DE10297848T5

DE10297848T5 - position referencing

Info

Publication number: DE10297848T5
Application number: DE10297848T
Authority: DE
Inventors: Jae-Hyuk Tolland Oh; Pengju Hartford Kang; Alan Hebron Finn; Pei-Yuan Manchester Peng
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2005-10-27
Also published as: CN1720188A; AU2002359863A1; JP2006512568A; WO2004058617A8; WO2004058617A1

Abstract

Positionsreferenzierungssystem, aufweisend:
eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Farbelementen, die an einer statischen Struktur angebracht sind;
eine an einer bewegbaren Struktur angebrachte Einrichtung zum Detektieren eines der voneinander beabstandeten Farbelemente; und
eine Einrichtung zum Bestimmen einer Position der bewegbaren Struktur aus dem detektierten Farbelement.Position referencing system, comprising:
a plurality of spaced-apart color elements attached to a static structure;
a device mounted on a movable structure for detecting one of the spaced-apart color elements; and
means for determining a position of the movable structure from the detected color element.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren für eine kostengünstige und hochleistungsfähige, absolute Positionsreferenzierung für Aufzüge und andere (Fahrgast-) Beförderungsmittel, wie z.B. horizontale Fahrgastbeförderungsmittel.The The present invention relates to a system and a method for a low-cost and high-performance, absolute position referencing for elevators and other (passenger) means of transport, such as. horizontal passenger means of transport.

Ein Positionsreferenzierungssystem ist eine Komponente eines Kontrollsystems, das eine schnelle und genaue Positionsmessung einer Aufzugkabine in einem Aufzugschacht oder einer (Fahrgast-) Kabine entlang einer Führungsbahn bereitstellt. Die Geschwindigkeit und Genauigkeit eines Positionsreferenzierungssystems wird von einem gegebenen Kontrollsystem bestimmt, bei dem ein bestimmtes Niveau an Fahrqualität garantiert wird. Ein Beispiel ist, dass eine Positionsmessung innerhalb einer Verzögerung von 10 ms und einer Genauigkeit von 1 mm durchgeführt werden sollte. In Anbetracht des weiten Arbeitsbereichs (bis zu 500 m) von Aufzügen und dem langen Abstand zwischen Stopps eines (Fahrgast-) Beförderungsmittels sind diese Leistungsanforderungen ziemlich anspruchsvoll. Zusätzlich zu den Leistungsanforderungen an Genauigkeit und Messungsverzögerung ist ein minimierter Korrekturlauf, der z.B. beim Anschalten auftritt, die andere wichtige Leistungsanforderung. In diesem Zusammenhang meint "minimiert" weniger als eine Etage oder einen Stopp im Abstand.One Position referencing system is a component of a control system, this is a quick and accurate position measurement of an elevator car in an elevator shaft or a (passenger) cabin along one guideway provides. The speed and accuracy of a position referencing system is determined by a given control system in which a particular Level of ride quality guaranteed becomes. An example is that a position measurement within a delay of 10 ms and an accuracy of 1 mm should. Considering the wide working area (up to 500 m) of lifts and the long distance between stops of a (passenger) vehicle These performance requirements are quite demanding. In addition to the performance requirements for accuracy and measurement delay a minimized correction run, e.g. when turning on, the other important performance requirement. In this context means "minimized" less than one Floor or a stop in the distance.

In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Aufzug als veranschaulichend für horizontale oder vertikale (Fahrgast-) Beförderungssysteme vorurteilslos verwendet.In In the following description, an elevator will be illustrative for horizontal or vertical (passenger) transport systems used without prejudice.

Viele existierende Positionsreferenzierungssysteme für Aufzüge basieren auf Codierern, die an dem Antriebsmotor, dem Regler oder unabhängigen Seilscheiben angebracht sind. Diese Positionsreferenzierungssysteme leiden unter Unterschieden zwischen dem Codierermesswert und der echten Position, die durch Schlupf, Seildehnung, mechanische Abnutzung in Untersystemen und/oder durch Gebäudeschwankungen bewirkt sind. Um diese Unterschiede zu minimieren, muss eine Korrektur häufig durchgeführt werden, basierend auf einigen festen und bekannten Referenzierungspunkten, die die echte Position des Stockwerkbodens und der Abgleichzone zeigen. Ein Fahnensystem, bestehend aus einer Fahnenleseeinrichtung und Fahnen, stellt diese Referenzierungspunkte und deren Detektionseinrichtung bereit. In Anbetracht der einfachen Funktionalität des Fahnensystems ist das Fahnensystem ziemlich kostenineffizient, da eine Fahne, die durch einen Mechaniker in dem Aufzugschacht installiert wird, 10 Dollar für Material, 0,5 Stunden für die Installation und etwa 0,1 Stunden für eine Anpassung an jedem Stockwerk kostet. Insgesamt ist eines der wesentlichsten Probleme bei existierenden Positionsreferenzierungssystemen das schlechte Preis-Leistungsverhältnis.Lots existing elevator location referencing systems are based on encoders, attached to the drive motor, the regulator or independent pulleys are. These position referencing systems suffer from differences between the encoder reading and the true position caused by slip, Rope stretching, mechanical wear in subsystems and / or by building fluctuations are effected. To minimize these differences, a correction must be made often carried out based on some fixed and known referencing points, the real position of the floor and the balancing zone demonstrate. A flag system consisting of a flag reading device and flags, represents these referencing points and their detection means ready. Given the simple functionality of the flag system that is Flag system quite cost-efficient, as a flag passing through a mechanic is installed in the elevator shaft, 10 dollars for material, 0.5 hours for the installation and about 0.1 hours for an adaptation to each floor costs. Overall, one of the most significant problems with existing ones Position referencing systems the bad value for money.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Positionsreferenzierungssystem und ein Verfahren bereitzustellen, die eine feine Genauigkeit, einen minimierten Korrekturlauf und einfache Installation und einfache Wartung aufweist.Accordingly, it is An object of the present invention is a position referencing system and to provide a method which has a fine accuracy, a minimized correction run and easy installation and simple Maintenance has.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Positionsreferenzierungssystem und ein Verfahren wie oben bereitzustellen, das keine Aufzugschacht- oder Führungsbahninstallation aufweist.It Another object of the present invention is a position referencing system and to provide a method as above which does not have a hoistway or guideway installation having.

