ES2260403T3 - Sistema de vigilancia por video mediante sensor semiconductor de imagen en 3d y fuente de luz infrarroja. - Google Patents
Sistema de vigilancia por video mediante sensor semiconductor de imagen en 3d y fuente de luz infrarroja.Info
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Abstract
Dispositivo de vigilancia de una puerta de ascensor (12, 13, 14, 15), que contiene un sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) y un equipo de procesamiento (20; 23) y en el que - el sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) presenta una fuente de luz (10) que está montada en el área de la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15) y que ilumina como mínimo parcialmente la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15) con impulsos de luz, - el sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) presenta un grupo sensor (11) que está montado en el área de la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15) y que capta la información luminosa reflejada por la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15), - el sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) contiene un chip de procesamiento (19) que transforma la información luminosa en información de imagen 3D (16), - el sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) transmite esta información de imagen 3D (16) a través de un enlace de comunicación (21) al equipo de procesamiento (20, 23), - el equipo de procesamiento (20, 23) bien compara varias informaciones de imagen 3D (16) sucesivas transmitidas y detecta variaciones entre estas informaciones de imagen 3D (16), o bien - el equipo de procesamiento (20, 23) compara una información de imagen 3D (16) transmitida con una imagen de referencia o varias imágenes de referencia almacenadas y detecta variaciones entre la información de imagen 3D (16) y la o las imágenes de referencia, - el equipo de procesamiento (20, 23) dispara una reacción de vigilancia al detectar una variación.
Description
Sistema de vigilancia por vídeo mediante sensor
semiconductor de imagen en 3D y fuente de luz infrarroja.
Objeto de la invención son un dispositivo de
vigilancia de una puerta de ascensor, un procedimiento para la
vigilancia del estado de una puerta de ascensor y un módulo de
software para la vigilancia del estado de la puerta según las
reivindicaciones independientes.
Los sistemas de ascensor presentan como mínimo
una cabina de ascensor que puede moverse por una caja de ascensor,
o libremente a lo largo de un dispositivo de transporte.
Normalmente, la cabina de ascensor presenta como protección una
puerta de cabina y la caja de ascensor una puerta de caja en cada
piso.
Con frecuencia se emplean conmutadores
mecánicos, magnéticos, inductivos o similares para la vigilancia de
las puertas de un ascensor. Adicionalmente se emplean sistemas
ópticos, como por ejemplo barreras fotoeléctricas o resguardos
fotoeléctricos. Este tipo de planteamientos permiten proporcionar al
mando de ascensor cierta información - por ejemplo sobre el estado
de las puertas. Sin embargo, el contenido de información es
relativamente limitado, ya que, por ejemplo, un conmutador sólo es
capaz de indicar dos estados (información digital, sobre si la
puerta está abierta o cerrada). Para poder diseñar un sistema de
vigilancia más complejo se requiere, por ejemplo, una combinación
de varios conmutadores y barreras de luz.
Por motivos técnicos, el funcionamiento de las
barreras fotoeléctricas o los resguardos fotoeléctricos deja de ser
fiable con un intersticio menor que 5 cm. Ésta es una de las
desventajas de este tipo de soluciones. Por otra parte, el tiempo
de reacción es aproximadamente de 65 milisegundos, lo que en
determinadas circunstancias puede ser demasiado.
Especialmente los sistemas ópticos presentan
ciertas ventajas, ya que, al contrario que las soluciones
mecánicas, funcionan sin contacto y no están sujetos a un desgaste
mecánico. Lamentablemente, en los sistemas ópticos más complejos,
como los empleados en el campo de los ascensores, el valor
informativo está limitado también a unos pocos estados. Por
ejemplo, puede detectarse si hay alguien en el área de la puerta, y
pueden detectarse
movimientos.
movimientos.
Ciertos fotosensores ópticos permiten incluso
capturar imágenes tridimensionales, para lo que se emplean piezas
accionadas mecánicamente en forma de espejos. Estos sensores son
aparatosos y caros.
Por la solicitud de patente PCT WO 01/42120, se
conoce un sistema para la vigilancia de puertas de ascensor que
trabaja con un procesador preprogramado, una cámara digital, una
cámara analógica o una videocámara. Se trata en este caso del
estado de la técnica más próximo. La cámara suministra una secuencia
de imágenes bidimensionales mediante cuya comparación se
proporciona información sobre el estado de las puertas. Este
sistema funciona con luz externa, que la cámara captura y registra.
