CN112978532B - 电梯状态的检测方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电梯检测技术领域，公开一种电梯状态的检测方法、装置及存储介质，该方法包括基于加速度计检测到的连续多个第一加速度建立被检测电梯处于加速状态或非加速状态时所对应的假设检验；建立假设检验的功效函数，并计算在预设显著性水平条件下功效函数中的检验参数的取值，得到目标检验参数值；基于连续多个第一加速度的样本方差和目标检验参数值，确定出被检测电梯的第一维度状态，第一维度状态表征被检测电梯处于加速或非加速状态，加速状态为正加速状态或负加速状态。本发明公开的方法、装置及存储介质可准确检测出电梯的运行状态。

Description

电梯状态的检测方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及电梯检测技术领域，具体涉及一种电梯状态的检测方法、装置及存储介质。

背景技术

为了保障电梯安全稳定运行，常需要对电梯的运行状态进行检测分析，以便根据检测分析结果对电梯进行维修、维护、保养等。

电梯运行速度的用于评价电梯运行状态的一个重要指标，目前对于电梯的运行速度的检测方案中，大都是采用加速度传感器检测电梯的加速度对电梯的运行状态进行分析。然而，采用这样的方式，受限于环境中的噪音因素的影响，采集到的数据与实际情形存在一定的偏差，进而导致对电梯的运行状态分析不准确。

因此，如何提供一种有效的方案以便能够准确分析电梯的运行状态，已成为现有技术中一亟待解决的难题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的电梯运行状态分析不准确的问题，本发明的目的在于提供一种电梯状态的检测方法、装置及存储介质，以便能够准确分析电梯的运行状态，以便于对电梯进行维修、维护、保养。

第一方面，本发明提供了一种电梯状态的检测方法，包括：

基于加速度计检测到的连续多个第一加速度建立被检测电梯处于加速状态或非加速状态时所对应的假设检验；

建立所述假设检验的功效函数，并计算在预设显著性水平条件下所述功效函数中的检验参数的取值，得到目标检验参数值；

基于所述连续多个第一加速度的样本方差和所述目标检验参数值，确定出所述被检测电梯的第一维度状态，所述第一维度状态表征所述被检测电梯处于加速或非加速状态，加速状态为正加速状态或负加速状态。

通过上述设计，本发明通过基于加速度计检测到的连续多个第一加速度建立被检测电梯处于加速状态或非加速状态时所对应的假设检验，然后建立假设检验的功效函数，依据功效函数确定出预设显著性水平所对应的目标检验参数值，并以连续多个第一加速度的样本方差和目标检验参数值，确定出被检测电梯处于加速或非加速状态。如此，可降低由于环境中的噪音等因素的影响，准确确定出被检测电梯的运行状态，为电梯的维修、维护、保养等提供准确有效的依据。

在一个可能的设计中，所述方法还包括：

在所述被检测电梯处于非加速状态时，基于开关门传感器检测到的电平信号确定出所述被检测电梯的第一子维度状态，所述第一子维度状态表征所述被检测电梯处于静止或匀速状态。

基于上述公开的内容，在被检测电梯处于非加速状态时，可结合开关门传感器检测到的电平信号，准确确定出被检测电梯处于静止或匀速状态。

在一个可能的设计中，所述方法还包括：

在所述被检测电梯处于静止状态时，将预先建立的电梯速度计算模型中的速度测量参数置零以校准所述电梯速度计算模型，以便所述被检测电梯处于非静止状态时根据最新校准的电梯速度计算模型计算所述被检测电梯的运行速度。

基于上述公开的内容，在被检测电梯处于静止状态时，将预先建立的电梯速度计算模型中的速度测量参数置零以校准电梯速度计算模型。如此，能够在电梯静止时对电梯的电梯速度计算模型进行自动校准，避免电梯速度计算模型计算出的电梯速度与电梯实际运行速度偏差过大，确保电梯速度的计算准确，以便准确分析出电梯的运行状态。

