JP5514234B2 - エレベータの速度計測装置、エレベータ - Google Patents

Description

本発明は、エレベータの速度を計測する技術に関する。

エレベータにおけるかごの速度を計測する技術として、接触式の速度センサと非接触式の速度センサが知られている。接触式の速度センサの構造は簡単であるが、滑りによる誤差が発生する場合がある。一方、非接触式の速度センサにおいては滑りによる誤差が発生しない。非接触式の速度センサとして、かごの外壁面に設けられたカメラにより撮影された画像を用いて速度を計測する技術が知られている（例えば、特許文献１，２，３）。

特開平６−１２７８５１号公報 特開２００２−２７４７６５号公報 特開２０１１−７３８８５号公報

前述のような技術において、撮影された画像の品質及び得られる速度は、環境の影響を受ける。画像に影響を与える環境は例えば、照明光や、昇降路が透明である場合の外乱光や、ガイドレール表面の油膜による光の反射等である。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、エレベータの速度の計測において、環境の影響を低減する技術を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るエレベータの速度計測装置は、かごを支持し前記かごの移動に伴って移動する支持部材の、暗視野画像を撮影する撮影部と、前記暗視野画像に基づいて、前記かごの速度を算出する算出部とを備える。

また、本発明に係るエレベータは、かごと、前記かごを支持し前記かごの移動に伴って移動する支持部材と、前記支持部材の暗視野画像を撮影する撮影部と、前記暗視野画像に基づいて、前記かごの速度を算出する算出部とを備える。

本発明によれば、エレベータの速度の計測において、環境の影響を低減することができる。

第一実施形態におけるエレベータの構造を示す模式図である。 監視部の構成を示す模式図である。 速度計測処理を示すフローチャートである。 ロープ断検知処理を示すフローチャートである。 第三実施形態における監視部の構成を示す模式図である。 全周撮影部の構成を示す斜視図である。 第三実施形態における撮影部の構成を示す水平断面図である。 摩耗痕が発生した場合のロープを示す模式図である。 摩耗痕検知処理を示すフローチャートである。 径痩せ検知処理を示すフローチャートである。 素線切断検知処理を示すフローチャートである。 ロープ表面の素線の切断が発生した場合を示す模式図である。 ロープ内部の素線の切断によるストランドの撚りの崩れを示す模式図である。 形崩れ検知処理を示すフローチャートである。 ロープの劣化領域を示す模式図である。 劣化検知処理を示すフローチャートである。 摩耗粉検知処理を示すフローチャートである。 振動検知処理を示すフローチャートである。 撮影部異常検知処理を示すフローチャートである。 各撮影部から得られた速度ベクトルの比較結果を示す表である。 ロープに設けられたマークの位置を示す模式図である。 ロープに設けられたマークを示す模式図である。 第十四実施形態における監視部の構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（第一実施形態）
ここでは、ロープの暗視野画像に基づいてかごの速度を計測する実施形態について説明する。

まず、この実施形態のエレベータ１の構成について説明する。

図１は、第一実施形態におけるエレベータ１の構造を示す模式図である。この実施形態におけるエレベータ１は、昇降路の最上部に設けられており図示しない駆動部により回転駆動されるプーリー２１０と、プーリー２１０の周囲の溝に掛けられているロープ７０と、ロープ７０の一端に接続されており人や荷物を積載するためのかご２００と、ロープ７０の他端に接続されておりかご２００の重量と同等の重量を有する錘２２０とを有する。エレベータ１は更に、昇降路のうちプーリー２１０近傍に固定されておりロープ７０の状態を監視する監視部２を有する。ロープ７０は、かご２００を支持し、かご２００の移動に伴って移動する。監視部２は、昇降路に固定されている。監視部２の位置は、ロープ７０がかご２００上方でプーリー２１０に接する位置と、かご２００が昇降路の最上端に位置する場合のロープ７０のかご２００側端部との間である。

図２は、監視部２の構成を示す模式図である。監視部２は、ロープ７０の画像を撮影する撮影部１０と、撮影部１０の制御と撮影部１０からの画像の処理とを行う制御部４０とを有する。制御部４０は、例えばメモリとマイクロプロセッサを有する。この場合、マイクロプロセッサは、メモリに予め格納されたプログラムに従って速度計測処理等を実行する。メモリに格納される情報は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置に格納されても良いし、ネットワークを介して外部の記憶装置に格納されても良い。

