CN111759213A - 一种升降电梯故障监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电梯检测技术领域，尤其涉及一种升降电梯故障监测方法，包括：实时获取升降电梯轿门门框上预定位置与预设监测区域内各被测物之间的实际距离矩阵；将实际距离矩阵转化为竖直距离矩阵；将竖直距离矩阵作数字滤波处理；将第一竖直距离矩阵与第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值；将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，则发出电梯故障警示。本发明实现了通过监测升降电梯的轿厢地面与楼层地面之间的差值来实现对升降电梯故障检测，大大提高了检测精度，从而大大提高安全性能。

Description

一种升降电梯故障监测方法

技术领域

本发明属于电梯检测技术领域，尤其涉及一种升降电梯故障监测方法。

背景技术

升降电梯一般具有两层门，一层为厅门，一层是轿门。厅门为升降电梯外侧的门，即站在电梯外等电梯时可以看到的门，升降电梯停靠的每一层都有一个独立的厅门；轿门为升降电梯内侧的门，即乘坐升降电梯时可以看到的门。轿门和轿厢是一体的，升降电梯只有一个轿门。

升降电梯在使用时，保证安全性至关重要，市面上已出现很多利用监测电梯门工作状态而保障电梯安全的监测方法，如申请号为CN201910743768.0的发明公开了一种通过监控对电梯门进行实时故障检测及预测的方法，该方法包括如下步骤：S1：获取电梯门的第一监控视频；S2：根据第一监控视频获取电梯门在不同时刻的第一门间距；S3：将不同时刻的第一门间距绘制成电梯门基准运行曲线；S4：获取第一预设时间时的电梯门实时运行曲线；S5：通过DTW算法对电梯门实时运行曲线与基准运行曲线进行比较。

上述方法虽然通过电梯门的工作状态来实现对电梯的故障检测，虽然成本较低，但是其存在误差率高的技术问题，使。得监测效率不高，使得电梯的安全性能得不到保障。

又如申请号为CN201910637790.7的发明专利公开了一种电梯门位置检测方法及检测系统，电梯门位置检测方法包括以下步骤：电阻值检测装置实时采集电梯门的检测电阻值，并将检测电阻值发送至电梯控制系统中；电梯控制系统将所述检测电阻值与所述预设电阻值进行比对，从而获得电梯门位置的关门宽度值。

虽然上述电梯门位置检测方法既可检测电梯门是否关门或开门到位情况，还能检测出电梯门的实时位置，当发生突然断电再上电的情况时，亦可快速获取电梯当前门的位置。但是，其结构复杂，还需要建立在特定的检测系统才能进行，结构复杂，生产成本高又容易发生故障，导致监测精度不足，进而导致安全性能不足的问题。因此，实有必要设计一种升降电梯故障监测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种升降电梯故障监测方法，旨在解决现有技术中监测电梯故障时精度不足，以及因此导致安全性能低的的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种升降电梯故障监测方法，包括以下步骤：

步骤一、实时获取升降电梯轿门门框上预定位置与预设监测区域内各被测物之间的实际距离矩阵；

步骤二、将步骤一得到的所述预定位置与各所述被测物之间的实际距离矩阵转化为各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵；

步骤三、将步骤二得到的各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵；其中，升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第一竖直距离矩阵，楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵；

步骤四、将步骤三中得到的所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值；

步骤五、将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，则发出电梯故障警示。

可选地，所述数字滤波处理具体包括：

在所述预设时间段内，判断各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵是否发生变化，若发生变化，则滤除发生变化的所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵。

根据权利要求1所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述数字滤波处理具体包括：

判断所述预设监测区域内，各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵之间的差值是否大于预设的第一阈值，若大于所述第一阈值，则滤除大于所述第一阈值的各所述被测物所处的区域内的各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵。

可选地，所述数字滤波处理具体包括：

将所述预设监测区域划分为轿厢监测区域和楼层监测区域，分别对比所述轿厢监测区域内和所述楼层监测区域内，各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵之间的大小，并分别得到轿厢监测区域内最小的竖直距离矩阵和所述楼层监测区域内最小的竖直距离矩阵；其中，所述轿厢监测区域内最小的竖直距离矩阵为所述第一竖直距离矩阵，所述楼层监测区域内最小的竖直距离矩阵为所述第二竖直距离矩阵。

可选地，所述安全高度差区间包括正向安全差值和负向安全差值；其中，所述正向安全差值为升降电梯处于安全工作状态时，轿厢地面高于楼层地面的最大高度差，所述负向安全差值为升降电梯处于安全工作状态时，轿厢地面低于楼层地面的最大高度差值；所述步骤五具体包括：

判断所述实际高度差值是否大于等于所述负向安全差值且小于等于所述正向安全差值，若不是，则发出电梯故障警示。

可选地，所述电梯故障警示至少包括通过互联网通知检修人员对电梯进行检修。

可选地，所述步骤五还包括：

(1)获取得到所述实际高度差时升降电梯的电梯工作状态信息，并将所述电梯工作状态信息与所述实际高度差值组合以形成电梯运行状态信息；其中，所述电梯工作状态信息至少包括获取所述实际高度差时的时间、升降电梯所处的楼层、升降电梯的负载以及升降电梯运行的时间；

(2)将所述电梯运行状态信息储存。

可选地，所述步骤一具体包括以下步骤：

(1)将光发射器和光学成像镜头安装于所述预定位置，且所述光发射器和光学成像镜头的检测端正对升降电梯的轿厢区域以及楼层区域，其中，所述光发射器和光学成像镜头的检测端检测到的区域为所述预设监测区域；

