JP6096965B1 - エレベータの診断装置、及び診断方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】異常の検出精度を向上させる。【解決手段】実施形態のエレベータの診断装置は、取得部と、検出部と、算出部と、判定部と、を備える。取得部は、エレベータの乗りかごの上部又は下部に設けられた撮像装置から、当該乗りかごの近傍に表された基準情報と、当該乗りかごを案内するレールと、を含んだ昇降路内が撮影された画像データを取得する。検出部は、取得部が取得した画像データから、画像データに写っているレールに表されたマークと、基準情報と、を検出する。算出部は、基準情報と、レールに表されたマークと、の間の距離を算出する。判定部は、算出部により算出された距離に基づいて、レールの状態が正常か否かを判定する。【選択図】図5
Description
本発明の実施形態は、エレベータの診断装置、及び診断方法に関する。
従来から、災害時の昇降路の状態を確認する手法としては、災害時の昇降路の状態を予め撮影しておき、災害が発生した後に撮影した画像データとの差異を、画像処理で検出する手法がある。
しかしながら、従来技術においては、画像処理で災害前の画像データと災害後の画像データを比較して、差異を検出する場合に、異常と判断するための基準が不明瞭であった。
実施形態のエレベータの診断装置は、取得部と、検出部と、算出部と、判定部と、を備える。取得部は、エレベータの乗りかごの上部又は下部に設けられた撮像装置から、当該乗りかごの近傍に表された基準情報と、当該乗りかごを案内するレールと、を含んだ昇降路内が撮影された画像データを取得する。検出部は、取得部が取得した画像データから、画像データに写っているレールに表されたマークと、基準情報と、を検出する。算出部は、基準情報と、レールに表されたマークと、の間の距離を算出する。判定部は、算出部により算出された距離に基づいて、レールの状態が正常か否かを判定する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態のエレベータを示した模式図である。図1に示されるように、エレベータは、複数階を有する建物1に設けられた昇降路2内で乗りかご3を昇降させることで、乗りかご3に乗車した利用者をある階から別の階へと搬送する。乗りかご3は、ロープ4を介してつり合い重り5と連結されている。巻上機6の駆動によりロープ4が送り動作されることで、乗りかご3がつり合い重り5とバランスを取りながら昇降路2内を昇降する。本実施形態は、エレベータの診断装置を、エレベータ制御装置100に適用した例について説明するが、他の装置に適用しても良い。
図1は、第1の実施形態のエレベータを示した模式図である。図1に示されるように、エレベータは、複数階を有する建物1に設けられた昇降路2内で乗りかご3を昇降させることで、乗りかご3に乗車した利用者をある階から別の階へと搬送する。乗りかご3は、ロープ4を介してつり合い重り5と連結されている。巻上機6の駆動によりロープ4が送り動作されることで、乗りかご3がつり合い重り5とバランスを取りながら昇降路2内を昇降する。本実施形態は、エレベータの診断装置を、エレベータ制御装置100に適用した例について説明するが、他の装置に適用しても良い。
建物1の各階の昇降路2近傍は、乗り場8と称する。各階の乗り場8には、利用者が乗り場呼びの操作を行うための乗り場操作盤9が設けられている。乗り場呼びとは、利用者が移動方向(上下)を指定して乗車階の乗り場8に乗りかご3を移動させるための操作である。
乗りかご3には、乗りかご3の現在位置(昇降路2内の上下方向の位置)を検出するためのかご位置検出装置11が設けられている。
建物1の各階の乗り場8に設けられた乗り場操作盤9、及びかご位置検出装置11は、それぞれハーネスを介してエレベータ制御装置100に接続されている。
さらに、乗りかご3の上梁(乗りかご3の上部の一例)には、第1の撮像装置13が設けられ、乗りかご3の下梁(乗りかご3の下部の一例)には、第2の撮像装置14が設けられている。
第1の撮像装置13は、昇降路2内の、乗りかご3から上方向の所定の領域21を撮影する。当該所定の領域21には、乗りかご3を案内するためのレール15が含まれている。
第2の撮像装置14は、昇降路2内の、乗りかご3から下方向の所定の領域22を撮影する。当該所定の領域22にも、乗りかご3を案内するためのレール15が含まれている。