在一个可能的设计中，所述基于所述连续多个第一加速度的样本方差和所述目标检验参数值，确定出所述被检测电梯的第一维度状态，包括：

如果S²≤C/(n-1)，则判定所述被检测电梯处于非加速状态；

如果S²＞C/(n-1)，则判定所述被检测电梯处于加速状态；

其中，S²为所述样本方差，C为所述目标检验参数值，n为所述连续多个第一加速度中第一加速度数量。

在一个可能的设计中，所述方法还包括：

在所述被检测电梯处于加速状态时，基于所述连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出所述被检测电梯的第二子维度状态，所述第二子维度状态表征所述被检测电梯处于正加速或负加速状态；

所述目标加速度期望值为所述被检测电梯处于静止和匀速状态时所对应的加速度期望值，所述目标标准差为所述被检测电梯处于静止和匀速状态时加速度的标准差。

基于上述公开的内容，可确定出处于电梯的加速类型为正加速或负加速。

在一个可能的设计中，所述基于所述连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出所述被检测电梯的第二子维度状态，包括：

以所述目标加速度期望值作为数学期望、所述目标标准差作为标准差，建立随机变量与数学期望的差值偏离k个标准差的概率小于等于预设概率的切比雪夫不等式；

将所述连续多个第一加速度中的加速度作为随机变量的取值，确定出所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的加速度；

依据所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、所述k的取值以及所述目标加速度期望值确定出所述被检测电梯的第二子维度状态；

其中，所述k的取值平方的倒数等于所述预设概率。

在一个可能的设计中，所述依据所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、所述k的取值以及所述目标加速度期望值确定出所述被检测电梯的第二子维度状态，包括：

如果所述至少一个第三加速度的均值大于或等于，所述目标标准差与所述k的取值相乘后与所述目标加速度期望值之和，则判定所述被检测电梯处于正加速状态；

如果所述至少一个第三加速度的均值小于，所述目标加速度期望值减去所述目标标准差与所述k的取值之积，则判定所述被检测电梯处于负加速状态。

第二方面，本发明提供了一种电梯状态的检测装置，包括：

第一建立单元，用于基于加速度计检测到的连续多个第一加速度建立被检测电梯处于加速状态或非加速状态时所对应的假设检验；

第二建立单元，用于建立所述假设检验的功效函数，并计算在预设显著性水平条件下所述功效函数中的检验参数的取值，得到目标检验参数值；

确定单元，用于基于所述连续多个第一加速度的样本方差和所述目标检验参数值，确定出所述被检测电梯的第一维度状态，所述第一维度状态表征所述被检测电梯处于加速或非加速状态，加速状态为正加速状态或负加速状态。

在一个可能的设计中，所述确定单元还用于在所述被检测电梯处于非加速状态时，基于开关门传感器检测到的电平信号确定出所述被检测电梯的第一子维度状态，所述第一子维度状态表征所述被检测电梯处于静止或匀速状态。

在一个可能的设计中，电梯状态的检测装置还包括：

校准单元，用于在所述被检测电梯处于静止状态时，将预先建立的电梯速度计算模型中的速度测量参数置零以校准所述电梯速度计算模型，以便所述被检测电梯处于非静止状态时根据最新校准的电梯速度计算模型计算所述被检测电梯的运行速度。

在一个可能的设计中，确定单元在用于基于所述连续多个第一加速度的样本方差和所述目标检验参数值，确定出所述被检测电梯的第一维度状态时，具体用于：

如果S²≤C/(n-1)，则判定所述被检测电梯处于非加速状态；

如果S²＞C/(n-1)，则判定所述被检测电梯处于加速状态；

其中，S²为所述样本方差，C为所述目标检验参数值，n为所述连续多个第一加速度中第一加速度数量。

在一个可能的设计中，所述确定单元还用于在所述被检测电梯处于加速状态时，基于所述连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出所述被检测电梯的第二子维度状态，所述第二子维度状态表征所述被检测电梯处于正加速或负加速状态；

所述目标加速度期望值为所述被检测电梯处于静止和匀速状态时所对应的加速度期望值，所述目标标准差为所述被检测电梯处于静止和匀速状态时加速度的标准差。

在一个可能的设计中，所述确定单元在用于基于所述连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出所述被检测电梯的第二子维度状态时，具体用于：

以所述目标加速度期望值作为数学期望、所述目标标准差作为标准差，建立随机变量与数学期望的差值偏离k个标准差的概率小于等于预设概率的切比雪夫不等式；

将所述连续多个第一加速度中的加速度作为随机变量的取值，确定出所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的加速度；

