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    重庆时时彩万位预测: 电梯井道内部构造测量设备.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201510800119.1

    申请日:

    2015.11.19

    公开号:

    CN105606021A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01B 11/00申请公布日:20160525|||实质审查的生效IPC(主分类):G01B 11/00申请日:20151119|||公开
    IPC分类号: G01B11/00 主分类号: G01B11/00
    申请人: 株式会社东芝
    发明人: 山崎雅起; 关晃仁; 中村徳裕
    地址: 日本东京都
    优先权: 2014.11.19 JP 2014-235008
    专利代理机构: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 代理人: 李玲
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510800119.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.10.26|||2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本申请涉及电梯井道内部构造测量设备。根据一个实施例,电梯井道内部构造测量设备包括位置计算器和计算单元。位置计算器得到移动通过具有内侧的电梯井道内部的移动物体的位置信息。计算单元基于操作信息、距离数据和位置信息来计算电梯井道的构造。操作信息与保持安装到移动物体的激光测距仪的保持部的操作相关。距离数据从激光测距仪获得。操作包括基于位置信息而在第一状态和第二状态之间切换。激光测距仪在第一状态中将激光照射到内侧的第一区域上,激光测距仪在第二状态中将激光照射到内侧的第二区域上。

    权利要求书

    1.一种电梯井道内部构造测量设备,包括:
    位置计算器,得到对应于移动通过电梯井道内部的移动物体的位
    置的位置信息,所述电梯井道具有内侧;以及
    计算单元,基于操作信息、内侧和激光测距仪之间的距离数据以
    及位置信息来计算电梯井道的构造,所述操作信息与保持激光测距仪
    的保持部的操作相关,所述保持部改变激光的照射方向,激光从激光
    测距仪照射到内侧上,所述激光测距仪被安装到移动物体上,所述距
    离数据从激光测距仪获得,
    操作包括基于位置信息而在第一状态和第二状态之间切换,在第
    一状态中激光测距仪将激光照射到内侧的第一区域上,在第二状态中
    激光测距仪将激光照射到内侧的第二区域上。
    2.根据权利要求1所述的设备,其中在第二状态中激光测距仪和
    第二区域之间的距离比在第一状态中激光测距仪和第二区域之间的距
    离短。
    3.根据权利要求1和2中任意之一所述的设备,其中计算单元还
    基于移动物体的速度来计算电梯井道的构造。
    4.根据权利要求1-3中任意之一所述的设备,其中位置计算器基
    于从对电梯井道的内部成像的成像设备获得的图像来得到位置信息。
    5.根据权利要求4所述的设备,其中成像设备包括立体相机。
    6.根据权利要求4和5中任意之一所述的设备,其中
    保持部包括保持激光测距仪的旋转单元,并且
    第一状态和第二状态通过旋转单元基于位置信息旋转来切换。
    7.根据权利要求4和5中任意之一所述的设备,其中
    保持部包括保持激光测距仪的旋转单元,并且
    在第二状态中,第二区域中激光所照射的区域根据旋转单元的旋
    转而改变。
    8.根据权利要求7所述的设备,其中
    旋转单元包括围绕与第二区域相交的轴旋转的旋转平台,并且
    操作信息包括旋转平台的旋转速度或由旋转平台旋转的角度中
    的至少一个。
    9.根据权利要求8所述的设备,其中
    激光测距仪测量激光测距仪和电梯井道中的多个测量点中的每
    个之间的距离,并且
    图像中的所述多个测量点的密度比图像中的像素的密度高。
    10.根据权利要求6-9中任意之一所述的设备,其中激光所照射
    的范围的至少一部分和图像的成像范围的至少一部分重叠。

    说明书

    电梯井道内部构造测量设备

    相关申请的交叉引用

    本申请基于2014年11月19日提交的日本专利申请
    No.2014-235008,并且要求其优先权,其整个内容通过引用包含于此。

    技术领域

    本文描述的实施例一般涉及电梯井道内部构造测量设备。

    背景技术

    在进行电梯的更换或维修的准备阶段中,进行探明电梯井道中的
    情况的工作并测量电梯井道中需要制图的各部分的尺寸。高精度地测
    量电梯井道各部分的构造是希望的。

    发明内容

    根据一个实施例,一种电梯井道内部构造测量设备包括位置计算
    器和计算单元。位置计算器得出对应于移动通过电梯井道内部的移动
    物体的位置的位置信息。电梯井道具有内侧。计算单元基于操作信息、
    内侧和激光测距仪之间的距离数据以及位置信息来计算电梯井道的构
    造。操作信息与保持激光测距仪的保持部的操作相关。保持部改变激
    光的照射方向。激光从激光测距仪照射到内侧上。激光测距仪被安装
    到移动物体上。距离数据从激光测距仪获得。操作包括基于位置信息
    在第一状态和第二状态之间切换。在第一状态中激光测距仪将激光照
    射到内侧的第一区域上。在第二状态中激光测距仪将激光照射到内侧
    的第二区域上。

    附图说明

    图1是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备的框图;

    图2是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量方法的流程图;

    图3是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备的示意图;

    图4是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备的示意图;

    图5A和图5B是示出估算成像设备的移动的示意图;

    图6A和图6B是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备
    的操作的示意图;

    图7A到图7C是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备
    的操作的示意图;