Esto causa problemas en situaciones en las que la intensidad de
dicha luz externa varía fuertemente - por ejemplo en caso de incidir
la luz solar - y debido a ello aumenta en gran medida la
luminosidad de la imagen. A la inversa, el empleo de una cámara de
este tipo con el fin indicado puede resultar también problemático si
la luz externa es insuficiente. En la vigilancia del estado de una
puerta es esencial que la vigilancia funcione de un modo seguro y
fiable cualesquiera que sean las circunstancias. Desde este punto
de vista, la dependencia de una luz externa es problemática. Según
la solicitud de patente PCT, se utiliza un planteamiento de
reconocimiento de patrones clásico (Patternmatching) para poder
evaluar la secuencia de imágenes bidimensionales. Un sistema que
funcione con imágenes bidimensionales según la solicitud de patente
PCT indicada no puede proporcionar información sobre distancias. En
un sistema bidimensional de este tipo, sólo es posible obtener
cierta información sobre movimientos y direcciones de movimiento
mediante un procesamiento posterior de cálculo intensivo de las
imágenes suministradas.
Se conocen sensores semiconductores 3D que
permiten captar información de imagen tridimensional. Tales
sensores se conocen por ejemplo por el artículo "Fast Range
Imaging by CMOS Sensor Array Through Multiple Double Short Time
Integration (MDSI)", P. Mengel et al., Siemens AG,
Corporate Technology Department, Munich, Germany. Otro ejemplo se
describe en el artículo "A CMOS Photosensor Array for 3D Imaging
Using Pulsed Laser", R. Jeremias et al., 2001 IEEE
Internationl Solid-State Circuits Conference, página
252.
Uno de los objetivos de la invención es permitir
un control amplio, exacto y fiable de las puertas, especialmente
del estado de las puertas, de un ascensor.
Otro de los objetivos de la invención es
realizar una protección contra aprisionamiento para puertas de
ascensor que funcione de un modo rápido y fiable.
Estos objetivos se logran ventajosamente según
la invención mediante un dispositivo, un procedimiento y un módulo
de software según las reivindicaciones independientes.
En las reivindicaciones dependientes se definen
perfeccionamientos ventajosos de la invención.
A continuación se explica la invención más
detalladamente en forma de un ejemplo a base de los dibujos, que
muestran:
Figuras 1A y 1B: vistas esquemáticas desde
arriba de las puertas de un ascensor con un sensor según la
invención.
Figura 2: diagrama de bloques esquemático de un
sensor según la invención con equipo de procesamiento.
Figuras 3A y 3B: vistas esquemáticas desde
arriba de las puertas de un ascensor con un sensor según la
invención.
Figura 4A: vista esquemática desde arriba de la
parte de un ascensor con un sensor según la invención.
Figura 4B: vista esquemática de un ascensor con
un sensor según la invención.
Figura 5: vista esquemática desde arriba de las
puertas de un ascensor con un sensor según la invención.
Figura 6: diagrama de flujo esquemático, según
la invención.
Figura 7: diagrama de bloques esquemático de un
módulo de software según la invención.
Según la invención se emplea por primera vez un
sensor 3D moderno en el campo de los ascensores. Se trata
preferentemente de un sensor 3D que trabaja en la gama de los
infrarrojos. Resulta particularmente adecuado un sensor 3D que
contenga un emisor óptico para la emisión de impulsos de luz y un
grupos sensor CMOS para la recepción de luz. Como emisor óptico
resulta ideal un diodo luminoso o un diodo láser que emita por
ejemplo luz en la gama de los infrarrojos, emitiéndose la luz en
impulsos cortos - casi a modo de destellos. Los impulsos pueden
tener una duración de varias decenas de nanosegundos. Con este fin,
el diodo está provisto preferentemente de un obturador (eléctrico)
que interrumpe la luz emitida. Sin embargo, también puede hacerse
que el diodo emita directamente impulsos. El grupo sensor sirve
como sensor de imagen, que transforma la luz en señales eléctricas,
y consta preferentemente de cierto número de elementos
fotosensibles. El grupo sensor está conectado a un chip de
procesamiento (por ejemplo un chip sensor CMOS), que determina el
tiempo de propagación de la luz emitida mediante la ejecución de un
procedimiento de integración especial (multiple double short time
integration, denominado MDSI). En dicho procedimiento, el chip de
procesamiento mide en unos milisegundos simultáneamente la
distancia a un gran número de puntos de destino en el espacio.
Normalmente, dependiendo del número de elementos fotosensibles,
esto permite lograr una resolución en espacio de 5 mm.
Otro sensor 3D que, además de otros sensores 3D,
también es adecuado para el empleo en relación con la presente
invención, se basa en un principio de medición de distancia en el
que el tiempo de propagación de la luz emitida se registra por
medio de la fase de la luz. Para ello se compara la posición de fase
al emitirse y al recibirse la luz y a partir de dicha comparación
se averigua el tiempo transcurrido o la distancia al objeto
reflector. Con este fin se emite una señal luminosa modulada en
lugar de impulsos cortos de luz.
