JP6242931B2 - エレベータの昇降路形状情報生成装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、エレベータの昇降路形状情報生成装置に関する。

従来、エレベータの付替えや改修の工事の際には、事前準備段階としてエレベータ昇降路内の形状を正確に把握し、昇降路の図面作成に必要な各部の寸法を測定する必要がある。そのため、乗りかごの上部に３次元レーザ計測器を設置し、乗りかごの位置を移動させながら複数の高さ位置で昇降路内のあらゆる方向の壁面までの距離を計測することで、乗りかごの可動域およびその上部の昇降路形状情報を取得することが行われている。

特開２００３−６５７１９号公報

しかしながら、昇降路内には高さ位置を特定するための目印となるような構造物が少なく、複数の高さ位置で計測したデータを結合する際に目印がないことから、結合後のデータ間にずれが生じる可能性があるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、エレベータの昇降路内の形状情報を複数の高さ位置で計測したデータを、容易且つ正確に結合させて昇降路内の形状情報を生成することが可能なエレベータの昇降路形状情報生成装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するための実施形態によればエレベータの乗りかごの下部に下向きに設置された昇降路形状情報生成装置は、３次元形状測定処理部と昇降路形状情報生成部とを備える。３次元形状情報処理部は、ジャイロセンサと、ジャイロセンサを用いて３次元形状を計測するための３方向の座標軸を決定する軸決定部と、昇降路内で乗りかごを移動させることにより、昇降路内の所定位置に設置された結合用マーカ部材の位置および昇降路の下方向の３次元形状を、軸決定部で決定された座標軸を用いて異なる高さの複数位置から計測する。昇降路形状情報生成部は、３次元形状測定処理部において、異なる高さ位置から計測された複数の３次元形状情報を、結合用マーカ部材の位置を指標として結合することで、昇降路内の形状情報を生成する。

一実施形態による昇降路形状情報生成装置を設置したエレベータの構成を示す全体図。 一実施形態による昇降路形状情報生成装置が利用するマーカ部材の昇降路内における設置位置を示す説明図。 一実施形態による昇降路形状情報生成装置で形状計測する昇降路のカウンタウェイト用ガイドレールにマーカ部材を設置した状態を示す上面図。 （ａ）乗りかごの下部に設置した、一実施形態による昇降路形状情報生成装置の構成を示すブロック図、（ｂ）乗りかごの上部に設置した昇降路形状情報生成装置の構成を示すブロック図。 一実施形態による昇降路会場情報生成装置で利用するマーカ部材の設置処理の流れを示すフローチャート。 一実施形態による昇降路形状情報生成装置の動作を示すフローチャート。

本発明の一実施形態として、昇降路形状情報生成装置により、１２階建ての建物に設置されたエレベータの昇降路内の形状情報を生成する場合について説明する。

〈一実施形態による昇降路形状情報生成装置を利用するエレベータの構成〉
本実施形態による昇降路形状情報生成装置を利用するエレベータの構成について、図１を参照して説明する。図１は、昇降路形状情報生成装置１０−１、１０−２を搭載したエレベータ１の構成を示す全体図である。

エレベータ１は、昇降路２内の床面に対して垂直方向に設置された一対のかご用ガイドレール３ａ、３ｂの案内により昇降路２内を昇降する乗りかご４と、昇降路２内に同様に設置された一対のカウンタウェイト用ガイドレール５ａ、５ｂの案内により昇降路２内を昇降するカウンタウェイト６（図示せず）とを有する。乗りかご４とカウンタウェイト６とは、昇降路２上部に設置された巻上げ機（図示せず）に掛け渡されたロープの両端にそれぞれ吊り下げられている。

乗りかご４の下部には下梁４１が設置され、下梁４１に３次元レーザ計測器で構成された昇降路形状情報生成装置１０−１が下向きに設置されている。また、乗りかご４の上部には上梁４２が設置され、上梁４２にも３次元レーザ計測器で構成された昇降路形状情報生成装置１０−２の測定方向が上向きに設置されている。

また、かご用ガイドレール３ａ下部のピット２１に対応する部分（乗りかご４よりも低位置）内の所定位置には、第１軸決定用マーカ部材６１が設置される。また、かご用ガイドレール３ａの第１軸決定用マーカ部材６１の設置位置から所定高さ（例えば１〜２ｍ）分高い位置、つまり第１軸決定用マーカ部材６１に対して床面に水平な面上の位置が同一であり高さが異なる位置には、第２軸決定用マーカ部材６２が設置される。また、かご用ガイドレール３ｂの所定位置、例えば第１軸決定用マーカ部材６１の設置位置と同一の高さ位置に、第３軸決定用マーカ部材６３が設置される。第３軸決定用マーカ部材６３は、ピット２１内の第１軸決定用マーカ部材６１と第２軸決定用マーカ部材６２とを結ぶ直線上にない位置であればどの位置に設置してもよい。

