CN109425753B - 用于测量垂直速度的混合式高度计 - Google Patents

Abstract

提供一种电子速度检测系统。所述电子速度检测系统包括：加速计，其耦接到移动物体；以及混合式高度计，其包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器耦接到所述移动物体。所述电子速度检测系统还包括控制器，所述控制器包括存储器和处理器。所述存储器存储计算机程序指令，所述计算机程序指令可由所述处理器执行以致使所述电子速度检测系统：基于从所述混合式高度计接收的第一输入来确定标准化位置；或者基于从所述加速计接收的第二输入和所述标准化位置来确定校正速度位置。

Description

用于测量垂直速度的混合式高度计

背景技术

在当代的电梯系统中，使用加速计来确定电梯的速度。然而，当前的加速计包括引起速度计算随时间推移而漂移的偏移/误差问题。

发明内容

根据一个或多个实施例，提供一种电子速度检测系统。所述电子速度检测系统包括：加速计，其耦接到移动物体；混合式高度计，其包括第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器耦接到移动物体；以及控制器，其包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序指令，所述计算机程序指令可由处理器执行以致使电子速度检测系统：基于从混合式高度计接收的第一输入来确定标准化位置；或者基于从加速计接收的第二输入和标准化位置来确定校正速度位置。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例，第二输入可以包括第一大气压力和第二大气压力，所述第一大气压力和第二大气压力分别由第一压力传感器和第二压力传感器检测，并且由第一压力传感器和第二压力传感器作为传感器信号提供给控制器。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例中的任一个，可以由控制器根据NP＝f(PS#B，PS#A)来确定标准化位置，其中PS#A是由第一压力传感器提供的第一大气压力，PS#B是由第二压力传感器提供的第二大气压力，并且NP是移动物体的标准化位置。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例中的任一个，可以基于第一大气压力与第二大气压力之间的差异来确定标准化位置，以消除移动物体外部的干扰或影响。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例中的任一个，第二压力传感器可以位于移动物体的井道内的固定位置。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例中的任一个，第一输入可以包括移动物体的加速度，所述加速度由加速计检测并且由加速计作为传感器信号提供给控制器。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例中的任一个，可以由控制器根据CV＝f(A，NP)来确定校正速度，其中A是加速度，NP是标准化位置，并且CV是移动物体的校正速度。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例中的任一个，计算机程序指令可以是可由处理器执行以致使电子速度检测系统将校正速度施加到移动物体来校正加速计的加速计偏移。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例中的任一个，混合式高度计可以包括多个第二压力传感器，多个第二压力传感器中的每一者位于移动物体的井道内的单独固定位置，并且多个第二压力传感器中的每一者提供与那些单独固定位置对应的大气压力。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例中的任一个，程序指令可由处理器执行以致使电子速度检测系统：基于从混合式高度计接收的第一输入来确定标准化位置；并且基于从加速计接收的第二输入和标准化位置来确定校正速度位置。

根据一个或多个实施例，提供一种用于对移动物体进行电子速度检测的计算机实施的方法。所述计算机实施的方法包括：由包括存储器和处理器的控制器基于从混合式高度计接收的第一输入来确定标准化位置，所述混合式高度计包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器耦接到移动物体；或者由控制器基于从耦接到移动物体的加速计接收的第二输入和标准化位置来确定校正速度位置。

根据一个或多个实施例或者上述计算机实施的方法实施例，第二输入可以包括第一大气压力和第二大气压力，所述第一大气压力和第二大气压力分别由第一压力传感器和第二压力传感器检测，并且由第一压力传感器和第二压力传感器作为传感器信号提供给控制器。

根据一个或多个实施例或者上述电子速度检测系统实施例中的任一个，可以由控制器根据NP＝f(PS#B，PS#A)来确定标准化位置，其中PS#A是由第一压力传感器提供的第一大气压力，PS#B是由第二压力传感器提供的第二大气压力，并且NP是移动物体的标准化位置。

根据一个或多个实施例或者上述计算机实施的方法实施例中的任一个，可以基于第一大气压力与第二大气压力之间的差异来确定标准化位置，以消除移动物体外部的干扰或影响。

根据一个或多个实施例或者上述计算机实施的方法实施例中的任一个，第二压力传感器可以位于移动物体的井道内的固定位置。

根据一个或多个实施例或者上述计算机实施的方法实施例中的任一个，第一输入可以包括移动物体的加速度，所述加速度由加速计检测并且由加速计作为传感器信号提供给控制器。

根据一个或多个实施例或者上述计算机实施的方法实施例中的任一个，可以由控制器根据CV＝f(A，NP)来确定校正速度，其中A是加速度，NP是标准化位置，并且CV是移动物体的校正速度。