Para suprimir la influencia de la luz externa
puede efectuarse una doble exploración, en la que una vez se
explora con luz y otra sin luz. Se obtienen así dos señales
eléctricas (una vez con iluminación activada y la otra sin), que
pueden transformarse mediante sustracción en una señal definitiva
básicamente independiente de la luz externa. Un sensor de este tipo
puede emplearse con total fiabilidad incluso en caso de
\hbox{irradiación solar y en condiciones de luz variable.}
El sensor 3D se realiza preferentemente con
componentes semiconductores, lo que proporciona una gran fiabilidad
y robustez. Un sensor 3D de este tipo es además muy pequeño y
mediante la producción en gran escala puede ser de fabricación
económica.
Mediante la captación de tres dimensiones puede
realizarse un dispositivo que registre directamente las posiciones
de objetos, las distancias entre dichos objetos e incluso sus
movimientos y direcciones de movimiento. Con este fin puede
emplearse un equipo de procesamiento (por ejemplo un PC o una CPU
con componentes periféricos), que realice operaciones matemáticas
en tres dimensiones. Este tipo de operaciones matemáticas en tres
dimensiones se diferencia considerablemente de los planteamientos de
reconocimiento de patrones especiales utilizados hasta ahora, que
por ejemplo trabajan con distintos niveles de gris.
En la figura 1A se muestra una primera forma de
realización de un dispositivo según la invención. Se trata de un
dispositivo para la vigilancia simultánea de las puertas de cabina
12, 13 y las puertas de caja 14, 15 de un ascensor (el ascensor en
sí no se muestra en la figura 1A). El dispositivo comprende un
sensor semiconductor 3D 9 que está montado en el área de las
puertas que han de vigilarse 12-15 de tal modo que
las puertas 12-15 se hallan, como mínimo
parcialmente, en el área de captación 17, 18 del sensor 9. El sensor
comprende un diodo láser 10 que sirve como fuente de luz y emite
luz propia. Dependiendo de la forma óptica del rayo, se obtiene un
área iluminada, por ejemplo en forma de un cono de luz 17. Esta
previsto un grupo sensor 11, que sirve como sensor de imagen y
recibe información luminosa a través del cono de luz 18 y la
transforma en señales eléctricas. La información luminosa se prepara
mediante un chip de procesamiento 19 y se transforma en información
de imagen 16 (por ejemplo en forma de una imagen de distancias en
3D). En la figura 1A se ha representado un ejemplo muy simplificado
de una imagen de distancias en 3D 16 de este tipo. De la imagen de
distancias 16 se desprende que en el área de la puerta hay un
intersticio, estando las puertas de caja 14, 15 cerradas y las
puertas de cabina 12, 13 aún ligeramente abiertas.
Si se repite el proceso de captación tras un
corto espacio de tiempo, se obtiene la imagen de distancias 16
mostrada en la figura 1B. El intersticio entre las dos puertas de
cabina 12 y 13 casi se ha cerrado. La imagen de distancias 16 sólo
muestra ya por lo tanto un intersticio muy estrecho. La repetición
del proceso de captación coincide preferentemente con el intervalo
de tiempo de integración de corta duración del sensor 3D. La
magnitud T1 del intervalo de tiempo puede coincidir con la
frecuencia de repetición de los impulsos de luz emitidos por la
fuente de luz
10.
10.
El momento en que se emite un impulso láser en
dirección a las puertas 12-15 se sincroniza
preferentemente con relación al principio de un intervalo de
integración. Un impulso láser recibido por el grupo sensor 11 tras
la reflexión en las puertas 12-15 dispara, después
de un tiempo de propagación T0, una señal de sensor linealmente
creciente X(t) que, por ejemplo, puede medirse para los dos
momentos de integración distintos T2 y T3 (siendo T0 < T2 <
T3). Dependiendo de la distancia de la fuente de luz 10 a las
puertas 12-15 y de éstas al grupo sensor 11, sólo
se detecta una fracción de la intensidad original de los impulsos de
luz mientras el intervalo de tiempo de integración T2 a T3 está
activo. Realizando dos mediciones de integración en distintos
momentos T2 y T3 es posible determinar la posición y la pendiente de
la señal de intensidad creciente X(t) a partir del momento
T0. Por ejemplo, a partir de la posición y la pendiente puede
determinarse con exactitud el tiempo de propagación T0 y con ello
también la distancia a las puertas 12- 15. Una evaluación tal de la
información luminosa por medio del chip de procesamiento 19 permite
obtener información que en la actualidad no es posible obtener de
ningún otro
modo.
modo.
Una parte de este procesamiento se realiza en el
chip de procesamiento 19 y no antes en un dispositivo de
procesamiento separado. Es decir, una parte del procesamiento se
realiza mediante el hardware pertinente, lo que proporciona
fiabilidad y rapidez.
