JP2008100782A - Elevator and its safety device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレベータおよびその安全装置に関する。 The present invention relates to an elevator and its safety device.
エレベータのかごまたは乗降場の出入口を形成する縦枠の扉対向面に凹部を設け、その凹部の上端と下端にそれぞれ投光器と受光器を配置し、縦柱と扉との隙間に衣服等の物体が引き込まれないようにした出入口安全装置が提案されている。しかし、この出入口安全装置は、かご室または乗降場の縦枠に凹部を形成しなければならない。そのため、この出入口安全装置を既存のエレベータに設けるためには、かご室または乗降場の縦枠を取り外して代わりに専用の縦枠を取り付けなければならず、改修工事が大掛かりになるという問題がある。 A concave part is provided on the door facing surface of the vertical frame that forms the entrance of the elevator car or the landing, and a projector and a light receiver are arranged at the upper and lower ends of the concave part, respectively, and objects such as clothes are placed in the gap between the vertical column and the door. There has been proposed an entrance / exit safety device that prevents the air from being pulled in. However, this entrance / exit safety device must form a recess in the vertical frame of the cab or the landing. Therefore, in order to install this entrance / exit safety device in an existing elevator, the vertical frame of the car room or the landing area must be removed and a dedicated vertical frame must be attached instead, which causes a problem that the repair work becomes large. .
その他、出入口を形成する左右壁の前面下部にそれぞれ投光器と反射ミラーを取り付けるとともに、出入口の上方に複数の受光器を配置し、投光器から出力された光線の光路中に存在する物体を受光器の出力を利用して検出する出入口安全装置が特許文献2に開示されている。しかし、この出入口安全装置は、投光器と受光器が離れた場所にあるため、それらの電気配線が複雑になる。また、足下近くの低い位置に設けた投光器やミラーはそれに貨物が当たって損傷する危険があるという別の問題もある。
そこで、本件発明は、既存のエレベータに簡単に追加設置できる安全装置及びその安全装置を備えたエレベータを提供することを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a safety device that can be easily added to an existing elevator and an elevator equipped with the safety device.
この目的を達成するため、本発明に係るエレベータ安全装置は、エレベータの扉の上方に配置される撮影装置と、上記撮影装置で撮影された画像を処理して上記扉装置の近傍領域に存在する物体を確認する画像処理部と、上記撮影装置と画像処理部に電力を供給する電源部を備えたことを特徴とする。また、本発明に係るエレベータは、このエレベータ安全装置を備えていることを特徴とする。 In order to achieve this object, an elevator safety device according to the present invention is present in a region near the door device by processing a photographing device disposed above the door of the elevator and an image photographed by the photographing device. An image processing unit for confirming an object, and a power supply unit for supplying power to the photographing apparatus and the image processing unit are provided. Moreover, the elevator which concerns on this invention is equipped with this elevator safety device, It is characterized by the above-mentioned.
本発明のエレベータ安全装置は、既存のエレベータを僅かに改修するだけで、そのエレベータに簡単に取り付けることができる。 The elevator safety device of the present invention can be easily attached to an elevator by slightly modifying an existing elevator.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて、特定の方向を示す用語「上」、「下」、「左」、「右」及びそれらの用語を含む別の用語を使用するが、それは図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語によって発明の技術的範囲が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, the terms “up”, “down”, “left”, “right” and other terms including specific terms are used as necessary to indicate a specific direction. These terms are intended to facilitate understanding of the referenced invention and do not limit the technical scope of the invention.
また、以下の説明では、「物体」の用語を用いるが、本件特許出願の明細書等でいう「物体」とは、のかご内や乗降場に固定的に設置された装置等を含むものでなく、エレベータの乗員およびその付属物(例えば、乗員の持ち物、衣服)やエレベータによって運搬される物品(例えば、貨物)を意味する。 In the following description, the term “object” is used. The term “object” as used in the description of the patent application includes a device that is fixedly installed in a car or at a landing. Rather, it means an elevator occupant and its accessories (e.g., occupant's belongings, clothes) and goods (e.g., cargo) carried by the elevator.