    图8是示出根据实施例的旋转平台的旋转的示意图;以及

    图9是示出根据实施例的旋转平台的旋转的示意图。

    具体实施方式

    以下将参考附图描述各个实施例。

    附图是示意性的或概念性的;并且各部分的厚度和宽度之间的关
    系、各部分之间的大小比例等不一定与其实际值相同。即使在示出相
    同部分的情况下,也可以在各图之间不同地示出尺寸和/或比例。

    在本申请的附图和说明书中,与相对于以上附图描述的部件相似
    的部件被标注以相同的附图标记,并且适当地省略具体描述。

    图1是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备的框图。

    图2是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量方法的流程图。

    图3是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备的示意图。

    如图1所示,根据实施例的电梯井道内部构造测量设备1包括位
    置计算器(设备自身位置计算设备)13和计算单元(获取数据计算设
    备)15。

    在示例中,电梯井道内部构造测量设备1还包括激光测距仪12、
    保持部(旋转机构)14和成像设备11。

    如图3所示,电梯井道内部构造测量设备1被安装到移动通过井
    道3的内部的移动物体4。移动物体4是沿着井道3延伸的方向Dz
    移动通过井道3的电梯轿厢。井道3具有包括侧表面2a和天花板2b
    的内侧(内表面)。侧表面2a(第一区域)是沿着方向Dz的表面;
    且天花板2b(第二区域)是与方向Dz相交的表面。

    成像设备11被提供在移动物体4上。成像设备11是例如立体相
    机。立体相机包括两个数码相机。数码相机是例如可以接收可见光的
    数码相机或可以接收红外光的数码相机。一个数码相机的成像范围的
    一部分与另一数码相机的成像范围的一部分彼此重叠。成像设备11
    可以是对恒定视角范围成像的相机或者是可以在所有方向上(相机周
    围360度范围)成像的全方位相机。

    成像设备11与移动物体4移动通过井道3并且对井道3的内部
    成像。

    保持部14保持安装到移动物体4上的激光测距仪12。保持部14
    包括包含有旋转机构的旋转单元;并且旋转单元保持激光测距仪12。
    例如,旋转单元是安装在移动物体4上的旋转平台。

    激光测距仪12在插入保持部14的情况下被提供在移动物体4上。
    激光测距仪12将激光照射到井道3中被成像设备11成像的内侧上(例
    如,侧表面2a)并测量所照射的激光的反射光。从而,激光测距仪12
    测量激光测距仪12和井道3中激光所照射的区域之间的距离。激光测
    距仪12在与移动物体4移动时测量到井道3中的多个区域(多个测量
    点)的距离。

    例如,时差型激光测距仪或相差型激光测距仪被用作激光测距仪
    12。时差型激光测距仪通过测量从照射激光时到激光被测量物体反射
    后返回到激光测距仪自身时的时间来计算激光测距仪和测量物体之间
    的距离。相差型激光测距仪通过照射被调制成多个的激光并通过基于
    轰击测量物体并返回到激光测距仪自身的激光的漫反射成分的相差来
    进行判定以确定激光测距仪和测量物体之间的距离。

    激光测距仪12是例如水平激光器。当激光测距仪的位置固定时,
    水平激光器可以在包括在空间中的第一平面内(激光照射平面)的多
    个方向上照射激光。例如,水平激光器可以在水平方向上的整个圈的
    360度中照射激光。

    激光的照射方向(激光照射平面)由保持部14控制。例如,激
    光的照射方向(发射方向)根据保持部14的旋转单元的旋转来修改。

    在示例中,位置计算器13和计算单元15被提供在移动物体4上。

    位置计算器13基于从成像设备11获得的图像来估算井道3中的
    成像设备11的位置。由位置计算器13计算的位置信息可以是对应于
    移动物体4的位置的位置信息。位置计算器13基于成像设备11的位
    置来计算移动物体4的移动量(移动的距离)和移动物体4的速度。

    计算单元15基于从激光测距仪12获得的距离数据、基于与保持
    部14的操作相关的操作信息(例如,旋转角度)并且基于从位置计算
    器13获得的位置信息来计算井道3中的三维构造。移动物体4的速度
    可以进一步用来计算三维构造。

    计算成像设备11焦距的校准等、计算立体相机的相机之间的位
    置关系(旋转和平移)的校准、计算成像设备11和激光测距仪12之
    间的位置关系(旋转和平移)的校准等被预先执行。成像设备11和激
    光测距仪12之间的校准方法可以通过在参考文献“ReliableAutomatic
    Camera-LaserCalibration(AustralasianConferenceonRoboticsand
    Automation2010)”等中使用的方法来计算。

    包括在电梯井道内部构造测量设备1中的位置计算器13和计算
    单元15可以包括包含有CPU(中央处理器)、存储器等的计算设备。
    位置计算器13的一部分、整个位置计算器13、计算单元15的一部分
    或整个计算单元15可以包括诸如LSI(大规模集成电路)等或IC(集
    成电路)芯片组的集成电路。每个块可以包括单个电路;或者可以使
    用其中集成有一些或所有块的电路??榭梢员惶峁┪惶?;或者可以
    单独地提供一些块。此外,对于每个块,可以单独地提供块的一部分。
    集成不限于LSI;并且可以使用专用电路或通用处理器。

