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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING THE POSITION OF A LIFT CAR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/087528
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a system for determining the position (zt) of a lift car (2) in a lift system (3), which lift car is movably arranged in a lift shaft (1), wherein the lift car (2) is equipped with an acceleration sensor (4), said method comprising: detecting the acceleration data (Dg) by means of a computing unit (5); calculating, by means of the computing unit (5), the current position (zt) and/or speed (vt) of the lift car (2), wherein the lift system (3) is equipped with an image capturing unit (6) which records images (Bn) of the lift shaft (1). The computing unit (5) further compares the recorded images (Bn) with mapping images (KB) of the lift shaft (1) in order to determine an image-based current position (zBt). Finally, the computing unit (5) carries out a recalibration of the current position (zt) using the current image-based position (zBt).

Inventors:
SONNENMOSER ASTRID (CH)
STUDER CHRISTIAN (CH)
ZAHN KLAUS (CH)
Application Number:
PCT/EP2015/078385
Publication Date:
June 09, 2016
Filing Date:
December 02, 2015
Export Citation:
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Assignee:
INVENTIO AG (CH)
International Classes:
B66B1/34
Foreign References:
JP2009220904A2009-10-01
EP1232988A12002-08-21
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Bestimmung der Position (zt) einer in einem

Aufzugsschacht (1) verfahrbar angeordneten Aufzugskabine (2) eines

Aufzugssystems (3), wobei die Aufzugskabine (2) mit einem

Beschleunigungssensor (4) ausgestattet ist, umfassend die folgenden Schritte:

Erfassung der Beschleunigungsdaten (Dg) aus dem Beschleunigungssensor (4) durch eine Recheneinheit (5),

Berechnung durch die Recheneinheit (5) der aktuellen Position (zt) und/oder Geschwindigkeit (vt) der Aufzugskabine (2) ausgehend von einer Anfangsposition (z0) und den erfassten Beschleunigungsdaten (Dg),

dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzugssystem (3) mit einer

Bilderfassungseinheit (6) ausgestattet ist, wobei

die Bilderfassungseinheit (6) Bildaufnahmen (Bn) des Aufzugsschachts (1) aufnimmt,

die Recheneinheit (5) aufgenommene Bilder (Bn) mit Kartierungsbildern (KB) des Aufzugsschachtes (1) vergleicht, um eine bildbasierte aktuelle Position (zßt) zu ermitteln und

die Recheneinheit (5) eine Neukalibrierung der aktuellen Position (zt) unter Verwendung der aktuellen bildbasierten Position (zßt) vornimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, ersten Zeitabstand (Ati) Bildaufnahmen (Bn) des Aufzugsschachts (1) von der Bilderfassungseinheit (6) aufgenommen werden und von der Recheneinheit (5) zwei aufeinanderfolgend aufgenommene Bilder (Bi, B2) miteinander verglichen werden, um eine räumliche Verschiebung (z) beider Bilder (Bl s B2) zu ermitteln, wobei zur Bestimmung der Position (zt) und/oder Geschwindigkeit (vt) der Aufzugskabine (2) die Beschleunigungsdaten (Dg) nur dann herangezogen werden, wenn eine räumliche Verschiebung (z) von der Recheneinheit (5) ermittelt worden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Bildaufnahmen (Bl s B2) nur aufgenommen werden, wenn der

Beschleunigungssensor (4) Beschleunigungsdaten (Dg) der Aufzugskabine (2) misst.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Bildaufnahmen (Bl s B2) nur aufgenommen werden, wenn die

Beschleunigungsdaten (Dg) über einem vorgegebenen oder vorgebbaren

Schwellenwert (Ds) liegen und/oder dass Beschleunigungsdaten (Dg), welche über einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Schwellenwert (DS2) liegen, von der Recheneinheit (5) verworfen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine

Neukalibrierung der aktuellen Position (zt) mit der bildbasierten aktuellen Position (zBt) in einem zweiten Zeitabstand (At2) erfolgt oder dass wenn eine Abweichung zwischen der bildbasierten aktuellen Position (zet) und der berechneten aktuellen Position (zt) über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert (Zs) liegt, eine Neukalibrierung der aktuellen Position (zt) mit der bildbasierten aktuellen Position (zBt) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bildbasierte aktuelle Position (zßt) mit in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Zeitabstand (At2) aufgenommenen Bildern (Bn) ermittelt wird, wobei der zweite Zeitabstand grösser als oder gleich gross wie der erste Zeitabstand (At2 >

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

Kartierungsbilder (KB) in einer Lernfahrt der Aufzugskabine (2) in einer

Datenbank abgelegt werden, wobei eine Speicheradresse eines Kartierungsbilds (KB) in der Datenbank in Abhängigkeit der Position (zt) entlang des

Aufzugsschachts (1) definiert ist, und dass die berechnete aktuelle Position (zt) von der Recheneinheit (5) verwendet wird, um eine Suche eines Kartierungsbilds (KB) in der Datenbank einzugrenzen.