〔A.エレベータ〕
図1と図2は、本発明に係るエレベータ10の一部を示す。図示しないが、エレベータ10は、通常のエレベータと同様に、エレベータ10が設置される建物に構築された昇降路、昇降路の中に該昇降路に沿って昇降可能に配置された一つ又は複数のかご、かごを昇降するために必要な機械設備および電気設備を含む昇降設備、昇降設備を制御する制御装置を含む。なお、これら諸設備の詳細な説明は省略する。
[A. elevator〕
1 and 2 show a part of an
〔B.かご〕
図1は、エレベータかご12の内部からエレベータ出入口(以下、「かご出入口」という。)を見た図である。周知のように、かご12は、四角形のかご出入口14を形成する前壁16、左右両側の側壁18、上下の天井板20と床板22、前壁16の反対側にある後壁(図示せず)、およびかご出入口14を開閉する扉装置24を有する。扉装置24は、実線矢印で示すように左右の方向にそれぞれ対称に移動する2枚の扉26,28からなる両開き扉、または、点線で示すように左右同一方向に移動する高速扉(図上左側の扉)と低速扉(図上右側の扉)の2枚の扉26,28からなる片開き扉、もしくは、図示しないが、左右方向に移動する一枚の扉を有する片開き扉のいずれであってもよい。前壁16は、扉装置24によって開閉されるかご出入口14を形成する、左右の縦枠30と該縦枠30の上部を連結する上枠31を有する。かご出入口14の底端は、床板22よって形成されている。後壁に対向する前壁16の内面には、目的階(降車階)を指定する複数のボタン(スイッチ)等を備えた操作部32と、音声発生部(スピーカ)34が設けてある。図示する実施形態では、操作部32はかご出入口14を挟んでその左右両側に設けてあるが、片側だけに設けてもよい。天井板20には、かご出入口14の近傍に、後に詳細に説明するかご安全装置36が設けてある。
[B. (Cage)
FIG. 1 is a view of an elevator doorway (hereinafter referred to as “car doorway”) viewed from the inside of the
〔C.乗降場〕
図2は、エレベータ10が設置されている建物の乗降場38からエレベータかごへの出入口(以下、「乗降場出入口」という。)を見た図である。乗降場出入口40は、エレベータ昇降路(図示せず)を構成している壁(例えば、コンクリートの壁)42の一部を開口して形成されており、上述したかご出入口14と同一の寸法(縦寸法と横寸法)を有する。ここで、乗降場出入口40を形成する壁の部分が、かご12の縦枠30と上枠31に相当する構成部分を含む。縦枠乗降場出入口40の左右壁部分には、昇降を指定するボタン(スイッチ)を備えた操作部44と音声発生部(スピーカ)46が設けてある。乗降場38の扉装置48は、かご扉装置24と同様に2枚の扉50,52を有する扉である。例えば、かご扉装置24が両開き扉であれば乗降場扉装置48も両開き扉である。また、かご扉装置24が高速扉と低速扉を有する片開き扉の場合、乗降場扉装置48も同様の片開き扉である。ただし、この場合、かご装置扉24と違って、図上右側の扉50が高速扉、図上左側の扉52が低速扉である。乗降場38の天井板54には、乗降場出入口40の近傍に、後に詳細に説明する乗降場安全装置56が設けてある。
[C. (Platform)
FIG. 2 is a view of the entrance / exit to the elevator car (hereinafter referred to as “entrance / exit entrance”) of the building where the
〔D.安全装置〕
かご安全装置36と乗降場安全装置56はほぼ同一の構成を有する。したがって、かご安全装置36について説明する。具体的に図3を参照して説明すると、安全装置36は、後に説明する種々の装置を収容する容器またはハウジング60を有する。ハウジング60は、後に説明する各種装置が固定された基板62と、基板62に固定された透光性のドーム状カバー64を有し、図示するように、基板62を上に向け、カバー64を下に向けて、基板62またはカバー64を介して天井板20に固定されている。
