一种电梯的位移检测方法、装置、设备及存储介质

摘要

本发明公开了一种电梯的位移检测方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：驱动电梯的轿厢在井道运动；驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号以及接收目标物反射的多帧雷达信号，当雷达安装在轿厢时，目标物为井道或井道的附属物，当雷达安装在井道时，目标物为轿厢；计算相邻两帧雷达信号之间的原始帧间相位差；将原始帧间相位差修正为目标帧间相位差；根据目标帧间相位差测量轿厢在相邻两帧雷达信号之间滑行的距离。雷达信号相对于啁啾信号的跨度较大，可以避免帧内的误差积累，减少帧间的误差积累，降低估算轿厢的位移的误差，从而提高轿厢的位移的精确度。

权利要求

1.一种电梯的位移检测方法，其特征在于，包括：驱动电梯的轿厢在井道运动；

驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号以及接收所述目标物反射的多帧雷达信号，当所述雷达安装在轿厢时，所述目标物为所述井道或所述井道的附属物，当所述雷达安装在井道时，所述目标物为所述轿厢；

计算相邻两帧所述雷达信号之间的原始帧间相位差；

将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差；

根据所述目标帧间相位差测量所述轿厢在相邻两帧所述雷达信号之间滑行的距离；

所述将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差，包括：按照时间顺序确定当前所述原始帧间相位差、由上一所述原始帧间相位差修正得到的上一目标帧间相位差；

参考上一所述目标帧间相位差将当前所述原始帧间相位差修正为当前目标帧间相位差；

所述参考上一所述目标帧间相位差将当前所述原始帧间相位差修正为当前目标帧间相位差，包括：将当前所述原始帧间相位差减去上一所述目标帧间相位差，得到第一相位差差异；

判断所述第一相位差差异是否在正方向小于半个周期、且在负方向小于半个周期；

若是，则将当前所述原始帧间相位差设置为当前目标帧间相位差；

若否，则在正方向或负方向对将所述原始帧间相位差延长一个周期，返回执行所述判断所述第一相位差差异是否在正方向小于半个周期、在负方向小于半个周期。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在正方向或负方向对将所述原始帧间相位差延长一个周期，包括：若所述第一相位差差异在正方向大于半个周期，则在负反向将所述原始帧间相位延长一个周期；

若所述第一相位差差异在负方向大于半个周期，则在正反向将所述原始帧间相位延长一个周期。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每帧所述雷达信号中包含多个啁啾信号；

所述将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差，包括：在同一帧所述雷达信号中，计算所述啁啾信号之间的啁啾相位差；

查询所述啁啾信号的周期与所述雷达信号的周期；

参考所述啁啾相位差、所述啁啾信号的周期与所述雷达信号的周期将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在同一帧所述雷达信号中，计算所述啁啾信号之间的啁啾相位差，包括：在同一帧所述雷达信号中，查询首个所述啁啾信号的第一相位与末个所述啁啾信号的第二相位；

将所述第二相位减去所述第一相位，得到总相位差；

计算所述总相位差与啁啾数量之间的差值，作为所述啁啾信号的啁啾相位差，所述啁啾数量为所述雷达信号内所有所述啁啾信号的数量减去一得到的差值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述参考所述啁啾相位差、所述啁啾信号的周期与所述雷达信号的周期将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差，包括：将所述啁啾相位差与所述啁啾信号的周期之间的比值乘以所述雷达信号的周期，得到预测帧间相位差；

将所述预测帧间相位差减去所述原始帧间相位差，得到第二相位差差异；

设置目标修正周期数量；

基于所述目标修正周期数量构造差异范围；

若所述第二相位差差异在所述差异范围内，则将所述原始帧间相位差加上所述目标修正周期数量的周期，得到目标帧间相位差。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述设置目标修正周期数量，包括：对所述雷达信号的周期与所述啁啾信号的周期之间的比值取中间值，作为第一数量范围的上限值；

对所述中间值取负数，作为第一数量范围的下限值；

在所述第一数量范围内取整数，作为目标修正周期数量。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述设置目标修正周期数量，包括：将所述轿厢滑行的最大速度与所述雷达信号的周期之间的乘积的两倍除以所述雷达信号的波长，得到第一目标值；