依据所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、所述k的取值以及所述目标加速度期望值确定出所述被检测电梯的第二子维度状态；

其中，所述k的取值平方的倒数等于所述预设概率。

在一个可能的设计中，所述确定单元在用于依据所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、所述k的取值以及所述目标加速度期望值确定出所述被检测电梯的第二子维度状态时，具体用于：

如果所述至少一个第三加速度的均值大于或等于，所述目标标准差与所述k的取值相乘后与所述目标加速度期望值之和，则判定所述被检测电梯处于正加速状态；

如果所述至少一个第三加速度的均值小于，所述目标加速度期望值减去所述目标标准差与所述k的取值之积，则判定所述被检测电梯处于负加速状态。

第三方面，本发明提供了一种电梯状态的检测装置，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如上述第一方面所述的电梯状态的检测方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行第一方面所述的电梯状态的检测方法。

第五方面，本发明提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面所述的电梯状态的检测方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的电梯状态的检测方法、装置及存储介质的应用环境示意图。

图2是本发明提供的电梯状态的检测方法的流程图。

图3是本发明提供的基于连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出被检测电梯的第二子维度状态的流程图。

图4是本发明提供的电梯状态的检测装置的结构示意图。

图5是本发明提供的另一电梯状态的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本发明的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

应当理解，还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清。

实施例

为了分析电梯的运行状态，本申请实施例提供了一种电梯状态的检测方法、装置及存储介质，该电梯状态的检测方法、装置及存储介质能够准确分析电梯的运行状态，以便于对电梯进行维修、维护、保养。

首先，为了更直观地理解本申请实施例提供的方案，下面结合图1，对本申请实施例提供的电梯状态的检测方案的系统架构进行说明。

如图1所示，是本申请一个或多个实施例提供的电梯状态的检测方法、装置及存储介质的应用环境示意图。如图1所示，边缘计算设备与一个或多个加速度传感器以及一个或多个开关门传感器连接，所述边缘计算设备、所述加速度传感器和所述关门传感器均安装在被检测电梯上并随着被检测电梯一同运动。其中，所述边缘计算设备可以是一个使用有线或无线方式接入网络的嵌入式电脑。

下面将对本申请实施例提供的电梯状态的检测方法进行详细说明。

本申请实施例提供的电梯状态的检测方法可应用于边缘计算设备。为便于描述，除特别说明外，本申请实施例均以边缘计算设备为执行主体进行说明。

可以理解，所述执行主体并不构成对本申请实施例的限定。

如图2所示，是本申请实施例提供的电梯状态的检测方法的流程图，所述电梯状态的检测方法可以包括如下步骤：

步骤S201.基于加速度计检测到的连续多个第一加速度建立被检测电梯处于加速状态或非加速状态时所对应的假设检验。

被检测电梯在运行过程中沿竖直方向上下方向移动，因此在确定被检测电梯的运行状态过程中，只需考虑在竖直方向上的加速度，为便于理解后续所述的加速度均是指被检测电梯在竖直方向上的加速度。

加速度计检测被检测电梯的加速度时，由于受限于环境中的噪音等因素的影响，导致加速度计检测的加速度与被检测电梯实际的加速度存在一定的差值，该差值会保持在一定的数值范围内。因此可以做出如下假设的检验：

被检测电梯静止或匀速状态时，对应的加速度的标准差小于或等于一额定偏差；被检测电梯非加速状态时，对应的加速度的标准差大于该额定偏差。

加速度传感器中存在两类误差源，确定性偏差和随机噪声，由于随机噪声由高斯白噪声主导，即服从正态分布，因此上述假设检验问题的原假设(被检测电梯处于非加速状态时所对应的假设检验)和备选假设(被检测电梯处于加速状态时所对应的假设检验)可以表示为：

H₀：被检测电梯静止或匀速状态时，σ²≤σ₀ ²。

H₁：被检测电梯处于加速状态时，σ²＞σ₀ ²；

其中，H₀为原假设，H₁为备选假设，σ为加速度计检测到的连续多个第一加速度的标准差，σ₀为电梯处于静止或运作状态时所测得的历史加速度的标准差，该标准差可以是加速度计厂商在出厂之前就已测量得到并给出的。