    图1所示的块可以能够经由通信网络彼此直接或间接地通信。通
    信网络是例如诸如LAN(局域网)的网络(云)、因特网等。图1所
    示的框图是根据实施例的电梯井道内部构造测量设备1的示例,并且
    不一定与实际程序??榈墓乖炱ヅ?。图1的块可以是单独的设备并且
    可以被单独地安装。

    现在将详细描述根据实施例的电梯井道内部构造测量设备1的处
    理。

    图4是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备的示意图。
    图4示出了图3所示的电梯井道内部构造测量设备1与移动物体4移
    动并且被定位在天花板2b附近的情况。

    首先,在步骤S111中,安装到移动物体4的成像设备11通过对
    井道3的内部成像来获取图像。在实施例中,虽然包括在成像设备11
    中的相机的数量为最小的一个,但是在以下描述中描述成像设备11
    为包括两个相机的立体相机的情况。当从成像设备11看时,希望成像
    设备11对定位在移动物体4的行进方向上的井道3的内部进行成像。
    也就是说,希望成像设备11面向移动物体4的行进方向安装。成像设
    备11不可以面向垂直于移动物体4的行进方向的方向(水平方向)安
    装。

    例如,如图3所示,当电梯井道内部构造测量设备1被安装到移
    动物体4的上部时,成像设备11对定位高于移动物体4的上部的侧表
    面2a和天花板2b进行成像。如图4所示,当移动物体4移动到天花
    板2b附近时,成像设备11对天花板2b成像。

    在步骤S112中,激光测距仪12向井道3中照射激光并测量到照
    射点(照射激光的区域)的距离。

    激光的照射方向(照射角度)被设置成使得激光照射的范围的至
    少一部分和在步骤S111中成像的图像的成像范围重叠。例如,由于成
    像设备11的透镜的特性,在图像中可能发生失真。在接近图像的中心
    点的图像区域的失真相较于远离中心点的区域的失真小。因此,希望
    将激光的照射方向(照射角度)设置成使得照射点被投射到图像上的
    投射点靠近图像的中心点。也就是说,在由成像设备11成像的图像中,
    希望激光的照射点靠近图像的中心点。从而,可以增加计算成像设备
    11和激光测距仪12之间的位置关系(旋转和平移)的校准的精度。

    在步骤S113中,位置计算器13基于在步骤S111中成像的图像
    来计算移动物体4(设备自身)的位置。

    首先,位置计算器13基于图像数据估算成像设备11的移动(旋
    转和平移)。位置计算器13基于已经预先校准的立体相机的相机之间
    的位置关系来进一步获取真实量。由此,位置计算器13计算井道3
    中的成像设备11的位置。

    计算井道3中的成像设备11的位置的处理包括例如第一和第二
    处理。

    当由立体相机成像的图像在开始计算成像设备11的位置的处理
    时被首次输入到位置计算器13时,执行第一处理。例如,在第一时间,
    第一图像117a被立体相机的一个相机(第一相机)成像;并且第二图
    像117b被立体相机的另一相机(第二相机)成像。这两张图像(立体
    图像)被输入到位置计算器13。在第一处理中,首先,位置计算器13
    检测来自立体图像的特征点并且执行寻找立体图像之间(第一图像和
    第二图像之间)的对应位置?!疤卣鞯恪笔侵赣沙上裆璞?1成像的图
    像中的特征部分。进而,基于特征点和预先校准的立体相机的相机之
    间的位置关系的对应关系采用三角测量原理来计算对应于特征点的三
    维空间中的位置(以下称为特征点的三维位置)。

    当在不同于第一处理的两张图像的时间(位置)成像的立体图像
    在特征点的三维位置已知的情况下被输入到位置计算器13时,执行第
    二处理。

    例如,在不同于第一时间的第二时间,第三图像117c被一个相
    机成像;并且第四图像117d被另一相机成像。第二时间的立体图像被
    输入到位置计算器13。此时,成像设备11的移动基于特征点在图像
    中的位置和特征点的三维位置来估算。位置计算器13可以在每个时间
    通过重复执行第二处理来估算井道3中的移动物体4的位置。

    现在将进一步描述第一处理和第二处理。

    图5A和图5B是示出估算成像设备的移动的示意图。

    图5A是示出被成像设备11成像的物体240的示意图。物体240
    包括例如点241。点241被用作图像中的特征点。例如,点241是井
    道3中的构造的特征点。

    在第一处理中,特征点的三维位置的信息、成像设备11的位置
    和成像设备11的取向是未知的。因此,首先,如图5B所示,位置计
    算器13基于第一时间的立体图像(第一图像117a和第二图像117b)
    来执行确定成像设备11的位置和成像设备11的取向(旋转矩阵)的
    处理。这里,位置计算器13基于所输入的立体图像来提取特征点。

    例如,从图像提取多个特征点。希望不在一个特征点周围的恒定
    区域内提取单独的特征点。由此,可以抑制在图像一部分中的特征点
    的集中度。

    例如,特征点241a是第一图像117a中对应于点241的特征点。
    特征点241b是第二图像117b中对应于点241的位置。

    进而,执行寻找第一图像117a和第二图像117b之间的特征点的
    对应位置。通过在特征点的周围设置小的区域并且基于图像的亮度模
    式通过使用SSD(平方差之和)来估算相似度等来执行寻找对应点。
    由此,获得第一图像117a的特征点241a和第二图像117b的特征点
    241b之间的关联。

