一种电梯轿厢绝对位置的检测方法与流程

本发明涉及电梯技术领域，具体涉及一种电梯轿厢绝对位置的检测方法。

背景技术：

电梯作为一种现代社会必不可少的垂直交通工具，其控制系统需要准确地检测出轿厢当前的位置，以实现相关的逻辑及安全控制功能。

目前，常用的电梯轿厢位置检测有以下几种方法：

1.旋转编码器测量方法。

该方法通过曳引轮或反绳轮的转动量获取轿厢的位置数据，该方法由于曳引轮或反绳轮的惯量较大，轮上的钢丝绳容易发生较大的弹性滑移，误差较大；且当电梯在快车运行过程中遇到故障需要紧急停车时，由于轿厢惯性大，曳引钢丝绳会与曳引轮发生明显的机械打滑，此时曳引轮因制动器动作而停止，旋转编码器无法检测钢丝绳的打滑距离。

2.光电感应器或位置开关检测方法。

该方法通过井道或轿厢上安装的光电感应器或位置开关检测电梯轿厢所处的区域，该方法检测的精度低，仅能实现区域范围内的检测。

3.栅尺类特殊标识物位置检测方法。

该方法通过安装在电梯轿厢上的传感器检测井道内带预先设置的编码带信息，确定电梯轿厢的位置。其编码带需通过相关技术进行编码，价格昂贵，编码带安装在井道易折断，编码信息易受电磁、温度、油污等影响。

针对以上的检测方法出现的问题，专利《电梯轿厢绝地位置检测系统及检测方法，专利号：cn105151940》提出了一种基于ccd传感器的图像识别的方法进行检测轿厢绝对位置，但是种方法易受光线、遮挡物的影响而导致测量失败，而且该方法测量系统及算法都比较复杂。

技术实现要素：

基于目前电梯轿厢绝对位置检测存在的问题，本发明提供一种电梯轿厢绝对位置的检测方法，其能够在保证测量精度的同时，不受外界环境，如光线、烟雾、遮挡物的影响，而且测量系统算法简单，实时性好，应用方便。

为实现本发明的目的，采用的技术方案是：

一种电梯轿厢绝对位置检测方法，包括电磁波检测装置和电梯轿厢以及电梯主控制器，所述电磁波检测装置通过通信接口及通信线与所述电梯主控制器通信连接；在电梯在静止或者运行状态，所述电磁波检测装置通过电磁波发射天线发射到轿厢上的电磁波和由电磁波接收天线所接收到的从轿厢反射回来的电磁波之间的时间差，即可计算出当前的轿厢位置。

通过这种方法测量的轿厢位置能实时准确地检测出轿厢当前的位置，不会受到旋转部件打滑或者停电等情况的影响，也并不会因为光线、烟雾等环境因素而导致检测不出来或检测不准确。

在本发明的一个优选实施例中，所述电磁波检测装置为毫米波检测装置，所述电磁波发射天线为毫米波发射天线，所述电磁波接收天线为毫米波接收天线。

在本发明的一个优选实施例中，所述毫米波检测装置安装于井道顶部，所述毫米波发射天线所发射的电磁波聚焦于所述轿厢的顶部，所述毫米波接收天线所接收到的从轿厢反射回来的电磁波为从轿厢顶部反射回来的电磁波；用以测量毫米波检测装置与轿厢顶部之间的距离来计算轿厢实时位置。

在本发明的一个优选实施例中，所述毫米波检测装置安装于井道底部，所述毫米波发射天线所发射的电磁波聚焦于所述轿厢的底部，所述毫米波接收天线所接收到的从轿厢反射回来的电磁波为从轿厢底部反射回来的电磁波；用以测量毫米波检测装置与轿厢底部之间的距离来计算轿厢实时位置。

毫米波检测装置安装在井道顶部是检测方案的一种，此时可以测量毫米波检测装置与轿厢顶部之间的距离来计算轿厢实时位置。毫米波检测装置还可以安装在井道底部，此时测量的值为井道底部与轿厢底部之间的距离，同样可以计算出轿厢当前的位置。安装位置可以根据现场情况灵活选择，方便施工，减少施工时间。

在本发明的一个优选实施例中，所述毫米波发射天线和/或毫米波接收天线均为毫米波微带阵列天线。这样使得毫米波的视场(fov)在合适的扫描范围，消除井道内无关物体的干扰，让毫米波检测信号只聚焦于轿厢的顶部或者底部，提高检测的精度。

