JP2002274765A - エレベータ制御を行うための昇降路情報を発生させる方法 - Google Patents
エレベータ制御を行うための昇降路情報を発生させる方法Info
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Abstract
レベータ制御に役立つ昇降路情報の生成を保証するシス
テムと方法を提案する解決法を提供する。 【解決手段】 昇降路情報を発生させる本システムで
は、CCD線形カメラ(3)を用いてガイドレール
(1)の表面の画像が記録され、画像から読取り可能な
表面パターンからエレベータケージの絶対位置が決定さ
れる。画像データは、新しい画像の増分位置と先行する
画像の絶対位置(i)とを使って第2の相関器(II)
に入力される推定位置を生成する第1の相関器(I)に
入力される。推定位置は、較正時にデータベース内に格
納された画像が位置する関連データベースセクタを捜し
当てるために使用される。第2相関器(II)は、新し
い画像と格納された画像とを比較し、エレベータ制御手
段に伝送される絶対位置(i+1)を、格納された画像
の位置インデックスから決定する。
Description
行うために、図的に認識可能なパターンから生成される
昇降路情報を、エレベータ昇降路内を走行可能なエレベ
ータケージを備えるエレベータ昇降路から発生させる方
法に関する。
させるための装置は、特許明細書EP0722903B
1から明らかになっている。エレベータ昇降路内には、
停止位置の近傍にコード付きの反射板が配置されてい
る。このコードは、二つの同じトラックを持っている。
ドア接点の橋絡が可能な停止位置の接近ゾーンは、水準
線の上下半々に存在する。ロープの伸びによる低すぎる
エレベータケージの調整が開放されたケージのドアによ
って可能になっている調整ゾーンは、水準線の上下半々
に存在する。トラックのコードは、エレベータケージ上
に配置された2チャンネル分析装置によって読み取られ
て分析される。分析装置の送信器は、反射板のトラック
を照明する。トラックの照明された表面は、分析装置の
CCDセンサーに捕捉されてパターン認識論理によって
画像化される。画像のエレベータ制御を行うための情報
への変換は、計算装置によって行われる。
るために、エレベータ昇降路内に配置されたコードスト
リップを必要とすることである。コードストリップは、
過度の伸びがなく正確にエレベータ昇降路内に配置しな
くてはならない。更にコードストリップは、基底をなす
表面から完全にあるいは部分的にも分離しないという保
証がない。コードストリップの不適切な取付けや脱落
は、パターンの消失や誤りという結果を招く。
手段を提示する。請求項1で特徴付けられたように本発
明は、既知の装置の欠点を回避するための解決法、あら
ゆる場合にエレベータ制御に役立つ昇降路情報の生成が
保証されるシステムと方法とを提案する解決法を提供す
る。
る利点は主として、昇降路内に追加設備を必要としない
ことに見られる。それによってエレベータの設置時間
は、十分に短縮することができる。センサーを装備して
エレベータケージに配置される分析装置は、昇降路情報
を発生させるに十分である。高い解像度と極めて高い動
作信頼性とを有する安価な昇降路情報システムは、エレ
ベータ昇降路内に存在する構造物によって実現可能であ
る。この昇降路情報システムは既に、エレベータケージ
の走行を行わずに、運転開始時に絶対位置を与える。更
に本システムは、フロアの停止位置を記憶することがで
き、また従来から例えばブレーキ操作、ドアゾーン、非
常停止、その他に使用された昇降路スイッチをシミュレ
ートすることができる。したがって本システムは、既存
のエレベータ制御システムに適合可能である。
に説明される。
を発生させるシステムを示す。1は、ガイドレールを示
すが、これは、エレベータ昇降路2内に配置され、昇降
路装置と見なされており、またガイドレール面1.1を
持っていて、エレベータ昇降路2内を走行可能なエレベ
ータケージを案内する働きをする。エレベータケージの
