EP3227215A1 - Verfahren und system zur bestimmung der position einer aufzugskabine - Google Patents

Verfahren und system zur bestimmung der position einer aufzugskabine

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EP3227215A1
EP3227215A1 EP15804120.2A EP15804120A EP3227215A1 EP 3227215 A1 EP3227215 A1 EP 3227215A1 EP 15804120 A EP15804120 A EP 15804120A EP 3227215 A1 EP3227215 A1 EP 3227215A1
Authority
EP
European Patent Office
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image
current position
arithmetic unit
elevator car
elevator
Prior art date
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Granted
Application number
EP15804120.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3227215B1 (de
Inventor
Astrid Sonnenmoser
Christian Studer
Klaus Zahn
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Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
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Publication date
Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
Publication of EP3227215A1 publication Critical patent/EP3227215A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3227215B1 publication Critical patent/EP3227215B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
    • B66B1/3492—Position or motion detectors or driving means for the detector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
    • B66B1/3415—Control system configuration and the data transmission or communication within the control system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
    • B66B1/36—Means for stopping the cars, cages, or skips at predetermined levels
    • B66B1/40—Means for stopping the cars, cages, or skips at predetermined levels and for correct levelling at landings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B3/00—Applications of devices for indicating or signalling operating conditions of elevators
    • B66B3/02—Position or depth indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/0006—Monitoring devices or performance analysers
    • B66B5/0018—Devices monitoring the operating condition of the elevator system
    • B66B5/0031—Devices monitoring the operating condition of the elevator system for safety reasons

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for determining the position of an elevator car arranged in a lift cage arranged elevator car of an elevator system according to the preamble of the independent claims.
  • Manhole components are set as markers, which are recorded by the camera and processed by a computer connected thereto.
  • the disadvantage here is that a learning journey is necessary in order to be able to assign the manhole components to an absolute position of the elevator car.
  • an absolute position determination with such a system is associated with a high computational effort.
  • Elevator shaft arranged movable elevator car of an elevator system, wherein the elevator car is equipped with an acceleration sensor, comprises the following steps.
  • the acceleration data is acquired from the
  • Acceleration sensor by a computing unit. This is followed by a calculation by the arithmetic unit of the current position and / or speed of the
  • Elevator car starting from an initial position and the detected
  • the position or speed of the elevator car is thus determined in accordance with an inertial navigation system.
  • delays and errors may occur which affect the reliability of position determination.
  • vibrations of the elevator car from the acceleration sensor can not be clearly assigned to a movement or a fault, so that in the end result the calculated position will deviate from the actual position. This is referred to as a "drifting" of the calculated position data with respect to the real position of the elevator car.
  • the acceleration sensor is preferably designed as a 3-axis sensor. Other sensor configurations are conceivable. However, it is important that the in
  • the elevator system is equipped with an image acquisition unit.
  • the image acquisition unit is attached to the elevator car and arranged to be movable together with the elevator car.
  • the computing unit compares the erfmdungsge insomniass
  • the arithmetic unit takes a
  • Mapping images are images that, in their entirety, represent an image of the elevator shaft.
  • the mapping images are preferably taken during a learning run during the commissioning of the elevator and clearly assigned to a position of the elevator car in the elevator shaft, so that the later
  • mapping images stored with the assigned position values in a database.
  • the determination of the current position thus takes place initially by means of the calculated current position by the acceleration data obtained by the acceleration sensor until an image-based current position is again determined and the current position is recalibrated.
  • a so-called “drifting" of the calculated current position is counteracted by the image-based current position
  • Preferred are in a predetermined or predetermined first time interval
  • Image taken of the elevator shaft of the image capture unit Two consecutively recorded images are compared by the arithmetic unit to determine a spatial displacement of both images, wherein for determining the position and / or speed of the elevator car the
  • Acceleration data can only be used if a spatial
  • Shift has been determined by the arithmetic unit based on the recorded images.
  • the images compared by the arithmetic unit need not necessarily be recorded immediately one after the other.
  • the images are preferably recorded only when the acceleration sensor measures acceleration data of the elevator cars. This ensures that the arithmetic unit does not constantly have to compare images from the image acquisition unit but a comparison only in case of detection of acceleration (and therefore possible movement) by the acceleration sensor.
  • Acceleration data with a frequency of 100 Hz are preferably recorded.
  • Images are preferably recorded at a frequency of 60 Hz.
  • the images are recorded only if the
  • Acceleration data are above a predetermined or predefinable threshold.
  • Acceleration sensor e.g. during the loading and unloading of the elevator car, do not trigger the image acquisition unit. It is thus possible to use a relatively inexpensive and simple arithmetic unit, as they do not process continuously image recordings and may need to save.
  • Acceleration data which are above a predefined or predefinable second threshold value are preferably rejected by the arithmetic unit.
  • acceleration data which are above the second threshold, and which experience has caused by disturbances are not taken into account. For example, accelerations greater than 1 g, which occur during emergency braking of the elevator car, be excluded, since in this case it is ensured by an emergency brake that the elevator car to
  • the current position is recalibrated if a deviation between the image-based current position and the calculated current position is above a predefined or predefinable threshold value.
  • the image-based current position which has been directly and uniquely determined, is set instead of the calculated current position (which has been determined indirectly via the acceleration data).
  • the recalibration of the current position with the image-based current position may occur at a second interval.
  • each time the captured images are compared with the mapping images, where an image-based current position is determined the current position is recalibrated. This recalibration thus takes place continuously at second intervals.
  • the image-based current position is therefore preferably determined with images recorded in a predefined or predefinable second time interval, the second time interval being greater than or equal to the first time interval. Also in this case, a relief of the arithmetic unit is achieved. Not all of the
  • Image capture unit recorded images used for the determination of the image-based current position and thus reduces the computational complexity of the computing unit.
  • the second time interval is particularly preferably in the range between 500 and 100 ms, which corresponds to a frequency of 2 to 10 Hz.
  • mapping images are preferably stored in a database during the learning run of the elevator car.
  • This database is connected to the arithmetic unit.
  • a memory address of a mapping image in the database is defined as a function of the position along the hoistway.
  • the arithmetic unit uses the calculated current position to narrow a search of a mapping image in the database.
  • mapping image associated with the captured image can be found more quickly in the database.
  • the advantage of this is even twofold, because a mapping image can not only be found faster, but the computing capacity of the arithmetic unit can also be further reduced.
  • the invention furthermore relates to a system for determining the position of an elevator car of an elevator system which can be moved in an elevator shaft.
  • a system may preferably be operated by a method mentioned above. It is therefore apparent that the advantages mentioned above with regard to the method according to the invention also apply correspondingly to the system according to the invention.
  • the elevator car is equipped with an acceleration sensor.
  • the system further comprises a computing unit, which is designed to detect acceleration data from the acceleration sensor and to calculate a current position and / or speed of the elevator car based on an initial position and the acquired acceleration data.
