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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit der Überwachung
zumindest eines Teils einer Kammlinie einer eine Mehrzahl von Zähnen
aufweisenden Kammplatte eines Personenbeförderers mit einem
beweglichen Transportband und der Kammplatte, die sich an dem Übergang
zwischen dem beweglichen Transportband und der stationären
Kammplatte befindet.
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Es
ist bekannt, dass Personenbeförderer, wie Fahrtreppen und
Fahrsteige, ein endloses bzw. umlaufendes Transportband aufweisen,
das sich entlang einer umlaufenden Bahn bewegt, und zwar unter Durchlaufung
eines exponierten Bereichs, in dem das Transportband zum Transportieren
von Personen exponiert ist, eines Umlenkbereichs und einer Rücklaufbahn
sowie eines weiteren Umlenkbereichs, der die Umlaufbahn zu dem exponierten
Bereich hin schließt. Das Transportband kann aus einer
Mehrzahl von einzelnen Trittelementen, wie z. B. Stufen und Paletten,
gebildet sein. Alternativ hierzu kann es sich bei dem Transportband
auch um ein elastisches umlaufendes Band handeln.
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Aus
Sicherheitsgründen ist der verschwindende Bereich, in dem
das laufende Transportband unter dem stationären Landezonenbereich
des Personenbeförderers verschwindet, von größter
Bedeutung. Im Spezielleren werden große Bestrebungen unternommen,
um den Spalt zwischen dem laufenden Transportband und der stationären
Konstruktion möglichst klein zu halten. In dieser Hinsicht
weist das Transportband häufig eine gerippte Oberfläche
auf, während die entsprechende stationäre Struktur
eine kammartige Formgebung aufweist, wobei sich die einzelnen Zähne
des Kamms in die Nuten zwischen einander benachbarten Rippen auf
der Transportbandoberfläche hinein erstrecken. Die einzelnen Zähne
sind abgeschrägt ausgebildet, so dass sie jegliche Gegenstände
von dem verschwindenden Transportband weg schieben. Es besteht jedoch
das Risiko eines Zahnbruchs, und der europäische Produktstandardcode
erfordert z. B. periodische Prüfungen und Tests, um den
korrekten Kammzustand zu ermitteln. Im Spezielle ren gibt es Vorschriften,
die Kammplatte ein Mal pro Tag auf Zahnbruch zu überprüfen,
sowie den Personenbeförderer stillzusetzen, sobald zwei
einander benachbarte Zähne abgebrochen sind. Während
diese Überprüfung typischerweise von Betriebspersonal
des Personenbeförderers ausgeführt wird, gibt
es eine Tendenz zum automatischen Ausführen der Überwachung
der Zähne der Kammplatte. Es sind bereits mehrere Ansätze
zum automatischen Überwachen der Kammplatte und insbesondere
zum Überwachen der Situation, ob zwei einander benachbarte
Zähne fehlen, vorgeschlagen worden. Die
US 2004/0035675 A1 offenbart
die Bereitstellung von elektrischen Leitern für jeden einzelnen
Zahn, so dass ein Leiter bricht, wenn ein Zahn bricht. Die Leiter
sind mit einer Steuereinheit verbunden, die eine Einschätzung
dahingehend zulässt, ob nur ein einzelner Zahn oder zwei
einander benachbarte Zähne abgebrochen sind. Die
DE 102 23 393 A1 dagegen
schlägt die Überwachung der Kammplatte mittels
eines Laserabstandsmessgeräts vor. Diese Ansätze
sind in der Ausführung relativ kompliziert und teuer.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines
Verfahrens und einer Vorrichtung zum Überwachen von Kammplattenzähnen,
das bzw. die zuverlässig ist, bei bestehenden Anlagen einfach
montierbar ist sowie kostengünstig ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch
folgende Schritte:
- (a) Aufnehmen eines Bildes
der Kammlinie mit einer Kamera;
- (b) Vergleichen des Bildes mit einem Referenzbild;
- (c) Bestimmen des Sicherheitszustands der Kammlinie auf der
Basis dieses Vergleichs.