走行のその時々の方向は、矢印P1によって示される。
エレベータケージには、レンズ系とCCD線形センサー
とを有するCCD線形カメラ3が配置されている。CC
D線形センサーは、エレベータケージの走行方向P1に
配置されており、例えば128個のイメージ要素を持っ
ている。この配列では、例えば走行方向P1に沿って測
定して、例えば2cmの長さを有する、ガイドレール1
の面1.1の区間を記録することができる。ガイドレー
ル1の2cm区間の画像が形成される。画像は、ガイド
レール区間の表面構造または表面パターンを示す。CC
D線形センサーは、例えば高速で移動するエレベータケ
ージ上で、1000Hzの画像周波数で動作することが
可能であって、イメージ要素に入射する光は電荷に変換
される。電荷は、CCD線形カメラ3で分析され、コン
ピュータに転送される画像データに変換される。
照明し、ガイドレール区間から反射した光は、CCD線
形センサーのイメージ要素の電荷に変換される。画像品
質を改善するために、照明4にはフラッシュLEDまた
はハロゲンランプを使うことができる。
よび/または幾つかの画像処理方法によって更に改善す
ることができる。ガイドレール1の表面構造または表面
パターンの代わりに、例えばエレベータ昇降路2の壁の
表面構造または表面パターン、あるいはエレベータ昇降
路2の構造部品(鋼製の梁)の表面構造または表面パタ
ーンをCCD線形カメラ3によって記録することもでき
る。ガイドレール、壁、または構造部品は本来、昇降路
情報を発生させる働きをするものではなく、エレベータ
ケージおよび/または釣合い重りの案内および/または
支持、または建物の部分の支持という通常の役目を遂行
するものである。
レベータ昇降路2内で走行が行われる。この較正走行時
に、CCD線形カメラ3によって記録された表面構造ま
たは表面パターンは、位置インデックスと共にコンピュ
ータのメモリに書き込まれる。フロアの停止位置を決定
するために、エレベータケージは所望の高さにまで駆動
され、位置がシステムによって読み取られ、フロアの基
準値として記憶される。
テムを設けることができる。一方のシステムは一方のガ
イドレールの表面構造または表面パターンを記録し、他
方のシステムは他方のガイドレールの表面構造または表
面パターンを記録する。変形として両システムが同一の
ガイドレールの表面構造または表面パターンを記録する
こともあり得る。一方のシステムの出力信号を他方のシ
ステム用の学習信号として使うことができ、またその逆
も可能である。もし一方のガイドレールの表面構造また
は表面パターンが較正時のものから変更になった場合、
新しい表面構造または新しい表面パターンに他方のシス
テムの位置データを与えることができる。
面構造または表面パターンは、実線で表されており、画
像は既に記録されていて、関連の絶対位置は決定されて
いる。図1は、位置i+1のガイドレール区間の表面構
造または表面パターンの画像を決定する手順を示す。位
置i+1の新しい画像は破線で表されており、位置iの
画像とオーバーラップしている。画像データは、メモリ
を有するコンピュータ(図示せず)に転送される。ソフ
トウエアで実現された、コンピュータの第1の相関器I
は、位置iの画像と位置i+1の新しい画像とから増分
位置あるいは相対位置を計算し、これから絶対位置iを
使って推定位置を算出する。位置i+1の画像の推定位
置は、ソフトウエアで実現された、コンピュータの第2
の相関器IIに転送され、この第2の相関器IIは推定
位置を使って、較正時に書き込まれた画像が存在するデ
ータベースの関連区間を捜し当てる。上記のように、格
納されている画像は、位置インデックスを備えている。
相関器IIは、位置i+1の新しい画像と格納されてい
る画像とを比較し、位置インデックスから絶対位置i+
1を決定し、絶対位置i+1はエレベータ制御手段に転
送される。
ル1の表面構造または表面パターンの変化は、データベ
ースによって連続的に再学習できる。ガイドレールの表
面に変化が発生すると、増分の相関付けに使われるガイ
