WO2004084556A1 - Raumüberwachung im bereich eines aufzugs mittels 3-d sensor - Google Patents

Raumüberwachung im bereich eines aufzugs mittels 3-d sensor Download PDF

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WO2004084556A1
WO2004084556A1 PCT/CH2003/000181 CH0300181W WO2004084556A1 WO 2004084556 A1 WO2004084556 A1 WO 2004084556A1 CH 0300181 W CH0300181 W CH 0300181W WO 2004084556 A1 WO2004084556 A1 WO 2004084556A1
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area
elevator
sensor
light
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PCT/CH2003/000181
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Romeo Deplazes
Elena Cortona
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Inventio Ag
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    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
    • G08B13/194—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems
    • G08B13/196—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems using television cameras
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    • G08B13/1961—Movement detection not involving frame subtraction, e.g. motion detection on the basis of luminance changes in the image
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
    • B66B1/3476—Load weighing or car passenger counting devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
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    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/0006—Monitoring devices or performance analysers
    • B66B5/0018—Devices monitoring the operating condition of the elevator system
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    • G08B13/196—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems using television cameras
    • G08B13/19639—Details of the system layout
    • G08B13/19647—Systems specially adapted for intrusion detection in or around a vehicle

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring an elevator area, according to the preamble of
  • Claim 1 a method for area monitoring according to the preamble of claim 12, and a software module for area monitoring according to the preamble of claim 16.
  • Elevator systems have at least one elevator car, which can be moved in an elevator shaft or freely along a transport device.
  • the elevator car is normally moved from floor to floor in order to allow people to get on and off or to be loaded or unloaded there.
  • the interior of the elevator car, but also the access area upstream of the elevator shaft, is particularly critical since, for example, the elevator may malfunction if the elevator malfunctions.
  • One example is the opening of a shaft door, although there is no elevator car behind the opening shaft door. For example, the door area may become trapped.
  • Optical systems in particular have certain advantages because, unlike mechanical solutions, they work without contact and are not subject to mechanical wear.
  • the informative value is limited to a few states and the detection range is rather limited. For example, it can be detected whether someone is in the door area and movements can be detected. However, larger areas of the room cannot be monitored reliably.
  • the response time of light barriers or light grids is approx. 65 milliseconds, which can be too long under certain circumstances.
  • Certain optical photo sensors even enable 3-dimensional images to be captured, using mechanically moving parts - for example in the form of mirrors. These sensors are complex and expensive.
  • a system for monitoring elevator doors is known from PCT patent application WO 01/42120, which works with a preprogrammed processor, a digital camera, an analog camera or a video camera.
  • the camera delivers a sequence of 2-dimensional images by comparing information about the condition of elevator doors.
  • This system works with extraneous light that is captured and recorded by the camera. This leads to problems in situations where the intensity of this ambient light changes greatly - for example when sunlight is shining - and the image brightness increases significantly.
  • the use of such a camera for the stated purpose can also be problematic if the available ambient light is insufficient. With area monitoring, it is essential that the monitoring functions safely and reliably under all circumstances. From this point of view, dependence on external light is problematic.
  • U.S. Patent 5,387,768 Another monitoring system is described in U.S. Patent 5,387,768.
  • the system described there uses a camera, the images of which are processed in a complex manner in order to be able to make a statement as to whether and how many people are in the area of an elevator.
  • the camera makes recording sequences with different zoom settings in order to be able to make a statement about any movements.
  • 3-D semiconductor sensors are known which enable the 3-dimensional acquisition of image information.
  • Such sensors are known, for example, from the article “Fast Range Imaging by CMOS Sensor Array Through Multiple Double Short Time Integration (MDSI)”, P. Mengel et al., Siemens AG, Corporate Technology Department, Kunststoff, Germany -D semiconductor sensor can be used for room surveillance and is the closest state of the art ..
  • MDSI Short Time Integration
  • FIG. 1A, 1B are schematic side views of the cabin of an elevator with a sensor according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of a sensor according to the invention with a processing device
  • FIG. 3 shows a schematic side view of the elevator car with a sensor according to the invention
  • 5A, 5B are schematic top views of an elevator car including the access area with a sensor according to the invention and a device according to the invention;
  • a new type of optical 3-D sensor is used in the elevator sector for the first time. It is preferably a 3-D sensor that works in the infrared range.
  • a 3-D sensor is particularly suitable, which comprises an optical transmitter for the pulsed emission of light and a CMOS sensor group for receiving light.
  • the optical transmitter is a light-emitting diode or laser diode, which for example emits light in the infrared range, the light being emitted in short pulses - quasi-flash-like.
  • the pulses can be several tens of nanoseconds long.
  • the diode is preferably provided with an (electrical) shutter which interrupts the emitted light.
  • the diode can also be pulsed directly.
  • the sensor group serves as an image sensor that converts light into electrical signals.
  • the sensor group preferably consists of a number of light-sensitive elements.
  • the sensor group is connected to a processing chip (for example a CMOS sensor chip) which determines the transit time of the emitted light by executing a special integration process (multiple double short time integration, called MDSI).
  • MDSI multiple double short time integration
  • the processing chip simultaneously measures the distance to a whole number of target points in space in a few milliseconds. A spatial resolution of 5 mm can typically be achieved.
  • Another 3D sensor which, in addition to other 3D sensors, is also suitable for use in connection with the present invention, is based on a distance measuring principle in which the transit time of emitted light is recorded via the phase of the light. The phase position when the light is transmitted and when it is received is compared and from this the elapsed time or the distance to the reflecting object is determined.
  • a modulated light signal is preferably emitted instead of short light pulses.
  • Carry out double scanning in which scanning is carried out once with and once without light.
  • Two electrical signals are obtained (one with active lighting and one without), which can be converted into a final signal by subtraction, which is essentially independent of extraneous light.
  • Such a sensor can be used reliably even when exposed to sunlight and changing light conditions.
  • the 3-D sensor is preferably realized from semiconductor components, which leads to great reliability and robustness. Such a 3-D sensor is also particularly small and can be made cheaply by mass production.
  • FIGS. 1A and 1B A first embodiment of a device according to the invention is shown in FIGS. 1A and 1B as a schematic section. It is a device for area monitoring, in the present example the interior of an elevator cabin 12 is monitored.
  • the device comprises a 3-D semiconductor sensor 9, which is mounted in the area above the elevator car 12 to be monitored in such a way that the interior of the car 12 is at least partially in the detection area 17, 18 of the sensor 9.
  • the sensor 9 comprises a laser diode 10, which serves as a light source and emits an inherent light component.
  • there is an illuminated area for example in the form of a light cone 17. It is a
  • Sensor group 11 which serves as an image sensor and receives light information via the light cone 18 and converts it into electrical signals.
  • the light information is processed by a processing chip 19 and converted into image information 16 (e.g. in the form of a 3-D distance image).
  • image information 16 e.g. in the form of a 3-D distance image.
  • FIG. 1A An example of such a 3-D distance image 16 is shown in greatly simplified form in FIG. 1A. It can be seen from the distance image 16 that the cabin 12 is empty. The cabin doors 13 and 14 are closed. In FIG. 1A it is indicated schematically that the distance image 16 is a 3-dimensional image of the cabin 12.
  • the distance image 16 shown in FIG. 1B results.
  • the distance image 16 shows that a total of four people 31, 32, 33 and 34 are in the cabin 12 stop them.
  • the distance image 16 is a 3-dimensional image of the cabin 12 and the persons 31-34.
  • the laser pulses emitted in the direction of the cabin 12 are preferably synchronized with reference to the start of an integration window.
  • the laser pulse received by the sensor group 11 after reflection within the cabin 12 triggers a linearly increasing sensor signal X (t) after a running time TO, which can be measured, for example, at the integration times T2 and T3.
  • a linearly increasing sensor signal X (t) after a running time TO which can be measured, for example, at the integration times T2 and T3.
  • a fraction of the original intensity of the light pulses is detected while the integration time window T2 to T3 is active.
  • the position and slope of the integrated intensity signal X (t) can be determined. This means that the runtime T0 can be precisely determined and thus also the distance to people or objects.
  • Such an evaluation of the light information by the processing chip 19 makes it possible to obtain information that is currently not available in any other way.
  • processing chip 19 Part of this processing takes place in processing chip 19 and not only in a separate processing device. This means that part of the processing is carried out by appropriate hardware, which is reliable and fast.
  • the sensor group comprises n light-sensitive elements (n> 0). each These photosensitive elements provide an intensity signal x n (t), the strength of which depends on the intensity of the light received by the respective photosensitive element.
  • intensity signals x n (t) can - for example by a kind of superposition - to an intensity signal
  • X (t) can be summarized. After this grouping can then 'be carried out the evaluation described above, the time TO is determined in the from the position and slope of the intensity signal X (t).
  • the surface resolution of the arrangement is reduced because several light-sensitive elements are evaluated together. Nevertheless, it is possible to determine the transit time and thus the distance to reflecting objects that are in the monitored area. A three-dimensional sensor device is thus obtained, whose depth resolution is better than the surface resolution.
  • the sensor group again comprises n light-sensitive elements (n> 0). • Each of these photosensitive elements delivers
  • These intensity signals x n (t) can then run through the evaluation described above, each of the intensity signals x n (t) being processed individually (preferably simultaneously).
  • the respective time T n 0 can be determined from the position and gradient of each of the intensity signals x n (t).
  • the processing chip preferably has a plurality of parallel channels (preferably n channels) for processing the n intensity signals x n (t).
  • there is an area resolution since several points in space (for example, several points one object located in the monitored room) can be detected independently of one another. For each of these points in space it is possible to determine the transit time T n 0 and thus the distance.
  • a three-dimensional sensor device is thus obtained, with depth resolution and surface resolution.
