DE112016002618T5

DE112016002618T5 - Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen und Messverfahren für Aufzugsschachtdimensionen

Info

Publication number: DE112016002618T5
Application number: DE112016002618.8T
Authority: DE
Inventors: Ryosuke Kawanishi; Hiroyuki Tsutada; Keisuke SAMBONGI; Yu ENOMOTO; Yuichi Taguchi; Jay Thornton
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2018-03-01
Also published as: CN107615006B; CN107615006A; JPWO2016199850A1; KR20180004246A; US20180155155A1; JP6381800B2; WO2016199850A1; US10926973B2; KR101944210B1; HK1245387B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen, die Folgendes aufweist: eine Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren, die auf einem Umfang desselben Kreises angeordnet sind, in Richtung des Kreismittelpunktes ausgerichtet sind und unter einem Höhenwinkel in Bezug auf eine horizontale Ebene geneigt sind, und die Messdaten ausgeben, die durch Aufnehmen eines Bildes von einem Muster, das auf die Innenwände eines Aufzugsschachtes, die Abbildungsobjekte sind, abgestrahlt wird; und einen Computer, der die Messdatenausgabe von der Vielzahl der 3-D Abstandsbildsensoren an einer Vielzahl von Höhenpositionen im Aufzugsschacht integriert, erste integrierte Messdaten generiert, die einen Bereich von 360° in horizontaler Richtung abdecken, die ersten integrierten Messdaten abgleicht, um zweite integrierte Messdaten nach der Abgleichung zu erzeugen, und der die Dimensionen des Aufzugsschachtes auf der Basis der zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung berechnet.

Description

Technisches Feld
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen und ein Messverfahren für Aufzugsschachtdimensionen zum Messen dreidimensionaler Dimensionen von einem Aufzugsschacht, in dem eine Aufzugkabine aufwärts und abwärts fährt.
Stand der Technik
Es ist ein Stand der Technik zum Messen von Dimensionen eines Aufzugsschachts bekannt, bei dem ein Laser-Abstandsmesser an einer Aufzugkabine installiert ist, der zum Messen eines Abstandes durch Abstrahlung von Laserlicht in eine horizontale Richtung in der Lage ist, und die dreidimensionale Form des Innenraums von einem Aufzugsschacht durch die Bewegung einer Kabine gemessen wird (siehe, z. B. Patentdokument 1). Bei der Messeinrichtung für Aufzugsschachtinnendimensionen für einen Aufzug, beschrieben in dem japanischen Patent JP 4 666 842 B2 , wird beim Durchführen der Formmessung gleichzeitig auch die Sensorpositionsinformation (Höhe) durch Abzweigen und Abstrahlen des Laserlichts in vertikaler Richtung erfasst.
Patentdokument

[PTL1] Japanisches Patent JP 4 666 842 B2

Zusammenfassung der Erfindung:
Mit der Erfindung zu lösendes Problem
Beim Stand der Technik treten jedoch folgendes Probleme auf. Im Hinblick auf die Vermessung des gesamten Aufzugsschachts, gibt es Fälle, in denen ein Laser-Abstandsmesser eingesetzt wird, der in der Lage ist, durch Scannen in horizontaler Richtung zweidimensionale Messdaten zu erfassen. In diesem Fall ist es möglich, den Aufzugsschacht dreidimensional zu vermessen, indem die Aufzugkabine bewegt wird, an der die Messeinrichtung installiert ist.
Bei einer solchen Konfiguration der Einrichtung muss, um den Innenraum des Aufzugsschachtes präziser zu vermessen, die Bewegungsgeschwindigkeit der Aufzugskabine ausreichend verlangsamt werden, um die räumliche Auflösung des Laserscannings zu erhöhen. Wenn jedoch die Bewegungsgeschwindigkeit von der Aufzugskabine verlangsamt wird, kann zwar die Messgenauigkeit verbessert werden, aber es besteht dabei das Problem, dass die Messzeit verlängert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um Probleme dieser Art zu lösen, wobei die Aufgabe darin besteht, eine Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen und ein Messverfahren für Aufzugsschachtdimensionen anzugeben, das in der Lage ist, die dreidimensionalen Dimensionen eines Aufzugsschachtes zu messen und gleichzeitig eine verbesserte Messgenauigkeit und eine verkürzte Messzeit zu erreichen.
Mittel zur Lösung des Problems
Die Aufzugsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren, die auf einem Umfang desselben Kreises angeordnet sind, in Richtung des Kreismittelpunktes ausgerichtet sind und unter einem Höhenwinkel in Bezug auf eine horizontale Ebene derart geneigt sind, dass diese in der Lage sind, in einem Aufzugsschacht gleichzeitig 360° in horizontaler Richtung zu messen, die ein Abstandsmessungsmuster in einem Messbereich in der horizontalen Richtung und einer vertikalen Richtung auf Innenwände des Aufzugsschachts abzustrahlen, die Abbildungsobjekte bilden, und die Messdaten ausgeben, die durch Aufnehmen eines Bildes von dem Abstandsmessungsmuster, das auf die Innenwände gestrahlt wird, als eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten konfiguriert sind; einen Datenempfänger, der die Messdatenausgabe jeweils von der Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren erfasst; einen Messdaten-Integrator, der die Messdatenausgabe von der Vielzahl der 3-D Abstandsbildsensoren integriert, die durch den Datenempfänger an einer Vielzahl von Höhenpositionen im Aufzugsschacht erfasst worden sind, und erste integrierte Messdaten generiert, die 360° in horizontaler Richtung abdecken; einen Messdatenabgleich-Prozessor, der die ersten integrierten Messdaten abgleicht, die an der Vielzahl von Höhenpositionen im Aufzugsschacht integriert worden sind, und zweite integrierte Messdaten nach der Abgleichung generiert; und einen Dimensionsberechner, der die Dimensionen des Aufzugsschachtes über die gesamte Länge des Aufzugsschachtes berechnet, indem dieser die Abstände von der Vielzahl der 3-D Abstandbildsensoren zu den Innenwänden auf der Basis der zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung berechnet.
Ferner ist das Aufzugsteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Messverfahren für Aufzugsschachtdimensionen zum Berechnen von Dimensionen eines Aufzugsschachtes über die gesamte Länge des Aufzugsschachtes, durch Datenverarbeitung unter Verwendung eines Computers, von Detektionsergebnissen aus einer Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren, die auf einem Umfang desselben Kreises angeordnet sind, in Richtung des Kreismittelpunktes ausgerichtet sind und unter einem Höhenwinkel in Bezug auf eine horizontale Ebene derart geneigt sind, dass diese in der Lage sind, im Aufzugsschacht gleichzeitig 360° in der horizontaler Richtung zu messen, und die ein Abstandsmessungsmuster durch einen Messbereich in horizontaler Richtung und einer vertikalen Richtung auf Innenwände des Aufzugsschachtes abstrahlen, die Abbildungsobjekte sind, und die Messdaten ausgeben, die durch Aufnahme eines Bildes des Abstandsmessungsmusters, das auf die Innenwände abgestrahlt wird, als eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten konfiguriert sind, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: einen Datenerfassungsschritt zum Erfassen der Messdatenausgabe jeweils von der Vielzahl der 3-D Abstandsbildsensoren; einen Messdaten-Integrationsschritt zum Integrieren der Messdatenausgabe von der Vielzahl der 3-D Abstandsbildsensoren, die im Datenerfassungsschritt erfasst worden sind, und zum Generieren von ersten integrierten Messdaten, die 360° in horizontaler Richtung abdecken; einen Wiederholungsschritt zum Generieren der ersten integrierten Messdaten an jeder Vielzahl von Höhenpositionen im Aufzugsschacht durch Wiederholen des Datenerfassungsschrittes und des Messdaten-Integrationsschrittes an jeder Höhenposition; einen Messdatenabgleich-Verarbeitungsschritt zum Abgleichen der ersten integrierten Messdaten, die im Wiederholungsschritt generiert worden sind, um zweite integrierte Messdaten nach der Abgleichung zu erzeugen; und einen Dimensionsberechnungsschritt zum Berechnen der Dimensionen des Aufzugsschachtes über die gesamte Länge des Aufzugsschachtes, in dem die Abstände von der Vielzahl der 3-D Abstandbildsensoren zu den Innenwänden auf der Basis der zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung berechnet werden.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den gesamten Aufzugsschacht schnell und genau zu vermessen, durch Anordnen einer Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren, die zu einer genauen dreidimensionalen Messung in der Lage sind. Da die Vielzahl der 3-D Abstandsbildsensoren durch ein Anordnungsverfahren angeordnet wird, das ein Sichtfeld von 360° um die Peripherie der Messeinrichtung herum aufweist, ergibt sich darüber hinaus ein deutlicher Effekt, das es möglich wird, die Anzahl der benötigten Sensoren zu reduzieren und die Konfiguration der Einrichtung zu vereinfachen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen zeigen in:
1 eine Außenansicht einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 eine Draufsicht, die ein Beispiel für die Anordnung von Bestandteilen einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 eine Seitenansicht, die ein Beispiel für die Anordnung von Bestandteilen von einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
4A ein erläuterndes Diagramm, das eine Ansicht von einer Messung im Inneren eines Aufzugsschachts zeigt.
