配置为当所述电梯轿厢沿第一方向移动通过路线段时,以第一脉冲速率将多个第一光脉冲发射到散射面上;
第一光传感设备,配置为测量第一数据集,所述第一数据集包括每个所述第一光脉冲的从所述散射面散射的光;和
控制器,配置为响应所述第一数据集和基线数据集来确定所述电梯轿厢的第一速度。
11.如权利要求10所述的传感系统,进一步包括:
第二光源,配置为当所述电梯轿厢沿第一方向移动通过路线段时,以第二脉冲速率将多个第二光脉冲发射到所述散射面上;和
第二光传感设备,配置为测量每个所述第二光脉冲的从所述散射面散射的光,并将所述测量记录为所述基线数据集,所述第二光传感设备位于朝向所述第一方向而远离所述第一光传感设备的第一距离处。
12.如权利要求11所述的传感系统,其中:
所述控制器配置为响应所述第一数据集和所述基线数据集确定第一相关,所述第一相关包括所述第一数据集和基线数据集之间的第一偏移时间段;
其中所述电梯轿厢的所述第一速度是根据所述第一偏移时间段和所述第一距离确定的。
13.如权利要求10所述的传感系统,进一步包括:
第二光传感设备,配置为测量每个所述第一光脉冲的从所述散射面散射的光,并将所述测量记录为所述基线数据集,所述第二光传感设备定位成朝向所述第一方向垂直于所述第一光源,且所述第一光传感设备定位成朝向与所述第一方向相反的第二方向垂直于所述第一光源;
其中所述第二光传感设备位于远离所述第一光传感设备的第一距离处。
14.如权利要求13所述的传感系统,其中:
所述控制器配置为响应所述第一数据集和所述基线数据集确定第一相关,所述第一相关包括所述第一数据集和基线数据集之间的第一偏移时间段;
其中所述电梯轿厢的所述第一速度是根据所述第一偏移时间段和所述第一距离确定的。
15.如权利要求10所述的传感系统,其中:
通过位置学习运行确定所述基线数据,所述位置学习运行在移动所述电梯通过所述路线段之前进行,所述位置学习运行具有包括以下的操作:
以选定的速度在所述散射面上移动所述传感系统;
以第三选择的脉冲速率使用第一光源将多个第三光脉冲发射到所述散射面上;
使用所述第一光传感设备测量来自所述第一光源的每个所述第三光脉冲的从所述散射面反射的散射光;
将来自所述第一光源的每个所述第三光脉冲的所述测得的散射光记录为所述基线数据集;和
响应所选的速度,确定在所述基线数据集中的每个所述第三光脉冲的在所述散射面上的相对位置。
16.如权利要求15所述的传感系统,其中:
所述控制器配置为确定:
响应所述第一数据集、所述基线数据集,和所述基线数据集的每个相对位置来确定所述路线段期间所述电梯轿厢的第一实际位置;和
响应所述第一数据集、所述基线数据集,和所述基线数据集的每个相对位置来确定所述路线段期间所述电梯轿厢的第二实际位置;
其中响应所述第一实际位置、所述第二实际位置和所述第一实际位置与所述第二实际位置之间的经过时间来确定所述第一速度。
17.如权利要求10所述的传感系统,其中:
所述散射面是电梯轿厢导轨。
18.如权利要求10所述的传感系统,其中:
所述第一光源和所述第一光传感设备位于所述电梯轿厢上。
19.如权利要求11所述的传感系统,其中:
所述第一光源、所述第一光传感设备、所述第二光源,和所述第二光传感设备各自都与所述散射面垂直定向。
20.如权利要求11所述的传感系统,其中:
所述第一光源与所述第一光传感设备之间的第一重合角大于0度且小于或等于约180度;且
所述第二光源与所述第二光传感设备之间的第二重合角约等于所述第一重合角。
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