  • the system further comprises an image acquisition unit, which is designed to record image recordings of the elevator shaft and to transmit them to the arithmetic unit.
  • the arithmetic unit is configured to compare captured images with mapping images of the elevator shaft to determine an image-based current position and to recalibrate the current position using the image-based current position.
  • the image acquisition unit is further configured to record image recordings of the elevator shaft at a predefined or predefinable first time interval and to transmit them to the arithmetic unit.
  • the arithmetic unit is designed to compare two consecutively recorded images with one another in order to determine a spatial displacement of both images and to use the acceleration data for determining the position and the speed of the elevator car only if a spatial displacement is determined by the arithmetic unit becomes.
  • the arithmetic unit is adapted to the image acquisition unit for
  • Elevator car to be detected.
  • the arithmetic unit is designed to detect acceleration data only if they are above a predetermined or specifiable threshold value. More preferably, the arithmetic unit is designed to discard acceleration data which are above a predetermined or predefinable second threshold value.
  • the arithmetic unit is designed to, if a deviation between the current image-based position and the current position is above a predetermined or predeterminable threshold, the current calculated position with to recalibrate the current image-based position.
  • Arithmetic unit adapted to recalibrate the current position in a second time interval with the image-based current position.
  • the arithmetic unit is adapted to the image-based current position with in a predetermined or predetermined, second time interval
  • a database which is designed to store mapping images that were generated during a learning trip of the elevator car.
  • a memory address of a mapping image in the database is defined as a function of the position along the elevator shaft.
  • the arithmetic unit is designed to limit a search of a mapping image in the database using the calculated current position.
  • the invention further relates to an elevator installation which is equipped with an abovementioned system for determining the position of the elevator car.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of an exemplary embodiment of an elevator installation with a system according to the invention for determining the position
  • FIG. 2 is a detailed view of an exemplary embodiment of the cantilever of FIG. 1;
  • Fig. 3 is an exemplary image comparison of two consecutive
  • Fig. 5 is a graphical representation of the calculated and image-based position
  • FIG. 6 shows an exemplary QR code which serves to indicate a floor position.
  • an elevator system 3 is shown, which with a
  • inventive system 7 is equipped to determine the position.
  • Elevator system 3 comprises an elevator car 2, which is arranged to be movable in an elevator shaft 1 along an axis z. Not shown are any carrying and traction means, which are used for carrying and moving the elevator car 2 application.
  • the elevator car 2 is further provided with an acceleration sensor 4, which is connected to a computing unit 5.
  • Acceleration sensor 4 and the arithmetic unit 5 is shown schematically with a dashed line. This can be a direct connection via cable, for example with a bus system, or even a wireless connection.
  • the arithmetic unit 5 is arranged on the elevator car 2. However, the arithmetic unit 5 does not necessarily have to be arranged in the elevator shaft 1.
  • the acceleration sensor 4 measures those occurring in the elevator car 2
  • the elevator car is further equipped with a camera 6, here by way of example a CCD camera, which is attached to the elevator car 2 by means of a boom 9.
  • the boom 9 allows adjustment of the orientation of the camera 6 and also allows retrofitting in existing elevator systems.
  • the camera 6 is also connected to the arithmetic unit 5, as shown schematically by the dashed line.
  • a Headlight 8 for example, an LED headlight, arranged on the boom 9.
  • the camera 6 can thus record a sufficiently illuminated area of the elevator shaft 1, which improves the quality of the image recordings and consequently the
  • the camera 6 can be pivoted for adjustment about a pivot axis, as indicated by the double arrow 10.
  • the headlight 8 can be both a
  • Pivot axis 11 pivoted and moved along the boom 9, as indicated by the double arrows 11 and 12 respectively.
  • the camera 6 is operated at a recording rate of 60 Hz.
  • a recording rate of 60 Hz By comparing two consecutively recorded images B 1 and B2, it can be determined whether a shift ⁇ of the images in the z direction has taken place.
  • FIG. 3 shows such a displacement ⁇ between two consecutively recorded images B1 and B2.
  • FIG. 3 shows by way of example a displacement ⁇ on the basis of a fastening element 19.1, 19.2.
  • the fastening element 19.1 appears in the lower area of the first image Bl. In the second picture B2 this appears
  • the displacement ⁇ determined in the images B1 and B2 thus corresponds to a downward travel of the elevator car 2 by ⁇ .
  • This comparison is preferably made on the basis of a gray value comparison of the two images Bl and B2. It can therefore be determined whether the elevator car has been moved in the z direction.
  • These optically determined data are used to supplement the data from the acceleration sensor 4.
  • a position zt of the elevator car 2 can be derived.
  • a movement at a constant speed is not detected by the acceleration sensor 4, since in this case the measured acceleration of the elevator car is zero. Due to the optical motion detection, however, a distinction can be made between standstill and movement of the elevator car 2.
  • Elevator car 2 is optically detected.
  • FIG. 4 shows the data acquired by the acceleration sensor 4. With Dg, a curve of the acceleration of the elevator car 2 measured by the acceleration sensor 4 is shown. When the car is at a standstill, the of the
  • Acceleration sensor 4 measured acceleration 9.81 m / s2. By integrating the acceleration Dg, the velocity vt and the inertia-based position zt can thus be calculated, which are also shown in FIG. 4 in m / s and m, respectively.
  • mapping images from a database Compared to mapping images from a database.
  • the mapping images from the database have been taken during a learning trip, for example, during startup of the elevator system 3, and clearly a position of
  • Elevator car 2 has been assigned in the elevator shaft 1. It is thus possible to determine the position eg of the elevator car 2 on the basis of a direct, image-based measurement and not as usual by means of indirect methods.
  • the arithmetic unit searches the database for a matching mapping image with the aid of a calculated current position.
  • the search on the database can be greatly restricted since the memory addresses of the mapping images are formed as a function of the position along the elevator shaft 1.
  • the accuracy of indirect methods such as, for example, an incremental disk or a magnetic tape coding decreases.
  • the system 7 is not affected by such a decrease in accuracy because the visually determined, image-based position zBt is independent of the above confounding factors.
  • the current image-based position eg, which has been optically determined as described above, is further used to correct the position zt calculated by means of acceleration data from the acceleration sensor 4.
  • the position is recalibrated For example, the optically determined, image-based position is set as the current position
  • Acceleration sensor 4 as described above used to further determine the position zt of the elevator car 2. It may thus be based on the use of other positioning systems such as e.g. an incremental disk or a magnetic coding are dispensed with. In addition, such a recalibration at any time and not as usual only at the top or bottom stop one
  • Elevator car 2 possible.
  • the recalibration of the current position zt at intervals t2 between 100 to 200 ms at each comparison of a recorded image with mapping images, in which an image-based current position is determined can take place.