ここで、ロープ７０表面のうち監視部２に対向する領域を対象領域とする。撮影部１０は、対象領域の暗視野照明を行う光源３０と、ロープ７０の表面に対向する開口を有する画像センサ２０とを有する。また、画像センサ２０はレンズ等を有しても良い。光源３０は、対象領域からの反射光が画像センサ２０の開口の外へ向くように配置される。また、光源３０はレンズ等を有しても良い。これにより画像センサ２０は、対象領域からの散乱光を受けて対象領域の暗視野画像を撮影する。ロープ７０が静止している状態において、画像センサ２０の開口はロープ７０から所定距離だけ離れている。画像センサ２０は例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等である。

撮影部１０は、プーリー２１０の近傍に設置されることにより、ロープ７０の大部分を撮影することができる。ロープ７０のうち撮影部１０により撮影されない部分は、かご２００が昇降路の最下端に位置する場合の、ロープ７０の錘２２０側端部から撮影部１０までの部分と、かご２００が昇降路の最上端に位置する場合の、ロープ７０のかご２００側端部から撮影部１０までの部分である。

次に、制御部４０による速度計測処理について説明する。

図３は、速度計測処理を示すフローチャートである。まず制御部４０は、時刻ｔ０において撮影部１０に対象領域の画像である第一暗視野画像を撮影させ、撮影部１０から第一暗視野画像を取得する（Ｓ１０）。次に制御部４０は、同様にして時刻ｔ０からΔｔ後の時刻ｔ１において撮影部１０に対象領域の画像である第二暗視野画像を撮影させ、撮影部１０から第二暗視野画像を取得する（Ｓ２０）。Δｔは所望の速度分解能に基づいて決定される。

次に制御部４０は、第一暗視野画像と第二暗視野画像からオプティカルフローを算出し（Ｓ３０）、算出されたオプティカルフローからロープ７０の３次元の速度ベクトルを算出し（Ｓ４０）、このフローを終了する。更に制御部４０は、このフローを繰り返す。ここで、暗視野画像において、ロープ７０の幅方向をＸ軸、ロープ７０の長さ方向をＹ軸、奥行き方向をＺ軸とすると、算出される速度ベクトルにおいて、Ｙ軸成分はかご速度を示し、Ｘ軸成分はロープ７０の幅方向のブレ速度、Ｚ軸成分はロープ７０の奥行き方向のブレ速度を示す。なお、速度ベクトルの算出方法はオプティカルフローに限定されない。また、制御部４０は、検出された速度ベクトルをメモリへ格納する。また、制御部４０は、算出された速度ベクトルに関する情報を図示しない管理装置へ送信しても良い。また、管理装置は、速度ベクトルに関する情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良い。なお、制御部４０は、Ｙ軸方向のかご速度のみを算出しても良い。

（第二実施形態）
ここでは、速度計測処理に加えて、ロープ断を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第一実施形態と同様である。

次に、ロープ断検知処理について説明する。

図４は、ロープ断検知処理を示すフローチャートである。制御部４０は、少なくとも２回の速度計測処理を行った後、ロープ断検知処理を行う。まず制御部４０は、メモリに格納された複数のかご速度を読み出し（Ｓ１００）、かご速度の変化、即ち加速度を算出する（Ｓ１１０）。次に制御部４０は、算出された加速度に基づいて、急加速が発生したか否かを判定する（Ｓ１２０）。即ち、制御部４０は、算出された加速度が予め設定された定格加速度を超えたか否かを判定する。

急加速が発生していないと判定された場合（Ｓ１２０，Ｎ）、制御部４０は、算出されたかご速度が予め設定された定格速度を超えたか否かを判定する（Ｓ１３０）。

かご速度が定格速度を超えていないと判定された場合（Ｓ１３０，Ｎ）、制御部４０は、算出された加速度に基づいて自由落下が発生したか否かを判定する（Ｓ１４０）。即ち、制御部４０は、算出された加速度が予め設定された自由落下閾値を超えたか否かを判定する。

自由落下が発生していないと判定された場合（Ｓ１４０，Ｎ）、制御部４０は、ロープ断が発生していないと判定し、このフローを終了する。

Ｓ１２０において急加速が発生したと判定された場合（Ｓ１２０，Ｙ）、或いはＳ１３０においてかご速度が定格速度を超えたと判定された場合（Ｓ１３０，Ｙ）、或いはＳ１４０において自由落下が発生したと判定された場合（Ｓ１４０，Ｙ）、制御部４０は、ロープ断が発生したと判定し、ロープ断を示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ１５０）、このフローを終了する。また、管理装置は、ロープ断を示す情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良いし、かご２００の非常停止等の制御を行っても良い。

