CN1132177A

CN1132177A - 弱射束检测

Info

Publication number: CN1132177A
Application number: CN95118101A
Authority: CN
Inventors: B·J·阿门德
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1995-10-24
Publication date: 1996-10-02
Also published as: EP0709336A1; JPH08208163A; US5696362A; AU3303895A; SG34282A1; CA2158902A1; AU696276B2

Abstract

在射束检测***中一种用于检测弱射束的装置包括多个用于发出能量射束的发射器，多个根据由所述多个发射器发出的能量射束提供检测器信号的检测器，以及确定由所述多个发射器发出的射束是否弱的装置。如果检测到弱射束，那么由障碍物检测***确定该射束无效，并且在其后的障碍物检测中不考虑该射束。

Description

弱射束检测

本发明涉及电梯中的检测器，更具体地说涉及对电梯厢门口的障碍物的检测。

在电梯中，通常用一个或多个自动滑门。为了保护乘客，采用各种***来检测在门打开期间、门关闭之前和关闭时存在的障碍物。如果***检测到障碍物，电梯门就避免进一步关闭，最好是重新打开。

检测电梯门通道中的障碍物的一种已知***是将光束放在跨越打开的门的通道中，并用传感器检测光束的中断，如果在打开的门之中有障碍物，光束就中断。一旦检测到该中断，传感器就发出一个信号，以便改变门的运动，最好是使门重新打开。

该***具有垂直地放在门的一侧的用于产生光束的光发射器阵列，以及排列在另一门上的用于检测这些光束的相应的光敏检测器阵列，这样建立的***可以检测门口的不同高度处的障碍物。发射器和检测器被放在门上，因此如果门打开，那么发射器和检测器就远离，而如果门关闭或正在关闭，那么发射器和检测器就靠近。发射器和检测器面临性能下降的可能性，因此当它们相互远离时，由发射器发出的能量可能不被检测器检测到。

本发明的一个目的是改进对确定区域中例如电梯厢门口的障碍物的检测。

本发明的另一个目的是提供一种更耐用的障碍物检测***。

本发明的再一个目的是提供一种改进的障碍物检测***，因此可以减少电梯门碰撞乘客的事故的数量。

根据本发明，用于检测弱射束的装置包括多个用于发出能量射束的发射器，多个用于检测由所述多个发射器发出的能量射束的检测器，以及确定由所述多个发射器发出的射束是否弱的装置。

本发明的优点是改进了对确定区域中例如电梯厢门口的障碍物的检测，并且通过提供更耐用的障碍物检测改进了对障碍物的检测。

通过参看以下的详细描述和附图，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更清楚。

图1是采用本发明的最佳实施例的电梯门口的正视图；

图2表示发射器阵列的侧视图，以及发射器阵列电路的最佳实施例的代表性示意图；

图3表示检测器阵列的侧视图；

图4是最佳控制器的框图；

图5是检测器放大器/滤波器的最佳实施例的代表性示意图；

图6是信号调整器的最佳实施例的代表性示意图；

图7是A/D转换器的最佳实施例的代表性示意图，以及检测输入锁存器的最佳实施例的代表性示意图；

图8是本发明中实施的最佳弱射束检测方法的流程图；

图9是本发明中实施的最佳障碍物检测方法的流程图。

在图1中画出了电梯厢10、第一电梯门15、第二电梯门20、发射器阵列25、检测器阵列30、控制器35和多个能量射束。以打开位置表示的门15、20滑动开启和关闭，因此当门关闭时，门15的关闭边缘45与门20的关闭边缘50接触。

图中所示的发射器阵列25放在第一门20的附近，所示的检测器阵列30放在第二门15的附近。控制器35放在电梯厢10的顶部，与发射器阵列25和检测器阵列30实现电连接(55)。电连接部分55使得控制器35能够与发射器阵列25和检测器阵列30联系。

参照图2，发射器阵列25包括多个发射器60。发射器60是灯泡、LED部件或任何发射部件；例如可调制的红外线发射器，因此它的发射能量可与周围背景的辐射区分开来。在一个最佳实施例中，如图2所示，每个发射器是LED部件65，它与齐纳二极管70串联，于是形成了LED/二极管对75。每个LED/二极管对75与另一极性相反的LED/二极管对并联连接，因此采用相同电连接根据电流的方向可以选择任何一对75。这一配置通过减少所需的导线和连接部分，使得制造成本下降。在一个最佳实施例中，发射器阵列包括56个发射器60。

参照图3，检测器阵列30包括多个检测器80。检测器80是任何对发射器60的发射敏感的部件；最好对除该发射器以外的其它的发射不敏感。例如，检测器80可以是光电二极管或光电三极管，它们被设计用来使在发射器的调制的频率和波长下的信号通过。