8. System (7) zur Bestimmung der Position (zt) einer in einem

Aufzugsschacht (1) verfahrbar angeordneten Aufzugskabine (2) eines

Aufzugssystems (3), insbesondere mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufzugskabine (2) mit einem

Beschleunigungssensor (4) ausgestattet ist, umfassend eine Recheneinheit (5), welche dazu ausgebildet ist, Beschleunigungsdaten (Dg) aus dem

Beschleunigungssensor (4) zu erfassen und eine aktuelle Position (zt) und/oder Geschwindigkeit (vt) der Aufzugskabine (2) ausgehend von einer Anfangsposition (z0) und den erfassten Beschleunigungsdaten (Dg) zu berechnen,

dadurch gekennzeichnet, dass das System (7) ferner eine

Bilderfassungseinheit (6) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, Bildaufnahmen (Bn) des Aufzugsschachts (1) aufzunehmen und der Recheneinheit (5) zu übermitteln und dass die Recheneinheit (5) ferner dazu ausgebildet ist, aufgenommene Bilder (Bn) mit Kartierungsbildem (KB) des Aufzugsschachtes (1) zu vergleichen, um eine bildbasierte aktuelle Position (zßt) zu ermitteln und eine Neukalibrierung der aktuellen Position (zt) unter Verwendung der bildbasierten aktuellen Position (zßt) vorzunehmen.

9. System (7) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die

Bilderfassungseinheit (6) femer dazu ausgebildet ist, in einem vorgegebenen oder vorgebbaren ersten Zeitabstand (Ati) Bildaufnahmen (Bn) des Aufzugsschachts

(1) aufzunehmen und dass die Recheneinheit (5) femer dazu ausgebildet ist, zwei aufeinanderfolgend aufgenommene Bilder (Bl s B2) miteinander zu vergleichen, um eine räumliche Verschiebung (z) beider Bilder (Bl s B2) zu ermitteln und zur Bestimmung der Position (zt) und/oder Geschwindigkeit (vt) der Aufzugskabine

(2) die Beschleunigungsdaten (Dg) nur dann heranzuziehen, wenn eine räumliche Verschiebung (z) von der Recheneinheit (5) ermittelt wird.

10. System (7) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die

Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, die Bilderfassungseinheit (6) zur

Bildaufnahme (Bl s B2) nur dann zu steuern und/oder regeln, wenn

Beschleunigungsdaten (Dg) der Aufzugskabine (2) erfasst werden.

1 1. System (7) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die

Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, Beschleunigungsdaten (Dg) nur dann zu erfassen, wenn diese über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert (Ds) liegen und/oder dass die Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist,

Beschleunigungsdaten (Dg), welche über einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Schwellenwert (DS2) liegen, zu verwerfen.

12. System (7) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die

Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, die aktuelle Position (zt) in einem zweiten Zeitabstand (At2) mit der bildbasierten aktuellen Position (zet) neu zu kalibrieren oder dass die Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, wenn eine Abweichung zwischen der bildbasierten aktuellen Position (zet) und der berechneten aktuellen Position (zt) über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert (Zs) liegt, die aktuellen Position (zt) mit der bildbasierten aktuellen Position (zßt) neu zu kalibrieren.

13. System (7) nach Anspruch 8 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, die bildbasierte aktuelle Position (zBt) mit in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Zeitabstand (At2)

aufgenommenen Bildern (Bn) zu ermitteln, wobei der zweite Zeitabstand grösser als oder gleich gross wie der erste Zeitabstand (At2 > AU) ist.

14. System (7) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine

Datenbank vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, Kartierungsbilder (KB), die in einer Lernfahrt der Aufzugskabine (2) erzeugt wurden, abzuspeichern, wobei eine Speicheradresse eines Kartierungsbilds (KB) in der Datenbank in Abhängigkeit der Position entlang des Aufzugsschachts (1) definiert ist, und dass die Recheneinheit (5) dazu ausgebildet ist, unter Verwendung der berechneten aktuellen Position (zt) eine Suche eines Kartierungsbilds (KB) in der Datenbank einzugrenzen . 15. Aufzugsanlage mit einem System (7) zur Bestimmung der Position der

Aufzugskabine (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 14.

Description:
Verfahren und System zur Bestimmung der Position einer Aufzugskabine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Bestimmung der Position einer in einem Aufzugsschacht verfahrbar angeordneten Aufzugskabine eines Aufzugssystems gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der EP 1 232 008 Bl, Aufzugssysteme mit einer Kamera zu versehen, welche an der Aufzugskabine befestigt ist und dazu verwendet wird, Bilder des Aufzugsschachtes aufzunehmen und daraus Informationen über eine Position der Aufzugskabine herzuleiten. Dabei werden

Schachtbauteile als Markierungen gesetzt, welche von der Kamera aufgenommen werden und von einem damit verbundenen Rechner verarbeitet werden.