Die vorangehenden Aufgaben werden durch das Positionsreferenzierungssystem und das Verfahren der vorliegenden Erfindung erreicht.The preceding tasks are performed by the position referencing system and achieves the method of the present invention.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst ein Positionsreferenzierungssystem allgemein eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Farbelementen, die an einer statischen Struktur angebracht sind, eine an einer bewegbaren Struktur angebrachte Einrichtung zum Detektieren eines der voneinander beabstandeten Farbelemente und eine Einrichtung zum Bestimmen einer Position der bewegbaren Struktur aus dem detektierten Farbelement. Der Begriff "Farbe", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet nicht nur sichtbare Farben, sondern auch unsichtbare Farben in dem elektromagnetischen Spektrum einschließlich Ultraviolett, Infrarot, Radiofrequenzen und Mikrowellen. Der Begriff "bewegbare Struktur", wie er hierin verwendet wird, kann eine Aufzugkabine oder ein horizontales Fahrgastbeförderungsmittel sein.In accordance with the present invention comprises a position referencing system generally a plurality of spaced-apart color elements, which are attached to a static structure, one on one movable structure attached device for detecting a the spaced apart color elements and a device for determining a position of the movable structure from the detected Color element. The term "color" as used herein not only denotes visible colors, but also invisible ones Colors in the electromagnetic spectrum including ultraviolet, Infrared, radio frequencies and microwaves. The term "moveable structure" as used herein may be an elevator car or a horizontal passenger vehicle be.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst ein Positionsreferenzierungsverfahren ferner allgemein die Schritte des Anbringens einer Mehrzahl von voneinander beabstandeten Farbelementen an einer statischen Struktur, des Detektierens eines der voneinander beabstandeten Farbelemente und des Bestimmens einer Position einer bewegbaren Struktur aus dem detektierten Farbelement.In accordance with the present invention, a position referencing method further generally includes the steps of attaching a plurality of spaced-apart color elements to a static structure, detecting one of the spaced-apart color elements, and the Determining a position of a movable structure from the detected color element.

Andere Details des Positionsreferenzierungssystems und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung sowie andere Aufgaben und Vorteile, die hiermit zusammenhängen, werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ausgeführt, wobei gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen.Other Details of the position referencing system and the method of present invention as well as other objects and advantages hereby related, will be described in the following detailed description and the accompanying Executed drawings, wherein like reference numerals are similar Designate elements.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Wiedergabe eines Positionierungssystems, basierend auf einem ladungsgekoppelten Bauelement (charge coupled device – CCD); 1 Fig. 10 is a schematic representation of a positioning system based on a charge coupled device (CCD);

2 ist eine schematische Wiedergabe einer Rot-, Grün-, Blau-Zerlegung (RGB) eines Farb-CCD-Bildes; 2 Fig. 10 is a schematic representation of red, green, blue decomposition (RGB) of a color CCD image;

3A und 3B sind eine schematische Wiedergabe eines Positionsreferenzierungssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung; und 3A and 3B Fig. 10 is a schematic representation of a position referencing system in accordance with the present invention; and

4 ist eine schematische Wiedergabe eines Positionsreferenzierungssystems, basierend auf einem Codierung-in-Farbe-CCD (code in color-(CiC) CCD). 4 Fig. 10 is a schematic representation of a position referencing system based on a code in color (CiC) CCD.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)DETAILED DESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENT (DE)