将所述第一目标值减去二分之一，作为第二数量范围的上限值；

将所述第一目标值加去二分之一，作为第二数量范围的下限值；

在所述第二数量范围内取整数，作为目标修正周期数量。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标修正周期数量构造差异范围，包括：将所述目标修正周期数量的周期减去半个周期，得到差异范围的下限值；

将所述目标修正周期数量的周期加上半个周期，得到差异范围的上限值。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标修正周期数量构造差异范围，包括：将预设的系数、所述目标修正周期数量与所述雷达信号的周期的平方之间的乘积除以所述雷达信号的波长，得到第二目标值；

对所述轿厢滑行时在负方向上最大的加速度与所述第二目标值之间的乘积取负数，得到第三目标值；

对所述轿厢滑行时在正方向上最大的加速度与所述第二目标值之间的乘积取负数，得到第四目标值；

将所述目标修正周期数量的周期加上所述第三目标值，作为差异范围的上限值；

将所述目标修正周期数量的周期减去所述第四目标值，作为差异范围的下限值。

10.根据权利要求1‑9中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标帧间相位差测量所述轿厢在相邻两帧所述雷达信号之间滑行的距离，包括：计算所述雷达信号的波长与所述目标帧间相位差之间的乘积，获得第五目标值；

计算所述第五目标值与四个半周期之间的比值，作为所述轿厢在相邻两帧所述雷达信号之间滑行的距离。

11.一种电梯的位移检测装置，其特征在于，包括：电梯运行确定模块，用于驱动电梯的轿厢在井道运动；

雷达信号收发模块，用于驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号以及接收所述目标物反射的多帧雷达信号，当所述雷达安装在轿厢时，所述目标物为所述井道或所述井道的附属物，当所述雷达安装在井道时，所述目标物为所述轿厢；

原始帧间相位差计算模块，用于计算相邻两帧所述雷达信号之间的原始帧间相位差；

目标帧间相位差修正模块，用于将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差；

滑行距离计算模块，用于根据所述目标帧间相位差测量所述轿厢在相邻两帧所述雷达信号之间滑行的距离；

所述目标帧间相位差修正模块包括：

顺序确定模块，用于按照时间顺序确定当前所述原始帧间相位差、由上一所述原始帧间相位差修正得到的上一目标帧间相位差；

参考计算模块，用于参考上一所述目标帧间相位差将当前所述原始帧间相位差修正为当前目标帧间相位差；

所述参考计算模块，还用于将当前所述原始帧间相位差减去上一所述目标帧间相位差，得到第一相位差差异；

判断所述第一相位差差异是否在正方向小于半个周期、且在负方向小于半个周期；

若是，则将当前所述原始帧间相位差设置为当前目标帧间相位差；

若否，则在正方向或负方向对将所述原始帧间相位差延长一个周期，返回执行所述判断所述第一相位差差异是否在正方向小于半个周期、在负方向小于半个周期。

12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1‑10中任一项所述的电梯的位移检测方法。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使处理器执行时实现权利要求1‑10中任一项所述的电梯的位移检测方法。

说明书

一种电梯的位移检测方法、装置、设备及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及电梯的技术领域，尤其涉及一种电梯的位移检测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

[0002] 电梯是学校、住宅、写字楼等楼宇通常配备的特种设备，在人们的生活、工作、学习中广泛使用。

[0003] 在电梯中配置有雷达，在电梯运行时，使用雷达检测轿厢相对于井道滑行的位移，通过位移分析轿厢的状态，从而保证电梯的安全运行。

[0004] 目前，主要是使用雷达的啁啾信号chirp的相位差计算轿厢的速度，将在速度在时间上积分计算得到位移。

[0005] 但是，电梯在运行时速度会发生变化，而啁啾信号chirp的间隔较短，使得根据啁啾信号chirp估算位移会存在一定的误差，众多误差发生积累，会导致估算轿厢的位移的误差增大。