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Elektrische
Kameras und insbesondere digitale Kameras sowie Bildverarbeitungseinheiten
sind zu relativ geringen Kosten in einfacher Weise verfügbar.
Sie haben sich als zuverlässig genug erwiesen, um für
die Überwachung der Kammplatte oder besser gesagt der Kammlinie
auf Zahnbruch verwendet zu werden. Das Verfahren kann das Aufnehmen
eines Bildes sowie die Ausführung der Bestimmung auf der
Basis eines einzigen Bildes, beispielsweise ein Mal oder mehrmals
am Tag, beispielsweise am Morgen oder vor dem Start des Betriebs
des Personenbeförde rers, umfassen. Es ist auch möglich,
die Bestimmung auf der Basis einer Mehrzahl von Bildern vorzunehmen.
Weiterhin ist es möglich, Bilder in bestimmten Intervallen
aufzunehmen, beispielsweise stündlich, alle 30 Minuten,
jede Sekunde usw.. Weiterhin ist es möglich, eine Bildverarbeitung
an jeglichem aufgenommenen Bild auszuführen, bevor dieses
mit einem Referenzbild verglichen wird. Die Bildverarbeitung kann
auch erst nach dem Vergleichsschritt ausgeführt werden.
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Der
Bildaufnahmeschritt kann das Aufnehmen einer Mehrzahl von Bildern,
das Abtasten von Bildern in Intervallen oder in kontinuierlicher
Weise beinhalten. Es ist möglich, jedes einzelne Bild mit
einem Referenzbild zu vergleichen oder eine Mehrzahl von Bildern
zu kombinieren/integrieren, sowie die integrierten Bilder mit dem
Referenzbild zu vergleichen.
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Es
besteht die Möglichkeit, die statische Kammlinie in dem
Bild durch Strukturfilterung des Bildes heraus zu bringen oder heraus
zu arbeiten. Die Strukturfilterung kann unter Berücksichtigung
von spezieller Information über die Kammlinie, beispielsweise
die Zahnorientierung, die Zahnabmessungen, die Zahnanzahl, die Beabstandung
zwischen den Zähnen, den speziell zugehörigen
Abschnitt des Bildes usw. erfolgen.
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Der
Schritt, in dem das Bild mit dem Referenzbild verglichen wird, kann
das Subtrahieren der Bilder voneinander beinhalten. Dadurch kann
es sich bei dem Resultat lediglich um die Differenz zwischen den
Bildern handeln, d. h. einen fehlenden Zahn usw.. Es kann bevorzugt
sein, ein Referenzbild zu haben, in dem die gleichen oder entsprechende
Strukturfilterschritte ausgeführt worden sind, wie die
Strukturfilterschritte, die an dem aufgenommenen Bild ausgeführt
worden sind, um dadurch einander sehr eng entsprechende Bilder zu
schaffen, die miteinander zu vergleichen oder voneinander zu subtrahieren sind.
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Die
Bildaufnahmeschritte können das Aufnehmen von Bildern unabhängig
von der Verkehrssituation, die auf dem beweglichen Transportband
vorliegt, sowie vorzugsweise das Ausführen einer Interferenzeliminierung
durch Korrelieren einer Mehrzahl von Bildern beinhalten. Alternativ
hierzu ist es auch möglich, eine Überwachung dahingehend
vorzunehmen, ob Personen auf dem Personenbeförderer oder in
unmittelbarer Nähe zu der Kammlinie vorhanden sind und
Bilder nur dann aufzunehmen, wenn keine Personen oder Gegenstände
vorhanden sind.