(2)通过调制器向光发射器产生调制信号，由光发射器向外发射经调制的检测光束；

(3)光发射器发射的检测光束遇到所述预设监测区域内各被测物，经各被测物反射向光学成像镜头；

(4)位于光学成像镜头后侧的感光探测器点阵通过光学成像镜头接收反射光束，并通过反射光束和发射光束之间的相位差和周期，基于公式

计算得到反射光束的各被测物的反光部位与接收该反射光束的感光探测器点阵中对应感光探测像素点之间的实际距离，该距离作为各被测物与预定位置的实际距离。

可选地，所述步骤二具体包括以下步骤：

(1)将所述预定参考面选择为感光探测器点阵所在平面，并在所述预定参考面上建立平面坐标系，其中坐标原点为穿过光学成像镜头光学中心的法线与预定参考面的交点，坐标原点与光学中心之间的距离记为O`F；

(2)将反射光束的各被测物反光部位与接收该反射光束的感光探测器点阵中对应感光探测像素点之间的实际距离通过如下公式转化为该各被测物反光部位与所述预定参考面之间的竖直距离：

其中，QQ`为反射光束的各被测物反光部位与接收该反射光束的感光探测器点阵中对应感光探测像素点之间的实际距离，(x`，y`)为该对应感光探测像素点在预定参考面的平面坐标系中的位置坐标。

为了实现上述目的，本发明还提供一种升降电梯故障监测方法，所述升降电梯故障监测方法基于升降电梯故障检测系统进行，所述升降电梯故障检测系统包括依次连接的距离检测计算单元、特征识别处理单元和升降电梯控制单元；所述升降电梯故障监测方法具体包括以下步骤：

步骤一、通过所述距离检测计算单元实时获取升降电梯轿门门框上预定位置与预设监测区域内各被测物之间的实际距离矩阵；

步骤二、通过所述特征识别处理单元将步骤一得到的所述预定位置与各所述被测物之间的实际距离矩阵转化为各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵；

步骤三、通过所述特征识别处理单元将步骤二得到的各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵；其中，升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第一竖直距离矩阵，楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵；

步骤四、通过所述特征识别处理单元将步骤三中得到的所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值；

步骤五、通过所述升降电梯控制单元将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，则发出电梯故障警示。

可选地，所述距离检测计算单元包括光发射器、调制器、光学成像镜头、感光探测器点阵、控制器和距离计算器；所述控制器连接于所述调制器和所述感光探测器点阵，所述调制器连接于所述光发射器和所述感光探测器点阵，所述光发射器用于发射经调制的调制检测光束，所述检测光束经作为被测物的反射后入射至光学成像镜头，经所述光学成像镜头整形后输入至所述感光探测器点阵，所述感光探测器点阵设置于所述光学成像镜头正后方并连接于所述距离计算器，所述距离计算器基于所述感光探测器点阵接收的反射光束信息计算得到被测物与感光探测器点阵之间的实际距离信息，并将该实际距离信息连同感光探测器点阵固有信息传输给控制器，再由所述控制器将相关信息传输给所述特征识别处理单元。

可选地，所述感光探测器点阵具有多个呈矩阵阵列形式排列的感光探测像素点，每一个感光探测像素点作为一个独立的感光探测器元件，所述光发射器发射的调制检测光束经被测物表面多点反射后分别入射到所述感光探测器点阵的对应感光探测像素点上，所述感光探测器点阵的每一个感光探测像素点均接收来自被测物表面一个对应反射点的反射光束，所述距离计算器计算得到的实际距离信息为对应于被测物各反射点位置的实际距离矩阵，所述特征识别处理单元转化所述实际距离信息所得到的竖直距离信息为对应于感光探测器点阵的各感光探测像素点位置的竖直距离矩阵。

可选地，所述特征识别处理单元包括通信接口模块、距离转化器、特征比对处理器、标准特征存储器和输出模块，所述通信接口模块连接于所述距离检测计算单元的控制器，所述距离转化器连接于通信接口模块，所述特征比对处理器连接于所述距离转化器，所述标准特征存储器连接于所述特征比对处理器，所述输出模块连接于所述特征比对处理器；

所述距离转化器将所述预定位置与各所述被测物之间的实际距离矩阵转化为各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵，并将各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵发送至所述特征比对处理器；

所述特征比对处理器将各所述被测物与预定参考面之间的实际距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵；其中，升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第一竖直距离矩阵，楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵；接着，所述特征比对处理器将所述第一竖直距离矩阵和所述第二竖直距离矩阵发送至所述升降电梯控制单元。

可选地，所述距离转化器通过以下方式将实际距离矩阵转化为竖直距离矩阵：

首先，所述距离转化器将被测物表面每个反射点与对应感光探测像素点之间的实测距离按照如下公式转换为该被测物表面反射点相对于感光探测器点阵所在平面的竖直距离：

其中，QQ`为被测物表面反射点与对应感光探测像素点之间的实测距离，由距离检测计算单元中的距离计算器计算得到；(x`，y`)为对应感光探测像素点在感光探测器点阵平面坐标体系内的位置坐标；O`F为光学成像镜头的光学中心与感光探测器点阵平面坐标体系中坐标原点之间的距离；d为被测物表面反射点相对于感光探测器点阵所在平面的竖直距离；

其中，感光探测器点阵平面坐标体系是指：以穿过光学成像镜头光学中心的、垂直于感光探测器点阵所在平面的直线与感光探测器点阵所在平面的交点作为坐标原点，在感光探测器点阵所在平面内建立的坐标体系，每一个感光探测像素点在感光探测器点阵平面坐标体系内的位置坐标以及光学成像镜头的光学中心与坐标原点之间的距离属于已知量；

