門區保護的製作方法

2023-10-10 12:10:04

專利名稱：門區保護的製作方法
技術領域：
本發明涉及監測電梯門以及進入和外出的其它入口(portal)。更具體來說，本發 明涉及用於監測門以便確保通過門進入和離開的人的安全性的設備和方法。
背景技術：
用於監測電梯門等的當前方法是使用在門口(doorway)提供光線幕簾的已知為 發光二極體(LED)裝置的二維QD)陣列。當人或物體橫穿光線幕簾時，定位成接收來自LED 的光線的光電探測器感測光線幕簾的中斷，並且該裝置觸發門開啟。這種方法的問題在於， 它沒有提供關於將要發生的情況的任何信息，因為它在任何時間只能確定門口正發生的情 況。美國專利No. 6344642示出一種形式的2D門控。
已經提出的一種解決方案是使用附加的一組LED裝置，它們從電梯門向外傾斜朝 向大廳區域設置。LED裝置設置成使得光線從某物彈回，並且由一組光電探測器接收。如果 光電探測器探測到反射，則系統確定某物正朝向門口走去，並且開啟門。
這種解決方案的問題在於，光線將從無生命物體或人反射，從而生成錯誤的正值 或觸發。這些錯誤觸發可使系統將門完全開啟，並且然後在門開始關閉時發送新的信號，因 為沒人通過門進入。同樣的無生命物體可能多次引起錯誤觸發。電梯編程為當門重新開啟 超過預定次數時停機。這要求由機修工進行服務呼叫，並且當然不僅使電梯暫時停止使用， 而且增加維護費用。
根據以上所述，本發明旨在解決會影響常規電梯門的上述問題的一個或多個。 發明內容
本發明的一個實施例針對一種用於探測門口附近的區域中的對象的設備。這個設 備包括安裝在門口附近的多個換能器和處理器以及其它可能的裝置。換能器中的至少一個 定位成將信號反覆傳送到門口附近的區域。換能器中的至少兩個定位成反覆接收返回信 號。處理器在操作上連接到多個換能器，用於在門口附近的區域中通過確定對象的下列方 面來探測對象基於從信號的傳送與對應返回信號的接收之間的時間所得出的一個或多個 所確定距離的對象位置；和/或基於信號的傳送以及對應返回信號的接收中的都卜勒頻移 (Doppler shift)的對象移動。
本發明的另一個實施例針對一種用於控制電梯門的操作的設備。這個設備包括多 個換能器、處理器和門控制器以及其它可能的裝置。多個換能器安裝在電梯門口附近，用於 將信號反覆傳送到鄰近電梯門口的區域，並且接收對應的返回信號。處理器用於在鄰近電 梯門口的區域中通過確定對象的下列方面來探測對象基於從信號的傳送與對應返回信號 的接收之間的時間所得出的一個或多個所確定距離的對象的位置；和/或基於信號的傳送 以及對應返回信號的接收中的都卜勒頻移的對象移動。處理器配置成根據對象的所確定位 置和/或移動來產生輸出。門控制器用於按照處理器的輸出的函數來控制電梯門的操作。
本發明的另一個實施例針對一種用於探測鄰近門口的區域中的對象的方法。這種方法除了其它可能的步驟之中還包括提供安裝在門口附近的多個換能器；激活換能器中的 至少一個以便將信號傳送到鄰近門口的區域；在傳送換能器和/或在多個換能器中的其它換 能器中的一個或多個處接收返回信號；根據傳送換能器傳送信號與那個傳送換能器和/或多 個換能器中的其它換能器中的一個或多個接收返回信號之間的時間來得出各接收換能器 的所確定距離；以及根據所確定距離中的至少一個來探測對象。
要理解，以上的一般描述和以下的具體實施方式
只是示範和說明性的，而不是對 權利要求保護的本發明的限制。


通過以下描述、所附權利要求和附圖所示的所附示範實施例，本發明的這些及其 它特徵、方面和優點將變得顯而易見，下面簡要描述附圖。