Pueden aplicarse dos planteamientos distintos en
cuanto al procesamiento. En el primer planteamiento según la
invención, el grupo sensor contiene n elementos fotosensibles
(n > 0). Cada uno de estos elementos fotosensibles
suministra una señal de intensidad X_{n}(t), cuya
intensidad depende de la intensidad de la luz captada por el
elemento fotosensible respectivo. Estas señales de intensidad
X_{n}(t) pueden -por ejemplo mediante una especie de
superposición- reunirse en una señal de intensidad X(t). Una
vez reunidas las señales, puede realizarse la evaluación arriba
descrita, en la que a partir de la posición y la pendiente de la
señal de intensidad X(t) se determina el momento T0. En esta
forma de realización se reduce la resolución en superficie de la
disposición, ya que se evalúan conjuntamente varios elementos
fotosensibles. Sin embargo, es posible determinar el tiempo de
propagación y con ello la distancia a las puertas. Por tanto, se
obtiene un dispositivo sensor que funciona en tres dimensiones y
cuya resolución en profundidad es mejor que la resolución en
superficie.
En el segundo planteamiento según la invención,
el grupo sensor contiene de nuevo n elementos fotosensibles
(n > 0). Cada uno de estos elementos fotosensibles
suministra una señal de intensidad X_{n}(t), cuya
intensidad depende de la intensidad de la luz captada por el
elemento fotosensible respectivo. Estas señales de intensidad
X_{n}(t) pueden someterse a continuación a la evaluación
arriba descrita, procesándose cada una de las señales de intensidad
X_{n}(t) por separado (con preferencia simultáneamente). A
partir de la posición y la pendiente de cada una de las señales de
intensidad X_{n}(t) puede determinarse el momento T_{n}0
respectivo. El chip de procesamiento presenta preferentemente varios
canales paralelos (preferentemente n canales) para procesar las n
señales de intensidad X_{n}(t). En esta forma de
realización se obtiene resolución en superficie, ya que pueden
registrarse varios puntos en el espacio (por ejemplo varios puntos
de las puertas) independientemente unos de otros. Para cada uno de
estos puntos en el espacio es posible determinar el tiempo de
propagación T_{n}0 y con ello la distancia. Por tanto, se obtiene
un dispositivo sensor que funciona en tres dimensiones, con
resolución en profundidad y resolución en
superficie.
superficie.
Como muestra la figura 2, el dispositivo según
la invención presenta adicionalmente un equipo de procesamiento 20,
que por ejemplo está conectado al sensor 9 a través de un enlace de
comunicación 21. El enlace de comunicación 21 sirve para transmitir
información de imagen (también denominada información de estado) del
sensor 9 al equipo de procesamiento 20. El dispositivo presenta
además un medio de alimentación 22 (por ejemplo una fuente de
tensión) para la alimentación del sensor 9. El equipo de
procesamiento 20 está diseñado para, mediante la instalación de un
módulo de software, permitir la evaluación de la información de
imagen con el fin de hacer posible la vigilancia de las puertas de
ascensor 12-15.
En una posible forma de realización, la
información de imagen se continúa evaluando mediante el equipo de
procesamiento 20 para obtener información sobre el estado de las
puertas. Para ello puede, por ejemplo, compararse la información de
estado obtenida a partir de la información de imagen con la
información teórica. Con este fin, el equipo de procesamiento 20
puede contener medios 23 para la puesta a disposición de la
información teórica. Dichos medios 23 pueden ser, por ejemplo, una
memoria de disco fijo interna. Por ejemplo, es posible que la
imagen de distancias 16 mostrada en la figura 1B esté almacenada
como información teórica en la memoria de disco fijo. Con un
algoritmo de comparación, el equipo de procesamiento 20 puede
determinar si la información de estado coincide con la información
teórica. En este caso, puede suponerse que las puertas
12-15 están cerradas. También puede fijarse otra
información teórica, con la que el equipo de procesamiento 20
realice comparaciones respectivas. Cada información teórica puede
tener asignada, por ejemplo, una reacción determinada.