Bezugnehmend nun auf die Zeichnungen, veranschaulicht 1, wie ein auf einem eindimensionalen ladungsgekoppelten Bauelement (CCD) 10 basierendes Positionierungssystem arbeitet. Das heißt, ein Reflektor 11 wird durch eine Lichtquelle oder eine lineare Strahlungsquelle 12 beleuchtet. Ein Lichtbild 13 wird erzeugt, wenn Licht durch den Reflektor 11 reflektiert wird. Eine Kamera 10, vorzugsweise eine CCD-Erfassungseinrichtung, detektiert zumindest einen Teil des Lichtbildes 13 und wandelt das detektierte Bild in elektrische Signale um, die zu einer Verarbeitungseinheit 14, wie z.B. einem vorprogrammierten Computer, übertragen werden und in einem der Verarbeitungseinheit 14 zugeordneten Speicher 16 gespeichert werden. Unter Verwendung eines in die Verarbeitungseinheit 14 programmierten Signalverarbeitungsalgorithmus kann die Position des Zentrums 18 des Reflektors 11 relativ zu dem Zentrum 19 der CCD-Einrichtung 10 berechnet werden. Der Signalverarbeitungsalgorithmus kann einen Sub-Pixel-Auflösung-Signalverarbeitungsalgorithmus aufweisen und kann jeden geeigneten Algorithmus aufweisen, der im Stand der Technik zum Berechnen relativer Abstände in dieser Weise bekannt ist. Die CCD-Kamera 10 weist vorzugsweise einen CCD-Sensor, eine Linse und einen Lichtleiter auf.Referring now to the drawings, illustrated 1 as one on a one-dimensional charge-coupled device (CCD) 10 based positioning system works. That is, a reflector 11 is by a light source or a linear radiation source 12 illuminated. A photograph 13 is generated when light passes through the reflector 11 is reflected. A camera 10 , Preferably, a CCD detector detects at least a portion of the light image 13 and converts the detected image into electrical signals leading to a processing unit 14 , such as a preprogrammed computer, and in one of the processing units 14 associated memory 16 get saved. Using one in the processing unit 14 programmed signal processing algorithm can change the position of the center 18 of the reflector 11 relative to the center 19 the CCD device 10 be calculated. The signal processing algorithm may include a sub-pixel resolution signal processing algorithm and may include any suitable algorithm known in the art for calculating relative distances in this manner. The CCD camera 10 preferably has a CCD sensor, a lens and a light guide.

Die CCD-Einrichtung 10 ist vorzugsweise eine Farb-CCD-Erfassungseinrichtung. Ein Farbbild, das so durch ein Farb-CCD 10, wie z.B. eine Farbkamara, detektiert ist, kann in drei Primärfarbbilder, nämlich Rot, Grün und Blau, zerlegt werden, wie in 2 gezeigt. Moderne Farb-CCDs haben eine 12-Bit-Farbtiefe für jede dieser drei Farben, was bedeutet, dass idealerweise ein Farb-CCD 2³⁶ Farben differenzieren kann. Dies impliziert, dass man idealerweise 2³⁶ Informationsbits durch Verwendung von Farben, die mittels eines Farb-CCD-Sensors 10 decodiert werden können, codieren kann. Von diesen drei Primärfarben kann eine Farbe zum Positionieren verwendet werden und kann die Positionsfarbe genannt werden. Bei einer gegebenen Lichtquelle sind alle Reflektoren gleich gefärbt in Bezug auf die Positionierungsfarbe in dem Sinn, dass die Intensität der Positionierungsfarbe in einem CCD-Bild jedes Reflektors zueinander identisch ist, z.B. 100% Intensität. Der Positionierungsmechanismus hierbei ist exakt identisch zu dem in 1 gezeigten. Die anderen beiden Primärfarben können Codierfarben genannt werden, und die Kombination dieser zwei Farben, nach Normalisierung in Bezug auf die Positionierungsfarbe, enthält einige spezifische Positionsinformationen. Es sei z.B. angenommen, dass Blau die Positionierungsfarbe ist, während Rot und Grün Codierungsfarben sind.The CCD device 10 is preferably a color CCD detector. A color image so through a color CCD 10 , such as a color camara, can be decomposed into three primary color images, namely red, green and blue, as in 2 shown. Modern color CCDs have a 12-bit color depth for each of these three colors, which means that ideally one color CCD 2 can differentiate ³⁶ colors. This implies that one ideally has 2 ^{36 bits of} information by using colors generated by a color CCD sensor 10 can be decoded. Of these three primary colors, one color can be used for positioning and may be called the position color. For a given light source, all the reflectors are equally colored with respect to the positioning color in the sense that the intensity of the positioning color in a CCD image of each reflector is identical to one another, eg 100% intensity. The positioning mechanism here is exactly the same as in 1 . shown The other two primary colors can be called coding colors, and the combination of these two colors, after normalization with respect to the positioning color, contains some specific position information. For example, assume that blue is the positioning color while red and green are coding colors.