図2は、本実施形態の乗りかご3を示した図である。図2に示されるように、乗りかご3は、例えば、利用者を乗せて昇降路2を移動する乗りかごであり、かご枠201と、かご枠201内に配置されたかご室202と、を備えている。
かご枠201は、上梁211、下梁212及び一対の縦枠213を有する。これらの梁211、212、213は矩形の枠の形となるように結合されている。乗りかご3は、例えば、上梁211に取り付けられたロープ221、222により吊り下げられる。
上梁211には、第1の撮像装置13が設けられている他、第1の撮像装置13の撮影範囲内となる上梁211上に、基準点250(基準情報の一例)が表されている。基準点250は、第1の撮像装置13で撮影された画像データ内の基準となる位置を表す情報の一例として設けられたもので、レール15との相対的な位置関係を認識するために用いられる。
下梁212には、かご室202を載置可能な床受枠214が設けられている。床受枠214の四隅には、制振性を有する弾性体からなる防振ゴム215が設けられている。かご室202は、防振ゴム215の上に載置されている。従って、かご室202は、防振ゴム215により許容される範囲内で、かご枠201に対して変位可能である。
また、下梁212にも、第2の撮像装置14が設けられている他、第2の撮像装置14の撮影範囲内となる下梁212上に基準点が表されている。当該基準点も、第2の撮像装置14で撮影された画像データ内の基準となる位置を表す情報の一例として設けられたもので、レール15との相対的な位置関係を認識するために用いられる。
図3は、上梁211、及びレール15(左側レール15A、及び右側レール15B)の上面図である。図3に示されるように、レール15は、左側レール15A、及び右側レール15Bで構成されている。図4は、かご枠201、かご室202、及びレール15(左側レール15A、及び右側レール15B)を表した正面図である。
左側レール15Aのレールエッジには、レールエッジの位置を認識するための第1のマーク301が設けられている。また、右側レール15Bのレールエッジには、レールエッジの位置を認識するための第2のマーク302が設けられている。第1のマーク301、及び第2のマーク302は、撮影された画像データで認識可能であればどのようなマークでもよく、例えば、白などの認識性の高い色の塗料でレールエッジに施されたマーキングなどが考えられる。第1のマーク301、及び第2のマーク302は、レール15が続く限りレールエッジ上に表されている。これにより、第1の撮像装置13、及び第2の撮像装置14は、乗りかご3がどの階に存在する場合でも、第1のマーク301、及び第2のマーク302を含んだ画像データを撮影できる。
図3に示されるように、上梁211は、第1の上梁211Aと、第2の上梁211Bと、で構成されている。そして、第1の上梁211A及び第2の上梁211Bの間に、左側レール15A及び右側レール15Bに従って乗りかご3を案内するためのガイドシュー311A、311Bが設けられている。
そして、第1の撮像装置13は、第2の上梁211B上に配置され、基準点250は、第1の上梁211A上に配置されている。第1の撮像装置13のレンズは、対向する上梁211Bに表された基準点250より上方向に向けられている。これにより、第1の撮像装置13は、基準点250、第1のマーク301、及び第2のマーク302が写るように撮影できる。第1の撮像装置13は、撮影した画像データを、エレベータ制御装置100に送信する。また、第1の撮像装置13のレンズは、通常、レンズカバー313で覆われており、被害発生等で異常検知を行う際に、エレベータ制御装置100により、レンズカバー313が開く制御が行われる。
さらに、第1の撮像装置13が撮影した画像データの傾斜を補正するための傾斜センサ312が設けられている。傾斜センサ312は、検出結果が示された傾斜情報を、エレベータ制御装置100に送信する。
図1に戻り、エレベータ制御装置100は、エレベータ全体を制御する装置とする。例えば、エレベータ制御装置100は、かご位置検出装置11からの情報に基づいて、乗りかご3の現在位置を認識する。そして、エレベータ制御装置100は、乗り場操作盤9の操作による乗り場呼びや、かご内操作盤の操作によるかご呼びがある場合に、これら乗り場呼びやかご呼びを登録し、登録した乗り場呼びやかご呼びに従って、巻上機6の駆動を制御することで、乗りかご3の移動を制御する。