其次，所述距离转化器将转换得到的各竖直距离与其对应感光探测像素点的位置相关联形成所述竖直距离矩阵。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种基于上述升降电梯故障检测系统进行的升降电梯故障监测方法，包括如下步骤：

步骤一、将升降电梯故障检测系统的所述光发射器和光学成像镜头安装于所述预定位置，且使所述光发射器和光学成像镜头的检测端正对升降电梯的轿厢区域以及楼层区域，其中，所述光发射器和光学成像镜头的检测端检测到的区域为所述预设监测区域；

步骤二、由距离检测计算单元的调制器产生调制信号，产生的调制信号传输到其光发射器后，由光发射器向外发射相应的调制光；

步骤三、光发射器发射的调制光遇到作为被测物体的物体表面后，被反射向光学成像镜头；

步骤四、位于光学成像镜头后侧的感光探测器点阵通过镜头接收反射回的反射调制光，并由距离计算器通过反射调制光和发射调制光的相位差和周期，基于公式：

计算得到被测物体到感光探测器点阵的实际距离矩阵；

步骤五、所述距离转化器将接收到的被测物与感光探测器点阵的实际距离矩阵基于公式

转化为被测物相对于感光探测器点阵平面的竖直距离矩阵，并将其传输给特征比对处理器，其中QQ`为被测物与感光探测器点阵的实际距离数据，(x`，y`)和O`F为感光探测器点阵中的已知参数；

步骤六、所述特征识别处理单元将各所述被测物与预定参考面之间的实际距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵；其中，升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第一竖直距离矩阵，楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵；

步骤七、所述特征识别处理单元将步骤三中得到的所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值；

步骤八、所述升降电梯控制单元将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，则发出电梯故障警示。

本发明实施例提供的升降电梯故障监测方法中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：

(1)本发明依次通过获取升降电梯轿门门框上预定位置与预设监测区域内各被测物之间的实际距离矩阵，将所述预定位置与各所述被测物之间的实际距离矩阵转化为各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵，将各所述被测物与预定参考面之间的实际距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵，将所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值，将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，则发出电梯故障警示，从而实现了通过监测升降电梯的轿厢地面与楼层地面之间的差值来实现对升降电梯故障检测，大大提高了检测精度，从而大大提高安全性能。

(2)本发明基于ToF传感器精确测量预设监测区域内各被测物与ToF传感器的实际距离矩阵，并将检测到的实际距离矩阵转换为被测区域内被测物的竖直距离矩阵，并经过数字滤波处理，从而得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵，再通过计算二者差值，并与预设的安全高度差区间作对比分析，从而判断是否需要发出电梯故障警示，如此，实现了升降电梯的安全监测，具有广阔的推广应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的升降电梯故障监测系统的组成结构框图；

图2为本发明所述升降电梯故障监测系统中距离检测计算单元的光束发射与反射探测的光路结构示意图；

图3为被测人体的人体经楼层走入轿厢过程中人体的被测点与感光探测器点阵的实测距离示意图；

图4为图3所示实测距离转化为竖直距离的示意图；

图5为被测空间的被测点与感光探测器点阵中的感光探测像素点之间的光路对应结构示意图；

图6为将被测空间被测点与感光探测像素点之间的实测距离转化为被测空间被测点与感光探测器点阵平面之间的竖直距离的距离转化结构示意图；

图7为本发明实施例提供的人经楼层走入轿厢过程中楼层地面与轿厢地面区域分布的示意图；

图8为本发明所述升降电梯故障监测系统的安装位置及安装后的监测状态的模拟示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明的一个实施例中，如图1-图8所示，提供一种用于进行升降电梯故障检测的升降电梯故障检测系统，所述升降电梯故障检测系统包括依次连接的距离检测计算单元、特征识别处理单元和升降电梯控制单元。

其中，所述距离检测计算单元安装于升降电梯轿门门框上预定位置，且使所述距离检测计算单元具有预设监测区域。

本实施例中，参照图7-图8，所述距离检测计算单元安装于升降电梯轿门门框的中间位置，且所述距离检测计算单元的检测端正对升降电梯的轿厢区域以及楼层区域。即所述预定位置为升降电梯轿门门框上的中间位置，所述距离检测计算单元的检测端能检测到的区域为升降电梯的轿厢区域以及楼层区域，即，所述预设监测区域为升降电梯的轿厢区域以及楼层区域。

具体地，所述距离检测计算单元用于基于飞行时间原理实时获取升降电梯轿门门框上预定位置与预设监测区域内各被测物之间的实际距离，其中，所述实际距离为对应于各被测物上的多个位置点的多点距离，即距离矩阵，亦可以理解为，所述距离检测计算单元实时监测并获取升降电梯轿门门框上预定位置与预设监测区域内各被测物之间的实际距离矩阵。

参照图1，所述所述距离检测计算单元包括光发射器、调制器、光学成像镜头、感光探测器点阵、控制器和距离计算器，所述控制器连接于所述调制器和感光探测器点阵，用于向调制器提供调制控制信号，所述调制器连接于所述光发射器，用于向光发射器发射的光束提供调制信号，所述调制器进一步连接于所述感光探测器点阵，用于提供基本调制信息。所述光发射器优选的可为红外光发射器，用于向被测物发出经调制的光束，调制光束到达被测物表面后经被测物表面反射后入射至光学成像镜头，经光学成像镜头整形后输入至感光探测器点阵，所述感光探测器点阵连接于距离计算器，并将反射光束信号输出给距离计算器，所述距离计算器对该反射光束进行去噪滤波和A/D转换等必要处理后，计算得到反射该反射光束的被测物位置点距离接收该反射光束的感光探测器点阵中的感光探测像素点之间的距离信息，并将该距离信息连同该感光探测像素点相关位置信息一并传输给控制器，由控制器将相关信息进一步传输给所述特征识别处理单元。