\newpage
En otra forma de realización, la información de
imagen se procesa previamente por hardware mediante un chip de
procesamiento 19 y a continuación se evalúa mediante el equipo de
procesamiento 20, sin comparar la información de estado con
información teórica. Aquí se comparan entre sí informaciones de
imagen registradas por el sensor 9 en, como mínimo, dos momentos
sucesivos poco separados en el tiempo. Una comparación de este tipo
puede realizarse por ejemplo mediante una superposición por cálculo
adecuada de las informaciones de imagen. Si se sustrae la
información de imagen en el momento t=0 de la información de imagen
en el momento t=T1, el equipo de procesamiento 20 puede detectar
variaciones en el espacio tridimensional. En las figuras 3A y 3B
pueden observarse detalles relativos a esta forma de realización. En
la figura 3A se muestra una situación en la que en el momento t=0
tanto las puertas de cabina 12, 13 como las puertas de caja 14, 15
están parcialmente abiertas. En el momento t=T1 (véase la figura
3B), hay un objeto 31 en el intersticio. La imagen de distancias 16
de la figura 3B muestra, de forma muy esquematizada, que se ha
detectado el objeto 31. Mediante una superposición de las dos
imágenes de distancias 16 es posible detectar el objeto 31 de forma
inequívoca, ya que mediante la superposición se obtiene por ejemplo
un perfil de alturas tridimensional que corresponde en esencia a la
forma del objeto. La entrada del objeto 31 produce una modificación
detectable del perfil de alturas. En cuanto se detecta un objeto en
el área de las puertas 12-15, el equipo de
procesamiento 20 puede disparar una reacción correspondiente. La
reacción puede consistir, por ejemplo, en interrumpir el cierre de
las puertas 12-15 para impedir que el objeto 31 se
vea aprisionado por las mismas. Como alternativa, se puede detener
el movimiento de cierre y abrir de nuevo las
puertas.
puertas.
Esta forma de realización puede ampliarse
diseñando el equipo de procesamiento 20 en cuanto al software de
modo que no sólo pueda detectarse si hay un objeto en el área de las
puertas, sino que también sea posible clasificar el objeto mediante
operaciones de comparación.
La forma de realización mostrada en las figuras
3A y 3B puede ampliarse suministrando al equipo de procesamiento 20
una secuencia de varias imágenes consecutivas en el tiempo. En este
caso, el equipo de procesamiento 20 puede determinar mediante un
procesamiento adecuado de la información de imagen, adicionalmente a
la mera detección del objeto 31, también la dirección de movimiento
y/o velocidad del objeto 31. Esta información sobre el movimiento
puede utilizarse para disparar reacciones adaptadas a la situación.
Si el equipo de procesamiento 20 detecta que el objeto se mueve
lentamente, puede interrumpirse el cierre de las puertas
12-15 o detenerse el movimiento de cierre. Si se
trata de un objeto 31 que se mueve rápidamente, puede por ejemplo
ser suficiente con retardar el movimiento de cierre de las puertas
o interrumpirlo sólo durante un breve momento. Como otra reacción
puede concebirse el emitir un aviso para asegurarse de que no haya
nadie en el área de las puertas.
Como muestran las figuras 1A, 1B y 3A, 3B, el
dispositivo según la invención puede emplearse para la vigilancia
simultánea de las puertas de cabina y las puertas de caja.
Si se desean vigilar sobre todo las puertas de
cabina 42, 43, el sensor 39 puede montarse en el área del dintel de
puerta de cabina 41, tal como muestran esquemáticamente la figura 4A
(vista desde arriba) y la figura 4B. El dintel de puerta de cabina
41 se halla en el área superior de la cabina de ascensor 40. En la
figura 4A puede observarse que este tipo de configuración permite
vigilar principalmente las puertas de cabina 42, 43. Sin embargo,
dado que las puertas de caja 44, 45 siguen desplazadas el movimiento
de las puertas de cabina 42, 43, también puede deducirse cierta
información sobre el cierre o la apertura de las puertas de caja
44, 45. En la configuración mostrada en las figuras 4A, 4B, el
sensor 39 se mueve de forma solidaria con la cabina de ascensor 40
de piso a piso. Las puertas de caja de los distintos pisos no pueden
vigilarse mediante el sensor 39 si la cabina 40 no está presente.
Es recomendable emplear en cada piso medios de vigilancia para la
puertas de caja -por ejemplo contactos de apertura forzada
convencionales.
convencionales.
Para la vigilancia simultánea de las puertas de
cabina 52, 53 y las puertas de caja 54, 55, el sensor 49 puede
disponerse entre las puertas de cabina y las de caja
52-55, en el área del dintel, como muestra la
figura 5. En este caso, la fuente de luz del sensor 49 ha de estar
orientada de modo que emita luz en dirección a las puertas de
cabina 52, 53 y a las puertas de caja 54, 55. El grupo sensor del
sensor 49 ha de estar orientado en relación con la fuente de luz de
modo que capte la luz reflejada por las puertas de cabina 52, 53 y
por las puertas de caja 54, 55.
En general se ha de procurar durante el montaje
del sensor que éste quede lo más protegido posible de influencias
externas (objetos y/o personas, condiciones meteorológicas, daños
mecánicos, etc.). En las puertas de cierre central, como se muestra
en las figuras 1A, 1B, 3A, 3B, 4 y 5, el sensor se dispone
preferentemente centrado con respecto a las puertas. En las puertas
telescópicas de cierre unilateral, o en las puertas que se cierran
de arriba a abajo, por ejemplo en los montacargas, o de otra forma,
el sensor también puede disponerse de otro modo.