在一个最佳实施例中，发射器阵列25中的每个发射器60对应于检测器阵列30中相应的检测器80，因此形成了配对。每个检测器80根据其配对中的相应的发射器60发出的能量产生一个检测器信号85(图4中所示)。检测器信号85是一个模拟信号，代表由检测器80检测到的发出能量的幅度。在该最佳实施例中，在任何一个时间，只有一个配对被启动，因此消除了发射器60之间交叉干扰。

参照图4，控制器35包括微控制器90、存储器95、嵌入开关锁存器100、检测输入锁存器105、发射寻址锁存器110、检测寻址锁存器115、I/O解码器120、地址/数据总线125、检测器放大器/滤波器130、信号调整器135、A/D转换器140、发射器驱动器145、检测器驱动器150、继电器155和电源160。

微控制器90是用来实现控制功能的部件。下面说明本发明中射束检测方法和弱射束检测方法。存储器95用来存储数据和程序。地址/数据总线125提供微控制器90与存储器95、嵌入开关锁存器100、检测输入锁存器105、发射寻址锁存器110、检测寻址锁存器115和I/O解码器120之间的电连接。适合用作微控制器90的部件是商品化的Intel 80C31型微控制器。

I/O解码器120是这样一种部件，它能够使微控制器90向锁存器部件100、105、110、115以及从这些锁存器部件传输数据。例如，如果微控制器90需要来自检测输入锁存器105的当前数据，I/O解码器120就通过地址/数据总线轮询检测输入锁存器并检索当前数据。I/O解码器120与嵌入开关锁存器100、检测输入锁存器105、发射寻址锁存器110、检测寻址锁存器115和微控制器90电连接。

嵌入开关锁存器100提供了一个用户接口，因此通过控制器35可以进行嵌入开关设置。例如，用户通过选择一种预定的嵌入开关设置，可以选择一特定的***模式。一种这样的***模式是弱射束检测，并将在以下予以说明。检测输入锁存器105将来自检测器阵列30的检测器数据提供给微控制器90。发射寻址锁存器110将来自微控制器90的发射器寻址数据提供给发射器驱动器145。检测寻址锁存器115将来自微控制器90的检测器寻址数据提供给检测器驱动器150。触发器或寄存器如在本领域中已知的那样适合用作锁存器部件。

发射器驱动器145接收由微控制器90提供的发射器地址数据，并启动发射器阵列25中的相应的发射器60。同样，检测器驱动器150接收由微控制器90提供的检测器地址数据，并启动检测器阵列30中的相应的检测器80。在一个最佳实施例中，发射器驱动器145和检测器驱动器150二者都由多路转接器实现，多路转接器分别对发射器或检测器地址数据作出响应，并启动相应的发射器60或检测器80。这种寻址技术在本领域中是已知的。采用这一安排，微控制器90可以启动发射器和检测器阵列25、30中的配对。在一个最佳实施例中，微控制器90按照配对实际排列的次序，顺序启动配对。然而，可以按任何所要求的次序启动配对。

检测器放大器/滤波器130对来自每个检测器80的检测器信号85接收、放大并滤波，因此它向信号调整器135提供一个经放大/滤波的检测器信号165。这一电路用来通过提供非线性放大补偿发射强度和距离之间的非线性关系。检测器/滤波器的一个最佳实施例示于图5。

信号调整器135是这样一种电路，它提供滤波、放大和整流功能，并对经放大/滤波的检测器信号165作出响应，因此它向A/D转换器140提供经调整的检测器信号170。这种类型的电路在本领域中是已知的，一个最佳实施例示于图6。

参照图7，图中画出了A/D转换器140和检测输入锁存器105的一个最佳实施例的示意图。检测输入锁存器105包括七个触发器175。A/D转换器140包括七个比较器180，每个具有经调整的检测器信号170和电压分离点作为其输入。每个电压分离点由VR(电压基准)信号和分压器网络上的位置确定。每个比较器180分别提供一个输出信号185，它依赖于经调整的检测器信号170和电压分离点。连接比较器180，如果经调整的检测器信号170的幅度大于在网络的特定级上的电压分离点，那么在那级的比较器180将产生一个输出信号185，该信号记录相应的触发器175以产生数字检测器信号190。微控制器90将多个数字检测器信号190存储在存储器95中。对一个特定的发射器60的多个数字检测器信号190共同表示从零到七的一个整数值，并且以后称为数字检测器值。当前启动的发射器60的数字检测器值称为当前射束强度(“CBS”)。于是，这一电路结构用来检测每个发射器60的经调整的检测器信号170的峰值，并将它转换成数字格式，因此微控制器90可将它存储在存储器95中。