[D. Safety device〕
The
ハウジング60の中には、撮影装置66が収容されている。撮影装置66は、電荷撮像素子(CCD)を備えたデジタルカメラが使用されており、出入口14をその上方から撮影できるように下方に向けて配置されている。撮影装置66には、パン・チルト機構を用いずに、一方(左側または右側)の縦枠30の上部から他方(右側または左側)の縦枠30の上部までの広い範囲(点線で示す視野68)を撮影できる広角映像カメラを使用することが好ましい。
An
撮影装置66には、一定の間隔を開けて配置された2つの撮影レンズを有するステレオカメラを使用してもよい。この場合、2つの撮影レンズを通じて撮影された2つの画像から物体までの距離を検出することができる。
As the photographing
図示する好適な実施形態では、ハウジング60内に2つの補助的な照明部または照明装置70,72を収容している。通常、かご12と乗降場38の天井にはそれぞれかご12内と乗降場38を照明する照明装置または照明ランプが設置されており、ここで新たに付設される照明装置70,72は撮影装置66の撮影領域、特に物体検知領域100(図5参照)を補助的に照明するものである。そのため、一方の照明装置70は左側の縦枠30の上端近傍から下端近傍までの照明領域74を照明可能であり、他方の照明装置72は右側の縦枠30の上端近傍から下端近傍までの照明領域76を照明可能である。2台の照明装置70,72を使用することは必須ではなく、後に説明する画像処理に必要な光量をもって両照明領域74,76を照明できれば、一台の照明装置であってもよい。照明装置70,72の光源は、撮影装置66の撮像素子が感度を有する波長域の光を出射するものであることが好ましい。具体的に、可視光を使用することもできるが、照明装置70,72から出射される光が乗員に見えないように、非可視光、例えば波長が約900nm〜約1200nmの近赤外光を使用することが好ましい。
In the preferred embodiment shown, the
図4は、安全装置36,56と既存のエレベータ制御部80との電気的な接続を示す。図示するように、安全装置36,56は、撮影装置66から出力された画像データを平面画像データに再構成するとともに該平面画像データに基づいて信号(例えば、警告信号)を生成して出力する画像処理部82と、撮影装置66・照明装置70,72・および画像処理部82に電力を供給する電源部の電源回路84を有する。電源回路84は、後に説明するエレベータ制御部の電力供給部と撮影装置66および画像処理部82を電気的に接続する電気配線であってもよい。画像処理部82と電源回路84は基板62に設けてあり、画像処理部82の出力部が信号ケーブル(配線)86を介してエレベータ制御部80の信号入力部88に接続され、電源回路84の入力部が電力ケーブル(配線)90を介してエレベータ制御部80の電力供給部92に接続されている。
FIG. 4 shows the electrical connection between the
〔E:動作〕
安全装置36,56の動作について説明する。なお、以下の説明ではかごの安全装置36についてのみ説明するが、安全装置56も同様に動作する。安全装置36の動作中、撮影装置66と照明装置70,72には、エレベータ制御部80の電力供給部92から電源ケーブル90と電源回路84を通じて所定の電力が供給される。電力が供給された照明装置70,72は照明領域74,76を照明する。撮影装置66は、出入口14,40およびその近傍領域を撮影する。図示するように、撮影装置66の撮影領域68の全て又は殆どが撮影領域68に含まれていることが好ましい。撮影装置66で撮影された画像は、画像処理部82に送信される。画像処理部82は、入力された画像データを平面画像データに変換する。発明の理解を容易にするために、例えばかご安全装置36で作成される平面画像データを二次元平面に展開した例を図5に示す。