4B ein Diagramm, das einen Messbereich zeigt, wenn sechs 3-D Abstandsbildsensoren verwendet werden.
5A eine Draufsicht, die die Vergrößerung des sichtbaren Bereichs zeigt, wenn die Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen einen Höhenwinkel von θ aufweist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5B eine Seitenansicht, die die Vergrößerung des sichtbaren Bereichs zeigt, wenn die Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen einen Höhenwinkel von θ aufweist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 ein erläuterndes Diagramm, das eine Vergrößerung des sichtbaren Bereichs zeigt, wenn der Abstand zwischen der Wand, die das Abbildungsobjekt bildet, und dem 3-D Abstandsbildsensor in der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vergrößert wird.
7 ein Funktionsblockdiagramm für eine Messeinrichtung für Aufzugschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 ein Ablaufdiagramm, das eine Serie von Vorgängen bei einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ein Funktionsblockdiagramm für eine Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 ein Ablaufdiagramm, das eine Serie von Vorgängen bei einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ein Funktionsblockdiagramm einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12 ein Ablaufdiagramm, das eine Serie von Vorgängen bei einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 ein Funktionsblockdiagramm einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
14 ein Ablaufdiagramm, das eine Serie von Vorgängen bei einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen und eines Messverfahrens für Aufzugsschachtdimensionen gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine Außenansicht einer Messeinrichtung für Aufzugsschacht-dimensionen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert mit 3-D Abstandsbildsensoren 1, die an einer Vielzahl von Positionen angeordnet sind, einer Lichtquelle oder kurz einer Leuchte 2 und einem Computer 3. Die 3-D Abstandsbildsensoren 1 sind in der Lage, im Aufzugsschacht, der mit der Leuchte 2 beleuchtet wird, gleichzeitig zweidimensionale Bilder aufzunehmen und Messdaten in Form einer Gruppe von dreidimensionalen Punkten zu erfassen.
Konkret werden die 3-D Abstandsbildsensoren 1 von einer Kamera aus konfiguriert, um Farbinformationen eines Abbildungsobjekts, eines Projektors und eines Projektorlichtempfängers zu empfangen. Die Kamera kann eine monochrome Kamera sein, die die Helligkeit des Objekts erfasst, oder eine Farbkamera, die Komponenten der jeweiligen Farben, RGB, erfasst.
Das Projektorlicht kann sichtbares Licht sein, oder ein Lichtstrahl einer nichtsichtbaren Wellenlänge, wie zum Beispiel Infrarotlicht. Wenn hier das Projektorlicht sichtbares Licht ist, dann können der Projektorlichtempfänger und die Kamera die gleiche Einrichtung sein. Wenn ferner die Farbinformation von dem Objekt nicht verwendet wird, oder mit anderen Worten, wenn die visuelle Information nicht extrahiert wird, dann kann die Kamera weggelassen werden.
Der Computer führt einen Berechnungsvorgang mit den Messdaten durch, die jeweils von der Vielzahl der 3-D Abbildungssensoren 1 erfasst werden. Genauer gesagt, die Muster, die von den Projektoren auf das Abbildungsobjekt gestrahlt werden, werden von den Lichtempfängern erfasst. Daher ist der Computer 3 in der Lage, den Abstand zwischen dem 3-D Abstandsbildsensor 1 und dem Abbildungsobjekt mit den Prinzipien der Trigonometrie zu berechnen, indem Verzerrungen in den Mustern von den Lichtempfängern beobachtet werden.
Die Messdaten werden für jedes Element des Lichtempfängers erfasst. Je größer die Anzahl der Elemente in Bezug auf den Bildwinkel ist, desto genauer können die Messdaten erfasst werden. In einem Fall, in dem zum Beispiel Elemente in einer 480-longitudinalen und 640-lateralen Konfiguration im Lichtempfänger angeordnet sind, ist es möglich, Abstandsdaten als eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten zu erfassen, die in einem Arbeitsvorgang nicht weniger als 300.000 an der Zahl ausmachen.
Die erfassten Abstandsdaten können als Abstandsbild behandelt werden, indem der Abstand durch Farbschattierungen ausgedrückt wird, oder als eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten, in der jeder Punkt dreidimensionale Koordinateninformationen in einem Sensorkoordinatensystem aufweist. Dreidimensionale Messungen sind mit einem Minimum von einem Strahlungsmuster und einer Bilderfassung durch den Lichtempfänger möglich. Damit ist es möglich, mit der Bildrate des Lichtempfängers dreidimensional zu messen.
Als nächstes wird ein Fall betrachtet, in dem der Aufzugsschacht beim Bewegen der 3-D Abstandsbildsensoren 1, die eine solche Konfiguration aufweisen, vermessen wird. Es wird davon ausgegangen, dass der 3-D Abstandsbildsensor 1 horizontal installiert ist, und dass der mögliche Messbereich in vertikaler Richtung 1 Meter beträgt, und es wird ferner davon ausgegangen, dass die Bildrate des 3-D Abstandsbildsensors 1 einen Wert von 30 Bildern pro Sekunde besitzt, was der einer herkömmlichen Videokamera entspricht.
Basierend auf diesen Annahmen ist es möglich, die Messung bei 30 Meter pro Sekunde durchzuführen, wenn die Messung derart durchgeführt wird, dass Messfehler vermieden werden, während der Sensor in vertikaler Richtung bewegt wird. Infolgedessen beträgt die Gruppe der zu erfassenden dreidimensionalen Punkte 9 Millionen Punkte pro Sekunde. Mit den 3-D Abstandsbildsensoren 1 ist es daher möglich, eine schnelle und präzise Messung zu erreichen.
Im Folgenden wird die Anordnung der 3-D Abstandsbildsensoren 1 untersucht. 2 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für die Anordnung der Bestandteile einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Ferner ist 3 eine Seitenansicht, die ein Beispiel für die Anordnung von Bestandteilen einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bei der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß der vorliegenden Erfindung sind eine Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren 1 in gleichmäßigen Abständen auf dem Umfang desselben Kreises 4 angeordnet, der die Referenz der Sensoranordnung bildet. Ferner sind die optischen Achsen der 3-D Abstandsbildsensoren 1 in Richtung des Kreismittelpunkts ausgerichtet und unter einem einheitlichen Höhenwinkel θ von der Installationsebene aus in der Strahlungsrichtung der Leuchte 2 angeordnet. In 3 wird die Richtung der optischen Achse als D-Achse bezeichnet.