  • FIG. 5 shows the sequence of such a recalibration, wherein the right-hand diagram represents an enlargement of the framed area of the left-hand diagram. It can be seen that the calculated, inertia-based position deviates zt over time from the optically determined, image-based position z. If the
  • Deviation is above a threshold, the calculated, inertia-based position zt recalibrated zt by the optically determined, image-based position zBt is set as the current position of the inertia-based positioning system, as indicated by the arrow 14. The position is then determined as described above until the deviation between the optically determined, image-based position zBt and the calculated, inertia-based position zt again reaches the threshold and a new recalibration takes place, as indicated by the arrow 14 '.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a section of the elevator installation 3 at a floor 17, wherein the figure 6 shows a situation in which a
  • Elevator car 2 in the shaft 1 in a vertical drive in the direction of z in terms of the floor 17 is approach.
  • the shaft 1 is opposite the floor 17 by a shaft door 16 lockable.
  • Elevator car 2 a car door 15 is provided.
  • the floor 17 is marked with a floor marking 18, here exemplarily designed as a QR code, which in the
  • the camera 6 is mounted on the boom 9, which is fastened, for example, to the cabin floor 2.1 of the elevator car 2.
  • the floor marking 18 is preferably characteristic of each floor 17, so that due to the detectable by the camera 6
  • Floor markings 18 an automatic detection of the floor positions of all
  • the image markers 18 recognized imagewise by the camera 6 can also be stored in a learning run as mapping images KB and are stored accordingly in the database.
  • Images are particularly easy assignable to a mapping image KB, so that a calibration of the calculated current position zt in the field of
  • Floor markings 18 is particularly robust. In a temporary failure of the system 7 thus the floor marker 18 can also serve as a catch point or
  • the QR code 18 is important for flawless detection of floor positions.
  • the QR code 18 has a dimension of at least 3cm x 3cm with an optimum range of dimension between 4cm x 4cm and 6cm x 6cm. In the case of even larger QR codes, recognition is likewise ensured, but only with a correspondingly large field of view of the camera 6.
  • Elevator system 3 which is upgraded by software update or addition of a hardware module.
  • floor markings 18 in the shaft 1 at the floors 17 can be arranged. This is followed by a learning run, in which the mapping images of the elevator shaft 1 are taken and assigned to a position of the elevator car 2.
  • Such a system 7 allows a very accurate position determination with errors less than 0.5 mm at elevator speeds up to 5 m / s.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Indicating And Signalling Devices For Elevators (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Elevator Control (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Bestimmung der Position (zt) einer in einem Aufzugsschacht (1) verfahrbar angeordneten Aufzugskabine (2) eines Aufzugssystems (3), wobei die Aufzugskabine (2) mit einem Beschleunigungssensor (4) ausgestattet ist, umfassend die Erfassung der Beschleunigungsdaten (Dg) durch eine Recheneinheit (5), die Berechnung durch die Recheneinheit (5) der aktuellen Position (zt) und/oder Geschwindigkeit (vt) der Aufzugskabine (2), wobei das Aufzugssystem (3) mit einer Bilderfassungseinheit (6) ausgestattet ist, welche Bildaufnahmen (Bn) des Aufzugsschachts (1) aufnimmt. Ferner vergleicht die Recheneinheit (5) aufgenommene Bilder (Bn) mit Kartierungsbildern (KB) des Aufzugsschachtes (1), um eine bildbasierte aktuelle Position (zBt) zu ermitteln. Schliesslich nimmt die Recheneinheit (5) eine Neukalibrierung der aktuellen Position (zt) unter Verwendung der aktuellen bildbasierten Position (zBt) vor.

Description

Verfahren und System zur Bestimmung der Position einer Aufzugskabine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Bestimmung der Position einer in einem Aufzugsschacht verfahrbar angeordneten Aufzugskabine eines Aufzugssystems gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der EP 1 232 008 Bl, Aufzugssysteme mit einer Kamera zu versehen, welche an der Aufzugskabine befestigt ist und dazu verwendet wird, Bilder des Aufzugsschachtes aufzunehmen und daraus Informationen über eine Position der Aufzugskabine herzuleiten. Dabei werden
Schachtbauteile als Markierungen gesetzt, welche von der Kamera aufgenommen werden und von einem damit verbundenen Rechner verarbeitet werden.
Nachteilig dabei ist, dass eine Lernfahrt notwendig ist, um die Schachtbauteile einer absoluten Position der Aufzugskabine zuordnen zu können. Zudem ist eine absolute Positionsbestimmung mit einem solchen System mit einem hohen Rechenaufwand verbunden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System der eingangs genannten Art anzugeben, welche die Nachteile des Bekannten vermeiden und insbesondere eine zuverlässige Bestimmung der Position der Aufzugskabine ermöglichen. Zudem sollte das erfindungsgemässe System kostengünstig herstellbar und betreibbar sein.
Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemässen Verfahren und System mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Bestimmung der Position einer in einem
Aufzugsschacht verfahrbar angeordneten Aufzugskabine eines Aufzugsystems, wobei die Aufzugskabine mit einem Beschleunigungssensor ausgestattet ist, umfasst die folgenden Schritte.
In einem ersten Schritt erfolgt die Erfassung der Beschleunigungsdaten aus dem
Beschleunigungssensor durch eine Recheneinheit. Anschliessend erfolgt eine Berechnung durch die Recheneinheit der aktuellen Position und/oder Geschwindigkeit der
Aufzugskabine ausgehend von einer Anfangsposition und den erfassten
Beschleunigungsdaten. Die Position bzw. Geschwindigkeit der Aufzugskabine wird somit entsprechend einem Trägheitsnavigationssystem ermittelt. Es ist jedoch ersichtlich, dass aufgrund der Eigenschaften eines solchen Systems Verzögerungen und Fehler auftreten können, welche die Zuverlässigkeit der Positionsbestimmung beeinträchtigen. So können zum Beispiel Vibrationen der Aufzugskabine vom Beschleunigungssensor nicht eindeutig einer Bewegung oder einer Störung zugeordnet werden, so dass im Endergebnis die berechnete Position von der tatsächlichen Position abweichen wird. Man spricht dabei von einem„driften" der berechneten Positionsdaten bezüglich der reellen Position der Aufzugskabine.
Der Beschleunigungssensor ist bevorzugt als 3-Achsen-Sensor ausgebildet. Auch andere Sensorausgestaltungen sind dabei denkbar. Wichtig ist jedoch, dass die in
Verfahrrichtung der Aufzugskabine auftretenden Beschleunigungen erfasst werden können.
Erfmdungsgemäss ist das Aufzugssystem mit einer Bilderfassungseinheit ausgestattet. Die Bilderfassungseinheit ist an der Aufzugskabine befestigt und mit der Aufzugskabine zusammen beweglich angeordnet.