发明内容

[0006] 本发明提供了一种电梯的位移检测方法、装置、设备及存储介质，以解决如何在电梯运行时降低估算轿厢的位移的误差。

[0007] 根据本发明的一方面，提供了一种电梯的位移检测方法，包括：

[0008] 驱动电梯的轿厢在井道运动；

[0009] 驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号以及接收所述目标物反射的多帧雷达信号，当所述雷达安装在轿厢时，所述目标物为所述井道或所述井道的附属物，当所述雷达安装在井道时，所述目标物为所述轿厢；

[0010] 计算相邻两帧所述雷达信号之间的原始帧间相位差；

[0011] 将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差；

[0012] 根据所述目标帧间相位差测量所述轿厢在相邻两帧所述雷达信号之间滑行的距离。

[0013] 根据本发明的另一方面，提供了一种电梯的位移检测装置，包括：

[0014] 电梯运行确定模块，用于驱动电梯的轿厢在井道运动；

[0015] 雷达信号收发模块，用于驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号以及接收所述目标物反射的多帧雷达信号，当所述雷达安装在轿厢时，所述目标物为所述井道或所述井道的附属物，当所述雷达安装在井道时，所述目标物为所述轿厢；

[0016] 原始帧间相位差计算模块，用于计算相邻两帧所述雷达信号之间的原始帧间相位差；

[0017] 目标帧间相位差修正模块，用于将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差；

[0018] 滑行距离计算模块，用于根据所述目标帧间相位差测量所述轿厢在相邻两帧所述雷达信号之间滑行的距离。

[0019] 根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

[0020] 至少一个处理器；以及

[0021] 与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

[0022] 所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的电梯的位移检测方法。

[0023] 根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的电梯的位移检测方法。

[0024] 在本实施例中，驱动电梯的轿厢在井道运动；驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号以及接收目标物反射的多帧雷达信号，当雷达安装在轿厢时，目标物为井道或井道的附属物，当雷达安装在井道时，目标物为轿厢；计算相邻两帧雷达信号之间的原始帧间相位差；将原始帧间相位差修正为目标帧间相位差；根据目标帧间相位差测量轿厢在相邻两帧雷达信号之间滑行的距离。雷达信号相对于啁啾信号的跨度较大，可以避免帧内的误差积累，减少帧间的误差积累，降低估算轿厢的位移的误差，从而提高轿厢的位移的精确度。

[0025] 应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0027] 图1是根据本发明实施例一提供的一种电梯的位移检测方法的流程图；

[0028] 图2是根据本发明实施例一提供的一种电梯的轿厢滑行的示意图；

[0029] 图3是根据本发明实施例一提供的一种雷达信号的波形图；

[0030] 图4是根据本发明实施例一提供的一种雷达信号的波形频率变化曲线图；

[0031] 图5是根据本发明实施例一提供的一种发射与接收的频率变化示意图；

[0032] 图6是根据本发明实施例一提供的一种静止物体的混频示意图；

[0033] 图7是根据本发明实施例一提供的一种运动物体的混频示意图；

[0034] 图8是根据本发明实施例一提供的一种雷达信号与啁啾信号的示意图；

[0035] 图9是根据本发明实施例二提供的一种电梯的位移检测装置的结构示意图；

[0036] 图10是实现本发明实施例的电梯的位移检测方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

[0037] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0038] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0039] 实施例一

[0040] 图1为本发明实施例一提供的一种电梯的位移检测方法的流程图，本实施例可适用于在电梯运行时根据雷达信号本身估算轿厢的位移情况，该方法可以由电梯的位移检测装置来执行，该电梯的位移检测装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该电梯的位移检测装置可配置于电子设备中。如图1所示，该方法包括：

[0041] 步骤101、驱动电梯的轿厢在井道运动。

[0042] 一般情况下，电梯的类型有所不同、功能也有所差异，如客梯、货梯、观光梯等，因此，在电梯中安装的部件也有所不同。

[0043] 在一个示例中，某个类型的电梯的部件包括曳引机、控制柜、限速器、开门机、轿架、轿门、对重导轨、轿厢导轨、导轨撑架、随行电缆、对重装置、补偿链(缆)、层门、补偿链(缆)的导向装置、缓冲器。

