轿厢位置检测系统、方法、电梯系统及机器可读存储介质与流程

1.本技术涉及计算机技术领域，具体涉及一种轿厢位置检测系统、一种轿厢位置检测方法、一种电梯系统及一种机器可读存储介质。


背景技术：

2.目前电梯平层位置的一般通过旋转编码器和光电检测器来判断，旋转编码器用于测量曳引机转速，从而计算出轿厢行程，光电检测器用于判断轿厢是否在平层开门区域。然而，当电梯突然急停或断电情况下，轿厢会制动滑移一段距离，容易出现电梯位置读取/判断不准或错层的问题。因此，确定轿厢所在的绝对高度值，从而确定准确的轿厢位置，才利于电梯控制系统作出准确的判断，保证电梯的安全性能。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的是提供一种轿厢位置检测系统及方法，该系统中，通过安装双码道带，并检测钢带上的双码道信息实现绝对位置测量和读取校准，有利于提高电梯的安全性能，此外，构建检测系统所需的结构简单、安装方便、且成本低廉。
4.为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种轿厢位置检测系统，轿厢安装于电梯井内，可上下移动，该系统包括：第一码道带，竖直安装于电梯井内，所述第一码道带沿长度方向等间距设有若干开孔，所述第一码道带的开孔范围可覆盖所述轿厢的上下移动范围；第二码道带，竖直安装于电梯井内，所述第二码道带沿长度方向设有多个码孔区，开设于所述码孔区内的编码孔组按照特定的规则排列，所述编码孔组用于表示其所在位置的绝对高度值，相邻码孔区之间的间距大于码孔区的长度；第一采集装置，安装于所述轿厢上并面向所述第一码道带设置，用于实时采集第一码道带上的开孔信息并对开孔计数，基于开孔计数值计算第一绝对高度值；第二采集装置，安装于所述轿厢上并面向所述第二码道带设置，用于实时采集第二码道带上的编码孔组信息，基于编码孔组信息确定第二绝对高度值；校准及输出模块，与第一采集装置和第二采集装置连接，用于：将第一绝对高度值作为轿厢高度值输出至电梯控制系统；判断第一绝对高度值与第二绝对高度值之间的差值是否大于阈值；若是，则利用第二绝对高度值校准开孔计数值，基于校准开孔计数值更新第一绝对高度值。
5.基于第一方面，在本发明一些实施例中，所述第一码道带与第二码道带并列设置于同一条钢带上。
6.基于第一方面，在本发明一些实施例中，所述第一采集装置包括多个检测探头，所述多个检测探头沿竖直方向等间距排列，相邻两个检测探头之间的间距与第一码道带上相邻开孔之间的间距相等。
7.基于第一方面，在本发明一些实施例中，设于所述第二码道带上的编码孔组包含n个等间距排列的编码元素，所述第二采集装置包含的检测探头的个数不低于n，且多个检测探头沿竖直方向等间距排列，相邻两个检测探头之间的间距与相邻两个编码元素之间的间
距相等。
8.基于第一方面，在本发明一些实施例中，相邻所述码孔区之间设有辅助孔，用于辅助判定轿厢的移动方向。
9.第二方面，本技术提供
10.一种轿厢位置检测方法，采用上述的轿厢位置检测系统执行，轿厢安装于在电梯井内，可上下移动，其特征在于，该方法包括以下步骤：实时采集第一码道带上的开孔信息并对开孔计数，基于开孔计数值计算第一绝对高度值，并将第一绝对高度值作为轿厢高度值输出至电梯控制系统；实时采集第二码道带上的编码孔组信息，基于所述编码孔组信息获取第二绝对高度值；判断第一绝对高度值与第二绝对高度值之间的差值是否大于阈值；若是，则利用第二绝对高度值校准开孔计数值，基于校准开孔计数值更新第一绝对高度值。
11.基于第二方面，在本发明一些实施例中，利用多个检测探头分别实时采集第一码道带上的开孔信息并对开孔计数，所述多个检测探头沿竖直方向等间距排列，相邻两个检测探头之间的间距与第一码道带上相邻开孔之间的间距相等，所述方法还包括：对比多个检测探头的计数结果是否一致，若不一致，则利用所述第二绝对高度值校准计数值。
12.基于第二方面，在本发明一些实施例中，所述方法还包括：用n位二进制数组表示所述编码孔组所在位置的绝对高度值，所述编码孔组中编码孔的排列位置对应所述n位二进制数组中数字1的排列位置。
13.基于第二方面，在本发明一些实施例中，所述方法还包括：判断轿厢的运行方向，若轿厢向上/下运行，则开孔计数为正；若轿厢反向运行，则开孔计数为负。
14.第三方面，本技术提供一种电梯系统，包括电梯控制系统以及上述的轿厢位置检测系统，所述电梯控制系统从轿厢位置检测系统获取电梯的绝对高度值。