Un procedimiento según la invención para vigilar
el estado de una puerta de ascensor comprende varias etapas de
procedimiento. Mediante un sensor (por ejemplo el sensor 9 de la
figura 1A) se capta la luz reflejada en distintos puntos del
espacio circundante a la puerta que se ha de vigilar. Esta luz
procedía de una fuente de luz (por ejemplo la fuente de luz 10 de
la figura 1A). A partir de la luz captada se determina la
información sobre distancias (recuadro 62 en la figura 6). Para
ello se tiene en cuenta el tiempo de propagación de la luz. Para
hacer esto posible, se realiza una sincronización entre la fuente de
luz y el grupo sensor. Esta etapa se realiza preferentemente en un
chip de procesamiento especial (por ejemplo el chip sensor 19 de la
figura 1A). A continuación se evalúa la información sobre distancias
(recuadro 63) para reconocer un estado de puerta. Esta etapa se
realiza preferentemente en un equipo de procesamiento, para lo cual
se emplea un módulo de software correspondiente. En la evaluación
de la información sobre distancias se aplican preferentemente
operaciones matemáticas en tres dimensiones. El equipo de
procesamiento categoriza el estado en uno o varios estados
conocidos (recuadro 64). El procedimiento según la invención puede
diseñarse de modo que como mínimo pueda reconocerse uno de los
estados siguientes:
- -
- intersticio,
- -
- posición de la o las puertas de ascensor,
- -
- comportamiento de cierre de la o las puertas de ascensor,
- -
- objeto en el área de la o las puertas de ascensor.
A continuación, el equipo de procesamiento
dispara una reacción adaptada a la situación en función del estado
reconocido (recuadro 65).
Puede tratarse de una o varias de las reacciones
siguientes:
- -
- detener el proceso de cierre de puerta,
- -
- detener el proceso de apertura de puerta,
- -
- retardar el proceso de cierre de puerta,
- -
- retardar el proceso de apertura de puerta,
- -
- emitir un aviso por altavoz,
- -
- realizar una llamada automática al servicio técnico,
- -
- disparar una llamada de emergencia,
- -
- parar el funcionamiento del ascensor,
- -
- continuar el funcionamiento del ascensor a velocidad reducida,
- -
- iniciar la evacuación de la cabina de ascensor,
- -
- etc.
En la figura 7 se muestra un módulo de software
70 según la invención para el empleo en un equipo de procesamiento
de un ascensor. El módulo de software 70 ejecuta los siguientes
pasos cuando es llamado y ejecutado por el equipo de
procesamiento:
- -
- evaluación de la información sobre distancias (submódulo 71), proporcionada por un sensor 3D en el área de una puerta de ascensor, para registrar el estado de la puerta de ascensor,
- -
- categorización (submódulo 72) del estado,
- -
- disparo (submódulo 73) de una reacción adaptada a la situación.
El módulo de software 70 puede comprender otros
módulos.
La fuente de luz y el grupo sensor se disponen
preferentemente en una carcasa. Esto facilita el montaje en el
ascensor, ya que la fuente de luz no ha de orientarse manualmente
con respecto al grupo sensor. La orientación de los dos componentes
puede realizarse ya en la fabricación o el premontaje.
Para realizar una vigilancia de las puertas de
caja es recomendable prever en cada piso un sensor en el área de
las puertas de caja. Un planteamiento de este tipo resulta
relativamente costoso, ya que se ha de emplear un sensor por
piso.
Mas económica resulta una forma de realización
en la que se emplea un sensor que se mueve de forma solidaria con
la cabina de ascensor de piso a piso.
En otra forma de realización, el equipo de
procesamiento 20 compara la información de imagen con una o varias
imágenes de referencia, para obtener información sobre el estado de
la puerta. Para ello puede, por ejemplo, sustraerse una imagen de
referencia de la información de imagen.
\newpage
Según una forma de realización mejorada, la
vigilancia del estado de puerta se realiza de modo continuo mediante
una sucesión de numerosos impulsos de luz y el procesamiento de los
mismos. De este modo puede aumentarse la seguridad en el área del
ascensor en comparación con los planteamientos mecánicos
convencionales.
La vigilancia de puerta según la invención
resulta adecuada para detectar el estado de la puerta (posición de
la puerta, intersticio, desarrollo del movimiento de cierre,
etc.).
Si se emplea un enlace de comunicación
convencional para conectar el sensor al equipo de procesamiento, y
dada la importancia de la seguridad en los datos que han de
transferirse del sensor al equipo de procesamiento (información de
imagen), deberían tomarse medidas adecuadas para garantizar la
seguridad en la transmisión de los datos a través del enlace de
comunicación, que de por sí no resulta seguro.