Für Gebäude von bis zu 500 m sind 500 verschiedene Farben für eine Positionsidentifikation ausreichend (angenommen, dass der Erfassungsbereich einer typischen CCD-Einrichtung 10 1,3 m ist). Somit sind 25 verschiedene Farbtiefen für jede Codierungsfarbe ausreichend. Es sei angenommen, das R, G und B die Intensitätsausgaben eines Farb-CCD sind, die jeweils für rote, grüne und blaue Farbe stehen, wie in 2 gezeigt. Ebenso sei R_B und G_B wie folgt definiert: RB = [25×R/B], GB = [25×G/B]wobei [a] gleich der maximalen ganzen Zahl kleiner als a ist und die Intensität der Positionierungsfarbe 100% ist. Es sei hier angemerkt, dass der in der obigen Gleichung gezeigte Normalisierungsprozess wünschenswert ist, da ungleichmäßige Beleuchtungsintensität und jegliche zusätzliche Beleuchtung, wie z.B. Sonnenlicht, R, G und B eines Reflektors mit derselben Rate ändern können. Der hierin beschriebene Normalisierungsprozess behebt die Möglichkeit des Decodierens von durch Intensitätsvariation bewirkten Fehlern.For buildings up to 500 m, 500 different colors are sufficient for positional identification (assuming that the coverage of a typical CCD device 10 1.3 m). Thus, 25 different color depths are sufficient for each coding color. Assume that R, G, and B are the intensity outputs of a color CCD, each standing for red, green, and blue colors, as in FIG 2 shown. Similarly, R _B and G _B are defined as follows: R B = [25 × R / B], G B = [25 × G / B] where [a] is equal to the maximum integer less than a and the intensity of the positioning color is 100% is. It should be noted here that the normalization process shown in the above equation is desirable because uneven illumination intensity and any additional illumination, such as sunlight, R, G and B of a reflector may change at the same rate. The normalization process described herein eliminates the possibility of decoding intensity variation induced errors.

Eine Decodierungstabelle kann wie folgt gegeben sein: Tabelle 1 Decodierungstabelle

A decoding table may be given as follows: Table 1 Decoding Table

Das heißt, wenn R_B und G_B jeweils 1 und 24 sind, kann man aus Tabelle 1 ersehen, dass die decodierte Zahl 50 ist. Aus der decodierten Zahl kann das spezifische Farbelement des Reflektors 42, der beleuchtet wird, bestimmt werden, und die Position der CCD-Einrichtung 10 und der Aufzugkabine, an welche sie angebracht ist, kann berechnet werden. Durch Verwendung dieses Schemas können die Farben der Reflektoren so gewählt werden, dass ihre decodierte Positionsinformation unter erwarteten Variationen bei der Intensität der Lichtquelle identisch ist.That is, if R _B and G _{B are} each 1 and 24, it can be seen from Table 1 that the decoded number 50 is. From the decoded number, the specific color element of the reflector 42 which is illuminated, and the position of the CCD device 10 and the elevator car to which it is attached can be calculated. By using this scheme, the colors of the reflectors can be chosen so that their decoded position information is identical among expected variations in the intensity of the light source.

Für den Fall, dass 500 verschiedene Farbreflektoren zu viel kosten, kann man ein Feld von verschiedenen Farben verwenden, um Positionsinformation zu codieren. Zum Beispiel kann ein Vier-Zellen-Feld eines Reflektors mit sechs verschiedenen Farben mehr als 500 verschiedene Zustände von Farbinformation abdecken.In the case, You can put in that 500 different color reflectors cost too much Use field of different colors to position information to code. For example, a four-cell field of a reflector with six different colors more than 500 different states of Cover color information.

Nun bezugnehmend auf die 3A und 3B werden die Konfiguration und der Betriebsmechanismus eines Positionsreferenzierungssystems 30 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dem System 30 ist eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Reflektoren oder Farbelementen 42 an einer statischen Struktur angebracht, wie z.B. einen Türrahmen 40 oder eine Wand, in einem Aufzugschacht 41. Eine CCD-Anordnung 32, die einen CCD-Sensor-Kasten 48 aufweist, ist vorzugsweise an dem Rahmen 34 an einer Seite der Aufzugkabine angebracht, obwohl sie auch anderswo an der Kabine positioniert werden könnte, wie z.B. dem Boden der Kabine. Eine oder mehrere Lichtquellen 12 werden an dem Rahmen 34 vorgesehen, um einen Reflektor 42 in der Nähe der Kabine zu beleuchten.Referring now to the 3A and 3B become the configuration and operating mechanism of a position referencing system 30 in accordance with the present invention. In the system 30 is a plurality of spaced-apart reflectors or color elements 42 attached to a static structure, such as a door frame 40 or a wall, in a hoistway 41 , A CCD arrangement 32 holding a CCD sensor box 48 is preferably on the frame 34 attached to one side of the elevator car, although it could be positioned elsewhere on the cab, such as the floor of the cab. One or more light sources 12 be on the frame 34 provided to a reflector 42 to illuminate near the cabin.