优选地，所述距离检测计算单元可采用3D传感器、ToF飞行时间传感器、DVS、结构光传感器等任一种实现。下面先具体描述基于ToF飞行时间原理的距离检测计算单元计算预设监测区域内各被测物与预定位置之间的实际距离矩阵的过程：

距离检测计算单元通过其光发射器产生调制红外光并向外发射该调制红外光，该调制红外光遇到被测物后会发生反射形成反射红外光，反射红外光经过距离检测计算单元的光学成像镜头后被其后的感光探测器点阵所接收。距离检测计算单元的发射调制红外光和反射红外光均为正弦波形式，可用函数形式表示为：发射调制红外光的函数表达式为：

反射红外光的函数表达式为：

其中：

t为时间参数；

A为调制红外光振幅；

T为正弦波周期；

kA为反射红外光振幅；

k为衰减系数；

为当前发射的调制红外光和接收的反射红外光的信号相位差；

n为接收到非本距离检测计算单元的光发射器光源反射的噪波。

所以，从发射调制红外光到接收到该调制红外光形成的反射红外光的延时时间，即该红外光所经过的飞行时间：

其中，T为调制波周期。

从光发射器发射调制红外光到感光探测器接收到该调制红外光被被测物反射回的反射红外光该时间段内，所述红外光所飞行的路程：

其中：c为光速，即大约为3×10⁸m/s。

因此从光发射器发射调制红外光到感光探测器接收到该调制红外光被被测物反射回的反射红外光，反射该红外光的被测物到距离检测计算单元的感光探测器点阵之间的距离为：

这样基于调制红外光的正弦波周期和感光探测像素点接收到的反射红外光与光发射器发射的调制红外光的信号相位差即可计算被测物与感光探测器点阵之间的距离，感光探测器点阵将该正弦波周期和信号相位差传递给距离计算器，由距离计算器基于上述公式计算得到被测物与感光探测器点阵之间的实测距离，即实际距离矩阵。

本发明中的所述距离检测计算单元中的感光探测器点阵具有多个呈矩阵阵列形式排列的感光探测像素点，每一个感光探测像素点可作为一个独立的感光探测器元件，这样光发射器每向外发射一次调制红外光，该调制红外光被被测物表面多点反射后分别入射到感光探测器点阵中的对应感光探测像素点上，也就是说感光探测器点阵中的每一个感光探测像素点均可以采集反射红外光，并且获得一个感测距离，最终感光探测器点阵所检测到的每一帧的实测距离都对应于一个实际距离矩阵，由被测物表面每个反射点与接收该点反射光的对应感光探测像素点之间的实测距离结合该反射点位置形成二维距离分布，如图2所示。

如此，所述距离检测计算单元便可计算得到预设监测区域内各被测物与预定位置之间的实际距离矩阵。接着，所述距离检测计算单元将预设监测区域内各被测物与预定位置之间的实际距离矩阵发送至所述特征识别处理单元，由所述特征识别处理单元对所述实际距离矩阵进行进一步处理。

进一步地，参照图1，所述特征识别处理单元包括通信接口模块、距离转化器、特征比对处理器、标准特征存储器和输出模块，所述通信接口模块连接于所述距离检测计算单元的控制器，所述距离转化器连接于通信接口模块，所述特征比对处理器连接于所述距离转化器，所述标准特征存储器连接于所述特征比对处理器，所述输出模块连接于所述特征比对处理器。

所述特征识别处理单元用于将所述距离检测计算单元计算得到的实际距离矩阵转化为预设监测区域内各被测物相对于预定参考面的竖直距离矩阵，下面具体说明所述特征识别处理单元的工作过程：

首先，所述距离检测计算单元所获取的实际距离为每一个被测点到距离检测计算单元中的对应感光探测像素点之间的直线距离，为便于理解可将整个距离检测计算单元看做一个圆心质点，因为实际中各类距离检测计算单元，如ToF传感器、3D传感器等，此类传感器的自身大小相对于其与被测物之间的距离都是可以忽略的，为便于计算可以不考虑其内部的光学成像镜头、感光探测器点阵之间的细微距离，而直接将这种距离检测计算单元整体看做一个圆心质点。

接着，以所述距离检测计算单元检测预设监测区域内的人体的过程为例，具体地，当所述距离检测计算单元检测到一个正在从楼层区域走入升降电梯轿厢区域内的人的时候，参照图3-图4所示，本实施例中，所述距离检测计算单元采用ToF传感器，可以将整个ToF传感器当做一个质点。

从图3-图4中可以看出，当ToF传感器与人体具有一定夹角时，实测距离d1和d5都远大于d3。如果直接采用实测距离d1、d5进行人体识别以及楼层则该距离所反映的特征与人体的特征差异较大，会造成人体识别精度的大幅降低，本发明创新地针对ToF传感器已获得的实测距离如d1、d5进行投影转化，将人体被测点与ToF传感器之间的实测距离转化为该人体被测点与ToF传感器所在平面之间的竖直距离，如图4所示，这种转化后的竖直距离与人体实际曲线特征点更加吻合，其中ToF传感器所在平面为ToF传感器中感光探测器点阵所在平面。