第１軸決定用マーカ部材６１、第２軸決定用マーカ部材６２、第３軸決定用マーカ部材６３は、Ｔ字形状を有するかご用ガイドレール３ａ、３ｂの歯先（Ｔ字の突出部分の先端部）に、マグネットで固定される。軸決定用マーカ部材６１〜６３の固定方法はマグネットには限定されず、レールクリップ、弾性力を利用したクリップ等を用いてもよい。

また、カウンタウェイト用ガイドレール５ｂの複数の階床に対応する位置には、データ結合用マーカ部材７１、７２、７３・・・が設置される。本実施形態においては、図２に示すように、カウンタウェイト用ガイドレール５ｂの９階、５階、および１階に対応する位置に、データ結合用マーカ部材７１、７２、および７３が設置される。これらのデータ結合用マーカ部材７１、７２、７３・・・は、図１および３に示すように、カウンタウェイト用ガイドレール５ｂのレール背面（カウンタウェイトを案内する突出部に対し背面となる側の面）に、Ｌ字部材７１１、７２１、７３１・・・を用いてマグネットで固定される。

第１軸決定用マーカ部材６１、第２軸決定用マーカ部材６２、第３軸決定用マーカ部材６３、およびデータ結合用マーカ部材７１、７２、７３・・・は、各マーカ部材の中の所定位置の一点が所定距離離れた３次元レーザ計測器から認識可能になるように表面に表示が施されている。本実施形態においてこれらのマーカ部材の上面には、図１および３に示すように、輝度差の大きい白色と黒色とを用いて、隣どうしの色調が異なる縦横各２列の格子状の矩形表示が施されることで、これら４つのエリアの中心点Ｐがレーザ計測により認識し易くなっている。第１軸決定用マーカ部材６１、第２軸決定用マーカ部材６２、および第３軸決定用マーカ部材６３の中心点PをそれぞれP61、P62、およびP63とし、データ結合用マーカ部材７１、７２、および７３の中心点PをそれぞれP71、P72、P73とする。

乗りかご４の下部に設置された昇降路形状情報生成装置１０−１は、図４（ａ）に示すように、マーカ部材情報取得部１１−１と、軸決定部１２−１と、３次元形状測定処理部１３−１とを有する。マーカ部材情報取得部１１−１は、自装置１０−１から第１軸決定用マーカ部材６１の中心点P61までの距離および方向と、第２軸決定用マーカ部材６２の中心点P62までの距離および方向と、第３軸決定用マーカ部材６３の中心点P63までの距離および方向とを計測する。軸決定部１２−１は、マーカ部材情報取得部１１−１で取得された第１マーカ部材の中心点P61までの距離および方向、第２マーカ部材の中心点P62までの距離および方向、ならびに、第３マーカ部材の中心点P63までの距離および方向に基づいて、３次元形状計測処理において空間座標を表すための３方向の直交する座標軸（ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向）を決定する。３次元形状測定処理部１３−１は、軸決定部１２−１で決定されたｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向の座標軸を用いて、昇降路の下方向の３次元形状を計測する。

乗りかご４の上部に設置された昇降路形状情報生成装置１０−２は、図４（ｂ）に示すように、軸決定部１２−２と、３次元形状測定処理部１３−２とを有する。軸決定部１２−２は、予め搭載されたジャイロセンサを用いてｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向の座標軸を決定する。３次元形状測定処理部１３−２は、軸決定部１２−２で決定されたｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向の座標軸を用いて、昇降路２の上方向の３次元形状を計測する。

〈一実施形態による昇降路形状情報生成装置による昇降路形状情報の生成処理〉
このように構成された昇降路形状情報生成装置１０−１および１０−２を乗りかご４の上部および下部に設置して、昇降路２内の形状情報を生成するときの処理について説明する。昇降路２内の形状情報を生成するにあたり、昇降路形状情報生成装置１０−１で下方向の３次元形状を計測する際に利用するデータ結合用マーカ部材７１〜７３および軸決定用マーカ部材６１〜６３を設置する作業の流れについて、図５のフローチャートを参照して説明する。

