CN113844975A - 一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，包括井道、电梯轿厢、半球网络摄像机和平层控制器，井道具有多个层站楼层，每个层站楼层具有层站楼层门；每个层站楼层对应的井道的内侧壁设置有相应的楼层数据信息，且楼层数据信息位于相应的层站楼层门的上方；半球网络摄像机通过支架设置在电梯轿厢的顶端，半球网络摄像机检测识别楼层数据信息，并把楼层数据信息通过网络传输给平层控制器，平层控制器通过RS485通信线缆外接电梯控制系统。本发明的电梯平层绝对位置传感装置，不再需要隔磁板，安装要求低，且安装后不需要调整，通过图像识别感知电梯所处的绝对楼层位置，实现电梯平层位置的精确检出。
Description
技术领域
本发明涉及一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置。
背景技术
随着经济迅猛发展，我国电梯需求大增，电梯控制系统安全性逐步提高，但是电梯系统稳定性始终存在些隐患，电梯平层检测和UCM(Unintended Car Moving,轿厢意外移动)检测一般采用槽型光电或磁感应开关，需要安装和调整隔磁板，请参阅图1，在轿厢7'上安装有强迫减速用的轿厢隔磁板1'和强迫减速槽型光电2'，在电梯平层的平层传感器支架5'上安装有上、中、下三个平层槽型光电3'，每个平层安装有一个平层感应用隔磁板4'，轿厢7'沿道轨6移动，该检测方法最大缺点是检测的是电梯轿厢和井道的相对位置，而且安装时对位置要求严格，为了实现准确平层位置检测需要每个隔磁板都要精确调整，由于需要实现UCM(Unintended Car Moving,轿厢意外移动)检测功能所以一般需要配置三个平层传感器即上、中、下三个平层槽型光电3'，由于槽型光电监测检测距离有限，因此槽型光电安装时要求隔磁板有一定精度，避免高速运行的电梯轿厢导致槽型光电和隔磁板相碰，需要调整隔磁板位置以实现精确停梯，且系统断电后需要到基站或端站自学习才能恢复楼层位置。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，不再需要隔磁板，安装要求低，且安装后不需要调整，通过图像识别感知电梯所处的绝对楼层位置，实现电梯平层位置的精确检出。
实现上述目的的技术方案是：一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，包括井道、电梯轿厢、半球网络摄像机和平层控制器，其中：
所述井道具有多个层站楼层，每个层站楼层具有层站楼层门；每个层站楼层对应的井道的内侧壁设置有相应的楼层数据信息，且所述楼层数据信息位于相应的层站楼层门的上方；
所述电梯轿厢沿着所述井道在垂直方向上移动；
所述半球网络摄像机通过支架设置在所述电梯轿厢的顶端，所述半球网络摄像机检测识别楼层数据信息，并把楼层数据信息通过网络传输给所述平层控制器，所述平层控制器通过RS485通信线缆外接电梯控制系统。
上述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其中，所述电梯控制系统包括轿厢控制板、智能主控板、轿厢显示器、门机控制器、语音报站器和外呼控制板，其中：
所述半球网络摄像机通过网络与所述平层控制器通讯，所述平层控制器通过RS485通信线缆与所述轿厢控制板通讯，所述轿厢控制板通过CAN总线分别与所述智能主控板、轿厢显示器、门机控制器、语音报站器和外呼控制板通讯。
上述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其中，所述半球网络摄像机检测识别楼层数据信息，并把楼层数据信息通过网络传输给所述平层控制器；
所述平层控制器内置有模型图像，所述平层控制器将接收的楼层数据信息与模型图像对比后判断出楼层平层位置信息，所述平层控制器通过RS485通信线缆把楼层平层位置信息传输给所述轿厢控制板；
所述轿厢控制板通过CAN总线把接收的楼层平层位置信息传输给智能主控板；
所述智能主控板根据接收的楼层平层位置信息规划电梯的井道位置信息以及电梯运行曲线，所述智能主控板驱动曳引机工作，并从编码器得到曳引机的磁力角信息。
上述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其中，所述平层控制器内置的模型图像是基于神经网络和深度学习形成的模型图像，具体形成流程为：