El dispositivo según la invención puede estar
conectado mediante un enlace de comunicación y/o mediante una red a
un ordenador que procese, edite y en caso dado guarde la información
de imagen suministrada por el sensor. De este modo es posible
realizar un sistema de vigilancia que, por ejemplo, vigile de forma
centralizada una instalación de ascensores con varias cajas de
ascensor.
Un dispositivo según la invención se integra
preferentemente en el circuito de seguridad de un ascensor. De este
modo, el circuito de seguridad se hace más eficaz y el ascensor más
fiable. Como resultado de ello, en determinadas circunstancias
puede aumentarse la disponibilidad del ascensor. Con un diseño
adecuado del dispositivo según la invención pueden reducirse los
fallos de funcionamiento, con lo que será menor la frecuencia con
que se queden personas encerradas en la cabina de ascensor. En los
ascensores convencionales, tales fallos de funcionamiento pueden
estar causados por un mal funcionamiento de mecanismos de
enclavamiento, por problemas de contacto en interruptores de
control de enclavamiento de puerta, o por ensuciamiento.
Un perfeccionamiento ventajoso de la invención
permite ampliar la vigilancia del estado de puerta de modo que
pueda realizarse una protección contra el aprisionamiento.
La protección contra aprisionamiento según la
invención permite detectar una persona a tiempo y disparar una
reacción adecuada para, por ejemplo, reducir el peligro de
aprisionamiento en el área de la puerta.
Una de las ventajas de la invención es que ni la
vigilancia del estado de puerta ni la protección contra
aprisionamiento necesitan sensores u otros medios en las puertas, lo
que elimina también la necesidad de prever guías de cables en al
área de la puerta.
Otra ventaja de una solución según la invención
mediante un sensor 3D consiste en que tales sensores presentan un
tiempo de ciclo relativamente corto (<20 ms). De este modo es
posible realizar soluciones de vigilancia muy rápidas. Los estados
críticos pueden detectarse con mayor rapidez y las reacciones
dispararse a tiempo. La invención hace posible realizar sistemas de
vigilancia que presentan un tiempo de reacción para la detección de
un objeto de unos pocos milisegundos. El reconocimiento rápido
permite disparar una reacción adecuada con una gran rapidez y, al
contrario que en los sistemas ya conocidos, antes de que se produzca
siquiera un contacto entre las puertas y el objeto detectado.
Los sensores 3D utilizados permiten una
evaluación de la tercera dimensión, algo ventajoso en relación con
los sistemas unidimensionales (por ejemplo barreras fotoeléctricas)
o sistemas bidimensionales (por ejemplo resguardos fotoeléctricos o
cámaras CCD). Mediante la captación de las tres dimensiones, la
vigilancia del estado de puerta o la protección contra
aprisionamiento puede obtener directamente una imagen muy próxima a
la situación real en el área de la puerta.
Una ventaja del sensor semiconductor utilizado
es que éste funciona con luz propia. De este modo, el sistema es
básicamente independiente de las condiciones ambientales y funciona
incluso en la oscuridad. Como ventaja adicional puede alegarse que
la invención puede realizarse sin el mecanismo de calibrado empleado
habitualmente en los sistemas basados en cámaras para tener en
cuenta los cambios en las condiciones ambientales. En un sistema
basado en cámaras se utiliza el mecanismo de calibrado por ejemplo
para ajustar la sensibilidad a la luz. Este gasto se suprime.
Otra forma de realización de la invención se
distingue porque el equipo de procesamiento está diseñado de modo
que la información de imagen puede guardarse. De este modo es
posible documentar con información de imagen un proceso crítico,
por ejemplo el aprisionamiento de una persona al acceder a la cabina
de ascensor o al abandonarla. Esta información de imagen puede
servir por ejemplo para el aseguramiento de la prueba.
En otra forma de realización de la invención se
dispara como reacción una llamada al servicio técnico en cuanto un
intersticio detectado sobrepasa un mínimo, aunque con un intersticio
subcrítico no se interrumpe el servicio del ascensor. Sólo si se
sobrepasa un valor crítico se para el ascensor. Eventualmente puede
realizarse además una llamada de emergencia.
La evaluación de la información de imagen
suministrada por el sensor 3D puede vincularse ventajosamente con
el accionamiento de puerta para permitir una sincronización del
procesamiento de información. Con este fin, el accionamiento de
puerta puede equiparse con un codificador. La información
suministrada por el accionamiento de puerta a través del
codificador al equipo de procesamiento puede utilizarse en la
comparación de la información real con la información teórica.
En un ascensor con puertas anchas pueden
emplearse varios sensores, conectados bien a un equipo de
procesamiento o bien a varios equipos de procesamiento.
La vigilancia de puerta según la invención puede
bien sustituir a la vigilancia convencional del enclavamiento de
puerta o bien emplearse de forma complementaria a una vigilancia de
enclavamiento de puerta. De este modo puede mejorarse la seguridad
del sistema total.