  • the device according to the invention additionally has a processing device 20 which, for example, is connected to the sensor 9 via a communication link 21.
  • the device 21 serves to transmit electrical signals, which represent image information (also called status information), from the sensor 9 to the processing device 20.
  • the device has a supply means
  • the processing device 20 is designed by installing a software module in such a way that the image information can be evaluated in order to enable area monitoring.
  • the image information is further evaluated by the processing device 20 in order to obtain information about the state of the monitored area.
  • the status information obtained from the image information can be compared with target information.
  • the processing device 20 can comprise means 23 for providing the target information.
  • it can be an internal hard disk storage. It is for
  • Example possible that the distance image 16 shown in FIG. 1A is stored as target information in the hard disk memory. chert is.
  • the processing device 20 can use a comparison algorithm to determine whether the status information just obtained matches the target information. If this is the case, it can be assumed that the cabin interior is empty.
  • target information can also be specified with which the processing device 20 carries out comparisons.
  • a certain reaction can be assigned to each target information, for example.
  • the image information is preprocessed on the hardware side by a processing chip 19 and then evaluated by the processing device 20 without comparing the status information with target information.
  • FIG. 3 Another embodiment of the invention is shown in FIG. 3.
  • the sensor 39 is now shown in realistic size in FIG. It is arranged in the upper area of the cabin 42 and covers the interior of the cabin 42 to be monitored from above, as indicated by the small arrows in the vicinity of the sensor 39.
  • There is an object 41 in the elevator car 42 which is relatively close to the open cabin doors.
  • the device is able to recognize whether the cabin doors are open, since there is a strong difference in brightness when the doors are open.
  • the sensor 39 is connected to a processing device 50, which comprises a suitable software module.
  • the entire device is designed such that in a first step it can be determined whether a person and / or an object is located in the interior of the cabin 42.
  • a kind of categorization is carried out in the next step.
  • This categorization enables the device to trigger reactions that are adapted to the situation.
  • the device is able to recognize whether there are people and / or objects in the elevator. Due to the clear rectangular geometry, the device can recognize that it must be an object 41.
  • the device can, for example, try to recognize the position of the object 41 within the cabin 42 in order to be able to derive reactions from it.
  • object 41 is very close to the opened doors.
  • One possible reaction would be to issue an acoustic warning via a loudspeaker 51 in order to request the person who loaded the elevator to move the object 41 further into the interior of the cabin 42. As long as this has not happened, the device prevents the doors from being closed.
  • a method for area monitoring according to the invention comprises several method steps, as shown with the aid of an example in FIG. 4.
  • Light is detected by a sensor (for example sensor 9 in FIG. 1A) (box 61 in FIG. 4), which was reflected at different spatial points in the area to be monitored.
  • This light comes from one Light source (for example light source 10 in Figure 1A).
  • Distance information is determined from the detected light (box 62 in FIG. 4). The runtime of the light is taken into account. To make this possible, a synchronization takes place between the light source and the sensor group.
  • This step is preferably carried out in a special processing chip (for example processing chip 19 in FIG. 1A).
  • the distance information (box 63) is then evaluated to identify a state in the monitored area.
  • a processing step the processing device determines whether people are in the monitored area. If this is not the case, it is determined whether there are objects in the monitored area (box 65). If people were detected in the monitored area, the flowchart branches. Categorization can take place in a further step 68.
  • categorization is some examples of categorization:
  • one or more of the following exemplary reactions can be triggered in a step 69: wait until other people have got in before the elevator car is set in motion, in the event of overstaffing, do not set the elevator car in motion and / or make an announcement if one or more people are too close to the door area, either wait until the situation has changed or make an announcement if one person moves towards the doors, adjust the door opening or closing process accordingly (e.g. stop or slow down the closing of the doors), - if unauthorized elevator users seem to be in the cabin, either make an announcement or trigger an alarm call.
  • a categorization can take place in a further step 66.
  • Some examples of categorization are listed below: determine the number of objects, determine the type of objects, - determine the size of the objects,
  • one or more of the following exemplary reactions can be triggered in a step 67: in the event of overstaffing, do not set the elevator car in motion and / or make an announcement, If one or more objects are too close to the door area, either wait until the situation has changed, or make an announcement if an object is moving towards the doors, adjust the door opening or closing process accordingly (e.g. stop the doors from closing or slow down).
  • arbitrarily branched decision trees can be implemented in order to be able to automatically trigger a reaction that corresponds to the prevailing situation or is adapted to it.
  • the method steps described are preferably carried out in a processing device, a corresponding software module being used. Spatial mathematical operations are preferably used when evaluating the distance information.
  • processing device can be expanded so that the following door states can be identified:
  • the processing device then triggers a situation-appropriate reaction. This can be one or more of the following reactions: - stop the door closing process,
  • a device can recognize one or more of the following states: number of passengers in the elevator car or in the access area
  • a device can trigger one or more of the following reactions: no closing of the elevator doors as long as there are people in the access area of the floor in which the elevator car is currently located, situation-dependent control of the elevator car to take account of the number of people on individual floors to be able to, elevator cabin only stops on one floor when people are waiting in the access area of the corresponding floor, automatic call an elevator cabin if a person approaches a landing door and persists there, traffic-dependent or demand-dependent control, e.g.
  • Initiation of emergency measures if a problem is identified or a danger to persons is possible, display information and / or trigger an announcement, allow or deny access to a floor, allow or deny use of the elevator car, - statistical evaluations for example el of the number of people, frequency of use, etc., pay-lift functions
  • FIGS. 5A and 5B Another embodiment of the invention is shown in FIGS. 5A and 5B. It is a device device for monitoring the access area in front of an elevator shaft.
  • an elevator car 82 is shown, which is located on one floor of a building.
  • the cabin 82 can be separated from the access area by cabin doors 87, 88 and landing doors 89, 90. Doors 87 - 90 are slightly opened in the picture shown.
  • a loudspeaker 81 is provided, through which announcements can be made.
  • the access area is laterally limited by walls 85 and 86.
  • a situation is shown where a total of three people 82, 83, 84 are in the access area. Persons 82 and 83 stand directly in front of doors 87-90 and wait until these doors have opened. Another person 84 moves away from the doors 87-90, as indicated by an arrow.
  • the device according to the invention is able to detect this state.
  • the device generates a 3-dimensional distance image 76, which is shown schematically in FIG. 5B.
  • the device recognizes that three people are in the access area. It is also able to monitor whether people 82 and 83 are not approaching doors 87-90 that are opening. If this is the case, the opening movement of the doors could be stopped to avoid endangering people. As soon as the doors are fully open, people 82, 83 will enter elevator car 82.
  • This process can also be monitored.
  • the doors 87-90 can close automatically as soon as the two people 82, 83 have entered the elevator car 82 far enough. Person 84 is further detected by the device. Since this person 84 but from moving the doors away, the elevator car will not wait for this person 84.
  • the described embodiments can be expanded by designing the processing device 20, 50, 80 on the software side in such a way that not only can it be recognized whether and where there are people and / or objects, but also that the objects or people are classified or compared by comparison operations can be categorized.
  • the embodiments shown can be expanded by supplying the processing device 20, 50, 80 with a sequence of a plurality of images which follow one another in time.
  • the processing device 20, 50, 80 can also determine the direction of movement and / or speed of the persons and / or objects by suitable processing of the image information in addition to the pure detection of the persons and / or objects. This movement information can be used to trigger situation-specific reactions. If the processing device 20, 50, 80 determines, for example, that a person is moving slowly while the doors of an elevator are closing, the closing of the doors can be interrupted or the closing movement can be stopped. If it is a person who moves quickly, it may be sufficient, for example, to slow down the closing movement of the doors or to interrupt the closing movement only for a short moment. As a further reaction, it is conceivable to trigger an announcement to ensure that nobody is in the door area. As shown in FIGS. 1A and 1B and 3, the device according to the invention can be used for simultaneous monitoring of the cabin interior and the cabin doors and landing doors.
  • the senor can be mounted in the area of the car ceiling, as can be seen schematically in FIGS. 1A, 1B and 3.
  • the sensor in the area of the rear wall of a cabin, i.e. in the area of the wall opposite the cabin doors, you can not only record the condition in the interior of the cabin when the doors are open, but also an area through the open doors in the anteroom in front of the cabin.
  • the sensor moves in solidarity with the elevator car from floor to floor.
  • the landing doors of the individual floors and the access area of the floors cannot be monitored by the cabin sensor when the cabin is absent. It is advisable to use a sensor according to the invention on each floor, as shown for example in FIG. 5A.
  • the senor when installing the sensor, it should be noted that the sensor is affected by external influences (objects and / or Persons, weather, mechanical damage, etc.) should be as uncontrollable as possible.
  • a software module 90 according to the invention for use in a processing device of an elevator is shown in FIG. 6.
  • the software module 90 performs the following steps when called and executed by the processing device:
  • submodule 91 which is provided by a 3-D sensor in the area to be monitored in order to detect the state of the area, detection of whether there are people and / or objects in the area to be monitored (submodule 92), Categorizing (submodule 93) the state, triggering (submodule 94) a situation-appropriate reaction.
  • the software module 90 can comprise further modules.
  • the light source and the sensor group are preferably arranged in a housing. This makes assembly easier because the light source does not have to be manually aligned with the sensor group.
  • the alignment of the two components can take place during manufacture or pre-assembly.
  • the processing device compares the image information with one or more reference images in order to obtain information about the area status.
  • a reference image can be subtracted from the image information.
  • the area monitoring is carried out continuously by a succession of numerous light pulses and their processing. This means that safety in the elevator sector can be increased compared to conventional, mechanical approaches.
