用于确定电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的系统和方法与流程

本发明涉及一种具有权利要求1的特征的用于确定电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的系统，以及涉及一种具有权利要求8的特征的用于确定电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的方法。

背景技术：

1、电梯设备用于在建筑物的楼层之间运送人员和/或货物。为此，至少一个容纳人和/或货物的电梯轿厢在电梯竖井中、特别是在楼层之间竖直地移动。特别是为了能够将电梯轿厢精确地停驻在楼层上以及能够确保电梯轿厢仅在电梯竖井的允许的范围内行驶，电梯轿厢在电梯竖井中的位置必须确定并且由电梯控制器处理。已知用于确定电梯轿厢在电梯竖井中的位置的多种系统，这些系统基于多种测量原理。

2、例如，ep1390284b1介绍了一种用于确定电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的系统，其中，扫描在整个电梯竖井上分布的编码带并且基于读出的信息来确定电梯轿厢的位置。

3、ep 3452396 b1介绍了一种用于确定电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的系统，该系统具有：呈3d-相机形式的3d-传感器、呈计算机系统形式的评估单元和呈竖井壁和竖井底部之间的边棱的形式的标记元件。3d-相机布置在电梯轿厢上并具有多个传感器单元。3d-相机被以如下方式布置：使得所述3d-相机将边棱和边棱周围的区域作为对象加以检测。计算机系统被配置用于借助由3d-相机接收到的测量数据来确定从传感器单元到由3d-相机检测的对象的由该传感器单元检测的部分的距离，并且基于传感器单元到由3d-相机检测的对象的由该传感器单元检测的部分的距离，来确定电梯轿厢在电梯竖井中的位置。

技术实现思路

1、本发明的目的特别是：提出一种用于确定电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的系统和方法，所述系统和方法特别是实现了对电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的成本低廉并且需要较少安装耗费但仍然精确的确定方案。根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的系统和具有权利要求8的特征的方法来实现。

2、下面介绍的本发明的实施方式和实施例同样涉及所述的系统和方法。换句话说，下面提到的例如参考系统的特征也可以被实现为方法步骤，并且下面提到的方法步骤也可以被实现为系统的特征。因此，该系统特别地被设计和配置成，使得所述系统能够执行所介绍的方法或者能够由其执行所介绍的方法。

3、根据本发明的用于确定电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的系统具有：3d-传感器、与3d-传感器保持通信的评估单元以及标记元件。在3d-传感器和标记元件这两个部件中，其中一个部件以不能在电梯竖井中移动的方式布置，而另一个部件布置在电梯轿厢上。3d-传感器具有多个传感器单元，并且评估单元被配置用于借助由3d-传感器接收的测量数据来确定从每个传感器单元到由3d-传感器检测的对象的由该传感器单元检测的部分的距离。3d-传感器被以如下方式布置，使得3d-传感器将标记元件和标记元件周围的区域作为对象加以检测。评估单元被配置用于：确定检测到标记元件的那些传感器单元。评估单元还被配置用于：基于到这些传感器单元和/或布置在与这些传感器单元邻接的区域中的多个传感器单元的被检测对象的所确定的距离来确定电梯轿厢在电梯竖井中的位置。

4、由此确保：根据在3d-传感器与所确定的已知点或区域之间的距离来确定电梯轿厢的位置。这是特别有利的，因为电梯轿厢在电梯竖井中移动时可能发生摇摆。当使用根据本发明的系统时，在这种情况下还确定：应当使用由3d-传感器测量的哪些距离来确定电梯轿厢的位置。这实现了特别精确地确定电梯轿厢的位置。

5、除了3d-传感器、评估单元和标记元件之外，该系统不必安装在电梯竖井或电梯轿厢中的任何其他构件。特别地，不必安装在整个电梯竖井上分布的编码带。因此，根据本发明的系统仅需要很少的安装耗费。

6、根据本发明，标记元件被以如下方式设计：使得标记元件主动地发射电磁辐射。然后，3d-传感器的传感器单元以如下方式设计：使传感器单元能够检测到由标记元件发射的电磁辐射。另外，3d-传感器被以如下方式设计：使得对于每个传感器单元，3d-传感器将表征所述电磁辐射的量的强度参数传输至评估单元。评估单元被配置用于：基于所述的强度参数来确定检测到标记元件的传感器单元。由此，可以特别可靠地确定检测到标记元件的传感器单元。

