CN116106884A - 基于雷达的测距方法、装置、计算机设备、系统及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于雷达的测距方法、装置、计算机设备、系统及介质。所述方法包括：在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主角反射器和副角反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。利用该方法，能够准确的测得雷达与井道顶部之间的距离。

Description

基于雷达的测距方法、装置、计算机设备、系统及介质

技术领域

本发明实施例涉及测距技术领域，尤其涉及一种基于雷达的测距方法、装置、计算机设备、系统及介质。

背景技术

工人在较深的井道进行作业时需要乘坐电梯轿厢进入井道底部，在工人乘坐电梯轿厢下降的过程中，为了保证工人的安全，确定电梯轿厢的位置变得十分重要。

目前利用雷达实现电梯轿厢位置测量的方案都是利用单个或多个放置在井道顶部的角反射器实现的。但是，随着电梯轿厢下降距离的增大，雷达接收角反射器反射的回波信号变弱，导致雷达无法准确的测量得到雷达与井道顶部的距离。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于雷达的测距方法、装置、计算机设备、系统及介质，能够准确的测得雷达与井道顶部之间的距离。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于雷达的测距方法，包括：

在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主角反射器和副角反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；

根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；

将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于雷达的测距装置，包括：

处理模块，用于在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主角反射器和副角反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；

匹配模块，用于根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；

确定模块，用于将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器用于实现本发明任意实施例中所述的基于雷达的测距方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的基于雷达的测距方法。

本发明实施例提供了一种基于雷达的测距方法、装置、计算机设备、系统及介质，首先在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主角反射器和副角反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；然后根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；最后将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。利用上述技术方案，能够准确的测得雷达与井道顶部之间的距离。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的一种基于雷达的测距方法的流程示意图；

图2a为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第一示意图；

图2b为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第二示意图；

图2c为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第三示意图；

图2d为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第四示意图；

图2e为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第五示意图；

图3a为本发明示例实施例所提供的基于雷达的测距方法的一种流程示意图；

图3b为本发明示例实施例所提供的基于雷达的测距方法的另一种流程示意图；

图4为本发明实施例二所提供的一种基于雷达的测距方法的流程示意图；

图5为本发明实施例二所提供的目标点位置示意图；

图6为本发明实施例三所提供的一种基于雷达的测距方法的流程示意图；

图7为本发明实施例四所提供的一种基于雷达的测距装置的结构示意图；

图8为本发明实施例五所提供的一种基于雷达的测距系统的结构示意图；

图9为本发明实施例五所提供的一种基于雷达的测距系统的示例性示意图；

图10为本发明实施例六所提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

本发明提供的实施例可适用于工人乘坐井道内的电梯轿厢进入井道后，实时确定电梯轿厢与井道顶部的相对位置的情况。可选的，可以在电梯轿厢的顶部外壁安装雷达，在井道顶部雷达上方布置主角反射器，在井道侧壁布置副角反射器，通过确定雷达与井道顶部的距离从而可以确定电梯轿厢与井道顶部的相对位置。

实施例一

图1为本发明实施例一所提供的一种基于雷达的测距方法的流程示意图，该方法可适用于确定电梯轿厢与井道顶部的相对位置的情况，该方法可以由基于雷达的测距装置来执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在计算机设备上。

如图1所示，本发明实施例一提供的一种基于雷达的测距方法，包括如下步骤：

S110、在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主角反射器和副角反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号。

在本实施例中，在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，安装在电梯轿厢顶部外壁的雷达可以发射电磁波，当主角反射器或副角反射器接收到电磁波后可以返回回波信号，当雷达天线接收到回波信号后可以将回波信号发送给计算机设备，以使计算机设备对回波信号进行信号处理得到第一频谱图。

其中，第一频谱图中可以显示多个回波信号波峰，第一频谱图中的横坐标表示距离，第一频谱图中的纵坐标表示幅值。

S120、根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值。

首先介绍电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，第一频谱图中显示的波峰情况。图2a为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第一示意图，如图2a所示，当电梯轿厢处于井道最顶部时，第一频谱图中只包括主角反射器反射的回波信号的峰值以及该回波信号的谐波，并且谐波之间的距离存在倍数关系。图2b为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第二示意图，如图2b所示，随着电梯轿厢向下移动，在第一频谱图上开始出现副角反射器返回的回波信号。图2c为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第三示意图，如图2c所示，随着电梯轿厢继续向下移动，副角反射器返回的回波信号的强度变得足够强，而主角反射器返回的回波信号的强度逐渐减弱。图2d为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第四示意图，如图2d所示，当电梯轿厢向下移动的距离超过一定距离时，谐波信号消失，副角反射器返回的回波信号的信号强度大于主角反射器返回的回波信号的信号强度。图2e为本发明实施例一所提供的第一频谱图的第五示意图，如图2e所示，当电梯轿厢向下移动的距离足够远时，主角反射器与副角反射器返回的回波信号的信号强度下降到与干扰信号的信号强度相同，甚至比干扰信号的信号强度更弱。