S1，图片数据采集步骤：通过半球网络摄像机采集井道内壁的楼层数据信息图像以及梯级缺失图像；
S2，数据清洗和预处理步骤：对采集到的楼层数据信息图像以及梯级缺失图像中存在的污染进行清洗，再进行平移、旋转以及加噪声预处理；
S3，数据导入步骤：把经过预处理后的图像分别导入神经网络模块；
S4，神经网络训练步骤：通过神经网络模块对经过预处理的图像进行训练，训练至准确判断到梯级表面n条凹槽和黄色边框；
S5，输出模型步骤：完成神经网络训练后，得到学习好的神经网络数据模型的模型图像，将模型图像导入至所述平层控制器内。
上述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其中，所述楼层数据信息直接印刷在所述井道的内侧壁。
上述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其中，所述楼层数据信息印刷在防水贴纸上，所述防水贴纸粘贴在相应的井道的内侧壁。
本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，不再需要隔磁板，安装要求低，且安装后不需要调整，通过图像识别感知电梯所处的绝对楼层位置，实现电梯平层位置的精确检出。
附图说明
图1为现有技术中的采用隔磁板和槽型光电检测电梯平层位置的结构示意图；
图2为本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置的安装示意图；
图3为本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置的工作原理图；
图4为平层控制器内置的模型图像的形成流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
请参阅图2、图3和图4，本发明的最佳实施例，一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，包括井道1、电梯轿厢2、半球网络摄像机3和平层控制器4：
井道1具有多个层站楼层，每个层站楼层具有层站楼层门11；每个层站楼层对应的井道1的内侧壁设置有相应的楼层数据信息6，且楼层数据信息6位于相应的层站楼层门11的上方；楼层数据信息6可以直接印刷在井道1的内侧壁。楼层数据信息6印刷在防水贴纸上，防水贴纸粘贴在相应的井道1的内侧壁。
电梯轿厢2沿着井道1在垂直方向上移动；半球网络摄像机3通过支架设置在电梯轿厢2的顶端，半球网络摄像机3检测识别楼层数据信息6，并把楼层数据信息通过网络传输给平层控制器4，平层控制器4通过RS485通信线缆外接电梯控制系统7。
电梯控制系统7包括轿厢控制板71、智能主控板72、轿厢显示器73、门机控制器74、语音报站器75和外呼控制板76，半球网络摄像机3通过网络与平层控制器4通讯，平层控制器4通过RS485通信线缆与轿厢控制板71通讯，轿厢控制板71通过CAN总线分别与智能主控板72、轿厢显示器73、门机控制器74、语音报站器75和外呼控制板76通讯。
请参阅图3，本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，平层控制器5具有RJ45网线接口和RS485接口，轿厢控制板71具有RS485接口和CAN接口，智能主控板72具有CAN接口、解码部分和驱动部分。
半球网络摄像机3检测识别楼层数据信息6，并把楼层数据信息6通过网络传输给平层控制器5；平层控制器5内置有模型图像，平层控制器5将接收的楼层数据信息与模型图像对比后判断出楼层平层位置信息，平层控制器5通过RS485通信线缆把楼层平层位置信息传输给轿厢控制板71；轿厢控制板71通过CAN总线把接收的楼层平层位置信息传输给智能主控板72；智能主控板72根据接收的楼层平层位置信息规划电梯的井道位置信息以及电梯运行曲线，智能主控板72驱动曳引机78工作，并从编码器77得到曳引机的磁力角信息。
请参阅图4，平层控制器4内置的模型图像，采用神经网络及深度学习技术形成，具体的形成流程为：
S1，图片数据采集步骤：通过半球网络摄像机采集井道内壁的楼层数据信息图像以及梯级缺失图像；模型图像的形成是基于深度学习实现的，需要大量的标注数据作为样本，通过安装在电梯轿厢2的顶端的球网络摄像机，采集大量井道壁的数字的图像以及梯级缺失的图像，该井道壁数字可以第一个和第二个数字表示楼层，第三个数字表示位置，比如4楼从041-049，通过RJ45网线接口传输到网络，图像的分辨率是640*480；