（第三実施形態）
ここでは、対象領域がロープ７０の全周である実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１は、監視部２の代わりに監視部３を有する。図５は、第三実施形態における監視部３の構成を示す模式図であり、図６は、全周撮影部８０の構成を示す斜視図である。監視部３は、ロープ７０の対象領域を囲い、対象領域の画像を撮影する全周撮影部８０と、全周撮影部８０の制御及び画像処理を行う制御部９０とを有する。図５における全周撮影部８０は、水平断面を示す。

全周撮影部８０は、ロープ７０の外周に沿って配設された複数の撮影部１０ｐを有する。ロープ７０の静止状態において、複数の撮影部１０ｐはロープ７０から所定距離だけ離れている。制御部９０は、メモリとマイクロプロセッサを有する。マイクロプロセッサは、メモリに予め格納されたプログラムに従って速度計測処理等を実行する。

図７は、第三実施形態における撮影部１０ｐの構成を示す水平断面図である。撮影部１０ｐは、撮影部１０と同様、対象領域の一部の暗視野照明を行う光源３０と、ロープ７０の表面に対向する開口を有する画像センサ２０とを有する。

制御部９０は全周撮影部８０へ撮影の指示を行う。全周撮影部８０は、この指示を受けると、複数の撮影部１０ｐにより同時に複数の暗視野画像の撮影を行う。制御部９０は、複数の暗視野画像を合成することにより、ロープ７０の全周を示す一つの全周暗視野画像を生成する。即ち、全周暗視野画像は、ロープ７０の周方向に連続する画像である。複数の画像の合成は、投影等の方法により行い、複数の画像の境界付近のずれの補正等を行う。

また、制御部９０は、撮影時刻の異なる二つの全周暗視野画像に基づいて速度計測処理を行っても良い。また、制御部９０は、複数の速度計測処理の結果に基づいてロープ断検知処理を行っても良い。また、制御部９０は、定期的に撮影の指示を行っても良い。

（第四実施形態）
ここでは、全周暗視野画像に基づいてロープ７０の摩耗痕を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

図８は、摩耗痕が発生した場合のロープ７０を示す模式図である。全周暗視野画像は、この図８に示すようなロープ７０表面の撚りのパターンを示す。この図８の例では、撚りのパターンの中に摩耗痕１１５が現れている。従って、摩耗痕１１５が発生していない場合の全周暗視野画像と摩耗痕１１５が発生している場合の全周暗視野画像との差分から、摩耗痕１１５を検知することができる。

次に、摩耗痕検知処理について説明する。

図９は、摩耗痕検知処理を示すフローチャートである。まず制御部９０は、過去に生成されメモリに格納された全周暗視野画像である第一全周暗視野画像と、第一全周暗視野画像の後の撮影結果から生成された全周暗視野画像である第二全周暗視野画像との位置を合わせる位置合わせ処理を行う（Ｓ２００）。ここで、制御部９０は、第一全周暗視野画像と第二全周暗視野画像をメモリから読み出しても良いし、全周撮影部８０に撮影を指示し、撮影結果から第二全周暗視野画像を生成しても良い。また、位置合わせ処理において制御部９０は、第一全周暗視野画像に表されたパターンと第二全周暗視野画像に表されたパターンとが可能な限り重なるように第一全周暗視野画像と第二全周暗視野画像の相対位置を算出する。

次に制御部９０は、互いの位置が合わせられた第一全周暗視野画像と第二全周暗視野画像の差分を示す差分画像を算出する（Ｓ２１０）。

次に制御部９０は、差分画像に基づいて摩耗痕が発生した否かを判定する（Ｓ２２０）。ここで制御部９０は、差分画像内の画素の何れかの値の大きさが所定の画素値閾値を超える場合や、差分画像内の画素のうち所定の画素値閾値を超える画素が連続する領域を検出し、検出された領域の大きさが所定の大きさ閾値を超える場合等に、摩耗痕が発生したと判定する。

摩耗痕が発生していないと判定された場合（Ｓ２２０，Ｎ）、制御部９０は、このフローを終了する。

一方、摩耗痕が発生したと判定された場合（Ｓ２２０，Ｙ）、制御部９０は、摩耗痕を示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ２３０）、このフローを終了する。また、管理装置は、摩耗痕を示す情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良いし、かご２００の非常停止等の制御を行っても良い。

なお、第一全周暗視野画像は、直前の撮影により生成されてメモリに格納された全周暗視野画像であっても良いし、予め設定された時点の撮影により生成されてメモリに格納された全周暗視野画像であっても良い。また、第一全周暗視野画像と第二全周暗視野画像の相対位置の算出は例えば、相互相関が最大となる位置を算出する。また、差分画像における各画素は、二つの画像において対応する画素の輝度の差の大きさを示していても良い。