Zur Lösung des Problems vergleicht die Recheneinheit erfmdungsgemäss die
aufgenommenen Bilder mit Kartierungsbildern des Aufzugsschachtes, um eine bildbasierte aktuelle Position zu ermitteln. Ferner nimmt die Recheneinheit eine
Neukalibrierung der aktuellen Position unter Verwendung der bildbasierten aktuellen Position vor. Dabei wird durch den Vergleich der aufgenommenen Bilder mit den Kartierungsbildern eine zweite Möglichkeit der Positionsbestimmung und somit eine Redundanz des erfmdungsgemässen Verfahrens geschaffen.
Unter Kartierungsbildern werden Bilder verstanden, die in Ihrer Gesamtheit ein Abbild des Aufzugschachts darstellen. Die Kartierungsbilder werden bevorzugt während einer Lernfahrt bei der Inbetriebnahme des Aufzuges aufgenommen und eindeutig einer Position der Aufzugskabine im Aufzugsschacht zugeordnet, so dass die spätere
Ermittlung der bildbasierten Position möglich wird. Hierbei werden die Kartierungsbilder mit den zugeordneten Positionswerten in einer Datenbank abgespeichert.
Die Bestimmung der aktuellen Position erfolgt also zunächst mittels der berechneten aktuell Position durch die vom Beschleunigungssensor erhobenen Beschleunigungsdaten, bis erneut eine bildbasierte aktuelle Position ermittelt wird und die aktuelle Position neu kalibriert wird. Somit wird einem sogenannten„Driften" der berechneten aktuellen Position von der bildbasierten aktuellen Position entgegengewirkt. Vorteilhaft ist bei einer solchen Ausführungsform, dass zur Neukalibrierung nicht wie bei Verfahren und Systemen aus dem Stand der Technik eine oberste und/oder unterste Etage angefahren werden muss sondern die Kalibrierung über den gesamten Aufzugsschacht jederzeit, beispielsweise während einer Fahrt, stattfinden kann.
Bevorzugt werden in einem vorgegebenen oder vorgebbaren ersten Zeitabstand
Bildaufnahmen des Aufzugsschachts von der Bilderfassungseinheit aufgenommen. Zwei aufeinanderfolgend aufgenommene Bilder werden von der Recheneinheit miteinander verglichen, um eine räumliche Verschiebung beider Bilder zu ermitteln, wobei zur Bestimmung der Position und/oder Geschwindigkeit der Aufzugskabine die
Beschleunigungsdaten nur dann herangezogen werden, wenn eine räumliche
Verschiebung von der Recheneinheit anhand der aufgenommenen Bildern ermittelt worden ist. Die von der Recheneinheit verglichenen Bilder müssen dabei nicht zwingend unmittelbar nacheinander aufgenommen werden.
Es ist ersichtlich, dass um die Zuverlässigkeit des Verfahrens zu erhöhen, mit Hilfe der Bilderfassungseinheit optisch ermittelt wird, ob die Aufzugskabine sich bewegt hat, d.h. eine Strecke im Aufzugsschacht zurückgelegt hat. Nur in diesem Fall werden dann die Beschleunigungsdaten zur Berechnung der aktuellen Position herangezogen. Somit können Störungen durch Vibrationen, welche beispielsweise beim Be- und Entladen einer Aufzugskabine entstehen und vom Beschleunigungssensor erfasst werden,
ausgeschlossen werden.
Bevorzugt werden die Bilder nur aufgenommen, wenn der Beschleunigungssensor Beschleunigungsdaten der Aufzugskabinen misst. Dabei wird sichergestellt, dass die Recheneinheit nicht ständig Bilder aus der Bilderfassungseinheit vergleichen muss sondern ein Vergleich lediglich im Falle einer Erkennung einer Beschleunigung (und daher einer möglichen Bewegung) durch den Beschleunigungssensor erfolgt.
Bevorzugt werden Beschleunigungsdaten mit einer Frequenz von 100 Hz aufgenommen.
Bilder werden bevorzugt mit einer Frequenz von 60 Hz aufgenommen.
Bevorzugt werden die Bildaufnahmen nur aufgenommen, wenn die
Beschleunigungsdaten über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert liegen.
Damit soll sichergestellt werden, dass Beschleunigungen, welche vom
Beschleunigungssensor z.B. während des Be- und Entladens der Aufzugskabine gemessen werden, nicht die Bilderfassungseinheit auslösen. Es ist damit möglich, eine verhältnismässig kostengünstige und einfache Recheneinheit zu verwenden, da diese nicht kontinuierlich Bildaufnahmen verarbeiten und gegebenenfalls speichern muss.
Bevorzugt werden Beschleunigungsdaten, welche über einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Schwellenwert liegen, von der Recheneinheit verworfen.
Auch dieser bevorzugten Ausführungsform liegt der Gedanke zugrunde, die
Rechenkapazität der Recheneinheit auf ein Minimum zu beschränken. Zudem sollen somit Beschleunigungsdaten, welche über dem zweiten Schwellenwert liegen, und welche erfahrungsgemäss durch Störungen verursacht werden, nicht berücksichtigt werden. Beispielsweise können Beschleunigungen grösser als lg, welche bei einer Notbremsung der Aufzugskabine auftreten, ausgeschlossen werden, da in diesem Fall durch eine Notbremsanordnung sichergestellt wird, dass die Aufzugskabine zum
Stillstand kommt.
Besonders bevorzugt erfolgt eine Neukalibrierung der aktuellen Position, wenn eine Abweichung zwischen der bildbasierten aktuellen Position und der berechneten aktuellen Position über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert liegt. Dabei wird die bildbasierte aktuelle Position, welche direkt und eindeutig ermittelt worden ist, an Stelle der berechneten aktuellen Position (welche indirekt über die Beschleunigungsdaten ermittelt worden ist) gesetzt. Alternativ dazu kann die Neukalibrierung der aktuellen Position mit der bildbasierten aktuellen Position in einem zweiten Zeitabstand erfolgen. Bei dieser Alternative wird bei jedem Vergleich der aufgenommenen Bilder mit den Kartierungsbildern, bei dem eine bildbasierte aktuelle Position ermittelt wird, die aktuelle Position neu kalibriert. Diese Neukalibrierung erfolgt also fortlaufend in zweiten Zeitabständen.
Bevorzugt wird also die bildbasierte aktuelle Position mit in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Zeitabstand aufgenommenen Bildern ermittelt, wobei der zweite Zeitabstand grösser oder gleich als der erste Zeitabstand ist. Auch in diesem Fall wird eine Entlastung der Recheneinheit erzielt. Dabei werden nicht alle von der
Bilderfassungseinheit aufgenommenen Bilder für die Bestimmung der bildbasierten aktuellen Position verwendet und somit der Rechenaufwand der Recheneinheit herabgesetzt. Der zweite Zeitabstand liegt besonders bevorzugt im Bereich zwischen 500 und 100 ms, was einer Frequenz von 2 bis 10 Hz entspricht.