需要说明的是，在图2a到图2e中标注的主反射信号表示主角反射器返回的回波信号，主反射信号谐波表示主反射器返回的谐波信号，副反射信号表示副角反射器返回的回波信号。图2a显示的是电梯轿厢处于井道顶部，雷达距离主角反射器约1.2米处对应的频谱图；图2b显示的是雷达距离主角反射器约3米处；图2c显示的是雷达距离主角反射器约4.5米处；图2d显示的是雷达距离主角反射器约10.5米处，图2e显示的是雷达距离主角反射器22米处。

根据图2a到图2d可知，在雷达距离主角反射器较近时，第一频谱图上除了主角反射器返回的回波信号以及谐波外不存在其他回波信号峰值，此时可以通过谐波距离匹配来确定电梯轿厢与井道顶部的距离；当第一频谱图上出现副角反射器返回的回波信号且该回波信号的信号强度较强时，主角反射器返回的回波信号以及其谐波依然具有一定的强度，此时通过谐波距离匹配和主副角反射器间距匹配都可以确定电梯轿厢与井道顶部的距离；当雷达与主角反射器以及副角反射器距离较远时，第一频谱图上不显示谐波，此时可以通过主副角反射器间距匹配确定电梯轿厢与井道顶部的距离。

由此可知，在一个实施例中，预设匹配方式可以包括两种方式，方式一包括先进行主副角反射器间距匹配再进行谐波距离匹配，方式二包括先进行谐波距离匹配再进行主副角反射器间距匹配。

其中，主副角反射器间距匹配包括在第一频谱图上进行粗匹配后是否能确定出相距第一距离的峰值对，若是，则进一步进行精细匹配；谐波距离匹配包括在第一频谱图上匹配出距离比为预设数值的多个峰值，预设数值可以根据具体情况设置，示例性的，预设数值可以包括1，2，3即在第一频谱图上匹配出距离比为1：2：3的三个峰值。

其中，精细匹配包括：针对每个峰值对，判断峰值对中两个峰值在第一频谱图中对应的距离差与利用预设公式计算得到的主角反射器与副角反射器之间的距离是否相等，该预设公式为计算机设备在学习阶段确定的，即电梯轿厢在井道内不同目标点处对应的计算主角反射器与副角反射器之间的距离的公式。

示例性的，若匹配出一个峰值对，则判断将该峰值对确定的距离差与利用预设公式计算得到的主角反射器与副角反射器之间的距离是否相等，此处预设公式为电梯轿厢在井道内第二目标点处对应的距离公式；若匹配出多个峰值对，则先判断第一个峰值对确定的距离差与利用电梯轿厢在井道内第二目标点处对应的距离公式计算的主角反射器与副角反射器之间的距离是否相等，若相等则不继续判断其他峰值对，若不相等，则继续判断第二个峰值对确定的距离差与利用电梯轿厢在井道内第三目标点处对应的距离公式计算的主角反射器与副角反射器之间的距离是否相等，以此类推，直到所有峰值对判断完成。

S130、将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。

在本实施例中，确定目标回波信号峰值后，可以在第一频谱图上查找目标回波信号峰值对应的距离值，该距离即为

本发明实施例一提供的一种基于雷达的测距方法，首先在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主反射器和副反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；然后根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；最终将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。上述方法通过预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值，根据目标回波信号峰值能够准确的测得雷达与井道顶部之间的距离。

本发明实施例在上述各实施例的技术方案的基础上，提供了一种具体的实施方式。图3a为本发明示例实施例所提供的基于雷达的测距方法的一种流程示意图，如图3a所示，该方法包括如下流程：