図示するように、平面画像データは、撮影装置66で撮影された画像から得られたものである。画像処理部82は、公知の対象物検出画像処理技術を利用して、扉26,28の近傍、または縦枠30と扉26,28の隙間94の近傍の検知領域100に物体(例えば、乗員、乗員の衣服)が存在するか否か判断する。検知領域100は、予め画像上に定義されている。判断の結果、図5に丸印で示す物体が検知領域100内に確認されると、画像処理部82は信号ケーブル86を介してエレベータ制御部80に信号(検知信号)を出力する。エレベータ制御部80は、入力された信号に基づき、かご12の音声発生部34を通じて警告音又は適当な警告音声を出力し、かご12内または乗降場38の乗員に対して、出入口14の近くから退避することを告げる。
[E: Operation]
The operation of the
撮影装置66で撮影された画像において、物体画像と背景画像の間に十分なコントラストを付けるために、図3に示すように、隙間94の近傍にある縦枠30の表面に、隙間94に沿って上下方向に伸びる反射材96を設けることが好ましい。このような反射材96を利用すれば、例えば黒色の物体のように光を吸収する物体を背景画像から容易に区別して検出できる。また、反射材96は電力の供給を必要としないうえ、単に貼り付けるだけでよいことから、追加設備の費用を最小限に抑えることができる。
In the image photographed by the photographing
反射材96としては、入射光を入射方向と反対の方向(入射方向と180°異なる方向)に送り戻す再帰性の反射材または反射しートもしくは反射板が好適に利用できる。また、反射材96は、縦枠30以外の箇所、例えば、両開き扉の場合は左右の扉26,28の端部(他方の扉に対向する端部)近傍の表面(かご内部、乗降場から見える面)、また片開き扉の場合は高速扉と低速扉の端部近傍の表面に、縦方向に沿って配置してもよい。図示しないが、乗降場38にも、同様の反射材を縦枠等に取り付けることが好ましい。
As the reflecting
以上に説明したように、安全装置36,56は、撮影装置66と画像処理部82が一体的に構成されている。そして、一体的に構成された安全装置36,56は、図3に示す撮影条件および照明条件が得られるように天井板20、54に固定され、天井板20,54に形成された孔または開口(図示せず)を介して信号ケーブル86と電力ケーブル92を背後に導出し、既存のエレベータ制御部80と電気的に接続される。したがって、既存設備の改造は最小限に止めることができる。そのため、既に設置されているエレベータに簡単に取り付けることができる。
As described above, in the
対象物検出画像処理技術として、画像に含まれる物体と背景(例えば、扉、縦枠)の輝度のみを閾値処理することで物体を抽出する手法が提案されているが、この手法は様々な反射率を持つ複数の物体を背景から容易に抽出することができない。したがって、対象物検出画像処理技術としては、背景差分方式を採用することが好ましい。 As an object detection image processing technique, a method of extracting an object by performing threshold processing only on the luminance of an object included in an image and a background (for example, a door, a vertical frame) has been proposed. Multiple objects with a rate cannot be easily extracted from the background. Therefore, it is preferable to employ the background difference method as the object detection image processing technique.