根据一个或多个实施例或者上述计算机实施的方法实施例中的任一个，计算机实施的方法可以包括将校正速度施加到移动物体来校正加速计的加速计偏移。

根据一个或多个实施例或者上述计算机实施的方法实施例中的任一个，混合式高度计可以包括多个第二压力传感器，多个第二压力传感器中的每一者位于移动物体的井道内的单独固定位置，并且多个第二压力传感器中的每一者提供与那些单独固定位置对应的大气压力。

根据一个或多个实施例或者上述计算机实施的方法实施例中的任一个，控制器确定标准化位置和校正速度位置。

附图说明

以下描述不应以任何方式被视为具有限制性。参考附图，相同的元件编号相同：

图1描绘根据一个或多个实施例的电子速度检测系统；

图2描绘根据一个或多个实施例的电子速度检测系统的过程流程；以及

图3描绘根据一个或多个实施例的电子速度检测系统。

具体实施方式

本文中参考附图以示例而非限制的方式呈现对所公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述。

本文中公开的实施例可以包括一种通过校正因加速计的漂移产生的误差来测量速度的电子速度检测系统、方法和/或计算机程序产品(本文中称为电子速度检测系统)。图1描绘根据一个或多个实施例的电子速度检测系统100。电子速度检测系统100可以包括普通压力环境101、移动物体110、一个或多个传感器121和122、控制器130、处理器132，以及存储器134。应注意，图1的每个物项可以表示该物项的一个或多个，使得例如控制器130可以包括一个或多个处理器132和/或一个或多个存储器134，电子速度检测系统100可以包括一个或多个移动物体110和对应的传感器121和122，等等。

普通压力环境101可以是任何设施或其中包括移动物体110的任何部分。设施的示例包括具有多个楼层的建筑物、高层建筑物、摩天大楼、船、游轮、停车场等。设施内的一部分的示例包括所述建筑物、高层建筑物、摩天大楼、船、游轮、停车场等中的任一个内的井道。移动物体110可以是井道内的可以在一个或多个方向(例如，如实线箭头所示的垂直方向)上移动的汽车、客舱或者电梯。

一个或多个传感器121和122可以是在电子速度检测系统100(或其中对应的部件)的环境中检测事件或变化的机电部件。一个或多个传感器121和122将事件或变化作为传感器信号输出到电子速度检测系统100的其他部件(例如，控制器130)。

传感器121的示例是检测移动物体110在普通压力环境101的井道内垂直地横穿时的加速度的加速计(例如，微机电系统加速计)。移动物体110的加速度可以由传感器121作为传感器信号提供给控制器130，如将传感器121连接到控制器130的虚线所示。根据另一实施例，传感器121可以是惯性引导装置。

传感器122的示例是检测当前传感器位置的大气压力的压力传感器。压力传感器可以包括在厘米级上区别传感器位置的高分辨率检测器。例如，压力传感器可以用来基于大气压力来检测移动物体110的垂直位置(例如，标准化位置)，所述垂直位置又可以用来获得速度。由压力传感器检测到的大气压力可以用来校正传感器121的任何偏移/误差问题，从而导致对移动物体110的准确且稳定的速度确定。

如图所示，传感器122.a可以被包括在移动物体110中或附接到(例如，耦接到)移动物体110。例如，传感器122.a的当前传感器位置随着移动物体110在普通压力环境101的井道内垂直地横穿而改变。如图所示，传感器122.b可以被包括在普通压力环境101内(例如，在移动物体110的井道内的任何地方的固定位置，或者在与移动物体110相同的操作区域内的固定物体上，例如，固定压力传感器)。应注意，传感器122.b用来减去外部干扰或影响(例如，天气)，如本文中进一步描述，并且因此其位置可以改变。例如，传感器122.b的当前传感器位置在普通压力环境101的井道内固定。每个当前传感器位置处的大气压力可以由传感器122作为传感器信号提供给控制器130，如将传感器122连接到控制器130的虚线所示。通过这种方式，两个传感器122.a和122.b形成混合式高度计，所述混合式高度计在传感器信号内将两个当前传感器位置处的两个压力读数提供给控制器130。另外，应注意，传感器122.b可以表示放置在整个井道内的多个传感器。