取一定时间段内加速度计检测到的连续多个第一加速度的样本方差作为方差σ²的估计，则被检测电梯处于加速状态的假设检验可表示为：当

时接受备选假设(被检测电梯处于加速状态)，否则接受原假设(被检测电梯处于静止或匀速状态)。其中X_i表示连续多个第一加速度中的第i个第一加速度，

表示该连续多个第一加速度的平均值，C是该检验的检验参数，为一个常量。

步骤S202.建立假设检验的功效函数，并计算在预设显著性水平条件下功效函数中的检验参数的取值，得到目标检验参数值。

为确定C的大小，需计算该假设检验的功效函数，因此本申请实施例中可以建立被检测电梯处于加速状态所对应的假设检验的功效函数，该功效函数可表示为：

其中，

表示n个第一加速度与该多个加速度的均值的方差之和大于C的概率，

表示n个第一加速度与该多个加速度的均值的方差之和小于等于C的概率，

表示以

为变量，自由度为n-1的卡方分布函数，目标加速度期望值为所述被检测电梯处于静止和匀速状态时所对应的加速度期望值。

假定该功效函数的预设显著性水平为α，即假设成立时可能错误的概率为α，则需要找到检验参数使得

变换可得检验参数的取值(即目标检验参数值)

其中

表示卡方分布侧分位点函数。

骤S203.基于连续多个第一加速度的样本方差和目标检验参数值，确定出被检测电梯的第一维度状态。

其中，第一维度状态表征被检测电梯处于加速或非加速状态，加速状态为正加速状态或负加速状态。

本申请实施例中，加速度计在跟随被检测电梯一同运动的过程中，可以以一定频率检测被检测电梯的加速度，例如检测频率为100HZ，则在1秒内可采集到被检测电梯的100个第一加速度值。

边缘计算设备可以依据加速度计检测到的连续多个第一加速度的样本方差和目标检验参数值确定出被检测电梯的第一维度状态。

本申请实施例中，推导出上述的被检测电梯处于加速状态所对应的假设检验可表示为：

当

时接受原假设，即被检测电梯处于静止或匀速状态；否则接受备选假设，即被检测电梯处于加速状态。

用S²表示连续多个第一加速度的样本方差，则上式可表示为当(n-1)×S²≤C时接受原假设，也即如果S²≤C/(n-1)，则接受原假设，判定所述被检测电梯处于非加速状态；否则(S²＞C/(n-1))，则接受备选假设，判定所述被检测电梯处于加速状态，其中n为连续多个第一加速度中第一加速度数量。

由此通过前述步骤S201～S203所述的电梯状态的检测方法，通过基于加速度计检测到的连续多个第一加速度建立被检测电梯处于加速状态或非加速状态时所对应的假设检验，然后建立假设检验的功效函数，依据功效函数确定出预设显著性水平所对应的目标检验参数值，并以连续多个第一加速度的样本方差和目标检验参数值，确定出被检测电梯处于加速或非加速状态。由于随机噪声由高斯白噪声主导，服从正态分布，通过假设检验并建立被检测电梯处于加速状态所对应的检验的功效函数，可降低由于环境中的随机噪音等因素的影响，准确确定出被检测电梯的运行状态，为电梯的维修、维护、保养等提供准确有效的依据。

本实施例在前述第一方面的技术方案基础上，还具体提出了一种在被检测电梯处于非加速状态时，确定被检测电梯处于静止或匀速状态的可能设计一。即在被检测电梯处于非加速状态时，基于开关门传感器检测到的电平信号确定出被检测电梯的第一子维度状态。

其中，第一子维度状态表征被检测电梯处于静止或匀速状态。

本申请实施例中，开关门传感器安装于被检测电梯上，在被检测电梯开、关门时开关门传感器可检测被检测电梯的开关门状态并反馈不同的电平信号。例如被检测电梯未开门时反馈低电平信号，被检测电梯开门时反馈高电平信号。在被检测电梯处于非加速状态时，边缘计算设备可根据开关门传感器检测到的电平信号确定出被检测电梯处于开门状态还是关门状态，从而确定出被检测电梯处于静止或匀速状态。