  • the area monitoring according to the invention is suitable both for use inside buildings and for use outdoors, since the sensor used is not very susceptible to faults. Above all, insensitivity to ambient light is an essential aspect when it comes to use inside or outside of buildings.
  • the area monitoring according to the invention can not only recognize events, but also carry out a classification. For example, it is possible for area monitoring to recognize whether someone is waiting for an elevator car in the access area. It is also possible to determine how many people are waiting, or whether a person to be transported or an object to be transported has any space in the elevator car. You can even determine the number of people or objects and, for example, their size.
  • Another embodiment is characterized in that area monitoring can be used to detect whether an elevator car is needed on a particular floor. This can be achieved by the area surveillance monitoring the access area on the corresponding floor. If a person approaches the landing doors and waits there, the device concludes that the person is waiting for an elevator cabin.
  • This embodiment can even be expanded by dividing the access area into two zones. If a person is in the zone that is intended for travel upwards, an elevator car that is on the way up stops. If a person is detected in the zone that has been assigned for downward travel, the next cabin that is on a downward travel stops. A requirement detection and a demand-dependent elevator control can thus be realized. It is an advantage of this embodiment that the elevator system can be operated completely without the usual request buttons. The whole system works completely without contact.
  • the device according to the invention can be connected via a communication link and / or via a network to a processing device (for example a computer) which further processes, processes and, if necessary, stores the image information supplied by the sensor.
  • a processing device for example a computer
  • This enables a monitoring system to be implemented that, for example, centrally monitors an elevator system with several elevator shafts.
  • a device according to the invention is preferably integrated into the safety circuit of an elevator. This makes the safety circuit more efficient and the elevator more reliable. As a consequence, the availability of the elevator can possibly be improved. With a suitable design of the device according to the invention, operational disturbances can be reduced.
  • the pinch protection according to the invention allows a person to be detected early and a suitable reaction to be triggered, for example to reduce the risk of pinching in the door area.
  • Another advantage of a solution according to the invention by means of a 3-D sensor can be seen in the fact that such sensors have a relatively short cycle time ( ⁇ 20 ms). This enables very fast monitoring solutions to be implemented. Critical states can be recorded more quickly and reactions triggered in good time.
  • the invention makes it possible to implement monitoring systems which have a response time for recognizing an object of a few milliseconds. The quick recognition makes it possible to trigger a suitable reaction very quickly.
  • the 3-D sensors used enable an evaluation of the third dimension, which is advantageous compared to 1-dimensional systems (e.g. light barriers) or 2-dimensional systems (e.g. light grids or CCD cameras).
  • 1-dimensional systems e.g. light barriers
  • 2-dimensional systems e.g. light grids or CCD cameras.
  • Another embodiment of the invention is characterized in that the processing device is designed such that image information can be stored. It is thus possible to document a critical process, for example the jamming of a person when entering or leaving the elevator cabin, using image information. Such image information can be used, for example, to preserve evidence.
  • a service call is triggered as soon as a problem is identified.
  • an emergency call can be made in the event of a critical condition.
  • the evaluation of the image information supplied by the 3-D sensor can be linked to the elevator control in order to synchronize the To enable information processing.
  • This enables a control loop to be set up which, depending on the state, triggers a correspondingly adapted reaction.
  • waiting times can be reduced because the elevator can be controlled to be able to automatically adapt to changing conditions. For example, it can be avoided that a cabin stops on one floor even though no one is waiting there.
  • the area monitoring according to the invention is combined with an access control system.
  • This can be used to automatically check, for example, whether only authorized persons use an elevator. This is possible, for example, if all authorized persons are equipped with a badge. A person who wants access to the elevator must identify himself to a badge reader using a badge. Access control counts the number of people who have indicated by badge that they want access to the next elevator car.
  • the system according to the invention can determine how many people have really entered the elevator. If the number of people in the cabin does not match the number of people who have identified themselves with a badge, a reaction can be triggered. For example, it is possible not to set the elevator in motion and to make an announcement to ask the people again to identify themselves with a badge.
  • a pay-per-use (pay-lift) approach can be implemented in a similar manner.
  • Anyone wishing to use the elevator must pay a certain fee.
  • the number of people who paid can be counted. After all people have entered the cabin, the number of people is automatically determined. If there are deviations, appropriate measures can be taken. For example, a ticket inspection can be triggered.
  • Another pay-per-use system is based on the use of a key or badge with which a person to be transported registers. This registration is recorded and the fee to be paid is charged to the relevant person. If there are more people in the elevator car than were detected, a corresponding reaction can be triggered.

Abstract

Vorrichtung zur Überwachung eines Aufzugbereiches mit einem 3-D Halbleitersensor (79) zum Erfassen von dreidimensionaler Bildinformation. Der Halbleitersensor (79) umfasst eine Lichtquelle, die so montiert ist, dass sich der zu überwachende Aufzugbereich im beleuchteten Bereich der Lichtquelle befindet, eine Sensorgruppe, die derart montiert ist, dass sie reflektiertes Licht empfängt, und einen Verarbeitungschip zum Umwandeln der elektrischen Signale in Bildinformation. Zusätzlich weist die Vorrichtung eine Verarbeitungseinrichtung (80) auf, die mit dem Halbleitersensor (79) in Verbindung steht, um dreidimensionale Bildinformation verfügbar zu machen. Die Verarbeitungseinrichtung (80) verarbeitet die Bildinformation, um Zustandsinformation zu gewinnen, die den Zustand des zu überwachenden Aufzugbereichs repräsentiert.

Description

Raumüberwachung im Bereich eines Aufzugs mittels 3-D Sensor
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Überwa- chung eines Aufzugbereiches, nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, ein Verfahren zur Bereichsüberwachung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12, sowie ein Softwaremodul zur Bereichsüberwachung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Aufzugssysteme weisen mindestens eine Aufzugkabine auf, die in einem Aufzugschacht, oder frei entlang einer Transportvorrichtung bewegbar ist. Normalerweise wird die Aufzugkabi- ne von Etage zu Etage bewegt, um dort Personen ein- bzw. aussteigen zu lassen, oder um dort be- bzw. entladen zu werden.
Der Innenraum der Aufzugkabine, aber auch der dem Aufzugschacht vorgelagerte Zugangsbereich ist besonders kritisch, da es zum Beispiel bei Fehlfunktionen des Aufzugs zu Personengefährdungen kommen kann. Als ein Beispiel sei das Öffnen einer Schachttüre genannt, obwohl sich keine Aufzugkabine hinter der sich öffnenden Schachttüre befindet. Es kann zum Beispiel auch zu Einklemmungen im Türbereich kommen.
Es ist auch denkbar, dass das Fehlverhalten einer Person, die Fehlmanipulation des Aufzugs oder das unfachmännische Be- bzw. Entladen des Aufzugs zu Problemen führt.
Es ist daher eine Tendenz zu verzeichnen, diese kritischen Bereiche zu überwachen, um Probleme frühzeitig erkennen zu können und insbesondere die Gefährdung von Personen zu vermeiden.
Häufig werden zur Überwachung der Türen eines Aufzugs mechanische, magnetische, induktive oder ähnliche Schalter eingesetzt. Zusätzlich kommen optische Systeme, wie zum Beispiel Lichtschranken oder Lichtgitter, zum Einsatz. Mit derartigen Ansätzen kann der Aufzugsteuerung gewisse Information - zum Beispiel über den Zustand der Türen - zugeführt werden. Der Informationsgehalt ist jedoch relativ begrenzt, da ein Schalter zum Beispiel nur zwei Zustände
(digitale Information, ob Türe offen oder geschlossen ist) anzuzeigen in der Lage ist. Derartige Überwachungslösungen beschränken sich doch vorwiegend auf das unmittelbare Umfeld der Kabinen- und/oder Schachttüren.
Um ein komplexeres Überwachungssystem aufbauen zu können, braucht es zum Beispiel eine Kombination mehrerer Schalter und Lichtschranken.
Insbesondere die optischen Systeme weisen gewisse Vorteile auf, da sie im Gegensatz zu mechanischen Lösungen berührungslos arbeiten und keinem mechanischen Verschleiss unterliegen. Leider ist auch bei komplexeren optischen Systemen, wie sie bei Aufzügen zur Anwendung kommen, die Aussagekraft auf einige wenige Zustände beschränkt und der Erfassungsbereich eher eingeschränkt. Es kann zum Beispiel detektiert werden, ob sich jemand im Türbereich aufhält, und es können Bewegungen erkannt werden. Grössere Raumbereiche lassen sich so jedoch nicht zuverlässig überwachen. Auch beträgt die Reaktionszeit von Lichtschranken oder Lichtgittern ca. 65 Millisekunden, was unter Umständen zu lang sein kann. Gewisse optische Fotosensoren ermöglichen sogar das Erfassen 3-dimensionaler Bilder, wobei mechanisch bewegte Teile - zum Beispiel in Form von Spiegeln - zum Einsatz kommen. Diese Sensoren sind aufwendig und teuer.
Aus der PCT-Patentanmeldung WO 01/42120 ist ein System zur Überwachung von Aufzugtüren bekannt, das mit einem vorprogrammierten Prozessor, einer digitalen Kamera, einer analogen Kamera oder einer Videokamera arbeitet. Die Kamera liefert eine Sequenz von 2-dimensionalen Bildern durch deren Vergleich Information über den Zustand von Aufzugtüren verfügbar gemacht wird. Dieses System arbeitet mit Fremdlicht, das von der Kamera eingefangen und aufgenommen wird. Das führt zu Problem in Situationen, wo die Intensität dieses Fremdlichts sich stark verändert - zum Beispiel bei Einfall von Sonnenlicht - und damit die Bildhelligkeit stark zunimmt . Umgekehrt kann der Einsatz einer solchen Kamera zu besagtem Zweck auch problematisch sein, wenn das vorhandene Fremdlicht nicht ausreicht. Bei der Bereichsüberwachung ist es essentiell, dass die Überwachung unter allen Umständen sicher und zuverlässig funktioniert. Eine Abhängigkeit von Fremdlicht ist aus dieser Sicht problematisch. Gemäss der PCT-Patentanmeldung kommt ein klassischer Mustererkennungsansatz (Patternmatching) zur Anwendung, um die Sequenz der 2-dimensionalen Bilder auswerten zu können. Ein System, das gemäss der genannten PCT-Patentanmeldung mit 2-dimensionalen Bildern arbeitet, kann keine Aussage über Distanzen treffen. Eine gewisse Aussage über Bewegungen und Bewegungsrichtungen ist bei einem solchen 2-dimensional arbeitenden System nur durch eine rechenintensive Nachbearbeitung der gelieferten Bilder möglich.