Hier ist ein Fall denkbar, bei dem die 3-D Abstandsbildsensoren 1 zentral im Aufzugsschacht angeordnet sind, und die Richtung der optischen Achse in horizontaler Richtung ausgerichtet ist, im Gegensatz zur Anordnung der vorliegenden Erfindung, die in den 2 und 3 dargestellt ist. In diesem Fall, wenn angenommen der horizontale Bildwinkel jedes 3-D Abstandsbildsensors 1 auf 60° eingestellt ist, dann werden zur Abdeckung eines 360° horizontalen Sichtfelds des Aufzugsschachts sechs 3-D Abstandsbildsensoren 1 benötigt.
4A ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ansicht der Messung des Innenraums des Aufzugsschachtes zeigt, und 4B ist ein Diagramm, das einen Messbereich zeigt, wenn sechs 3-D Abstandsbildsensoren 1 verwendet werden. Genauer gesagt, die Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich in der Mitte des Aufzugsschachts 11, und die Dimensionen des Innenraums des Aufzugsschachtes werden während der Durchführung eines auffahrenden und abfahrenden Betriebs innerhalb des Aufzugsschachtes gemessen. In 4A wird die Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen vor der Bewegung durch P1 und die Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen nach der Bewegung durch P2 angezeigt.
Ferner werden, wie in 4B dargestellt, bei der Installation von sechs 3-D Abstandsbildsensoren 1 mit einem horizontalen Bildwinkel von 60°, Messdaten im Messbereich Rm, umgeben von den gestrichelten Linien, von den jeweiligen Sensoren erfasst.
Andererseits wird mit der Anordnung der vorliegenden Erfindung der mögliche Messbereich durch Neigen des Höhenwinkels θ der Richtung der optischen Achse erweitert. 5A ist eine Draufsicht, die die Vergrößerung des Sichtfeldes bei einem Höhenwinkel von θ in der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 5B ist eine Seitenansicht, die die Vergrößerung des Sichtfeldes bei einem Höhenwinkel θ in der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In den 5A und 5B ist der durch die gestrichelten Linien angegebene Bereich der Sichtfeldbereich, wenn der Höhenwinkel 0° beträgt, und der durch die durchgezogenen Linien angezeigte Bereich der Sichtfeldbereich, wenn der Höhenwinkel θ° beträgt. Betrachtet man die Richtung entlang der optischen Achse, wird angenommen, dass der Abstand zu einer Aufzugsschacht-Wandfläche 13 in horizontaler Richtung L beträgt. In diesem Fall wird durch das Neigen der optischen Achse durch den Höhenwinkel θ der Abstand von den 3-D Abstandsbildsensoren 1 zur Aufzugsschacht-Wandfläche 13 wesentlich länger und damit der mögliche Messbereich breiter. 5A zeigt, dass das horizontale Sichtfeld Fh(θ), wenn der Höhenwinkel θ° beträgt, breiter ist, als das horizontale Sichtfeld Fh(0), wenn der Höhenwinkel 0° beträgt.
Ferner ist 6 ein erläuterndes Diagramm, das eine Vergrößerung des Sichtfeldbereichs zeigt, wenn der Abstand zwischen der Aufzugsschacht-Wandfläche 13, die das Abbildungsobjekt bildet, und dem 3-D Abstandsbildsensor 1 in der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung länger ausgebildet ist.
In 6 ist der durch die strichpunktierten Linien angedeutete Bereich der Sichtfeldbereich, wenn der Abstand zur Aufzugsschacht-Wandfläche 13 den Wert L besitzt und der Höhenwinkel 0° beträgt; der durch die durchgezogenen Linien angedeutete Bereich ist der Sichtfeldbereich, wenn der Abstand zur Aufzugsschacht-Wandfläche 13 den Wert L besitzt und der Höhenwinkel θ° beträgt; und der durch die doppeltgepunkteten Linien angedeutete Bereich ist der Sichtfeldbereich, wenn der Abstand zur Aufzugsschacht-Wandfläche 13 den Wert L+R besitzt und der Höhenwinkel θ‘ beträgt. Wie nachfolgend beschrieben, ist die Relation zwischen den Höhenwinkeln θ und θ‘ gleich θ‘ < θ.
Wie in 6 gezeigt, ist es möglich, durch Anordnung der 3-D Abstandsbildsensoren 1 auf demselbenKreis und zum Kreismittelpunkt ausgerichtet, den Abstand von der Aufzugsschacht-Wandfläche 13 um r zu verlängern, verglichen mit der Anordnung der 3-D Abstandsbildsensoren 1, wenn diese in der Mitte des Aufzugsschachts angeordnet sind. Hier entspricht r dem Radius des Kreises, wenn die 3-D Abstandsbildsensoren auf demselben Kreis angeordnet sind.
Als ein Ergebnis wird dadurch der messbare Bereich weiter vergrößert. Betrachtet man den horizontalen Querschnitt des Aufzugsschachtes, so kann diese Vergrößerung des Messbereichs als eine wesentliche Vergrößerung des horizontalen Bildwinkels angesehen werden. Somit ist es mit der Sensoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, mit einer kleinen Anzahl von 3-D Abstandsbildsensoren 1 einen Bereich 360° in horizontaler Richtung des Aufzugsschachtes abzudecken, verglichen mit einem Fall, in dem die 3-D Abstandsbildsensoren 1 einfach in der Mitte des Aufzugsschachtes derart angeordnet sind, so dass diese in einer abstrahlenden Weise ausgerichtet sind.
Im Fall einer radialen Anordnung, wie der in 4B gezeigten, wird der Bildwinkel H in horizontaler Richtung, der in jedem der 3-D Abstandsbildsensoren 1 benötigt wird, durch den folgenden Ausdruck (1) angegebenen, wenn 3-D Abstandsbildsensoren 1 in einer Anzahl von n verwendet werden. H = 360/n (1).
Zum Beispiel, wenn die Anzahl der 3-D Abstandsbildsensoren 1 gleich n = 3 ist, dann muss, wenn die 3-D Abstandsbildsensoren 1 in der Mitte des Aufzugsschachts angeordnet sind, der Bildwinkel H in der horizontalen Richtung für jeden 3-D Abstandsbildsensor 1 mindestens 120° betragen.
Der mögliche Messbereich M[m] in horizontaler Richtung in einer Position, die um den Abstand L[m] von der Mittenposition des Aufzugsschachts zur Wandfläche beabstandet ist, wird durch den folgenden Ausdruck (2) angegeben, wenn der horizontale Bildwinkel des 3-D Abstandbildsensors 1 den Wert H = 120° beträgt. M = 2Ltan(120°/2) (2)
Um die 3-D Abstandsbildsensoren 1 an einer Einrichtung derart anzuordnen, dass ein Messbereich entsprechend einem horizontalen Bildwinkel von 120° erreicht wird, sollte der Sensor-Höhenwinkel θ [Grad] ermittelt werden, um dem möglichen Messbereich M[m] im horizontalen Querschnitt des Aufzugsschachtes zu genügen.