さらに、エレベータ制御装置100は、災害等により地震管制運転が終了した後、レール15の異常診断運転を行う。本実施形態のエレベータ制御装置100は、第1の撮像装置13及び第2の撮像装置14が撮影した画像データに従って、エレベータの走行要否にかかる程度にレール15が変形しているか否かを検知する。そして、走行可能な程度にレール15が変形していないと判定した場合に、乗りかご3の移動制御を行った後、再びレール15が変形しているか否かを判定する。当該制御を繰り返すことで、乗りかご3の移動可能な範囲を特定できるとともに、昇降路2内で発生した異常を検出できる。そして、移動可能な範囲に限り、サービスを復旧させる等の柔軟な運用を実現する。
図5は、エレベータ制御装置100の全体的な構成を示したブロック図である。図5に示されるように、エレベータ制御装置100は制御部500を備えている。制御部500は、例えばプロセッサ、不揮発性メモリ、及び作業領域となるRAMの組み合わせで実現されている。そして、制御部500において、不揮発性メモリに記憶されたプログラムを、プロセッサが実行することで、撮影制御部501と、取得部502と、検出部503と、算出部504と、判定部505と、移動制御部506と、送信制御部507と、を実現する。
撮影制御部501は、第1の撮像装置13及び第2の撮像装置14の撮影制御を行う。また、撮影制御部501は、撮影制御を行う際に、レンズカバー313を開く制御を行う。通常はレンズカバー313でレンズを保護しているため、レンズが汚れるのを抑止できる。
本実施形態の撮影制御部501は、乗りかご3が次に移動する方向に配置されている撮像装置(第1の撮像装置13又は第2の撮像装置14)に対して、撮影制御を行う。そして、制御部500は、移動する方向に配置されている撮像装置(第1の撮像装置13又は第2の撮像装置14)からの画像データを用いて異常診断を行うことで、乗りかご3が進行方向に移動可能か否かの判定を行うことができる。
取得部502は、エレベータの乗りかご3の上梁211(エレベータ乗りかご3の上部の一例)に設けられた第1の撮像装置13、及び下梁212(エレベータ乗りかご3の下部の一例)に設けられた第2の撮像装置14から、画像データを取得する。取得する画像データには、乗りかご3近傍に表された基準点250(基準情報の一例)と、乗りかご3を案内するレール15と、を含んだ昇降路2内が撮影された画像データとする。本実施形態では、乗りかご3の上部と下部の両方に撮像装置を設けた例について説明するが、上部又は下部でもよい。
検出部503は、取得部502が取得した画像データから、画像データに写っている基準点を検出する。
また、検出部503は、取得部502が取得した画像データから、画像データに写っているレール15のレールエッジに示されたマーク(第1のマーク301、第2のマーク302)を検出する。
算出部504は、基準点250と、レール15のレールエッジに表されたマークと、の間の距離を算出する。
判定部505は、算出部504により算出された距離に基づいて、レール15の状態が正常か否かを判定する。なお、具体的な判定手法については後述する。本実施形態は、判定部505が、レール15の状態が正常か否かの判定を、地震時管制運転が行われた後に行う例について説明するが、地震時管制運転が行われた後に行うことに制限するものではなく、例えば定期的に判定を行っても良い。
移動制御部506は、判定部505によりレール15の状態が正常と判定された場合に、乗りかご3を、取得部502が取得した画像データで撮影された昇降路の領域内を移動する制御を行う。本実施形態の移動制御部506は、画像データで撮影された昇降路2の領域内である所定の距離だけ移動する制御を行うこととした。なお、所定の距離は、撮影された領域内であればよく、撮像装置のレンズや、撮像装置の設置角度に応じて定められるものとする。
そして、取得部502は、移動制御部506により乗りかご3の移動制御の後、移動方向の昇降路2内が撮影された画像データを取得する。そして、取得した画像データに基づいて、レール15の状態が異常か否かの判定を行うものとする。
送信制御部507は、判定部505による判定結果とともに、判定に用いた画像データを、建物1の集中管理室(例えば管理室)等に設けられたサーバに送信する。これにより、運行の可否にかかわらず、技術員等が実際に画像データを確認することができる。