Im Betrieb scheint Licht von der/den Lichtquelle(n) 12 auf einen Reflektor 42 in der Nähe der Kabine. Durch den Reflektor 42 reflektiertes Licht wird durch den CCD-Sensor-Kasten 48 detektiert, wo es in elektrische Signale umgewandelt wird, welche die Primärfarben – Rot, Blau und Grün – wiedergeben. Die elektrischen Signale werden an einen vorprogrammierten Prozessor 14 übertragen, so dass die Position der Aufzugkabine bestimmt werden kann. Wie hierin zuvor beschrieben, wird eine der Primärfarben – Rot, Grün und Blau – als die Positionierungsfarbe ausgewählt. Die Signale, die die verbleibenden Primärfarben wiedergeben, werden wie oben diskutiert normalisiert. Aus den normalisierten Signalen und einer Decodierungstabelle, die in dem dem Prozessor 14 zugeordneten Speicher gespeichert ist, wird eine decodierte Zahl für den detektierten Reflektor oder das detektierte Farbelement 42 bestimmt. Die decodierte Zahl identifiziert den detektierten Reflektor oder das detektierte Farbelement 42. Mittels dieser Information und ihrer Position in dem Sichtfeld des CCD-Sensor-Kastens 48 kann die Position der Aufzugkabine bestimmt werden.In operation, light shines from the light source (s) 12 on a reflector 42 near the cabin. Through the reflector 42 reflected light is passed through the CCD sensor box 48 where it is converted into electrical signals representing the primary colors - red, blue and green. The electrical signals are sent to a pre-programmed processor 14 transferred, so that the position of the elevator car can be determined. As described hereinbefore, one of the primary colors - red, green and blue - is selected as the positioning color. The signals representing the remaining primary colors are normalized as discussed above. From the normalized signals and a decoding table included in the processor 14 associated memory is a decoded number for the detected reflector or the detected color element 42 certainly. The decoded number identifies the detected reflector or the detected color element 42 , By means of this information and its position in the field of view of the CCD sensor box 48 the position of the elevator car can be determined.

Falls erwünscht, kann der CCD-Sensor-Kasten 48 auch verwendet werden, um den oberen und den unteren Rand des Reflektors 42 in seinem Gesichtsfeld zu detektieren. Durch Verwendung elektrischer Signale, die die Position des oberen und des unteren Randes in dem Sichtfeld des CCD-Sensor-Kastens 48 wiedergeben, kann eine feine Aufzugkabinenposition bestimmt werden.If desired, the CCD sensor box 48 also used to the top and bottom of the reflector 42 to detect in his field of vision. By using electrical signals representing the position of the top and bottom edges in the field of view of the CCD sensor box 48 a fine elevator cab position can be determined.

Bezugnehmend nun auf 3B ist darin eine Konfiguration gezeigt, die darauf gerichtet ist, zwei Probleme zu lösen. Eines dreht sich um störendes Umgebungslicht. In dieser Konfiguration wird ein umschlossener Lichtleiter 20 verwendet, um dieses Problem zu behandeln. Ferner kann für transparente Aufzugschachte jede Lichtquelle 12 eine polarisierte, lineare Lichtquelle sein. Zusätzlich kann, falls nötig, ein polarisiertes Fenster 22 an dem umschlossenen Lichtleiter 20 vorgesehen sein. Das Vorsehen der polarisierten, linearen Lichtquelle(n) 12 und des polarisierten Fensters 22 steigert das Signal-zu-Rausch-Verhältnis gegenüber störendem Umgebungslicht.Referring now to 3B it shows a configuration aimed at solving two problems. One is about disturbing ambient light. In this configuration, an enclosed optical fiber 20 used to handle this problem. Furthermore, for transparent elevator shafts every light source 12 be a polarized, linear light source. In addition, if necessary, a polarized window 22 on the enclosed light guide 20 be provided. The provision of the polarized, linear light source (s) 12 and the polarized window 22 increases the signal-to-noise ratio against disturbing ambient light.

Das andere Problem, welches diese Konfiguration behandelt, ist Rauch. Die lineare Lichtquelle 12 und der umschlossene Lichtleiter 20 sorgen selbst bei Rauchbedingungen für ein ausreichend klares Bild, weil der Ausbreitungsweg von Licht in dem Rauch durch Verwendung der linearen Lichtquelle 12 und des umschlossenen Lichtleiters 20 minimiert wird. Vorzugsweise kann der Abstand zwischen dem Reflektor 42 und der CCD-Anordnung 32 weniger als 3,0 cm sein.The other problem that deals with this configuration is smoke. The linear light source 12 and the enclosed light guide 20 provide a sufficiently clear image even under smoking conditions, because the propagation path of light in the smoke by using the linear light source 12 and the enclosed light guide 20 is minimized. Preferably, the distance between the reflector 42 and the CCD array 32 be less than 3.0 cm.

Für den Zweck, eine konstante Intensität des Reflektorbildes unabhängig von der Position des Reflektors 42 in Bezug auf die Position der CCD-Anordnung 32 zu erreichen, kann man die lineare Lichtquelle 12 derart ausbilden, dass sie ein nicht-gleichmäßiges Beleuchtungsintensitätsprofil im Raum hat. Zum Beispiel kann die Beleuchtungsintensität der Lichtquelle 12 an beiden Enden der Lichtquelle am höchsten sein, während sie am Zentrum der Lichtquelle am geringsten ist.For the purpose, a constant intensity of the reflector image regardless of the position of the reflector 42 with respect to the position of the CCD array 32 To achieve, one can use the linear light source 12 such that it has a non-uniform illumination intensity profile in space. For example, the illumination intensity of the light source 12 be highest at both ends of the light source while being lowest at the center of the light source.