Bevorzugt werden die Kartierungsbilder bei der Lernfahrt der Aufzugskabine in einer Datenbank abgelegt. Diese Datenbank ist mit der Recheneinheit verbunden. Eine Speicheradresse eines Kartierungsbilds in der Datenbank ist in Abhängigkeit der Position entlang des Aufzugschachts definiert. Die Recheneinheit verwendet die berechnete aktuelle Position, um eine Suche eines Kartierungsbilds in der Datenbank einzugrenzen.
Hierbei kann bei dem Vergleich der aufgenommenen Bilder mit den Kartierungsbildern zur Ermittlung einer bildbasierten aktuellen Position das dem aufgenommenen Bild zugeordnete Kartierungsbild schneller in der Datenbank gefunden werden. Der Vorteil der sich daraus ergibt ist sogar zweifach, denn ein Kartierungsbild kann nicht nur schneller gefunden werden, sondern die Rechenkapazität der Recheneinheit kann zudem weiter reduziert werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Bestimmung der Position einer in einem Aufzugsschacht verfahrbar angeordneten Aufzugskabine eines Aufzugsystems. Ein solches System kann bevorzugt mit einem oben erwähnten Verfahren betrieben werden. Es ist daher ersichtlich, dass die oben bezüglich des erfmdungsgemässen Verfahrens erwähnten Vorteile auch für das erfmdungsgemässe System entsprechend gelten. Die Aufzugskabine ist mit einem Beschleunigungssensor ausgestattet. Das System umfasst ferner eine Recheneinheit, welche dazu ausgebildet ist, Beschleunigungsdaten aus dem Beschleunigungssensor zu erfassen und eine aktuelle Position und/oder Geschwindigkeit der Aufzugskabine ausgehend von einer Anfangsposition und den erfassten Beschleunigungsdaten zu berechnen.
Erfmdungsgemäss umfasst das System ferner eine Bilderfassungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, Bildaufnahmen des Aufzugsschachts aufzunehmen und der Recheneinheit zu übermitteln. Ferner ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, aufgenommene Bilder mit Kartierungsbildern des Aufzugsschachtes zu vergleichen, um eine bildbasierte aktuelle Position zu ermitteln und eine Neukalibrierung der aktuellen Position unter Verwendung der bildbasierten aktuellen Position vorzunehmen.
Bevorzugt ist die Bilderfassungseinheit ferner dazu ausgebildet, in einem vorgegebenen oder vorgebbaren ersten Zeitabstand Bildaufnahmen des Aufzugsschachts aufzunehmen und der Recheneinheit zu übermitteln. Ferner ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, zwei aufeinander folgend aufgenommene Bilder miteinander zu vergleichen, um eine räumliche Verschiebung beider Bilder zu ermitteln und zur Bestimmung der Position und der Geschwindigkeit der Aufzugskabine die Beschleunigungsdaten nur dann heran zu ziehen, wenn eine räumliche Verschiebung von der Recheneinheit ermittelt wird.
Bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die Bilderfassungseinheit zur
Bildaufnahme zu steuern und/oder zu regeln, wenn Beschleunigungsdaten der
Aufzugskabine erfasst werden.
Bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, Beschleunigungsdaten nur dann zu erfassen, wenn diese über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert liegen. Weiter bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, Beschleunigungsdaten, welche über einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Schwellenwert liegen, zu verwerfen.
Weiter bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, wenn eine Abweichung zwischen der aktuellen bildbasierten Position und der aktuellen Position über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert liegt, die aktuelle berechnete Position mit der aktuellen bildbasierten Position neu zu kalibrieren. Alternativ dazu ist die
Recheneinheit dazu ausgebildet, die aktuelle Position in einem zweiten Zeitabstand mit der bildbasierten aktuellen Position neu zu kalibrieren.
Weiter bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die bildbasierte aktuelle Position mit in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Zeitabstand
aufgenommenen Bildern zu ermitteln, wobei der zweite Zeitabstand grösser oder gleich als der erste Zeitabstand ist.
Bevorzugt ist eine Datenbank vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, Kartierungsbilder, die in einer lernfahrt der Aufzugskabine erzeugt wurden, abzuspeichern. Dabei ist eine Speicheradresse eines Kartierungsbilds in der Datenbank in Abhängigkeit der Position entlang des Aufzugsschachts definiert. Ferner ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, unter Verwendung der berechneten aktuellen Position eine Suche eines Kartierungsbilds in der Datenbank einzugrenzen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Aufzugsanlage, welche mit einem oben erwähnten System zur Bestimmung der Position der Aufzugskabine ausgestattet ist.
Die Vorteile ergeben sich aus der obigen Beschreibung betreffend das Verfahren bzw. System.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
Fig. 1. eine schematische Schnittansicht einer exemplarischen Ausführungsform einer Aufzugsanlage mit einem erfindungsgemässen System zur Bestimmung der Position;
Fig. 2 eine Detailansicht einer exemplarischen Ausgestaltung des Auslegers der Figur 1 ;
Fig. 3 einen exemplarischer Bildvergleich von zwei aufeinanderfolgend
aufgenommenen Bildern in einem ersten vorgebbaren Zeitabstand.
Fig. 4 eine graphische Darstellung von exemplarischen Beschleunigungsdaten sowie daraus berechneten Position und Geschwindigkeit der Aufzugskabine;
Fig. 5 eine graphische Darstellung der berechneten und bildbasierten Position; und
Fig. 6 einen exemplarischen QR-Code, der zur Anzeige einer Stockwerksposition dient.
In der Figur 1 ist ein Aufzugssystem 3 dargestellt, welches mit einem
erfindungsgemässen System 7 zur Bestimmung der Position ausgerüstet ist. Das
Aufzugssystem 3 umfasst eine Aufzugskabine 2, welche in einem Aufzugsschacht 1 entlang einer Achse z verfahrbar angeordnet ist. Nicht dargestellt sind etwaige Trag- und Traktionsmittel, welche zum Tragen und Bewegen der Aufzugskabine 2 Anwendung finden.
Die Aufzugskabine 2 ist ferner mit einem Beschleunigungssensor 4 versehen, welcher mit einer Recheneinheit 5 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem
Beschleunigungssensor 4 und der Recheneinheit 5 ist schematisch mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Dabei kann es sich um eine direkte Verbindung über Kabel, beispielsweise mit einem BUS-System, oder auch um eine kabellose Verbindung handeln. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Recheneinheit 5 an der Aufzugskabine 2 angeordnet. Die Recheneinheit 5 muss jedoch nicht zwangsläufig im Aufzugsschacht 1 angeordnet sein.
Der Beschleunigungssensor 4 misst die in der Aufzugskabine 2 auftretenden
Beschleunigungen Dg und übermittelt diese an die Recheneinheit 5. Besonders wichtig sind die in Z-Richtung auftretenden Beschleunigungen, welche eine Bewegung der Aufzugskabine 2 darstellen können und demzufolge zuverlässig erfasst werden müssen.