[0044] 当然，在某些类型的电梯中，可以省略曳引机、控制柜、限速器、随行电缆，本实施例对此不加以限制。

[0045] 在实际应用中，如图2所示，在教学楼、写字楼、住宅等楼宇的内部或外部设置有井道210，电梯的轿厢220可在井道210中滑行，在楼宇的每个楼层230或首个楼层230设置有控制面板，该控制面板上一般设置有向上召梯、向下召梯的按钮，乘客240可以按下这些按钮发出召梯请求，当然，乘客240也可以使用客户端发出召梯请求，本实施例对此不加以限制。

[0046] 电梯接收到召梯请求时，控制轿厢220在井道210中滑行至乘客240所在的楼层，开启轿厢门，在乘客240进入轿厢220后关闭轿厢门，在轿厢220内设置有控制面板，该控制面板上一般设置有各个楼层、开门、关门、报警等按钮，乘客240可以按下各个楼层的按钮发出乘梯请求，当然，乘客240也可以使用客户端发出乘梯请求，本实施例对此不加以限制。

[0047] 电梯接收到乘梯请求时，控制轿厢220在井道210中滑行至乘客240所指向的目的楼层，开启轿厢门，在乘客240出去轿厢220后关闭轿厢门。

[0048] 在本实施例中，轿厢220外部安装有雷达221，或者，在井道210中安装有雷达(图2未示出)，尤其为采用FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波)的毫米波雷达。

[0049] 进一步而言，对于轿厢外部安装有雷达的情况，雷达可安装在轿厢的顶部，也可以安装在轿厢的底部、轿厢的侧面，对于在井道中安装有雷达的情况，雷达可安装在井道的顶部，也可以安装在井道的底部，等等，本实施例对此不加以限制。

[0050] 步骤102、驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号以及接收目标物反射的多帧雷达信号。

[0051] 在电梯运行期间，可持续驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号，雷达信号遇到目标物上的障碍物被反射回来，由雷达重新接收这些反射回来的雷达信号。

[0052] 进一步而言，当雷达的安装位置不同时，目标物也有所不同。当雷达安装在轿厢时，目标物为井道或井道的附属物；当雷达安装在井道时，目标物为轿厢。

[0053] 其中，井道的附属物一般为安装在井道侧壁上的反射物(即对雷达信号反射率较高的物体)。

[0054] 如图3和图4所示，雷达发射一段雷达信号，其频率随着时间线性增加，增加的速度(斜率)为S，频率增加的周期(扫描周期)为Tc。

[0055] 同样地，当这段雷达信号发射之后遇到障碍物被反射回来，那么接收到的雷达信号的频率也会随着时间线性增加。

[0056] 如图5所示，当雷达发射(TX)雷达信号之后，经过一定的距离遇到障碍物被反射回来，被雷达接收(RX)，因此，接收的雷达信号相比发射的雷达信号有一定的延时。

[0057] 因此，接收(RX)的雷达信号的频率变化与发射(TX)的雷达信号的频率变化之间同样存在延时τ：

[0058]

[0059] 其中，d为雷达与被探测物体(即井道)的距离，c为光速。

[0060] 那么，接收(RX)的雷达信号与发射(TX)的雷达信号之间存在频率差Sτ：

[0061]

[0062] 假设发射(TX)的雷达信号为：

[0063]

[0064] 其中，ω1为角速度， 为相位。

[0065] 假设接收(RX)的雷达信号为：

[0066]

[0067] 其中，ω2为角速度， 为相位。

[0068] 为方便对雷达信号进行表示，可设计一个混频器，输入为x1、x2，输出为中频信号(IF signal)xout：

[0069]

[0070] 又对于任意时域的雷达信号，经过傅里叶变换后，可以获得其频率，例如，对正弦波进行傅里叶变换后，在其频率点具有很高的幅值，其它频率则快速下降。

[0071] 因此，可以将傅里叶变换后的频率点换算成雷达信号到探测物体(即井道)的距离d：

[0072]

[0073] 其中，f为频谱图上频谱峰值对应的频率值，也即是图5中的中频信号的频率。

[0074] 利用傅里叶变换结果中相位角的部分进行速度测量：

[0075] 由于之前已经有一个混频器，输入为x1、x2，输出为xout：

[0076]

[0077] 因此，如果将发射(TX)的雷达信号初始的相位设置为 而接收(RX)的雷达信号初始的相位设置为 混频器输出的雷达信号初始的相位设置为 那么，这个相位角也会随着物体的移动(即轿厢与井道之间相对地移动)而变化。