（第五実施形態）
ここでは、全周暗視野画像に基づいてロープ７０の径痩せを検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

次に、径痩せ検知処理について説明する。

図１０は、径痩せ検知処理を示すフローチャートである。この径痩せ検知処理において、まず制御部９０は、全周暗視野画像から対象領域の表面の凹凸を抽出する（Ｓ３００）。対象領域の表面の凹凸は、その全周暗視野画像内の影として現れる。次に制御部９０は、抽出された凹凸の夫々の深度を推定する（Ｓ３１０）。抽出された凹凸の深度は、その全周暗視野画像内の影の太さとして現れる。

次に制御部９０は、周方向の全ての深度に基づいてロープ７０の周方向の長さである周囲長を推定し（Ｓ３２０）、その周囲長に基づいてロープ７０の直径を算出する（Ｓ３３０）。次に制御部９０は、算出された直径がその基準値である直径基準値より小さいか否かを判定する（Ｓ３３０）。直径基準値は、例えば建築基準法で定められた値に基づいて初期値の９０％或いは９２％に設定される。

直径が直径基準値以上である場合（Ｓ３３０，Ｎ）、制御部９０は、径痩せが発生していないと判定し、このフローを終了する。

一方、直径が直径基準値より小さい場合（Ｓ３３０，Ｙ）、制御部９０は、径痩せが発生したと判定し、径痩せを示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ３４０）、このフローを終了する。また、管理装置は、径痩せを示す情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良いし、かご２００の非常停止等の制御を行っても良い。

（第六実施形態）
ここでは、全周暗視野画像に基づいてロープ７０の素線切断を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

次に、素線切断検知処理について説明する。

図１１は、素線切断検知処理を示すフローチャートである。まず制御部９０は、全周暗視野画像においてロープ７０表面の素線の不連続境界を探索する（Ｓ４００）。図１２は、ロープ７０表面の素線の切断が発生した場合を示す模式図である。この場合、制御部９０は、ロープ７０表面の素線の切断の発生箇所１４２を、表面の素線の不連続境界として検出する。次に制御部９０は、表面の素線の不連続境界が検出されたか否かを判定する（Ｓ４１０）。

表面の素線の不連続境界が検出されなかった場合（Ｓ４１０，Ｎ）、制御部９０は、表面の素線の切断が発生していないと判定し、このフローを終了する。

一方、表面の素線の不連続境界が検出された場合（Ｓ４１０，Ｙ）、制御部９０は、表面の素線の切断が発生したと判定し（Ｓ４２０）、全周暗視野画像からストランド領域を抽出する（Ｓ４３０）。図１３は、ロープ７０内部の素線の切断によるストランドの撚りの崩れを示す模式図である。この場合、制御部９０は、ロープ７０内部の素線の切断によるストランドの撚りの崩れの発生箇所１４４を、ストランド領域の不連続境界として検出する。次に制御部９０は、不連続境界がストランド領域に存在するか否かを判定する（Ｓ４４０）。

不連続境界がストランド領域に存在しないと判定された場合（Ｓ４４０，Ｎ）、制御部９０は、素線切断が発生したことを示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ４６０）、このフローを終了する。

一方、不連続境界がストランド領域に存在すると判定された場合（Ｓ４４０，Ｙ）、制御部９０は、Ｓ４１０における表面の素線の不連続境界の探索結果とＳ４４０ストランド領域の不連続境界との探索結果との組み合わせの情報を管理装置へ通知し（Ｓ４５０）、このフローを終了する。また、管理装置は、素線切断が発生したことを示す情報又は組み合わせの情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良いし、かご２００の非常停止等の制御を行っても良い。

（第七実施形態）
ここでは、全周暗視野画像に基づいてロープ７０の形崩れ（キンク）を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

次に、形崩れ検知処理について説明する。

図１４は、形崩れ検知処理を示すフローチャートである。この形崩れ検知処理において、摩耗痕検知処理の工程と同一の符号が付された工程は同一又は相当する工程を示す。まず制御部９０は、摩耗痕検知処理と同様のＳ２００により位置合わせ処理を行う

次に制御部９０は、互いの位置が合わせられた第一全周暗視野画像と第二全周暗視野画像を比較する（Ｓ５１０）。この比較は、第一全周暗視野画像と第二全周暗視野画像のパターンマッチングにより二つの画像の差異を算出しても良いし、第一全周暗視野画像から切り出した領域の特徴量と第二全周暗視野画像内の対応する領域の特徴量との差異を算出しても良い。次に制御部９０は、比較結果から得られる差異に基づいて、形崩れが発生したか否かを判定する（Ｓ５２０）。ここで制御部９０は例えば、算出された差異の大きさが所定の閾値を超える場合に、形崩れが発生したと判定する。