获取距离-幅值频谱图即第一频谱图，利用间距D进行粗匹配得到匹配对数量N，即利用第一距离在第一频谱图上进行匹配得到匹配成功的峰值对数量，按照(主角反射器距离S1、副角反射器距离S2)的格式记录每个峰值对的距离；判断N是否等于0，若等于0，则在频谱图中搜索距离比为1：2：3的三个峰值即进行谐波间距匹配，判断是否存在该比例关系的峰值，若是则将幅值最小的峰值在频谱图上对应的距离作为雷达与井道顶部的距离，若否，则位置匹配错误，进行故障提示。若不等于0，则从峰值对中选取一对峰值对按照预设公式计算主角反射器与副角反射器之间的距离Δd1，并计算S1与S2的差值Δd2，判断Δd1是否等于Δd2即进行精细匹配，若是，则将S1作为雷达与井道顶部的距离，若否，则继续选取下一个峰值对进行计算。

图3b为本发明示例实施例所提供的基于雷达的测距方法的另一种流程示意图，如图3b所示，该方法包括如下流程：

获取距离-幅值频谱图即第一频谱图，在频谱图中搜索距离比为1：2：3的三个峰值即进行谐波间距匹配判断是否存在该比例关系的峰值，若是则将幅值最小的峰值在频谱图上对应的距离作为雷达与井道顶部的距离，若否，则利用间距D进行粗匹配得到匹配对数量N，即进行主副角反射器距离匹配；按照(主角反射器距离S1、副角反射器距离S2)的格式记录每个峰值对的距离；判断N是否等于0，若等于0则位置匹配错误，进行故障提示；若不等于0，则从峰值对中选取一对峰值对按照预设公式计算主角反射器与副角反射器之间的距离Δd1，并计算S1与S2的差值Δd2，判断Δd1是否等于Δd2即进行精细匹配，若是，则将S1作为雷达与井道顶部的距离，若否，则继续选取下一个峰值对进行计算。

实施例二

图4为本发明实施例二所提供的一种基于雷达的测距方法的流程示意图，本实施例二在上述各实施例的基础上进行优化。在本实施例中，将根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值，进一步具体化为：进行主副角反射器间距匹配，确定匹配出的峰值对的数量；若所述数量等于0，则进行谐波距离匹配，确定是否匹配成功；若是，则将所述多个峰值中的第一个峰值作为目标回波信号峰值。本实施例尚未详尽的内容请参考实施例一。

如图4所示，本发明实施例二提供的一种基于雷达的测距方法，包括如下步骤：

S210、在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图。

S220、进行主副角反射器间距匹配，确定匹配出的峰值对的数量。

其中，主副角反射器间距匹配包括在第一频谱图上匹配出多对峰值对，每个峰值对中的两个回波信号峰值之间相距第一距离，第一距离为电梯轿厢移动到井道内第二目标点处时计算得到的主反射器与副反射器之间的距离，第二目标点位于主角反射器与副角反射器之间。

其中，第二目标点与主角反射器处于一个竖直线上。

在本实施例中，第一距离的计算过程可以包括：在学习阶段，当电梯轿厢从井道顶部向下移动到第二目标点时利用预设距离在频谱图上匹配得到两个峰值，将两个峰值在频谱图上对应的距离的差值作为第一距离。

其中，预设距离为预先手动测量得到的主角反射器与副角反射器之间的垂直距离。

具体的，所述第一距离的计算过程包括：当电梯轿厢移动到第一目标点时，在第二频谱图上匹配得到主角反射器返回的第一峰值，所述第二频谱图为计算机设备在学习阶段得到的频谱图；在所述第二频谱图上匹配得到与所述第一峰值相距预设距离的第二峰值；当电梯轿厢移动到第二目标点时，在所述第二频谱图上匹配得到相距所述预设距离的两个峰值，所述第二目标点位于所述副角反射器下方第一预设距离内；分别将两个峰值在所述第二频谱图上对应的距离值作为主角反射器与所述第二目标点之间的第一间距，以及副角反射器与所述第二目标点之间的第二间距；将所述第一间距与所述第二间距的差值作为所述第一距离。

其中，第二频谱图可以为计算机在学习阶段电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中对主角反射器和副角反射器返回的回波信号进行信号处理后得到的频谱图。其中，第一目标点可以位于主角反射器与副角反射器之间且位于主角反射器的正下方。

可以理解的是，当电梯轿厢处于井道最顶层时雷达上电，由于此时雷达距离主角反射器较近，且雷达天线角度很小，雷达发射的电磁波只能照射到主角反射器，随着电梯轿厢向下移动，雷达发射的电磁波开始照射到副角反射器，在照射到副角反射器之间，第二频谱图上的对应距离值最小的第一个峰值一直都是主角反射器返回的回波信号的峰值。