[0078] 步骤103、计算相邻两帧雷达信号之间的原始帧间相位差。

[0079] 如图6所示，当一个物体静止不动时，对其发射(TX)雷达信号(位于图6的上方)，接收(RX1)其发射的雷达信号(位于图6的中间)，并对其混频(IF)得到新的雷达信号(位于图6的下方)，其距离d引起的反射电磁波的延时为τ。

[0080] 如图7所示，当这个物体移动了一段距离Δd，对其发射(TX)雷达信号(位于图7的上方)，移动之前接收(RX1)其发射的雷达信号(位于图7的中间)，并对其混频(IF1)得到新的雷达信号(位于图7的下方)，移动之后接收(RX2)其发射的雷达信号(位于图7的中间)，并对其混频(IF2)得到新的雷达信号(位于图7的下方)，使延时增加了Δτ。

[0081] 此时，设频率为f，波长为λ，那么这个位移引起的相位变化为：

[0082]

[0083] 频率变化为：

[0084]

[0085] 以雷达为例，设其扫描的频率为77～81GHz，带宽为4GHz，扫频的时长为40μs，采样频率为100M，那么，1mm的位移在相位角引起的变化为：

[0086]

[0087] 其中，波长按开始扫描时的77GHz计算。

[0088] 根据前述计算，如果仅采用傅里叶变换的频率计算，距离的分辨率只有37.5mm，因此，1mm的位移并不能通过频率计算的方法检出，但可以通过相位角计算的方法检出。

[0089] 因此，可以通过两次扫瞄之间相位角的变化量计算物体的移动速度：

[0090]

[0091] 其中， 为两次扫频之间相角的变化量，

[0092] 设定朝向雷达移动的速度为正，那么，对任意 来说可以认为是以速度v1向雷达移动时引起的相角变化量 或者是以速度v2远离雷达引起的相位角变化量所以， 的取值为‑π～π，即最大探测速度的绝对值为：

[0093]

[0094] 以前述的雷达为例(扫描频率为77～81GHz(带宽4GHz)，扫频时长为40μs，采样频率为100M)，可以探测的速度范围为：

[0095]

[0096] 注意到，缩短扫频的周期Tc，可以提高探测速度的范围，但是，在相同带宽下，Tc越小，S越大，在Fs不变的情况下，最大探测距离就会越小。

[0097] 如图8所示，将雷达用于电梯轿厢位置的测量时，雷达每隔一定时间(帧间隔时间为Tf)发出一帧雷达信号(frame)，一帧雷达信号(frame)中具有多个啁啾信号(chirp)，目前，一般是计算啁啾信号(chirp)之间的相位差，并根据相位差获得目标的运动速度(相当于轿厢的速度)，并将该速度乘以帧间隔的时间(即积分)，从而获得位置的变化。即：

[0098]

[0099] 其中，Δdf为两个帧(frame)之间位置发生的变化，λ为波长， 两个啁啾信号(chirp)之间的相位角的变化量(即相位差)，Tc为两个啁啾信号(chirp)之间的间隔时间，Tf为两帧雷达信号(frame)之间的间隔时间。

[0100] 由于这种方法会累积两个啁啾信号(chirp)之间的误差，本实施例直接计算计算相邻两帧雷达信号(frame)之间的相位差，记为原始帧间相位差，从而计算电梯的轿厢在相邻两帧雷达信号(frame)之间经过的距离(即位移)。

[0101] 由于两帧雷达信号(frame)之间的间隔时间较大，可以避免帧内的误差积累，降低帧间的误差积累。

[0102] 步骤104、将原始帧间相位差修正为目标帧间相位差。

[0103] 一般情况下，两帧雷达信号(frame)之间的时间间隔较大，如5ms，经过的距离有可能超过半个波长(对应相位超过半个周期π)，那么，可以对原始帧间相位差执行过零处理，将其修正为目标帧间相位差。