    包括在立体相机中的两个相机的相对位置和取向是预先校准的。
    因此,可以基于图像中的相关联的特征点的位置关系和相机的空间位
    置关系来确定特征点的三维位置。第一处理的初始图像(第一图像
    117a)与全局坐标相匹配。旋转矩阵取为单位矩阵;并且平移向量取
    为零向量。

    第二处理在特征点的三维位置由第一处理确定的情况下估算成
    像设备11(井道3中的移动物体4)的位置和成像设备11的取向。

    首先,在第二时间找到与第一处理检测到的特征点相匹配的立体
    图像的特征点并且获得关联(特征点追踪)。

    例如,特征点241c是第三图像117c中对应于点241的特征点。
    此时,通过特征点追踪将特征点241c与特征点241a或特征点241b
    相关联。

    在成像设备11没有从先前的时间(第一时间)移动多少的情况
    下,可以通过在对应于先前时间的图像中找到的特征点外周的范围中
    寻找来执行特征点追踪。位置计算器13基于所追踪的特征点的三维位
    置和特征点在图像中的坐标来估算成像设备11的位置和成像设备11
    的取向。

    所追踪的特征点在图像中的位置和特征点的三维位置基于第一
    相机(成像设备11)的旋转矩阵R和第一相机的平移向量t被投射到
    图像上。估算旋转矩阵和平移向量t以使得所追踪的特征点在图像中
    的位置和投射到图像上的特征点的三维位置之间的差变小。处理通过
    以下公式来表达:

    [公式1]

    E ( R ^ , t ^ ) = min R , t Σ i ( x i - P ( R , t ) X i ) 2 ]]>

    其中,xi是所发现的第i个特征点在图像中的位置。P(R,t)是透视
    投影矩阵并且包括旋转矩阵R和平移向量t。Xi是在齐次坐标中表示
    的特征点的三维位置。

    旋转矩阵R和平移向量t通过执行非线性优化以最小化公式(1)
    的成本函数来确定。因为成像设备11在相邻图像之间的移动不是很
    大,因此在先前时间所估算的移动估算结果可以被用作初始值。所确
    定的平移向量t的大小基于预先校准的第一相机和第二相机之间的位
    置关系被变换成真实大小。

    如上所述,位置计算器13基于从成像设备11获得的图像来估算
    成像设备11的移动和成像设备11的位置。因此,位置计算器13计算
    对应于其上安装有成像设备11的移动物体4的位置的位置信息。

    虽然在示例中基于由成像设备11成像的图像来计算移动物体4
    的移动和位置,但是也可以使用诸如加速度传感器、陀螺仪等的惯性
    测量单元(IMU)。

    在步骤S114中,保持部14基于位置计算器13所计算的移动物
    体4的位置来修改激光测距仪12照射激光的方向。

    例如,保持部14修改激光测距仪12的角度以使得当移动物体4
    接近天花板并停止时激光被照射在天花板上。

    在移动物体4的移动量(移动的距离)不大于预定阈值(第一阈
    值)并且移动物体4的速度不大于预定阈值(第二阈值)的情况下,
    可以确定移动物体4是停止的。例如,井道3中从地面到天花板的距
    离根据电梯的楼层数大致已知。当上行或下行电梯轿厢(移动物体4)
    停止时,可以知道电梯停在天花板附近。

    保持部14能够实现在第一状态ST1和第二状态ST2之间切换的
    操作,其中第一状态ST1包括激光测距仪12将激光照射到井道3中
    的第一区域上(侧表面2a),并且第二状态ST2包括激光测距仪12
    将激光照射到井道3中的第二区域上(天花板2b)。当确定移动物体
    4停止时,保持部14实现上述的切换操作。

    图6A和图6B是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备
    的操作的示意图。

    图6A示出第一状态ST1中的电梯井道内部构造测量设备1。图
    6B示出第二状态ST2中的电梯井道内部构造测量设备1。

    如图6A和图6B所示,保持部14包括旋转单元14p(第一旋转
    单元)。激光测距仪12被旋转单元14p保持。

    第二状态ST2中天花板2b和激光测距仪12之间的距离L2比第
    一状态ST1中天花板2b和激光测距仪12之间的距离L1短。在第一
    状态ST1中,移动物体4被定位在远离天花板2b的位置处。在第二
    状态ST2中,移动物体4在靠近天花板2b的位置处停止。

    在如图6A中所示的第一状态ST1中,激光的行进方向(激光照
    射平面20)和移动物体4的行进方向21之间的角度是例如约45度。
    但是,该角度可以不是约45度。

    当移动物体4上行通过井道3并且停止在天花板2b附近时,保
    持部14的旋转单元14p旋转。从而,旋转单元14p基于位置计算器
    13计算的位置信息而旋转;由此,激光测距仪12旋转;并且第一状
    态ST1和第二状态ST2被切换。在第二状态ST2中,激光的行进方
    向(激光照射平面20)和移动物体4的行进方向21之间的角度是例
    如约0度。但是,该角度可以不是约0度。由此,激光测距仪12可以
    通过将激光从靠近天花板2b的位置照射到天花板2b上来测量距离。