S2，数据清洗和预处理步骤：对采集到的楼层数据信息图像以及梯级缺失图像中存在的污染进行清洗，比如对大量重复图像、过爆、过暗等图像进行清洗，再进行平移、旋转以及加噪声预处理；
S3，数据导入步骤：把经过预处理后的图像分别导入神经网络模块；
S4，神经网络训练步骤：通过神经网络模块对经过预处理的图像进行训练，训练至准确判断到梯级表面n条凹槽和黄色边框；
S5，输出模型步骤：完成神经网络训练后，得到学习好的神经网络数据模型的模型图像，将模型图像导入至平层控制器4内。
平层控制器4，选用RK1808芯片，RK1808芯片具有支持2MP图像处理器，具有最大到1080P的视频输入，支持千兆以太网。RK1808是AI芯片，CPU采用双核CORTEX-A35架构，最高频率1.6GHz，VPU支持1080P常规视频格式的编码和解码,支持OpenCL/OpenVX，支持TensorFlow、Caffe模型，通过与RK3399配合使用，组合成1+1的NPU高性能的AI神经网络加速集群。
采用Opencv4.0进行图像导入、图像分割、模板匹配以及训练，把训练好的数据方便导入，其中关键点是模板匹配，由于梯级一般有许多凹槽组成，材质基本都是不锈钢和铝合金，颜色均有灰度，考虑到梯级还有一个显著特征是黄色边框，因此采用RGB颜色以方便抓住特征点，实现匹配。采用CVTMSQDIFF平方差匹配，_采用模板和图像间的乘法操作，CV.TM_CCORR相关性匹配，将模板对其平均值与图像平均值的相对值进行匹配，CV.TM_CCOEFF相关系数匹配。
半球网络摄像机采用OEM电源，具有ICR夜视功能，码流1Mbps。
本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，智能主控板72为智能整体机，智能主控板72根据接收的楼层平层位置信息规划电梯的井道位置信息以及电梯运行曲线，实现快速无爬行停梯，智能主控板72驱动曳引机，从编码器得到曳引机的磁力角信息，同时该磁力角信息也作为井道数据与平层传感器的井道信息形成冗余，确保电梯运行曲线可靠精确。
本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，采用在电梯轿厢的顶端安装摄像机和平层控制器的方式，在井道壁印刷楼层数据信息比如4楼041-049，安装电梯人员在每个层站楼层位置的井道壁上张贴印有楼层数据信息的防水贴纸，安装人员启动自学习，自学习结束电梯自己根据自学习平层信息既可以实现精确平层，同时电梯控制系统7根据电梯实时位置信息与楼层平层位置信息比对，从而判断电梯是否意外移动，智能主控板72输出固态继电器动作，制停子系统动作，抱闸掉电抱闸，实现制停，通过上述方法也可以实现UCM(Unintended Car Moving,轿厢意外移动)检测功能。
本发明通过神经网络模块深度学习后得到的模型图片导入平层控制器4，实时根据半球网络摄像机所传输的视频流监控楼层平层位置信息，把楼层平层位置信息通过RS485通信线缆传输到电梯控制系统，电梯控制系统得到电梯实时位置信息，通过与自学习的位置信息比对和计算后规划出电梯的运行曲线，实现快速准确停靠。由于半球网络摄像机检出不依赖运动和计算，因此停电后电梯可以根据半球网络摄像机的实时数据信息知道电梯实际的位置，不需要向上或向下运行到平层位置后就可以准确知道楼层位置信息，而且不需要返基站后修正楼层位置信息。
本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，采用摄像机图像分析技术识别电梯位置，作为平层传感器和上下强迫减速等位置检出装置，通过图像识别感知电梯所处的绝对楼层位置。在每个层站楼层位置以及上下强迫减速处的井道壁上设置有数字，通过摄像机和平层控制器实现电梯平层的精确识别。不需要隔磁板，直接把数字设置在井道壁上。通过一个摄像机和平层控制器就可以实现UCM检测功能。监测的是轿厢的绝对位置信息，而不是传统平层传感器得到的平层信号及编码器的相对位置信息，因此可以替代磁珊尺部分功能。
本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，是一种全新的检测技术，与擦混同的采用槽型光电或磁感应开关检测平层的方式完全不同。本发明采用图像识别和分析技术，通过抓拍的图像与模型图像里的数字做对比分析判断传输结果到电梯控制系统作为楼层平层位置信息，电梯控制系统通过与存储的井道自学习数据对比，规划好运行曲线，实现快速准确停梯，这是一种基于神经网络和深度学习应用于电梯平层检测的崭新技术，该技术是直接检出电梯的平层位置，最大优势不再需要隔磁板，且安装后不需要调整，只需要自学习一次后系统自动根据井道平层位置信息计算出平层位置，避免了电梯传统槽型光电监测技术需要调整隔磁板位置以实现精确停梯的缺点。