Nachteilig dabei ist, dass eine Lernfahrt notwendig ist, um die Schachtbauteile einer absoluten Position der Aufzugskabine zuordnen zu können. Zudem ist eine absolute Positionsbestimmung mit einem solchen System mit einem hohen Rechenaufwand verbunden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System der eingangs genannten Art anzugeben, welche die Nachteile des Bekannten vermeiden und insbesondere eine zuverlässige Bestimmung der Position der Aufzugskabine ermöglichen. Zudem sollte das erfindungsgemässe System kostengünstig herstellbar und betreibbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemässen Verfahren und System mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Bestimmung der Position einer in einem

Aufzugsschacht verfahrbar angeordneten Aufzugskabine eines Aufzugsystems, wobei die Aufzugskabine mit einem Beschleunigungssensor ausgestattet ist, umfasst die folgenden Schritte.

In einem ersten Schritt erfolgt die Erfassung der Beschleunigungsdaten aus dem

Beschleunigungssensor durch eine Recheneinheit. Anschliessend erfolgt eine Berechnung durch die Recheneinheit der aktuellen Position und/oder Geschwindigkeit der

Aufzugskabine ausgehend von einer Anfangsposition und den erfassten

Beschleunigungsdaten. Die Position bzw. Geschwindigkeit der Aufzugskabine wird somit entsprechend einem Trägheitsnavigationssystem ermittelt. Es ist jedoch ersichtlich, dass aufgrund der Eigenschaften eines solchen Systems Verzögerungen und Fehler auftreten können, welche die Zuverlässigkeit der Positionsbestimmung beeinträchtigen. So können zum Beispiel Vibrationen der Aufzugskabine vom Beschleunigungssensor nicht eindeutig einer Bewegung oder einer Störung zugeordnet werden, so dass im Endergebnis die berechnete Position von der tatsächlichen Position abweichen wird. Man spricht dabei von einem„driften" der berechneten Positionsdaten bezüglich der reellen Position der Aufzugskabine.

Der Beschleunigungssensor ist bevorzugt als 3-Achsen-Sensor ausgebildet. Auch andere Sensorausgestaltungen sind dabei denkbar. Wichtig ist jedoch, dass die in

Verfahrrichtung der Aufzugskabine auftretenden Beschleunigungen erfasst werden können.

Erfmdungsgemäss ist das Aufzugssystem mit einer Bilderfassungseinheit ausgestattet. Die Bilderfassungseinheit ist an der Aufzugskabine befestigt und mit der Aufzugskabine zusammen beweglich angeordnet.

Zur Lösung des Problems vergleicht die Recheneinheit erfmdungsgemäss die

aufgenommenen Bilder mit Kartierungsbildern des Aufzugsschachtes, um eine bildbasierte aktuelle Position zu ermitteln. Ferner nimmt die Recheneinheit eine

Neukalibrierung der aktuellen Position unter Verwendung der bildbasierten aktuellen Position vor. Dabei wird durch den Vergleich der aufgenommenen Bilder mit den Kartierungsbildern eine zweite Möglichkeit der Positionsbestimmung und somit eine Redundanz des erfmdungsgemässen Verfahrens geschaffen.

Unter Kartierungsbildern werden Bilder verstanden, die in Ihrer Gesamtheit ein Abbild des Aufzugschachts darstellen. Die Kartierungsbilder werden bevorzugt während einer Lernfahrt bei der Inbetriebnahme des Aufzuges aufgenommen und eindeutig einer Position der Aufzugskabine im Aufzugsschacht zugeordnet, so dass die spätere

Ermittlung der bildbasierten Position möglich wird. Hierbei werden die Kartierungsbilder mit den zugeordneten Positionswerten in einer Datenbank abgespeichert.

Die Bestimmung der aktuellen Position erfolgt also zunächst mittels der berechneten aktuell Position durch die vom Beschleunigungssensor erhobenen Beschleunigungsdaten, bis erneut eine bildbasierte aktuelle Position ermittelt wird und die aktuelle Position neu kalibriert wird. Somit wird einem sogenannten„Driften" der berechneten aktuellen Position von der bildbasierten aktuellen Position entgegengewirkt. Vorteilhaft ist bei einer solchen Ausführungsform, dass zur Neukalibrierung nicht wie bei Verfahren und Systemen aus dem Stand der Technik eine oberste und/oder unterste Etage angefahren werden muss sondern die Kalibrierung über den gesamten Aufzugsschacht jederzeit, beispielsweise während einer Fahrt, stattfinden kann.

Bevorzugt werden in einem vorgegebenen oder vorgebbaren ersten Zeitabstand

Bildaufnahmen des Aufzugsschachts von der Bilderfassungseinheit aufgenommen. Zwei aufeinanderfolgend aufgenommene Bilder werden von der Recheneinheit miteinander verglichen, um eine räumliche Verschiebung beider Bilder zu ermitteln, wobei zur Bestimmung der Position und/oder Geschwindigkeit der Aufzugskabine die

Beschleunigungsdaten nur dann herangezogen werden, wenn eine räumliche

Verschiebung von der Recheneinheit anhand der aufgenommenen Bildern ermittelt worden ist. Die von der Recheneinheit verglichenen Bilder müssen dabei nicht zwingend unmittelbar nacheinander aufgenommen werden.