設置作業の際は、作業員が所定階に停止している乗りかご４の上部に乗り込み（Ｓ１）、データ結合用マーカ部材の設置階に乗りかご４を移動させる（Ｓ２）。本実施形態においては１２階建ての建物内の９階、５階、および１階の３箇所に設置するため、まず、これらの設置対象階のうち最上階である９階に乗りかご４を移動させて停止させる。そして乗りかご４が停止した状態で、作業員がカウンタウェイト用ガイドレール５ｂの背面に、データ結合用マーカ部材７１を設置する（Ｓ３）。

ここではまだすべてのデータ結合用マーカ部材の設置が完了していないため（Ｓ４の「NO」）ステップＳ２に戻り、次の設置階である５階に乗りかご４を移動させる（Ｓ２）。そして、乗りかご４が停止した状態で、作業員がカウンタウェイト用ガイドレール５ｂの背面に、データ結合用マーカ部材７２を設置する（Ｓ３）。

ここでもまだすべてのデータ結合用マーカ部材の設置が完了していないため（Ｓ４の「NO」）ステップＳ２に戻り、次の設置階である１階に乗りかご４を移動させる（Ｓ２）。そして、乗りかご４が停止した状態で、作業員がカウンタウェイト用ガイドレール５ｂの背面に、データ結合用マーカ部材７３を設置する（Ｓ３）。

これですべてのデータ結合用マーカの設置が完了したため（Ｓ４の「YES」）、ステップＳ５に移り、乗りかご４を作業員がピット２１に出入り可能な可動域の最下位置に移動させ（Ｓ５）、作業員がピット２１内に降りる（Ｓ６）。そして、かご用ガイドレール３ａの下端に近い位置の歯先に第１軸決定用マーカ部材６１を設置し、かご用ガイドレール３ａの下端から１〜２ｍの位置の歯先に第２軸決定用マーカ部材６２を設置し、かご用ガイドレール３ｂの下端に近い位置の歯先に第３軸決定用マーカ部材６３を設置する（Ｓ７）。

このようにすべてのマーカ部材が設置されると、昇降路形状情報生成装置１０−１および１０−２において昇降路形状情報の生成処理が開始される（Ｓ８）。

昇降路形状情報生成装置１０−１で実行される昇降路形状情報の生成処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。

乗りかご４の下部に設置された昇降路形状情報生成装置１０−１で昇降路形状情報の生成処理が開始されると、マーカ部材情報取得部１１−１において、自装置１０−１から第１軸決定用マーカ部材６１の中心点P61までの距離および方向と、第２軸決定用マーカ部材６２の中心点P62までの距離および方向と、第３軸決定用マーカ部材６３の中心点P63までの距離および方向とが計測される（Ｓ１１）。そして、計測された各中心点Pまでの距離および方向の情報と各マーカ部材の設置位置の情報とに基づいて、軸決定部１２−１により、３次元形状計測処理において空間座標を表すための３方向の直交する座標軸（ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向）が決定される（Ｓ１２）。

３方向の座標軸が決定されると、３次元形状測定処理部１３−１により、予め設定された複数階において昇降路２内の３次元形状計測処理が実行される。本実施形態においては、偶数階（２階、４階、６階、・・・１２階）が、計測対象階として設置されている。

まず、計測対象階のうち最下階である２階に乗りかご４を移動させて停止させる。そして、乗りかご４が停止した状態で、作業員の操作により計測指示が入力されると、ステップＳ１２で決定された座標軸を用いて昇降路２の下方向の３次元形状が計測される（Ｓ１３の「YES」、Ｓ１４）。３次元形状の計測は、昇降路形状情報生成装置１０−１から昇降路２の内壁の複数点までの距離が測定されることで行われる。このとき、昇降路形状情報生成装置１０−１よりも下の直近のデータ結合用マーカ部材である、１階位置のデータ結合用マーカ部材７３の中心点P73の位置を含めて計測される。ここで、計測指示の入力により、昇降路形状情報生成装置１０−２により昇降路２の上方向の３次元形状も計測される。上方向の計測に関しては、昇降路形状情報生成装置１０−２内のジャイロセンサにより３方向の座標軸が決定され、計測処理が実行される。

２階における形状計測処理の終了後、乗りかご４を次の計測対象階である４階に移動させて停止させる。そして、乗りかご４が停止した状態で、作業員の操作により計測指示が入力されると、同様に、昇降路形状情報生成装置１０−１により、ステップＳ１２で決定された座標軸を用いて昇降路２の下方向の３次元形状が計測される（Ｓ１３の「YES」、Ｓ１４）。このときも、昇降路形状情報生成装置１０−１よりも下の直近のデータ結合用マーカ部材は１階位置のデータ結合用マーカ部材７３であるため、その中心点P73の位置を含めて計測される。また２階における計測時と同様に、昇降路形状情報生成装置１０−２においても、昇降路２の上方向の３次元形状が計測される。