Wenn hier der tatsächliche horizontale Bildwinkel des 3-D Abstandsbildsensors 1 mit φ [Grad] angenommen wird, so wird der mögliche Messbereich M‘[m] im horizontalen Querschnitt, wenn der Abstand D[m] zur Wandfläche in der Richtung entlang der optischen Achse, um den Sensor-Höhenwinkel θ [Grad] geneigt ist, durch den folgenden Ausdruck (3) angegeben. M‘ = 2Dtan(φ/2) (3)
Es wird ein Fall betrachtet, in dem der mögliche Messbereich des 3-D Abstandsbildsensors 1 einem horizontalen Bildwinkel von 120° entspricht, mit anderen Worten, in dem M‘ des vorstehenden Ausdrucks (3) gleich M des vorstehenden Ausdrucks (2) ist. In diesem Fall wird der Abstand D[m] zur Wandfläche in der Richtung entlang des Sensor-Höhenwinkels θ [Grad] durch den nachfolgenden Ausdruck (4), aus dem vorstehenden Ausdruck (2) und dem vorstehendem Ausdruck (3) berechnet. D = M/2tan(φ/2) (4)
Somit wird der Sensor-Höhenwinkel θ [Grad] durch den nachfolgenden Ausdruck (5) berechnet. θ = cos^–1(L/D) (5)
Die Messeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Mitte des Aufzugsschachtes installiert, und die Mitte des Kreises mit einem Radius r(m), auf dem 3-D Abstandsbildsensoren 1 angeordnet sind, befindet sich in der Mitte der Einrichtung. In diesem Fall ist der tatsächliche Abstand zur Wandfläche in Richtung der optischen Achse um den Radius r des Kreises größer, wie in 6 gezeigt ist. Daher wird der vorstehende Ausdruck (5) zum folgenden Ausdruck (6) umgewandelt. θ‘ = cos^–1((L + r)/D) (6)
Als Ergebnis kann dadurch, wie in 6 gezeigt ist, der benötigte horizontale Messbereich durch einen Sensor-Höhenwinkel θ‘ [Grad] sichergestellt werden, der kleiner ist, als der Sensor-Höhenwinkel θ [Grad], wenn die 3-D Abstandsbildsensoren 1 in der Mitte der Einrichtung angeordnet sind.
Generell weist ein auf einem optischen System basierender Abstandsmessungssensor eine geringere Messgenauigkeit auf, wenn der Winkel der Messobjektfläche zur optischen Achse des Sensors groß ist, mit anderen Worten, wenn der Sensor-Höhenwinkel θ‘ [Grad] groß ist. Andererseits ist es bei der Sensoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Sensor-Höhenwinkel θ‘ [Grad] zu reduzieren, indem der Radius r des Kreises, auf dem die 3-D Abstandsbildsensoren 1 angeordnet sind, groß ausgebildet ist. Dadurch wird ein positiver Effekt erzielt, weil eine Verringerung der Messgenauigkeit verhindert werden kann.
In diesem Fall, wenn die Messgenauigkeit für jeden Sensor-Höhenwinkel θ‘ [Grad] der 3-D Abstandssensoren 1 bekannt ist, ist es möglich, anhand der Zielmessgenauigkeit einen geeigneten Sensor-Höhenwinkel θ‘ [Grad] zu ermitteln. Wenn ferner der Sensor-Höhenwinkel θ‘ [Grad] bekannt ist, können darüber hinaus Parameter berechnet werden, die sich auf die Sensoranordnung beziehen, wie z. B. der horizontale Bildwinkel der Sensoren φ [Grad], die Anzahl der Sensoren n und der Radius r[m] des Kreises, auf dem die 3-D Abstandsbildsensoren angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, die ausreichende Konfiguration der Messeinrichtung zu ermitteln, die für das Anwendungsszenario erforderlich ist.
Als nächstes wird ein spezifischer Messvorgang einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel anhand eines Funktionsblockdiagramms und eines Ablaufdiagramms beschrieben. 7 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ferner ist 8 ein Ablaufdiagramm, das eine Serie von Vorgängen bei einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Im Schritt S101 erfasst ein Sensordatenempfänger 101 zunächst die Messdaten der 3-D Abstandsbildsensoren 1 und speichert die Daten in einem Computer 3.
Als nächstes integrieren im Schritt S102 eine Vielzahl von Sensordaten-Integratoren 102, die durch die Vielzahl der 3-D Abstandsbildsensoren erfassten Messdaten und generieren erste integrierte Messdaten. Die Vielzahl der Sensordaten-Integratoren 102 verwendet die Relation zwischen den Positionen und Einstellungen der 3-D Abstandsbildsensoren 1 bei der Einrichtung, die zuvor durch Kalibrierung erhalten worden ist, um die von den 3-D Abstandsbildsensoren 1 erhaltenen Messdaten gegenseitig zu überlagern.
Auf diese Weise ist es durch Integrieren der Messdaten, die von der Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren 1 erhalten werden, möglich, die Daten als Messdaten zu handhaben, die von einem einzelnen 3-D Abstandsbildsensor 1 mit einem breiten Sichtfeld erhalten werden.
Wenn die Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren 1 in einer solchen Weise angeordnet sind, dass sich deren Sichtfelder überlappen, dann ist es möglich, die aus der Vielzahl der Sensoren erhaltenen Messdaten zu integrieren, indem die überlappenden Bereiche in den Messdaten gegenseitig zugeordnet und abgeglichen werden, die von verschiedenen 3-D Abstandsbildsensoren 1 erhalten worden sind.
In diesem Fall ergibt sich ein Vorteil dahingehend, dass keine Notwendigkeit besteht, die Einrichtung im Voraus bezüglich der Positionen und Einstellungen der 3-D Abstandsbildsensoren 1 zu kalibrieren. Andererseits steigt mit der Anzahl der Sensoren die Anzahl der Abgleichvorgänge, die für die Messdaten erforderlich sind, und damit auch der Nachteil, dass die Verarbeitung Zeit in Anspruch nimmt. Wenn ferner keine formbezogenen oder visuellen Merkmale vorhanden sind, zum Beispiel, wenn die überlappenden Bereiche der Sichtfelder in einer monochromen, ebenen Fläche liegen, hat dies den Nachteil, dass es schwierig ist, die Messdaten abzugleichen.
Als nächstes werden die Daten in den ersten integrierten Messdaten, die an verschiedenen Punkten oder Zeitpunkten erfasst worden sind, abgeglichen. Um diese Abgleichung durchführen zu können, ist es notwendig zu wissen, wo sich die entsprechenden Positionen in den verschiedenen ersten integrierten Messdaten befinden. Daher extrahiert im Schritt S103 ein Merkmalsextraktor 103 Merkmale zur Verwendung beim Verknüpfen der ersten integrierten Messdaten aus den ersten integrierten Messdaten.
Bei Verwendung einer Kamera ist es möglich, visuelle Merkmale aus den Kamerabildern zu extrahieren und diese für die Verknüpfung der ersten integrierten Messdaten zu verwenden. Die visuellen Merkmale können gefunden werden, indem man scheinbare Ecken und/oder Liniensegmente des Objekts extrahiert, oder indem man bestimmte Texturmuster speichert und die aufgenommenen Bilder mit diesen Mustern abgleicht.
Ferner ist es bei Verwendung von Messdaten, die über einen Lichtempfänger erfasst worden sind, auch möglich, dreidimensionale formbedingte Merkmale aus den ersten integrierten Messdaten zu extrahieren und diese Merkmale für die Verknüpfung der ersten integrierten Messdaten zu verwenden. Formbezogene Merkmale können durch das Extrahieren von Ecken, Kammlinien oder ebenen Flächen eines Objekts gefunden werden, oder durch das Speichern von bestimmten Formmustern auf der Basis von 3-D CAD-Daten oder primitiven Formmustern (Kugel, Quadrat, etc.) und das Anpassen der erfassten Messdaten an diese Muster.
Ferner ist es beim Verknüpfen der ersten integrierten Messdaten möglich, die Verwendung von visuellen Merkmalen und formbedingten Merkmalen zu kombinieren. Wenn beide Arten von Merkmalen verwendet werden, dann ist es möglich, sowohl die Vorteile der visuellen Merkmale, die eine einfache Verknüpfung verschiedener erster integrierter Messdaten ermöglichen, als auch die Vorteile der formbedingten Merkmale, aus denen die für die Abgleichung der ersten integrierten Messdaten erforderlichen dreidimensionalen Informationen gewonnen werden, zu erhalten und somit eine hochgenaue Abgleichung zu erreichen.
