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.

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ES2260403T3
ES2260403T3 ES02405184T ES02405184T ES2260403T3 ES 2260403 T3 ES2260403 T3 ES 2260403T3 ES 02405184 T ES02405184 T ES 02405184T ES 02405184 T ES02405184 T ES 02405184T ES 2260403 T3 ES2260403 T3 ES 2260403T3
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Romeo Deplazes
Elena Cortona
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/18Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B13/00Doors, gates, or other apparatus controlling access to, or exit from, cages or lift well landings
    • B66B13/24Safety devices in passenger lifts, not otherwise provided for, for preventing trapping of passengers
    • B66B13/26Safety devices in passenger lifts, not otherwise provided for, for preventing trapping of passengers between closing doors

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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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