[0104] 在本发明的一个实施例中，步骤104可以包括如下步骤：

[0105] 步骤1041、按照时间顺序确定当前原始帧间相位差、由上一原始帧间相位差修正得到的上一目标帧间相位差。

[0106] 步骤1042、参考上一目标帧间相位差将当前原始帧间相位差修正为当前目标帧间相位差。

[0107] 一般情况下，电梯的轿厢滑行速度不会在两帧雷达信号(frame)之间的时间间隔发生突变，因此，可以参考上一帧雷达信号(frame)对应的速度计算当前帧两帧雷达信号(frame)对应的速度。

[0108] 在具体实现中，可以按照时间顺序确定当前原始帧间相位差、由上一原始帧间相位差修正得到的上一目标帧间相位差，从而参考上一目标帧间相位差将当前原始帧间相位差修正为当前目标帧间相位差。

[0109] 在本发明的一个实施例中，步骤1042进一步可以包括如下步骤：

[0110] 步骤10421、将当前原始帧间相位差减去上一目标帧间相位差，得到第一相位差差异。

[0111] 步骤10422、判断第一相位差差异是否在正方向小于半个周期、且在负方向小于半个周期；若是，则执行步骤10423，若否，则执行步骤10424。

[0112] 步骤10423、将当前原始帧间相位差设置为当前目标帧间相位差。

[0113] 步骤10424、在正方向或负方向对将原始帧间相位差延长一个周期，返回执行步骤10422。

[0114] 从轿厢静止时开始进行计算，如果当前原始帧间相位差与上一目标帧间相位差之间的差异(即第一相位差差异)超过半个周期(即π)，则多次在正方向或负方向对将原始帧间相位差延长一个周期(即2π)，从而得到目标帧间相位差。

[0115] 上述在正方向小于半个周期、且在负方向小于半个周期的条件可以表示为：

[0116]

[0117] 上述延长一个周期过程可以表示为：

[0118]

[0119] 在具体实现中，若第一相位差差异在正方向大于半个周期，则在负反向将原始帧间相位延长一个周期。

[0120] 这个过程表示为，若 则

[0121] 此外，若第一相位差差异在负方向大于半个周期，则在正反向将原始帧间相位延长一个周期。

[0122] 这个过程表示为，若 则

[0123] 其中， 表示第i个目标帧间相位差， 表示第i+1个目标帧间相位差，表示第i+1个原始帧间相位差。

[0124] 在本发明的一个实施例中，每帧雷达信号中包含多个啁啾信号；则在本实施例中，步骤104可以包括如下步骤：

[0125] 步骤1043、在同一帧雷达信号中，计算啁啾信号之间的啁啾相位差。

[0126] 在本实施例中，在同一帧雷达信号中，可以计算任意相邻两个啁啾信号之间的相位差，记为啁啾相位差。

[0127] 当同一帧雷达信号中具有多个啁啾信号，啁啾相位差可以取多个啁啾相位差的平均值，以提高啁啾相位差的精确度。

[0128] 由于：

[0129]

[0130] 其中， 为啁啾相位差的平均值， 为第m个啁啾信号与第m‑1个啁啾信号之间的啁啾相位差， 为第m个啁啾信号的相位， 为第m‑1个啁啾信号的相位。

[0131] 那么，在同一帧雷达信号中，查询首个啁啾信号的第一相位与末个啁啾信号的第二相位，将第二相位减去第一相位，得到总相位差。

[0132] 计算总相位差与啁啾数量之间的差值，作为啁啾信号的啁啾相位差，其中，啁啾数量为雷达信号内所有啁啾信号的数量减去一得到的差值。

[0133] 在本方式，采用雷达信号帧内首位、末尾啁啾信号相减代替逐个相邻的啁啾信号相减时，啁啾相位差容更容易超过±π，应考虑相位是否会超过±π的问题。

[0134] 步骤1044、查询啁啾信号的周期与雷达信号的周期。

[0135] 步骤1045、参考啁啾相位差、啁啾信号的周期与雷达信号的周期将原始帧间相位差修正为目标帧间相位差。

[0136] 在本实施例中，可以查询啁啾信号的周期Tc与雷达信号的周期Tf，根据啁啾相位差啁啾信号的周期Tc与雷达信号的周期Tf将原始帧间相位差合理修正为目标帧间相位差。