Wenn die optischen Merkmale genutzt werden und der Innenraum des Aufzugsschachts dunkel ist, dann wird eine Leuchte 2 benötigt, um den Innenraum des Aufzugsschachts zu beleuchten. Die Leuchte 2 kann innerhalb des Aufzugsschachts oder auf der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen installiert werden. Wird die Leuchte 2 im Aufzugsschacht installiert, so ändert sich die Beleuchtungsrichtung nicht mit der Position der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen. Daher ergibt sich der Vorteil, dass die Merkmale leicht extrahiert und zugeordnet werden können.
Andererseits, wenn die Leuchte 2 an der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen installiert wird, ist es möglich, jederzeit eine einheitliche Lichtmenge im Sichtfeld zu erreichen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Belichtungszeit der an den 3-D Abstandsbildsensoren 1 montierten Kamera nicht dynamisch angepasst werden muss und eine stabile Bilderfassung zu erwarten ist. Ferner lassen sich scheinbare Veränderungen der Merkmale in Abhängigkeit von der Richtung der Leuchte 2 durch Anwenden eines Merkmals-Extraktionsverfahrens auflösen, das robust in Bezug auf Änderungen in der Beleuchtung ist.
Als nächstes verwendet im Schritt S104 der Messdatenabgleich-Prozessor 104 das Merkmals-Übereinstimmungsverhältnis zwischen den oben beschriebenen ersten integrierten Messdaten, um eine Abgleichung der ersten integrierten Messdaten an unterschiedlichen Punkten oder an unterschiedlichen Zeitpunkten durchzuführen, so dass zweite integrierte Messdaten nach der Abgleichung generiert werden.
Diese Abgleichung ist äquivalent zum Lösen eines Optimierungsproblems für die Messdaten mit insgesamt sechs Freiheitsgraden, nämlich drei Freiheitsgraden in der Translationsrichtung und drei Freiheitsgraden in der Rotationsrichtung. Dies vollständig in einer explorativen Weise zu lösen, würde eine sehr lange Bearbeitungszeit erfordern. Wenn jedoch die formbezogenen Merkmale, wie zum Beispiel Kammlinien und flache Flächen etc., zugeordnet worden sind, ist es möglich, die Freiheitsgrade der Abgleichung zu verringern. Als Resultat wird es ermöglicht, die Verarbeitungszeit stark zu reduzieren.
Wenn beispielsweise eine flache Fläche zwischen den Messdaten angeordnet ist, dann ist die Translationsrichtung für die Abgleichung auf die Bewegung in der Ebene dieser Fläche beschränkt. Folglich werden die Freiheitsgrade der Translationsrichtung von drei auf zwei verringert.
Ferner ist die Rotationsrichtung für die Abgleichung auf eine Rotation mit einem Freiheitsgrad beschränkt, wobei die Rotationsachse die Richtung senkrecht zu der flachen Fläche ist. Somit sind die Freiheitsgrade der Rotationsrichtung von drei auf eins reduziert. Wenn eine Kombination einer Vielzahl von formbezogenen Merkmalen verwendet wird, werden die Freiheitsgrade weiter reduziert, und es ist möglich, die für die Abgleichung erforderliche Berechnungszeit zu verkürzen und die Genauigkeit zu verbessern.
Als nächstes berechnet im Schritt S105 der Dimensionsberechner 105 die Dimensionen des Aufzugsschachts, indem dieser zweite integrierte Messdaten nach der Abgleichung für den gesamten Aufzugsschacht verwendet, die durch den Abgleichvorgang erhalten werden. Dabei entsprechen die Dimensionen des Aufzugsschachtes der Höhe vom Boden bis zur Decke des Aufzugsschachtes, und die Abstände zwischen Objekten, wie beispielsweise die Wandflächen und Aufzugskomponenten etc., im horizontalen Querschnitt den zweiten integrierten Messdaten.
Die Dimensionen des horizontalen Querschnitts können als der kürzeste Abstand oder der durchschnittliche Abstand zwischen einem festgelegten Bezugspunkt innerhalb des Aufzugsschachtes und einer Gruppe von dreidimensionalen Punkten berechnet werden, die durch Messen von Wandflächen und/oder von vorhandenen Aufzugkomponenten erhalten werden. Ferner kann der Bezugspunkt innerhalb des Aufzugsschachtes der Schwerpunkt der Messdaten im horizontalen Querschnitt sein, oder es kann ein beliebiger Bezugspunkt manuell ausgewählt werden.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, die Dimensionen eines Aufzugsschachtes schnell und genau zu messen, indem eine Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren verwendet wird, die präzise Messdaten erfassen können. Außerdem sind die 3-D Abstandsbildsensoren auf demselben Kreis derart angeordnet, dass diese dem Kreismittelpunkt zugewandt sind und unter einem Höhenwinkel geneigt sind. Dadurch ist es möglich, mit wenigen Sensoren ein horizontales Sichtfeld zu erreichen, das den gesamten Aufzugsschacht abdeckt, verglichen mit der Anordnung der 3-D Abstandsbildsensoren in horizontaler Richtung und in der Mitte der Einrichtung.
Somit erzielt die Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß der vorliegenden Erfindung eine sehr gute Wirkung, weil diese die Einrichtung vereinfacht und kompakter gestaltet, sowie eine höhere Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Messung der Aufzugsschachtdimensionen erreicht.
Zweites Ausführungsbeispiel
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Referenzobjekt-Extraktor 106 vorgesehen, der hier anhand eines Funktionsblockdiagramms und Ablaufdiagramms beschrieben wird.
9 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ferner ist 10 ein Ablaufdiagramm, das eine Serie von Vorgängen bei einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den Vorgang im Schritt S106, der vom Referenzobjekt-Extraktor 106 durchgeführt wird.
Im Schritt S106 extrahiert der Referenzobjekt-Extraktor 106 aus den zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung ein Objekt einer bekannten Form, das in dem Aufzugsschacht vorhanden ist. Daraufhin verwendet der Dimensionsberechner 105 im Schritt S105 die Position des vom Referenzobjekt-Extraktor 106 extrahierten Objekts als Referenz für die Berechnung der Dimensionen.
Beispiele für Referenzobjekte sind Komponenten, die eine gute Installationsgenauigkeit erfordern, wie etwa die Führungsschienen oder der dreiseitige Rahmen der Aufzugskabine. Die Formen dieser Komponenten werden durch die Spezifikationen bestimmt, und da es bereits Konstruktionsdaten für diese Komponenten gibt, können die Formdaten vorab erfasst werden. Da ferner die Installationsgenauigkeit garantiert ist, sind diese Objekte als Referenz für die Berechnung der Dimensionen verwendbar.
Somit kann der Referenzobjekt-Extraktor 106 Komponenten aus den zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung extrahieren, indem die Komponente Formdaten mit den zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung angepasst werden. Darüber hinaus kann der Dimensionsberechner 105 eine Komponente, die durch den Referenzobjekt-Extraktor 106 extrahiert wird, als eine Referenz zum Berechnen von Dimensionen verwenden.
Die Komponentenformdaten können dreidimensionale Forminformationen aufweisen, wie zum Beispiel 3-D CAD-Daten. Ferner können die Komponenten Formdaten bei Komponenten, die eine konstante Querschnittsform aufweisen, wie beispielsweise Führungsschienen, zweidimensionale Querschnittsdaten sein.
Wenn das Objekt, das als eine Referenz zum Berechnen von Dimensionen verwendet wird, für jedes Gebäude unterschiedlich ist, dann ist es, um mit den Aufzugsschachtdimensionen der verschiedenen Gebäude zu vergleichen und Konzeptionsdaten zu teilen, erforderlich, die Dimensionen auf der Basis der gleichen Referenz neu zu berechnen. Daher wird die Arbeit zum Vergleichen von Dimensionen und zum Teilen von Entwurfsdaten durch Standardisieren des Objekts, das als Referenz verwendet wird, erleichtert.