形崩れが発生していないと判定された場合（Ｓ５２０，Ｎ）、制御部９０は、このフローを終了する。

一方、形崩れが発生したと判定された場合（Ｓ５２０，Ｙ）、制御部９０は、形崩れを示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ５３０）、このフローを終了する。また、管理装置は、形崩れを示す情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良いし、かご２００の非常停止等の制御を行っても良い。

なお、第一全周暗視野画像は、直前の撮影により生成されてメモリに格納された全周暗視野画像であっても良いし、予め設定された時点の撮影により生成されてメモリに格納された全周暗視野画像であっても良い。

（第八実施形態）
ここでは、全周暗視野画像に基づいてロープ７０の劣化を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

次に、劣化検知処理について説明する。

図１５は、ロープ７０の劣化領域１６２を示す模式図である。ここでロープ７０の劣化は、ロープ７０に錆が発生している状態や、ロープ７０に塗布されたオイルが部分的に変質している状態等である。図１６は、劣化検知処理を示すフローチャートである。まず制御部９０は、全周暗視野画像のフィルタリングを行う（Ｓ６００）。このフィルタリングは、全周暗視野画像のうちロープ７０のパターンを示す成分を抑圧し、劣化領域１６２を示す成分を抽出する。このフィルタリングは例えば、素線及びストランドの直線成分を除去する。これにより、劣化領域１６２のうち、直線成分の直交成分を検出することができる。次に制御部９０は、フィルタリングにより劣化領域１６２を示す成分が検出されたか否かを判定する（Ｓ６１０）。ここで制御部９０は、直交成分の領域の大きさが所定の大きさ閾値を超える場合等に、劣化領域１６２を示す成分が検出されたと判定する。

劣化領域１６２を示す成分が検出されなかったと判定された場合（Ｓ６１０，Ｎ）、制御部９０は、劣化が発生していないと判定し、このフローを終了する。

劣化領域１６２を示す成分が検出されたと判定された場合（Ｓ６１０，Ｙ）、制御部９０は、劣化領域１６２を示す成分を補間し、劣化領域１６２のラベリング処理を行う（Ｓ６２０）。このラベリング処理は例えば、画素値が所定範囲内であって連続する領域を劣化領域１６２として決定する。次に制御部９０は、ラベリング処理された劣化領域１６２の面積を算出し、この面積を示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ６３０）、このフローを終了する。また、管理装置は、面積を示す情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良いし、面積の大きさによってかご２００の非常停止等の制御を行っても良い。

（第九実施形態）
ここでは、全周暗視野画像に基づいてロープ７０の摩耗粉等を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

次に、摩耗粉検知処理について説明する。

ここで摩耗粉検知処理は、摩耗粉の他に、ロープ７０に付着した異物を検知することができる。図１７は、摩耗粉検知処理を示すフローチャートである。まず制御部９０は、全周暗視野画像のラベリング処理を行い（Ｓ７００）、ラベリング処理により抽出された複数の領域の夫々の面積に基づいて複数の領域の夫々の種類を判定する（Ｓ７１０）。

Ｓ７１０において領域が異物又は摩耗粉を示していないと判定された場合（Ｓ７１０，無し）、制御部９０は、このフローを終了する。

Ｓ７１０において領域が異物を示していると判定された場合（Ｓ７１０，異物）、制御部９０は、異物を検知したと判定し、異物を示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ７２０）、このフローを終了する。

Ｓ７１０において領域が摩耗粉を示していると判定された場合（Ｓ７１０，摩耗粉）、制御部９０は、摩耗粉を示す領域の面積の総和である摩耗粉総面積を算出し（Ｓ７４０）、全周暗視野画像の面積と摩耗粉総面積から摩耗粉密度を算出し（Ｓ７５０）、摩耗粉を示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ７６０）、このフローを終了する。

Ｓ７１０において制御部９０は、抽出された領域の面積が予め設定された摩耗粉の面積の範囲内であれば、その領域が摩耗粉を示すと判定し、抽出された領域の面積が予め設定された異物の面積の範囲内であれば、その領域が異物を示すと判定する。また、異物の面積は摩耗粉の面積より大きい。また、管理装置は、異物又は摩耗粉を示す情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良いし、かご２００の非常停止等の制御を行っても良い。

また、制御部９０は、抽出された複数の領域から摩耗粉を示す領域と異物を示す領域とを検出しても良い。

（第十実施形態）
ここでは、全周暗視野画像に基づいてロープ７０の振動を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