Es ist ersichtlich, dass um die Zuverlässigkeit des Verfahrens zu erhöhen, mit Hilfe der Bilderfassungseinheit optisch ermittelt wird, ob die Aufzugskabine sich bewegt hat, d.h. eine Strecke im Aufzugsschacht zurückgelegt hat. Nur in diesem Fall werden dann die Beschleunigungsdaten zur Berechnung der aktuellen Position herangezogen. Somit können Störungen durch Vibrationen, welche beispielsweise beim Be- und Entladen einer Aufzugskabine entstehen und vom Beschleunigungssensor erfasst werden,

ausgeschlossen werden.

Bevorzugt werden die Bilder nur aufgenommen, wenn der Beschleunigungssensor Beschleunigungsdaten der Aufzugskabinen misst. Dabei wird sichergestellt, dass die Recheneinheit nicht ständig Bilder aus der Bilderfassungseinheit vergleichen muss sondern ein Vergleich lediglich im Falle einer Erkennung einer Beschleunigung (und daher einer möglichen Bewegung) durch den Beschleunigungssensor erfolgt.

Bevorzugt werden Beschleunigungsdaten mit einer Frequenz von 100 Hz aufgenommen.

Bilder werden bevorzugt mit einer Frequenz von 60 Hz aufgenommen.

Bevorzugt werden die Bildaufnahmen nur aufgenommen, wenn die

Beschleunigungsdaten über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert liegen.

Damit soll sichergestellt werden, dass Beschleunigungen, welche vom

Beschleunigungssensor z.B. während des Be- und Entladens der Aufzugskabine gemessen werden, nicht die Bilderfassungseinheit auslösen. Es ist damit möglich, eine verhältnismässig kostengünstige und einfache Recheneinheit zu verwenden, da diese nicht kontinuierlich Bildaufnahmen verarbeiten und gegebenenfalls speichern muss.

Bevorzugt werden Beschleunigungsdaten, welche über einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Schwellenwert liegen, von der Recheneinheit verworfen.

Auch dieser bevorzugten Ausführungsform liegt der Gedanke zugrunde, die

Rechenkapazität der Recheneinheit auf ein Minimum zu beschränken. Zudem sollen somit Beschleunigungsdaten, welche über dem zweiten Schwellenwert liegen, und welche erfahrungsgemäss durch Störungen verursacht werden, nicht berücksichtigt werden. Beispielsweise können Beschleunigungen grösser als lg, welche bei einer Notbremsung der Aufzugskabine auftreten, ausgeschlossen werden, da in diesem Fall durch eine Notbremsanordnung sichergestellt wird, dass die Aufzugskabine zum

Stillstand kommt.

Besonders bevorzugt erfolgt eine Neukalibrierung der aktuellen Position, wenn eine Abweichung zwischen der bildbasierten aktuellen Position und der berechneten aktuellen Position über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert liegt. Dabei wird die bildbasierte aktuelle Position, welche direkt und eindeutig ermittelt worden ist, an Stelle der berechneten aktuellen Position (welche indirekt über die Beschleunigungsdaten ermittelt worden ist) gesetzt. Alternativ dazu kann die Neukalibrierung der aktuellen Position mit der bildbasierten aktuellen Position in einem zweiten Zeitabstand erfolgen. Bei dieser Alternative wird bei jedem Vergleich der aufgenommenen Bilder mit den Kartierungsbildern, bei dem eine bildbasierte aktuelle Position ermittelt wird, die aktuelle Position neu kalibriert. Diese Neukalibrierung erfolgt also fortlaufend in zweiten Zeitabständen.

Bevorzugt wird also die bildbasierte aktuelle Position mit in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Zeitabstand aufgenommenen Bildern ermittelt, wobei der zweite Zeitabstand grösser oder gleich als der erste Zeitabstand ist. Auch in diesem Fall wird eine Entlastung der Recheneinheit erzielt. Dabei werden nicht alle von der

Bilderfassungseinheit aufgenommenen Bilder für die Bestimmung der bildbasierten aktuellen Position verwendet und somit der Rechenaufwand der Recheneinheit herabgesetzt. Der zweite Zeitabstand liegt besonders bevorzugt im Bereich zwischen 500 und 100 ms, was einer Frequenz von 2 bis 10 Hz entspricht.

Bevorzugt werden die Kartierungsbilder bei der Lernfahrt der Aufzugskabine in einer Datenbank abgelegt. Diese Datenbank ist mit der Recheneinheit verbunden. Eine Speicheradresse eines Kartierungsbilds in der Datenbank ist in Abhängigkeit der Position entlang des Aufzugschachts definiert. Die Recheneinheit verwendet die berechnete aktuelle Position, um eine Suche eines Kartierungsbilds in der Datenbank einzugrenzen.