图5为本发明实施例二所提供的目标点位置示意图，该示意图作为示例性的示意图仅展示了3个目标点的场景，如图5所示，A点表示主角反射器所在的位置，B点表示副角反射器所在的位置，C点表示第一目标点，M点表示第二目标点，N点表示第三目标点。

示例性的，当电梯轿厢移动到C点时，将第一个出现在第二频谱图上的峰值作为第一峰值，在第二频谱图上匹配出与第一峰值之间的间隔为d的峰值作为第二峰值，第二峰值为副角反射器返回的回波信号的峰值。当电梯轿厢向下移动到M点时，在第二频谱图上匹配出间隔为d的两个峰值，将该两个峰值在第二频谱图上对应的距离差作为第一距离。

S230、若所述数量等于0，则进行谐波距离匹配，确定是否匹配成功。

其中，所述谐波距离匹配包括在所述第一频谱图上匹配出距离比为预设数值的多个峰值。

在本实施例中，数量等于0表示主副角反射器间距匹配失败，需要通过谐波距离匹配确定电梯轿厢与井道顶部的距离。

示例性的，谐波间距匹配包括在第一频谱图上匹配出距离比为1：2：3的三个峰值。

S240、若是，则将所述多个峰值中的第一个峰值作为目标回波信号峰值。

其中，若谐波间距匹配成功，则将多个峰值中幅值最小的峰值作为目标回波信号峰值，将第一个峰值在第一频谱图上对应的距离作为电梯轿厢与井道顶部的距离。

进一步的，在上述步骤的基础上还包括：若所述数量大于0，则确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距，所述第一间距包括每个峰值对中所包括的两个回波信号峰值在第一频谱图上对应的距离值之差，所述第二间距包括所述电梯轿厢在井道内不同目标点处计算得到的所述主角反射器与所述副角反射器之间的距离；若存在，则将第一个确定出的间距所对应的峰值对中幅值较大的回波信号峰值作为目标回波信号峰值。

在本实施例中，数量大于0表示主副角反射器间距匹配成功，则可以进行精细匹配，精细匹配包括确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距。其中，第一间距所包括的多个峰值对与第二间距所包括的多个距离有一一对应的关系。

其中，当第二间距为第一距离时，第二间距的计算过程与第一距离的计算过程相同，此处不做赘述，可参考第一距离的计算过程。

其中，当所述第二间距包括第K距离时，K为大于等于3的正整数，所述第K距离的计算过程包括：当电梯轿厢移动到第K目标点时，在第二频谱图上匹配得到相距所述预设距离的两个峰值，所述第K目标点位于所述副角反射器下方第二预设距离内，所述第二预设距离大于所述第一预设距离；分别将两个峰值在所述第二频谱图上对应的距离值作为主角反射器与所述第K目标点之间的第三间距，以及副角反射器与所述第K目标点之间的第四间距；将所述第三间距与所述第一间距的差值作为所述第K-1目标点与所述第K目标点之间的第一竖直距离；将所述第一竖直距离、所述第四距间距以及所述第二间距根据余弦定理确定夹角的角度，夹角为第一连线与第二连线形成的夹角，所述第一连线为所述第K-1目标点与所述第K目标点之间的连线，所述第二连线为所述第K目标点与所述副角反射器之间的连线；基于所述夹角的角度、所述第四间距以及所述第三间距确定所述第K距离。

示例性的，当K取值为3时，如图5所示，当电梯轿厢向下移动到N点时，在第二频谱图上匹配出相距d的两个峰值，该两个峰值在第二频谱图上对应的距离值可以表示第三距离即NA以及第四间距即NB。

其中，MN＝NA-MA，MN表示第一竖直距离，NA表示第三间距，MA表示第一间距。

在三角形MNB中，第一连线与第二连线形成的夹角为∠MNB，根据余弦定理可以计算∠MNB的度数：

进一步的，所述基于所述夹角的角度、所述第四间距以及所述第三间距确定所述第K距离，包括：将所述第四间距与所述夹角的角度的正弦值相乘得到主角反射器与副角反射器之间的水平距离；将所述第四间距与所述夹角的角度的余弦值相乘得到所述第一目标点与所述第K目标点之间的第二竖直距离；将所述第三间距与所述第二竖直距离的差值作为主角反射器与副角反射器之间的垂直距离；基于所述第三间距、所述水平距离以及所述垂直距离确定所述第K距离。

如图5所示，示例性的，当K取值为3时，主角反射器与副角反射器之间的水平距离BC＝NB*sin∠MNB；主角反射器与副角反射器之间的竖直距离即第二竖直距离AC＝NA-NC＝NA-NB*cos∠MNB。