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Die
Interferenz- bzw. Störungseliminierung kann eine Autokorrelierung
einer Mehrzahl von individuellen Vergleichen von Bildern mit dem
Referenzbild beinhalten. Dadurch werden als Erstes die Bilder aufgenommen
und anschließend in dem nächsten Schritt individuell
mit dem Referenzbild verglichen, und eine Mehrzahl von einzelnen
Vergleichsresultaten wird miteinander verglichen, wobei jegliche
temporäre Störung außer Betracht gelassen
wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass ein eine Störung
aufweisendes Bild überhaupt nicht verwendet wird, doch vorzugsweise
erfolgt dies unter Verwendung von nur den Bereichen des Bildes,
in denen keine Störung vorhanden ist, d. h. unter Verwendung
nur des deutlich sichtbaren Bereichs der Kammplatte.
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Weiterhin
ist es möglich, einen Stabilitätsgrad zu berechnen,
der die Zuverlässigkeit des Vergleichsresultats nach der
Störungseliminierung widerspiegelt, wobei es vorzugsweise
möglich ist, den Sicherheitszustand nur dann zu bestimmen,
wenn ein erforderliches Ausmaß des Stabilitätsgrades
erreicht worden ist.
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Bei
dem Referenzbild kann es sich um ein Bild handeln, das von der Kamera
aufgenommen worden ist, die auch die zu vergleichenden Bilder aufnimmt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kammzahn-Überwachungsvorrichtung
zum Überwachen zumindest des Teils einer Kammlinie eines
Personenbeförderers mit einem beweglichen Transportband
und einer Kammplatte, die sich an dem Übergang zwischen
dem beweglichen Transportband und der stationären Kammplatte
befindet, wobei die Kammplatte eine Mehrzahl von die Kammlinie bildenden
Zähnen aufweist, mit einer Kamera und einem Speicher zum
Speichern eines Referenzbildes einer Kammlinie, mit einer Vergleichseinheit
zum Vergleichen eines von der Kamera aufgenommenen Bildes mit einem
Referenzbild sowie mit einer Bestimmungseinheit zum Bestimmen des
Sicherheitszustands der Kammlinie auf der Basis des Vergleichs. Die
Bestimmungseinheit kann dafür ausgebildet sein, entweder
einen sicheren oder einen unsicheren Zustand zu bestimmen, und kann
mit der Steuerung des Personenbeförderers verbunden sein,
um den Personenbeförderer zu stoppen, sobald ein unsicherer Zustand
bestimmt worden ist. Es ist auch möglich, den Personenbeförderer
nur dann zu stoppen, wenn ein nachfolgender separater Test einen
unsicheren Zustand bestätigt. Auch ist es möglich,
dass die Bestimmungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie wenigstens
einen zusätzlichen Warnzustand zwischen dem sicheren und
dem unsicheren Zustand liefert, beispielsweise wenn ein einzelner
Zahn oder zwei Zähne, die einander nicht benachbart sind,
Bruch erleiden.
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Die
Kammzahn-Überwachungsvorrichtung kann ferner eine Strukturfiltereinheit
aufweisen. Die Vergleichseinheit kann eine Subtrahiereinheit zum Subtrahieren
des Referenzbildes und des Bildes, aufgenommen von der Kamera, voneinander
aufweisen. Die Kammzahn-Überwachungsvorrichtung kann ferner
eine Störungselminiereinheit aufweisen, die betriebsmäßig
mit einem Speicher verbunden ist, um eine Mehrzahl von von der Kamera
aufgenommenen Bildern miteinander zu korrelieren. Weiterhin kann die
Kammzahn-Überwachungsvorrichtung einen Referenzbild-Knopf
aufweisen, um ein von der Kamera aufgenommenes Bild in dem Speicher
zu speichern. Bei dem Referenzbild-Knopf kann es sich um eine Rückstelltaste
oder eine Auffrischtaste handeln, und es kann sich um ein körperliches
Merkmal der eigentlichen Überwachungsvorrichtung handeln.
Alternativ hierzu kann er auch als Teil eines Service-Werkzeugs,
wie z. B. eines Service-Laptops usw., mit der Überwachungsvorrichtung
verbindbar sein.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
betrifft einen Personenbeförderer mit einer Kammzahn-Überwachungsvorrichtung,
wie diese vorstehend offenbart worden ist. Eine Kamera kann über
und seitlich von der Kammlinie angeordnet sein. Vorzugsweise weist
der Personenbeförderer eine Balustrade seitlich von dem
Transportband auf, wobei sich die Kamera in der Balustrade über
sowie seitlich von der Kammlinie befindet.