控制器130可以读取所有的传感器信号，以使用垂直速度来生成校正速度来校正加速计偏移误差。控制器130可以是包括用于执行电子速度检测系统100的操作的硬件和/或软件的任何计算装置。如图所示，控制器130可以包括处理器132和存储器134。处理器132(也被称为处理电路)可以相应地经由系统总线耦接到存储器134以及各种其他部件。存储器134可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。ROM耦接到系统总线并且可以包括基本输入/输出系统(BIOS)，其控制处理器132或电子速度检测系统100的某些基本功能。RAM是耦接到系统总线的供处理器132使用的读写存储器。

用于由电子速度检测系统100执行的软件可以存储在存储器134中(例如，存储器134可以存储用于确定校正速度的操作)。存储器134是可由处理器132读取的有形存储介质，其中软件作为指令存储，所述指令用于由处理器132执行以致使电子速度检测系统100操作，诸如本文中参考图2所述。本文中更详细地论述计算机程序产品的示例和此类指令的执行。

现在转到图2，描述根据一个或多个实施例的电子速度检测系统100的操作。图2描绘过程流程200，其中控制器130利用来自一个或多个传感器121和122的传感器信号，以确定移动物体110的校正速度。

过程流程200在框205处开始，其中控制器130接收来自两个或更多个压力传感器(例如，传感器122.a和122.b)的第一输入。第一输入包括指示两个或更多个压力传感器的当前传感器位置处的大气压力的传感器信号。

在框210处，控制器130基于第一输入来确定标准化位置。标准化位置可以根据运算1进行确定，其中PS#A是由传感器122.a提供的大气压力，PS#B是由传感器122.b提供的大气压力，并且NP是移动物体110的标准化位置。

NP＝f(PS#B，PS#A) 运算1

根据一个实施例，标准化位置是大气压力PS#A与大气压力PS#B之间的差异(例如，PS#B-PS#A)，在框220处从校正速度确定中消除此类外部干扰或影响(例如，天气)。根据一个或多个实施例，标准化位置的确定还可以包括由电子速度检测系统100内的附加传感器提供的温度和/或湿度。例如，由于温度和湿度可以影响大气压力，因此电子速度检测系统100可以减去温度和湿度读数来确定改进的大气压力读数。标准化位置也可以存储在存储器上，以便由电子速度检测系统100的后续操作和部件存取。

在框215处，控制器130接收来自加速计(例如，传感器121)的第二输入。第二输入包括指示移动物体110在普通压力环境101的井道内垂直地横穿时的加速度的传感器信号。

在框220处，控制器130基于第二输入和标准化位置来确定校正速度。校正速度可以根据运算2进行确定，其中A是由传感器121提供的加速度，NP是在运算1中确定的标准化位置，并且CV是移动物体110的校正速度。运算2可以近似为线性或对数函数f()。应注意，速度计算还可以取决于加速度和压力的时间历史。根据一个或多个实施例，控制器130可以包括、可以是或者可以连接到比例积分微分(PID)控制器。PID控制器可以是自动/连续地实施运算2以通过使用定义常量来计算值(例如，校正速度)的控制回路反馈机制。常量可以包括由用来确定标准化位置的传感器信号定义的第一常量(例如，由控制器在运算1中确定的NP)和由来自传感器122的传感器信号定义的第二常量(例如，由加速计提供的A)。

CV＝f(A，NP) 运算2

在框225处，控制器130将校正速度施加到移动物体101。例如，由控制器130以最小误差容限输出校正速度。通过输出校正速度，控制器130可以通过将预期速度(存储在存储器134中)与校正速度进行比较来监测移动物体110超速的可能。预期速度与校正速度之间的差异可以用于安全监测和/或可以充当速度的冗余监测，以满足调速器的功能。

现在转到图3，描绘根据一个或多个实施例的电子速度检测系统300。电子速度检测系统300可以包括建筑物301、井道302(例如，302.A和302.C)、电梯310(例如，310.A和310.C)、多个加速计321、多个压力传感器322(例如，322.a、322.b和322.c)、至少一个温度计323、至少一个湿度计324，以及包括处理器332和存储器334的控制器330。应注意，图1的每个物项可以表示该物项的一个或多个，并且本文中不再重新介绍与图1的物项类似的物项。