Hierbei kann bei dem Vergleich der aufgenommenen Bilder mit den Kartierungsbildern zur Ermittlung einer bildbasierten aktuellen Position das dem aufgenommenen Bild zugeordnete Kartierungsbild schneller in der Datenbank gefunden werden. Der Vorteil der sich daraus ergibt ist sogar zweifach, denn ein Kartierungsbild kann nicht nur schneller gefunden werden, sondern die Rechenkapazität der Recheneinheit kann zudem weiter reduziert werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Bestimmung der Position einer in einem Aufzugsschacht verfahrbar angeordneten Aufzugskabine eines Aufzugsystems. Ein solches System kann bevorzugt mit einem oben erwähnten Verfahren betrieben werden. Es ist daher ersichtlich, dass die oben bezüglich des erfmdungsgemässen Verfahrens erwähnten Vorteile auch für das erfmdungsgemässe System entsprechend gelten. Die Aufzugskabine ist mit einem Beschleunigungssensor ausgestattet. Das System umfasst ferner eine Recheneinheit, welche dazu ausgebildet ist, Beschleunigungsdaten aus dem Beschleunigungssensor zu erfassen und eine aktuelle Position und/oder Geschwindigkeit der Aufzugskabine ausgehend von einer Anfangsposition und den erfassten Beschleunigungsdaten zu berechnen.

Erfmdungsgemäss umfasst das System ferner eine Bilderfassungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, Bildaufnahmen des Aufzugsschachts aufzunehmen und der Recheneinheit zu übermitteln. Ferner ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, aufgenommene Bilder mit Kartierungsbildern des Aufzugsschachtes zu vergleichen, um eine bildbasierte aktuelle Position zu ermitteln und eine Neukalibrierung der aktuellen Position unter Verwendung der bildbasierten aktuellen Position vorzunehmen.

Bevorzugt ist die Bilderfassungseinheit ferner dazu ausgebildet, in einem vorgegebenen oder vorgebbaren ersten Zeitabstand Bildaufnahmen des Aufzugsschachts aufzunehmen und der Recheneinheit zu übermitteln. Ferner ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, zwei aufeinander folgend aufgenommene Bilder miteinander zu vergleichen, um eine räumliche Verschiebung beider Bilder zu ermitteln und zur Bestimmung der Position und der Geschwindigkeit der Aufzugskabine die Beschleunigungsdaten nur dann heran zu ziehen, wenn eine räumliche Verschiebung von der Recheneinheit ermittelt wird.

Bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die Bilderfassungseinheit zur

Bildaufnahme zu steuern und/oder zu regeln, wenn Beschleunigungsdaten der

Aufzugskabine erfasst werden.

Bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, Beschleunigungsdaten nur dann zu erfassen, wenn diese über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert liegen. Weiter bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, Beschleunigungsdaten, welche über einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Schwellenwert liegen, zu verwerfen.

Weiter bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, wenn eine Abweichung zwischen der aktuellen bildbasierten Position und der aktuellen Position über einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert liegt, die aktuelle berechnete Position mit der aktuellen bildbasierten Position neu zu kalibrieren. Alternativ dazu ist die

Recheneinheit dazu ausgebildet, die aktuelle Position in einem zweiten Zeitabstand mit der bildbasierten aktuellen Position neu zu kalibrieren.

Weiter bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die bildbasierte aktuelle Position mit in einem vorgegebenen oder vorgebbaren, zweiten Zeitabstand

aufgenommenen Bildern zu ermitteln, wobei der zweite Zeitabstand grösser oder gleich als der erste Zeitabstand ist.

Bevorzugt ist eine Datenbank vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, Kartierungsbilder, die in einer lernfahrt der Aufzugskabine erzeugt wurden, abzuspeichern. Dabei ist eine Speicheradresse eines Kartierungsbilds in der Datenbank in Abhängigkeit der Position entlang des Aufzugsschachts definiert. Ferner ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, unter Verwendung der berechneten aktuellen Position eine Suche eines Kartierungsbilds in der Datenbank einzugrenzen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Aufzugsanlage, welche mit einem oben erwähnten System zur Bestimmung der Position der Aufzugskabine ausgestattet ist.

Die Vorteile ergeben sich aus der obigen Beschreibung betreffend das Verfahren bzw. System.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Fig. 1. eine schematische Schnittansicht einer exemplarischen Ausführungsform einer Aufzugsanlage mit einem erfindungsgemässen System zur Bestimmung der Position;

Fig. 2 eine Detailansicht einer exemplarischen Ausgestaltung des Auslegers der Figur 1 ;

Fig. 3 einen exemplarischer Bildvergleich von zwei aufeinanderfolgend

aufgenommenen Bildern in einem ersten vorgebbaren Zeitabstand.

