CN111039118A - 基于uwb的电梯运行监控方法、介质、终端和装置 - Google Patents

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袁志炜
王洪亮
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Abstract

本发明公开一种基于UWB的电梯运行监控方法、介质、终端和装置，包括以下步骤：接收目标电梯上UWB测距装置发送的目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度；计算预设时长内目标距离值的变化量，并根据预设电梯运动模型生电梯轿厢的第二运行速度；计算预设时长内所有第一运行速度的平均值，当第二运行速度和平均值的差值大于预设值时，生成报警信息。本发明通过UWB测距方法来识别电梯当前所在楼层和电梯运行速度，响应速度快，实用性好，同时方便智能设备，比如机器人选择运行状态良好的电梯，提高工作效率。

Description

基于UWB的电梯运行监控方法、介质、终端和装置
【技术领域】
本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种基于UWB的电梯运行监控方法、介质、终端和装置。
【背景技术】
随着智能机器人的飞速发展，其已逐渐深入到人类生活的方方面面。在商用机器人领域，智能机器人需要进入酒店、办公楼或者其他高层电梯建筑，并使用电梯完成跨楼层的递送等任务。在这些场景下，智能机器人需要知道电梯的运行状态，从而准确选择目标电梯，提高工作效率。在当前电梯的使用场景中，电梯往往是依靠自身的平层传感器和编码器感知轿厢的当前位置和运行情况。当电梯自身的电子系统受到干扰或者有部分损坏，而机器人正在乘坐电梯或者将要乘坐电梯时，现有技术难以实时获取电梯的运行状态，从而影响机器人的工作效率。
【发明内容】
本发明提供了一种基于UWB的电梯运行监控方法、介质、终端和装置，解决了以上所述的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于UWB的电梯运行监控方法，包括以下步骤：
步骤1，接收目标电梯上UWB测距装置发送的目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度，所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离值或电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离值；
步骤2，计算预设时长内所述目标距离值的变化量，并根据预设电梯运动模型生成所述电梯轿厢的第二运行速度；
步骤3，计算所述预设时长内所有第一运行速度的平均值，当所述第二运行速度和所述平均值的差值大于预设值时，生成报警信息。
在一个优选实施方式中，所述基于UWB的电梯运行监控方法还包括测距指令发送步骤，具体为：
S001，接收目标智能设备发送的电梯位置检测请求；
S002,从所述电梯位置检测请求中提取目标电梯信息；
S003,根据所述电梯位置检测请求生成测距指令，并将所述测距指令发送至所述目标电梯信息对应的目标电梯，以驱动目标电梯上的UWB测距装置测量目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度。
在一个优选实施方式中，所述电梯运行监控方法还包括报警信息发送步骤，具体为：将所述报警信息发送至所述目标智能设备或者所有运行的智能设备。
在一个优选实施方式中，所述UWB测距装置通过无线传输方法发送所述目标距离值和所述第一运行速度，所述无线传输方法包括3G、4G、5G、WiFi、蓝牙、LPWAN和NB-IoT中的任意一种或多种。
在一个优选实施方式中，所述电梯运行监控方法还包括楼层监控步骤，具体为：根据每层楼层的层高和所述目标距离值计算并显示电梯当前所在楼层；
当所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离时，电梯当前所在楼层＝总楼层数-目标距离值/每层楼层的层高；
当所述目标距离值为电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离时，电梯当前所在楼层＝目标距离值/每层楼层的层高。
本发明实施例的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以上所述的基于UWB的电梯运行监控方法。
本发明实施例的第三方面提供了一种基于UWB的电梯运行监控终端，包括所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上所述基于UWB的电梯运行监控方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种基于UWB的电梯运行监控装置，包括接收模块、计算模块和报警模块，
所述接收模块用于接收目标电梯上UWB测距装置发送的目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度，所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离值或电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离值；
所述计算模块用于计算预设时长内所述目标距离值的变化量，并根据预设电梯运动模型生成所述电梯轿厢的第二运行速度；
所述报警模块用于计算预设时长内所述第一运行速度的平均值，当所述第二运行速度和所述平均值的差值大于预设值时，生成报警信息。
在一个优选实施方式中，所述电梯运行监控装置还包括测距指令发送模块，所述测距指令发送模块具体包括：