图3的电子速度检测系统300描绘提供关于多个传感器位置的多个大气压力读数的多个压力传感器322。此外，图3的电子速度检测系统300描绘分别提供温度和湿度读数的至少温度计323和至少一个湿度计324。这些读数中的每一者可以用于使用垂直位置来更准确地生成校正速度，以校正加速计偏移(例如，多个加速计321的加速计偏移)。例如，由于温度和湿度可以影响大气压力，因此电子速度检测系统300可以减去温度和湿度读数来确定改进的大气压力读数。

本文中的实施例的技术效果和益处可以包括一种电子速度检测系统，所述电子速度检测系统利用大气压力和重力以消除额外的机械零件并且提供比当代电梯系统供应更多功能的低成本且可靠的速度解决方案。

本文中的实施例可以包括处于任何可能的技术细节整合水平的系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括一个或多个计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上具有计算机可读程序指令，以用于致使处理器执行本文中的实施例的各方面。

计算机可读存储介质可以是有形装置，所述有形装置可以保留并存储由指令执行装置使用的指令。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子存储装置、磁存储装置、光学存储装置、电磁存储装置、半导体存储装置，或者上述的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非详尽性列表包括以下各项：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码装置(诸如，穿孔卡片或记录有指令的凹槽中的凸起结构)，以及上述的任何合适组合。如本文中使用，计算机可读存储介质本身不应被解释为暂时性信号，诸如，无线电波或自由传输的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)，或者通过导线传输的电信号。

本文所述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理装置，或者经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到外部计算机或外部存储装置。网络可以包括铜线传输电缆、传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理装置中的网络适配器卡或网络接口接收来自网络的计算机可读程序指令，并且转发计算机可读程序指令，以用于存储在相应计算/处理装置内的计算机可读存储介质中。

用于执行本文中的实施例的操作的计算机可读程序指令可以是汇编程序指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、与机器相关的指令、微码、固件指令、状态设置数据、用于集成电路的配置数据，或者用一种或多种编程语言的任何组合编写的源代码或对象代码，包括诸如Smalltalk、C++等面向对象的编程语言，以及诸如“C”编程语言或类似编程语言的程序化编程语言。计算机可读程序指令可以完全在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上执行、作为独立软件包执行、部分在用户的计算机上且部分在远程计算机执行，或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者所述连接可以是连接到外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网来实现)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息将电子电路个人化来执行计算机可读程序指令，以便执行本文中的实施例的各方面。

本文中参考根据本文中的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本文中的实施例的各方面。应理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机可读程序指令实施。

这些计算机程序指令可以提供到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实施在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的方式。这些计算机可读程序指令也可以存储在计算机可读存储介质中，所述计算机可读存储介质可以指示计算机、可编程数据处理设备和/或其他装置以特定方式运行，使得存储有指令的计算机可读存储介质包括制品，所述制品包括实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的操作的各方面的指令。

计算机可读程序指令也可以加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，以致使在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行一系列操作步骤，以便产生计算机实施的过程，使得在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行的指令实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。

本文中参考根据实施例的方法、设备和/或系统的流程图、示意图和/或框图描述了实施例的各方面。此外，出于说明的目的呈现了对各种实施例的描述，而并不意图详述或限于所公开的实施例。在不脱离所述实施例的范围和精神的情况下，许多更改和变化对于本领域的一般技术人员来说将是显而易见的。本文中使用的术语经过选择以最佳地说明在市场上发现的技术的实施例、实际应用或技术改进的原理，或者使得本领域的一般技术人员能够理解本文中公开的实施例。

术语“约”意图包括基于在提交本申请时可用的设备而与特定量的测量相关联的误差程度。例如，“约”可以包括给定值的±8％或5％或者2％的范围。

本文中使用的术语仅是为了描述特定实施例，并不意图限制本公开。除非上下文另有明确指出，否则本文中使用的单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述”也意图包括复数形式。还应理解，本说明书中所使用的术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。

尽管已参考一个或多个示例性实施例描述了本公开，但本领域的技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种变化，并且等效物可以代替本公开的元件。此外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以进行很多修改，以使具体情况或材料适应本公开的教示。因此，本公开并不意图将所公开的特定实施例限制为预期用于执行本公开的最佳模式，而是本公开将包括落在权利要求的范围内所有实施例。

Claims (16)