ドレール1の新しい画像は、適応できるようにデータベ
ースから取り出される。
ズ系とCCD線形センサーとを備えている。線形センサ
ーの代わりに2次元の面センサを備えることもできる。
走行方向に垂直な次元のイメージ要素は、平均化され
て、1次元の輝度プロファイルという結果を与える。
おける位置p1と時刻t2における位置p2との差から
決定できる。 v=(p2−p1)/(t2−t1)
ての2個のLEDと、輝度検出器としての2個の光抵抗
器とを有する二重センサーシステムを使うこともでき
る。エレベータが走行しているとき、一方の信号は他方
の信号の時間的に遅れたコピーである。二つの信号は、
相互関連付け方法を使用して比較でき、エレベータケー
ジの速度は、時間遅れとセンサー間の距離とから決定で
きる。位置は、速度を積分することと、較正時に記憶さ
れて、その後絶えず修正されたデータと比較することと
の両方によって決定できる。
器II)は、現在画像を基準画像と比較する。先ず相関
ウィンドウが抽出され、それから1画素ずつ基準画像の
上をスライドされる。ウィンドウ内の各画素ごとに画素
階調値の差が決定され、それからそれらの2乗和が計算
される。この計算方法は、これらの1次元画像に対応す
る2個の画像ベクトル間の差ベクトルの長さを決定す
る。相関値の1画素ずつの計算は信頼度値を導出するこ
とも可能にする。ほぼ等しい二つの画像はゼロに近い距
離を持つので、対応する点で相関値は最小になる。信頼
度値ZWを計算するために、全相関長さに亘る絶対最小
値aMと第2位最小値zMと標準偏差Sとが使われる。
実用上は、6と10の間のZWの値は、使用されている
例えば5というしきい値をもって現れる。 ZW=(zM−aM)/S
な信頼度値が現れ、増分相関(オーバーラップを有する
連続した二つの画像)とデータベース相関(データベー
ス内のガイドレール表面の完全な画像)は良好である。
レベータケージの低速度で、良好な信頼度値が現れ、増
分相関(オーバーラップを有する連続した二つの画像)
は良好であるが、データベース相関(データベース内の
ガイドレール表面の不完全な表現)は不十分である。
は、エレベータケージの高速度で、良好な信頼度値が現
れ、増分相関(殆ど使用できないオーバーラップを有す
る連続した二つの画像)は不十分であるが、データベー
ス相関(データベース内のガイドレール表面の完全な表
現)は良好である。
レベータケージの高速度で、低い信頼度値が現れ、増分
相関(殆ど使用できないオーバーラップを有する連続し
た二つの画像)は不十分であって、またデータベース相
関(データベース内のガイドレール表面の不完全な表
現)も不十分である。
区間の増分位置あるいは相対位置を決定する手順を示
す。コンピュータのソフトウエアで実現された第1相関
器Iは、位置iの画像と位置i+1の新しい画像とから
増分位置あるいは相対位置を計算する。第1のステップ
S1で、CCD線形カメラ3の画像データから画素ある
いはピクセルを有する1次元画像が抽出あるいは生成さ
れる。これに続いて、ステップS2で、高域・低域フィ
ルタ・ステージを経由して、画像ベクトルまたは輝度ベ
クトルとも呼ばれる画像が取り出される。高域フィルタ
で画像ベクトルまたは輝度ベクトルを処理することによ
って、照明プロファイルに関する外部からの妨害作用が
抑制される。低域フィルタで画像ベクトルまたは輝度ベ
クトルを処理することによって、CCD線形カメラの熱
雑音が除去される。ステップS3で、位置i+1の処理
済み画像ベクトルまたは輝度ベクトルから、定義された
長さの相関ウィンドウあるいは相関ベクトルが取り出さ
れ、またステップS4で先行画像iの画像ベクトル上を
相関ウィンドウがスライドされる。ステップS5で、各
画素ごとに画素i+1と画素iとの間の距離が計算され
る。この後、ステップS6で、位置iの画像と位置i+
1の画像との間の相対変位が決定される。図1では、相
対位置は増分位置と表されている。ステップS7で、相
対位置は先行の絶対位置iに加算される。図1で絶対位
置と表されている新しい絶対位置は、データベースの関