再次参照图4，继电器155与微控制器90和电梯***的门控制器(未示出)相连，并且如果检测到障碍物时，用来向门控制器提供一个相反的门信号195。

电源160用来向本发明的各部分提供电源，这在本领域中是已知的。

在根据本发明的一个最佳实施例中，控制器35按照弱射束检测方法工作，确定对应于发射器和检测器阵列的配对的能量射束是否是“弱”的。通过提供检测可能由故障设备引起的弱射束的能力，这一方法使得本发明改进了对确定区域中例如电梯厢门口的障碍物的检测。弱射束是这样一种射束，它或者已经变得被部分地阻碍，或者已经变得弱了。当某些物质如灰尘遮挡发射器并使得发光量减小时，射束变得部分地被阻碍。变弱的射束是这样一种射束，所发射的光强度与平均射束相比相当弱。这两种情况，部分地被阻碍的射束和变弱的射束，导致光强度下降或射束弱。如果检测***不能检测弱射束，则可将弱射束理解为是一种障碍，因此电梯门将继续打开，直到触发引起注意(nudging)模式。当经过一段预定时间之后门依然打开，则触发引起注意模式，并使得门以减小的速度和力矩关闭。一旦引起注意模式被触发，尽管有障碍物电梯门也将试图关闭。于是，弱射束检测也可以减少电梯门碰撞乘客的事故的数量，这在降低维护费用的同时使得顾客更满意了。弱射束检测方法保存在存储器95中，下面将说明本发明的这一方法。

图8是在本发明中实施的弱射束方法的流程图。该流程图表示对发射器60和检测器80一个配对所进行的扫描。流程从标以“开始”的步骤200开始，第一步骤205确定门是否充分打开。为了确定门是否充分打开，微控制器90产生一个平均射束强度(“ABS”)。为了产生ABS，微控制器90确定非阻碍作用射束的数字检测器值的和，并用非阻碍作用射束的个数去除该和。随着门15、20的移动，ABS将改变。例如，当门关闭边缘45、50之间的距离增加时，ABS将减小。小于整数值4的ABS代表充分打开的门。如果门没有充分打开，那么不执行弱射束检测，因为如果发射器和检测器相互靠近的话，弱射束可能看起来是正常的。选择ABS的整数值4作为确定门是否充分打开的最佳阈值。

如果微控制器90在步骤205确定门没有充分打开，那么微控制器90不利用弱射束检测；相反，微控制器90进行到步骤245，并开始对下一个射束进行扫描。如果微控制器90确定门充分打开，那么微控制器90进行到步骤210，确定射束是否受到阻碍。在根据本发明的一个最佳实施例中，控制器35根据可变射束检测方法操作，以便动态控制能量射束的检测阈值。可变射束检测方法保存在存储器95中。

图9是可变射束方法的流程图。该流程图表示对发射器60和检测器80一个配对所进行的扫描。流程从标以“开始”的步骤250开始，第一步骤255产生平均射束强度ABS。为了产生ABS，微控制器90确定非阻碍作用射束的数字检测器值的和，并用非阻碍作用射束的个数去除该和。小于整数值3的ABS代表门关闭边缘45、50之间的距离大，这时可变射束检测不是关键的，因为在远距离障碍物可以很容易地阻挡能量射束。

执行步骤260，确定为了检测障碍物的存在是否应将CBS与静态或动态阈值进行比较。静态检测阈值是一个预定值，CBS与之进行比较，检测障碍物的存在。动态检测阈值是一个可变值，CBS与之进行比较，检测障碍物的存在。在步骤260，微控制器90将ABS与整数值3进行比较。如果ABS不大于或不等于整数值3，那么本发明执行静态检测阈值0。本发明执行静态检测阈值的过程如下。在步骤265微控制器90确定CBS是否等于0。如果CBS等于0，那么微控制器90确定能量射束被阻碍，如步骤270所示。如果CBS不等于0，那么微控制器90确定能量射束未被阻碍，如步骤275所示。

如果ABS大于或等于整数值3，那么本发明通过利用ABS减去整数值2的动态检测阈值执行可变射束检测。本发明执行动态检测阈值的过程如下。在步骤280微控制器90确定CBS是否小于或等于ABS减去整数值2。如果CBS小于或等于ABS减去整数值2，那么微控制器90在步骤285确定当前射束被阻碍。如果CBS不小于或不等于ABS减去整数值2，那么微控制器90在步骤290确定当前射束未被阻碍。整数值2代表允许被忽略的偏离平均射束强度的小偏离量的预定范围，以便避免检测误判为障碍物。因此，本发明确定CBS的偏移是否超出了ABS的预定范围。在一个最佳实施例中，每100毫秒产生ABS，而每35毫秒产生CBS。因此每次对该配对进行扫描期间，在步骤255不产生新的ABS。本领域的一般技术人员应懂得，在该最佳实施例中采用的整数值来源于本发明的一个具体的实施方案，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以选择其它的值。此外，上述可变射束检测方法仅仅是检测障碍物的一个具体的实施方案，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以采用其它方法。例如，可以采用仅利用静态检测阈值0的障碍物检测方法。