下面给出具体的距离转化过程，首先如图5-图6所示，经人体被测区域A中的每个被测点Qn反射的光束经光学成像镜头聚焦后入射至感光探测器点阵中对应的一个感光探测像素点，并由该感光探测像素点将相关相位、频率信息传递给距离计算器后可直接计算得到每个人体被测点Qn与对应感光探测像素点之间的距离，进一步的要将该人体被测点Qn与对应感光探测像素点之间的距离转化为该人体被测点Qn与感光探测器点阵平面之间的竖直距离，则需要知道该人体被测点Qn与对应感光探测像素点之间的直线连线相对于感光探测器点阵平面的倾角，如图6给出的放大光路结构图中所示，光反射器发生的调制光束被位于人体被测区域A中的某一人体被测点Q反射后，经过距离检测计算单元中的光学成像镜头后聚焦于其后的感光探测器点阵中相对应的一个感光探测像素点Q`上，以感光探测器点阵所在的平面B作为竖直距离参考平面，并将其延伸至平面B`。以光学成像镜头的光学中心F在感光探测器点阵平面B内的正投影中心点O`(也就是光学成像镜头的中心法线与感光探测器点阵平面B的交点)作为坐标原点，在感光探测器点阵所在平面B内建立坐标系X`O`Y`，其中FO`垂直于平面B，其中感光探测器点阵平面B内的每一个感光探测像素点在X`O`Y`平面坐标内的位置Q`(x`，y`)以及FO`之间的距离属于每一个距离检测计算单元中的已知量，因为每个距离检测单元的感光探测器点阵中的每个感光探测像素点的位置以及光学成像镜头与感光探测器点阵平面之间的距离都是固定且初始标定好的，在初始化过程中已写入具体位置坐标信息和距离信息。而且每个距离检测计算单元都将其感光探测器点阵中的每个感光探测像素点的位置坐标信息以及光学成像镜头与感光探测器点阵平面之间的距离信息连同其测得的被测点与对应感光探测像素点之间的实际距离一并传输给特征识别处理单元的距离转化器。

这样可以按照以下公式将被测区域A中的某一人体被测点Q与对应感光探测像素点Q`之间的距离转化为该人体被测点Q与感光探测器点阵平面之间的竖直距离d：

竖直距离d＝QC`＝QQ`·cos(a)

其中

如上所述，对于每一个距离检测计算单元其中每个感光探测像素点的位置坐标信息(x`，y`)以及光学成像镜头与感光探测器点阵平面之间的距离信息O`F都是距离检测计算单元的固有信息，属于已知信息参数，而每个人体被测点与对应感光探测像素点之间的距离QQ`则可以通过公式

由距离检测计算单元的距离计算器计算得到。距离检测计算单元将计算得到的距离QQ`以及对应感光探测像素点的位置坐标信息(x`，y`)和光学成像镜头与感光探测器点阵平面之间的距离信息O`F一并传输给特征识别处理单元后，由其中的距离转化器基于下述公式计算得到该人体被测点到感光探测器点阵平面上的竖直距离：

该竖直距离d与该感光探测像素点位置坐标信息(x`，y`)关联对应，这样每个感光探测像素点位置都对应有一个竖直距离，最终对应于感光探测器点阵上所有感光探测像素点位置信息形成竖直距离分布矩阵，因此当获取到距离检测计算单元检测到的一帧距离矩阵后，通过距离转化器可以获取到每个被测点到感光探测器点阵所在平面的竖直距离矩阵，也就是将附图3中的各距离d1、d2、d3、d4……转化为附图4中对应的各距离d1`、d2`、d3`、d4`……，并结合各距离关联的对应感光像素点位置信息形成竖直距离矩阵分布。

所述特征识别处理单元中的距离转化器进行如上距离转化运算后，即可将人体与所述距离检测计算单元之间的实际距离矩阵转化为与之相对应的人体相对于预定参考面的竖直距离矩阵，然后，所述距离转化器将所述竖直距离矩阵发送至所述特征识别处理单元的所述特征比对处理器，由所述特征比对处理器作进一步处理。

升降电梯实际工作时，轿厢区域内以及楼层区域内由于在升降电梯开门及关门所形成的时间周期内，会有不同的人出入电梯以及人所携带的物品，故所述距离检测计算单元能够检测到的数据不仅包括升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的实际距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的实际距离矩阵，还包括时刻发生变化的人体所对应的实际距离矩阵。并且，检测所获取的各个实际距离矩阵均被相对应的转化为各竖直距离矩阵。

此种情况下，若需要获取升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵，则需要对各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵作数字滤波处理。滤波处理后，方能得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵。本实施例中，为了以示区分，特将升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵定义为第一竖直距离矩阵，将楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵。

具体地，在本发明的另一个实施例中，所述数字滤波处理具体包括：

在所述预设时间段内，通过所述特征识别处理单元判断各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵是否发生变化，若发生变化，则滤除发生变化的所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵。

其中，所述预设时间段由本领域普通技术人员设定，如可以设置为升降电梯从打开轿厢门、使用者出入电梯后以及轿厢门关闭后所耗费的时间。根据升降电梯的实际工作情况，升降电梯开门后，进入电梯的人与离开电梯的人均是时刻处于动作状态，此时，此时只要滤除所述特征识别处理单元得到的各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵中的动态数据，即可将多余的数据滤除，从而获得预设监测区域内始终处于静止状态的被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵，即获得升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵，即获得所述第一竖直距离矩阵和所述第二竖直距离矩阵。

在本发明的另一个实施例中，所述数字滤波处理具体包括：

通过所述特征识别处理单元判断所述预设监测区域内，各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵之间的差值是否大于预设的第一阈值，若大于所述第一阈值，则滤除大于所述第一阈值的各所述被测物所处的区域内的各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵。