次に、本実施形態のエレベータ制御装置100におけるレールの異常診断の全体的な処理について説明する。図6は、本実施形態のエレベータ制御装置100における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
まず、エレベータ制御装置100の制御部500は、災害時には、地震管制運転を行う(S601)。
次に、エレベータ制御装置100の制御部500は、戸閉待機後に所定時間経過したか否かを判定する(S602)。所定時間経過していないと判定した場合(S602:No)、再びS602の処理を繰り返す。
制御部500は、所定時間経過したと判定した場合(S602:Yes)、かご位置検出装置11から、階床データを取得する(S603)。これにより、乗りかご3の現在の階を認識できる。
そして、制御部500は、診断運転を開始する(S604)。まず、制御部500は、乗りかご3が終端階か否かを判定する(S605)。終端階ではないと判定した場合(S605:No)、制御部500は、撮影した画像データに基づいて、レール15の異常診断を行う(S608)。なお、詳細な処理手順については後述する。
制御部500は、異常診断の結果からレール15に異常があるか否かを判定する(S609)。レール15に異常が無いと判定した場合(S609:No)、移動制御部506が、乗りかご3を現在設定されている移動方向に、所定の距離だけ移動する制御を行い(S610)、再びS605から処理を行う。
一方、レール15に異常があると判定した場合(S609:Yes)、移動制御部506が、乗りかご3の現在の階を、現在設定されている移動方向における移動限界の階として設定する(S611)。その後、S606から処理を行う。
また、S605において、制御部500が、終端階と判定した場合(S605:Yes)、又はS611において、移動限界の階を設定した場合に、移動したのが一方向のみか否かを判定する(S606)。一方向のみと判定した場合(S606:Yes)、移動方向を反転し(S607)、撮影した画像データに基づいた、レール15の異常を判定する(S608)。
一方、制御部500が、移動したのが一方向のみではないと判定した場合(S606:No)、換言すれば上下の両方向で移動したと判定した場合、移動可能な範囲を特定できたものとして、処理を終了する。
上述した処理手順で移動制御とレール15の異常か否かの判定と、を交互に行うことで、乗りかご3の移動可能な範囲を特定できる。次に、S608のレール15の異常判定手法について説明する。
次に、本実施形態のエレベータ制御装置100におけるレール15の異常の判定処理について説明する。図7は、本実施形態のエレベータ制御装置100における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
まず、撮影制御部501は、乗りかご3の現在設定されている移動方向に設けられた撮像装置(第1の撮像装置13又は第2の撮像装置14)を用いて、移動方向の昇降路2内を撮影する制御を行う(S701)。
次に、取得部502が、撮像装置(第1の撮像装置13又は第2の撮像装置14)から、撮影された画像データを取得する(S702)。
そして、検出部503が、撮影された画像データ内に表されている基準点250を検出する(S703)。
図8は、制御部500がレール15の異常を検出するために、検出対象となる基準点やレールエッジのマークを説明した図である。図8に示される例では、第1の撮像装置13による撮影領域800が示されている。そして、図8で示された例では、検出部503は、画像データに写った撮影領域800内から、基準点250を検出する。
そして、検出部503は、画像データ内で、基準点250から基準線を描画する(S704)。本実施形態の基準線は、水平若しくは撮像装置の画角よりも小さく最も水平に近い角度方向に延長された線とする。図8に示される例では、基準線801A、801Bで示される。基準線801A、801Bは、撮影領域800の境界線と略平行になっているため、画像データ内では水平となる。
次に、取得部502は、傾斜センサ312から傾斜角データを取得する(S705)。そして、検出部503が、傾斜角データに従って、描画した基準線の傾斜を補正する(S706)。
そして、検出部503が、レールエッジに示されたマーク(第1のマーク301、第2のマーク302)を検出する(S707)。
そして、検出部503は、レールエッジに示されたマーク(第1のマーク301、第2のマーク302)と、基準線801A、801Bと、の交点を検出する(S708)。図8に示される例では、交点802A、802Bが検出される。