Fig. 4 eine graphische Darstellung von exemplarischen Beschleunigungsdaten sowie daraus berechneten Position und Geschwindigkeit der Aufzugskabine;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der berechneten und bildbasierten Position; und

Fig. 6 einen exemplarischen QR-Code, der zur Anzeige einer Stockwerksposition dient.

In der Figur 1 ist ein Aufzugssystem 3 dargestellt, welches mit einem

erfindungsgemässen System 7 zur Bestimmung der Position ausgerüstet ist. Das

Aufzugssystem 3 umfasst eine Aufzugskabine 2, welche in einem Aufzugsschacht 1 entlang einer Achse z verfahrbar angeordnet ist. Nicht dargestellt sind etwaige Trag- und Traktionsmittel, welche zum Tragen und Bewegen der Aufzugskabine 2 Anwendung finden.

Die Aufzugskabine 2 ist ferner mit einem Beschleunigungssensor 4 versehen, welcher mit einer Recheneinheit 5 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem

Beschleunigungssensor 4 und der Recheneinheit 5 ist schematisch mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Dabei kann es sich um eine direkte Verbindung über Kabel, beispielsweise mit einem BUS-System, oder auch um eine kabellose Verbindung handeln. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Recheneinheit 5 an der Aufzugskabine 2 angeordnet. Die Recheneinheit 5 muss jedoch nicht zwangsläufig im Aufzugsschacht 1 angeordnet sein.

Der Beschleunigungssensor 4 misst die in der Aufzugskabine 2 auftretenden

Beschleunigungen Dg und übermittelt diese an die Recheneinheit 5. Besonders wichtig sind die in Z-Richtung auftretenden Beschleunigungen, welche eine Bewegung der Aufzugskabine 2 darstellen können und demzufolge zuverlässig erfasst werden müssen.

Die Aufzugskabine ist ferner mit einer Kamera 6, hier exemplarisch einer CCD-Kamera, ausgestattet, welche an der Aufzugskabine 2 mittels eines Auslegers 9 angebracht ist. Der Ausleger 9 erlaubt eine Justierung der Ausrichtung der Kamera 6 und erlaubt zudem eine Nachrüstung bei bereits bestehenden Aufzugssystemen.

Die Kamera 6 ist ebenfalls, wie schematisch durch die gestrichelte Linie dargestellt, mit der Recheneinheit 5 verbunden. Zur Beleuchtung des Aufzugsschachtes 1 ist ein Scheinwerfer 8, beispielsweise ein LED-Scheinwerfer, am Ausleger 9 angeordnet. Die Kamera 6 kann somit einen ausreichend beleuchteten Bereich des Aufzugsschachtes 1 aufnehmen, was die Qualität der Bildaufnahmen verbessert und folglich die

Zuverlässigkeit des Bildvergleichs steigert.

In der Figur 2 ist eine exemplarische Ausgestaltung des Auslegers 9 dargestellt. Die Kamera 6 kann zur Justierung um eine Schwenkachse geschwenkt werden, wie durch den Doppelpfeil 10 angedeutet. Zudem kann der Scheinwerfer 8 sowohl um eine

Schwenkachse 11 geschwenkt als auch entlang des Auslegers 9 verschoben werden, wie durch die Doppelpfeile 11 bzw. 12 angedeutet.

Die Kamera 6 wird mit einer Aufnahmerate von 60 Hz betrieben. Durch einen Vergleich von zwei aufeinanderfolgend aufgenommenen Bildern B 1 und B2 kann ermittelt werden, ob eine Verschiebung Δζ der Bilder in z-Richtung stattgefunden hat. In Figur 3 ist eine solche Verschiebung Δζ zwischen zwei aufeinanderfolgend aufgenommenen Bildern Bl und B2 dargestellt. Insbesondere zeigt die Figur 3 exemplarisch eine Verschiebung Δζ anhand eines Befestigungselements 19.1, 19.2. Das Befestigungselement 19.1 erscheint im unteren Bereich des ersten Bildes Bl . Im zweiten Bild B2 erscheint das

Befestigungselement 19.2 um die Verschiebung Δζ höher. Die in den Bildern Bl und B2 festgestellte Verschiebung Δζ entspricht also einer Abwärtsfahrt der Aufzugskabine 2 um Δζ. Dieser Vergleich erfolgt vorzugsweise aufgrund eines Grauwertvergleichs der beiden Bilder Bl und B2. Es kann demzufolge ermittelt werden, ob die Aufzugskabine in z- Richtung bewegt worden ist. Diese optisch ermittelten Daten werden dazu verwendet, um die Daten aus dem Beschleunigungssensor 4 zu ergänzen.

Anhand des Beschleunigungssensors 4 kann ermittelt werden, ob die Aufzugskabine 2 eine Beschleunigung Dg erfährt. Daraus kann eine Position zt der Aufzugskabine 2 hergeleitet werden. Eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit wird jedoch vom Beschleunigungssensor 4 nicht erfasst, da in diesem Fall die gemessene Beschleunigung der Aufzugskabine null beträgt. Durch die optische Bewegungserkennung kann jedoch zwischen Stillstand und Bewegung der Aufzugskabine 2 unterschieden werden.