背景差分方式は、背景、すなわち物体が無い状態での画像を背景画像(背景モデル)として記憶しておき、この背景画像と撮影装置66から逐次されて出力される撮影画像について、画素単位または部分画像単位で差分をとり、その差分を基準値と比較することによって物体の存在を検出する方法である。
In the background difference method, a background, that is, an image without an object is stored as a background image (background model), and the background image and a captured image sequentially output from the
具体的に、背景差分方式を用いた画像処理について図6を参照して説明すると、画像処理部82の画像入力部1000は、撮影装置66からの画像を受信する。背景画像学習部1002は、撮影画像を取得し、この画像を背景画像として背景モデル記憶部1004に送信する。背景モデル記憶部1004は、背景画像を記憶する。画像入力部1000から出力された画像は、背景画像学習部1002から背景画像差分部1006に送信される。背景画像差分部1006は、背景画像学習部1002からの撮影画像と背景モデル記憶部1004に記憶されている最新の背景画像の検知領域100について、画素単位でまたは部分画像単位で両者の輝度を比較し、その差分が所定の基準値以上の場合、その画素または部分画像の領域に物体が存在すると判断する。例えば、図5に示すように、検知領域100は、左右の縦枠30と扉26,28、50,52との隙間94の画像を含む、扉26,28の近傍を撮影した台形領域である。背景画像差分部1006が物体の存在を認識した場合、外部出力部1010がエレベータ制御部80に信号を出力する。エレベータ制御部80は、外部出力部1010からの信号を受信すると、音声発生部34から所定の音声を出力する。背景画像差分部1006が物体の不存在を認識した場合、上述した処理を繰り返す。なお、撮影装置66がステレオカメラの場合、撮影装置66から物体までの距離に計算し、さらに、その計算結果に基づいて物体と隙間との距離を計算し、ここで計算された物体と隙間との距離をもとに、物体が隙間または扉26,28、50,52と近接しているか否か判断することもできる。
Specifically, image processing using the background difference method will be described with reference to FIG. 6. The
なお、図6に示す各ブロック(1000〜1010)は、電気回路の一部として構成することもできるし、制御プログラムの一部として構成することもできる。 Each block (1000 to 1010) shown in FIG. 6 can be configured as a part of an electric circuit or can be configured as a part of a control program.
このように、背景差分方式によれば、光を吸収する黒い物体であっても、背景に十分な輝度分布があれば、背景画像との変化を捉えることによって、物体を検出できる。 As described above, according to the background difference method, even if the object is a black object that absorbs light, if the background has a sufficient luminance distribution, the object can be detected by capturing a change from the background image.
図7に示すように高速扉と低速扉の2枚の扉26’,28’からなる片開き扉(扉装置24’)の場合、高速扉26’と低速扉28’の間の隙間に物体が引き込まれるおそれがある。また、扉の形態を問わず、扉の端部とこれに対向する部位(例えば、対向する扉の端部、縦枠)との間に物体が挟まれる可能性がある。したがって、そのような引き込みや挟み込みを防止するためには、画像の検知領域は扉の開閉動作に応じて更新(移動)させることが好ましい。この場合、低速扉28’の端部(高速扉26’に近接する図の左側端部)を含む領域を検知領域102とし、低速扉28’の移動に応じて検知領域102を移動する。そのために、例えば、図7,図8(a)に示すように、扉28’に一つ又は複数の検出マーク104を形成し、撮影画像における検出マーク画像の移動を追跡する。扉28’に設けた検出マーク104の移動状態と、画像に表れる対応マーク画像の移動状態を図8(b)に示す。検出マーク104は、再帰性反射シートまたは特殊な形状と色のシートを貼り付けて形成することができる。一方、撮影装置66の設置位置、レンズの画角、検出マーク104の高さ等のカメラパラメータは既知であり、これらカメラパラメータとマーク位置との関係を画像処理部82の記憶部に記憶しておく。そして、画像処理部82は、記憶されているマーク位置とカメラパラメータを用いて、撮影画像上におけるマーク画像の位置から扉26’、28’の実際の位置を検出する。
As shown in FIG. 7, in the case of a single door (door device 24 ') composed of two doors 26' and 28 ', a high speed door and a low speed door, an object is placed in the gap between the high speed door 26' and the low speed door 28 '. May be drawn in. Moreover, an object may be pinched | interposed between the edge part of a door and the site | part (for example, the edge part of an opposing door, a vertical frame) which opposes this irrespective of the form of a door. Therefore, in order to prevent such pull-in or pinching, it is preferable to update (move) the image detection area in accordance with the opening / closing operation of the door. In this case, an area including the end of the low speed door 28 '(the left end in the drawing adjacent to the high speed door 26') is set as the
図9を参照して画像処理部82の処理を具体的に説明すると、画像入力部1100は、撮影装置66からの画像を受信する。扉動き検知部1102は、撮影画像に表れたマーク104の位置を検知する。検知領域更新部1104は、検知された扉の位置と、カメラパラメータ記憶部1106に記憶されているカメラパラメータを利用して、画像上に設定する検知領域102を更新し移動する(図8(b)参照)。そして、画像処理部(背景差分)82は、更新された検知領域をもとに、上述した背景差分方式に基づいて、検知領域102に物体が存在するか否か判断し、物体が存在すると判断した場合、エレベータ制御部80に信号を出力する。エレベータ制御部80は、外部出力部からの信号を受信すると、音声発生部34,46から所定の音声を出力する。
The processing of the
このように、扉の動きに応じて検知領域を動的に更新することで、扉と扉の隙間や扉と扉の間に物体が引き込まれたり、挟まれることが無くなる。 In this way, by dynamically updating the detection area in accordance with the movement of the door, the object is not pulled or pinched between the door and the door or between the door.