    因此,当移动物体4接近井道3中的天花板2b时,激光测距仪
    12旋转并且照射角度被修改以使得激光被照射到天花板2b上。由此,
    可以测量从靠近天花板2b的位置到天花板2b的距离。

    图7A到图7C是示出根据实施例的电梯井道内部构造测量设备
    的操作的示意图。

    图7A和图7B示出第二状态ST2中的电梯井道内部构造测量设
    备1。

    如图7A和图7B所示,保持部14还包括旋转单元14A(第二旋
    转单元)。激光测距仪12被旋转单元14A保持?!氨3帧钡淖刺?br />但包括直接接触的保持的状态而且包括用另一插入的构件间接地保持
    的状态。

    旋转单元14A是例如旋转平台;并且激光测距仪12被安装在旋
    转平台上。在激光被照射到天花板2b上的第二状态ST2中,激光测
    距仪12通过旋转旋转单元14A(以下称为旋转平台14A)来旋转。在
    激光被照射到侧表面2a上的第一状态ST1中,旋转平台14A不旋转。

    激光测距仪12围绕其旋转的旋转轴是包括在激光照射平面20中
    的轴(例如,激光测距仪12的光轴的直角坐标轴等)。由此,激光照
    射平面20可以旋转。

    例如,旋转平台14A围绕与天花板2b相交的轴旋转。由此,激
    光照射的天花板2b的区域根据旋转平台14A的旋转而改变。例如,
    激光可以照射到天花板2b的整个区域上。

    图7A示出在某个时间Ta的电梯井道内部构造测量设备。此时,
    激光照射平面20与天花板2b相交。

    图7B示出在不同于时间Ta的时间Tb的电梯井道内部构造测量
    设备。在时间Tb的激光照射平面20b与天花板2b相交。因为旋转平
    台14A旋转,因此在时间Tb的激光照射平面20不同于在时间Ta的
    激光照射平面20a。

    图7C示出在多个时间的激光照射平面。图7C示出当从上方观
    看井道3时的天花板2b和照射到天花板2b上的激光的激光照射平面
    20。如图7C所示,在时间Ta的激光照射平面20a旋转到在时间Tb
    的激光照射平面20b。从而,例如可以通过旋转水平激光器的激光照
    射平面20来测量天花板2b的整个区域。

    旋转平台14A是以均匀速度旋转的旋转平台或者是安装有在旋
    转时可以获取当前旋转角度的旋转编码器的旋转平台。当在步骤S115
    中计算三维构造时使用这里所获得的旋转角度。

    通过使得旋转平台14A的旋转轴14B与激光测距仪12的光轴(包
    括在激光照射平面20中的轴)匹配,可以简化步骤S115中的三维构
    造的计算。

    希望旋转平台14A的旋转速度使得激光测距仪12的照射点之间
    的距离(从角分辨率/扫描时间/照射角度来计算)比成像设备11成像
    的图像的像素分辨率小。例如,旋转平台14A的旋转速度被确定为使
    得图像中的多个测量点的密度比图像中的像素的密度(分辨率)高。

    在步骤S115中,计算单元15基于与保持部14的操作相关的操
    作信息和由位置计算器13计算的位置信息来计算激光测距仪12的位
    置(平移向量)和取向(旋转矩阵)。然后,基于激光测距仪12的位
    置和取向,从激光测距仪12获得的距离数据被转换成电梯井道中的构
    造的构造数据。这里,与保持部14的操作相关的操作信息包括旋转平
    台14A的旋转速度或旋转平台14A旋转的角度(旋转角度14E)中的
    至少一个。

    具体地,计算单元15基于位置计算器13计算的位置信息将从激
    光测距仪12获得的距离数据12A转换成全局坐标系的距离数据12B。
    然后,全局坐标系的转换的距离数据12B围绕旋转平台14A的旋转轴
    14B旋转。

    在旋转轴14B和激光测距仪12的光轴匹配的情况下,计算单元
    15将距离数据12B围绕激光测距仪12的光轴旋转所述旋转平台14A
    的旋转角度14E的量。

    图8是示出根据实施例的旋转平台的旋转的示意图。在图8中所
    示出的示例为旋转平台14A的旋转轴14B与激光测距仪12的光轴不
    匹配的情况。在这样的情况中,可以基于旋转平台14A旋转之前(0
    度的旋转角度)的激光测距仪12的位置和取向以及旋转平台14A旋
    转之后(180度的旋转角度)的激光测距仪12的位置和取向来确定旋
    转平台14A的中心坐标14C、旋转平台14A的半径14D和旋转平台
    14A的旋转轴14B。

    旋转平台14A的中心坐标14C(Xt,Yt,Zt)是旋转平台14A旋转之
    前(0度的旋转角度)的激光测距仪12的位置和旋转平台14A旋转之
    后(180度的旋转角度)的激光测距仪12的位置之间的中心坐标。

    旋转平台14A的半径14D(r)是旋转平台14A旋转之前(0度的旋
    转角度)的激光测距仪12的位置和旋转平台14A旋转之后(180度的
    旋转角度)的激光测距仪12的位置之间距离的一半的长度。