Ein weiteres Überwachungssystem ist in dem US-Patent 5,387,768 beschrieben. Das dort beschriebene System setzt eine Kamera ein, deren Bilder in einer aufwendigen Art und Weise aufbereitet werden, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob und wie viele Personen sich im Bereich eines Aufzugs aufhalten. Die Kamera macht Aufnahmesequenzen mit verschiedenen Zoomeinstellungen, um daraus eine Aussage über etwaige Bewegungen treffen zu können.
In dem US-Patent 5,345,049 ist ein Aufzug beschrieben, bei dem mittels Infrarotsensor (en) erfasst wird, ob eine oder mehrere Personen im Zugangsbereich eines Aufzugs warten. Es erfolgt hier keine Bestimmung der Personenzahl.
Es sind 3-D Halbleitersensoren bekannt, die das 3-dimensionale Erfassen von Bildinformation ermöglichen. Derartige Sensoren sind zum Beispiel aus dem Artikel „Fast Range Imaging by CMOS Sensor Array Through Multiple Double Short Time Integration (MDSI)", P. Mengel et al . , Siemens AG, Corporate Technology Department, Munich, Germany, bekannt. Ein solcher 3-D Halbleitersensor kann zur Raumüber- wachung eingesetzt werden. Es handelt sich hierbei um den nächstliegenden Stand der Technik..
Ein weiteres Beispiel ist in dem Artikel „A CMOS Photosensor Array for 3D Imaging Using Pulsed Laser" , R. Jeremias et al., 2001 IEEE International Solid-State Circuits Conference, Seite 252, beschrieben. Es gibt Aufzugsyste e mit Zutrittskontrolle. Solche Systeme arbeiten zum Beispiel mittels Badges und Badge-Lesegeräten. So kann geprüft werden, ob eine Person berechtigt ist den Aufzug zu benutzen. Nur eine Person, die sich per Badge zu erkennen gibt kann eine Aufzugkabine rufen und ein Zielstockwerk anwählen. So weit funktionieren derartige Systeme zuverlässig. Wer und wie viele Personen jedoch die Aufzugka- bine betreten, ist mit den heutigen Ansätzen kaum nachprüfbar. Mit entsprechenden baulichen Massnahmen, zum Beispiel einem Drehkreuz, einer Zutrittschleuse, oder anderen architektonischen Massnahmen kann man den Zutritt zusätzlich kontrollieren. Diese Ansätze sind jedoch aufwendig und aus ästhetischen Gründen oft nicht geeignet.
Bei den heutigen Identifikationssystemen zur Liftbenutzung kann somit nicht gewährleistet werden, dass wirklich nur die berechtigten Personen eine Aufzugkabine betreten oder diese in einem Stockwerk verlassen, für das sie zutrittsberechtigt sind.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, verbesserte Aufzüge bereit zu stellen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine genaue und zuverläs- sige Bereichsüberwachung bei Aufzügen zu ermöglichen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine zuverlässige und schnell arbeitende Problemerkennung für Aufzüge zu realisieren.
Diese Aufgabe wird in vorteilhafter Weise erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 12 und ein Softwaremodul nach Anspruch 16 gelöst .
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche 2 - 11 und 13 - 15 definiert.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A, 1B schematische Seitenansichten der Kabine eines ' Aufzugs mit einem erfindungsgemässen Sensor;
Fig. 2 schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemässen Sensors mit Verarbeitungseinrichtung,
Fig. 3 schematische Seitenansicht der Kabine eines Aufzugs mit einem erfindungsgemässen Sensor;
Fig. 4 schematisches Flussdiagramm, gemäss Erfindung;
Fig. 5A, 5B schematische Draufsichten einer Aufzugkabine samt Zugangsbereich mit einem erfindungsgemässen Sensor und einer erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 6 schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäs- sen Softwaremoduls. Gemäss Erfindung wird erstmals ein neuartiger optischer 3-D Sensor im Aufzugbereich eingesetzt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen 3-D Sensor, der im Infrarotbereich arbeitet. Besonders geeignet ist ein 3-D Sensor, der einen optischen Sender zum impulsartigen Aussenden von Licht und eine CMOS Sensorgruppe zum Empfangen von Licht umfasst. Idealerweise handelt es sich bei dem optischen Sender um eine Leuchtdiode oder Laserdiode, die zum Beispiel Licht im infraroten Bereich aussendet, wobei das Licht in kurzen Impulsen - quasi blitzartig - emittiert wird. Die Impulse können mehrere 10 Nanosekunden lang sein. Vorzugsweise ist die Diode zu diesem Zweck mit einem (elektrischen) Shutter versehen, der das emittierte Licht unterbricht. Die Diode kann aber auch direkt gepulst werden. Die Sensorgruppe dient als Bildsensor, der Licht in elektrische Signale umwandelt. Vorzugsweise besteht die Sensorgruppe aus einer Anzahl von lichtempfindlichen Elementen. Die Sensorgruppe ist mit einem Verarbeitungschip (z.B. ein CMOS Sensorchip) verbunden, der die Laufzeit des emittierten Lichtes bestimmt, indem ein spezielles Integrationsverfahren (multiple double short time Integration, MDSI genannt) ausgeführt wird. Dabei misst der Verarbeitungschip in wenigen Millisekunden simultan die Distanz zu einer ganzen Anzahl von Zielpunkten im Raum. Typischerweise kann dabei eine räumliche Auflösung von 5mm erzielt werden.
Ein weiterer 3D-Sensor, der neben anderen 3D-Sensoren auch für den Einsatz im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist, basiert auf einem Distanzmessprin- zip, bei dem die Laufzeit von ausgesendetem Licht über die Phase des Lichts erfasst wird. Dabei wird die Phasenlage beim Senden des Lichtes und beim Empfangen verglichen und daraus die verstrichene Zeit bzw. der Abstand zum reflektierenden Objekt ermittelt. Dazu wird vorzugsweise statt kurzen Lichtimpulsen ein moduliertes Lichtsignal emittiert.
Um Fremdlichteinflüsse zu unterdrücken, kann man eine
Doppelabtastung vornehmen, bei der einmal mit und einmal ohne Licht abgetastet wird. Man erhält dabei zwei elektrische Signale (einmal mit aktiver Beleuchtung einmal ohne) , die man durch Subtraktion in ein endgültiges Signal überfüh- ren kann, das im Wesentlichen vom Fremdlicht unabhängig ist. Ein solcher Sensor kann sogar bei Sonneneinstrahlung und bei sich ändernden Lichteinflüssen zuverlässig eingesetzt werden.
Vorzugsweise wird der 3-D Sensor aus Halbleiterkomponenten realisiert, was zu einer grossen Zuverlässigkeit und Robustheit führt. Auch ist ein solcher 3-D Sensor besonders klein und kann durch Massenproduktion günstig herstellbar gemacht werden.
Durch die Erfassung von drei Dimensionen kann eine Vorrichtung realisiert werden, die direkt die Positionen von Personen oder anderen Objekten, die Distanzen zwischen diesen und sogar deren Bewegungen und Bewegungsrichtungen erfasst. Zu diesem Zweck kann eine Verarbeitungseinrichtung eingesetzt werden (zum Beispiel ein PC oder eine CPU mit peripheren Komponenten) , die räumliche mathematische Operationen ausführt. Diese Art von räumlichen mathematischen Operationen unterscheidet sich wesentlich von den bisher verwendeten speziellen Mustererkennungsansätzen, die zum Beispiel mit verschiedenen Graustufen arbeiten. Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung ist in den Figuren 1A und 1B als sche atischer Schnitt gezeigt. Es handelt sich um eine Vorrichtung zur Bereichsüberwachung, wobei im vorliegenden Bespiel der Innenbereich einer Aüfzugkabine 12 überwacht wird. Die
Vorrichtung umfasst einen 3-D Halbleitersensor 9, der derart im Bereich oberhalb der zu überwachenden Aufzugkabine 12 montiert ist, dass sich der Innenraum der Kabine 12 zumindest teilweise im Erfassungsbereich 17, 18 des Sensors 9 befindet. Zur besseren Darstellung des Sensors ist dieser wesentlich grösser dargestellt, als er in Wirklichkeit ist. Der Sensor 9 umfasst eine Laserdiode 10, die als Lichtquelle dient und einen Eigenlichtanteil aussendet. Je nach optischer Strahlformung ergibt sich ein beleuchteter Bereich, zum Beispiel in Form eines Lichtkegels 17. Es ist eine
Sensorgruppe 11 vorgesehen, die als Bildsensor dient und über den Lichtkegel 18 Lichtinformation empfängt und in elektrische Signale umwandelt. Die Lichtinformation wird durch einen Verarbeitungschip 19 aufbereitet und in Bildin- formation 16 (z.B. in Form eines 3-D Abstandsbildes) umgesetzt. Ein Beispiel eines solchen 3-D Abstandsbildes 16 ist in Figur 1A stark vereinfacht dargestellt. Man kann dem Abstandsbild 16 entnehmen, dass die Kabine 12 leer steht. Die Kabinentüren 13 und 14 sind geschlossen. In Figur 1A ist schematisch angedeutet, dass das Abstandsbild 16 ein 3- dimensionales Abbild der Aüfzugkabine 12 ist.