Wie oben beschrieben, wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Konfiguration zum Berechnen der Dimensionen in Bezug auf eine Komponente mit einer garantierten Installationsgenauigkeit bereitgestellt. Als Ergebnis ist es möglich, die Zuverlässigkeit der berechneten Dimensionen zu verbessern.
Darüber hinaus wird durch das Festlegen einer Komponente, die als Referenz zum Berechnen der Dimensionen dient, und den Aufzugschächten gemeinsam ist, die Aufgabe des Vergleichs mit den Aufzugsschachtdimensionen von unterschiedlichen Gebäuden erleichtert. Somit ist es möglich, bei Entwurfsarbeiten zum Modifizieren eines Aufzugs ein effizientes Arbeiten zu erreichen, zum Beispiel, indem teilweise vergangene Konzeptionsdaten gemeinsam genutzt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
In einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Fall mit Bezug auf ein Funktionsblockdiagramm und ein Ablaufdiagramm beschrieben, bei dem eine Führungsschiene als zu extrahierendes Objekt in einem konkreten Beispiel des Referenzobjekt-Extraktors 106 verwendet wird, der im zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
11 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im dritten Ausführungsbeispiel sind anstelle des Referenzobjekt-Extraktors 106 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Schieneninformationsempfänger 107, ein Schienendetektor 108 und ein Schienenreferenzkorrektur 109 vorgesehen, und die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf diesen Konfigurationsunterschied und die Vorgänge vom Schritt S107 bis zum Schritt S109.
Im Schritt S107 erfasst der Schieneninformationsempfänger 107 Dimensionsinformationen für die Führungsschiene vom Aufzugsschacht, der das Messobjekt ist. Die Dimensionsinformationen der Führungsschiene können unter Bezugnahme auf eine Datenbank erhalten werden, in der die Führungsschienenmaße zuvor registriert worden sind, oder die Schienenform kann manuell eingegeben werden.
Die Dimensionen der Querschnittsform der Führungsschiene werden durch die Spezifikationen bestimmt, und daher können die Dimensionsinformationen der Führungsschiene leicht und einfach unter Bezugnahme auf die Seriennummer erhalten werden. Der Schieneninformationsempfänger 107 kann den Abstand zwischen zwei Führungsschienen entweder aus den Konstruktionsdaten des Objektaufzugs oder aus den Ergebnissen einer aktuellen Messung vor Ort erfassen.
Als nächstes detektiert im Schritt S108 der Schienendetektor 108 die Führungsschienen des Aufzugs, auf der Basis der zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung, die im Schritt S104 generiert worden sind. Das Detektionsverfahren kann unter Verwendung einer Bilderfassung durch die Kamera zum Erfassen eines Objekts mit der gleichen Form wie eine Führungsschiene, durch Musteranpassung oder Anpassen von 3-D CAD-Daten der Führungsschiene an die als eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten erhaltenen Messdaten erfolgen.
Ferner ist als weiteres Detektionsverfahren auch möglich, die Tatsache zu nutzen, dass die Führungsschiene eine einheitliche Querschnittsform aufweist, und die Führungsschiene durch Musteranpassung zwischen der Querschnittsform der Führungsschiene und zweidimensionalen Daten, die durch Projizieren der Gruppe von dreidimensionalen Punkten auf eine Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Führungsschiene erhalten werden, zu detektieren.
Wenn die Messung durch Anordnen der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen in der Mitte des Aufzugsschachtes und Bewegen der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen durchgeführt wird, dann kann die Rückseite des Objekts in Bezug auf die Einrichtung nicht vermessen werden. Somit ist die Form, die als eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten erhalten wird, ein Bereich der Querschnittsform der Schiene, und es besteht ein Risiko einer Verringerung der Detektionsgenauigkeit der Schienenposition.
Daher ist der Schienendetektor 108 in der Lage, die Detektionsgenauigkeit der Schienenpositionen zu verbessern, indem vorausgesetzte Bedingungen, wie etwa die Tatsache genutzt werden, dass ein Paar der Führungsschienen vorhanden ist, dass die Führungsschienen jeweils senkrecht zur Bodenoberfläche parallel installiert sind, und dass der Abstand zwischen den Führungsschienen immer gleich ist.
Als nächstes korrigiert der Schienenreferenzkorrektor 109 im Schritt S109 die Abgleichergebnisse der zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung im Schritt S104 unter Berücksichtigung der Form der Führungsschienen der Aufzugkabine. Die Führungsschiene ist eine Komponente, die eine hochgenaue Einbauposition und Einbaulage zwischen den den Aufzug bildenden Komponenten aufweist. Daher ist es möglich, die Messgenauigkeit zu verbessern, indem die zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung in einer Weise korrigiert werden, so dass die Führungsschienen an den Designpositionen und Einstellungen gemessen werden.
Insbesondere ist es möglich, die Tatsache zu nutzen, dass die Führungsschienen senkrecht zur Bodenfläche installiert sind, und dass der Abstand zwischen den beiden Führungsschienen bei senkrechter Betrachtung in Bezug auf die Bodenfläche unabhängig von der Höhe, an der gemessen wird, gleich ist, mit anderen Worten, dass die beiden Führungsschienen parallel zueinander sind.
Ferner führen die 3-D Abstandsbildsensoren 1 unter anwendung trigonometrischer Relationen Messungen unter Verwendung eines Projektors und eines Lichtempfängers durch. Aufgrund von Abweichungen der Lagerelation des Projektors und des Lichtempfängers bei der Herstellung kann es jedoch je nach dem einzelnen Sensor zu Messfehlern kommen. Der Messfehler enthältt hierbei auch einen Fehler bei der Messskala, der durch eine Abweichung der Grundlinienlänge zwischen dem Projektor und dem Lichtempfänger verursacht wird, und eine Verzerrung, die durch eine Abweichung bei der Richtung der optischen Achse verursacht wird.
Der Messfehler kann in diesem Fall zuvor durch Kalibrierung korrigiert werden. Es ist jedoch schwierig, den Messfehler vollständig auf Null zu reduzieren. Daher ist das dritte Ausführungsbeispiel mit einer Konfiguration zum Korrigieren der Skalierung der Messdaten eines einzelnen Sensors durch Vergrößerung und Reduktionsumsetzung ausgebildet, unter Verwendung der Tatsache, dass die Schiene eine einheitliche Querschnittsform aufweist.
Ferner kann der Schienenreferenzkorrektor 109 auch Messdaten in einem einzelnen Sensor korrigieren, indem dieser ausnutzt, dass die Schiene nicht gebogen ist. Darüber hinaus kann der Schienenreferenzkorrektor 109 die Verzerrung und Skalierung der Messdaten während der Abgleichung korrigieren, indem die Tatsache genutzt wird, dass das Schienenpaar parallel ist.
Außerdem korrigiert der Schienenreferenzkorrektor 109 das Koordinatensystem der Messdaten unter Bezugnahme auf die Richtung der Führungsschiene. Um ein konkretes Beispiel zu geben, es wandelt der Schienenreferenzkorrektor 109 die Koordinaten derart um, dass die gesamten Messdaten so gedreht werden, dass die Z-Achsenrichtung des Koordinatensystems der Messdaten mit der Richtung der Führungsschiene übereinstimmt.
Bei der Konstruktion eines Aufzugs ist es erforderlich, Dimensionen innerhalb eines bestimmten Höhenbereichs zu erfassen, beispielsweise für den ersten Stock. Um daher einen genauen Aufzugsschachtquerschnitt zu erhalten, ist es wichtig zu wissen, welche Richtung in den Messdaten der vertikalen Richtung entspricht.