请求接收单元，用于接收目标智能设备发送的电梯位置检测请求；
信息提取单元，用于从所述电梯位置检测请求中提取目标电梯信息；
指令发送单元，用于根据所述电梯位置检测请求生成测距指令，并将所述测距指令发送至所述目标电梯信息对应的目标电梯，以驱动目标电梯上的UWB测距装置测量目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度。
在一个优选实施方式中，所述电梯运行监控装置还包括报警信息发送模块，所述报警信息发送模块用于将所述报警信息发送至所述目标智能设备或者所有运行的智能设备。
在一个优选实施方式中，所述电梯运行监控装置还包括楼层监控模块，所述楼层监控模块用于根据每层楼层的层高和所述目标距离值计算并显示电梯当前所在楼层；
当所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离时，电梯当前所在楼层＝总楼层数-目标距离值/每层楼层的层高；
当所述目标距离值为电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离时，电梯当前所在楼层＝目标距离值/每层楼层的层高。
在一个优选实施方式中，所述UWB测距装置包括两个UWB定位模块，所述两个UWB定位模块分别设置在电梯轿厢顶部和电梯井道顶部或者分别设置在电梯轿厢底部和电梯井道底部；所述两个UWB定位模块中任一UWB定位模块向另一UWB定位模块发送UWB信号，所述另一UWB定位模块接收所述UWB信号，根据所述UWB信号生成目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度，然后通过无线通信方法将所述目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度发送至所述接收模块。
如上所述，本发明基于UWB的电梯运行监控方法、介质、终端和装置，具有以下有益效果：
(1)通过UWB测距方法检测电梯轿厢到达电梯井道底部或顶部的距离来识别电梯当前所在楼层，响应速度快，实用性好；
(2)通过比较电梯轿厢的运行速度来判断电梯运行是否正确，以便智能设备，比如机器人选择运行状态良好的电梯，提高机器人工作效率。
为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是实施例1提供的基于UWB的电梯运行监控方法的流程示意图；
图2是实施例2提供的基于UWB的电梯运行监控装置的结构示意图；
图3是实施例3提供的基于UWB的电梯运行监控终端的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
图1是实施例1提供的基于UWB的电梯运行监控方法的流程示意图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1，接收目标电梯上UWB测距装置发送的目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度，所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离值或电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离值。
UWB(Ultra-Wideband)是一种无限载波通讯技术，通过TOF(Time of Flight)可以测量出UWB基站和UWB标签之间的距离，本发明实施例将UWB测距装置的UWB标签和UWB基站分别设置在电梯轿厢顶部和电梯井道顶部，或者将UWB标签和UWB基站分别设置在电梯轿厢底部和电梯井道底部，采用单向双向通讯方法(SS-TWR)或双向双向通讯(DS-TWR)检测出两者的距离值。而基站和标签之间每次测距的时间片是固定的，为Δt，因此可以计算得到电梯轿厢的第一运行速度＝Δd/Δt，Δd为所述目标距离值。
优选实施例可以采用无身份的UWB通讯机制，将两个UWB模块分别安装在电梯轿厢顶部和电梯井道顶部，或者安装在电梯轿厢底部和电梯井道底部，在时隙对齐的情况下，两个UWB模块分别在各自时隙广播自己的发送时间戳，并利用各自可读写存储器记录下广播中对方的发送时间戳，即可以在一个时间片中计算出所述目标距离值，大大减少了计算距离所需的时间片浪费，从而提高通讯效率。
优选的，所述UWB测距装置通过无线传输方法发送所述目标距离值和所述第一运行速度，所述无线传输方法包括3G、4G、5G、WiFi、蓝牙、LPWAN和NB-IoT中的任意一种或多种。然后执行步骤2，计算预设时长内所述目标距离值的变化量，并根据预设电梯运动模型生成所述电梯轿厢的第二运行速度，具体可采用电梯轿厢的如下变加速直线运动模型计算电梯轿厢的第二运行速度：
Figure BDA0002329288210000071
Figure BDA0002329288210000072
然后计算所述预设时长内所有第一运行速度的平均值，当所述第二运行速度和所述平均值的差值大于预设值时，说明电梯运行异常，此时生成报警信息发送给所有正在运行的智能设备，比如机器人，以避免机器人搭乘异常状态的电梯。
在一个优选实施方式中，所述基于UWB的电梯运行监控方法还包括测距指令发送步骤，具体为：
S001，接收目标智能设备发送的电梯位置检测请求；
S002,从所述电梯位置检测请求中提取目标电梯信息；
S003,根据所述电梯位置检测请求生成测距指令，并将所述测距指令发送至所述目标电梯信息对应的目标电梯，以驱动目标电梯上的UWB测距装置测量目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度。
上述优选实施例中，一个需要搭乘电梯完成递送任务的智能设备可以主动查询目标电梯的运行状态，从而在目标电梯异常时及时获取报警信息，从而快速更换搭乘电梯，提高工作效率。