Wiederholt man den Erfassungsvorgang zu einem späteren Zeitpunkt Tl, so ergibt sich das in Figur 1B gezeigte Abstandsbild 16. Das Abstandsbild 16 zeigt, dass sich insgesamt vier Personen 31, 32, 33 und 34 in der Kabine 12 aufhalten. Das Abstandsbild 16 ist ein 3-dimensionales Abbild der Aüfzugkabine 12 und der Personen 31 - 34.
Die in Richtung Kabine 12 ausgesendeten Laserpulse werden vorzugsweise mit Bezug auf den Anfang eines Integrationsfensters synchronisiert. Der von der Sensorgruppe 11 nach Reflektion innerhalb der Kabine 12 empfangene Laserpuls löst nach einer Laufzeit TO ein linear ansteigendes Sensorsignal X(t) aus, das zum Beispiel zu den Integrationszeitpunkten T2 und T3 gemessen werden kann. In Abhängigkeit der Distanz von der Lichtquelle 10 zu den verschiedenen Raumpunkten und von dort zu der Sensorgruppe 11 wird nur ein Bruchteil der ursprünglichen Intensität der Lichtpulse detektiert während das Integrationszeitfenster T2 bis T3 aktiv ist. Indem man zum Beispiel zwei Integrationsmessungen zu unterschiedlichen Zeiten T2 und T3 macht (mit T0 < T2 < T3) , kann die Position und Steigung des integrierten Intensitätssignals X(t) ermittelt werden. Somit kann die Laufzeit T0 genau bestimmt werden und damit auch die Distanz zu Personen oder Objekten. Eine derartige Auswertung der Lichtinformation durch den Verarbeitungschip 19 erlaubt es, Information zu erhalten, die auf andere Art und Weise momentan nicht erhältlich ist.
Ein Teil dieser Verarbeitung findet im Verarbeitungschip 19 statt und nicht erst in einer separaten Verarbeitungseinrichtung. Dass heisst, ein Teil der Verarbeitung wird durch entsprechende Hardware ausgeführt, was zuverlässig und schnell ist.
Es sind zwei unterschiedliche Verarbeitungsansätze anwendbar. Bei dem ersten erfindungsgemässen Ansatz umfasst die Sensorgruppe n lichtempfindliche Elemente (n > 0) . Jedes dieser lichtempfindlichen Elemente liefert ein Intensitätssignal xn(t), dessen Stärke abhängig ist von der Intensität des vom jeweiligen lichtempfindlichen Element empfangenen Lichts. Diese Intensitätssignale xn(t) können - zum Beispiel durch eine Art Überlagerung - zu einem Intensitätssignal
X(t) zusammengefasst werden. Nach diesem Zusammenfassen kann dann' die oben beschriebene Auswertung erfolgen, bei der aus der Position und Steigung des Intensitätssignals X(t) der Zeitpunkt TO ermittelt wird. Bei dieser Ausführungsform wird die Flächenauflösung der Anordnung reduziert, da mehrere lichtempfindliche Elemente gemeinsam ausgewertet werden. Es ist trotzdem möglich, die Laufzeit und damit die Distanz zu reflektierenden Objekten zu ermitteln, die sich im überwachten Bereich befinden. Man erhält also eine drei-dimensional arbeitende Sensorvorrichtung, deren Tiefenauflösung besser ist als die Flächenauflösung.
Bei dem zweiten erfindungsgemässen Ansatz umfasst die Sensorgruppe wiederum n lichtempfindliche Elemente ( n > 0) . • Jedes dieser lichtempfindlichen Elemente liefert ein
Intensitätssignal xn(t), dessen Stärke abhängig ist von der Intensität des vom jeweiligen lichtempfindlichen Element empfangenen Lichts. Diese Intensitätssignale xn(t) können dann die oben beschriebene Auswertung durchlaufen, wobei jedes der Intensitätssignale xn(t) einzeln (vorzugsweise zeitgleich) verarbeitet wird. Aus der Position und Steigung jedes der Intensitätssignale xn(t) ist der jeweilige Zeitpunkt Tn0 ermittelbar. Vorzugsweise weist der Verarbeitungschip mehrere parallele Kanäle (vorzugsweise n Kanäle) zur Verarbeitung der n Intensitätssignale xn(t) auf. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine Flächenauflösung, da mehrere Punkte im Raum (zum Beispiel mehrere Punkte eines sich im überwachten Raum befindenden Objekts) unabhängig voneinander erfasst werden können. Für jeden dieser Punkte im Raum ist es möglich, die Laufzeit Tn0 und damit die Distanz zu ermitteln. Man erhält also eine drei-dimensional arbeitende Sensorvorrichtung, mit Tiefenauflösung und Flächenauflösung.
Wie in Figur 2 gezeigt, weist die erfindungsge ässe Vorrichtung zusätzlich eine Verarbeitungseinrichtung 20 auf, die zum Beispiel über eine Kommunikationsverbindung 21 mit dem Sensor 9 in Verbindung steht. Die Kommunikationsverbindung
21 dient zur Übertragung von elektrischen Signalen, welche Bildinformation repräsentieren (auch Zustandsinformation genannt) , von dem Sensor 9 an die Verarbeitungseinrichtung 20. Zusätzlich weist die Vorrichtung ein Versorgungsmittel
22 (zum Beispiel eine Spannungsquelle) zum Versorgen des Sensors 9 auf. Die Verarbeitungseinrichtung 20 ist durch Installation eines Softwaremoduls derart ausgelegt, dass die Bildinformation auswertbar ist, um die Bereichsüberwachung zu ermöglichen.
In einer möglichen Ausführungsform wird die Bildinformation von der Verarbeitungseinrichtung 20 weiter ausgewertet, um Information über den Zustand des überwachten Bereiches zu erhalten. Hierzu kann zum Beispiel die aus der Bildinformation gewonnene Zustandsinformation mit Soll-Information verglichen werden. Zu diesem Zweck kann die Verarbeitungseinrichtung 20 Mittel 23 zum Bereitstellen der Soll- Information umfassen. Dabei kann es sich zum Beispiel um einen internen Festplattenspeicher handeln. Es ist zum
Beispiel möglich, dass das in Figur 1A gezeigte Abstandsbild 16 als Soll-Information in dem Festplattenspeicher gespei- chert ist. Mit einem Vergleichsalgorithmus kann die Verarbeitungseinrichtung 20 ermitteln, ob die gerade gewonnene Zustandsinformation mit der Soll-Information übereinstimmt. Ist dies der Fall, so kann davon ausgegangen werden, dass der Kabineninnenraum leer ist.
Es kann auch andere Soll-Information vorgegeben sein, mit der die Verarbeitungseinrichtung 20 jeweils Vergleiche durchführt. Jeder Soll-Information kann zum Beispiel eine bestimmte Reaktion zugeordnet sein.
Bei einer anderen Ausführungsform wird die Bildinformation von einem Verarbeitungschip 19 hardwareseitig vorverarbeitet und dann von der Verarbeitungseinrichtung 20 ausgewertet, ohne die Zustandsinformation mit Soll-Information zu vergleichen. Hierbei wird Bildinformation miteinander verglichen, die von dem Sensor 9 zu mindestens zwei zeitlich kurz aufeinanderfolgenden Zeitpunkten erfasst wurde. Ein solcher Vergleich kann zum Beispiel durch geeignete rechne- rische Überlagerung der Bildinformation erfolgen. Subtrahiert man die Bildinformation zum Zeitpunkt t=0 von der Bildinformation zum Zeitpunkt t=al, so kann die Verarbeitungseinrichtung 20 Veränderungen im 3-dimensionalen Raum erkennen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 3 gezeigt. In Figur 3 ist nun der Sensor 39 in realistischer Grosse dargestellt. Er ist im oberen Bereich der Aüfzugkabine 42 angeordnet und deckt von oben her den zu überwachenden Innenraum der Kabine 42 ab, wie durch die kleinen Pfeile im Umfeld des Sensors 39 angedeutet. Es befindet sich ein Objekt 41 in der Aufzugkabine 42, das relativ nahe an den offenen Kabinentüren steht. Die Vorrichtung ist in der Lage, zu erkennen, ob die Kabinentüren offen sind, da sich bei geöffneten Türen ein starker Helligkeitsunterschied ergibt. Der Sensor 39 ist mit einer Verarbeitungseinrichtung 50 verbunden, die ein geeignetes Softwaremodul umfasst. Die gesamte Vorrichtung ist so ausgelegt, dass in einem ersten Schritt erfasst werden kann, ob sich eine Person und/oder ein Objekt im Inneren der Kabine 42 befindet. Ist dies der Fall, so wird in einem nächsten Schritt eine Art Kategori- sierung durchgeführt. Diese Kategorisierung ermöglicht es der Vorrichtung, situationsangepasste Reaktionen auszulösen. Im gezeigten Beispiel ist die Vorrichtung in der Lage, zu erkennen, ob sich Personen und/oder Objekte im Aufzug befinden. Aufgrund der klaren rechteckigen Geometrie kann die Vorrichtung erkennen, dass es sich um ein Objekt 41 handeln muss. Als nächstes kann die Vorrichtung zum Beispiel die Position des Objektes 41 innerhalb der Kabine 42 zu erkennen versuchen, um daraus Reaktionen ableiten zu können. Im gezeigten Beispiel befindet sich das Objekt 41 sehr nahe an den geöffneten Türen. Eine mögliche Reaktion wäre es über einen Lautsprecher 51 eine akustische Warnung abzusetzen, um die Person, die den Aufzug beladen hat aufzufordern das Objekt 41 weiter in den Innenraum der Kabine 42 zu bewegen. Solange dies nicht geschehen ist, wird das Schliessen der Türen von der Vorrichtung unterbunden.
Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Bereichsüberwachung umfasst mehrere Verfahrensschritte, wie anhand eines Beispiels in Figur 4 gezeigt. Es wird durch einen Sensor (zum Beispiel Sensor 9 in Figur 1A) Licht erfasst (Box 61 in Figur 4), das an verschiedenen Raumpunkten im zu überwachenden Bereich reflektiert wurde. Dieses Licht stammt von einer Lichtquelle (zum Beispiel Lichtquelle 10 in Figur 1A) . Aus dem erfassten Licht wird Distanzinformation ermittelt (Box 62 in Figur 4) . Dabei wird die Laufzeit des Lichtes berücksichtigt. Um dies zu ermöglichen, findet eine Synchronisati- on zwischen der Lichtquelle und der Sensorgruppe statt. Dieser Schritt wird vorzugsweise in einem speziellen Verarbeitungschip (zum Beispiel Verarbeitungschip 19 in Figur 1A) ausgeführt. Dann erfolgt die Auswertung der Distanzinformation (Box 63) zum Erkennen eines Zustandes im überwachten Bereich. In einem Verarbeitungsschritt (Box 64) wird durch die Verarbeitungseinrichtung ermittelt, ob sich Personen im überwachten Bereich aufhalten. Ist dies nicht der Fall, so wird ermittelt, ob sich Objekte im überwachten Bereich befinden (Box 65) . Falls Personen im überwachten Bereich erkannt wurden, so verzweigt das Flussdiagramm. Es kann in einem weiteren Schritt 68 eine Kategorisierung erfolgen. Im Folgenden sind einige Kategorisierungsbeispiele aufgeführt :
Anzahl der Personen ermitteln, - Position der Person (en) innerhalb des überwachten Bereiches erkennen,
Bewegungen bzw. Bewegungsrichtungen erfassen, Berechtigung prüfen,
Prüfen, ob mehr Personen im überwachten Bereich sind als vorgegeben, usw.
Je nach Kategorisierung können in einem Schritt 69 eine oder mehrere der folgenden beispielhaften Reaktionen ausgelöst werden: - warten bis weitere Personen eingestiegen sind, bevor Aufzugkabine in Bewegung versetzt wird, bei Überbesetzung die Aufzugkabine nicht in Bewegung versetzen und/oder eine Durchsage absetzen, falls sich eine oder mehrere Personen zu nahe am Türbereich aufhalten, entweder abwarten, bis sich Situation verändert hat, oder eine Durchsage absetzen, falls sich eine Person in Richtung Türen bewegt, den Türöffnungs- bzw. Schliessvorgang entsprechend anpassen (z.B. das Schliessen der Türen stoppen oder verlangsamen) , - falls sich unberechtigte Aufzugbenutzer in der Kabine aufzuhalten scheinen, entweder eine Durchsage absetzen, oder einen Alarmruf auslösen.
Falls die Vorrichtung ermittelt hat, dass sich ein Objekt in der Kabine befindet, so kann in einem weiteren Schritt 66 eine Kategorisierung erfolgen. Im Folgenden sind einige Kategorisierungsbeispiele aufgeführt : Anzahl der Objekte ermitteln, Art der Objekte ermitteln, - Grosse der Objekte ermitteln,
Position des/der Objekt/e innerhalb des überwachten Bereiches erkennen,
Bewegungen bzw. Bewegungsrichtungen von Objekten erfassen,
Je nach Kategorisierung können in einem Schritt 67 eine oder mehrere der folgenden beispielhaften Reaktionen ausgelöst werden: bei Überbesetzung die Aufzugkabine nicht in Bewegung versetzen und/oder eine Durchsage absetzen, falls sich eines oder mehrere Objekte zu nahe am Türbereich befinden, entweder abwarten, bis sich Situation verändert hat, oder eine Durchsage absetzen, falls ein Objekt in Richtung Türen bewegt wird, den Türöffnungs- bzw. Schliessvorgang entsprechend anpassen (z.B. das Schliessen der Türen stoppen oder verlangsamen) .
Falls weder eine Person noch ein Objekt erfasst wurde, verzweigt das Flussdiagramm über den Zweig 60 zurück zum
Anfang und der gesamt Vorgang wird erneut wiederholt. Nach diesem Schema können beliebig verzweigte Entscheidungsbäume realisiert werden, um letztendlich automatisch eine Reaktion auslösen zu können, die der vorherrschenden Situation entspricht bzw. an diese angepasst ist.
Vorzugsweise werden die beschriebenen Verfahrensschritte in einer Verarbeitungseinrichtung ausgeführt, wobei ein entsprechendes Softwaremodul zu Einsatz kommt. Vorzugsweise kommen räumliche mathematische Operationen bei der Auswertung der Distanzinformation zur Anwendung.
Die Verarbeitungseinrichtung kann zusätzlich zur Bereichsüberwachung so erweitert werden, dass die folgenden Türzustände erkennbar sind:
- Türspalt,
- Position der Aufzugtüre, Schliessverhalten der Aufzugtüre, Objekt im Bereich der Aufzugtüre. In Abhängigkeit von dem erkannten Türzustand wird dann durch die Verarbeitungseinrichtung eine situationsangepasste Reaktion ausgelöst. Es kann sich dabei um eine oder mehrere der folgenden Reaktionen handeln: - Türschliessvorgang stoppen,
Türöffnungsvorgang stoppen,
Türschliessvorgang verlangsamen,
Türöffnungsvorgang verlangsamen,
- Lautsprecherdurchsage auslösen, - Serviceruf absetzen,
Notruf auslösen,
AufZugbetrieb stoppen,
- AufZugbetrieb mit reduzierter Geschwindigkeit fortsetzen, - Evakuierung der Aufzugkabine einleiten, usw .
Je nach Ausführungsform kann eine erfindungsgemässe Vorrichtung eine oder mehrere der folgenden Zustände erkennen: - Fahrgastzahl in der Aufzugkabine oder im Zugangsbereich
(Vorraum) vor einem Aufzugschacht
Zahl der Personen, die den Aufzug betreten oder verlassen, direktionale Personenflüsse, - Überlast, falsche Beladung,
Behinderungen im Türbereich,
Bedarfserfassung,
Bewegungen, Türspalt
Position der Aufzugtüre Schliessverhalten der Aufzugtüre Objekt im Bereich der Aufzugtüre.
Je nach Ausführungsform kann eine erfindungsgemässe Vorrichtung eine oder mehrere der folgenden Reaktionen auslösen: kein Schliessen der Aufzugtüren, solange sich Personen im Zugangsbereich des Stockwerkes befinden, in dem sich die Aufzugkabine gerade befindet, situationsabhängiges Steuern der Aufzugkabine, um dem Personenaufkommen in einzelnen Stockwerken Rechnung tragen zu können, Aufzugkabine stoppt nur auf einer Etage, wenn Personen im Zugangsbereich der entsprechenden Etage warten, automatischer Ruf eine Aufzugkabine, falls sich eine Person einer Schachttüre nähert und dort ausharrt, verkehrsabhängiges bzw. bedarfsabhängiges Steuern, zum Beispiel bei Liftanlagen mit mehreren Aufzugkabinen, - Einleiten von Notmassnahmen, falls Problem erkannt oder eine Personengefährdung möglich ist, Information anzeigen und/oder Durchsage auslösen, Zutritt zu einer Etage erlauben oder verwehren, Benutzung der Aufzugkabine erlauben oder verwehren, - statistische Auswertungen zum Beispiel der Personenzahl, Benutzungsfrequenz, etc., Pay-lift Funktionen
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 5A und 5B gezeigt. Es handelt sich um eine Vorrich- tung zum Überwachen des Zugangsbereiches vor einem Aufzug- schacht. In der schematischen Draufsicht in Figur 5A ist eine Aufzugkabine 82 gezeigt, die sich auf einem Stockwerk eines Gebäudes befindet. Die Kabine 82 ist durch Kabinentü- ren 87, 88 und Schachttüren 89, 90 von dem Zugangsbereich abtrennbar. Die Türen 87 - 90 sind im gezeigten Bild leicht geöffnet. Neben dem Aufzug befindet sich in einer Wand ein erfindungsgemässer Sensor 79, der mit einer Verarbeitungseinrichtung 80 in Verbindung steht. Es ist ein Lautsprecher 81 vorgesehen, über den Durchsagen gemacht werden können. Der Zugangsbereich ist seitlich durch Wände 85 und 86 begrenzt. Es ist eine Situation dargestellt, wo sich insgesamt drei Personen 82, 83, 84 im Zugangsbereich aufhalten. Die Personen 82 und 83 stehen unmittelbar vor den Türen 87 - 90 und warten, bis sich diese Türen geöffnet haben. Eine weitere Person 84 bewegt sich von den Türen 87 - 90 weg, wie durch einen Pfeil angedeutet. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist in der Lage, diesen Zustand zu erfassen. Die Vorrichtung erzeugt ein 3-dimensionales Abstandsbild 76, das schematisch in Figur 5B gezeigt ist. Die Vorrichtung erkennt, dass sich drei Personen im Zugangsbereich aufhalten. Des Weiteren ist sie in der Lage, zu überwachen, ob die Personen 82 und 83 sich nicht zu nahe den sich öffnenden Türen 87 - 90 nähern. Sollte dies der Fall sein, so könnte die Öffnungsbewegung der Türen gestoppt werden, um eine Gefährdung der Personen zu vermeiden. Sobald die Türen vollständig geöffnet sind, werden die Personen 82, 83 die Aufzugkabine 82 betreten. Auch dieser Vorgang kann überwacht werden. Die Türen 87 - 90 können sich automatisch schlie- ssen, sobald die beiden Personen 82, 83 die Aufzugkabine 82 weit genug betreten haben. Die Person 84 wird von der Vorrichtung weiter erfasst. Da sich diese Person 84 aber von den Türen weg bewegt, wird die Aufzugkabine nicht auf diese Person 84 warten.
