JP4574671B2 - 点呼機構に基づくエレベータ位置決め用視覚装置 - Google Patents

Description

本発明は、可動床を位置決めする装置及び方法に関する。

位置決め基準システム（ＰＲＳ）は、昇降路内のエレベータかごの高速かつ正確な位置測定を提供するエレベータ制御装置の構成要素である。あるＰＲＳは、昇降路に沿って固定位置に取り付けられた視覚標識と併せて、可動床に取り付けられた電荷結合素子（ＣＣＤ）などの視覚をベースにする装置を用いる。このような方法では、視覚装置が視覚標識（通常、受動的なリフレクタ）を観測し、この視覚標識の位置を特定して、可動床の位置を算出する。

不都合にも、受動的なリフレクタを用いるＣＣＤをベースにした視覚装置のＳ／Ｎ比は、空気中やＣＣＤレンズ上、或いは受動的なリフレクタ上における不透明な物質により実質的に低下する。このような低下したＳ／Ｎ比が、最悪の場合、ＣＣＤをベースにしたＰＲＳの位置決め性能の低下をもたらす。視覚標識用の高光度の光源を用いることによって、このような位置決め性能の低下を防止する十分な解決法を得ることができる。別の解決法は、能動的なリフレクタを用いることを伴い、特にこのリフレクタは、必ずしも受動的に光を反射することはしないものの、光源として能動的に機能し、また上述のような受動的なリフレクタの代わりに例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。能動的なリフレクタが、放射光の強さを調節することによってノイズ比に対し必要な信号を与えることが可能なため、しばしばこのリフレクタを用いることが望ましい。特に、能動的なリフレクタが配置される場所で電源が使用可能な場合には、能動的なリフレクタを用いることによって、可動床の正確な位置決めができるように、Ｓ／Ｎ比が適切な水準に上昇し得る方法が得られる。

しかしながら、能動的なリフレクタをベースにするＣＣＤ装置に関連するいくらかの重大な問題が存在する。第１に、既存の光源の最長耐用年数は、長くても１０年であるので、能動的なリフレクタの耐用年数が限られる。各光源が１０ミリ秒ごとにほんの数ミリ秒だけ点灯するように、能動的なリフレクタを備える光源を点滅させることによって、１０年の耐用年数を延ばすことが実現し得る。しかしながら、能動的なリフレクタの場合、このリフレクタが消灯している機会は、エレベータが乗客を搬送していないときのみであり、リフレクタの消灯の長さをはっきりと確定することができない。加えて、上述の方法で能動的なリフレクタを点滅させるのに追加の制御／信号線が必要となり、その結果、取り付け費用が増大する。

第２に、ＰＲＳに補正動作の不要な機能を与えるために、能動的なリフレクタが好ましくは符号化される。通常、このような符号化は、結果としてコストを増大させるとともに、作動時の堅牢性を低下させる。能動的なリフレクタの限られた耐用年数に加え、これらの事実によって、高額の保守費用、高額の材料費用ならびに高額の取り付け費用がもたらされる。

故に、作動寿命を実質的に延ばすと同時に取り付け費用及び保守費用を低額にすることを可能にする能動的なリフレクタを備えるＰＲＳが必要である。

従って、本発明の目的は、可動床を位置決めする装置及び方法を提供することである。

本発明によれば、位置決め装置は、電磁信号を受信し、かつ光信号を送信するために既知の場所にそれぞれ配置された複数のトランスポンダモジュールと、電磁信号を送信し、かつ光信号を受信する少なくとも１つのトランシーバモジュールと、少なくとも１つのトランシーバモジュールの位置を決定するために、受信した光信号を処理する手段と、を備える。本発明では、発光体の使用は、人が可視できるスペクトル、赤外線スペクトル及び紫外線スペクトル双方の電磁放射を広く含む。