7、在这种情况下，传感器单元特别地被设计为pmd-传感器，除了所检测的对象的距离之外，pmd-传感器还可以根据所检测到的电磁辐射的强度来计算所谓的灰度值。然后，该灰度值是表征所述电磁辐射的量的强度参数，该强度参数被传输到评估单元。通过穿过标记元件发射上述电磁辐射，检测到标记元件的传感器单元确定出所检测到的电磁辐射的特别高的强度，并且因此可以特别容易地由评估单元确定。

8、在此，由标记元件发射的电磁辐射特别是具有与由包括传感器单元的tof-相机的发射器发射的电磁辐射相同或至少相似的波长。在任何情况下，由标记元件发射的电磁辐射都选择成，使得电磁辐射可以被3d-传感器检测到。

9、所述目的还通过一种用于确定电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的方法以及上述用于确定电梯设备的以能够在电梯竖井中移动的方式布置的电梯轿厢的位置的系统来实现。评估单元确定检测到标记元件的那些传感器单元。另外，评估单元基于到这些传感器单元和/或传感器单元的被检测对象的所确定的距离来确定电梯轿厢在电梯竖井中的位置，其中，这些传感器单元布置在与所述的传感器单元邻接的区域中。

10、3d-传感器和评估单元特别地在空间上彼此接近地布置，例如布置在共同的壳体中。然而，3d-传感器和评估单元也可以在空间上彼此分离地布置。评估单元还可以由彼此通信的多个部件或模块组成，这些部件或模块可以至少部分地布置在3d-传感器处或与3d-传感器间隔地布置。评估单元的至少一个模块还可以被设计为在电梯设备内执行其他控制任务的控制装置。

11、特别地，存在以下用于一方面布置3d-传感器并且另一方面布置标记元件的可行方案：

12、3d-传感器不可移动地布置在电梯竖井的一端，并且标记元件布置在电梯轿厢的面向3d-传感器的一侧上，或者

13、标记元件不可移动地在电梯竖井的一端，并且3d-传感器布置在电梯轿厢的面向标记元件的一侧上。

14、因此，标记元件或3d-传感器与电梯轿厢一起在电梯竖井中移动，而相应另一部件是不可移动的，特别是布置在电梯竖井的一端。由于电梯竖井特别是主要沿垂直取向，因此标记元件或3d-传感器不可移动地布置在电梯竖井的下端或上端。在此，已知的是：标记元件或3d-传感器以何种位置或高度布置在电梯竖井中。还已知的是：相应另一部件在什么部位布置在电梯轿厢上。由此，可以基于标记元件或3d-传感器在电梯竖井中的所述固定位置以及基于到标记元件或到邻接标记元件的区域的、借助3d-传感器确定的距离来确定电梯轿厢在电梯竖井中的位置。对于竖直取向的电梯竖井，以电梯轿厢在电梯竖井中的位置确定出电梯轿厢所处的高度。在此，可以随时确定电梯轿厢的位置。在此，没有必要已知电梯轿厢的先前位置。

15、3d-传感器和评估单元特别是所谓的3d-相机的一部分。3d-相机在市场上能够以相对低廉的价格获得。

16、3d-传感器特别是设计为光混合检测器，也称为pmd-传感器(光子混合装置)，其功能原理基于飞行时间方法。在这种情况下，包括3d-传感器的3d-相机被设计为所谓的飞行时间相机，或者简称为tof-相机。因此，tof-相机以及用于确定电梯竖井中电梯轿厢的位置的系统具有用于发射电磁辐射的发射器。然后，3d-传感器被配置用于：针对每个传感器单元确定由发射器发射并由检测的对象反射的电磁辐射的传播时间，并将该传播时间经由所提到的通信连接传输到评估单元。然后，评估单元被配置用于，基于所述的传播时间来确定每个传感器单元到由3d-传感器检测的对象的由该传感器单元检测到的部分的距离。3d-传感器还可以将测量数据传输到评估单元并且评估单元确定所述传播时间以及由此确定所述距离。所述的传播时间特别是通过确定由发射器发射的电磁辐射与由所检测的对象反射的电磁辐射之间的相移来确定。3d-传感器可以例如具有多个ep2743724b1中介绍的tof距离传感器，每个tof距离传感器对应于一个传感器单元。