具体的，当被检测电梯处于开门状态时可判定被检测电梯处于静止状态，当被检测电梯处于关门状态时可判定被检测电梯处于匀速状态。

通过上述的可能设计一，在被检测电梯处于非加速状态时，可结合开关门传感器检测到的电平信号，准确确定出被检测电梯处于静止或匀速状态。

本实施例在前述第一方面或可能设计一的技术方案基础上，还具体提出了一种在被检测电梯处于加速状态时，确定被检测电梯处于正加速或负加速状态的可能设计二。即在被检测电梯处于加速状态时，基于连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出被检测电梯的第二子维度状态，第二子维度状态表征被检测电梯处于正加速或负加速状态。

其中，目标加速度期望值为被检测电梯处于静止和匀速状态时所对应的加速度期望值，目标标准差为被检测电梯处于静止和匀速状态时加速度的标准差。

请参阅图3，基于连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出被检测电梯的第二子维度状态，可以包括如下步骤：

步骤S301.以目标加速度期望值作为数学期望、目标标准差作为标准差，建立随机变量与数学期望的差值偏离k个标准差的概率小于等于预设概率的切比雪夫不等式。

其中，k的取值平方的倒数等于所述预设概率。

本申请实施例中，切比雪夫不等式可以表示为

表示连续多个第一加速度中的加速度与目标加速度期望值μ₀的差值偏离k个标准差(目标标准差σ₀)的概率不大于预设概率

步骤S302.将连续多个第一加速度中的加速度作为随机变量的取值，确定出连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的加速度。

需要说明的是，以连续多个第一加速度中的加速度作为随机变量的取值，可以是以该连续多个第一加速度中的其中一个加速度作为随机变量的取值，也可以是以该连续多个第一加速度中多个加速度的平均值作为随机变量的取值，本申请实施例中不做具体限定。

步骤S303.依据连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、k的取值以及目标加速度期望值确定出被检测电梯的第二子维度状态。

加速状态下加速度测量值一般大于或小于静止和匀速状态下的加速度测量值，相对于静止和匀速状态下加速度的统计量而言，加速状态下的测量值出现的概率为小概率事件。因此，预设概率的取值可以是以较小的值。例如取预设概率

则k＝4.47，若目标加速度期望值μ₀＝1，标准差σ₀＝0.01，那么有

即

如果至少一个加速度测量均值大于1.0447或者小于0.9553则可以认为小概率事件发生了，即电梯处于非静止和匀速状态。此时可依据连续多个第一加速度中满足切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、所述k的取值以及目标加速度期望值确定出被检测电梯的第二子维度状态。

具体的，如果所述至少一个第三加速度的均值大于或等于，所述目标标准差与所述k的取值相乘后与所述目标加速度期望值之和，则判定所述被检测电梯处于正加速状态。如果所述至少一个第三加速度的均值小于，所述目标加速度期望值减去所述目标标准差与所述k的取值之积，则判定所述被检测电梯处于负加速状态。

本申请实施例中，第三加速度可以是一个或多个，当第三加速度为多个时，可排除由于数据抖动而引起的误差，从而保证结果更稳定可靠。需要说明的是，若第三加速度为多个，则该第三加速度应当是连续的多个加速度，以确保结果稳定可靠。若第三加速度为一个，则上述所述的至少一个第三加速度的均值就是指该第三加速度的取值。

本实施例在前述第一方面或可能设计一至二任意项的技术方案基础上，还提出了一种校准电梯速度计算模型的可能设计三，即在被检测电梯处于静止状态时，将预先建立的电梯速度计算模型中的速度测量参数置零以校准所述电梯速度计算模型，以便被检测电梯处于非静止状态时根据最新校准的电梯速度计算模型计算所述被检测电梯的运行速度。

边缘计算设备预先建立有用于电梯速度计算的电梯速度计算模型，该电梯速度计算模型用于基于前一时间的速度测量参数及加速度计算当前时刻的电梯速度。在被检测电梯处于静止状态时，边缘计算设备可将预先建立的电梯速度计算模型中的速度测量参数置零以校准电梯速度计算模型，以便所述被检测电梯处于非静止状态时根据最新校准的电梯速度计算模型计算所述被检测电梯的运行速度。其中，速度测量参数是指电梯的数量测量值。