在本发明的一个优选实施例中，所述毫米波检测装置每帧数据刷新率为毫秒级。这样使得轿厢的位置信息反馈给电梯主控制器更及时，实时性更好。

在本发明的一个优选实施例中，所述毫米波检测装置与电梯主控制器之间通信，所述毫米波检测装置将轿厢实时距离数据传输至电梯主控制器，电梯主控制器通过收到的距离值得到当前轿厢的位置。

在本发明的一个优选实施例中，所述毫米波检测装置与电梯主控制器之间通信，所述毫米波检测装置直接将检测到的距离发送至所述电梯主控制器，由电梯主控制器计算出当前轿厢所在的位置。这样电梯主控制器无需进行过多的数据处理的工作，减轻电梯主控制器的负担，同时提高实时性。

在本发明的一个优选实施例中，所述电磁波检测装置通过电磁波发射天线发射到轿厢上的电磁波和由电磁波接收天线所接收到的从轿厢反射回来的电磁波之间的时间差，经毫米波检测装置内部的毫米波芯片计算得到检测装置与目标物之间的距离，即可计算出当前的轿厢位置。

在本发明的一个优选实施例中，通过对所述毫米波芯片的参数配置，数据的后处理等能够剔除所述毫米波检测装置与非电梯轿厢之间的距离，仅保留电梯轿厢的距离信息。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明毫米波检测装置能实时准确地检测出轿厢的实际位置，不受旋转部件打滑，突发停电等因素影响，也并不会因为光线、烟雾等环境因素而导致检测不出来或检测不准确。此外，本发明检测装置是非接触式检测，检测装置体积小，安装简便，不增加施工时间和成本，应用范围广。

附图说明

图1是本发明实施例轿厢绝对位置检测系统的结构示意图。

图2是本发明实施例电梯轿厢绝对位置检测系统的工作示意图。

图3为电梯轿厢绝对位置检测系统中的毫米波检测装置的原理框图。

附图标记说明：井道10，井道顶部110，井道底部120，井道内壁130，位于井道内的电梯轿厢20，轿厢顶部210，轿厢底部220，用于距离测量的毫米波检测装置30，毫米波检测装置30与电梯主控制器40通信用的通信线缆310，毫米波接收天线320，毫米波发射天线330，电梯主控制器40。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明，本发明包括但不限于实施例所述情况。

如图1所示，一种电梯轿厢绝对位置检测系统包括井道10，井道顶部110，井道底部120，井道内壁130，位于井道内的电梯轿厢20，轿厢顶部210，轿厢底部220，用于距离测量的毫米波检测装置30，毫米波检测装置30与电梯主控制器通信的通信线缆310，电梯主控制器40。

毫米波检测装置30安装于井道顶部110，通过测量毫米波检测装置30与轿厢顶部210的距离来计算电梯轿厢20当前的绝对位置，并将检测的距离值通过通信线缆310发送至电梯主控制器40，供电梯主控制器40在控制的时候使用。当然，毫米波检测装置30也可以安装于井道底部120，通过测量毫米波检测装置30与轿厢底部220的距离来计算电梯轿厢20当前的绝对位置，并将检测的距离值通过通信线缆310发送至电梯主控制器40，供电梯主控制器40在控制的时候使用。

参见图2，毫米波检测装置30通过毫米波发射天线330发射电磁波50，电磁波50在遇到物体后形成反射的电磁波60，通过毫米波接收天线320接收反射的毫米波。毫米波检测装置30将发射的毫米波和接收的毫米波信号进行处理，便可以计算出目标物210的距离r，基本计算公式为：

其中，c为光速，t为毫米波检测装置发射的电磁波在空传播的总时间。

不管电梯是出于静止状态，还是处于运行状态，毫米波检测装置30都可以进行对电梯轿厢20当前距离的测量，进而可以通过电梯主控制器40可以得到电梯轿厢20当前的楼层信息。

图3示意了本实施例中毫米波检测装置30检测距离的过程。通过对毫米波检测装置30内的毫米波芯片340进行适当的参数配置后，毫米波芯片发射出chirp信号，chirp信号遇到物体后将信号反射回来，毫米波芯片340内部会基于毫米波通信理论对chirp信号和回波信号进行运算、处理，剔除非目标物信号，识别目标物信号，并通过dfft得到最终的距离值。然后，把最终的距离值由通信接口传输至电梯主控制器40。

毫米波芯片340包括射频前端模块、射频前端控制模块、数据采集及处理模块、数据处理控制模块、数据缓存模块以及通信接口。