Demzufolge wird die (trägheitsbasierte) Positionsbestimmung aufgrund der Daten aus dem Beschleunigungssensor 4 nur dann verwendet, wenn eine Bewegung der

Aufzugskabine 2 optisch erkannt wird. In der Figur 4 sind die vom Beschleunigungssensor 4 erfassten Daten dargestellt. Mit Dg ist ein Verlauf der vom Beschleunigungssensor 4 gemessenen Beschleunigung der Aufzugskabine 2 dargestellt. Beim Stillstand der Kabine beträgt die vom

Beschleunigungssensor 4 gemessene Beschleunigung 9,81 m/s2. Durch Integration der Beschleunigung Dg können somit die Geschwindigkeit vt und die trägheitsbasierten Position zt berechnet werden, welche ebenfalls in der Figur 4 in m/s bzw. m dargestellt sind. In dem in der Figur 4 dargestellten Fall wurde die Aufzugskabine 2, wie durch die Pfeile EG angedeutet, regelmässig bei einer Haltestelle z = 0 m angehalten. Es ist jedoch ersichtlich, dass die aus den Beschleunigungsdaten Dg berechnete, trägheitsbasierte Position zt nach einer ersten Fahrt nie den Wert 0 m aufweist sondern stetig von diesem Wert divergiert. Bei einer Zeit von etwa 670 s beträgt diese als„Driften" bezeichnete Divergenz sogar etwa 1 m, wie durch den Pfeil 13 angedeutet.

Zur Ermittlung der aktuellen Position der Aufzugskabine werden ferner Bilder, welche mit einem Zeitabstand von 100 bis 200 ms aufgenommen worden sind, mit

Kartierungsbildern aus einer Datenbank verglichen. Die Kartierungsbilder aus der Datenbank sind während einer Lernfahrt, beispielsweise bei der Inbetriebnahme des Aufzugssystems 3, aufgenommen worden und eindeutig einer Position der

Aufzugskabine 2 im Aufzugsschacht 1 zugeordnet worden. Es ist somit möglich, die Position zBt der Aufzugskabine 2 anhand einer direkten, bildbasierten Messung und nicht wie bis jetzt üblich mittels indirekter Methoden zu bestimmen.

Besonders vorteilhaft durchsucht die Recheneinheit bei der Ermittlung einer bildbasierten aktuellen Position zBt, bei der ein aufgenommenes Bild mit Kartierungsbildern verglichen wird, die Datenbank nach einem übereinstimmenden Kartierungsbild unter Zuhilfenahme einer berechneten aktuellen Position zt. Hierbei kann die Suche auf der Datenbank stark eingeschränkt werden, da die Speicheradressen der Kartierungsbilder in Abhängigkeit der Position entlang des Aufzugsschachts 1 gebildet sind.

Insbesondere durch eine thermisch bedingte Ausdehnung oder Schrumpfung oder durch ein schwerkraftbedingtes Setzen eines Gebäudes nimmt die Genauigkeit von indirekten Methoden wie beispielsweise einer Inkrementalscheibe oder einer Magnetbandkodierung ab. Das System 7 ist von einer solchen Abnahme der Genauigkeit nicht betroffen, da die optisch ermittelte, bildbasierte Position zBt unabhängig von den oben genannten Störfaktoren ist.

Die aktuelle bildbasierte Position zBt, welche wie oben beschrieben optisch ermittelt worden ist, wird ferner dazu verwendet, um die mittels Beschleunigungsdaten aus dem Beschleunigungssensor 4 berechnete Position zt zu korrigieren.

Dabei wird die optisch ermittelte, bildbasierte Position zBt mit der aus den

Beschleunigungsdaten des Beschleunigungssensors 4 berechneten, trägheitsbasierten Position zt, welche einem„Driften" unterliegt, verglichen. Wird die Abweichung zwischen der optisch ermittelten, bildbasierten Position zBt und der berechneten, trägheitsbasierten Position zt zu gross, erfolgt eine Neukalibrierung der Position. Bei der Neukalibrierung wird die optisch ermittelte, bildbasierte Position zBt als aktuelle Position gesetzt. Davon ausgehend werden dann die Beschleunigungsdaten aus dem

Beschleunigungssensor 4 wie oben beschrieben herangezogen, um die Position zt der Aufzugskabine 2 weiter zu bestimmen. Es kann somit auf die Verwendung von weiteren Systemen zur Positionsbestimmung wie z.B. eine Inkrementalscheibe oder einer Magnetkodierung verzichtet werden. Zudem ist eine solche Neukalibrierung jederzeit und nicht wie bisher üblich nur bei der obersten bzw. untersten Haltestelle einer

Aufzugskabine 2 möglich.

Wie eingangs erwähnt, kann alternativ die Neukalibrierung der aktuellen Position zt in Zeitabständen t2 zwischen 100 bis 200 ms bei jedem Vergleich eines aufgenommenen Bilds mit Kartierungsbildern, bei welchem eine bildbasierte aktuelle Position ermittelt wird, erfolgen.