連区間を捜し当てるための基準である。ステップS7で
は、新しい絶対位置に最も近い、画像データベースの画
像ベクトルの中の例えば3個の画像ベクトルが選択され
て、図3に示す処理に入力される。
区間の絶対位置を決定する処理を示す。ソフトウエアで
実現されたコンピュータの第2相関器IIは、位置iの
画像と位置i+1の画像とから絶対位置を計算する。第
10のステップS10では、CCD線形カメラ3の画像
データから画素あるいはピクセルを有する1次元画像が
抽出または生成される。これに続いてステップS11
で、高域・低域フィルタ・ステージを経由して画像ベク
トルまたは輝度ベクトルとも呼ばれる画像が取り出され
る。高域フィルタで画像ベクトルまたは輝度ベクトルを
処理することによって、照明プロファイルに関する外部
からの妨害作用が抑制される。低域フィルタで画像ベク
トルまたは輝度ベクトルを処理することによって、CC
D線形カメラの熱雑音が除去される。ステップS12
で、位置i+1の処理済みの画像ベクトルまたは輝度ベ
クトルから、定義された長さを有する相関ウィンドウあ
るいは相関ベクトルが取り出され、またステップS13
では、ステップS7で画像データベースから取り出され
た画像ベクトル上を相関ウィンドウがスライドされる。
ステップS14で、画像データベースから取り出された
画素i+1と画素との間の距離が各画素ごとに計算され
る。これに続いてステップS15で、最短距離を有する
画素i+1が決定され、これから、実際の現在位置が得
られるという結果になる。
は相対位置を決定する手順。
Claims (8)
- 【請求項1】 エレベータ制御を行うために、図的に認
識可能なパターンから生成される昇降路情報を、エレベ
ータ昇降路内を走行可能なエレベータケージを備えるエ
レベータ昇降路から発生させる方法であって、 昇降路情報がエレベータ昇降路内に存在するパターンか
ら生成されることと、他の機能を行う昇降路内の部品ま
たは装置の表面構造がパターンとして使用されることと
を特徴とする方法。 - 【請求項2】 1セクタずつ記録されたパターンから、
画像が生成されることと、先行画像に対する現在画像の
相対位置と現在画像の絶対位置とが決定されることとを
特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 位置i+1の画像と位置iの画像とのオ
ーバーラップから相対位置が決定されることと、画像i
の相対位置と絶対位置とから、画像データベースのセク
タを捜し当てるために役立つ推定位置が決定されること
と、捜し当てたデータベース画像と現在画像との比較か
ら現在画像の絶対位置が決定されることとを特徴とす
る、請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 位置の決定が画像の個別画素の比較によ
って行われることと、現在画素から前に知られた画素ま
での距離が位置を決定するための基準として役立つこと
とを特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 位置を確認するために、信頼度の値が決
定されることを特徴とする、請求項3または4に記載の
方法。 - 【請求項6】 エレベータ昇降路内の走行が行われて画
像データベースが生成されることと、記録されたパター
ンに位置インデックスが割り当てられ、画像データベー
スに格納されることとを特徴とする、請求項3から5に
記載の方法。 - 【請求項7】 エレベータ昇降路内に配置されたガイド
レールの表面構造またはエレベータ昇降路の壁がパター
ンとして使用されることを特徴とする、請求項1から6
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項8】 CCD線形カメラとメモリを有するプロ
セッサとを含む少なくとも一つのシステムがパターンを
記録し、位置を決定することを特徴とする、請求項1か
ら7のいずれか一項に記載の方法。
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