[发明专利]一种用于检测轿厢运动状态的智能检测装置

说明书

本发明提供一种用于检测轿厢运动状态的智能检测装置。该装置安装在轿门外侧，通过加速度计及气压计采集轿厢门某位置的加速度与气压值，并传到MCU中进行数据处理。所述MCU对加速度计气压值修正后，根据所述加速度计垂直方向加速度与所述气压计读取的气压值，进行三阶卡尔曼滤波，得到当前轿厢高度、速度及加速度，并判断出轿厢上行、下行、停梯状态；所述加速度计水平方向加速度经过修正与卡尔曼滤波后，再使用频域二次积分法得到轿门的速度与位移，并判断出轿门开门、关门、开门到位、关门到位状态。该装置安装位置隐蔽，其得到的检测结果精确度高。

技术领域

本发明涉及一种电梯运动状态检测技术，尤其设计一种用于检测轿厢运动状态的智能检测装置。

背景技术

随着电梯在楼宇中的普遍应用，其安全隐患造成的事故也逐渐增多，近年来电梯的安全运行问题受到了广泛关注。虽然投入运营的电梯产品均已符合国家标准，其安 全性有一定的保障，但随着时间的推移，电梯出现故障的概率也会增加，存在诸多安 全隐患。电梯维保行业以及部分物业公司逐渐开始采用原电梯系统之外的运行状态监 测系统，提供第三方的监测信息，在主系统发生意外故障时监测系统仍能够获取足够 的电梯运行信息从而实现减少误报，面对事故及时进行响应，与此同时第三方的监测 信息可以一定程度上减少人工运维检测的成本，提升工作效率。

一般轿厢及轿门运行状态不能直接获取，现阶段用于电梯运行状态检测的系统均采用直接接入方式，将原有电梯控制系统的传感器信号、主板输入输出信号、电机驱 动信号直接连接至监测系统的采集装置，这种方法的优点在于通过直接采集原有电梯 控制系统的信息，实施简单、成本低。然而这种方式也造成了一些弊端，采样电路直 接接入原有电梯控制回路不可避免地会对原有系统造成影响，严重时会干扰电梯的正 常运行，造成电梯故障。

目前在不接入电梯原有系统的情况下，获取轿厢及轿门状态的方式往往采用多传感器结合的方式。若传感器数量太多，一方面会增加系统的复杂度，另一方面也提高 了生产成本与安装难度；而传感器数量太少时，由于传感器本身测量误差或其他环境 因素引起的测量误差很容易造成最后计算偏差或判断得到的轿厢及轿门状态不准确甚 至出现严重偏差。因此如何选择传感器并将多个传感器的数据融合得到精准的结果是 当前亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种用于检测轿厢运动状态的智能检测装置。

本发明一种用于检测轿厢运动状态的智能检测装置，包括：

一加速度计，所述加速度计需要能采集两轴或两轴以上的加速度，用于获取 所述轿厢运动时加速度；

一气压计，所述气压计与用于获取所述轿厢当前位置的气压值或气压与环境 温度；

一MCU，所述MCU用于接收所述加速度计及所述气压计采集到的所述轿厢及 运动数据，然后使用三阶卡尔曼算法对运动数据进行处理最终得到所述轿厢的状 态并输出。

所述三阶卡尔曼算法具体为：，所述MCU能够以所述加速度计得到的加速度 以及所述气压计得到的气压值作为为观测值，进行三阶卡尔曼滤波得到所述轿厢 当前加速度、速度以及高度，其中测量输入为垂直方向加速度以及当前位置的气 压值，状态输出为加速度、速度以及高度。所述三阶卡尔曼状态方程为：

Y(k)＝HX(k)+V

其中其中h(k)、v(k)、a(k)为轿厢当前的高度、速 度、加速度，h(k+1)、v(k+1)、a(k+1)为通过状态方程预测得到的下一时 刻轿厢的高度、速度、加速度，T为采样周期，Pre(k)为轿厢当前位置气压观测 值，acc(k)为当前垂直方向加速度观测值，K为气压高度系数，Pre_ref为参考平 面气压值，气压高度系数K与参考平面气压值Pre_ref通过外部信号实时校正。

卡尔曼滤波可分为以下五个步骤：