エレベータの安全性を図るためには、エレベータに関連する異常を記録し分析することが好ましい。このような観点から、図10に示すように、かご12または乗降場38の天井に別の撮影装置110を取り付け、安全装置36,56の画像処理部82からエレベータ制御部80に出力される信号(物体が検出されたことを示す信号)を画像記録装置112に送信し、例えば、その検知信号に基づいて撮影装置66の撮影密度を高めて異常事態を詳細に記録したり、異常事態の発生時刻を記録してもよい。
In order to improve the safety of the elevator, it is preferable to record and analyze the abnormality related to the elevator. From this point of view, as shown in FIG. 10, another
このようにすれば、後に異常事態を詳細に検討し、その検討結果に基づいてエレベータの安全性を更に高めることができる。 In this way, the abnormal situation can be examined in detail later, and the safety of the elevator can be further enhanced based on the examination result.
以上の実施形態では、撮影装置66は出入口14,40の中央部上方に配置しているが、出入口14,40を撮影できる位置であれば、左右いずれに配置してもよい。また、図1〜図3に示すように、安全装置36,56は天井板20,54から突出して設けているが、天井板20,54または上枠31の下面に埋め込むこともできる。この場合、天井板20,54または上枠31に形成された開口部を透光性の板で覆い、その透光性の板の背後に撮影装置や照明装置を配置する。このようにすれば、天井板20,54または上枠の下面から突出する部分が無くなり、安全装置の外観が向上する。
In the above embodiment, the photographing
10:エレベータ、12:かご、14:かご出入口、16:前壁、18:側壁、20:天井板、22:床板、24:扉装置、26、28:扉、30:縦枠、31:上枠、32:操作部32:音声発生部、36:かご安全装置、38:乗降場、40:乗降場出入口、42:壁(縦枠)、44:操作部、46:音声発生部、48:扉装置、50,52:扉、54:天井板、56:乗降場安全装置、60:ハウジング、62:基板、64:カバー、66:撮影装置、68:視野、70,72:照明装置、74、76:照明領域、80:エレベータ制御部、82:画像処理部、84:電源回路(電源部)、86:信号ケーブル、88:信号入力部、90:電力ケーブル、92:電力供給部、94:隙間、96:反射材、100:検知領域、102:検知領域、104:検出マーク。 10: Elevator, 12: Car, 14: Car doorway, 16: Front wall, 18: Side wall, 20: Ceiling board, 22: Floor board, 24: Door device, 26, 28: Door, 30: Vertical frame, 31: Top Frame: 32: Operation unit 32: Sound generation unit, 36: Car safety device, 38: Boarding / exit hall, 40: Entrance / exit gate, 42: Wall (vertical frame), 44: Operation unit, 46: Sound generation unit, 48: Door device, 50, 52: Door, 54: Ceiling board, 56: Boarding area safety device, 60: Housing, 62: Substrate, 64: Cover, 66: Imaging device, 68: Field of view, 70, 72: Illumination device, 74 , 76: illumination area, 80: elevator control unit, 82: image processing unit, 84: power supply circuit (power supply unit), 86: signal cable, 88: signal input unit, 90: power cable, 92: power supply unit, 94 : Gap, 96: Reflective material, 100: Detection region, 102: Detection Regions, 104: detection mark.
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