其中，所述第一阈值为本领域技术人员根据实际情况来设置，如将所述第一阈值设置为升降电梯在安全工作状态时，轿厢地面与预定参考面之间的竖直距离矩阵减去楼层地面与预定参考面之间的竖直距离矩阵后的最大差值。

具体地，同样以一个人进入升降电梯的轿厢时为例，在人体进入轿厢过程中，所述特征识别处理单元得到的人的头顶与预定参考面之间的竖直距离矩阵远远小于所述特征识别处理单元得到的人的肩部或者脚部与预定参考面之间的竖直距离矩阵。此时，将所述特征识别处理单元将人的头顶与预定参考面之间的竖直距离矩阵减去人的肩部或者脚部与预定参考面之间的竖直距离矩阵并得到差值结果，差值结果显然大于所述第一阈值，故此时将人的头顶与人的肩部或脚步所处的区域所包含的竖直距离矩阵信息滤除，此外，同样的方法滤除所述预设监测区域内的其他竖直距离矩阵差值过大的区域，从而最后获得升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵。

所述第一阈值亦可以根据实际需求来设置为其他值，不仅限于上述描述，对此，本发明不做具体限定。

在本发明的另一个实施例中，所述数字滤波处理具体包括：

通过所述特征识别处理单元将所述预设监测区域划分为轿厢监测区域和楼层监测区域，分别对比所述轿厢监测区域内和所述楼层监测区域内，各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵之间的大小，并分别得到轿厢监测区域内最小的竖直距离矩阵和所述楼层监测区域内最小的竖直距离矩阵；其中，所述轿厢监测区域内最小的竖直距离矩阵为所述第一竖直距离矩阵，所述楼层监测区域内最小的竖直距离矩阵为所述第二竖直距离矩阵。

具体地，参照图7，本领域技术人员预先以所述特征识别处理单元所在的平面为界限，从而将所述预设监测区域划分为轿厢监测区域和楼层监测区域。当升降电梯门打开后，无论是处于楼层处未进入电梯内的使用者、处于进入电梯的过程中的使用者以及进入电梯内的使用者所对应于所述预定参考面之间的竖直距离矩阵均大于升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵，故，得到轿厢监测区域内最小的竖直距离矩阵和所述楼层监测区域内最小的竖直距离矩阵，即为得到了所述第一竖直距离矩阵和所述第二竖直距离矩阵。

实际生产过程中，本领域技术人员可以任选一种数字滤波处理以得到所述第一竖直距离矩阵和所述第二竖直距离矩阵。

得到所述第一竖直距离矩阵和所述第二竖直距离矩阵后，所述特征识别处理单元的特征比对处理器将对所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值。

其中，所述安全高度差区间包括正向安全差值和负向安全差值；其中，所述正向安全差值为升降电梯处于安全工作状态时，轿厢地面高于楼层地面的最大高度差，所述负向安全差值为升降电梯处于安全工作状态时，轿厢地面低于楼层地面的最大高度差值。

接着，所述特征识别处理器将得到的所述实际高度差值发送至所述升降电梯控制单元，由所述升降电梯控制单元对所述实际高度差值作进一步处理。

具体地，所述升降电梯控制单元包括电梯主控器、电梯存储器和外部通讯设备，所述电梯主控器与所述输出模块连接，所述电梯存储器与所述电梯主控器连接，所述外部通讯设备与所述电梯主控器连接。其中，所述外部通讯设备由本领域技术人员按需选取，从而实现所述电梯主控器与外部互联网系统或者终端设备的互联，进而能够及时通知电梯检修人员对电梯进行安全防护。

所述特征识别处理器将得到的所述实际高度差值发送至所述电梯主控器，所述电梯主控器将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，即，当所述电梯主控器判断所述实际高度差值小于所述负向安全差值且或大于所述正向安全差值，则所述电梯主控器通过所述外部通讯设备发出电梯故障警示，从而使所述外部通讯设备通过互联网通知相关检修人员对电梯进行检修，从而保证了电梯运行的高安全性。

此外，所述电梯主控器在接收到所述实际高度差的同时，亦同时获取升降电梯的电梯工作状态信息，并将所述电梯工作状态信息与所述实际高度差值组合以形成电梯运行状态信息。

具体地，所述电梯工作状态信息至少包括获取所述实际高度差时的时间、升降电梯所处的楼层、升降电梯的负载以及升降电梯运行的时间。

如此，所述电梯存储器内存储了不同时间段内升降电梯的电梯运行状态信息，如此，为以后电梯维修人员在检修电梯及对电梯作安全防护时提供了数据基础，电梯检修人员可以根据电梯运行状态信息来对电梯的工作状态进行判断，进而实现，有问题及时检修的目的，极大程度的降低了电梯发生事故的危害和风险。

最后简要说明基于本发明所述升降电梯故障检测系统进行的升降电梯故障监测方法：

步骤一、将升降电梯故障检测系统的所述光发射器和光学成像镜头安装于所述预定位置，且使所述光发射器和光学成像镜头的检测端正对升降电梯的轿厢区域以及楼层区域，其中，所述光发射器和光学成像镜头的检测端检测到的区域为所述预设监测区域；

步骤二、由距离检测计算单元的调制器产生调制信号，产生的调制信号传输到其光发射器后，由光发射器向外发射相应的调制光；

步骤三、光发射器发射的调制光遇到作为被测物体的物体表面后，被反射向光学成像镜头；

步骤四、位于光学成像镜头后侧的感光探测器点阵通过镜头接收反射回的反射调制光，并由距离计算器通过反射调制光和发射调制光的相位差和周期，基于公式：

计算得到被测物体到感光探测器点阵的实际距离矩阵；

步骤五、所述距离转化器将接收到的被测物与感光探测器点阵的实际距离矩阵基于公式

转化为被测物相对于感光探测器点阵平面的竖直距离矩阵，并将其传输给特征比对处理器，其中QQ`为被测物与感光探测器点阵的实际距离数据，(x`，y`)和O`F为感光探测器点阵中的已知参数；