本申请实施例中，电梯速度计算模型可以采用卡尔曼滤波模型。电梯速度计算模型可表示为

其中

表示k时刻电梯的实际速度的先验估计，

表示k时刻电梯的实际速度的后验估计，z_k表示k时刻电梯的测量速度，H_k表示一三阶单位矩阵，K_k为卡尔曼增益矩阵，

为该先验估计的协方差矩阵，P_k为该后验估计的协方差矩阵，H_k ^T表示该三阶单位矩阵的转置，R_k表示k时刻的观测噪声协方差矩阵。

当被检测电梯处于静止状态时，则可以将速度测量参数置零，即将z_k置零，此时通过电梯速度计算模型计算出的电梯速度为

当被检测电梯处于非静止状态时，则可将检测到电梯的测量速度代入最新校准的电梯速度计算模型，例如非静止状态时电梯的测量速度为1，则此时通过电梯速度计算模型计算出电梯的速度为

本申请实施例中，电梯速度计算模型的推导，可以是如下过程：

将加速度计所在平台的坐标系表示为p，导航坐标系表示为n，导航坐标系采用北东地坐标系。根据卡尔曼滤波的预测和校准模型，定义如下状态空间模型：

x_k为k时刻的状态，表示为k时刻的真实速度v_k(单位m/s2)，速度默认是在导航坐标系下进行计算的，

表示k-1时刻的加速度，ΔT表示k-1时刻到k时刻经过的时间(单位s)。

其中由于加速度计测量中含有随机噪声和漂移，根据卡尔曼滤波校准模型，还需要建立一个测量模型，根据静止检测模块所作的检测，当检测到静止状态时可以认为此时速度为零，那么测量模型定义为：

z_k＝[v_k]＝[λ_k] (2)

其中，z_k为k时刻的测量状态，也表示为k时刻的真实速度v_k，真实速度由测量速度和测量噪声相加，由于这里测量模型是静止状态下的模型，那么此时测量速度即为零，剩下λ的均值为零，具有有限方差的高斯随机测量噪声，即：

λ～N(0,I_3×3δ²) (3)

使用

表示由导航坐标系到平台坐标系的旋转矩阵，

和

分别表示k时刻导航坐标系和平台坐标系下的加速度，用那么有：

表示加速度计的测量，它由实际加速度和随机噪声η组成，即：

(1)式的状态空间模型可重新表示为：

且η～N(0,I_3×3σ²)，则过程噪声的协方差矩阵可表示为：

由于没有控制输入则控制输入u_k-1为零，那么过程模型可表示为：

I_3×3为三阶单位矩阵，其中有：

A_k＝I_3×3 (9)

B_k＝I_3×3ΔT (10)

ω_k～(0,Q) (11)

测量模型为：

z_k＝H_kx_k+ξ_k (12)

其中：

H_k＝I_3×3 (13)

ξ_k～N(0,R) (14)

其中R为观测噪声协方差矩阵，根据式(3)有：

将x_k的先验估计和后验估计分别记为

和

先验估计协方差矩阵和后验估计协方差矩阵分别记为

和P_k，那么卡尔曼滤波的预测阶段为：

K_k为卡尔曼增益矩阵，那么更新阶段有：

在计算被检测电梯的运行速度时，可使用

和P₀作为初始值，使用(16)式到(20)式进行迭代计算即可得到被检测电梯的实时速度。

由此通过上述的可能设计三，在被检测电梯处于静止状态时，将预先建立的电梯速度计算模型中的速度测量参数置零以校准电梯速度计算模型。如此，能够在电梯静止时对电梯的电梯速度计算模型进行自动校准，避免电梯速度计算模型计算出的电梯速度与电梯实际运行速度偏差过大，确保电梯速度的计算准确，以便进一步确保能够准确分析出电梯的运行状态。

进一步的，本申请实施例中，在对电梯速度计算模型进行校准后，可根据校准后电梯速度计算模型计算出被检测电梯的运行速度，并可根据被检测电梯的运行速度、第一维度状态、第一子维度状态以及被检测电梯处于加速状态时的第二子维度状态，对被检测电梯进行分析，同时还可结合开关门传感器检测到的电平信号对电梯长时间开门、长时间停梯等进行分析，从而分析出电梯是否存在异常或故障等，为电梯的维修、维护等提供指导，保障电梯的稳定运行。