在一个优选实施方式中，所述电梯运行监控方法还包括楼层监控步骤，具体为：根据每层楼层的层高和所述目标距离值计算并显示电梯当前所在楼层，然后通过WiFi、3G/4G/5G或蓝牙等无线通信方式发送至智能机器人等设备，以协助其进行下一步操作。当所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离时，电梯当前所在楼层＝总楼层数-目标距离值/每层楼层的层高；当所述目标距离值为电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离时，电梯当前所在楼层＝目标距离值/每层楼层的层高。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以上所述的基于UWB的电梯运行监控方法。
图2是实施例2提供的基于UWB的电梯运行监控装置的结构示意图，如图2所示，包括接收模块100、计算模块200和报警模块300，
所述接收模块100用于接收目标电梯上UWB测距装置发送的目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度，所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离值或电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离值；
所述计算模块200用于计算预设时长内所述目标距离值的变化量，并根据预设电梯运动模型生成所述电梯轿厢的第二运行速度；
所述报警模块300用于计算预设时长内所述第一运行速度的平均值，当所述第二运行速度和所述平均值的差值大于预设值时，生成报警信息。
在一个优选实施方式中，所述电梯运行监控装置还包括测距指令发送模块400，所述测距指令发送模块具体包括：
请求接收单元401，用于接收目标智能设备发送的电梯位置检测请求；
信息提取单元402，用于从所述电梯位置检测请求中提取目标电梯信息；
指令发送单元403，用于根据所述电梯位置检测请求生成测距指令，并将所述测距指令发送至所述目标电梯信息对应的目标电梯，以驱动目标电梯上的UWB测距装置测量目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度。
在一个优选实施方式中，所述电梯运行监控装置还包括报警信息发送模块500，所述报警信息发送模块500用于将所述报警信息通过WiFi、3G/4G/5G或蓝牙等无线通信方式发送至所述目标智能设备或者所有运行的智能设备。
在一个优选实施方式中，所述电梯运行监控装置还包括楼层监控模块600，所述楼层监控模块600用于根据每层楼层的层高和所述目标距离值计算并显示电梯当前所在楼层，并通过WiFi、3G/4G/5G或蓝牙等无线通信方式发送至智能机器人等设备。
当所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离时，电梯当前所在楼层＝总楼层数-目标距离值/每层楼层的层高；
当所述目标距离值为电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离时，电梯当前所在楼层＝目标距离值/每层楼层的层高。
在一个优选实施方式中，所述UWB测距装置包括两个UWB定位模块，所述两个UWB定位模块分别设置在电梯轿厢顶部和电梯井道顶部或者分别设置在电梯轿厢底部和电梯井道底部；所述两个UWB定位模块中任一UWB定位模块向另一UWB定位模块发送UWB信号，所述另一UWB定位模块接收所述UWB信号，根据所述UWB信号生成目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度，然后通过无线通信方法将所述目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度发送至所述接收模块。
本发明实施例还提供了一种基于UWB的电梯运行监控终端，包括所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上所述基于UWB的电梯运行监控方法的步骤。图3是本发明实施例3提供的基于UWB的电梯运行监控终端的结构示意图，如图3所示，该实施例的基于UWB的电梯运行监控终端8包括：处理器80、可读存储介质81以及存储在所述可读存储介质81中并可在所述处理器80上运行的计算机程序82。所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤1至步骤3。或者，所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图2所示模块100至300的功能。
示例性的，所述计算机程序82可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述可读存储介质81中，并由所述处理器80执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序82在所述基于UWB的电梯运行监控终端8中的执行过程。