Die beschriebenen Ausführungsformen können erweitert werden, indem die Verarbeitungseinrichtung 20, 50, 80 softwareseitig so auslegt wird, dass nicht nur erkannt werden kann, ob und wo sich Personen und/oder Objekte befinden, sondern dass durch Vergleichsoperationen auch die Objekte bzw. Personen klassifiziert bzw. kategorisiert werden können.
Die gezeigten Ausführungsformen können erweitert werden, indem der Verarbeitungseinrichtung 20, 50, 80 eine Sequenz mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender Bilder zugeführt wird. In diesem Fall kann die Verarbeitungseinrichtung 20, 50, 80 durch geeignete Verarbeitung der Bildinformation zusätzlich zur reinen Detektierung der Personen und/oder Objekte auch die Bewegungsrichtung und/oder Geschwindigkeit der Personen und/oder Objekte ermitteln. Diese Bewegungsinformation kann verwendet werden, um situationsangepasste Reaktionen auszulösen. Ermittelt die Verarbeitungseinrichtung 20, 50, 80 zum Beispiel, dass sich eine Person langsam bewegt, während die Türen eines Aufzugs schliessen, so kann das Schliessen der Türen unterbrochen oder die Schliessbewe- gung gestoppt werden. Handelt es sich um eine Person, die sich schnell bewegt, kann es zum Beispiel ausreichen, die Schliessbewegung der Türen zu verlangsamen oder die Schliessbewegung nur für einen kurzen Moment zu unterbrechen. Als weitere Reaktion ist es denkbar, eine Durchsage auszulösen, um sicher zu stellen, dass sich niemand im Türbereich aufhält. Wie in den Figuren 1A und 1B und 3 gezeigt, kann die erfindungsgemässe Vorrichtung zum gleichzeitigen Überwachen des Kabineninnenraumes und der Kabinentüren und Schachttüren eingesetzt werden.
Will man in erster Line den Innenraum eine Aufzugkabine überwachen, so kann der Sensor im Bereich der Kabinendecke montiert werden, wie schematisch in den Figuren 1A, 1B und 3 zu erkennen.
Ordnet man den Sensor im Bereich der Rückwand einer Kabine an, dass heisst im Bereich der Wand, die den Kabinentüren gegenüber liegt, so kann man bei geöffneten Türen nicht nur den Zustand im Innenraum der Kabine erfassen, sondern durch die geöffneten Türen hindurch auch einen Bereich im Vorraum vor der Kabine.
Bei den in den Figuren 1A, 1B und 3 gezeigten Konfigurationen bewegt sich der Sensor solidarisch mit der Aufzugkabine von Etage zu Etage. Die Schachttüren der einzelnen Etagen und der Zugangsbereich der Etagen können bei Abwesenheit der Kabine nicht durch den kabinenseitigen Sensor überwacht werden. Es empfiehlt sich, auf jeder Etage einen erfindungsgemässen Sensor einzusetzen, wie zum Beispiel in Figur 5A gezeigt.
Es gibt selbstverständlich zahlreiche andere Möglichkeiten, den Sensor oder die Sensoren anzuordnen.
Generell ist bei der Montage des Sensors zu beachten, dass der Sensor durch externe Einflüsse (Objekte und/oder Personen, Witterung, mechanische Beschädigung, etc.) möglichst unbeeinflussbar sein sollte.
Ein erfindungsgemässes Softwaremodul 90 zum Einsatz in einer Verarbeitungseinrichtung eines Aufzugs ist in Figur 6 gezeigt. Das Softwaremodul 90 führt die folgenden Schritte aus, wenn es von der Verarbeitungseinrichtung aufgerufen und ausgeführt wird:
- Auswerten von Distanzinformation (Submodul 91) , die von einem 3-D Sensor im zu überwachenden Bereich bereitgestellt wird, um den Zustand des Bereiches zu erfassen, Erkennung, ob sich Personen und/oder Objekte im zu überwachenden Bereich befinden (Submodul 92) , Kategorisieren (Submodul 93) des Zustandes, - Auslösen (Submodul 94) einer situationsangepassten Reaktion.
Das Softwaremodul 90 kann weitere Module umfassen.
Vorzugsweise werden die Lichtquelle und die Sensorgruppe in einem Gehäuse angeordnet. Dadurch wird die Montage erleichtert, da die Lichtquelle nicht manuell in Bezug auf die Sensorgruppe ausgerichtet werden muss. Die Ausrichtung der beiden Komponenten kann bereits bei der Herstellung oder Vormontage erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform vergleicht die Verarbeitungseinrichtung die Bildinformation mit einem oder mehreren Referenzbildern, um Information über den Bereichszustand zu erhalten. Hierzu kann zum Beispiel ein Referenzbild von der Bildinformation subtrahiert werden. Gemäss einer verbesserten Ausführungsform erfolgt die Bereichsüberwachung kontinuierlich durch eine Aufeinanderfolge zahlreicher Lichtpulse und deren Verarbeitung. Damit kann die Sicherheit im Aufzugbereich im Vergleich zu konventionellen, mechanischen Ansätzen erhöht werden.
Die erfindungsgemässe Bereichsüberwachung eignet sich sowohl zum Einsatz innerhalb von Gebäuden, als auch zum Einsatz im Freien, da der verwendete Sensor wenig störanfällig ist. Vor allem aber ist die Unempfindlichkeit gegen Fremdlicht ein wesentlicher Aspekt, wenn es um den Einsatz innerhalb oder ausserhalb von Gebäuden geht.
Die Bereichsüberwachung gemäss Erfindung kann nicht nur Ereignisse erkennen, sondern auch eine Klassifizierung vornehmen. So ist es zum Beispiel möglich, dass die Bereichsüberwachung erkennt, ob jemand im Zugangsbereich auf eine Aufzugkabine wartet. Es ist auch ermittelbar, wie viele Personen warten, oder ob eine zu befördernde Person oder ein zu transportierendes Objekt in der Aufzugkabine überhaupt Platz hat. Es können sogar die Anzahl von Personen oder Objekten und zum Beispiel deren Grosse ermittelt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass mittels Bereichsüberwachung erkannt werden kann, ob auf einer bestimmten Etage eine Aufzugkabine gebraucht wird. Dies kann dadurch realisiert werden, dass die Bereichsüberwachung den Zugangsbereich auf der entsprechenden Etage beobachtet. Nähert sich eine Person den Schachttüren und wartet dort, so schliesst die Vorrichtung daraus, dass die Person auf eine Aüfzugkabine wartet. Diese Ausführungsform kann sogar erweitert werden, indem man den Zugangsbereich in zwei Zonen aufteilt. Hält sich eine Person in der Zone auf, die für Fahrten nach oben vorgesehen ist, so stoppt eine Aufzugkabine, die sich auf dem Weg nach oben befindet. Wird eine Person in der Zone detektiert, die für Fahrten nach unten zugewiesen wurde, so stoppt die nächste Kabine, die sich auf einer Fahrt nach unten befindet. Es lässt sich somit eine Bedarfserkennung und eine bedarfsabhängige Aufzugsteuerung realisieren. Es ist ein Vorteil dieser Ausführungsform, dass man die Aufzuganlage komplett ohne die üblichen Anforderungstasten betreiben kann. Das ganze System arbeitet komplett berührungslos.
Kommt eine konventionelle Kommunikationsverbindung zur Verbindung des Sensors mit der Verarbeitungseinrichtung zum Einsatz, so sollten wegen der Sicherheitsrelevanz der von dem Sensor an die Verarbeitungseinrichtung zu transferierenden Daten (Bildinformation) geeignete Massnahmen getroffen werden, um die Sicherheit beim Übertragen der Daten über die an sich nicht sichere Kommunikationsverbindung zu gewährleisten.
Die Vorrichtung gemäss Erfindung kann über eine Kommunikationsverbindung und/oder über ein Netzwerk mit einer Verarbeitungseinrichtung (z.B. mit einem Rechner) verbunden sein, der die vom Sensor gelieferte Bildinformation weiter verarbeitet, aufbereitet und gegebenenfalls abspeichert. Damit lässt sich ein Überwachungssystem realisieren, dass zum Beispiel eine Aufzuganlage mit mehreren Aufzugschächten zentral überwacht. Vorzugsweise wird eine erfindungsgemässe Vorrichtung in den Sicherheitskreis eines Aufzugs integriert. Dadurch wird der Sicherheitskreis leistungsfähiger und der Aufzug zuverlässiger. Als Konsequenz lässt sich unter Umständen damit die Verfügbarkeit des Aufzugs verbessern. Bei geeigneter Auslegung der erfindungsgemässen Vorrichtung können Betriebsstörungen reduziert werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ermöglicht es, die Bereichsüberwachung so zu erweitern, dass ein Einklemmschutz realisierbar ist. Der Einklemmschutz gemäss Erfindung erlaubt es, eine Person frühzeitig zu detektieren und eine geeignete Reaktion auszulösen, um zum Beispiel die Einklemmgefahr im Türbereich zu reduzieren.