本申请实施例中，对被检测电梯的分析可以是在边缘计算设备端进行。可以理解的，在其他的一些实施例中也可以是由边缘计算设备将检测得到加速度数据、电梯的状态上传至云平台后由云平台进行分析。

第二方面，请参阅图4，本申请实施例提供了一种电梯状态的检测装置，包括：

第一建立单元，用于基于加速度计检测到的连续多个第一加速度建立被检测电梯处于加速状态或非加速状态时所对应的假设检验；

第二建立单元，用于建立所述假设检验的功效函数，并计算在预设显著性水平条件下所述功效函数中的检验参数的取值，得到目标检验参数值；

确定单元，用于基于所述连续多个第一加速度的样本方差和所述目标检验参数值，确定出所述被检测电梯的第一维度状态，所述第一维度状态表征所述被检测电梯处于加速或非加速状态，加速状态为正加速状态或负加速状态。

在一个可能的设计中，所述确定单元还用于在所述被检测电梯处于非加速状态时，基于开关门传感器检测到的电平信号确定出所述被检测电梯的第一子维度状态，所述第一子维度状态表征所述被检测电梯处于静止或匀速状态。

在一个可能的设计中，电梯状态的检测装置还包括：

校准单元，用于在所述被检测电梯处于静止状态时，将预先建立的电梯速度计算模型中的速度测量参数置零以校准所述电梯速度计算模型，以便所述被检测电梯处于非静止状态时根据最新校准的电梯速度计算模型计算所述被检测电梯的运行速度。

在一个可能的设计中，确定单元在用于基于所述连续多个第一加速度的样本方差和所述目标检验参数值，确定出所述被检测电梯的第一维度状态时，具体用于：

如果S²≤C/(n-1)，则判定所述被检测电梯处于非加速状态；

如果S²＞C/(n-1)，则判定所述被检测电梯处于加速状态；

其中，S²为所述样本方差，C为所述目标检验参数，n为所述连续多个第一加速度中第一加速度数量。

在一个可能的设计中，所述确定单元还用于在所述被检测电梯处于加速状态时，基于所述连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出所述被检测电梯的第二子维度状态，所述第二子维度状态表征所述被检测电梯处于正加速或负加速状态；

所述目标加速度期望值为所述被检测电梯处于静止和匀速状态时所对应的加速度期望值，所述目标标准差为所述被检测电梯处于静止和匀速状态时加速度的标准差。

在一个可能的设计中，所述确定单元在用于基于所述连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出所述被检测电梯的第二子维度状态时，具体用于：

以所述目标加速度期望值作为数学期望、所述目标标准差作为标准差，建立随机变量与数学期望的差值偏离k个标准差的概率小于等于预设概率的切比雪夫不等式；

将所述连续多个第一加速度中的加速度作为随机变量的取值，确定出所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的加速度；

依据所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、所述k的取值以及所述目标加速度期望值确定出所述被检测电梯的第二子维度状态；

其中，所述k的取值平方的倒数等于所述预设概率。

在一个可能的设计中，所述确定单元在用于依据所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、所述k的取值以及所述目标加速度期望值确定出所述被检测电梯的第二子维度状态时，具体用于：

如果所述至少一个第三加速度的均值大于或等于，所述目标标准差与所述k的取值相乘后与所述目标加速度期望值之和，则判定所述被检测电梯处于正加速状态；

如果所述至少一个第三加速度的均值小于，所述目标加速度期望值减去所述目标标准差与所述k的取值之积，则判定所述被检测电梯处于负加速状态。

本实施例第二方面提供的装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实施例第一方面，于此不再赘述。

如图5所示，本申请实施例第三方面提供了一种电梯状态的检测装置，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如实施例第一方面所述的电梯状态的检测方法。

具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(FIFO)和/或先进后出存储器(FILO)等等；所述处理器可以不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器、ARM(Advanced RISCMachines)、X86等架构处理器或集成NPU(neural-network processing units)的处理器；所述收发器可以但不限于为WiFi(无线保真)无线收发器、蓝牙无线收发器、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，GPRS)无线收发器、紫蜂协议(基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，ZigBee)无线收发器、3G收发器、4G收发器和/或5G收发器等。