Die Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann den Bewegungsweg der Einrichtung gleichzeitig erfassen, indem diese die Messdaten abgleicht. Wenn die Messung durchgeführt wird, indem die Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen an der Aufzugkabine installiert wird, könnte der Bewegungsweg möglicherweise als die vertikale Richtung verwendet werden.
Die Messdaten von den 3-D Abstandsbildsensoren weisen jedoch auch Messfehler auf. Daher ist der so erhaltene Bewegungsweg nicht notwendigerweise eine gerade Linie. Wenn somit der erfasste Bewegungsweg der Einrichtung direkt als die vertikale Richtung verwendet wird, besteht die Möglichkeit, dass ein genauer Aufzugsschachtquerschnitt nicht erhalten wird.
Andererseits ist es bei dem dritten Ausführungsbeispiel durch das Verwenden eines Schieneninformationsempfängers 107, eines Schienendetektors 108 und eines Schienenreferenzkorrektors 109 möglich, das Koordinatensystem der Messdaten in Bezug auf die Richtung der Führungsschiene zu korrigieren. Somit ist es möglich, die Genauigkeit der Messung der Aufzugsschachtdimensionen zu verbessern.
Wenn die Führungsschiene des Aufzugs als Bezugsobjekt in dem Referenzobjekt-Extraktor 106 verwendet wird, dann ist es möglich, die Verwendung der Führungsschieneninformation, die von dem Schienendetektor 108 erfasst wird, zu teilen.
Wie oben beschrieben, wird gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine Konfiguration bereitgestellt, die es ermöglicht, die Skalierung und Verzerrung der Messdaten zu korrigieren, indem die Führungsschienenform und der Abstand zwischen den Schienen verwendet werden. Somit ist es möglich, die Genauigkeit der Messung der Aufzugsschachtdimensionen zu verbessert.
Darüber hinaus ist es unter Verwendung der vertikalen Richtung in Bezug auf die Messdaten als die Installationsrichtung der Führungsschiene möglich, einen genauen Querschnitt des Aufzugsschachtes zu erhalten.
Viertes Ausführungsbeispiel
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind ferner ein Höheninformationsempfänger 110 und ein Höhenrichtungskorrektor 111 in der Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel angeordnet, wobei diese Konfiguration hier unter Bezugnahme auf ein Funktionsblockdiagramm und ein Ablaufdiagramm beschrieben wird.
13 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ferner ist 14 ein Ablaufdiagramm, das eine Serie von Vorgängen bei einer Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel werden die Vorgänge im Schritt S110 und im Schritt S111, die durch den Höheninformationsempfänger 110 und den Höhenrichtungskorrektor 111 durchgeführt werden, hinzugefügt, wobei sich die nachfolgende Beschreibung auf diese zusätzlichen Vorgänge bezieht.
Im Schritt S104 führt der Messdatenabgleich-Prozessor 104 eine Abgleichung der ersten Messdaten durch Verknüpfen von Merkmalen zwischen den ersten Messdaten an verschiedenen Positionen durch. Wenn jedoch der Innenraum des Aufzugsschachtes die zur Abgleichung erforderlichen Merkmale nicht aufweist, kann die Genauigkeit der Abgleichung abnehmen.
Ein Beispiel für einen solchen Fall ist einer, in dem die Querschnittsform des Aufzugsschachtes gleich ist und sich in der vertikalen Richtung wenig verändert, und in dem die Wandflächen eine geringe Textur aufweisen. In solchen Fällen ist es möglich, die Messdaten durch die unebene Form der durch die Ecken des Aufzugsschachtes erzeugten Wandflächen usw. in horizontaler Richtung abzugleichen, wobei jedoch die Genauigkeit der Abgleichung in Höhenrichtung abnimmt.
Dieses Problem kann gelöst werden, indem die Höheninformation der Einrichtung verwendet wird. Jede Position kann als eine Referenz für die erlangte Höheninformation verwendet werden, vorausgesetzt, dass das Ausmaß der relativen Bewegung des 3-D Abstandsbildsensors 1 in der Höhenrichtung, wie beispielsweise die Höhe des optischen Zentrums von einem der 3-D Abstandsbildsensoren 1 in Bezug auf den Boden des Aufzugsschachtes bekannt ist.
Daher wird in der nachfolgenden Beschreibung davon ausgegangen, dass die Abgleichung in horizontaler Richtung durch den Messdatenabgleich-Prozessor 104 und den Schienenreferenzkorrektor 109 durchgeführt wird, jedoch ein Fehler in der Abgleichung in Höhenrichtung aufgetreten ist.
In solchen Fällen erfasst der Höheninformationsempfänger 110 im Schritt S110 Höheninformationen der Einrichtung. Der verbleibende Freiheitsgrad ist nur ein Freiheitsgrad entlang der Höhenrichtung des Aufzugsschachtes. Daher kann der Höhenrichtungskorrektor 111 im Schritt S111 nach der Abgleichung in der horizontalen Richtung die Abgleichung in der Höhenrichtung in Bezug auf die im Schritt S110 erfasste Höheninformation korrigieren. Dementsprechend ist es auch in Fällen, in denen wenige Merkmale zur Verwendung bei der Abgleichung innerhalb des Aufzugsschachtes vorhanden sind, beispielsweise wenn die Wandflächen des Aufzugsschachtes keine Textur aufweisen, immer noch möglich, die Dimensionen des Innenraums des Aufzugsschachtes genau zu vermessen.
Hierbei ist vorgesehen, dass der Höheninformationsempfänger 110 ein Kabineninstallationsverfahren verwendet, bei dem die Position der Aufzugkabine als Einrichtungshöheninformation verwendet wird, wenn die Einrichtung in der Aufzugkabine installiert wirds.
Andere Verfahren, die in Betracht gezogen werden können, sind ein Sensor-Additionsverfahren, bei dem Höheninformationen durch Hinzufügen eines Sensors, beispielsweise eines Laser-Abstandsmessers, zu der Einrichtung als weiterer Höheninformationsempfänger 110, und ein Aufhängungsverfahren, bei dem die Aufhängungshöhe als Höheninformation der Einrichtung verwendet wird, wenn die Dimensionen des Innenraums des Aufzugsschachts durch Aufhängen der Einrichtung an einem speziellen Kran oder dergleichen gemessen werden.
Hier variiert bei dem ersten Kabineninstallationsverfahren der Zustand der Kabine, an der die Einrichtung installiert ist, zwischen den einzelnen Aufzügen. Daher kann es schwierig sein, die Einrichtung an der Kabine zu installieren. Außerdem ist es bei dem zweiten Sensor-Additionsverfahren notwendig, einen Sensor separat hinzuzufügen. Wenn ferner die Einrichtung an der Kabine installiert ist, git es zusätzlich zu den Problemen, die mit der Installation an der Kabine verbunden sind, auch dahingehend ein Problem, dass die Zuverlässigkeit der Höheninformation, die durch den Laser-Abstandsmesser erfasst wird, aufgrund der Schwingung der Kabine abnimmt.
Andererseits besteht bei dem dritten Aufhängungsverfahren ein Vorteil darin, dass die Messung nicht durch den Zustand der Aufzugkabine beeinflusst wird. Das Aufhängungsverfahren kann jedoch nur bei einem Messverfahren angewendet werden, bei dem eine Abgleichung der Messdaten durch Verknüpfung von Merkmalen zwischen den Messdaten durchgeführt werden kann. Bei dem Aufhängungsverfahren ist vorgesehen, dass die Einrichtung schwingen kann, wenn sie aufgehängt ist, und daher die Genauigkeit der Abgleichung der Messdaten in einem Messverfahren, das auf der Abtastung eines Lasers basiert, deutlich abnimmt.
Wenn ein Mechanismus zu der Aufhängungseinrichtung hinzugefügt wird, um Schwingungen der Einrichtung zu vermeiden, und wenn die Einrichtung an einem hochsteifen Element, wie einem Metallstab, statt einem Draht oder einem anderen kabelförmigen Element aufgehängt ist, dann sind die mit der Schwingung verbundenen Probleme gelöst. Es treten jedoch auch Probleme in Bezug auf die erhöhte Komplexität und Größe der Aufhängungseinrichtung auf.