圖1是本發明的一個實施例的示意圖，示出探測個體朝電梯門走近的多個換能O
圖2是示出圖1所示的本發明的實施例的操作的框圖。
圖3是本發明的另一個實施例的示意圖，示出用於確定3D圖像探測的一組附加換 能器。
具體實施方式
在附圖中儘量通篇將相同或相似的參考標號用於相同或相似的部件。
在本申請中，術語『換能器』通常通篇用於表示包括發射器和接收器的信號裝置。 但是，當然，單獨的發射器和接收器可組對以實現相同的技術結果，並且因此，術語『換能 器』將解釋為涵蓋包含發射器和接收器的單個裝置以及單獨的發射器和接收器對。
圖1中，四個換能器舊1、舊2、舊3和舊4定位在電梯門口 10周圍。換能器US1-US4 在以下描述的實施例中是超聲換能器，但是當然可能是其它類型的信號換能器(例如微 波、紅外線等)，它們可安裝在門口 10的門框12之上或附近或者安裝在門14上。換能器 US1-Uii4相互間隔開，並且各定向成從門口 10向門口 10前面的走廊或大廳區域向外傳送超 聲信號(又稱作脈衝)。取決於電梯大小和鄰近大廳的面積，更多或更少換能器可傳送信 號，以便確保縱覽到整個感興趣區域。
關於門口和換能器附近的大的大廳或區域的設施中，截距(cut-off distance)可 結合到處理器中，使得系統不響應太遠而不需要的移動。例如，在所設置截距處或者超出所 設置截距而離開的對象可能不是感興趣的。這個變量是硬體或軟體可調的，取決於大廳的 大小、流量和其它因素。對於在截距處或者超出截距的這類對象，由這類對象反射的信號可 作為不相干量而被放棄。這類遠處對象的距離由信號所歷經的傳播時間來確定。
各超聲換能器USi (其中，在圖1所示的示例中，i = 1,2,3,4)從測量時間直至接 收到返回脈衝之間，在時間^發送採取錐形射束Bi的形式的聲脈衝，可確定到最接近對象 20的距離(dyi = 1，2，3，4)。這種對象可以是例如一個或多個人、動物、嬰孩車、行李或其 它物體。各超聲換能器USi在某個時間周期、如每ρ毫秒定期重複進行這個過程。數量ρ可 取決於門的尺寸、大廳的大小、所需的探測距離能力，並且還可考慮聲音的速度。從時間周 期、、、+ρ、、+2ρ、· · ·中的距離測量屯，能夠確定對象在電梯門口 10前面正移動的速度和方向。
當多個門口配備有本發明時，例如當多個電梯門相互毗連或者在彼此對面時，特 定頻率或頻率組可由各門口使用，以便消除多個門口的串擾。換言之，各門口將發射和接 收特定頻率或頻率組，使得如果接收到另一個頻率(或者不在特定門口的頻率集合中的頻 率)，則這種頻率可作為屬於另一個門口所發射的信號而被放棄。
為了要避免無法確定對象所反射的聲音的起源的情況，可使用時分復用。S卩，如果 若干換能器同時將超聲脈衝發送到對象，並且然後這些換能器接收又從對象所反射的返回 脈衝，則個體換能器無法確定返回脈衝是始發於那個換能器還是另一個換能器。通過時分 復用，各換能器在與其它換能器不同的時間周期(又稱作時間間隔)中發送其超聲脈衝。間 隔足夠長到允許超聲脈衝在序列中的下一個換能器被激活之前被傳送並且返回脈衝被接 收。備選地，換能器USi可在不同超聲頻率進行傳送(即，頻率復用)，在這種情況下，它們 可同時或者在重疊時間周期中進行工作。
還預想到了各換能器可在它自己唯一的頻率進行傳送，而在所有頻率接收反射脈 衝。這準許使用每個標識頻率的兩倍信息，並且使系統能夠使用兩個換能器，其中的每個處 理它自己唯一的頻率以及另一個換能器的唯一頻率。這個實施例通過下列步驟進行工作 依次從所選的各發射器進行傳送，並且使部分或全部接收器監聽信號。