さらに本発明によれば、可動床の位置を測定する装置は、無線周波数（ＲＦ）信号を受信するＲＦ受信機及び光信号を送信する一連の発光体を備える複数のトランスポンダモジュールと、符号化されたＲＦ信号を送信するＲＦ送信機、光信号を受信するカメラ、ならびに受信した光信号から複数のトランスポンダモジュールのうちの１つの位置を特定して、可動床の位置を算出する処理装置を備える可動床に固定された少なくとも１つのトランシーバモジュールと、を備える。

さらに本発明によれば、可動床の位置を測定する方法は、ＲＦ信号を送信するＲＦ送信機と、光信号を受信するカメラと、受信した光信号の位置を特定して、可動床の位置を算出する処理装置と、を備える少なくとも１つのトランシーバモジュールを可動床に固定するステップと、符号化されたＲＦ信号を受信するＲＦ受信機と、光信号を送信する一連の発光体と、を備える複数のトランスポンダモジュールのそれぞれを固定位置に配置するステップと、少なくとも１つのトランシーバモジュールから、複数のトランスポンダモジュールのうちの１つによって受信される符号化されたＲＦ信号を送信するステップと、複数のトランスポンダモジュールのうちの１つによって、符号化されたＲＦ信号を受信し、かつこれに応じて光信号を送信するステップと、少なくとも１つのトランシーバモジュールのカメラ装置を用いて、送信された光信号を受信するステップと、受信した光信号からトランシーバモジュールの位置を算出するステップと、を備える。

本発明における１つ或いは複数の実施例の詳細は、添付の図及び以下の記述から説明される。本発明における他の特徴、目的及び長所は、後述する説明及び図から明らかになるであろう。

本発明は、可動床の位置決めに用いる位置決め基準システム（ＰＲＳ）である。本発明のＰＲＳは、定められた経路に沿って固定された一連のトランスポンダモジュール及び、可動床に取り付けられた少なくとも１つのトランシーバモジュールを用いる。可動床は、このような定められた経路に沿ってほぼ同じように移動することができる。本発明では、定められた経路に沿って移動する可動床に関して記載しているが、それに限定されない。各々のトランスポンダモジュールは、無線周波数（ＲＦ）受信機と、発光アレイと、を備える。逆に、各々のトランシーバモジュールは、ＲＦ送信機と、各トランスポンダモジュールの発光アレイから放射された光を記録するカメラ装置と、を備える。その結果、各トランシーバモジュールのＲＦ送信機が、１つ或いは複数のトランスポンダモジュールによって受信されるＲＦ信号を送信するように設けられる。トランスポンダモジュールによってＲＦ信号が受信されると同時に、発光アレイが短時間作動する。放射光は、各トランシーバモジュールのカメラ装置によって取り込まれる。各トランスポンダモジュール、ひいては各発光アレイが、定められた既知の場所に配置されるので、発光アレイから受光したときに、各トランシーバモジュールに対して視覚的な確認が可能になり、その結果、発光アレイに対するトランシーバモジュールの位置が推定される。その後、トランシーバモジュールの視野の範囲内の発光アレイの位置を、発光するトランスポンダモジュールからトランシーバモジュールへのオフセットと相関させるように、演算が行われてもよい。それから、トランスポンダモジュールに対するトランシーバモジュールの位置を算出してもよく、トランスポンダモジュールの絶対位置、可動床に対するトランシーバモジュールの絶対位置、ひいてはトランシーバモジュールが固定される可動床の絶対位置を明確にしてもよい。本発明は、エレベータに関して記載しているが、それに限定されない。むしろ本発明は、予想経路が、既知の基準点を備え、これに対する空間的な関係が決定されるような種々の可動床を含むように広く図示されている。