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Weiterhin
kann die Kamera unter der Kammplatte und den Trittelementen angeordnet
sein, so dass sie die Bilder durch den Spalt zwischen einander benachbarten
Trittelementen aufnimmt und verwendet.
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Während
die Anordnung einer Kamera in der Balustrade eine einfache Zugangsmöglichkeit
für Wartungsvorgänge usw. schafft, hat die Anordnung der
Kamera unter der Kammplatte den Vorteil, dass die Kamera sicher
vor Vandalismus verborgen ist.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; darin
zeigen:
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1 einen
Teil eines Personenbeförderers gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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2a bis 2c schematische
Darstellungen einer Kammplatte ohne sowie mit Defekten;
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3 eine
schematische Darstellung einer Kammplatten-Fehlerdetektion durch
Vergleichen eines Bildes, wie es von der Kamera aufgenommen worden
ist, mit einem Referenzbild;
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4 ein
Logikdiagramm unter Darstellung des Überwachungsverfahrens;
und
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5 eine
schematische Darstellung einer Kammzahn-Überwachungsvorrichtung.
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1 zeigt
einen Personenbeförderer 2 mit einem beweglichen
Transportband 4, das aus einer Mehrzahl von Trittelementen 6 gebildet
ist, die eines nach dem anderen unter Freilassung eines Spalts 8 zwischen
einander benachbarten Trittelementen 6 angeordnet sind.
Der Personenbeförderer 2 weist ferner eine Balustrade 10 auf,
in der sich eine Kamera 12 einer Kammzahn-Überwachungsvorrichtung befindet.
Weiterhin besitzt der Personenbeförderer 2 eine
stationäre Kammplatte 14 mit Zähnen 16 an
seinem zu dem Transportband 4 hin weisenden Ende. Die Zähne 16 und
der vorderste Bereich der Kammplatte 14 bilden zusammen
die Kammlinie 18. Die Kammlinie 18 bildet den Übergang 20 von
dem beweglichen Transportband 4 zu der stationären Kammplatte 14.
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Gestrichelte
Linien 22 veranschaulichen in schematischer Weise die Dimension
des Bildes, wie dieses von der Kamera 12 aufgenommen wird.
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2a zeigt
in schematischer Weise ein Bild der Kammlinie 18, in dem
die einzelnen Zähne 16 in einer parallelen Anordnung
zueinander sowie mit einer vorbestimmten Beabstandung zwischen einander
deutlich zu sehen sind. Die 2b und 2c sind
Perspektivansichten, die 2a entsprechen, wobei 2b jedoch
einen fehlenden Zahn zwischen dem zweiten und dem vierten Zahn 16 bei Zählung
von links nach rechts in 2b zeigt.
In ähnlicher Weise zeigt 2c eine
Kammlinie 18, wobei ein Gegenstand 24 zwischen
zwei einander benachbarten Zähnen eingeschlossen bzw. hängen
geblieben ist. Bei den Bedingungen, wie sie in den 2b und 2c gezeigt
sind, handelt es sich lediglich um zwei exemplarische Defektsituationen.
Weitere Defektsituationen sind zwei oder mehr fehlende Zähne, insbesondere
zwei einander benachbarte fehlende Zähne sowie eine nach
oben gekippte Kammplatte oder eine Kammlinie, bei der die Enden
des Kamms nach oben angehoben sind, usw..
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3 veranschaulicht
das grundlegende Konzept, gemäß dem von einem
Referenzbild 28 ein Bild 26 der Kammlinie 18 subtrahiert
wird, wie dieses mittels der Kamera von der entsprechenden Kammlinie 18 aufgenommen
wird. Wie in dem Bild 30 zu sehen ist, ist das Resultat
lediglich der fehlende Zahn 16.