    旋转平台14A的旋转轴14B(Ax,Ay,Az)是旋转平台14A旋转之前
    (0度的旋转角度)的激光测距仪12的取向和旋转平台14A旋转之后
    (180度的旋转角度)的激光测距仪12的取向之间的中间(中心)取
    向。例如,假设安装有旋转平台14A的激光测距仪12的平面是包括
    激光坐标系(激光测距仪12的位置为中心的坐标系)的X轴和Y轴
    的平面,则旋转平台14A的旋转轴14B与激光坐标系的Z轴匹配。

    9是示出根据实施例的旋转平台的旋转的示意图。

    如图9所示,在全局坐标系中从激光测距仪12获得的距离数据
    12B被旋转从旋转平台14A获得的旋转角度14E(θ)。从而,井道3中
    的三维构造可以通过转换到相同的坐标空间来确定。

    具体地,旋转矩阵R(θ)基于旋转轴14B(Ax,Ay,Az)和旋转平台14A
    的旋转角度14E(θ)如下来计算。

    [公式2]

    R ( θ ) = A x 2 ( 1 - cos θ ) + cos θ A x A y ( 1 - cos θ ) - A z sin θ A x A z ( 1 - cos θ ) + A y sin θ A x A y ( 1 - cos ) + A z sin θ A y 2 ( 1 - cos θ ) + cos θ A y A z ( 1 - cos θ ) - A x sin θ A x A z ( 1 - cos ) - A y sin θ A y A z ( 1 - cos θ ) + A x sin θ A z 2 ( 1 - cos θ ) + cos θ ]]>

    平移矩阵T(θ)基于旋转平台14A的中心坐标14C(Xt,Yt,Zt)和旋
    转平台的半径14D(r)及旋转角度14E(θ)如下来计算。

    [公式3]

    T ( θ ) = X t Y t Z y + r cos θ r sin θ 0 ]]>

    基于所确定的旋转矩阵R(θ)和平移向量T(θ),可以通过对从激光
    测距仪12所获得的距离数据12B执行刚性变换来旋转构造从而确定
    三维构造。

    Xw(θ)是基于旋转矩阵R(θ)和平移向量T(θ)而转换的距离数据的
    三维坐标,其中Xl(θ)是从激光测距仪12获得的距离数据12B的三维
    坐标。此时,三维构造可以如下计算:

    [公式4]

    Xw(θ)=R(θ)Xl(θ)+T(θ)

    当旋转平台14A是以均匀速度旋转的旋转平台时,可以如下来确
    定旋转角度14E(θ)。首先,计数旋转平台14A开始和停止旋转之间的
    由激光测距仪12照射的激光的数量。然后,确定旋转平台14A开始
    和停止旋转之间旋转的角度(旋转角度)。旋转角度是例如180度。
    每个激光照射的旋转角度14E(θ)可以通过将旋转角度除以激光照射的
    数量来计算。井道中的三维构造可以使用所确定的旋转角度14E(θ)根
    据公式(2)、(3)和(4)来计算。

    电梯井道中的三维构造可以不但包括电梯井道的墙表面的构造
    而且包括安装在井道中的构件的构造。例如,其包括安装用来控制电
    梯轿厢的行进方向的轨道的构造、安装到墙表面以支持轨道的支架的
    构造,等等。

    上述三维构造计算方法是通过旋转旋转平台14A来测量井道中
    的天花板2b的方法。当计算井道中的侧表面2a的三维构造时,旋转
    角度14E(θ)被设置为0度。

    例如,当工人更换电梯时,工人使用卷尺通过测量要被更换的电
    梯的井道中的尺寸来执行现场勘测。有难以为现场勘测提供足够的人
    员的情况。因此,希望在短的时间量中容易地测量尺寸。

    因此,使用安装到移动物体的激光测距仪来测量移动物体周围的
    构造。由此,可以在短的时间量中容易地测量尺寸。这里,可以使用
    安装到移动物体的IMU和/或相机来计算移动物体的位置。但是,在
    移动移动物体的同时通过在宽的范围内照射激光来执行测量的情况
    中,对到测量物体的距离较长的区域和到测量物体的距离较短的区域
    执行测量。

    当到测量物体的距离较短时,激光的强度较高;并且激光所照射
    的区域的精度和密度较高。另一方面,当到测量物体的距离较长时,
    激光的强度较低;并且激光所照射的区域的精度和密度较低。因此,
    在移动移动物体的同时在宽的范围内照射激光的情况中,难以仅执行
    精度较高的地方的测量。通过该方法,难以通过从靠近的距离照射激
    光来高精度地测量电梯井道中的侧表面和天花板。

    相反地,在根据实施例的电梯井道内部构造测量设备1中,激光
    的行进方向在移动物体4移动到靠近天花板2b的位置(第二区域)时
    被保持部14的旋转单元14p修改。也就是说,激光照射到侧表面2a
    (第一区域)上的第一状态被修改到激光照射到天花板2b(第二区域)
    上的第二状态。由此,当测量到天花板2b的距离时,激光测距仪12
    和天花板2b之间的测量距离可以较短。

    通过使用短的测量距离,激光的强度可以较高。此外,通过使用
    短的测量距离,可以高精度地调整激光所照射的照射区域。也就是说,
    可以获得高精度测量点。此外,通过使用短的测量距离,可以容易地
    提高激光照射的照射区域的天花板2b的比例。也就是说,可以增加测
    量点的密度。由此,可以高精度地测量电梯井道中的构造。