Die Aufzugskabine ist ferner mit einer Kamera 6, hier exemplarisch einer CCD-Kamera, ausgestattet, welche an der Aufzugskabine 2 mittels eines Auslegers 9 angebracht ist. Der Ausleger 9 erlaubt eine Justierung der Ausrichtung der Kamera 6 und erlaubt zudem eine Nachrüstung bei bereits bestehenden Aufzugssystemen.
Die Kamera 6 ist ebenfalls, wie schematisch durch die gestrichelte Linie dargestellt, mit der Recheneinheit 5 verbunden. Zur Beleuchtung des Aufzugsschachtes 1 ist ein Scheinwerfer 8, beispielsweise ein LED-Scheinwerfer, am Ausleger 9 angeordnet. Die Kamera 6 kann somit einen ausreichend beleuchteten Bereich des Aufzugsschachtes 1 aufnehmen, was die Qualität der Bildaufnahmen verbessert und folglich die
Zuverlässigkeit des Bildvergleichs steigert.
In der Figur 2 ist eine exemplarische Ausgestaltung des Auslegers 9 dargestellt. Die Kamera 6 kann zur Justierung um eine Schwenkachse geschwenkt werden, wie durch den Doppelpfeil 10 angedeutet. Zudem kann der Scheinwerfer 8 sowohl um eine
Schwenkachse 11 geschwenkt als auch entlang des Auslegers 9 verschoben werden, wie durch die Doppelpfeile 11 bzw. 12 angedeutet.
Die Kamera 6 wird mit einer Aufnahmerate von 60 Hz betrieben. Durch einen Vergleich von zwei aufeinanderfolgend aufgenommenen Bildern B 1 und B2 kann ermittelt werden, ob eine Verschiebung Δζ der Bilder in z-Richtung stattgefunden hat. In Figur 3 ist eine solche Verschiebung Δζ zwischen zwei aufeinanderfolgend aufgenommenen Bildern Bl und B2 dargestellt. Insbesondere zeigt die Figur 3 exemplarisch eine Verschiebung Δζ anhand eines Befestigungselements 19.1, 19.2. Das Befestigungselement 19.1 erscheint im unteren Bereich des ersten Bildes Bl . Im zweiten Bild B2 erscheint das
Befestigungselement 19.2 um die Verschiebung Δζ höher. Die in den Bildern Bl und B2 festgestellte Verschiebung Δζ entspricht also einer Abwärtsfahrt der Aufzugskabine 2 um Δζ. Dieser Vergleich erfolgt vorzugsweise aufgrund eines Grauwertvergleichs der beiden Bilder Bl und B2. Es kann demzufolge ermittelt werden, ob die Aufzugskabine in z- Richtung bewegt worden ist. Diese optisch ermittelten Daten werden dazu verwendet, um die Daten aus dem Beschleunigungssensor 4 zu ergänzen.
Anhand des Beschleunigungssensors 4 kann ermittelt werden, ob die Aufzugskabine 2 eine Beschleunigung Dg erfährt. Daraus kann eine Position zt der Aufzugskabine 2 hergeleitet werden. Eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit wird jedoch vom Beschleunigungssensor 4 nicht erfasst, da in diesem Fall die gemessene Beschleunigung der Aufzugskabine null beträgt. Durch die optische Bewegungserkennung kann jedoch zwischen Stillstand und Bewegung der Aufzugskabine 2 unterschieden werden.
Demzufolge wird die (trägheitsbasierte) Positionsbestimmung aufgrund der Daten aus dem Beschleunigungssensor 4 nur dann verwendet, wenn eine Bewegung der
Aufzugskabine 2 optisch erkannt wird. In der Figur 4 sind die vom Beschleunigungssensor 4 erfassten Daten dargestellt. Mit Dg ist ein Verlauf der vom Beschleunigungssensor 4 gemessenen Beschleunigung der Aufzugskabine 2 dargestellt. Beim Stillstand der Kabine beträgt die vom
Beschleunigungssensor 4 gemessene Beschleunigung 9,81 m/s2. Durch Integration der Beschleunigung Dg können somit die Geschwindigkeit vt und die trägheitsbasierten Position zt berechnet werden, welche ebenfalls in der Figur 4 in m/s bzw. m dargestellt sind. In dem in der Figur 4 dargestellten Fall wurde die Aufzugskabine 2, wie durch die Pfeile EG angedeutet, regelmässig bei einer Haltestelle z = 0 m angehalten. Es ist jedoch ersichtlich, dass die aus den Beschleunigungsdaten Dg berechnete, trägheitsbasierte Position zt nach einer ersten Fahrt nie den Wert 0 m aufweist sondern stetig von diesem Wert divergiert. Bei einer Zeit von etwa 670 s beträgt diese als„Driften" bezeichnete Divergenz sogar etwa 1 m, wie durch den Pfeil 13 angedeutet.
Zur Ermittlung der aktuellen Position der Aufzugskabine werden ferner Bilder, welche mit einem Zeitabstand von 100 bis 200 ms aufgenommen worden sind, mit
Kartierungsbildern aus einer Datenbank verglichen. Die Kartierungsbilder aus der Datenbank sind während einer Lernfahrt, beispielsweise bei der Inbetriebnahme des Aufzugssystems 3, aufgenommen worden und eindeutig einer Position der
Aufzugskabine 2 im Aufzugsschacht 1 zugeordnet worden. Es ist somit möglich, die Position zBt der Aufzugskabine 2 anhand einer direkten, bildbasierten Messung und nicht wie bis jetzt üblich mittels indirekter Methoden zu bestimmen.
Besonders vorteilhaft durchsucht die Recheneinheit bei der Ermittlung einer bildbasierten aktuellen Position zBt, bei der ein aufgenommenes Bild mit Kartierungsbildern verglichen wird, die Datenbank nach einem übereinstimmenden Kartierungsbild unter Zuhilfenahme einer berechneten aktuellen Position zt. Hierbei kann die Suche auf der Datenbank stark eingeschränkt werden, da die Speicheradressen der Kartierungsbilder in Abhängigkeit der Position entlang des Aufzugsschachts 1 gebildet sind.
Insbesondere durch eine thermisch bedingte Ausdehnung oder Schrumpfung oder durch ein schwerkraftbedingtes Setzen eines Gebäudes nimmt die Genauigkeit von indirekten Methoden wie beispielsweise einer Inkrementalscheibe oder einer Magnetbandkodierung ab. Das System 7 ist von einer solchen Abnahme der Genauigkeit nicht betroffen, da die optisch ermittelte, bildbasierte Position zBt unabhängig von den oben genannten Störfaktoren ist.
Die aktuelle bildbasierte Position zBt, welche wie oben beschrieben optisch ermittelt worden ist, wird ferner dazu verwendet, um die mittels Beschleunigungsdaten aus dem Beschleunigungssensor 4 berechnete Position zt zu korrigieren.