圖1示出一個示例，其中一人20正在門口 10前面的大廳區域中站立或移動。由 換能器US1和US2分別傳送的射束B1和B2如圖1所示。射束B1和B2可連同來自US3和US4 的射束(未示出)一起依次(使用時分復用)或同時(使用頻率復用)來傳送。
人20在射束Bl的路徑中的那些部分將超聲能量反射到US1。由於人體20不是 所有部分離換能器USl具有相同距離，所以飛行時間可基於返回脈衝前沿接收開始的時間 (例如通過被最接近換能器的人體的部分所反射)、在稍後的時間(例如通過被離換能器最 遠的人體的部分所反射)或者在平均時間。無論如何，由飛行時間例如通過軟體所確定的 距離可用於構成人20的2D圖像。
圖1中，示出從US1到人20的探測距離Cl1。根據探測距離Cl1，可得出球面S1，其中 將US1的位置作為球心以及Cl1作為其半徑。
圖1還示出來自US2的射束B2、對應的探測距離d2和球面&。相似的探測距離和 球面根據來自換能器和U、的超聲脈衝射束的飛行時間來產生。
根據探測距離和大廳或走廊的標準布局的知識，可探測對象、如人20的存在。如 果大廳通常沒有位於由換能器USi的一個或多個所產生的距離Cli的對象，所以可假定門口 10前面的對象的存在。
通過使用在來自相同換能器USi的超聲脈衝的序列上所收集的探測距離屯，可探 測人20的運動。例如，如果離若干換能器USi的距離Cli隨時間而減小，則這指示人20正朝 門口 10移動。相反，如果若干距離Cli隨時間而增加，則指示人20正離開門口 10。還能夠 根據某些探測距離正增加而同時其它探測距離正在減小來確定人20正路過門口 10。
使用球面Si,能夠確定人20的位置和移動。如果部分或全部球面相交，則相交的 坐標提供人20在三維空間中的位置。那個位置隨時間的變化可用於確定運動以及預測人 20是否打算進入電梯。如果球面沒有相交，但多個距離Cli指示探測到的存在，則這可解釋 為在走廊或大廳中有多個人。
圖2是控制系統20的框圖，它使用超聲探測來控制圖1的電梯門14的操作。控 制系統30包括超聲換能器US1-US4、發射器電路T1-T4、接收器電路R1-R4、處理器40和門控 制器50。如圖2所示，各超聲換能器US1-Uii4分別具有關聯的發射器電路T1-T4和關聯的接 收器電路I^1-R4。
處理器40通過分別控制發射器T1-T4控制來自換能器USi、US2、U&和U、的超聲脈 衝生成的時間。當發射器(例如發射器T1)接收到來自處理器40的命令時，它生成一頻率的 電驅動信號，其將使換能器(例如US1)生成超聲脈衝。當反射脈衝由關聯接收器R1-R4(例 如接收器禮)接收時，接收信號則被發送給處理器40。處理器40測量從超聲信號由發射器 T1-T4 (例如發射器Tl)最初發射的時間直到反射超聲脈衝由關聯接收器R1-R4 (例如接收器 R1)接收為止的飛行時間。根據從發射到接收的飛行時間，處理器40計算距離屯。由探測 距離，處理器40可使用三角測量來確定對象是否存在以及對象所在的位置。此外，通過探 測對象的位置隨時間的變化，處理器40可確定對象是正朝門方向移動還是離開門遠去還 是靜止的。
結合接收脈衝的飛行時間，同一個信號可由處理器來處理以獲得都卜勒頻移。這 個都卜勒處理可在飛行時間三角測量之前、之後或者與其同時發生，它提供朝向或者離開 門口的方向以及對象的速度，但是不提供對象的位置(其使用飛行時間三角測量來確定)。 由於都卜勒頻移處理和飛行時間三角測量處理的組合，可確定對象的位置、速度和方向的 全部。
