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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既知の装置の欠点を回避し、全ての場合にエ
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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレベータ昇降路から昇降路情報を発生
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。

【０００３】既知の装置の欠点は、パターンを発生させ
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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで本発明は、改善
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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によって達成され
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。

【０００６】本発明は、添付の図面を参照しながら詳細
に説明される。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による昇降路情報
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。

【０００８】照明４は、記録されるガイドレール区間を
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。

【０００９】画像品質は、ディジタルフィルタリングお
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。

【００１０】昇降路情報システムを較正するために、エ
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。

【００１１】安全性を高めるために、冗長な二つのシス
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。

【００１２】図１では、位置ｉのガイドレール区間の表
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。

【００１３】エレベータの運転中に発生したガイドレー
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。

【００１４】前述のようにＣＣＤ線形カメラ３は、レン
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。

【００１５】エレベータケージの速度ｖは、時刻ｔ１に
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）

【００１６】ＣＣＤ線形カメラ３の代わりに、光源とし
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。

【００１７】原則として相関付け（相関器Ｉまたは相関
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

【００１８】エレベータケージの低速度で、極めて良好
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）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。

【００１９】ガイドレール表面が変更された場合は、エ
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。

【００２０】ガイドレール表面が変更されなかった場合
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。

【００２１】ガイドレール表面が変更された場合は、エ
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。

【００２２】図２は、例えばガイドレールの記録された
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。

【００２３】図３は、例えばガイドレールの記録された
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシステムの概略図。

【図２】昇降路構造の記録された区間の増分位置あるい
は相対位置を決定する手順。

【図３】記録された区間の絶対位置を決定する手順。

【符号の説明】

１ ガイドレール ２ エレベータ昇降路 ３ ＣＣＤ線形カメラ ４ 照明

フロントページの続き (72)発明者 レネ・クンツ スイス国、6006・ルツエルン、ベーゼムリ ンシユトラーセ・39 (72)発明者 マルクス・シエンケル スイス国、8953・ジーチコン、オートビラ ーシユトラーセ・７ (72)発明者 アントン・グンツインゲル スイス国、8008・チユーリヒ、ミユーレバ ツハシユトラーセ・138 Ｆターム(参考） 3F303 CB01 CB07 FA01 FA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。