Dabei wird die optisch ermittelte, bildbasierte Position zBt mit der aus den
Beschleunigungsdaten des Beschleunigungssensors 4 berechneten, trägheitsbasierten Position zt, welche einem„Driften" unterliegt, verglichen. Wird die Abweichung zwischen der optisch ermittelten, bildbasierten Position zBt und der berechneten, trägheitsbasierten Position zt zu gross, erfolgt eine Neukalibrierung der Position. Bei der Neukalibrierung wird die optisch ermittelte, bildbasierte Position zBt als aktuelle Position gesetzt. Davon ausgehend werden dann die Beschleunigungsdaten aus dem
Beschleunigungssensor 4 wie oben beschrieben herangezogen, um die Position zt der Aufzugskabine 2 weiter zu bestimmen. Es kann somit auf die Verwendung von weiteren Systemen zur Positionsbestimmung wie z.B. eine Inkrementalscheibe oder einer Magnetkodierung verzichtet werden. Zudem ist eine solche Neukalibrierung jederzeit und nicht wie bisher üblich nur bei der obersten bzw. untersten Haltestelle einer
Aufzugskabine 2 möglich.
Wie eingangs erwähnt, kann alternativ die Neukalibrierung der aktuellen Position zt in Zeitabständen t2 zwischen 100 bis 200 ms bei jedem Vergleich eines aufgenommenen Bilds mit Kartierungsbildern, bei welchem eine bildbasierte aktuelle Position ermittelt wird, erfolgen.
In der Figur 5 ist der Ablauf einer solchen Neukalibrierung dargestellt, wobei das rechte Diagramm eine Vergrösserung des eingerahmten Bereichs des linken Diagramms darstellt. Dabei ist ersichtlich, dass die berechnete, trägheitsbasierte Position zt über die Zeit von der optisch ermittelten, bildbasierten Position zBt abweicht. Wenn die
Abweichung über einem Schwellenwert liegt, wird die berechnete, trägheitsbasierte Position zt neu kalibriert indem die optisch ermittelte, bildbasierte Position zBt als aktuelle Position des trägheitsbasierten Positioniersystem gesetzt wird, wie durch den Pfeil 14 angedeutet. Die Positionsbestimmung erfolgt dann weiter wie oben beschrieben, bis die Abweichung zwischen der optisch ermittelten, bildbasierten Position zBt und der berechneten, trägheitsbasierten Position zt wieder den Schwellenwert erreicht und eine erneute Neukalibrierung stattfindet, wie durch den Pfeil 14' angedeutet.
Die Figur 6 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt der Aufzugsanlage 3 bei einem Stockwerk 17, wobei die Figur 6 eine Situation zeigt, in der eine
Aufzugskabine 2 im Schacht 1 in vertikaler Fahrt in Richtung z im Begriffe ist das Stockwerk 17 anzufahren. Der Schacht 1 ist gegenüber dem Stockwerk 17 durch eine Schachttüre 16 abschliessbar. An der der Schachttüre 16 zugewandten Seite der
Aufzugskabine 2 ist eine Kabinentüre 15 vorgesehen. Das Stockwerk 17 ist mit einer Stockwerkmarkierung 18 markiert, hier exemplarisch als QR-Code ausgelegt, die im
Sichtbereich der Kamera 6 liegt und von dieser erfassbar ist. Die Kamera 6 ist am Ausleger 9, der beispielsweise am Kabinenboden 2.1 der Aufzugskabine 2 befestigt ist, montiert. Die Stockwerkmarkierung 18 ist vorzugsweise für jedes Stockwerk 17 charakteristisch, so dass aufgrund der durch die Kamera 6 erfassbaren
Stockwerkmarkierungen 18 eine automatische Erkennung der Stockwerkpositionen aller
Stockwerke 17 entlang des Schachts 1 möglich ist.
Die bildweise von der Kamera 6 erkannten Stockwerkmarkierungen 18 sind ebenfalls in einer Lernfahrt als Kartierungsbilder KB aufhehmbar und werden in der Datenbank entsprechend hinterlegt. Die im Bereich der Stockwerkmarkierungen 18 aufgenommenen
Bilder sind besonders einfach einem Kartierungsbild KB zuweisbar, so dass eine Kalibrierung der berechneten aktuellen Position zt im Bereich der
Stockwerkmarkierungen 18 besonders robust ist. In einem zeitlich begrenzten Ausfall des Systems 7 kann somit die Stockwerkmarkierung 18 auch als Auffangpunkt bzw.
Anfangsposition zO für die Neuberechnung der aktuellen Position zt dienen.
Hauseigene Tests haben gezeigt, dass die Dimensionierung des QR-Codes 18 wichtig ist für die fehlerlose Erkennung der Stockwerkpositionen. Vorzugsweise weist der QR-Code 18 eine Dimension von mindestens 3 cm x 3 cm auf, wobei ein optimaler Bereich der Dimension zwischen 4 cm x 4 cm und 6 cm x 6cm liegt. Bei noch grösseren QR-Codes ist eine Erkennung zwar ebenfalls sichergestellt, aber nur bei entsprechend grossem Sichtbereich der Kamera 6.
Es ist ersichtlich, dass ein solches System 7 zur Bestimmung der Position einer Aufzugskabine 2 bei bestehenden Aufzugssystemen 3 einfach nachgerüstet werden kann. Dabei muss nur die Kamera 6 und ggf. der Scheinwerfer 8 an der Aufzugskabine befestigt und mit der Recheneinheit 5 verbunden werden. Vorteilhaft ist, wenn es sich bei der Recheneinheit 5 um die bereits bestehende Regel- und/oder Steuereinheit des
Aufzugssystems 3 handelt, welche durch Softwareupdate oder Hinzufügung eines Hardwaremoduls aufgerüstet wird. Optional können auch Stockwerkmarkierungen 18 im Schacht 1 bei den Stockwerken 17 angeordnet werden. Anschliessend erfolgt eine Lernfahrt, bei welcher die Kartierungsbilder des Aufzugsschachts 1 aufgenommen und einer Position der Aufzugskabine 2 zugeordnet werden.