處理器40的輸出是對門控制器50的輸入，門控制器50操作電梯門14。例如，如 果處理器40的輸出指示對象正朝門14方向移動，則門控制器50可指示門14開啟(或者 保持開啟)。類似地，如果探測對象正離開門14遠去，則來自處理器40的輸出可指示門控 制器50繼續關閉門14。
圖3示出添加換能器舊5和US6，它們與圖1的換能器相似，但設置在不同平面中， 並且傳送射束&和 以確定感興趣對象的深度或第三維度。這些換能器US5和US6可安裝 到大廳的牆壁、天花板或其它部分。處理器添加其數據，以便提供3D信息。
以上論述意在只是說明本發明，而不應當理解為將所附權利要求書限制在任何具 體實施例或者實施例組。因此，雖然參照本發明的具體示範實施例具體詳細地描述了本發 明，但是還應當理解，可對其進行許多修改和變更，而沒有背離以下權利要求書所提出的本 發明的更廣和指定範圍。
相應地，說明書和附圖將被看作是說明性的，而不是要限制所附權利要求書的範 圍。根據本發明的上述公開，本領域的技術人員會理解，在本發明的範圍之內可存在其它實 施例和修改。相應地，本領域的技術人員通過本發明的範圍之內的本公開可得到的所有修 改將作為本發明的其它實施例而被包含其中。本發明的範圍如以下權利要求書所述來限定。
權利要求
1.一種用於探測鄰近門口的區域中的對象的設備，所述設備包括安裝在所述門口附近的多個換能器，其中所述換能器中的至少一個定位成將信號反覆 傳送到鄰近門口的區域，並且所述換能器中的至少兩個定位成反覆接收返回信號；以及處理器，可操作地連接到所述多個換能器，用於在鄰近所述門口的區域中通過確定對 象的下列方面來探測所述對象基於從信號的傳送與對應返回信號的接收之間的時間所得出的一個或多個所確定距 離的對象的位置；和/或基於信號的傳送以及對應返回信號的接收中的都卜勒頻移的對象的移動。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述多個換能器包括三個或更多換能器。
3.如權利要求1所述的設備，其中，所述多個換能器中的每個配置成以各自唯一的頻 率傳送信號，並且配置成接收基本上僅在其唯一頻率的反射信號。
4.如權利要求3所述的設備，其中，所述唯一頻率的每個是超聲的。
5.如權利要求1所述的設備，其中，所述多個換能器中的每個配置成以各自唯一的頻 率傳送信號，並且配置成接收所有頻率的反射信號。
6.如權利要求5所述的設備，其中，所述唯一頻率的每個是超聲的。
7.如權利要求1所述的設備，其中，所述多個換能器中的每個配置成在各自唯一的時 間周期中反覆傳送和接收信號。
8.如權利要求7所述的設備，其中，所述信號的每個是超聲信號。
9.如權利要求1所述的設備，其中，所述處理器提供用於控制與所述門口關聯的門的 操作的輸出。
10.如權利要求1所述的設備，其中，所述處理器配置成根據所確定距離中的至少一個 隨時間的變化來確定所述對象相對於鄰近所述門口的區域的移動。
11.如權利要求1所述的設備，其中，所述處理器配置成根據所述所確定距離中的至少 兩個來確定所述對象在鄰近所述門口的區域中的位置。
12.如權利要求1所述的設備，其中，所述處理器配置成處理所述信號的都卜勒頻移， 以便提供所述對象的方向和速度。
13.如權利要求12所述的設備，其中，所述處理器配置成在處理信號的傳送與返回信 號的接收之間的時間之後來處理所述都卜勒頻移。
14.一種用於控制電梯門的操作的設備，所述設備包括多個換能器，安裝在電梯門口附近，用於將信號反覆傳送到鄰近所述電梯門口的區域， 並且接收對應的返回信號；處理器，用於在鄰近所述電梯門口的區域中通過確定對象的下列方面來探測所述對象基於從所述信號的傳送與對應返回信號的接收之間的時間所得出的一個或多個所確 定距離的對象的位置；和/或基於信號的傳送以及對應返回信號的接收中的都卜勒頻移的對象的移動， 其中，所述處理器配置成根據所述對象的所確定位置和/或移動來產生輸出；以及 門控制器，用於按照所述處理器的輸出的函數來控制所述電梯門的操作。