步骤六、所述特征识别处理单元将各所述被测物与预定参考面之间的实际距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵；其中，升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第一竖直距离矩阵，楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵；

步骤七、所述特征识别处理单元将步骤三中得到的所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值；

步骤八、所述升降电梯控制单元将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，则发出电梯故障警示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种升降电梯故障监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、实时获取升降电梯轿门门框上预定位置与预设监测区域内各被测物之间的实际距离矩阵；

步骤二、将步骤一得到的所述预定位置与各所述被测物之间的实际距离矩阵转化为各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵；

步骤三、将步骤二得到的各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵；其中，升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第一竖直距离矩阵，楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵；

步骤四、将步骤三中得到的所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值；

步骤五、将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，则发出电梯故障警示。

2.根据权利要求1所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述数字滤波处理具体包括：

在所述预设时间段内，判断各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵是否发生变化，若发生变化，则滤除发生变化的所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵。

3.根据权利要求1所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述数字滤波处理具体包括：

判断所述预设监测区域内，各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵之间的差值是否大于预设的第一阈值，若大于所述第一阈值，则滤除大于所述第一阈值的各所述被测物所处的区域内的各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵。

4.根据权利要求1所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述数字滤波处理具体包括：

将所述预设监测区域划分为轿厢监测区域和楼层监测区域，分别对比所述轿厢监测区域内和所述楼层监测区域内，各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵之间的大小，并分别得到轿厢监测区域内最小的竖直距离矩阵和所述楼层监测区域内最小的竖直距离矩阵；其中，所述轿厢监测区域内最小的竖直距离矩阵为所述第一竖直距离矩阵，所述楼层监测区域内最小的竖直距离矩阵为所述第二竖直距离矩阵。

5.根据权利要求1所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述安全高度差区间包括正向安全差值和负向安全差值；其中，所述正向安全差值为升降电梯处于安全工作状态时，轿厢地面高于楼层地面的最大高度差，所述负向安全差值为升降电梯处于安全工作状态时，轿厢地面低于楼层地面的最大高度差值；所述步骤五具体包括：

判断所述实际高度差值是否大于等于所述负向安全差值且小于等于所述正向安全差值，若不是，则发出电梯故障警示。

6.根据权利要求1所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述电梯故障警示至少包括通过互联网通知检修人员对电梯进行检修。

7.根据权利要求1所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述步骤五还包括：

(1)获取得到所述实际高度差时升降电梯的电梯工作状态信息，并将所述电梯工作状态信息与所述实际高度差值组合以形成电梯运行状态信息；其中，所述电梯工作状态信息至少包括获取所述实际高度差时的时间、升降电梯所处的楼层、升降电梯的负载以及升降电梯运行的时间；

(2)将所述电梯运行状态信息储存。

8.根据权利要求1所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述步骤一具体包括以下步骤：

(1)将光发射器和光学成像镜头安装于所述预定位置，且所述光发射器和光学成像镜头的检测端正对升降电梯的轿厢区域以及楼层区域，其中，所述光发射器和光学成像镜头的检测端检测到的区域为所述预设监测区域；

(2)通过调制器向光发射器产生调制信号，由光发射器向外发射经调制的检测光束；

(3)光发射器发射的检测光束遇到所述预设监测区域内各被测物，经各被测物反射向光学成像镜头；

(4)位于光学成像镜头后侧的感光探测器点阵通过光学成像镜头接收反射光束，并通过反射光束和发射光束之间的相位差和周期，基于公式

计算得到反射光束的各被测物的反光部位与接收该反射光束的感光探测器点阵中对应感光探测像素点之间的实际距离，该距离作为各被测物与预定位置的实际距离。

9.根据权利要求1所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述步骤二具体包括以下步骤：

(1)将所述预定参考面选择为感光探测器点阵所在平面，并在所述预定参考面上建立平面坐标系，其中坐标原点为穿过光学成像镜头光学中心的法线与预定参考面的交点，坐标原点与光学中心之间的距离记为O`F；

(2)将反射光束的各被测物反光部位与接收该反射光束的感光探测器点阵中对应感光探测像素点之间的实际距离通过如下公式转化为该各被测物反光部位与所述预定参考面之间的竖直距离：

其中，QQ`为反射光束的各被测物反光部位与接收该反射光束的感光探测器点阵中对应感光探测像素点之间的实际距离，(x`，y`)为该对应感光探测像素点在预定参考面的平面坐标系中的位置坐标。

10.一种升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述升降电梯故障监测方法基于升降电梯故障检测系统进行，所述升降电梯故障检测系统包括依次连接的距离检测计算单元、特征识别处理单元和升降电梯控制单元；所述升降电梯故障监测方法具体包括以下步骤：

步骤一、通过所述距离检测计算单元实时获取升降电梯轿门门框上预定位置与预设监测区域内各被测物之间的实际距离矩阵；

步骤二、通过所述特征识别处理单元将步骤一得到的所述预定位置与各所述被测物之间的实际距离矩阵转化为各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵；

步骤三、通过所述特征识别处理单元将步骤二得到的各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵；其中，升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第一竖直距离矩阵，楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵；

步骤四、通过所述特征识别处理单元将步骤三中得到的所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值；

步骤五、通过所述升降电梯控制单元将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，则发出电梯故障警示。