Ein solches System 7 ermöglicht eine sehr genaue Positionsbestimmung mit Fehlern kleiner als 0,5 mm bei Aufzugsgeschwindigkeiten bis zu 5 m/s.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung der Position (zt) einer in einem
Aufzugsschacht (1) verfahrbar angeordneten Aufzugskabine (2) eines
Aufzugssystems (3), wobei die Aufzugskabine (2) mit einem
Beschleunigungssensor (4) ausgestattet ist, umfassend die folgenden Schritte:
Erfassung der Beschleunigungsdaten (Dg) aus dem Beschleunigungssensor (4) durch eine Recheneinheit (5),
Berechnung durch die Recheneinheit (5) der aktuellen Position (zt) und/oder Geschwindigkeit (vt) der Aufzugskabine (2) ausgehend von einer Anfangsposition (z0) und den erfassten Beschleunigungsdaten (Dg),
dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzugssystem (3) mit einer
Bilderfassungseinheit (6) ausgestattet ist, wobei
die Bilderfassungseinheit (6) Bildaufnahmen (Bn) des Aufzugsschachts (1) aufnimmt,
die Recheneinheit (5) aufgenommene Bilder (Bn) mit Kartierungsbildern (KB) des Aufzugsschachtes (1) vergleicht, um eine bildbasierte aktuelle Position (zßt) zu ermitteln und
die Recheneinheit (5) eine Neukalibrierung der aktuellen Position (zt) unter Verwendung der aktuellen bildbasierten Position (zßt) vornimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, ersten Zeitabstand (Ati) Bildaufnahmen (Bn) des Aufzugsschachts (1) von der Bilderfassungseinheit (6) aufgenommen werden und von der Recheneinheit (5) zwei aufeinanderfolgend aufgenommene Bilder (Bi, B2) miteinander verglichen werden, um eine räumliche Verschiebung (z) beider Bilder (Bl s B2) zu ermitteln, wobei zur Bestimmung der Position (zt) und/oder Geschwindigkeit (vt) der Aufzugskabine (2) die Beschleunigungsdaten (Dg) nur dann herangezogen werden, wenn eine räumliche Verschiebung (z) von der Recheneinheit (5) ermittelt worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bildaufnahmen (Bl s B2) nur aufgenommen werden, wenn der
Beschleunigungssensor (4) Beschleunigungsdaten (Dg) der Aufzugskabine (2) misst.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bildaufnahmen (Bl s B2) nur aufgenommen werden, wenn die
Beschleunigungsdaten (Dg) über einem vorgegebenen oder vorgebbaren
Schwellenwert (Ds) liegen und/oder dass Beschleunigungsdaten (Dg), welche über einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Schwellenwert (DS2) liegen, von der Recheneinheit (5) verworfen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Neukalibrierung der aktuellen Position (zt) mit der bildbasierten aktuellen Position (zBt) in einem zweiten Zeitabstand (At2) erfolgt oder dass wenn eine Abweichung zwischen der bildbasierten aktuellen Position (zet) und der berechneten aktuellen Position (zt) über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert (Zs) liegt, eine Neukalibrierung der aktuellen Position (zt) mit der bildbasierten aktuellen Position (zBt) erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bildbasierte aktuelle Position (zßt) mit in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Zeitabstand (At2) aufgenommenen Bildern (Bn) ermittelt wird, wobei der zweite Zeitabstand grösser als oder gleich gross wie der erste Zeitabstand (At2 >
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kartierungsbilder (KB) in einer Lernfahrt der Aufzugskabine (2) in einer
Datenbank abgelegt werden, wobei eine Speicheradresse eines Kartierungsbilds (KB) in der Datenbank in Abhängigkeit der Position (zt) entlang des
Aufzugsschachts (1) definiert ist, und dass die berechnete aktuelle Position (zt) von der Recheneinheit (5) verwendet wird, um eine Suche eines Kartierungsbilds (KB) in der Datenbank einzugrenzen.
8. System (7) zur Bestimmung der Position (zt) einer in einem
Aufzugsschacht (1) verfahrbar angeordneten Aufzugskabine (2) eines
Aufzugssystems (3), insbesondere mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufzugskabine (2) mit einem
Beschleunigungssensor (4) ausgestattet ist, umfassend eine Recheneinheit (5), welche dazu ausgebildet ist, Beschleunigungsdaten (Dg) aus dem
Beschleunigungssensor (4) zu erfassen und eine aktuelle Position (zt) und/oder Geschwindigkeit (vt) der Aufzugskabine (2) ausgehend von einer Anfangsposition (z0) und den erfassten Beschleunigungsdaten (Dg) zu berechnen,
dadurch gekennzeichnet, dass das System (7) ferner eine
Bilderfassungseinheit (6) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, Bildaufnahmen (Bn) des Aufzugsschachts (1) aufzunehmen und der Recheneinheit (5) zu übermitteln und dass die Recheneinheit (5) ferner dazu ausgebildet ist, aufgenommene Bilder (Bn) mit Kartierungsbildem (KB) des Aufzugsschachtes (1) zu vergleichen, um eine bildbasierte aktuelle Position (zßt) zu ermitteln und eine Neukalibrierung der aktuellen Position (zt) unter Verwendung der bildbasierten aktuellen Position (zßt) vorzunehmen.
9. System (7) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bilderfassungseinheit (6) femer dazu ausgebildet ist, in einem vorgegebenen oder vorgebbaren ersten Zeitabstand (Ati) Bildaufnahmen (Bn) des Aufzugsschachts
(1) aufzunehmen und dass die Recheneinheit (5) femer dazu ausgebildet ist, zwei aufeinanderfolgend aufgenommene Bilder (Bl s B2) miteinander zu vergleichen, um eine räumliche Verschiebung (z) beider Bilder (Bl s B2) zu ermitteln und zur Bestimmung der Position (zt) und/oder Geschwindigkeit (vt) der Aufzugskabine
(2) die Beschleunigungsdaten (Dg) nur dann heranzuziehen, wenn eine räumliche Verschiebung (z) von der Recheneinheit (5) ermittelt wird.
10. System (7) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, die Bilderfassungseinheit (6) zur
Bildaufnahme (Bl s B2) nur dann zu steuern und/oder regeln, wenn
Beschleunigungsdaten (Dg) der Aufzugskabine (2) erfasst werden.
1 1. System (7) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, Beschleunigungsdaten (Dg) nur dann zu erfassen, wenn diese über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert (Ds) liegen und/oder dass die Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist,
Beschleunigungsdaten (Dg), welche über einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Schwellenwert (DS2) liegen, zu verwerfen.
12. System (7) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, die aktuelle Position (zt) in einem zweiten Zeitabstand (At2) mit der bildbasierten aktuellen Position (zet) neu zu kalibrieren oder dass die Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, wenn eine Abweichung zwischen der bildbasierten aktuellen Position (zet) und der berechneten aktuellen Position (zt) über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert (Zs) liegt, die aktuellen Position (zt) mit der bildbasierten aktuellen Position (zßt) neu zu kalibrieren.
13. System (7) nach Anspruch 8 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, die bildbasierte aktuelle Position (zBt) mit in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Zeitabstand (At2)
aufgenommenen Bildern (Bn) zu ermitteln, wobei der zweite Zeitabstand grösser als oder gleich gross wie der erste Zeitabstand (At2 > AU) ist.
14. System (7) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Datenbank vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, Kartierungsbilder (KB), die in einer Lernfahrt der Aufzugskabine (2) erzeugt wurden, abzuspeichern, wobei eine Speicheradresse eines Kartierungsbilds (KB) in der Datenbank in Abhängigkeit der Position entlang des Aufzugsschachts (1) definiert ist, und dass die Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, unter Verwendung der berechneten aktuellen Position (zt) eine Suche eines Kartierungsbilds (KB) in der Datenbank einzugrenzen .
15. Aufzugsanlage mit einem System (7) zur Bestimmung der Position der
Aufzugskabine (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 14.
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