図１を参照すると、本発明の位置決め基準システム（ＰＲＳ）１０が図示されている。多数のトランスポンダモジュール１３が昇降路１５に固定され、この昇降路１５に沿って位置している。一実施例においては、単一のトランスポンダモジュール１３が、昇降路１５に沿って各階ごとに１つ固定され、これによって、各々のドア枠１２に対する各トランスポンダモジュール１３の位置が、同一またはほぼ同一になる。少なくとも１つのトランシーバモジュール１１が、可動床１７に取り付けられる。

図２を参照すると、トランスポンダモジュール１３の構成が詳細に図示されている。各トランスポンダモジュール１３は、ＲＦ受信機２３と、発光アレイ２１と、計算ユニット２２と、からなる。ＲＦ受信機２３は、ＲＦ信号を受信することができる。発光アレイ２１は、好ましくは一連の発光ダイオード（ＬＥＤ）２０からなる。好ましい実施例では、発光アレイ２１は、ＬＥＤの１次元配列からなる。さらに別の実施例では、発光アレイ２１は、ＬＥＤや他の光源の２次元配列からなってもよい。上述のとおり、各トランスポンダモジュール１３は、各ドア枠１２に対して同一もしくはほぼ同一の位置に取り付けられる。ＲＦ受信機２３が、符号化されたＲＦ信号をトランシーバモジュール１１から受信したときに、ＲＦ受信機２３は、符号を抽出するために符号化されたＲＦ信号を復調して、抽出した符号を計算ユニット２２に送信する。変調された符号は、計算ユニット２２によってこのユニット２２に保存されたユニークな識別番号と比較される。好ましい実施例では、個々のトランスポンダモジュール１３の各々は、計算ユニット２２に保存されるユニークな識別番号を有する。ユニークな識別番号は、エレベータの組立時においてトランスポンダモジュール１３に付与されてもよく、或いは取り付け時などの後の過程において動的に割り当てられてもよい。符号化されたＲＦ信号からＲＦ受信機２３によって抽出された符号が、トランスポンダモジュール１３のユニークな識別番号と一致するものと計算ユニット２２によって判断されると、計算ユニット２２が、発光アレイ２１に所定の時間で点滅するように指令する。好ましい実施例では、計算ユニット２２が、発光アレイ２１に点灯するように指令するときに、このユニット２２は、さらにこのアレイ２１に光度の値を伝達する。光度の値によって、発光アレイ２１から放射される光の光度が調節される。好ましくは、この光度の値は、トランシーバモジュール１１から受信されるＲＦ信号内に符号化される。発光アレイ２１を純粋に点滅させることに加えて、このアレイ２１を、さらなる情報を伝達するために変調させることができる。例えば、発光アレイ２１がＬＥＤの１次元配列である場合には、個々のＬＥＤを２進化符号情報を伝達するように点滅させてもよい。このような２進化符号情報には、発光アレイ２１が一部を形成するトランスポンダモジュール１３のユニークな識別符号の表示を含むことができるが、これに限定されない。

図３を参照すると、各々のトランシーバモジュール１１の構成が詳細に図示されている。各トランシーバモジュール１１は、ＲＦ送信機３３と、カメラ装置３１と、計算ユニット３２と、からなる。各カメラ装置３１の視角を大きくするために、トランシーバモジュール１１は、通常、可動床１７の側面に取り付けられる。可動床１７がエレベータである場合には、トランシーバモジュール１１は、各発光アレイ２１の鮮明な視野が、エレベータ１７の側面もしくは昇降路１５の壁面のいずれかによって遮られないように、可動床１７に固定される。トランシーバモジュール１１が固定された可動床１７が特定のトランスポンダモジュール１３を通過するときに、トランシーバモジュール１１は、各発光アレイ２１を捉えることができる。好ましい実施例では、トランシーバモジュール１１のカメラ装置３１は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）素子や電荷結合素子（ＣＣＤ）などの半導体素子でできている。通常、ＣＣＤは、約６０°の角度即ちカメラ装置３１の両側に３０°ずつ延びている視野１８を有する。その結果、カメラ装置３１の視野１８は、昇降路１５に沿って観測可能な範囲Ｄにわたる。各カメラ装置３１の観測可能な範囲Ｄは、隣接するトランスポンダモジュール１３の各々を隔てる距離より大きいことが好ましい。このように、トランシーバモジュール１１のカメラ装置３１は、少なくとも１つのトランスポンダモジュール１３を常時捉えることができる。