15.如權利要求14所述的設備，其中，所述多個換能器包括三個或更多換能器。
16.如權利要求14所述的設備，其中，所述多個換能器中的每個配置成以各自唯一的頻率傳送信號。
17.如權利要求16所述的設備，其中，所述唯一頻率的每個是超聲的。
18.如權利要求14所述的設備，其中，所述多個換能器中的每個配置成在各自唯一的 時間周期中傳送和接收信號。
19.如權利要求18所述的設備，其中，所述信號的每個是超聲信號。
20.如權利要求14所述的設備，其中，所述處理器配置成確定所述對象的移動方向。
21.如權利要求14所述的設備，其中，所述處理器配置成處理所述信號的都卜勒頻移， 以便提供所述對象的方向和速度。
22.如權利要求21所述的設備，其中，所述處理器配置成在處理信號的傳送與返回信 號的接收之間的時間之後來處理所述都卜勒頻移。
23.一種用於探測鄰近門口的區域中的對象的方法，所述方法包括下列步驟 提供安裝在所述門口附近的多個換能器；激活所述換能器中的至少一個，以便將信號傳送到鄰近所述門口的區域； 在傳送換能器和/或在所述多個換能器中的其它換能器中的一個或多個處接收返回信號；根據由所述傳送換能器傳送所述信號與由那個傳送換能器和/或由所述多個換能器 中的其它換能器中的一個或多個接收返回信號之間的時間，來得出各接收換能器的所確定 距離；以及根據所確定距離中的至少一個來探測對象。
24.如權利要求23所述的方法，還包括根據至少一個所確定距離隨時間的變化，來確定所述對象相對於鄰近所述門口的區域 的移動。
25.如權利要求23所述的方法，還包括根據所確定距離中的至少兩個來確定所述對象的位置。
26.如權利要求23所述的方法，還包括根據探測到的對象的存在來控制與所述門口關聯的門的操作。
27.如權利要求沈所述的方法，其中，所述門是電梯門。
28.如權利要求23所述的方法，其中，所述多個換能器包括三個或更多換能器。
29.如權利要求23所述的方法，其中，所述多個換能器中的每個工作在不同的超聲頻率。
30.如權利要求23所述的方法，其中，所述多個換能器中的每個在各自唯一的時間周 期中傳送和接收脈衝。
31.如權利要求23所述的方法，還包括以下步驟處理所述信號的都卜勒頻移，以便提供所述對象的方向和速度。
32.如權利要求31所述的方法，其中，處理所述信號的都卜勒頻移的步驟在根據由接 收換能器中的每個傳送與接收信號之間的時間來得出各接收換能器的所確定距離的步驟 之後發生。
全文摘要
一種用於探測門口附近的區域中的對象(20)的設備包括安裝到門口附近的多個換能器US1、US2和和處理器(40)。換能器中的至少一個US1定位成將信號反覆傳送到門口附近的區域。換能器中的至少兩個US1、US2定位成反覆接收返回信號R1、R2。處理器(40)在操作上連接到多個換能器，它們用於在門口附近的區域中通過確定對象(20)的下列方面來探測對象基於從信號的傳送與對應返回信號的接收之間的時間所得出的一個或多個所確定距離d1、d2的位置；和/或基於信號的傳送以及對應返回信號的接收中的都卜勒頻移的移動。
文檔編號E05F15/00GK102037204SQ200880129416
公開日2011年4月27日 申請日期2008年5月21日 優先權日2008年5月21日
發明者B·謝維特, J·扎喬 申請人:奧蒂斯電梯公司