4 zeigt die Konfiguration und die Arbeitsweise eines CIC-CCD-basierten Positionsreferenzierungssystems. Wie in dieser Figur gezeigt, ist ein Türrahmen 40 mit einer Mehrzahl von Farbreflektoren 42 ausgestattet. An einen an einer Aufzugkabine 35 angebrachten Rahmen 34 ist eine CCD-Anordnung 32 mit einer oberen CCD-Erfassungseinrichtung 48 und einer unteren CCD-Erfassungseinrichtung 48' montiert. Mindestens eine Lichtquelle 12 ist sowohl der oberen als auch der unteren Erfassungseinrichtung 48 und 48' zugeordnet. 4 shows the configuration and operation of a CIC-CCD based position referencing system. As shown in this figure, a door frame 40 with a plurality of color reflectors 42 fitted. At one on an elevator car 35 attached frame 34 is a CCD array 32 with an upper CCD detector 48 and a lower CCD detector 48 ' assembled. At least one light source 12 is both the upper and the lower detection device 48 and 48 ' assigned.

Durch Verwendung der Konfiguration aus 4 kann man die folgenden Funktionen erreichen. Man kann normale Positionsrückkopplung für das Kontrollsystem erreichen, vorausgesetzt der Abstand zwischen irgendwelchen zwei benachbarten Etagen, ausgenommen die zwei Etagen an den Enden einer Expresszone, ist innerhalb von 1,3 m plus der Höhe der Kabine. Die zwei CCD-Sensoren 48 und 48' sorgen für hoch genaue Positions- sowie Geschwindigkeitsmessung an jedem Punkt in dem Aufzugschacht. In einer Expresszone gibt es ein Paar Reflektoren an jedem der beiden Enden der Expresszone. Als Ergebnis kann das Positionsreferenzierungssystem der vorliegenden Erfindung für eine präzise Positionierung bis zum Beginn der Expresszone und direkt nach dem Ende der Expresszone sorgen. Die Positionierung in der Expresszone kann durch einen offenen Steuerkreis durchgeführt werden, da es in einer Expresszone kein Stoppen gibt. Derselbe Ansatz kann für den Fall eines großen Zwischen-Etagen-Abstands, wie z.B. der Lobby eines Hotels, verwendet werden.By using the configuration 4 you can achieve the following functions. Normal position feedback can be achieved for the control system, provided that the distance between any two adjacent floors except the two floors at the ends of an express zone is within 1.3 m plus the height of the car. The two CCD sensors 48 and 48 ' provide highly accurate position and velocity measurement at every point in the hoistway. In an express zone, there are a pair of reflectors at either end of the express zone. As a result, the position referencing system of the present invention can provide accurate positioning until the beginning of the express zone and immediately after the end of the express zone. Positioning in the express zone can be done through an open loop, as there is no stopping in an express zone. The same approach can be used in the case of a large inter-floor distance, such as the lobby of a hotel.

Durch Installieren von Reflektoren alle 1,3 m in dem Bereich einer Normal-End-Stoppeinrichtung (normal terminal stopping device – NTSD) und einer Not-End-Stoppeinrichtung/Not-End-Geschwindigkeit-Begrenzung-Einrichtung (emergency terminal stopping device/emergency terminal speed limiting device – ETSD/ETSLD) liefert jede CCD-Anordnung 48 und 48' Geschwindigkeits- und Positionsmessinformation unabhängig, eine für NTSD und die andere für ETSD/ETSLD.By installing reflectors every 1.3 m in the area of a normal-end-stop device (NTSD) and an emergency-end stop-device / emergency-end-speed-limiting device terminal speed limiting device - ETSD / ETSLD) provides each CCD array 48 and 48 ' Speed and position measurement information independent, one for NTSD and the other for ETSD / ETSLD.

Das in 4 gezeigte System sorgt auch für die Fähigkeit eines minimierten Korrekturlaufs. Vorausgesetzt, der Abstand zwischen irgendwelchen zwei benachbarten Etagen, mit Ausnahme der zwei Etagen an den Enden einer Expresszone, ist innerhalb von 1,3 m plus der Höhe der Kabine, dann kann die Fähigkeit keines Korrekturlaufs erreicht werden. In einer Expresszone kann man einen langen Reflektor anbringen, der die obere/untere Hälfte der Expresszone abdeckt, oder normale Reflektoren bei normaler Zwischen-Etagen-Beabstandung. Basierend auf der Existenz der Reflektoren kann die Aufzugkabine dann zumindest entscheiden, wo die nächste Etage zu der Kabine ist. Zu entscheiden, welchen Weg man sich bewegen muss, hoch oder runter, kann die einzige nötige Funktion sein, nachdem Strom wieder angeschaltet wird. Es wird angemerkt, dass ein Anbringen eines langen Streifens oder einzelner CIC-Reflektoren an dem Aufzugschacht einfach durchgeführt werden kann. Alternativ kann der Aufzug, nach der Wiederherstellung der Stromversorgung, beliebig hoch oder runter wandern, bis eine Etage aufgefunden wird. Dies ist jedoch allenfalls ein Ein-Etagen-Korrekturlauf.This in 4 The system shown also provides for the ability of a minimized correction run. Provided that the distance between any two adjacent floors, except for the two floors at the ends of an express zone, is within 1.3 m plus the height of the cabin, then the capability of no correction run can be achieved. In an express zone, one can attach a long reflector covering the top / bottom half of the express zone or normal reflectors at normal inter-level spacing. Based on the existence of the reflectors, the elevator car can then at least decide where the next floor is to the car. Deciding which way to go, up or down, can be the only necessary function after power is turned back on. It is noted that attaching a long strip or individual CIC reflectors to the hoistway can be easily performed. Alternatively, after the restoration of the power supply, the elevator may go up or down as desired until a floor is found. However, this is at most a one-level correction run.