    从而,可以根据激光测距仪12的位置通过修改激光的照射方向
    来高精度地测量井道3的内部。

    在激光照射到天花板2b上的状态中,照射到天花板上的激光的
    角度固定的情况下,不能测量天花板2b的整个区域。

    相反地,对于根据实施例的电梯井道内部构造测量设备1,激光
    测距仪12被保持部14的旋转平台14A保持。激光照射到天花板2b
    上的区域可以通过旋转旋转平台14A来改变。由此,例如可以测量天
    花板2b的整个区域。

    可以考虑其中激光的行进方向通过使用相对于激光照射表面旋
    转的反射镜而改变的用于测量天花板2b的宽的区域的方法。但是,在
    这种情况下,装置的构造复杂。

    旋转平台14A的旋转速度被确定为使得被成像设备11成像的图
    像中的多个测量点的密度比图像的分辨率高。由此,所照射的激光可
    以对应所成像的图像的每个像素。例如,可以通过使用由成像设备11
    成像的图像和由计算单元15计算的三维构造被叠加的图像来高精度
    地测量尺寸。

    在上述情况下,电梯井道内部构造测量设备1被安装在电梯轿厢
    上;并且井道3中的侧表面和天花板被测量。但是,实施例中的安装
    不限于在电梯轿厢上;并且,例如电梯井道内部构造测量设备1可以
    安装在电梯轿厢下。由此,可以高精度地测量井道3中的楼层。在测
    量井道3中的地表面的情况下,电梯井道内部构造测量设备1通过放
    置在地板表面上来安装??梢允褂眯教?4A通过旋转激光测距仪
    12来测量地板表面。

    根据实施例的位置计算器和计算单元可以包括诸如CPU等的控
    制器,诸如ROM、RAM等的存储器设备,诸如HDD(硬盘驱动器)、
    SSD(固态驱动器)等的外部存储器设备,诸如显示器等的显示设备。
    通用计算机设备可以被用作硬件??梢酝ü砑蛘咄ü布词迪?br />每个块。

    电梯井道内部构造测量设备和电梯井道内部构造测量方法在以
    上被描述为实施例。但是,实施例可以具有使得计算机执行上述方法
    的程序的形式或者其中记录有程序的计算机可读记录介质的形式。

    例如,CD-ROM(-R/-RW)、磁光盘、HD(硬盘)、
    DVD-ROM(-R/-RW/-RAM)、FD(软盘)、闪存、存储卡、记忆棒、
    其他各种ROM、RAM等等可以被用作记录介质。

    根据实施例,可以提供可以高精度地测量电梯井道中的尺寸的电
    梯井道内部构造测量设备、电梯井道内部构造测量方法和非暂时性记
    录介质。

    以上,参考具体示例描述本发明的实施例。但是,本发明不限于
    这些具体示例。例如,本领域的技术人员通过从现有技术中恰当地选
    择部件(诸如,位置计算器、计算单元、保持部、旋转单元、成像装
    置、激光测距仪等)的具体构造可以类似地实践本发明;并且只要可
    以获得类似效果的效果,这样的实践在本发明的范围内。

    此外,只要包括本发明的主旨,具体示例的任何两个或更多个部
    件可以在技术可行性的程度内进行组合并且包括在本发明中。

    此外,只要包括本发明的精神,本领域的技术人员基于以上被描
    述为本发明的实施例的电梯井道内部构造测量设备、电梯井道内部构
    造测量方法和非暂时性记录介质,通过恰当地设计修改可以实践的所
    有的电梯井道内部构造测量设备、所有的电梯井道内部构造测量方法
    和所有的非暂时性记录介质在本发明的范围内。

    本领域的技术人员在本发明的精神内可以想到各种其他变化和
    修改,并且应当理解,这样的变化和修改也包含在本发明的范围内。

    尽管已经描述了某些实施例,但是这些实施例仅以示例的方式呈
    现,并且不意在限制本发明的范围。事实上,本文描述的新颖实施例
    可以以各种其他形式来实施;此外,可以对本文描述的实施例的形式
    作出各种省略、替代和改变而不脱离本发明的精神。所附权利要求及
    其等同意在覆盖将落入本发明的范围和精神中的这样的形式或修改。

    实施例包括以下特征。

    (特征1)

    一种电梯井道内部构造测量设备,包括:

    位置计算器,得到对应于移动通过电梯井道内部的移动物体的位
    置的位置信息,所述电梯井道具有内侧;以及

    计算单元,基于操作信息、内侧和激光测距仪之间的距离数据以
    及位置信息来计算电梯井道的构造,所述操作信息与保持激光测距仪
    的保持部的操作相关,所述保持部改变激光的照射方向,激光从激光
    测距仪照射到内侧上,所述激光测距仪被安装到移动物体上,所述距
    离数据从激光测距仪获得,

    操作包括基于位置信息而在第一状态和第二状态之间切换,在第
    一状态中激光测距仪将激光照射到内侧的第一区域上,在第二状态中
    激光测距仪将激光照射到内侧的第二区域上。

    (特征2)

    根据特征1所述的设备,其中在第二状态中激光测距仪和第二区
    域之间的距离比在第一状态中激光测距仪和第二区域之间的距离短。

    (特征3)