15.第四方面，本技术提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行上述的轿厢位置检测方法。
16.通过上述技术方案，本发明至少具备以下有益效果：
17.本发明提供的轿厢位置检测系统中，通过在电梯井中安装双码道带并检测钢带上的双码道信息，以实现绝对位置测量和读取校准，将准确的轿厢位置信息发送至电梯控制系统，有利于控制系统作出准确的判断，进而提高了电梯的安全性能，此外，构建检测系统所需的结构简单、安装方便、且成本低廉。
18.本技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.附图是用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术实施例，但并不构成对本技术实施例的限制。在附图中：
20.图1示意性示出了根据本技术实施例的对第一采集装置的计数校准的流程框图；
21.图2示意性示出了根据本技术实施例的第一码道带与第二码道带的平面结构示意图。
22.附图标记说明
23.1-第一码道带；2-第二码道带。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术实施例，并不用于限制本技术实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
27.实施例1
28.本实施例提供一种轿厢位置检测系统，包括轿厢，所述轿厢安装于在电梯井内，可上下移动，还包括：
29.第一码道带1和第一采集装置。第一码道带1竖直安装于电梯井内，紧贴电梯井的内壁设置。在第一码道带1上沿长度方向等间距设有若干开孔，示例性的，如图2所示。第一采集装置安装于所述轿厢上并面向所述第一码道带1设置，用于实时采集第一码道带1上的开孔信息并对开孔计数，并基于开孔计数值计算第一绝对高度值。即本实施利中，电梯控制系统主要依据第一采集装置采集的数据作为轿厢位置的判断依据。而本实施中则利用第一采集装置随电梯上下移动过程中，经过的开孔数量计算轿厢当前所处的位置。由于计算轿厢的位置依赖于第一码道带1上的开孔，因此，第一码道带1上开设开孔的范围必须覆盖轿厢的上下移动范围，如此才能保证电梯控制系统能采集到轿厢任意点的位置信息(精确至相邻开孔之间的距离)，因此第一码道带1需要从井道顶部一直布置到底坑。
30.为方便计数，且保证高度位置计算的准确性，本实施例中，以电梯的移动方向(竖直方向)建立纵向坐标轴，并设电梯在一楼平层的位置为坐标原点记为0，以此为基准计算开孔个数会更加方便。示例性的，当电梯上行时则开孔计数为正，逐个递加，若上行经过1000个开孔，若相邻开孔间的间距为5mm，则轿厢上行距离为5000mm，而5000mm同时也表示轿厢的绝对的高度，然后若轿厢下行，经过了200个开孔，此时开孔计数则为负，轿厢此时的绝对高度值则等于800个开孔的距离。
31.系统还包括第二码道带2和第二采集装置，第二码道带2竖直安装于电梯井内，所述第二码道带2沿长度方向设有多个码孔区，开设于所述码孔区内的编码孔组按照特定的规则排列，且每个码孔区内的编码孔组的排列方式均不一样，编码孔组的长度(对应编码元素的个数)可以都一样，也可以不一样，若不一样则需要保证第二采集装置上的检测探头的个数不少最长的编码个数。例如编码孔组包含n个编码元素，则检测探头的个数m≥n，如此才能保证第二采集装置能够完整读取到编码孔组。由于码孔区内任意两个编码孔组的排列
方式均不一样，因此可令编码孔组表示特定的数值，例如其所在位置的绝对高度值，当第二采集装置读取到完整的编码孔组时便可获取到此时轿厢所在的第二绝对高度值。基于此便可对上述基于开孔计数计算得到的第一绝对高度值进行验证和校准。
32.进一步的，第一采集装置在计数过程中，为确定开孔计数的正负，还需要检测电梯的运行方向，而确定运行方向可直接通过检测曳引机的正反转状况实现。还可以在第二码道带2上的相邻所述码孔区之间设置辅助孔，若第二采集装置上的m个检测探头在检测到辅助孔的先后顺序是由下至上，则说明电梯此时下行，若检测到辅助孔的先后顺序是由上至下，则说明电梯此时上行。另外，为了避免辅助孔被误判为编码孔组中的编码孔，编码孔组(16位编码)采用了开始段标记、中间段位置、结束段标记(如图2所示)，只有开始段标记和结束段标记正确时，中间段位置标记才有效。