进一步的，基于所述第三间距、所述水平距离以及所述垂直距离确定所述第K距离，包括：将所述第三间距与所述垂直距离作差得到距离差；将所述水平距离与所述距离差的平方和开根号后得到对应结果；将所述第三间距与所述对应结果作差得到所述第K距离。

如图5所示，示例性的，K取值为3时，第K距离即第三距离为：

其中，NA-AC表示距离差，

表示对应结果，Δd表示第K距离即第三距离。

本发明实施例二提供的一种基于雷达的测距方法，具体化了将根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值的过程。利用该方法，能够通过先进行主副角反射器间距匹配再进行谐波距离匹配的方式准确的匹配出目标回波信号峰值。

实施例三

图6为本发明实施例三所提供的一种基于雷达的测距方法的流程示意图，本实施例三在上述各实施例的基础上进行优化。在本实施例中，将根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值，进一步具体化为：进行谐波距离匹配，确定是否匹配成功；若是，则将所述多个峰值中的第一个峰值作为目标回波信号峰值；若否，则进行主副角反射器间距匹配，确定匹配出的峰值对的数量；若所述数量大于0，则确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距；若存在，则将第一个确定出的间距所对应的所述距离值作为目标回波信号峰值。本实施例尚未详尽的内容请参考实施例一。

如图6所示，本发明实施例三提供的一种基于雷达的测距方法，包括如下步骤：

S310、在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图。

S320、进行谐波距离匹配，确定是否匹配成功。

其中，谐波距离匹配的具体过程可参考本发明实施例一和实施例二中的相关描述，此处不做赘述。

S330、若是，则将所述多个峰值中的第一个峰值作为目标回波信号峰值；若否，则进行主副角反射器间距匹配，确定匹配出的峰值对的数量。

其中，主副角反射器间距匹配的具体过程可参考本发明实施例一和实施例二中的相关描述，此处不做赘述。

S340、若所述数量大于0，则确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距。

在本实施例中，若数量等于0，则表示匹配失败，进行故障提示。

其中，若数量大于0，则可以继续进行精细匹配，即确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距，确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距的过程可参考本实施例一和实施例二中的相关描述，此处不做赘述。

S350、若存在，则将第一个确定出的间距所对应的峰值对中幅值较大的回波信号峰值作为目标回波信号峰值。

在本实施例中，若不存在，则表示匹配失败，进行故障提示。

本发明实施例三提供的一种基于雷达的测距方法，具体化了根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值的具体过程。该方法通过先进行谐波距离匹配再进行主副角反射器间距匹配的方式能够准确的确定目标回波信号峰值。

实施例四

图7为本发明实施例四所提供的一种基于雷达的测距装置的结构示意图，该装置可适用于确定电梯轿厢与井道顶部的相对位置的情况，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在计算机设备上。

如图7所示，该装置包括：处理模块110、匹配模块120以及确定模块130。

处理模块110，用于在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主反射器和副反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；

匹配模块120，用于根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；

确定模块130，用于将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。

在本实施例中，该装置首先通过处理模块110在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主反射器和副反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；其次通过匹配模块120根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；最后通过确定模块130将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。

本实施例提供了一种基于雷达的测距装置，能够准确的测得雷达与井道顶部之间的距离。

进一步的，所述预设匹配方式包括先进行主副角反射器间距匹配再进行谐波距离匹配，相应的，匹配模块120用于：进行主副角反射器间距匹配，确定匹配出的峰值对的数量，所述主副角反射器间距匹配包括在所述第一频谱图上匹配出多对峰值对，每个峰值对中的两个回波信号峰值之间相距第一距离，所述第一距离为所述电梯轿厢移动到井道内第二目标点处时计算得到的主反射器与副反射器之间的距离，所述第二目标点位于所述副角反射器下方第一预设距离内；若所述数量等于0，则进行谐波距离匹配，确定是否匹配成功，所述谐波距离匹配包括在所述第一频谱图上匹配出距离比为预设数值的多个峰值；若是，则将所述多个峰值中的第一个峰值作为目标回波信号峰值。

在上述优化的基础上，所述装置还包括进行匹配模块，用于：若所述数量大于0，则确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距，所述第一间距包括每个峰值对中所包括的两个回波信号峰值在第一频谱图上对应的距离值之差，所述第二间距包括所述电梯轿厢在井道内不同目标点处计算得到的所述主角反射器与所述副角反射器之间的距离；若存在，则将第一个确定出的间距所对应的峰值对中幅值较大的回波信号峰值作为目标回波信号峰值。