11.根据权利要求10所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述距离检测计算单元包括光发射器、调制器、光学成像镜头、感光探测器点阵、控制器和距离计算器；所述控制器连接于所述调制器和所述感光探测器点阵，所述调制器连接于所述光发射器和所述感光探测器点阵，所述光发射器用于发射经调制的调制检测光束，所述检测光束经作为被测物的反射后入射至光学成像镜头，经所述光学成像镜头整形后输入至所述感光探测器点阵，所述感光探测器点阵设置于所述光学成像镜头正后方并连接于所述距离计算器，所述距离计算器基于所述感光探测器点阵接收的反射光束信息计算得到被测物与感光探测器点阵之间的实际距离信息，并将该实际距离信息连同感光探测器点阵固有信息传输给控制器，再由所述控制器将相关信息传输给所述特征识别处理单元。

12.根据权利要求11所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述感光探测器点阵具有多个呈矩阵阵列形式排列的感光探测像素点，每一个感光探测像素点作为一个独立的感光探测器元件，所述光发射器发射的调制检测光束经被测物表面多点反射后分别入射到所述感光探测器点阵的对应感光探测像素点上，所述感光探测器点阵的每一个感光探测像素点均接收来自被测物表面一个对应反射点的反射光束，所述距离计算器计算得到的实际距离信息为对应于被测物各反射点位置的实际距离矩阵，所述特征识别处理单元转化所述实际距离信息所得到的竖直距离信息为对应于感光探测器点阵的各感光探测像素点位置的竖直距离矩阵。

13.根据权利要求11或12所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述特征识别处理单元包括通信接口模块、距离转化器、特征比对处理器、标准特征存储器和输出模块，所述通信接口模块连接于所述距离检测计算单元的控制器，所述距离转化器连接于通信接口模块，所述特征比对处理器连接于所述距离转化器，所述标准特征存储器连接于所述特征比对处理器，所述输出模块连接于所述特征比对处理器；

所述距离转化器将所述预定位置与各所述被测物之间的实际距离矩阵转化为各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵，并将各所述被测物与预定参考面之间的竖直距离矩阵发送至所述特征比对处理器；

所述特征比对处理器将各所述被测物与预定参考面之间的实际距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵；其中，升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第一竖直距离矩阵，楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵；接着，所述特征比对处理器将所述第一竖直距离矩阵和所述第二竖直距离矩阵发送至所述升降电梯控制单元。

14.根据权利要求13所述的升降电梯故障监测方法，其特征在于，所述距离转化器通过以下方式将实际距离矩阵转化为竖直距离矩阵：

首先，所述距离转化器将被测物表面每个反射点与对应感光探测像素点之间的实测距离按照如下公式转换为该被测物表面反射点相对于感光探测器点阵所在平面的竖直距离：

其中，QQ`为被测物表面反射点与对应感光探测像素点之间的实测距离，由距离检测计算单元中的距离计算器计算得到；(x`，y`)为对应感光探测像素点在感光探测器点阵平面坐标体系内的位置坐标；O`F为光学成像镜头的光学中心与感光探测器点阵平面坐标体系中坐标原点之间的距离；d为被测物表面反射点相对于感光探测器点阵所在平面的竖直距离；

其中，感光探测器点阵平面坐标体系是指：以穿过光学成像镜头光学中心的、垂直于感光探测器点阵所在平面的直线与感光探测器点阵所在平面的交点作为坐标原点，在感光探测器点阵所在平面内建立的坐标体系，每一个感光探测像素点在感光探测器点阵平面坐标体系内的位置坐标以及光学成像镜头的光学中心与坐标原点之间的距离属于已知量；

其次，所述距离转化器将转换得到的各竖直距离与其对应感光探测像素点的位置相关联形成所述竖直距离矩阵。

15.一种基于权利要求10-14任一项所述的升降电梯故障检测系统进行的升降电梯故障监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将升降电梯故障检测系统的所述光发射器和光学成像镜头安装于所述预定位置，且使所述光发射器和光学成像镜头的检测端正对升降电梯的轿厢区域以及楼层区域，其中，所述光发射器和光学成像镜头的检测端检测到的区域为所述预设监测区域；

步骤二、由距离检测计算单元的调制器产生调制信号，产生的调制信号传输到其光发射器后，由光发射器向外发射相应的调制光；

步骤三、光发射器发射的调制光遇到作为被测物体的物体表面后，被反射向光学成像镜头；

步骤四、位于光学成像镜头后侧的感光探测器点阵通过镜头接收反射回的反射调制光，并由距离计算器通过反射调制光和发射调制光的相位差和周期，基于公式：

计算得到被测物体到感光探测器点阵的实际距离矩阵；

步骤五、所述距离转化器将接收到的被测物与感光探测器点阵的实际距离矩阵基于公式

转化为被测物相对于感光探测器点阵平面的竖直距离矩阵，并将其传输给特征比对处理器，其中QQ`为被测物与感光探测器点阵的实际距离数据，(x`，y`)和O`F为感光探测器点阵中的已知参数；

步骤六、所述特征识别处理单元将各所述被测物与预定参考面之间的实际距离矩阵作数字滤波处理，并得到升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵以及楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵；其中，升降电梯的轿厢地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第一竖直距离矩阵，楼层地面与所述预定位置之间的竖直距离矩阵为第二竖直距离矩阵；

步骤七、所述特征识别处理单元将步骤三中得到的所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵进行差值计算，并得到所述第一竖直距离矩阵与所述第二竖直距离矩阵的实际高度差值；

步骤八、所述升降电梯控制单元将所述实际高度差值与预设的安全高度差区间作对比分析，若所述实际高度差值不处于所述安全高度差区间，则发出电梯故障警示。

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