通常のエレベータ運転中は、トランシーバモジュール１１が、このモジュール１１に最も近いトランスポンダモジュール１３によって受信される符号化されたメッセージを送信する。計算ユニット３２は、このユニット３２内に保存された各トランスポンダモジュール１３のユニークな識別番号及びこのモジュール１３に対応する位置を有し、或いは別の方法でこの識別番号及び位置にアクセスできる。停電の場合を除いて、本発明のＰＲＳは、エレベータかごの位置、最も近くのトランスポンダモジュール１３の位置の双方を確定することができ、その結果、特にトランシーバモジュール１１に最も近い所望のトランスポンダモジュール１３を呼び出すことができる。トランシーバモジュール１１が、符号化された信号をトランスポンダモジュール１３に送信すると、トランシーバモジュール１１のカメラ装置３１が、トランスポンダモジュール１３の発光アレイ２１から放射された光量子を受信する。発光アレイ２１から放射された光が受信されると同時に、計算ユニット３２によってトランシーバモジュール１１の位置が算出され、ひいては上述のように可動床１７の位置が算出される。この動作は、一定の時間間隔で繰り返される。好ましい実施例では、可動床１７に取り付けられたトランシーバモジュール１１によって符号化メッセージが送信される間の時間間隔は、好ましくは１〜１００ミリ秒であり、より好ましくは概ね１０ミリ秒である。従って、通常のエレベータ運転中は、トランシーバモジュール１１は、従来における概ね１０ミリ秒毎に可動床１７の位置を確定することができるとともに、各トランスポンダモジュール１３のユニークな識別番号を確定することができる。そして、トランシーバモジュール１１によって、符号化されたＲＦ信号が最も近くのトランスポンダモジュール１３に送信される。トランスポンダモジュール１３が、受信するＲＦ信号を検知し、このＲＦ信号を復号して、復号した符号をユニークな識別番号と比較する。復号した符号がトランスポンダモジュール１３の識別番号と一致すると、このモジュール１３が、発光アレイ２１を作動させるときの光度を示す光度調節の指令を出すとともに、このアレイ２１を作動させる。トランシーバモジュール１１によって、発光アレイ２１から放射された光信号が検出される。上述のとおり、計算ユニット３２は、各トランスポンダモジュール１３の位置にアクセスできる。計算ユニット３２によって、カメラ装置３１の視野１８内における発光アレイ２１の位置を基準にして、このカメラ装置３１に対するトランスポンダモジュール１３の発光アレイ２１の位置が算出されるとともに、カメラ装置３１の絶対位置、ひいては可動床１７の位置が算出される。

別の実施例においては、２つのトランシーバモジュール１１、１１’が、これらのモジュール１１、１１’のそれぞれの視野１８が、より広い観測可能な範囲１９をカバーするために部分的に重複するように可動床１７に固定される。エレベータの場合には、少なくとも１つのトランシーバモジュール１１が、いかなる瞬間でも発光アレイ２１を観測することが可能になり得ることにより、トランシーバモジュール１１の冗長が、安全性を向上させるために機能する。

停電の場合には、本発明のトランシーバモジュール１１によって、昇降路１５に沿って配置されたトランスポンダモジュール１３に対応するユニークな識別番号の各々が、連続的な方法で呼び出される。トランシーバモジュール１１は、このモジュール１１のカメラ装置３１が、発光アレイ２１から放射された光を検出するまで各々の識別番号を順に呼び出し続ける。この時点で、トランシーバモジュール１１によって、個々のトランスポンダモジュール１３の各々に対応する位置が検知され、このモジュール１１の絶対位置が算出され得る。