本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，采用神经网络和深度学习等AI新技术形成模型图像，植入平层控制器，对电梯井道壁上的数字进行识别，识别出所在楼层平层位置信息，通过电梯控制系统井道自学习后将楼层平层位置直接记录在智能主控板72的FLASH里，可以根据在上下端站提供同样的井道壁上的数字定位来确定上下强迫减速，是AI图像处理运用到电梯平层检测方面。
综上所述，本发明的不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，不再需要隔磁板，安装要求低，且安装后不需要调整，通过图像识别感知电梯所处的绝对楼层位置，实现电梯平层位置的精确检出。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (6)
1.一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其特征在于，包括井道、电梯轿厢、半球网络摄像机和平层控制器，其中：
所述井道具有多个层站楼层，每个层站楼层具有层站楼层门；每个层站楼层对应的井道的内侧壁设置有相应的楼层数据信息，且所述楼层数据信息位于相应的层站楼层门的上方；
所述电梯轿厢沿着所述井道在垂直方向上移动；
所述半球网络摄像机通过支架设置在所述电梯轿厢的顶端，所述半球网络摄像机检测识别楼层数据信息，并把楼层数据信息通过网络传输给所述平层控制器，所述平层控制器通过RS485通信线缆外接电梯控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其特征在于，所述电梯控制系统包括轿厢控制板、智能主控板、轿厢显示器、门机控制器、语音报站器和外呼控制板，其中：
所述半球网络摄像机通过网络与所述平层控制器通讯，所述平层控制器通过RS485通信线缆与所述轿厢控制板通讯，所述轿厢控制板通过CAN总线分别与所述智能主控板、轿厢显示器、门机控制器、语音报站器和外呼控制板通讯。
3.根据权利要求2所述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其特征在于，所述半球网络摄像机检测识别楼层数据信息，并把楼层数据信息通过网络传输给所述平层控制器；
所述平层控制器内置有模型图像，所述平层控制器将接收的楼层数据信息与模型图像对比后判断出楼层平层位置信息，所述平层控制器通过RS485通信线缆把楼层平层位置信息传输给所述轿厢控制板；
所述轿厢控制板通过CAN总线把接收的楼层平层位置信息传输给智能主控板；
所述智能主控板根据接收的楼层平层位置信息规划电梯的井道位置信息以及电梯运行曲线，所述智能主控板驱动曳引机工作，并从编码器得到曳引机的磁力角信息。
4.根据权利要求3所述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其特征在于，所述平层控制器内置的模型图像是基于神经网络和深度学习形成的模型图像，具体形成流程为：
S1，图片数据采集步骤：通过半球网络摄像机采集井道内壁的楼层数据信息图像以及梯级缺失图像；
S2，数据清洗和预处理步骤：对采集到的楼层数据信息图像以及梯级缺失图像中存在的污染进行清洗，再进行平移、旋转以及加噪声预处理；
S3，数据导入步骤：把经过预处理后的图像分别导入神经网络模块；
S4，神经网络训练步骤：通过神经网络模块对经过预处理的图像进行训练，训练至准确判断到梯级表面n条凹槽和黄色边框；
S5，输出模型步骤：完成神经网络训练后，得到学习好的神经网络数据模型的模型图像，将模型图像导入至所述平层控制器内。
5.根据权利要求1所述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其特征在于，所述楼层数据信息直接印刷在所述井道的内侧壁。
6.根据权利要求1所述的一种不需要隔磁板的电梯平层绝对位置传感装置，其特征在于，所述楼层数据信息印刷在防水贴纸上，所述防水贴纸粘贴在相应的井道的内侧壁。
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