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Die
Logiksequenz der 4 erläutert das Überwachungsverfahren
in detaillierterer Weise. Die Kamera 12 nimmt in einem
Schritt 32 ein Bild auf. Das in dem Schritt 32 aufgenommene
Bild wird zu einem Schritt 34 weitergeleitet, um eine Strukturfilterung
des betreffenden Bildes auszuführen. Die Filterung der
Bilder kann durch Strukturfilterung auf der Basis der Information
erfolgen, wie diese in dem eigentlichen Bild vorhanden ist. Andererseits
kann insbesondere in der vorliegenden Situation eine solche Strukturfilterung
unter Verwendung von spezieller Information hinsichtlich der in
dem speziellen vorliegenden Bild zu erkennenden Struktur verbessert oder
erleichtert werden. Beispielsweise kann die parallele Orientierung
der Zähne 16 der Kammlinie 18 zum Vereinfachen
der Strukturerkennung und der Strukturfilterung verwendet werden.
Sobald die Zielstruktur in dem Bild erkannt ist, ist eine Fokussierung auf
die interessierende Struktur, d. h. die Kammlinie 18, möglich.
Die Fokussierung kann durch Einstellen der Orientierung der Kamera
stattfinden, erfolgt jedoch vorzugsweise durch Fokussierung auf
die betreffenden Bereiche der von der Kamera aufgenommenen Bilder.
Insbesondere ist es möglich, nur einen sehr schmalen Bereich
des Bildes auszuwählen und die übrige Information
in dem aufgenommenen Bild zu ignorieren.
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Wie
in einem Schritt 36 dargestellt ist, besteht die Möglichkeit
zum kontinuierlichen Abtasten der Bilder. In einem Schritt 38 kann
jedes einzelne Bild oder eine Kombination aus einer Mehrzahl von abgetasteten
Bildern mit einem Referenzbild verglichen werden, das in einem Schritt 40 gespeichert worden
ist. Der Vergleich in dem Schritt 38 kann z. B. durch Subtrahieren
des aufgenommenen Bildes von dem Referenzbild erfolgen, wie dies
in 3 dargestellt ist.
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Es
besteht die Möglichkeit, das Referenzbild mit der gleichen
Kamera 12 aufzunehmen und das Referenzbild in der gleichen
Weise zu verarbeiten, in der die Verarbeitung von weiteren aufgenommenen Bildern
in den Schritten 32 und 34 erfolgt. Wenn ein Referenzbild
ausgewählt wird, beispielsweise durch die Konfigurations-Starttaste 42 in
dem Schritt 44, kann das betreffende Referenzbild in einem
Schritt 40 in einem Speicher gespeichert werden.
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Zum
Ermöglichen einer kontinuierlichen Überwachung
der Kammlinie 18 unabhängig von der Verkehrssituation
auf dem Transportband 4 wird ein Interferenz- bzw. Störungseliminierschritt
ausgeführt. Gemäß dem in 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel erfolgt eine Störungseliminierung
in einem Schritt 46, in dem die Bilder, wie diese aufgenommen und
in dem Schritt 38 einzeln mit dem Referenzbild verglichen
worden sind, automatisch miteinander korreliert werden, um insbesondere
vorübergehend auftretende Störungen, wie sich
auf dem Transportband bewegende Personen oder Objekte, zu eliminieren.
Alternativ hierzu ist es möglich, die Störungseliminierung
nicht nach dem einzelnen Vergleichen jedes von der Kamera 12 aufgenommenen
Bildes mit dem Referenzbild auszuführen, sondern die Störungseliminierung
vor dem Vergleich mit dem Referenzbild auszuführen.