次に、振動検知処理について説明する。

ここで振動検知処理は、地震やロープ７０の断線等を検知することができる。図１８は、振動検知処理を示すフローチャートである。まず制御部９０は、第一実施形態の速度計測処理と同様にして、第一全周暗視野画像と第二全周暗視野画像から、Ｘ，Ｙ，Ｚ成分を有する速度ベクトルを算出する（Ｓ８００）。次に制御部９０は、算出された速度ベクトルと現在のかご２００の位置とに基づいて、ロープ７０の振動パターンを算出する（Ｓ８１０）。次に制御部９０は、予めメモリ内の振動パターン・データベースに登録された複数の振動パターンの中から、算出された振動パターンに類似する振動パターンを検索し（Ｓ８２０）、算出された振動パターンが登録された振動パターンの何れかに類似しているか否かを判定する（Ｓ８３０）。振動パターン・データベースには、地震の初期微動であり主成分が水平方向のＰ波に起因するロープ７０の振動パターン、地震の本波であり主成分が垂直方向のＳ波に起因するロープ７０の振動パターン、微弱な加速度が長時間持続する長周期地震動に起因するロープ７０の振動パターン、ロープ７０が切断された場合のロープ７０の暴れを示す振動パターン等が予め登録されている。

算出された振動パターンが登録された振動パターンの何れにも類似していない場合（Ｓ８３０，Ｎ）、制御部９０は、異常な振動が発生していないと判定し、このフローを終了する。

一方、算出された振動パターンが登録された振動パターンの何れかに類似している場合（Ｓ８３０，Ｙ）、制御部９０は、異常な振動が発生したと判定し、検出された振動の種類を決定し、決定された振動の種類を示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ８４０）、このフローを終了する。また、管理装置は、振動の種類を示す情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良いし、かご２００の非常停止等の制御を行っても良い。

（第十一実施形態）
ここでは、複数の撮影部１０ｐの夫々から得られる速度ベクトルに基づいて、撮影部１０ｐの異常を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

次に、撮影部異常検知処理について説明する。

図１９は、撮影部異常検知処理を示すフローチャートである。まず制御部９０は、複数の撮影部１０ｐの夫々を用いて速度計測処理を行う（Ｓ９００）。これにより、複数の撮影部１０ｐに夫々対応する複数の速度ベクトルが算出される。次に制御部９０は、算出された複数の速度ベクトルを比較し（Ｓ９１０）、比較結果が異常であるか否かを判定する（Ｓ９２０）。

例えば、制御部９０は、二つの速度ベクトルの差の大きさが閾値以下であれば、その二つの速度ベクトルに夫々対応する撮影部１０ｐが正常であると判定する。また、制御部９０は、二つの速度ベクトルの差の大きさが閾値を超えていれば、その二つの速度ベクトルに夫々対応する撮影部１０ｐの何れか一つが異常であると判定する。更に制御部９０は、二つの速度ベクトルの全ての組み合わせについて判定を行うことにより、異常な撮影部１０ｐを決定する。図２０は、各撮影部１０ｐから得られた速度ベクトルの比較結果を示す表である。複数の撮影部１０ｐの夫々には、予め固有の撮影部識別子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが割り当てられている。この表は、基準として選択された撮影部１０ｐの撮影部識別子と、基準と比較されて異常と判定された撮影部１０ｐの撮影部識別子とを示す。この例において、制御部９０は、異常と判定された回数が最も多いＢの撮影部１０ｐを、異常な撮影部１０ｐとして決定する。言い換えれば、Ａ，Ｃ，Ｄから得られた速度ベクトルが所定のばらつき範囲内にあり、Ｂから得られた速度ベクトルがばらつき範囲外にある。なお、速度ベクトルを比較する代わりに、かご速度を比較する等、速度ベクトルの一部の成分を比較しても良い。

また、制御部９０は、複数の速度ベクトルの値が所定のばらつき範囲内である場合に正常と判定しても良い。また、制御部９０は、複数の速度ベクトルのうち一つの速度ベクトルがばらつき範囲外である場合にその一つの速度ベクトルに対応する撮影部１０ｐが異常であると決定しても良い。

比較結果が正常であると判定された場合（Ｓ９２０，Ｎ）、このフローを終了する。

一方、比較結果が異常であると判定された場合（Ｓ９２０，Ｙ）、制御部９０は、異常な撮影部１０ｐを示す情報を管理装置へ通知し（Ｓ９３０）、このフローを終了する。また、管理装置は、振動の種類を示す情報を表示することにより、エレベータ１の管理者へ通知しても良いし、かご２００の非常停止等の制御を行っても良い。

（第十二実施形態）
ここでは、ロープ７０の撮影可能範囲の全ての画像に基づいて、ロープ７０の異常を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