算出部504は、第1の撮像装置13から左右方向の各々について、基準線上で、基準点250から交点802A、802Bまでの距離を算出する(S709)。
次に、算出部504は、基準点250からレールエッジまでの理論距離を取得する(S710)。理論距離は、予め(図示しない)記憶部に記憶されているものとする。
そして、算出部504は、理論距離と、基準点250から交点802A、802までの距離と、に基づいて、変換比を算出する(S711)。変換比とは、実測された距離と、理論距離との比率を示したものとする。
算出部504は、算出された変換比に基づいて、S709で算出した距離を補正する(S712)。
算出部504は、基準線とマークとの交点から、画像データに写っている昇降路2の鉛直方向を示した仮想鉛直直線を描画する(S713)。鉛直方向は、撮像装置の設置角度、及びレンズの画角等から特定できるデータとして、予め(図示しない)記憶部に記憶されている。図8に示される例では、昇降路2で鉛直方向となる仮想鉛直直線803A、803Bが描画される。
そして、算出部504が、変換比を考慮して、基準点250を基点として基準線から所定の角度θ傾いた方向に仮想鉛直直線までの基準距離を算出する(S714)。
次に、算出部504が、変換比を考慮して、基準点250を基点として基準線から所定の角度傾いた方向に、レールエッジに示されたマークまでのエッジ距離を算出する(S715)。
図8に示されるように、エッジ距離805A、805Bは、基準点250から、レールエッジ上の点806A、806Bまでの距離である。基準距離804A、804Bは、基準点から、レールエッジ上の交点802A、802Bから鉛直線上の点807A、807Bまでの距離である。レール15が歪んでいない場合、レールエッジの点Bは、点Aから鉛直線上に存在する。つまり、基準距離とエッジ距離との差が大きい場合には、レール15が歪んでいると推定できる。
そこで、判定部505は、基準距離804A、804Bと、エッジ距離805A、805Bと、の差が所定の閾値以内か否かを判定する(S716)。所定の閾値以内である場合(S716:Yes)に、レール15が正常と判定する(S717)。一方、所定の閾値ではない場合(S716:No)に、レール15が異常(曲がりが生じている)と判定する(S718)。
本実施形態では、上述した構成により、災害発生時においても、乗りかご3の移動制御とともに、昇降路2内のレール15の状態を把握できる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態と異なる手法で、レール15の異常を判定する実施形態とする。
第2の実施形態は、第1の実施形態と異なる手法で、レール15の異常を判定する実施形態とする。
第2の実施形態の算出部504は、基準点250からレールエッジに示されたマークまでの距離に基づいて、乗りかご3を案内する複数のレール15間の距離を算出する。
図9は、第2の実施形態における、制御部500がレール15の異常を検出するために、検出対象となる基準点250やレールエッジのマークを説明した図である。第1の実施形態と同様の構成は、同一の符号を割り当て説明を省略する。
そして、第2の実施形態の制御部500は、第1の実施形態と同様に、撮影領域800から、基準点250と、レールエッジを示したマーク(第1のマーク301、第2のマーク302)と、を検出する。その後、検出部503は、マーク(第1のマーク301、第2のマーク302)と、基準点250を基点に描画された基準線801A、801Bと、の交点802A、802Bを検出する。
そして、第2の実施形態の算出部504は、交点802A、802Bの距離を、第1のレールエッジ間距離901として算出する。算出部504は、算出された第1のレールエッジ間距離901と、予め定められた理論値と、の変換比を算出する。
さらに、第2の実施形態の検出部503は、変換比を考慮して、基準点250を基点として基準線から所定の角度θ傾いた方向のレールエッジに示されたマーク(第1のマーク301、第2のマーク302)上の点902A、902Bを検出する。
そして、第2の実施形態の算出部504は、変換比を考慮して、点902A、902B間の距離を、第2のレールエッジ間距離903を算出する。
第2の実施形態の判定部505は、算出された複数のレール15(左側レール15A、及び右側レール15B)間の第2のレールエッジ間距離903から、レール15の状態が正常か否かを判定する。