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In
einem Schritt 48 wird ein sogenannter Stabilitätsgrad
berechnet, der die Qualität der ausgeführten Eliminierung
der Störungen anzeigt. Dieser Stabilitätsgrad
zielt ab auf einen Grenzwert, da nur eine begrenzte Anzahl von Bildern
zu erwarten ist: Entweder die Kammlinie 18 ist vollständig
(2a), oder es fehlen ein Zahn oder mehrere Zähne (2b)
oder es hat sich ein Gegenstand in die Kamm linie 18 eingeklemmt
(2c). Der Stabilitätsgrad kann seine Basis
auf der Anzahl der zu berücksichtigenden Bilder, der Anzahl
von Störungen, die eliminiert worden sind, der Anzahl von
Wiederholungen des Überwachungsvorgangs, die eine bestimmte Situation
bestätigen, usw. haben. Sobald der Stabilitätsgrad
ausreichend ist, wobei dies in einem Schritt 50 durch Vergleichen
des berechneten Stabilitätsgrades mit einem vorbestimmten
Wert ermittelt werden kann, kann das Resultat der Überwachung
an einen Entscheidungsschritt 52 oder Bestimmungsschritt 52 freigegeben
werden, der den Sicherheitszustand der Kammlinie 18 bestimmt.
Die Bestimmung, wie sie in dem Schritt 52 stattfindet,
kann in die Steuerung (nicht gezeigt) des Personenbeförderers
eingegeben werden, um den Personenbeförderer zu stoppen,
um ein Warnsignal anzuzeigen, um ein Wartungssignal anzuzeigen usw.,
oder sie kann direkt mit einem Aufsicht führenden Büro
gekoppelt werden, um einen Servicevorgang zu starten.
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Es
besteht die Möglichkeit, die Art des detektierten Defekts
zu bestimmen, wie dieser z. B. durch das Verfahren gemäß 4 detektiert
worden ist, indem die aufgenommenen Bilder mit dem Resultat des
Vergleichs in dem Schritt 38 mit Defekt-Referenzbildern
verglichen werden, um dadurch bestimmte Defektsituationen zu identifizieren
sowie eine andere Warn- oder Stoppinformation zu generieren und auszugeben.
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5 veranschaulicht
eine Kammzahn-Überwachungsvorrichtung 54 zum Überwachen
zumindest eines Teils der Kammlinie 18 des Personenbeförderers 2.
Im Spezielleren weist die Kammzahn-Überwachungsvorrichtung 54 eine
Kamera 12 und eine Bildverarbeitungseinheit 56 auf. Die
Bildverarbeitungseinheit 56 beinhaltet eine Strukturfiltereinheit 58,
einen Speicher 60, eine Vergleichseinheit 62.
Eine Referenzbild-Taste 62 dient zum Speichern eines Referenzbildes
in dem Speicher 60. Eine Störungseinheit 64 empfängt
direkt oder indirekt über den Speicher 60 die
Resultate von der Vergleichseinheit 62 und eliminiert jegliche
Störung, wie dies vorstehend in Bezug auf den Schritt 46 erläutert
worden ist. Eine Zuverlässigskeits-Berechnungseinheit 66 sorgt
dafür, dass nur zuverlässige Information zu einer
Bestimmungseinheit 68 geschickt wird. Der Ausgang 70 von
der Bestimmungseinheit kann in die Steuerung des Personenbeförderers
usw. eingegeben werden.
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Zusammenfassung
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Verfahren
zum Überwachen zumindest eines Teils einer Kammlinie (18)
einer eine Mehrzahl von Zähnen (16) aufweisenden
Kammplatte (14) eines Personenbeförderers (2)
mit einem beweglichen Transportband (4) und der Kammplatte
(14), die sich an dem Übergang (20) zwischen
dem beweglichen Transportband (4) und der stationären
Kammplatte (14) befindet, wobei das Verfahren folgende
Schritte aufweist:
- (a) Aufnehmen eines Bildes
der Kammlinie (18) mit einer Kamera (12);
- (b) Vergleichen des Bildes mit einem Referenzbild;
- (c) Bestimmen des Sicherheitszustands der Kammlinie (18)
auf der Basis dieses Vergleichs.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2004/0035675
A1 [0003]
- - DE 10223393 A1 [0003]