1.一种用于电梯的电子速度检测系统，其包括：

加速计，其耦接到所述电梯的井道内的移动物体；

混合式高度计，其包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器耦接到所述移动物体；以及

控制器，其包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序指令，所述计算机程序指令可由所述处理器执行以致使所述电子速度检测系统：

基于从所述混合式高度计接收的第一输入来确定标准化位置，

基于从所述加速计接收的第二输入和所述标准化位置来确定校正速度，以及

促使所述电子速度检测系统将所述校正速度施加到所述移动物体以通过将存储在所述存储器中的预期速度与所述校正速度进行比较来监测所述移动物体超速的可能，以及校正所述加速计的加速计偏移。

2.根据权利要求1所述的电子速度检测系统，其中所述第一输入包括第一大气压力和第二大气压力，所述第一大气压力和所述第二大气压力分别由所述第一压力传感器和所述第二压力传感器检测，并且由所述第一压力传感器和所述第二压力传感器作为传感器信号提供给所述控制器。

3.根据权利要求2所述的电子速度检测系统，其中由所述控制器根据

来确定所述标准化位置，其中PS#A是由所述第一压力传感器提供的所述第一大气压力，PS#B是由所述第二压力传感器提供的所述第二大气压力，并且NP是所述移动物体的所述标准化位置。

4.根据权利要求2所述的电子速度检测系统，其中基于所述第一大气压力与所述第二大气压力之间的差异来确定所述标准化位置，以消除所述移动物体外部的干扰或影响。

5.根据权利要求1所述的电子速度检测系统，其中所述第二压力传感器位于所述井道内的固定位置。

6.根据权利要求1所述的电子速度检测系统，其中所述第二输入包括所述移动物体的加速度，所述加速度由所述加速计检测并且由所述加速计作为传感器信号提供给所述控制器。

7.根据权利要求6所述的电子速度检测系统，其中由所述控制器根据

来确定所述校正速度，其中A是所述加速度，NP是所述标准化位置，并且CV是所述移动物体的所述校正速度。

8.根据权利要求1所述的电子速度检测系统，其中所述混合式高度计包括多个第二压力传感器，所述多个第二压力传感器中的每一者位于所述井道内的单独固定位置，并且所述多个第二压力传感器中的每一者提供与那些单独固定位置对应的大气压力。

9.一种用于对电梯的井道内移动物体进行电子速度检测的计算机实施的方法，所述计算机实施的方法包括：

由包括存储器和处理器的控制器基于从混合式高度计接收的第一输入来确定标准化位置，所述混合式高度计包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器耦接到所述移动物体；

由所述控制器基于从耦接到所述移动物体的加速计接收的第二输入和所述标准化位置来确定校正速度；以及

将所述校正速度施加到所述移动物体以通过将存储在所述存储器中的预期速度与所述校正速度进行比较来监测所述移动物体超速的可能，以及校正所述加速计的加速计偏移。

10.根据权利要求9所述的计算机实施的方法，其中所述第一输入包括第一大气压力和第二大气压力，所述第一大气压力和所述第二大气压力分别由所述第一压力传感器和所述第二压力传感器检测，并且由所述第一压力传感器和所述第二压力传感器作为传感器信号提供给所述控制器。

11.根据权利要求10所述的计算机实施的方法，其中由所述控制器根据

来确定所述标准化位置，其中PS#A是由所述第一压力传感器提供的所述第一大气压力，PS#B是由所述第二压力传感器提供的所述第二大气压力，并且NP是所述移动物体的所述标准化位置。

12.根据权利要求10所述的计算机实施的方法，其中基于所述第一大气压力与所述第二大气压力之间的差异来确定所述标准化位置，以消除所述移动物体外部的干扰或影响。

13.根据权利要求9所述的计算机实施的方法，其中所述第二压力传感器位于所述井道内的固定位置。

14.根据权利要求9所述的计算机实施的方法，其中所述第二输入包括所述移动物体的加速度，所述加速度由所述加速计检测并且由所述加速计作为传感器信号提供给所述控制器。

15.根据权利要求14所述的计算机实施的方法，其中由所述控制器根据

来确定所述校正速度，其中A是所述加速度，NP是所述标准化位置，并且CV是所述移动物体的所述校正速度。

16.根据权利要求9所述的计算机实施的方法，其中所述混合式高度计包括多个第二压力传感器，所述多个第二压力传感器中的每一者位于所述井道内的单独固定位置，并且所述多个第二压力传感器中的每一者提供与那些单独固定位置对应的大气压力。

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