再次参照图8，如果微控制器90确定射束受到阻碍，那么在步骤215使该特定射束的弱射束计时器的计时增加。弱射束计时器由存储在存储器95中的程序实现。每个射束具有相关的弱射束计时器，它用来确定射束受到阻碍的时间有多长。如在下面将要说明的，每个计时器只在门充分打开时才增加其计时。在步骤220，微控制器90确定弱射束计时器的值是否大于80秒。如果弱射束计时器的值不大于80秒，那么微控制器90返回到步骤205对下一个射束进行扫描。如果弱射束计时器的值大于80秒，那么在步骤225射束被记为弱射束。一旦射束被记为弱射束，便由障碍物检测***确定为不起作用，并在其后的障碍物检测中不予考虑。这避免了障碍物探测***把弱射束当作障碍物。通过使***从故障部件或从射束的部分阻碍中恢复，获得了更耐用的障碍物探测***。

返回步骤210，如果射束未被阻碍，那么微控制器90进行到步骤230，确定该射束当前是否被记为弱射束。如果该射束当前被记为弱射束，那么微控制器90在步骤235将该射束记为“正常”。然后微控制器90进行到步骤240，将该射束计时器复位为0。如果该射束不被记为弱射束，那么微控制器90进行到步骤240，将该射束计时器复位为0。

以下是弱射束检测的一个例子。为了对该例进行说明，假定第三射束是弱射束。当门充分打开时，第三射束的弱射束计时器启动。门保持开启达20秒，这是典型的引起注意时间，因为第三射束显示出有一个明显的障碍物。当门采用引起注意模式关闭时，计时器暂停，因为门没有处于充分打开状态。这时，第三射束在其弱射束计时器上具有20秒的计数。在电梯下一次停止时，门打开，第三射束的弱射束计时器恢复计时。这一方式一直继续下去，直到弱射束计时器达到80秒，在这一点上射束被认为是弱射束，并从扫描中去除。若是在门充分打开的任何时间，该射束都应连通的话，射束将会恢复上述原状。

这样，本发明提供通过提供检测可能由故障设备引起的弱射束的能力，改进了对确定区域中例如电梯厢门口的障碍物的检测。对弱射束的检测使***能够补偿并减少电梯门碰撞乘客的事故的数量，这在降低维护费用的同时使得顾客更满意了。

虽然针对本发明的最佳实施例对本发明作了展示和说明，但是本领域的一般技术人员应懂得，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可对本发明的形式和细节做各种其它的变化、省略和添加。

Claims

1.一种用于检测电梯门口中的障碍物的装置，所述装置包括：

a.多个用于发出能量射束的发射器，所述多个发射器放在第一电梯门的附近；

b.多个用于检测由所述多个发射器发出的能量射束的检测器，所述多个检测器放在第二电梯门的附近；以及

c.确定由所述多个发射器发出的射束是否弱的装置。

2.权利要求1所述的装置，其中所述装置对由所述多个发射器发出的每个射束提供弱射束计时器。

3.权利要求1所述的装置，其中由所述多个发射器发出的能量射束是光束。

4.一种用于检测弱射束的弱射束检测装置，所述装置包括：

a.多个用于发出能量射束的发射器；

b.多个用于检测由所述多个发射器发出的能量射束的检测器；以及

c.确定由所述多个发射器发出的射束是否弱的装置。

5.权利要求4所述的弱射束检测装置，其中所述装置对由所述多个发射器发出的每个射束提供弱射束计时器。

6.权利要求4所述的弱射束检测装置，其中由所述多个发射器发出的能量射束是光束。

7.在一种射束检测***中确定能量射束是否是弱射束的装置，该种***包括发出能量射束的发射器和检测由该发射器发出的能量的检测器，其中所述装置包括确定由该发射器发出的能量射束是否是弱射束的控制器。

8.权利要求7所述的装置，其中所述控制器对由所述多个发射器发出的每个射束提供弱射束计时器。

9.权利要求7所述的装置，其中由所述多个发射器发出的能量射束是光束。

10.一种弱射束检测方法包括以下步骤：

a.发出多个能量射束；

b.检测多个能量射束；

c.确定多个能量射束中的一个能量射束是否是弱射束。

11.权利要求10所述的弱射束检测方法，其中所述确定步骤包括对在所述发射步骤中发出的多个射束的每个射束提供弱射束计时器。

12.权利要求10所述的弱射束检测方法，其中所述方法进一步包括确定弱射束不起作用的步骤。

13.权利要求10所述的弱射束检测方法，其中障碍物探测***采用所述方法检测一个确定区域中的障碍物。