In der Figur 5 ist der Ablauf einer solchen Neukalibrierung dargestellt, wobei das rechte Diagramm eine Vergrösserung des eingerahmten Bereichs des linken Diagramms darstellt. Dabei ist ersichtlich, dass die berechnete, trägheitsbasierte Position zt über die Zeit von der optisch ermittelten, bildbasierten Position zBt abweicht. Wenn die

Abweichung über einem Schwellenwert liegt, wird die berechnete, trägheitsbasierte Position zt neu kalibriert indem die optisch ermittelte, bildbasierte Position zBt als aktuelle Position des trägheitsbasierten Positioniersystem gesetzt wird, wie durch den Pfeil 14 angedeutet. Die Positionsbestimmung erfolgt dann weiter wie oben beschrieben, bis die Abweichung zwischen der optisch ermittelten, bildbasierten Position zBt und der berechneten, trägheitsbasierten Position zt wieder den Schwellenwert erreicht und eine erneute Neukalibrierung stattfindet, wie durch den Pfeil 14' angedeutet.

Die Figur 6 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt der Aufzugsanlage 3 bei einem Stockwerk 17, wobei die Figur 6 eine Situation zeigt, in der eine

Aufzugskabine 2 im Schacht 1 in vertikaler Fahrt in Richtung z im Begriffe ist das Stockwerk 17 anzufahren. Der Schacht 1 ist gegenüber dem Stockwerk 17 durch eine Schachttüre 16 abschliessbar. An der der Schachttüre 16 zugewandten Seite der

Aufzugskabine 2 ist eine Kabinentüre 15 vorgesehen. Das Stockwerk 17 ist mit einer Stockwerkmarkierung 18 markiert, hier exemplarisch als QR-Code ausgelegt, die im

Sichtbereich der Kamera 6 liegt und von dieser erfassbar ist. Die Kamera 6 ist am Ausleger 9, der beispielsweise am Kabinenboden 2.1 der Aufzugskabine 2 befestigt ist, montiert. Die Stockwerkmarkierung 18 ist vorzugsweise für jedes Stockwerk 17 charakteristisch, so dass aufgrund der durch die Kamera 6 erfassbaren

Stockwerkmarkierungen 18 eine automatische Erkennung der Stockwerkpositionen aller

Stockwerke 17 entlang des Schachts 1 möglich ist.

Die bildweise von der Kamera 6 erkannten Stockwerkmarkierungen 18 sind ebenfalls in einer Lernfahrt als Kartierungsbilder KB aufhehmbar und werden in der Datenbank entsprechend hinterlegt. Die im Bereich der Stockwerkmarkierungen 18 aufgenommenen

Bilder sind besonders einfach einem Kartierungsbild KB zuweisbar, so dass eine Kalibrierung der berechneten aktuellen Position zt im Bereich der

Stockwerkmarkierungen 18 besonders robust ist. In einem zeitlich begrenzten Ausfall des Systems 7 kann somit die Stockwerkmarkierung 18 auch als Auffangpunkt bzw.

Anfangsposition zO für die Neuberechnung der aktuellen Position zt dienen.

Hauseigene Tests haben gezeigt, dass die Dimensionierung des QR-Codes 18 wichtig ist für die fehlerlose Erkennung der Stockwerkpositionen. Vorzugsweise weist der QR-Code 18 eine Dimension von mindestens 3 cm x 3 cm auf, wobei ein optimaler Bereich der Dimension zwischen 4 cm x 4 cm und 6 cm x 6cm liegt. Bei noch grösseren QR-Codes ist eine Erkennung zwar ebenfalls sichergestellt, aber nur bei entsprechend grossem Sichtbereich der Kamera 6.

Es ist ersichtlich, dass ein solches System 7 zur Bestimmung der Position einer Aufzugskabine 2 bei bestehenden Aufzugssystemen 3 einfach nachgerüstet werden kann. Dabei muss nur die Kamera 6 und ggf. der Scheinwerfer 8 an der Aufzugskabine befestigt und mit der Recheneinheit 5 verbunden werden. Vorteilhaft ist, wenn es sich bei der Recheneinheit 5 um die bereits bestehende Regel- und/oder Steuereinheit des

Aufzugssystems 3 handelt, welche durch Softwareupdate oder Hinzufügung eines Hardwaremoduls aufgerüstet wird. Optional können auch Stockwerkmarkierungen 18 im Schacht 1 bei den Stockwerken 17 angeordnet werden. Anschliessend erfolgt eine Lernfahrt, bei welcher die Kartierungsbilder des Aufzugsschachts 1 aufgenommen und einer Position der Aufzugskabine 2 zugeordnet werden.

Ein solches System 7 ermöglicht eine sehr genaue Positionsbestimmung mit Fehlern kleiner als 0,5 mm bei Aufzugsgeschwindigkeiten bis zu 5 m/s.