17、3d-传感器还可以根据不同的测量原理检测各个传感器单元到被检测对象的距离。例如，3d-传感器可以是立体相机或三角测量系统的一部分。

18、3d-传感器具有多个特别是单独的tof传感器形式的传感器单元，这些传感器单元特别地布置成矩阵结构。在此，传感器单元也可以称为3d-传感器的像素。3d-传感器例如可以具有160x60或320x240的传感器单元。

19、3d-传感器在安装阶段中被以如下方式布置：使得所述3d-传感器将标记元件和标记元件周围的区域作为对象加以检测。在此，特别需要注意的是：使标记元件在电梯轿厢的每个可能的位置处、即在电梯轿厢的整个行驶范围内都被3d-传感器检测到。

20、评估单元被配置用于：确定检测到标记元件的那些传感器单元。能够以多种方式实现该确定方案。评估单元可以例如识别标记元件的特征性的距离图案。标记元件主动发射可由传感器单元检测到的电磁辐射。通过评估检测到的辐射的强度，评估单元可以确定检测到标记元件的传感器单元。

21、评估单元还被配置用于：基于到这些传感器单元和/或布置在与所述的传感器单元邻接的区域中的多个传感器单元的被检测对象的所确定的距离来确定电梯轿厢在电梯竖井中的位置。在此，仅一个传感器单元可以检测到标记元件。在这种情况下，评估单元可以例如基于该传感器单元到所检测的对象的所确定的距离来确定电梯轿厢的位置。评估单元还可以评估与所述的传感器单元相邻的一个或多个传感器单元的测量数据。在此，可以例如基于所确定的这些传感器单元到检测的对象的距离的平均值来确定电梯轿厢的位置。也可以用多个传感器单元来检测到标记元件。在这种情况下，评估单元可以例如基于所确定的这些传感器单元到被检测对象的距离的平均值来确定电梯轿厢的位置。还可以评估与所述的传感器单元相邻的传感器单元。例如，可以在所有方向上评估与检测到标记元件的传感器单元相邻的一排或两排传感器单元。还可行的是，不是直接在检测到标记元件的传感器单元上的传感器单元被评估，而是与检测到标记元件的传感器单元距离较小的传感器单元被评估。这些传感器单元还布置在与检测到标记元件的传感器单元邻接的区域中。所述的区域不一定必须与检测到标记元件的传感器单元直接相邻。

22、在本发明的设计中，标记元件被以如下方式布置并且具有空间伸展，从而获得相对于3d-传感器的特征性的距离图案。然后，评估单元被配置用于：基于标记元件的所述的距离图案来确定出检测到标记元件的传感器单元。因此，标记元件可以被设计得特别简单并且成本低廉。

23、标记元件可以例如被设计为呈具有已知高度的圆柱体形式的几何体，其中，圆柱体的旋转轴线特别是朝向3d-传感器的方向取向。所述特征性的距离图案被设计用于使得圆形面的距离以圆柱体的已知高度比其紧邻的周围更小。这样的距离图案可以由评估单元使用已知的模式识别方法来容易地识别。在这种情况下，所有位于所提到的圆形区域内的传感器单元将是检测到标记元件的传感器单元。

24、在本发明的设计中，标记元件具有led、特别是红外-led。标记元件还可以具有多于一个的led。由于led在市场上的价格非常低廉，因此可以特别成本低廉地设计标记元件。tof-相机的发射器特别是以电磁辐射的形式发射红外光。为此，可以特别有利地使用红外-led，即发射红外光的led。但也可以使用发射可见光的led。

25、在本发明的设计中，用于沿3d-传感器的方向反射由发射器发射的电磁辐射的反射器被布置在标记元件周围或与标记元件邻接。这使得能够特别精确且可靠地确定电梯轿厢在电梯竖井中的位置。

26、反射器反射由tof-相机的发射器发出的特别大量的电磁辐射。这使得3d-传感器的传感器单元与反射器之间的距离能够非常精确且可靠地确定。反射器例如可以具有正方形横截面并且标记元件可以布置在横截面的中心。反射器例如还可以具有圆形或矩形的横截面，并且标记元件可以居中地布置在所述横截面中。标记元件还可以在已知的侧上邻接反射器，并且评估单元被配置用于：基于从检测反射器的传感器单元到被检测对象的确定的距离来确定电梯轿厢的位置。

27、应当注意的是：这里一方面参考根据本发明的系统的不同实施例和另一方面参考根据本发明的方法的不同实施例来介绍本发明的一些可行的特征和优点。本领域技术人员将认识到：可以适当地组合、调整、转移或交换这些特征以实现本发明的其他的实施方式。