[0137] 在本发明的一个实施例中，步骤1045进一步可以包括如下步骤：

[0138] 步骤10451、将啁啾相位差与啁啾信号的周期之间的比值乘以雷达信号的周期，得到预测帧间相位差。

[0139] 当获得当前的啁啾相位差 啁啾信号的周期Tc与雷达信号的周期Tf后，根据啁啾相位差 推算合理的预测帧间相位差

[0140]

[0141] 步骤10452、将预测帧间相位差减去原始帧间相位差，得到第二相位差差异。

[0142] 在本实施例中，计算预测帧间相位差与原始帧间相位差之间的差值，得到第二相位差差异，第二相位差差异可作为条件选择合适的修正方式。

[0143] 步骤10453、设置目标修正周期数量。

[0144] 在本实施例中，构造目标修正周期数量n，目标修正周期数量表示周期的数量，由于目标修正周期数量n的取值并不是无限的，考虑到如下两种情况：

[0145] 第一种情况，由于在啁啾信号的周期Tc的范围内，最大的啁啾相位差 为又因为原始帧间相位差

[0146] 因此，可对雷达信号的周期与啁啾信号的周期之间的比值取中间值，作为第一数量范围的上限值 对中间值取负数，作为第一数量范围的下限值从而在第一数量范围内取整数，作为目标修正周期数量。

[0147] 第二种情况，由于电梯的轿厢实际滑行能达到的速度是有限的，因此修正后的目标帧间相位差 对应的速度 不应该超过电梯的轿厢实际滑行能达到的最大速度vmax。

[0148] 因此，将轿厢滑行的最大速度与雷达信号的周期之间的乘积的两倍除以雷达信号的波长，得到第一目标值。

[0149] 将第一目标值减去二分之一，作为第二数量范围的上限值

[0150] 将第一目标值加去二分之一，作为第二数量范围的下限值

[0151] 在第二数量范围内取整数，作为目标修正周期数量。

[0152] 需要指出的是，电梯的轿厢实际滑行能达到的最大速度可以指电梯的轿厢在各种情况下(包括正常工作和异常工作)所能达到的最大速度。

[0153] 步骤10454、基于目标修正周期数量构造差异范围。

[0154] 在本实施例中，可根据目标修正周期数量构造一个范围，记为差异范围，用于衡量第二相位差差异。

[0155] 在一种方式中，将目标修正周期数量的周期减去半个周期，得到差异范围的下限值(2n+1)π；将目标修正周期数量的周期加上半个周期，得到差异范围的上限值(2n‑1)π，那么，判断条件为

[0156] 在另一种方式中，由于一帧雷达信号的时间较短，因此，上述判断条件可以修 改为 ：

[0157] 其中， 为速度差的最大值乘以雷达信号的周期，速度差为雷达信号对应的速度与啁啾信号对应的速度之间的差值。

[0158] 即，

[0159] 其中， 为速度差的上限值乘以雷达信号的周期， 为速度差的下限值乘以雷达信号的周期。

[0160] 假设电梯的轿厢能达到的正方向最大的加速度为auplim，负方向最大加速度为alowlim，则在一个帧雷达信号的周期中，其在帧开始时到帧结束时，速度差为alowlim*Tf～auplim*Tf，此帧内，根据雷达信号和计算啁啾信号的速度之差为：

[0161]

[0162] 因此：

[0163]

[0164]

[0165] 那么，在本方式中，将预设的系数(系数一般为4)、目标修正周期数量与雷达信号的周期的平方之间的乘积除以雷达信号的波长，得到第二目标值。

[0166] 对轿厢滑行时在负方向上最大的加速度与第二目标值之间的乘积取负数，得到第三目标值。

[0167] 对轿厢滑行时在正方向上最大的加速度与第二目标值之间的乘积取负数，得到第四目标值。

[0168] 将目标修正周期数量的周期加上第三目标值，作为差异范围的上限值。

[0169] 将目标修正周期数量的周期减去第四目标值，作为差异范围的下限值。

[0170] 在一个示例中，雷达的频率为60GHz，波长λ＝5mm，雷达信号的周期Tf＝5ms，啁啾信号的周期Tc＝200μs， 则

[0171]

[0172] 又 和 相差周期数为：

[0173]