    根据特征1和2中任意之一所述的设备,其中计算单元还基于移
    动物体的速度来计算电梯井道的构造。

    (特征4)

    根据特征1-3中任意之一所述的设备,其中位置计算器基于从对
    电梯井道的内部成像的成像设备获得的图像来得到位置信息。

    (特征5)

    根据特征4所述的设备,其中成像设备包括立体相机。

    (特征6)

    根据特征4和5中任意之一所述的设备,其中

    保持部包括保持激光测距仪的旋转单元,并且

    第一状态和第二状态通过旋转单元基于位置信息旋转来切换。

    (特征7)

    根据特征4和5中任意之一所述的设备,其中

    保持部包括保持激光测距仪的旋转单元,并且

    在第二状态中,第二区域中激光所照射的区域根据旋转单元的旋
    转而改变。

    (特征8)

    根据特征7所述的设备,其中

    旋转单元包括围绕与第二区域相交的轴旋转的旋转平台,并且

    操作信息包括旋转平台的旋转速度或由旋转平台旋转的角度中
    的至少一个。

    (特征9)

    根据特征8所述的设备,其中

    激光测距仪测量激光测距仪和电梯井道中的多个测量点中的每
    个之间的距离,并且

    图像中的所述多个测量点的密度比图像中的像素的密度高。

    (特征10)

    根据特征6-9中任意之一所述的设备,其中激光所照射的范围的
    至少一部分和图像的成像范围的至少一部分重叠。

    (特征11)

    根据特征1-10中任意之一所述的设备,其中计算单元基于位置
    信息和操作信息将距离数据转换成电梯井道中的三维构造的构造数
    据。

    (特征12)

    根据特征1-11中任意之一所述的设备,其中

    位置计算器基于位置信息得到移动物体的速度和移动物体移动
    的距离,并且

    当移动物体移动的距离不大于第一阈值并且当速度不大于第二
    阈值时,保持部从第一状态切换到第二状态,第一阈值和第二阈值是
    预先确定的。

    (特征13)

    根据特征1-12中任意之一所述的设备,其中移动物体是移动通
    过电梯井道的电梯轿厢。

    (特征14)

    根据特征1-13中任意之一所述的设备,其中

    第一区域与电梯井道的延伸方向对齐,并且

    第二区域与延伸方向相交。

    (特征15)

    根据特征1-14中任意之一所述的设备,其中

    第一区域是电梯井道中的侧表面,并且

    第二区域是电梯井道中的天花板。

    (特征16)

    根据特征1-15中任意之一所述的设备,其中,当激光测距仪的
    位置固定时,激光测距仪在平面中的多个方向上照射激光。

    (特征17)

    一种电梯井道内部构造测量方法,包括:

    得到对应于移动通过电梯井道内部的移动物体的位置的位置信
    息,所述电梯井道具有内侧;以及

    基于操作信息、内侧和激光测距仪之间的距离数据以及位置信息
    来计算电梯井道的构造,所述操作信息与保持激光测距仪的保持部的
    操作相关,所述保持部改变激光的照射方向,激光从激光测距仪照射
    到内侧上,所述激光测距仪被安装到移动物体上,所述距离数据从激
    光测距仪获得,

    操作包括基于位置信息而在第一状态和第二状态之间切换,在第
    一状态中激光测距仪将激光照射到内侧的第一区域上,在第二状态中
    激光测距仪将激光照射到内侧的第二区域上。

    (特征18)

    根据特征17所述的方法,其中在第二状态中激光测距仪和第二
    区域之间的距离比在第一状态中激光测距仪和第二区域之间的距离
    短。

    (特征19)

    根据特征17和18中任意之一所述的方法,其中还基于移动物体
    的速度来计算电梯井道的构造。

    (特征20)

    根据特征17-19中任意之一所述的方法,其中位置信息基于从对
    电梯井道的内部成像的成像设备获得的图像。

    (特征21)

    一种非暂时性记录介质,

    电梯井道内部构造测量程序被记录在非暂时性记录介质中,

    电梯井道内部构造测量程序使得计算机执行

    得到对应于移动通过电梯井道内部的移动物体的位置的位
    置信息的处理,所述电梯井道具有内侧;以及

    基于操作信息、内侧和激光测距仪之间的距离数据以及位置
    信息来计算电梯井道的构造的处理,所述操作信息与保持激光测距仪
    的保持部的操作相关,所述保持部改变激光的照射方向,激光从激光
    测距仪照射到内侧上,所述激光测距仪被安装到移动物体上,所述距
    离数据从激光测距仪获得,

    操作包括基于位置信息而在第一状态和第二状态之间切换,在第
    一状态中激光测距仪将激光照射到内侧的第一区域上,在第二状态中
    激光测距仪将激光照射到内侧的第二区域上。

    (特征22)

    根据特征21所述的非暂时性记录介质,其中在第二状态中激光
    测距仪和第二区域之间的距离比在第一状态中激光测距仪和第二区域
    之间的距离短。

    (特征23)

    根据特征21和22中任意之一所述的非暂时性记录介质,其中还
    基于移动物体的速度来计算电梯井道的构造。

    (特征24)

    根据特征21-23中任意之一所述的非暂时性记录介质,其中位置
    信息基于从对电梯井道的内部成像的成像设备获得的图像。

    关 键 词:
    电梯 井道 内部 构造 测量 设备
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