当所述第二间距包括第一距离时，所述第一距离的计算过程包括：当电梯轿厢移动到第一目标点时，在第二频谱图上匹配得到主角反射器返回的第一峰值，所述第一目标点位于所述主角反射器与所述副角反射器之间，所述第二频谱图为计算机设备在学习阶段得到的频谱图；在所述第二频谱图上匹配得到与所述第一峰值相距预设距离的第二峰值；当电梯轿厢移动到第二目标点时，在所述第二频谱图上匹配得到相距所述预设距离的两个峰值；分别将两个峰值在所述第二频谱图上对应的距离值作为主角反射器与所述第二目标点之间的第一间距，以及副角反射器与所述第二目标点之间的第二间距；将所述第一间距与所述第二间距的差值作为所述第一距离。

进一步的，当所述第二间距包括第K距离时，K为大于等于3的正整数，所述第K距离的计算过程包括：当电梯轿厢移动到第K目标点时，在第二频谱图上匹配得到相距所述预设距离的两个峰值，所述第K目标点位于所述副角反射器下方第二预设距离内，所述第二预设距离大于所述第一预设距离；分别将两个峰值在所述第二频谱图上对应的距离值作为主角反射器与所述第K目标点之间的第三间距，以及副角反射器与所述第K目标点之间的第四间距；将所述第三间距与所述第一间距的差值作为所述第K-1目标点与所述第K目标点之间的第一竖直距离；将所述第一竖直距离、所述第四距间距以及所述第二间距根据余弦定理确定夹角的角度，夹角为第一连线与第二连线形成的夹角，所述第一连线为所述第K-1目标点与所述第K目标点之间的连线，所述第二连线为所述第K目标点与所述副角反射器之间的连线；基于所述夹角的角度、所述第四间距以及所述第三间距确定所述第K距离。

进一步的，所述基于所述夹角的角度、所述第四间距以及所述第三间距确定所述第K距离，包括：将所述第四间距与所述夹角的角度的正弦值相乘得到主角反射器与副角反射器之间的水平距离；将所述第四间距与所述夹角的角度的余弦值相乘得到所述第一目标点与所述第K目标点之间的第二竖直距离；将所述第三间距与所述第二竖直距离的差值作为主角反射器与副角反射器之间的垂直距离；基于所述第三间距、所述水平距离以及所述垂直距离确定所述第K距离。

进一步的，所述基于所述第三间距、所述水平距离以及所述垂直距离确定所述第K距离，包括：将所述第三间距与所述垂直距离作差得到距离差；将所述水平距离与所述距离差的平方和开根号后得到对应结果；将所述第三间距与所述对应结果作差得到所述第K距离。

进一步的，所述预设匹配方式包括先进行谐波距离匹配再进行主副角反射器间距匹配，相应的，匹配模块120用于：进行谐波距离匹配，确定是否匹配成功；若是，则将所述多个峰值中的第一个峰值作为目标回波信号峰值；若否，则进行主副角反射器间距匹配，确定匹配出的峰值对的数量；若所述数量大于0，则确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距；若存在，则将第一个确定出的间距所对应的峰值对中幅值较大的回波信号峰值作为目标回波信号峰值。

上述基于雷达的测距装置可执行本发明任意实施例所提供的基于雷达的测距方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图8为本发明实施例五所提供的一种基于雷达的测距系统的结构示意图，如图8所示，该系统包括雷达11、主角反射器12、副角反射器13以及如权利要求10所述的计算机设备14；

雷达11安装于电梯轿厢的顶部外壁，主角反射器12安装于所述电梯轿厢所在井道的顶部，位于雷达11的上方，副角反射器13安装于轨道或固定在井道侧壁上，主角反射器12位于副角反射器13上方；

雷达11用于向主角反射器12和副角反射器13发射电磁波，并接收主角反射器12和副角反射器13返回的回波信号；

主角反射器12用于接收雷达11发射的电磁波并返回回波信号至雷达11；

副角反射器13用于接收雷达11发射的电磁波并返回回波信号至雷达11；

计算机设备用于确定雷达11与所述井道顶部的距离。

优选的，主角反射器12可以安装于电梯轿厢所在的井道的顶部且位于雷达的正上方，以便于主角反射器12能够接收到雷达发射的电磁波。

可选的，副角反射器13可以通过支架固定在导轨上，可参照电梯隔磁板的方法，或者将副角反射器13固定在井道侧壁上。主角反射器12和副角反射器13可以设置在同侧井道壁也可以设置在井道壁两侧，此处做具体限制，示例性的，可以将主角反射器12和副角反射器13都安装于右侧井道壁，也可以将主角反射器12安装在右侧井道壁，将副角反射器13安装于左侧井道壁。