所述基于UWB的电梯运行监控终端8可包括，但不仅限于，处理器80、可读存储介质81。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是基于UWB的电梯运行监控终端8的示例，并不构成对基于UWB的电梯运行监控终端8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述基于UWB的电梯运行监控终端还可以包括电源管理模块、运算处理模块、输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器80可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述可读存储介质81可以是所述基于UWB的电梯运行监控终端8的内部存储单元，例如基于UWB的电梯运行监控终端8的硬盘或内存。所述可读存储介质81也可以是所述基于UWB的电梯运行监控终端8的外部存储设备，例如所述基于UWB的电梯运行监控终端8上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述可读存储介质81还可以既包括所述基于UWB的电梯运行监控终端8的内部存储单元也包括外部存储设备。所述可读存储介质81用于存储所述计算机程序以及所述基于UWB的电梯运行监控终端所需的其他程序和数据。所述可读存储介质81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种基于UWB的电梯运行监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，接收目标电梯上UWB测距装置发送的目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度，所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离值或电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离值；
步骤2，计算预设时长内所述目标距离值的变化量，并根据预设电梯运动模型生成所述电梯轿厢的第二运行速度；
步骤3，计算所述预设时长内所有第一运行速度的平均值，当所述第二运行速度和所述平均值的差值大于预设值时，生成报警信息。
2.根据权利要求1所述的基于UWB的电梯运行监控方法，其特征在于，还包括测距指令发送步骤，具体为：
S001，接收目标智能设备发送的电梯位置检测请求；
S002,从所述电梯位置检测请求中提取目标电梯信息；
S003,根据所述电梯位置检测请求生成测距指令，并将所述测距指令发送至所述目标电梯信息对应的目标电梯，以驱动目标电梯上的UWB测距装置测量目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度。
3.根据权利要求2所述的基于UWB的电梯运行监控方法，其特征在于，所述电梯运行监控方法还包括报警信息发送步骤，具体为：将所述报警信息发送至所述目标智能设备或者所有运行的智能设备。
4.根据权利要求1-3任一所述的基于UWB的电梯运行监控方法，其特征在于，所述UWB测距装置通过无线传输方法发送所述目标距离值和所述第一运行速度，所述无线传输方法包括3G、4G、5G、WiFi、蓝牙、LPWAN和NB-IoT中的任意一种或多种。
5.根据权利要求4所述的基于UWB的电梯运行监控方法，其特征在于，所述电梯运行监控方法还包括楼层监控步骤，具体为：根据每层楼层的层高和所述目标距离值计算并显示电梯当前所在楼层；
当所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离时，电梯当前所在楼层＝总楼层数-目标距离值/每层楼层的层高；
当所述目标距离值为电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离时，电梯当前所在楼层＝目标距离值/每层楼层的层高。
6.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-5任一项所述基于UWB的电梯运行监控方法。
7.一种基于UWB的电梯运行监控终端，其特征在于，包括权利要求6所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述基于UWB的电梯运行监控方法的步骤。
8.一种基于UWB的电梯运行监控装置，其特征在于，包括接收模块、计算模块和报警模块，
所述接收模块用于接收目标电梯上UWB测距装置发送的目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度，所述目标距离值为电梯轿厢顶部至电梯井道顶部的距离值或电梯轿厢底部至电梯井道底部的距离值；
所述计算模块用于计算预设时长内所述目标距离值的变化量，并根据预设电梯运动模型生成所述电梯轿厢的第二运行速度；
所述报警模块用于计算预设时长内所述第一运行速度的平均值，当所述第二运行速度和所述平均值的差值大于预设值时，生成报警信息。
9.根据权利要求8所述的基于UWB的电梯运行监控装置，其特征在于，所述电梯运行监控装置还包括测距指令发送模块，所述测距指令发送模块具体包括：
请求接收单元，用于接收目标智能设备发送的电梯位置检测请求；
信息提取单元，用于从所述电梯位置检测请求中提取目标电梯信息；
指令发送单元，用于根据所述电梯位置检测请求生成测距指令，并将所述测距指令发送至所述目标电梯信息对应的目标电梯，以驱动目标电梯上的UWB测距装置测量目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度。
10.根据权利要求8或9所述的基于UWB的电梯运行监控装置，其特征在于，所述UWB测距装置包括两个UWB定位模块，所述两个UWB定位模块分别设置在电梯轿厢顶部和电梯井道顶部或者分别设置在电梯轿厢底部和电梯井道底部；所述两个UWB定位模块中任一UWB定位模块向另一UWB定位模块发送UWB信号，所述另一UWB定位模块接收所述UWB信号，根据所述UWB信号生成目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度，然后通过无线通信方法将所述目标距离值和电梯轿厢的第一运行速度发送至所述接收模块。
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