Wie oben beschrieben, wird gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel eine Konfiguration angegeben, die es ermöglicht, dass die Höheninformation der Einrichtung zur Abgleichung in der Höhenrichtung verwendet wird. Somit ist es selbst in einem Fall, in dem es wenige Merkmale gibt, die zur Abgleichung in dem Aufzugsschacht verwendet werden können, immer noch möglich, die Messdaten in der Höhenrichtung abzugleichen, und daher können die Messgenauigkeit verbessert werden und der Anwendungsbereich der Einrichtung erweitert werden.

Claims

Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen, die Folgendes aufweist: – eine Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren, die auf einem Umfang des selben Kreises angeordnet sind, in Richtung des Kreismittelpunktes ausgerichtet sind und unter einem Höhenwinkel in Bezug auf eine horizontale Ebene derart geneigt sind, dass diese in der Lage sind, in einem Aufzugsschacht gleichzeitig einen Bereich von 360° in horizontaler Richtung zu messen, und die ein Abstandsmessungsmuster durch einen Messbereich in der horizontalen Richtung und einer vertikalen Richtung auf Innenwände des Aufzugsschachts abstrahlen, die Abbildungsobjekte bilden, und die Messdaten ausgeben, die durch Aufnehmen eines Bildes von dem Abstandsmessungsmuster, das auf die Innenwände abgestrahlt wird, als eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten konfiguriert sind; – einen Datenempfänger, der die Messdatenausgabe jeweils von der Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren erfasst; – einen Messdaten-Integrator, der die Messdatenausgabe von der Vielzahl der 3-D Abstandsbildsensoren integriert, die durch den Datenempfänger an einer Vielzahl von Höhenpositionen im Aufzugsschacht erfasst worden sind, und erste integrierte Messdaten generiert, die einen Bereich von 360° in horizontaler Richtung abdecken; – einen Messdatenabgleich-Prozessor, der die ersten integrierten Messdaten abgleicht, die an der Vielzahl von Höhenpositionen im Aufzugsschacht integriert worden sind, und zweite integrierte Messdaten nach der Abgleichung generiert; und – einen Dimensionsberechner, der die Dimensionen des Aufzugsschachtes über die gesamte Länge des Aufzugsschachtes berechnet, indem dieser die Abstände von der Vielzahl der 3-D Abstandbildsensoren zu den Innenwänden auf der Basis der zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung berechnet.
Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß Anspruch 1, die ferner Folgendes aufweist: – einen Merkmalsextraktor, der Merkmalsdaten extrahiert, die beim Abgleichen der ersten integrierten Messdaten durch den Messdatenabgleich-Prozessor, aus den ersten integrierten Messdaten, verwendet werden, die für die Vielzahl der Höhenpositionen im Aufzugsschacht durch den Messdaten-Integrator generiert worden sind, wobei der Messdatenabgleich-Prozessor die ersten integrierten Messdaten unter Verwendung der Merkmalsdaten, die durch den Merkmalsextraktor extrahiert worden sind, abgleicht, um die zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung zu erzeugen.
Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner Folgendes aufweist: – einen Referenzobjekt-Extraktor, der eine Komponente einer bekannten Form extrahiert, die im Aufzugsschacht als ein Objekt vorhanden ist, das eine Referenz für die Berechnung der Dimensionen aus den zweiten integrierten Messdaten, die durch den Messdatenabgleich-Prozessor generiert worden sind, nach der Abgleichung bildet, wobei der Dimensionsberechner die Dimensionen des Aufzuges über die gesamte Länge des Aufzugsschachtes berechnet, indem dieser als Referenz zum Berechnen der Dimensionen die Position der Komponente einer bekannten Form verwendet, die durch den Referenzobjekt-Extraktor extrahiert worden ist.
Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß Anspruch 3, wobei der Referenzobjekt-Extraktor Folgendes aufweist: – einen Schieneninformationsempfänger, der eine Führungsschiene von einer Aufzugkabine als ein dimensionsmäßiges Messobjekt vorgibt, und Dimensionen einer Querschnittsform der Führungsschiene und eines Abstandes zwischen den Schienen erfasst; – einen Schienendetektor, der als Position der Führungsschiene eine Position detektiert, die den Dimensionen der Querschnittsform und dem Abstand zwischen den Schienen entspricht, die vom Schieneninformationsempfänger erfasst werden, aus den zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung, die von dem Messdatenabgleich-Prozessor generiert werden; – einen Schienenreferenzkorrektor, der die vom Schienendetektor detektierte Position der Führungsschiene verwendet, um die Position der zweiten integrierten Messdaten, die von dem Messdatenabgleich-Prozessor generiert worden sind, nach der Abgleichung zu korrigieren.
Messeinrichtung für Aufzugsschachtdimensionen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner Folgendes aufweist: – einen Höheninformationsempfänger, der Informationen über die Vielzahl von Höhenpositionen im Aufzugsschacht, als Höheninformationen erfasst; – einen Höhenrichtungskorrektor, der die vom Höheninformationsempfänger erfasste Höheninformation verwendet, um die Position der zweiten integrierten Messdaten, die durch den Messdatenabgleich-Prozessor generiert worden sind, nach der Abgleichung zu korrigieren.
Messverfahren für Aufzugsschachtdimensionen zum Berechnen von Dimensionen eines Aufzugsschachtes über die gesamte Länge des Aufzugsschachtes, durch Datenverarbeitung unter Verwendung eines Computers, von Detektionsergebnissen aus einer Vielzahl von 3-D Abstandsbildsensoren, die auf einem Umfang desselben Kreises angeordnet sind, in Richtung des Kreismittelpunktes ausgerichtet sind und unter einem Höhenwinkel in Bezug auf eine horizontale Ebene derart geneigt sind, dass diese in der Lage sind, im Aufzugsschacht gleichzeitig einen Bereich von 360° in der horizontaler Richtung zu messen, und die ein Abstandsmessungsmuster durch einen Messbereich in der horizontaler Richtung und einer vertikalen Richtung auf Innenwände des Aufzugsschachtes abstrahlen, die Abbildungsobjekte sind, und die Messdaten ausgeben, die durch Aufnahme eines Bildes des Abstandsmessungsmusters, das auf die Innenwände abgestrahlt wird, als eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten konfiguriert sind, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: – einen Datenerfassungsschritt zum Erfassen der Messdatenausgabe jeweils von der Vielzahl der 3-D Abstandsbildsensoren; – einen Messdaten-Integrationsschritt zum Integrieren der Messdatenausgabe von der Vielzahl der 3-D Abstandsbildsensoren, die im Datenerfassungsschritt erfasst worden sind, und zum Generieren von ersten integrierten Messdaten, die einen Bereich von 360° in der horizontalen Richtung abdecken; – einen Wiederholungsschritt zum Generieren der ersten integrierten Messdaten an jeder von einer Vielzahl von Höhenpositionen im Aufzugsschacht durch Wiederholen des Datenerfassungsschrittes und des Messdaten-Integrationsschrittes an jeder Höhenposition; – einen Messdatenabgleich-Verarbeitungsschritt zum Abgleichen der ersten integrierten Messdaten, die im Wiederholungsschritt generiert worden sind, um zweite integrierte Messdaten nach der Abgleichung zu erzeugen; und – einen Dimensionsberechnungsschritt zum Berechnen der Dimensionen des Aufzugsschachtes über die gesamte Länge des Aufzugsschachtes, in dem die Abstände von der Vielzahl der 3-D Abstandbildsensoren zu den Innenwänden auf der Basis der zweiten integrierten Messdaten nach der Abgleichung berechnet werden.