Das Positionsreferenzierungssystem und das Verfahren der vorliegenden Erfindung bietet mehrere Vorteile: (1) höhere Genauigkeit überall in dem Aufzugschacht oder der Führungsbahn; (2) höhere Positionsaktualisierungsrate; (3) geringere Installationskosten bei geringer oder keiner Aufzugschacht- oder Führungsbahn-Installation; (4) geringere Wartungskosten aufgrund einfacher Struktur, keiner mechanischen Abnutzung und einfacher Wartung; (5) geringere Verwaltungskosten aufgrund globaler Einsetzbarkeit; und (6) minimierter Korrekturlauf.The position referencing system and method of the present invention offers several advantages: (1) higher accuracy anywhere in the hoistway or guideway; (2) higher position update rate; (3) lower installation costs with little or no elevator shaft or guideway installation; (4) lower maintenance costs due to simple structure, no mechanical wear and easy maintenance; (5) lower administrative costs due to global applicability; and (6) minimized Correction run.

Obwohl das Positionsreferenzierungssystem der vorliegenden Erfindung in Bezug auf ein Aufzugpositionsdifferenzierungssystem beschrieben wurde, könnte dasselbe System verwendet werden, um die Position eines horizontalen Fahrgastbeförderungsmittelsystems zu bestimmen. In einem solchen System würde die statische Struktur ein Türrahmen in einer Transportführungsbahn sein, und die bewegbare Struktur würde eine Vorrichtung oder eine Fahrgastkabine zum Befördern von Leuten im Wesentlichen horizontal oder bei einem Winkel in Bezug auf eine horizontale Achse sein. Eine oder mehrere Lichtquelle(n) und eine Erfassungseinrichtung können an der bewegbaren Struktur befestigt sein.Even though the position referencing system of the present invention in With reference to an elevator position differentiation system could, could same system used to position a horizontal Passenger conveyor system to determine. In such a system would be the static structure a door frame in a transport guideway be, and the movable structure would be a device or a Passenger cabin for transport of people essentially horizontally or at an angle to be on a horizontal axis. One or more light source (s) and a detection device be attached to the movable structure.

Obwohl das Positionsreferenzierungssystem der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Erfassungseinrichtung 10 zum Detektieren roter, grüner und blauer Farbe beschrieben wurde, könnte die Erfassungseinrichtung auch unsichtbare Farben mit einer eindeutigen Wellenlänge in dem magnetischen Spektrum einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Ultraviolett, Infrarot, Radiofrequenz und Mikrowellen detektieren. In diesem Zusammenhang könnte jedes Farbelement 42 eine eindeutige Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums reflektieren.Although the position referencing system of the present invention is associated with detection means 10 For detecting red, green and blue color, the detector could also detect invisible colors with a unique wavelength in the magnetic spectrum including, but not limited to, ultraviolet, infrared, radio frequency and microwaves. In this context, every color element could 42 reflect a unique wavelength of the electromagnetic spectrum.

Es ist ersichtlich, dass in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Positionsreferenzierungssystem bereitgestellt wurde, das die hierin zuvor ausgeführten Aufgaben, Mittel und Vorteile vollständig befriedigt. Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit deren spezifischen Ausführungsformen beschrieben wurde, werden den mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleuten, die die vorangehende Beschreibung gelesen haben, andere Alternativen, Modifikationen und Variationen ersichtlich. Demgemäß ist beab sichtigt, diese Alternativen, Modifikationen und Variationen, wenn sie in den breiten Umfang der begleitenden Ansprüche fallen, zu umfassen.It it can be seen that in accordance with the present invention, a position referencing system provided with the tasks described hereinbefore, Means and advantages fully satisfied. Although the present invention is related to its specific Embodiments described will become familiar to those skilled in the art, who have read the previous description, other alternatives, Modifications and variations visible. Accordingly, it is intended that these alternatives, modifications and variations, when in to cover the broad scope of the accompanying claims.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Positionsreferenzierungssystem und ein Verfahren für ein horizontales oder ein vertikales Beförderungsmittel, z.B. einen Aufzug. Das Positionsreferenzierungssystem weist eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Farbelementen oder Reflektoren (42) auf, die an einer statischen Struktur (40), wie z.B. einem Türrahmen in einem Aufzugschacht oder einer Führungsbahn, befestigt sind, eine Lichtquelle (12) zum Beleuchten eines der Reflektoren und eine Erfassungseinrichtung (10, 48, 48') zum Aufnehmen eines Bildes des beleuchteten Reflektors. Das durch die Erfassungseinrichtung aufgenommene Bild wird verwendet, um die Position und/oder die Geschwindigkeit des Beförderungsmittels, z.B. einer Aufzugkabine, zu bestimmen.The present invention relates to a position referencing system and a method for a horizontal or a vertical conveyance, eg an elevator. The position referencing system has a plurality of spaced-apart color elements or reflectors (FIG. 42 ) attached to a static structure ( 40 ), such as a door frame in an elevator shaft or a guideway, are fastened, a light source ( 12 ) for illuminating one of the reflectors and a detection device ( 10 . 48 . 48 ' ) for taking an image of the illuminated reflector. The image taken by the detection means is used to determine the position and / or the speed of the means of transport, eg an elevator car.