その後、６階および８階において、昇降路形状情報生成装置１０−１により、直近のデータ結合用マーカ部材７２の中心点P72の位置を含めて３次元形状が計測され、１０階および１２階において直近のデータ結合用マーカ部材７１の中心点P71の位置を含めて３次元形状が計測される。

すべての計測対象階における計測処理が終了した後、データ結合指示が入力されると（Ｓ１３の「NO」、Ｓ１５の「YES」）、昇降路形状情報生成装置１０−１により、各階で計測された３次元形状の計測データが結合され、昇降路２の下方向の形状情報が生成される（Ｓ１６）。各階の計測データは、計測されたマーカ部材の中心点の位置を指標として結合処理が実行される。

また、昇降路形状情報生成装置１０−２により、各階で計測された３次元形状の計測データが結合され、昇降路２の上方向の形状情報が生成される。そして、昇降路形状情報生成装置１０−１および１０−２に接続されたコントローラ等により、昇降路形状情報生成装置１０−１で生成された昇降路２の上方向の形状情報と昇降路形状情報生成装置１０−２で生成された昇降路２の下方向の形状情報とが結合され、昇降路２内全体の３次元形状情報が生成される。

ここで得られる形状情報は、昇降路形状情報生成装置１０−１および１０−２で計測した、複数の方向の昇降路２内の壁までの距離を点で示すことにより得られる点群データで示される画像である。

以上の本実施形態によれば、３次元形状計測器を用いたエレベータの昇降路内の形状情報の測定を行う際に、複数の高さ位置で計測したデータを、正確に結合させて精度の高い昇降路形状情報を生成することができる。

また、複数の測定データを結合して１つの画像を構築することができるので、画像が途切れることなく、正確な昇降路画像を得ることができる。

また、結合された昇降路２の３次元画像は、エレベータ１のリニューアルや改修時に使う図面作成に利用されるばかりでなく、保守点検時の画像として利用したり、お客様への説明用マニュアルの作成等にも利用することができる。

さらに、乗りかご４の上下から連続して計測して得られるデータを結合するので、画像が途切れることなく死角のない正確な画像を得ることができ、各部品や装置について正確な３次元形状（厚みや、上面、側面、下面の形状など）を計測することができる。

上述した実施形態においては、データ結合用マーカ部材７１〜７３をカウンタウェイト用ガイドレール５ａ、５ｂに設置する場合について説明したが、これには限定されず、昇降路２内のホールシル、ヘッダーケースの端部、または建屋側の梁等に設置してもよい。

また、昇降路２内に設置されたデータ結合用マーカ部材の位置情報を、乗りかご４の上部に設置された昇降路形状情報生成装置１０−２で異なる複数の高さから計測し、当該装置１０−２において計測データを結合させる際に利用するようにしてもよい。この場合、昇降路２内に設置する各データ結合用マーカ部材７１、７２、７３・・・の上下両表面に、上述したような矩形表示等のレーザによる認識可能なマーク等の表示を施しておくことで、昇降路形状情報生成装置１０−１と１０−２とのいずれからも結合用マーカ部材７１、７２、７３・・・までの距離および方向を計測することができる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…エレベータ、２…昇降路、３ａ，３ｂ…かご用ガイドレール、４…乗りかご、５ａ，５ｂ…カウンタウェイト用ガイドレール、６…カウンタウェイト、１０−１，１０−２…昇降路形状情報生成装置、１１−１…マーカ部材情報取得部、１２−１，１２−２…軸決定部、１３−１，１３−２…３次元形状測定処理部、２１…ピット、６１…第１軸決定用マーカ部材、６２…第２軸決定用マーカ部材、６３…第３軸決定用マーカ部材、７１，７２，７３…データ結合用マーカ部材、４１…下梁、４２…上梁、６１１，６２１，６３１，７１１，７２１，７３１…Ｌ字部材、６１２，６２２，６３２…マグネット

Claims (7)