33.由于第一码道带1上相邻开孔间的距离是固定、第一码道带1也是固定的，因此若计算得到的绝对高度值出现误差，则必然是计数出现失误。例如当电梯突然停电时，第一采集装置会停止计数，而电梯会依据惯性继续上升或下行一段距离，此时则容易出现计数不准确的情况。而通过第二采集装置读取编码孔组获取到绝对高度值是绝对不会出现失误的，因为只有在读取完整的编码孔组的情况下，才能获取到其对应绝对高度值，而此时轿厢所在的位置必然是与该值相匹配的。
34.进一步的，系统还包括校准及输出模块，用于从所述第一采集装置处获取第一绝对高度值；用于从所述第二采集装置处获取第二绝对高度值；判断第一绝对高度值与第二绝对高度值之间的差值是否大于阈值(例如可设置为相差一个开孔的距离，如5mm)；若否，则将第一绝对高度值发送至电梯控制系统；若是，则利用所述第二绝对高度值校准开孔计数值(具体为，第二绝对高度值除以相邻开孔间的距离，计算开孔数量)，再将更新后的第一绝对高度值发送至电梯控制系统(利用更新后的开孔数量再次计算第一绝对高度值)。上述数据处理过程可参考图1所示的计算流程示意图。
35.进一步的，出于节省材料考虑，同时为保证第一码道带1的开孔及第二码道带2的编码孔组所代表的绝对高度值一一对应，本实施例中可将第一码道带1与第二码道带2并列设置于同一条钢带上。则对应的，优选的，第一采集装置和第二采集装置同样并列等高设置。
36.实施例2
37.具体的，本实施例中的第一采集装置和第二采集装置均采用红外检测器。示例性的，第一采集装置和第二采集装置内置于同一个红外检测器。将红外检测器安装在轿厢外侧，其内设置有钢带导向槽，安装时钢带穿过检测器的导向槽。
38.红外检测器内置有红外发射器和两列的传感器读头，红外发射器用于发射红外光线投射到钢带上，红外光线穿过钢带开孔位置后被导向槽吸收不再反射，红外光线投射到钢带面上则反射回检测器，被光敏元件接收。红外检测器内的两列光敏元件用于读取钢带的开孔信息。
39.进一步的，第一列传感器读头可由多个光敏元件组成(第一采集装置可以包括多个检测探头)，即存在备选项，若第一采集装置只有一个检测探头，如果唯一的一个检测探头发生故障或出现损坏，则会导致电梯无法继续工作，需要紧急维修。为避免上述情况，示例性的，本实施例中第一列传感器读头由两个光敏元件组成，两个光敏元件的距离与钢带
上第一码道带1的开孔距离相等，分别检测钢带上第一码道带1的开孔并对开孔计数，并基于开孔计数值计算第一绝对高度值。默认只发第一个光敏元件的计算数值给电梯控制系统，若第一个光敏元件故障，则发第二个光敏元件的计算数值给电梯控制系统。若两个光敏元件的计数相差大于设定值时，则信号处理模块发出预警信号，需要通过第二码道带2重新校准，若其中一个光敏元件故障，则信号处理模块发出故障信号，请求电梯控制系统停梯维修，若两个光敏元件都出现故障，则信号处理模块发出紧急故障信号，并要求电控控制系统停止运行。
40.示例性的，若用n位二进制数组表示所述编码孔组所在位置的绝对高度值，所述编码孔组中编码孔的排列位置对应所述n位二进制数组中数字1的排列位置。即1对应编码孔，0对应空白，如图2所示，若16位二进制数组表示绝对高度值，则第二码道带2上编码孔组对应的数字则为1100 01001000 0101。
41.因此，第一列传感器读头的光敏元件的计数还可通过以下方法进行校准：
42.示例性的，如上一段距离的16位编码信息为1100010010000101，第1列传感器读头计数分别为5312和5312，电梯上行至当前位置的16位编码信息为1100010010010101，第一列传感器读头计数分别为00005512和00005526，根据钢带的第2码道的16位编码开孔间距为1米和第1码道的开孔间距为5mm，即第一列传感器从上一段16位编码位置到当前16位编码位置共扫描第一码道带1小孔200次，则第一列传感器计数应为00005512，所以将第一列传感器读头计数修正为00005512和00005512。由此可知第一列传感器读头的第二个光敏元件存在故障，需要及时更换，而第一个光敏元件正常。
43.由上可知，当用于表示绝对高度值的n位二进制数组较长时，则意味着码孔区会占据较大范围才能表示一个绝对值，不能一直连续编码，只能分隔一段距离后编码。