Claims

Position referencing system, comprising: a A plurality of spaced-apart color elements attached to one static structure are attached; one on a movable one Structure attached device for detecting one of the other spaced color elements; and a means for determining a position of the movable structure of the detected color element.

A position referencing system according to claim 1, wherein the static structure is a hoistway and the movable structure an elevator car is.

A position referencing system according to claim 2, wherein the detection device at least one camera for determining the Color of the detected color element and to detect an upper Edge and a lower edge of the detected color element.

A position referencing system according to claim 3, wherein each color element has a unique wavelength of the electromagnetic Spectrum reflected.

A position referencing system according to claim 3, wherein the at least one camera mounted on one side of the elevator car is the static structure a door frame in the elevator shaft is and the plurality of spaced-apart color elements a plurality of differently colored elements attached to the doorframe are attached has.

A position referencing system according to claim 3, wherein the detection device has a plurality of unique color components the detected color element detected and the determining device one of the plurality of unique color components as a positioning color selects the remaining ones of the plurality of unique color components in Normalized with respect to the positioning color, one decoded Number for the detected color element from the normalized of the plurality determined by unique color components and the detected color element identified from the decoded number.

A position referencing system according to claim 3, wherein the detection device further comprises a linear radiation source for Illuminating the detected one of the color elements and having a camera device.

A position referencing system according to claim 7, wherein the camera device a CCD camera has.

A position referencing system according to claim 8, wherein the CCD camera a CCD sensor, a lens and a light guide having.

Position referencing system according to claim 3, wherein the detection means a first camera device, the a first part of the elevator car is mounted, and a second Camera device which is attached to a second part of the elevator car has and wherein the first and second camera devices operate independently to be redundant Provide speed and position information.

Position referencing system according to claim 1, wherein the static structure is a transport guideway and the movable one Structure is a passenger cabin.

Position referencing system according to claim 11, wherein the detection device at least one camera for determining the color of the detected color element and for detecting a upper edge and a lower edge of the detected color element having.

Position referencing system according to claim 12, wherein the color element has a unique wavelength of the electromagnetic Spectrum reflected.

Position referencing system according to claim 12, wherein the at least one camera is on one side of the passenger cabin is mounted, the static structure is a door frame of the transport guideway is and the plurality of spaced color elements one Majority differently colored Elements attached to the door frame are attached has.

Position referencing system according to claim 12, wherein the detection device has a plurality of unique color contents detects the detected color elements and the determination device one of the plurality of unique color components as a positioning color selects the remaining ones of the plurality of unique color elements with respect normalized to the positioning color, a decoded number for the detected Color element from the normalized of the plurality of unique color components determined and the detected color element from the decoded number identified.

Position referencing system according to claim 12, wherein the detection device is a linear radiation source for Illuminating the detected one of the color elements and having a camera device.

Passenger transport position referencing according to claim 16, wherein the camera device comprises a CCD camera.

Passenger transport position referencing according to claim 17, wherein the CCD camera comprises a CCD sensor, a lens and a light guide.

Passenger transport position referencing according to claim 12, wherein the detection means comprises a first camera device, the a first part of the passenger cabin is attached, and a second Camera device mounted on a second part of the passenger cabin and wherein the first and second camera devices operate independently to be redundant Provide speed and position information.

A method of determining the position of a movable structure, comprising the steps of: attaching a plurality of spaced-apart color elements to a static structure; Detecting one of the spaced-apart color elements by means of a detection device, the the movable structure is attached; and determining a position of the movable structure from the detected color element.

The method of claim 20, wherein the detecting step a lighting of the color element with a radiation source and a Taking a reflected image with a detection device having.

The method of claim 20, wherein the detecting step taking a picture of reflected colored light, the plurality of of primary colors contains and the determining step is selecting one of the primary colors as a positioning color and normalizing the remaining ones Having colors with respect to the positioning color.

The method of claim 22, wherein the position determining step determining a decoded number for the color element and identifying of the color element from the decoded number and determining the Position of the movable structure of the decoded number has.