1. エレベータの乗りかごに設置され、
   ジャイロセンサと、
   前記ジャイロセンサを用いて、３次元形状を計測するための３方向の座標軸を決定する軸決定部と、
   前記エレベータの昇降路内で前記乗りかごを移動させることにより、前記昇降路内の所定位置に設置された結合用マーカ部材の位置および前記昇降路の３次元形状を、前記軸決定部で決定された座標軸を用いて異なる高さの複数位置から計測する３次元形状測定処理部と、
   前記３次元形状測定処理部において、異なる高さ位置から計測された複数の３次元形状情報を、前記結合用マーカ部材の位置を指標として結合することで、前記昇降路内の形状情報を生成する昇降路形状情報生成部と、
   を備えることを特徴とする昇降路形状情報生成装置。
2. エレベータの乗りかごの下部に下向きに設置された第１の形状情報生成装置と、前記乗りかごの上部に上向きに設置された第２の形状情報生成装置とに接続され、
   前記第１の形状情報生成装置は、
   前記エレベータの昇降路内で前記乗りかごを移動させることにより、前記昇降路内の所定位置に設置された結合用マーカ部材の位置および前記昇降路の３次元形状を、異なる高さの複数位置から計測する３次元形状測定処理部と、
   前記３次元形状測定処理部において、異なる高さ位置から計測された複数の３次元形状情報を、前記結合用マーカ部材の位置を指標として結合することで、前記昇降路内の下方向の３次元形状情報を生成する昇降路形状情報生成部と
   を備え、
   前記第２の形状情報生成装置は、
   前記エレベータの昇降路内で前記乗りかごを移動させることにより、前記昇降路内の所定位置に設置された結合用マーカ部材の位置および前記昇降路の３次元形状を、異なる高さの複数位置から計測する３次元形状測定処理部と、
   前記３次元形状測定処理部において、異なる高さ位置から計測された複数の３次元形状情報を、前記結合用マーカ部材の位置を指標として結合することで、前記昇降路内の上方向の３次元形状情報を生成する昇降路形状情報生成部と
   を備え、
   前記第１の形状情報生成装置で生成した前記昇降路内の下方向の３次元形状情報と、前記第２の形状情報生成装置で生成した前記昇降路内の上方向の３次元形状情報とを結合することで、前記昇降路内全体の３次元形状情報を生成する結合情報生成部を備える
   ることを特徴とする昇降路形状情報生成装置。
3. 前記第１の形状情報生成装置は、
   前記エレベータの昇降路のピット内の所定位置に設置された第１の軸決定用マーカ部材までの距離および方向と、前記第１の軸決定用マーカ部材に対して床面に水平な面上の位置が同一であり高さが異なる所定位置に設置された第２の軸決定用マーカ部材までの距離および方向と、前記第１の軸決定用マーカ部材と前記第２の軸決定用マーカ部材とを結ぶ直線上にない所定位置に設置された第３の軸決定用マーカ部材との距離および方向を計測するマーカ部材情報取得部と、
   前記マーカ部材情報取得部で取得された前記第１の軸決定用マーカ部材までの距離および方向、前記第２の軸決定用マーカ部材までの距離および方向、ならびに、前記第３の軸決定用マーカ部材までの距離および方向に基づいて、３次元形状を計測するための３方向の座標軸を決定する第１の軸決定部とをさらに備え、
   前記第１の形状情報生成装置の３次元形状測定処理部は、前記第１の軸決定部で決定された座標軸を用いて前記昇降路の下方向の３次元形状を計測し、
   前記第２の形状情報生成装置は、
   ジャイロセンサと、
   前記ジャイロセンサを用いて、３次元形状を計測するための３方向の座標軸を決定する第２の軸決定部とをさらに備え、
   前記第２の形状情報生成装置の３次元形状測定処理部は、前記第２の軸決定部で決定された座標軸を用いて前記昇降路の上方向の３次元形状を計測する
   ことを特徴とする請求項２に記載の昇降路形状情報生成装置。
4. 前記結合用マーカ部材は、前記昇降路内に設置されたカウンタウェイト用ガイドレールの背面、昇降路のホールシル、ヘッダーケース、または建屋側の梁のいずれかに設置される
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の昇降路形状情報生成装置。
5. 前記結合用マーカ部材は、マグネットを用いて前記昇降路内に設置されたカウンタウェイト用ガイドレールの背面に設置される
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の昇降路形状情報生成装置。
6. 前記結合用マーカ部材は、表面に、隣どうしの色調が異なる縦横２列の格子状の矩形表示を有する
   ことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の昇降路形状情報生成装置。
7. 前記結合用マーカ部材は、上下両表面に、前記３次元形状測定処理部により認識可能なマークが表示される
   ことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の昇降路形状情報生成装置。

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