Ein weiterer Vorteil einer erfindungsgemässen Lösung mittels 3-D Sensor ist darin zu sehen, dass derartige Sensoren eine relativ kurze Zykluszeit (< 20ms) aufweisen. Damit können sehr schnelle Überwachungslösungen realisiert werden. Kritische Zustände können schneller erfasst und Reaktionen rechtzeitig ausgelöst werden. Die Erfindung ermöglicht, Überwachungssysteme zu realisieren, die eine Reaktionszeit zum Erkennen eines Objektes von einigen wenigen Millisekunden aufweisen. Das schnelle Erkennen ermöglicht es, sehr schnell eine geeignete Reaktion auszulösen.
Die verwendeten 3-D Sensoren ermöglichen eine Auswertung der dritten Dimension, was im Vergleich zu 1-dimensionalen Systemen (z.B. Lichtschranken) oder 2-dimensionalen Systemen (z.B. Lichtgitter oder CCD Kameras) vorteilhaft ist. Durch die Erfassung von drei Dimensionen kann die Bereichsüberwa- chung in direkter Art und Weise ein realitätsnahes Abbild des Is zustandes bekommen.
Es ist ein Vorteil des verwendeten Halbleitersensors, dass dieser mit einem Eigenlichtanteil arbeitet. Damit ist das
System im Wesentlich unabhängig von den Umgebungsbedingungen und funktioniert sogar im Dunkeln. Als ein weiterer Vorteil kann geltend gemacht werden, dass die Erfindung ohne einen Kalibriermechanismus realisiert werden kann, der üblicher-" weise bei Kamera-basierten Systemen zum Einsatz kommt, um geänderten Umgebungsbedingungen Rechnung zu tragen. Mit einem Kalibriermechanismus wird bei einem Kamera-basierten System zum Beispiel die Lichtempfindlichkeit justiert. Dieser Aufwand entfällt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verarbeitungseinrichtung so ausgelegt ist, dass Bildinformation abspeicherbar ist. Damit ist es möglich einen kritischen Vorgang, zum Beispiel das Einklem- men einer Person beim Betreten oder Verlassen der Aüfzugkabine, mittels Bildinformation zu dokumentieren. Derartige Bildinformation kann zum Beispiel zur Beweissicherung dienen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Reaktion ein Serviceruf ausgelöst, sobald ein Problem erkannt wird. Zusätzlich kann eventuell im Falle eines kritischen Zustandes ein Notruf abgesetzt werden.
Vorteilhafterweise kann man die Auswertung der Bildinformation, die durch den 3-D Sensor geliefert wird, mit der Aufzugsteuerung verknüpfen, um eine Synchronisierung der Informationsverarbeitung zu ermöglichen. Damit kann ein Regelkreis aufgebaut werden, der je nach Zustand eine entsprechend angepasste Reaktion auslöst.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Wartezeiten verringert werden können, da der Aufzug so gesteuert werden kann, dass er in der Lage ist, sich automatisch an ändernde Bedingungen anzupassen. So kann zum Beispiel vermieden werden, dass eine Kabine auf einer Etage stoppt, obwohl dort niemand (mehr) wartet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemässe Bereichsüberwachung mit einem Zutrittskontrollsystem kombiniert. Damit kann zum Beispiel automatisch überprüft werden, ob nur berechtigte Personen einen Aufzug verwenden. Dies ist zum Beispiel möglich, wenn alle zutrittsberechtigten Personen mit einem Badge ausgestattet sind. Eine Person, die Zutritt zu dem Aufzug wünscht, muss sich mittels Badge gegenüber einem Badgelesegerät ausweisen. Die Zutrittskontrolle zählt die Zahl der Personen, die per Badge angezeigt haben, dass sie Zutritt zur nächsten Aufzugkabine wünschen. Beim Betreten der Aufzugkabine kann das erfindungsgemässe System ermitteln, wie viele Personen den Aufzug wirklich betreten haben. Stimmt die Zahl der Personen in der Kabine nicht mit der Anzahl der Personen überein, die sich per Badge ausgewiesen haben, so kann eine Reaktion ausgelöst werden. Es ist zum Beispiel möglich, den Aufzug nicht in Bewegung zu versetzen und eine Durchsage zu machen, um die Personen erneut aufzufordern sich per Badge auszuweisen. In einer ähnlichen Art und Weise kann ein Pay-per-use (pay- lift) Ansatz realisiert werden. Alle Personen, die den Aufzug zu benutzen wünschen, müssen eine gewisse Gebühr zahlen. Die Anzahl der Personen, die bezahlt haben, kann gezählt werden. Nachdem alle Personen die Kabine betreten haben, wird eine automatische Ermittlung der Personenzahl durchgeführt. Bei Abweichungen können entsprechende Massnahmen getroffen werden. So kann zum Beispiel eine Fahrkarten- kontrolle ausgelöst werden.
Ein weiteres Pay-per-use System basiert auf der Verwendung eines Schlüssels oder eines Badges, mit dem eine zu befördernde Person sich anmeldet. Diese Anmeldung wird erfasst und die zu zahlende Gebühr der entsprechenden Person belastet. Befinden sich mehr Personen in der Aufzugkabine als erfasst wurden, so kann eine entsprechende Reaktion ausgelöst werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Bereichsüberwachung mit einem
3-D Halbleitersensor (9; 39; 79) zum Erfassen von dreidimen- sionaler Bildinformation, wobei der 3-D Halbleitersensor ausgerüstet ist mit
- einer Lichtquelle (10), die derart montierbar ist, dass
. sich der zu überwachende Bereich zumindest teilweise im beleuchteten Bereich (17) der Lichtquelle (10) befindet, - einer Sensorgruppe (11), die derart montierbar ist, dass sie Licht empfängt, das im zu überwachenden Bereich reflektiert wird, wobei das empfangene Licht durch die Sensorgruppe (11) in elektrische Signale umwandelbar ist, und - einem Verarbeitungschip (19) zum Umwandeln der elektrischen Signale in Bildinformation (16) , dadurch gekennzeichnet, dass
- der zu überwachende Bereich ein Bereich innerhalb und/oder ausserhalb einer Aufzugkabine (12; 42; 82) ist, - die Vorrichtung eine Verarbeitungseinrichtung (19, 20; 50; 80) aufweist, mit welcher der Halbleitersensor (9; 39; 79) verbindbar ist, um dreidimensionale Bildinformation verfügbar zu machen, und welche dazu ausgelegt ist, diese Bildinformation zu verarbeiten, um Zustandsinformation zu gewinnen, die den Zustand des zu überwachenden Bereichs repräsentiert .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dreidimensionale Bilder verglichen werden, wobei eines der zu vergleichenden Bilder ein aus einem Speicher bereitstellbares Bild ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dreidimensionale Bilder verglichen werden, wobei die Bilder von der Sensorgruppe (11) zeitlich hintereinander erfasste Bilder sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Lichtquelle (10) Lichtpulse aussendbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsinformation auswertbar ist, um bei bestimmten Zuständen bestimmte Reaktionen auslösen zu können, wobei die Art der Reaktion vorzugsweise von der Art des Zustandes abhängig ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (9) für die Montage im Bereich der Aufzugkabine (12; 42) ausgelegt ist, vorzugsweise für die Montage im Deckenbereich der Aufzugkabine (12; 42) .
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verarbeitungseinrichtung zum Auswerten ein Auswerteverfahren ausführbar ist, das vorzugsweise auf räumlich mathematischen Operationen beruht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerteverfahren auf einem Integrationsverfahren beruht .
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle Licht im Infrarotbereich abstrahlt, wobei es sich vorzugsweise um eine Leuchtdiode oder Laserdiode handelt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorgruppe ein Bildsensor ist, der mit einem CMOS Verarbeitungschip verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Reduzieren von Fremdlicht- einflüssen eine Doppelabtastung vorgenommen wird, bei der der zu überwachende Bereich einmal mit und einmal ohne Licht abgetastet wird.
12. Verfahren zur Überwachung eines Aufzugbereiches, wobei durch einen Sensor (9; 39; 79) Licht erfasst wird, das in dem zu überwachenden Bereich reflektiert wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst :
- Ermitteln von dreidimensionaler Bildinformation (62) unter Berücksichtigung der Laufzeit und/oder der Phasenlage des
Lichtes,
- Auswerten der dreidimensionaler Bildinformation zum Erkennen eines Zustands,
- Kategorisieren des Zustandes (66; 68), - Auslösen einer situationsangepassten Reaktion (67; 69).
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der folgende Schritt ausgeführt wird:
- Erkennen, ob sich eine Person oder ein Objekt in dem zu überwachenden Bereich befindet (64, 65) .
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Auswerten der dreidimensionalen Bildinformation auf räumlich mathematischen Operationen beruht.
15. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei mindestens einer der folgenden Zustände erkennbar ist:
- Fahrgastzahl in der Aufzugkabine oder im Zugangsbereich (Vorraum) vor einem Aufzugschacht
- Zahl der Personen, die den Aufzug betreten oder verlassen, - direktionale Personenflüsse,
- Überlast,
- falsche Beladung,
- Behinderungen im Türbereich,
- Bedarfserfassung, - Bewegungen,
- Türspalt
- Position der Aufzugtüre
- Schliessverhalten der Aufzugtüre
- Objekt im Bereich der Aufzugtüre.
16. Softwaremodul (90) zum Einsatz in einer Verarbeitungseinrichtung (19, 20; 50; 80) eines Aufzugs, wobei durch das Softwaremodul die folgenden Schritte ausführbar sind, wenn dieses von der Verarbeitungseinrichtung (19, 20; 50; 80) ausgeführt wird:
- Auswerten von dreidimensionaler Bildinformation (91) , die von einem 3-D Sensor in einem zu überwachenden Bereich bereitgestellt wird, um den Bereichszustand zu erkennen,
- Erkennen von Personen und/oder Objekten in dem zu überwa- chenden Bereich (92),
- Kategorisieren (93) des Zustandes,
- Auslösen (94) einer situationsangepassten Reaktion.
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