44.第二码道带2读头由m个光敏元件组成(m≥n)(第二采集装置)，用于检测钢带上的第二码道带2的开孔。
45.实施例3
46.第一采集装置可通过计算单位时间内的位移变化量计算出检测器的移动速度。
47.第一采集装置将计算出的位置信息、速度、运行方向和故障预警信号等信息发送给电梯控制系统，电梯控制系统根据红外检测器的信号控制电梯运行。
48.电梯控制系统通过红外检测器的位置信息获得轿厢的位置，技术员通过电梯控制系统控制电梯运行至各楼层平层位置，并通过电梯控制系统标记该位置为当前楼层的位置，将所有楼层的位置标记完后，电梯控制系统即可获得所有楼层的平层位置信息。电梯根据各楼层的平层位置信息控制电梯运行至目的层平层位置。
49.电梯控制系统根据最顶层的位置信息，按设置的上极限位移偏量计算出最顶层的上极限位置。
50.电梯控制系统根据最底层的位置信息，按设置的下极限位移偏量计算出最底层的下极限位置。
51.当红外检测器提供的位置信息超过上极限位置或下极限位置时，电梯控制系统立即停止电梯运行。
52.电梯控制系统控制电梯运行时，当红外检测器提供的速度信息超过电梯控制系统的额定速度时，电梯控制系统控制电梯减速，当红外检测器提供的速度信息超过电梯控制
系统的额定速度一定倍数时，电梯控制系统控制电梯停止运行。
53.实施例4
54.本实施例提供一种轿厢位置检测方法，轿厢安装于在电梯井内，可上下移动，包括以下步骤：在电梯井内沿竖直方向安装第一码道带1，所述第一码道带1沿长度方向等间距设有若干开孔，所述第一码道带1的开孔范围可覆盖所述轿厢的上下移动范围；在电梯井内沿竖直方向安装第二码道带2，所述第二码道带2沿长度方向设有多个码孔区，开设于所述码孔区内的编码孔组按照特定的规则排列，所述编码孔组用于表示其所在位置的绝对高度值，相邻所述码孔区的间距大于码孔区的长度；实时采集第一码道带1上的开孔信息并对开孔计数；实时采集第二码道带2上的编码孔组信息；基于开孔计数值计算第一绝对高度值，基于所述编码孔组信息获取第二绝对高度值；对比第一绝对高度值与第二绝对高度值之间的差值是否大于阈值，若否，则将第一绝对高度值发送至电梯控制系统；若是，则利用所述第二绝对高度值校准开孔计数值，再将更新后的第一绝对高度值发送至电梯控制系统。
55.利用多个检测探头分别实时采集第一码道带1上的开孔信息并对开孔计数，所述多个检测探头沿竖直方向等间距排列，相邻两个检测探头之间的间距与第一码道带1上相邻开孔之间的间距相等，所述方法还包括：对比多个检测探头的计数结果是否一致，若不一致，则利用所述第二绝对高度值校准计数值。
56.所述方法还包括：用n位二进制数组表示所述编码孔组所在位置的绝对高度值，所述编码孔组中编码孔的排列位置对应所述n位二进制数组中数字1的排列位置。
57.所述方法还包括：判断轿厢的运行方向，若轿厢向上/下运行，则开孔计数为正；若轿厢反向运行，则开孔计数为负。
58.具体的实施方案已在上述实施例1-3中有所体现，在此不多做赘述。
59.实施例5
60.本实施例提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行上述实施例4所述的轿厢位置检测方法。
61.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
62.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
63.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或
多个方框中指定的功能。
64.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
65.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
66.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
67.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
68.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
69.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。