La invención para la vigilancia de puertas
también puede combinarse con el mando de un ascensor que controle
la posición de la puerta. De este modo puede crearse un circuito de
regulación que dispare una reacción adaptada correspondientemente
al estado respectivo de la puerta.
La idea que sirve de base a la invención puede
ampliarse empleando el sensor no sólo para la vigilancia de puertas
de ascensor, sino también para la vigilancia de espacios. Mediante
una disposición correspondiente del sensor, puede vigilarse por
ejemplo el espacio interior de la cabina o el vestíbulo de acceso a
la cabina.
Claims (15)
1. Dispositivo de vigilancia de una puerta de
ascensor (12, 13, 14, 15), que contiene un sensor semiconductor 3D
(9, 10, 11, 19) y un equipo de procesamiento (20; 23) y en el
que
- -
- el sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) presenta una fuente de luz (10) que está montada en el área de la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15) y que ilumina como mínimo parcialmente la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15) con impulsos de luz,
- -
- el sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) presenta un grupo sensor (11) que está montado en el área de la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15) y que capta la información luminosa reflejada por la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15),
- -
- el sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) contiene un chip de procesamiento (19) que transforma la información luminosa en información de imagen 3D (16),
- -
- el sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) transmite esta información de imagen 3D (16) a través de un enlace de comunicación (21) al equipo de procesamiento (20, 23),
- -
- el equipo de procesamiento (20, 23) bien compara varias informaciones de imagen 3D (16) sucesivas transmitidas y detecta variaciones entre estas informaciones de imagen 3D (16), o bien
- -
- el equipo de procesamiento (20, 23) compara una información de imagen 3D (16) transmitida con una imagen de referencia o varias imágenes de referencia almacenadas y detecta variaciones entre la información de imagen 3D (16) y la o las imágenes de referencia,
- -
- el equipo de procesamiento (20, 23) dispara una reacción de vigilancia al detectar una variación.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el chip de procesamiento (19) del sensor
semiconductor 3D (9, 10, 11, 19) presenta un dispositivo que
determina la distancia a cada uno de los puntos de destino captados
por el grupo sensor (11).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el equipo de procesamiento (20, 23)
contiene un procesador con un módulo de software que, a partir de
las informaciones de imagen captadas sucesivamente por el sensor
semiconductor 3D (9, 10, 11, 19), determina la dirección de
movimiento y/o la velocidad de los objetos representados.
4. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en caso de existir una diferencia entre
la información de imagen 3D actual (16) y las imágenes de referencia
almacenadas, puede dispararse una reacción, dependiendo el tipo de
reacción preferentemente del tipo de diferencia.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque la reacción no se dispara hasta que la
diferencia sobrepasa un valor de umbral o se hace igual a un patrón
de reconocimiento.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el sensor (9) está diseñado
para el montaje en el área del dintel de una puerta de ascensor,
preferentemente para el montaje en el área del dintel de la puerta
de cabina.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1, 2 y 3, caracterizado porque mediante el equipo de
procesamiento para la evaluación puede realizarse un procedimiento
de evaluación basado preferentemente en operaciones matemáticas en
tres dimensiones.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque el procedimiento de evaluación se basa
en un procedimiento de integración.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la fuente de luz emite luz
en la gama de los infrarrojos y se trata preferentemente de un diodo
luminoso o un diodo láser.
10. Dispositivo según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el grupo
sensor es un sensor de imagen que está conectado a un chip de
procesamiento CMOS.
11. Dispositivo según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, para
reducir la influencia de la luz externa, se realiza una doble
exploración en la que la puerta de ascensor que se ha de vigilar
(12, 13, 14, 15) se explora una vez con luz y otra vez sin luz.
\newpage
12. Procedimiento para la vigilancia de una
puerta de ascensor, con un sensor semiconductor 3D (9, 10, 11, 19)
que capta la luz reflejada por la puerta de ascensor,
caracterizado por las siguientes etapas, ejecutadas en
módulos de software:
- -
- determinación de información de imagen tridimensional teniendo en cuenta el tiempo de propagación y/o la posición de fase de la luz,
- -
- evaluación de la información de imagen tridimensional (63) para reconocer un estado (64) de la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15),
- -
- categorización del estado (64) de la puerta de ascensor (12, 13, 14, 15),
- -
- disparo de una reacción (65) adaptada a la situación.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que la evaluación de la información de imagen tridimensional se
basa en operaciones matemáticas en tres dimensiones.
14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó
13, en el que como mínimo puede reconocerse uno de los estados
siguientes:
- -
- anchura del intersticio
- -
- posición de la puerta de ascensor
- -
- comportamiento de cierre de la puerta de ascensor
- -
- objeto en el área de la puerta de ascensor.
15. Módulo de software (70) para la realización
del procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14.
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