本实施例第三方面提供的装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实施例第一方面，于此不再赘述。

本实施例第四方面提供了一种存储包含有实施例第一方面所述的电梯状态的检测方法的指令的计算机可读存储介质，即所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面所述的电梯状态的检测方法。其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。

本实施例第四方面提供的计算机可读存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实施例第一方面，于此不再赘述。

本实施例第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如实施例第一方面所述的电梯状态的检测方法，其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台仓库代码的合并装置执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电梯状态的检测方法，其特征在于，包括：

基于加速度计检测到的连续多个第一加速度建立被检测电梯处于加速状态或非加速状态时所对应的假设检验；

建立所述假设检验的功效函数，并计算在预设显著性水平条件下所述功效函数中的检验参数的取值，得到目标检验参数值；

基于所述连续多个第一加速度的样本方差和所述目标检验参数值，确定出所述被检测电梯的第一维度状态，所述第一维度状态表征所述被检测电梯处于加速或非加速状态，加速状态为正加速状态或负加速状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述被检测电梯处于非加速状态时，基于开关门传感器检测到的电平信号确定出所述被检测电梯的第一子维度状态，所述第一子维度状态表征所述被检测电梯处于静止或匀速状态。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述被检测电梯处于静止状态时，将预先建立的电梯速度计算模型中的速度测量参数置零以校准所述电梯速度计算模型，以便所述被检测电梯处于非静止状态时根据最新校准的电梯速度计算模型计算所述被检测电梯的运行速度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述连续多个第一加速度的样本方差和所述目标检验参数值，确定出所述被检测电梯的第一维度状态，包括：

如果S²≤C/(n-1)，则判定所述被检测电梯处于非加速状态；

如果S²＞C/(n-1)，则判定所述被检测电梯处于加速状态；

其中，S²为所述样本方差，C为所述目标检验参数值，n为所述连续多个第一加速度中第一加速度数量。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述被检测电梯处于加速状态时，基于所述连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出所述被检测电梯的第二子维度状态，所述第二子维度状态表征所述被检测电梯处于正加速或负加速状态；

所述目标加速度期望值为所述被检测电梯处于静止和匀速状态时所对应的加速度期望值，所述目标标准差为所述被检测电梯处于静止和匀速状态时加速度的标准差。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述连续多个第一加速度、目标加速度期望值和目标标准差确定出所述被检测电梯的第二子维度状态，包括：

以所述目标加速度期望值作为数学期望、所述目标标准差作为标准差，建立随机变量与数学期望的差值偏离k个标准差的概率小于等于预设概率的切比雪夫不等式；

将所述连续多个第一加速度中的加速度作为随机变量的取值，确定出所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的加速度；

依据所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、所述k的取值以及所述目标加速度期望值确定出所述被检测电梯的第二子维度状态；

其中，所述k的取值平方的倒数等于所述预设概率。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述依据所述连续多个第一加速度中满足所述切比雪夫不等式的至少一个第三加速度、所述k的取值以及所述目标加速度期望值确定出所述被检测电梯的第二子维度状态，包括：

如果所述至少一个第三加速度的均值大于或等于，所述目标标准差与所述k的取值相乘后与所述目标加速度期望值之和，则判定所述被检测电梯处于正加速状态；

如果所述至少一个第三加速度的均值小于，所述目标加速度期望值减去所述目标标准差与所述k的取值之积，则判定所述被检测电梯处于负加速状态。

8.一种电梯状态的检测装置，其特征在于，包括：

第一建立单元，用于基于加速度计检测到的连续多个第一加速度建立被检测电梯处于加速状态或非加速状态时所对应的假设检验；

第二建立单元，用于建立所述假设检验的功效函数，并计算在预设显著性水平条件下所述功效函数中的检验参数的取值，得到目标检验参数值；

确定单元，用于基于所述连续多个第一加速度的样本方差和所述目标检验参数值，确定出所述被检测电梯的第一维度状态，所述第一维度状态表征所述被检测电梯处于加速或非加速状态，加速状态为正加速状态或负加速状态。

9.一种电梯状态的检测装置，其特征在于，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～7任意一项所述的电梯状态的检测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～7任意一项所述的电梯状态的检测方法。

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