別の実施例においては、トランスポンダモジュール１３独自のユニークな識別符号にアクセスできることに加えて、各トランスポンダモジュール１３は、汎用位置決め符号に割り当てられる。この汎用位置決め符号は、各トランスポンダモジュール１３に対して同一である。トランスポンダモジュール１３があるメッセージを復号し、復号された符号が汎用位置決め符号と等しい場合には、トランスポンダモジュール１３が、個々のモジュール１３の符号化されたユニークな識別番号を示すために、発光アレイ２１を備える個々の発光体を順に点滅させるようにこのアレイ２１に指令する。好ましい実施例では、発光体が、２進化符号を示すように順に点灯する。このように、トランスポンダモジュール１３を、既存のトランスポンダモジュール１３の交換部品として既知の場所に取り付けてもよく、このモジュール１３によって、エレベータ運転中に計算ユニット３２内に保存されるこのモジュール１３のユニークな識別番号が、トランシーバモジュール１１に送信される。

本発明における１つ或いは複数の実施例を示してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく種々の改良が可能であることを理解できよう。従って、他の実施例も、以下の特許請求の範囲に属する。

本発明の位置決め基準システム（ＰＲＳ）の図。 本発明のトランスポンダモジュールの図。 本発明のトランシーバモジュールの図。

Claims (5)

1. 可動床の位置を測定する装置であって、
   無線周波数信号を受信する無線周波数受信機と、
   光信号を送信する一連の発光体と、
   をそれぞれ備える複数のトランスポンダモジュールと、
   符号化された無線周波数信号を送信する無線周波数送信機と、
   上記光信号を受信するカメラと、
   受信した上記光信号から複数の上記トランスポンダモジュールのうちの１つの位置を特定して、上記可動床の位置を算出する処理装置と、
   を備える上記可動床に固定された少なくとも１つのトランシーバモジュールと、を備えることを特徴とする位置測定装置。
2. 可動床の位置を測定する方法であって、
   符号化された無線周波数信号を送信する無線周波数送信機と、
   光信号を受信するカメラと、
   受信した上記光信号の位置を特定して、上記可動床の位置を算出する処理装置と、
   を備える少なくとも１つのトランシーバモジュールを上記可動床に固定するステップと、
   符号化された無線周波数信号を受信する無線周波数受信機と、
   光信号を送信する一連の発光体と、
   を備える複数のトランスポンダモジュールのそれぞれを固定位置に配置するステップと、
   少なくとも１つの上記トランシーバモジュールから、複数の上記トランスポンダモジュールのうちの１つによって受信される符号化された無線周波数信号を送信するステップと、
   複数の上記トランスポンダモジュールのうちの１つによって、符号化された上記無線周波数信号を受信し、かつこれに応じて光信号を送信するステップと、
   少なくとも１つの上記トランシーバモジュールの上記カメラ装置を用いて、送信された上記光信号を受信するステップと、
   受信した上記光信号から上記トランシーバモジュールの位置を算出するステップと、を備えることを特徴とする位置測定方法。
3. 符号化された上記無線周波数信号を受信するステップは、
   符号を得るために符号化された上記無線周波数信号を復号するステップと、
   上記符号をユニークな識別番号と比較するステップと、
   上記のユニークな識別番号が上記符号と同一であるときに、一連の上記発光体を作動させるステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の位置測定方法。
4. 符号化された上記無線周波数信号を受信するステップは、
   汎用位置決め符号を得るために符号化された上記無線周波数信号を復号するステップと、
   一連の上記発光体を作動させるステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の位置測定方法。
5. 一連の上記発光体を作動させるステップは、ユニークな識別番号を２進化符号として送信するために一連の上記発光体の作動を含むことを特徴とする請求項４に記載の位置測定方法。

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