制御部９０は、かご２００が昇降路の最上端と最下端の間を移動する間に撮影された全周暗視野画像をロープ７０長さ方向に合成することにより、ロープ７０の撮影可能範囲の全てを示す全体画像を生成する。制御部９０は、エレベータ１の設置時に撮影を行うことにより、設置時の全体画像を生成してメモリに保存しても良い。また、制御部９０は、毎日、所定時刻に撮影を行うことにより、日毎の全体画像を生成してメモリに保存しても良い。また、制御部９０は、毎月、所定時刻に撮影を行うことにより、月毎の全体画像を生成してメモリに保存しても良い。また、制御部９０は、定期検査時に撮影を行うことにより、定期検査時の全体画像を生成してメモリに保存しても良い。

このように、異なる時刻に保存された全体画像を比較することにより、ロープの伸び等を容易に検知することができる。また、定期検査時の全体画像は、定期検査が実施されたことを示す証拠となることができる。また、定期検査時の全体画像は、以前の定期検査時の全体画像と比較されることにより、時間経過による差分を容易に検知することができる。

（第十三実施形態）
ここでは、予めロープ７０に付されたマークに基づいて、ロープ７０の異常を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１の構成は第三実施形態と同様である。

図２１は、ロープ７０に設けられたマーク５３０，５３１の位置を示す模式図であり、図２２は、ロープ７０に設けられたマーク５３０を示す模式図である。例えば、マーク５３０，５３１は、エレベータ１の安全スイッチの一つであるファイナル・リミット・スイッチが稼働する位置に相当する位置に設けられていても良い。この場合、ロープ７０の撮影可能範囲の上端付近に設けられたマーク５３０は、最下階のファイナル・リミット・スイッチに相当し、ロープ７０の撮影可能範囲の下端付近に設けられたマーク５３１は、最上階のファイナル・リミット・スイッチに相当する。これにより、監視部３は、安全スイッチと同等の機能を提供することができる。

また、マーク５３０，５３１は、同一のパターンを示しても良いし、互いに異なるパターンを示しても良い。また、これらのパターンは、図形であっても良いし、文字であっても良い。

マーク５３０，５３１が同一のパターンを示す場合、制御部９０は、速度ベクトルのＹ成分の符号に基づいてかご２００の移動方向が上下方向の何れであるかを認識する。制御部９０は、かご２００の移動方向を下方向と認識している状態で、ロープ７０上のパターンを検知した場合、検知されたパターンがマーク５３０であると判定する。また、制御部９０は、かご２００の移動方向を上方向と認識している状態で、ロープ７０上のパターンを検知した場合、検知されたパターンがマーク５３１であると判定する。

一方、マーク５３０，５３１が互いに異なるパターンを示す場合、制御部９０は、移動方向を用いることなく、検知されたパターンがマーク５３０，５３１の何れであるかを判定することができる。

また、ロープ７０表面に複数のパターンを設けることにより、かご２００の位置を検出することができる。

（第十四実施形態）
ここでは、ピストンロッドの暗視野画像に基づいて異常を検知する実施形態について説明する。

この実施形態のエレベータ１ｐは油圧式であり、ロープ７０、プーリー２１０、錘２２０の代わりにピストンロッド６００を有し、監視部３の代わりに監視部３ｐを有する。図２３は、第十四実施形態における監視部３ｐの構成を示す模式図である。この監視部３ｐにおいて、監視部３の要素と同一の符号が付された要素は同一又は相当する要素を示す。監視部３ｐは、ピストンロッド６００の対象領域を囲い、対象領域の画像を撮影する全周撮影部８０ｐと、全周撮影部８０ｐの制御及び画像処理を行う制御部９０とを有する。全周撮影部８０は、ピストンロッド６００の外周に沿って複数の撮影部１０ｐを有する。複数の撮影部１０ｐはピストンロッド６００から所定距離だけ離れている。ピストンロッド６００は、図示しない油圧シリンダにより上下に駆動される。

制御部９０が前述のロープ７０の異常を検出する処理と同様の処理を行うことにより、ピストンロッド６００の傷や油圧シリンダからの油漏れ等を検知することができる。

以上の各実施形態によれば、暗視野画像に基づいて、エレベータ１の速度の計測や異常の検知を行うことにより、照明光や、昇降路が透明である場合の外乱光や、ガイドレール表面の油膜による光の反射等、環境の影響を低減することができる。

なお、特許請求の範囲に記載されたエレベータの速度計測装置は例えば、監視部２，３，３ｐに対応する。また、特許請求の範囲に記載された支持部材は例えば、ロープ７０、ピストンロッド６００に対応する。また、特許請求の範囲に記載された算出部は例えば、制御部４０，９０に対応する。