图9为本发明实施例五所提供的一种基于雷达的测距系统的示例性示意图，如图9所示，雷达设置在电梯轿厢顶部外壁，主角反射设置在右侧井道壁且位于雷达正上方，副角反射器与主角反射器设置于同侧井道壁，副角反射器固定在右侧井道壁上，主角反射器通过滑轮固定在雷达正上方，主角反射器与副角反射器存在水平距离差。

在本实施例中，在电梯轿厢从井道顶部向下移动的过程中，雷达11可以用于向主角反射器12和副角反射器13发射电磁波，主角反射器12可以用于接收雷达11发射的电磁波并返回回波信号给雷达11，副角反射器13可以用于接收雷达11发射的电磁波并返回回波信号给雷达11，雷达11还用于接收主角反射器12和副角反射器13返回的回波信号，并将回波信号发送给计算机设备14，计算机设备14用于将回波信号进行信号处理得到频谱图，并基于频谱图确定电梯轿厢与井道顶部的距离。

其中，计算机设备14可以采用本发明任意实施例所述的基于雷达的测距方法确定电梯轿厢与井道顶部的距离。方法的具体内容此处不做赘述，可参考实施例一到实施例三。

本发明实施例五提供的一种基于雷达的测距系统，通过在井道内布置主角反射器和副角反射器，能够准确的测得雷达与井道顶部之间的距离。

实施例六

图10为本发明实施例六所提供的一种计算机设备的结构示意图。如图10所示，本发明实施例六提供的计算机设备包括：一个或多个处理器41和存储装置42；该计算机设备中的处理器41可以是一个或多个，图10中以一个处理器41为例；存储装置42用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器41执行，使得所述一个或多个处理器41实现如本发明实施例中任一项所述的基于雷达的测距方法。

所述计算机设备还可以包括：输入装置43和输出装置44。

计算机设备中的处理器41、存储装置42、输入装置43和输出装置44可以通过总线或其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。

该计算机设备中的存储装置42作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例一或二或三所提供的基于雷达的测距方法对应的程序指令/模块(例如，附图7所示的基于雷达的测距装置中的模块，包括：处理模块110、匹配模块120以及确定模块130)。处理器41通过运行存储在存储装置42中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的基于雷达的测距方法。

存储装置42可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储装置42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置42可进一步包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置43可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置44可包括显示屏等显示设备。

并且，当上述计算机设备所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器41执行时，程序进行如下操作：

在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主角反射器和副角反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；

根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；

将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。

实施例六

本发明实施例六提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行基于雷达的测距方法，该方法包括：

在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主角反射器和副角反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；

根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；

将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。

可选的，该程序被处理器执行时还可以用于执行本发明任意实施例所提供的基于雷达的测距方法。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于：电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、无线电频率(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种基于雷达的测距方法，其特征在于，所述方法包括：

在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主角反射器和副角反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；

根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；

将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设匹配方式包括先进行主副角反射器间距匹配再进行谐波距离匹配，相应的，所述根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值，包括：

进行主副角反射器间距匹配，确定匹配出的峰值对的数量，所述主副角反射器间距匹配包括在所述第一频谱图上匹配出多对峰值对，每个峰值对中的两个回波信号峰值之间相距第一距离，所述第一距离为所述电梯轿厢移动到井道内第二目标点处时计算得到的主反射器与副反射器之间的距离，所述第二目标点位于所述副角反射器下方第一预设距离内；

若所述数量等于0，则进行谐波距离匹配，确定是否匹配成功，所述谐波距离匹配包括在所述第一频谱图上匹配出距离比为预设数值的多个峰值；

若是，则将所述多个峰值中的第一个峰值作为目标回波信号峰值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述数量大于0，则确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距，所述第一间距包括每个峰值对中所包括的两个回波信号峰值在第一频谱图上对应的距离值之差，所述第二间距包括所述电梯轿厢在井道内不同目标点处计算得到的所述主角反射器与所述副角反射器之间的距离；

若存在，则将第一个确定出的间距所对应的峰值对中幅值较大的回波信号峰值作为目标回波信号峰值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述第二间距包括第一距离时，所述第一距离的计算过程包括：