第2のレールエッジ間距離903に基づいた判定手法は、どのような手法を用いてもよく、例えば、第2のレールエッジ間距離903と、予め基準として設定されたレールエッジ間距離と比較して、所定の閾値以上差がある場合にレール15が異常(曲がりが生じている)と判定しても良いし、第2のレールエッジ間距離903と、第1のレールエッジ間距離901と、を比較して、所定の閾値以上差がある場合にレール15が異常(曲がりが生じている)と判定しても良い。この場合、撮像装置のレンズの性能を考慮して、第2のレールエッジ間距離903と、第1のレールエッジ間距離901と、を補正してから、比較を行っても良い。
このように、第2の実施形態のエレベータ制御装置100によれば、第1の実施形態と同様に、災害発生時においても、乗りかご3の移動制御とともに、昇降路2内のレールの状態を把握できる。
上述した実施形態のエレベータ制御装置によれば、基準点とレールに示されたマークとの間の距離に基づいてレールが曲がっているか否かの判定を行うことで、レールに関する異常の検出精度を向上させることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…建物、2…昇降路、3…乗りかご、4…ロープ、6…巻上機、8…乗り場、9…乗り場操作盤、11…かご位置検出装置、13…第1の撮像装置、14…第2の撮像装置、15…レール、100…エレベータ制御装置、211…上梁、212…下梁、213…縦枠、214…床受枠、215…防振ゴム、221…ロープ、311A、311B…ガイドシュー、312…傾斜センサ、313…レンズカバー、500…制御部、501…撮影制御部、502…取得部、503…検出部、504…算出部、505…判定部、506…移動制御部、507…送信制御部。
Claims (5)
- エレベータの乗りかごの上部又は下部に設けられた撮像装置から、当該乗りかごの近傍に表された基準情報と、当該乗りかごを案内するレールと、を含んだ昇降路内が撮影された画像データを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記画像データから、前記画像データに写っている前記レールに表されたマークと、前記基準情報と、を検出する検出部と、
前記基準情報と、前記レールに表されたマークと、の間の距離を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記距離に基づいて、前記レールの状態が正常か否かを判定する判定部と、
を備えるエレベータの診断装置。 - 前記判定部により前記レールの状態が正常と判定された場合に、前記乗りかごを、前記取得部が取得した前記画像データで撮影された昇降路の領域内を移動する制御を行う移動制御部と、
前記取得部は、前記移動制御部により前記乗りかごの移動制御の後、移動方向の昇降路内が撮影された画像データを取得する、
請求項1に記載のエレベータの診断装置。 - 前記算出部は、算出された前記距離に基づいて、前記乗りかごを案内する複数のレール間の距離を算出し、
前記判定部は、算出された前記複数のレール間の距離から、前記レールの状態が正常か否かを判定する、
請求項1又は2に記載のエレベータの診断装置。 - 前記取得部が取得した前記画像データと、前記判定部による判定結果と、を送信する送信部を、さらに備える、
請求項1乃至3のいずれか一つに記載のエレベータの診断装置。 - エレベータ制御装置で実行される診断方法であって、
エレベータの乗りかごの上部又は下部に設けられた撮像装置から、当該乗りかごの近傍に表された基準情報と、当該乗りかごを案内するレールと、を含んだ昇降路内が撮影された画像データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップが取得した前記画像データから、前記画像データに写っている前記レールに表されたマークと、前記基準情報と、を検出する検出ステップと、
前記基準情報と、前記レールに表されたマークと、の間の距離を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された前記距離に基づいて、前記レールの状態が正常か否かを判定する判定ステップと、
を有する診断方法。
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