また、光源３０は、レーザ発光素子、ＬＥＤ等である。レーザ発光素子を用いることにより、暗視野画像の分解能を高めることができる。

制御部９０は、全周撮影部８０に暗視野画像を定期的に撮影させることにより、定期的に全周暗視野画像を生成しても良い。

また、ロープ７０の表面を示す模式図等は、ロープ７０が普通撚りの場合を示したが、他の撚りの形式であっても良い。

１，１ｐ：エレベータ
２，３，３ｐ：監視部
１０，１０ｐ：撮影部
２０ ：画像センサ
３０ ：光源
４０，９０：制御部
７０ ：ロープ
８０，８０ｐ：全周撮影部
８０ｐ ：全周撮影部
２００ ：かご
２１０ ：プーリー
２２０ ：錘
５３０，５３１：マーク
６００ ：ピストンロッド

Claims (10)

1. エレベータの速度計測装置であって、
   かごを支持し前記かごの移動に伴って移動する支持部材に対し、前記支持部材の表面が通過する所定の領域を撮影するように昇降路に固定された画像センサと、
   前記領域を照明する光源であって、前記光源による前記支持部材の表面への入射光に対する反射光が前記画像センサの外へ向かうように前記昇降路に固定された前記光源と、
   前記画像センサが前記入射光に基づく前記支持部材からの散乱光を受光することにより前記領域の暗視野画像を撮影することに応じ、前記暗視野画像に基づいて、前記かごの速度を算出する算出部と
   を備える、
   エレベータの速度計測装置。
2. 前記画像センサは、二つの暗視野画像を夫々異なる時刻に撮影し、
   前記算出部は、前記二つの暗視野画像に基づいて、前記かごの速度を算出する、
   請求項１に記載のエレベータの速度計測装置。
3. それぞれが前記光源および前記画像センサを含む複数の撮影部を備え、
   前記複数の撮影部は、前記支持部材の周囲に設けられており前記支持部材の周方向に配列されており、
   前記算出部は、前記複数の撮影部により夫々撮影された複数の暗視野画像に基づいて、前記支持部材の異常を検知する、
   請求項１又は２に記載のエレベータの速度計測装置。
4. 前記複数の撮影部は、複数の第一暗視野画像を夫々撮影した後に、複数の第二暗視野画像を夫々撮影し、
   前記算出部は、前記複数の第一暗視野画像と前記複数の第二暗視野画像とに基づいて、前記支持部材の異常を検知する、
   請求項３に記載のエレベータの速度計測装置。
5. 前記複数の撮影部は、前記複数の暗視野画像を同時に撮影し、
   前記算出部は、前記複数の暗視野画像を合成することにより、前記支持部材の周方向に連続する画像を生成し、該画像に基づいて前記異常を検知する、
   請求項３又は４の何れか一項に記載のエレベータの速度計測装置。
6. 前記支持部材は、ロープであり、
   前記異常は、前記ロープの摩耗痕と、前記ロープの径痩せと、前記ロープの素線の切断と、前記ロープの形崩れと、前記ロープの劣化と、前記ロープ上の異物と、地震と、前記ロープの切断との何れかである、
   請求項３乃至５の何れか一項に記載のエレベータの速度計測装置。
7. 前記複数の撮影部は、前記ロープの前記かご側端部より上方で、前記昇降路に固定されている、
   請求項６に記載のエレベータの速度計測装置。
8. 前記算出部は、前記複数の撮影部により夫々撮影された複数の暗視野画像に基づいて、前記複数の撮影部の異常を検知する、
   請求項３乃至７の何れか一項に記載のエレベータの速度計測装置。
9. 前記画像センサは、前記支持部材の一部に設けられたパターンの前記暗視野画像を撮影し、
   前記算出部は、前記暗視野画像に基づいて、前記かごの位置を算出する、
   請求項１乃至８の何れか一項に記載のエレベータの速度計測装置。
10. かごと、
    前記かごを支持し前記かごの移動に伴って移動する支持部材と、
    前記支持部材の表面が位置する特定の領域に向けられて昇降路に固定され、前記領域を照明する光源と、
    前記領域に向けられ且つ前記光源から前記支持部材の表面への入射光に基づく反射光を避けるように、前記昇降路に固定され、前記入射光に基づく前記支持部材からの散乱光を受けることにより前記領域の暗視野画像を撮影する画像センサと、
    前記暗視野画像に基づいて、前記かごの速度を算出する算出部と
    を備える、
    エレベータ。

Images