当电梯轿厢移动到第一目标点时，在第二频谱图上匹配得到主角反射器返回的第一峰值，所述第一目标点位于所述主角反射器与所述副角反射器之间，所述第二频谱图为计算机设备在学习阶段得到的频谱图；

在所述第二频谱图上匹配得到与所述第一峰值相距预设距离的第二峰值；

当电梯轿厢移动到第二目标点时，在所述第二频谱图上匹配得到相距所述预设距离的两个峰值；

分别将两个峰值在所述第二频谱图上对应的距离值作为主角反射器与所述第二目标点之间的第一间距，以及副角反射器与所述第二目标点之间的第二间距；

将所述第一间距与所述第二间距的差值作为所述第一距离。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述第二间距包括第K距离时，K为大于等于3的正整数，所述第K距离的计算过程包括：

当电梯轿厢移动到第K目标点时，在第二频谱图上匹配得到相距所述预设距离的两个峰值，所述第K目标点位于所述副角反射器下方第二预设距离内，所述第二预设距离大于所述第一预设距离；

分别将两个峰值在所述第二频谱图上对应的距离值作为主角反射器与所述第K目标点之间的第三间距，以及副角反射器与所述第K目标点之间的第四间距；

将所述第三间距与所述第一间距的差值作为所述第K-1目标点与所述第K目标点之间的第一竖直距离；

将所述第一竖直距离、所述第四距间距以及所述第二间距根据余弦定理确定夹角的角度，夹角为第一连线与第二连线形成的夹角，所述第一连线为所述第K-1目标点与所述第K目标点之间的连线，所述第二连线为所述第K目标点与所述副角反射器之间的连线；

基于所述夹角的角度、所述第四间距以及所述第三间距确定所述第K距离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述夹角的角度、所述第四间距以及所述第三间距确定所述第K距离，包括：

将所述第四间距与所述夹角的角度的正弦值相乘得到主角反射器与副角反射器之间的水平距离；

将所述第四间距与所述夹角的角度的余弦值相乘得到所述第一目标点与所述第K目标点之间的第二竖直距离；

将所述第三间距与所述第二竖直距离的差值作为主角反射器与副角反射器之间的垂直距离；

基于所述第三间距、所述水平距离以及所述垂直距离确定所述第K距离。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第三间距、所述水平距离以及所述垂直距离确定所述第K距离，包括：

将所述第三间距与所述垂直距离作差得到距离差；

将所述水平距离与所述距离差的平方和开根号后得到对应结果；

将所述第三间距与所述对应结果作差得到所述第K距离。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设匹配方式包括先进行谐波距离匹配再进行主副角反射器间距匹配，相应的，所述根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值，包括：

进行谐波距离匹配，确定是否匹配成功；

若是，则将所述多个峰值中的第一个峰值作为目标回波信号峰值；

若否，则进行主副角反射器间距匹配，确定匹配出的峰值对的数量；

若所述数量大于0，则确定第一间距中是否存在与第二间距中的间距相等的间距；

若存在，则将第一个确定出的间距所对应的峰值对中幅值较大的回波信号峰值作为目标回波信号峰值。

9.一种基于雷达的测距装置，其特征在于，所述装置包括：

处理模块，用于在电梯轿厢从井道顶部向井道底部移动的过程中，对回波信号进行处理得到第一频谱图，所述回波信号为主角反射器和副角反射器收到雷达发射的电磁波后反射的信号；

匹配模块，用于根据预设匹配方式在所述第一频谱图上匹配出目标回波信号峰值；

确定模块，用于将所述目标回波信号峰值在所述第一频谱图上对应的距离值作为所述雷达与所述井道顶部的距离。

10.一种计算机设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器用于执行权利要求1-8任一项所述的基于雷达的测距方法。

11.一种基于雷达的测距系统，其特征在于，所述系统包括雷达、主角反射器、副角反射器以及如权利要求10所述的计算机设备；

所述雷达安装于电梯轿厢的顶部外壁，所述主角反射器安装于所述电梯轿厢所在井道的顶部，位于所述雷达的上方，所述副角反射器安装于轨道或固定在井道侧壁上，所述主角反射器位于所述副角反射器上方；

所述雷达用于向所述主角反射器和所述副角反射器发射电磁波，并接收所述主角反射器和所述副角反射器返回的回波信号；

所述主角反射器用于接收所述雷达发射的电磁波并返回回波信号至所述雷达；

所述副角反射器用于接收所述雷达发射的电磁波并返回回波信号至所述雷达；

所述计算机设备用于确定所述雷达与所述井道顶部的距离。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的基于雷达的测距方法。

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