[0174] 四舍五入取整为2，则有实际雷达信号之间移动距离为：

[0175]

[0176] 根据 和 计算得到的速度分别为：

[0177]

[0178]

[0179] 步骤10455、若第二相位差差异在差异范围内，则将原始帧间相位差加上目标修正周期数量的周期，得到目标帧间相位差。

[0180] 如果第二相位差差异在差异范围内，则可以将原始帧间相位差 与目标修正周期数量的周期2nπ相加，得到目标帧间相位差 表示为：

[0181]

[0182] 步骤105、根据目标帧间相位差测量轿厢在相邻两帧雷达信号之间滑行的距离。

[0183] 根据目标帧间相位差可以获得轿厢相对于井道滑行的速度，将该速度乘以帧间隔的时间(即积分)，从而获得轿厢在相邻两帧雷达信号之间滑行的距离(即位移)。

[0184] 在具体实现中，计算雷达信号的波长λ与目标帧间相位差 之间的乘积，获得第五目标值，计算第五目标值与四个半周期之间的比值，作为轿厢在相邻两帧雷达信号之间滑行的距离Δdf。

[0185] 上述计算轿厢在相邻两帧雷达信号之间滑行的距离的过程表示如下：

[0186]

[0187] 在本实施例中，驱动电梯的轿厢在井道运动；驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号以及接收目标物反射的多帧雷达信号，当雷达安装在轿厢时，目标物为井道或井道的附属物，当雷达安装在井道时，目标物为轿厢；计算相邻两帧雷达信号之间的原始帧间相位差；将原始帧间相位差修正为目标帧间相位差；根据目标帧间相位差测量轿厢在相邻两帧雷达信号之间滑行的距离。雷达信号相对于啁啾信号的跨度较大，可以避免帧内的误差积累，减少帧间的误差积累，降低估算轿厢的位移的误差，从而提高轿厢的位移的精确度。

[0188] 实施例二

[0189] 图9为本发明实施例二提供的一种电梯的位移检测装置的结构示意图。如图9所示，该装置包括：

[0190] 电梯运行确定模块901，用于驱动电梯的轿厢在井道运动；

[0191] 雷达信号收发模块902，用于驱动雷达向目标物发射多帧雷达信号以及接收所述目标物反射的多帧雷达信号，当所述雷达安装在轿厢时，所述目标物为所述井道或所述井道的附属物，当所述雷达安装在井道时，所述目标物为所述轿厢；

[0192] 原始帧间相位差计算模块903，用于计算相邻两帧所述雷达信号之间的原始帧间相位差；

[0193] 目标帧间相位差修正模块904，用于将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差；

[0194] 滑行距离计算模块905，用于根据所述目标帧间相位差测量所述轿厢在相邻两帧所述雷达信号之间滑行的距离。

[0195] 在本发明的一个实施例中，所述目标帧间相位差修正模块904包括：

[0196] 顺序确定模块，用于按照时间顺序确定当前所述原始帧间相位差、由上一所述原始帧间相位差修正得到的上一目标帧间相位差；

[0197] 参考计算模块，用于参考上一所述目标帧间相位差将当前所述原始帧间相位差修正为当前目标帧间相位差。

[0198] 在本发明的一个实施例中，所述参考计算模块还用于：

[0199] 将当前所述原始帧间相位差减去上一所述目标帧间相位差，得到第一相位差差异；

[0200] 判断所述第一相位差差异是否在正方向小于半个周期、且在负方向小于半个周期；

[0201] 若是，则将当前所述原始帧间相位差设置为当前目标帧间相位差；

[0202] 若否，则在正方向或负方向对将所述原始帧间相位差延长一个周期，返回执行所述判断所述第一相位差差异是否在正方向小于半个周期、在负方向小于半个周期。

[0203] 在本发明的一个实施例中，所述参考计算模块还用于：

[0204] 若所述第一相位差差异在正方向大于半个周期，则在负反向将所述原始帧间相位延长一个周期；

[0205] 若所述第一相位差差异在负方向大于半个周期，则在正反向将所述原始帧间相位延长一个周期。

[0206] 在本发明的一个实施例中，每帧所述雷达信号中包含多个啁啾信号；所述目标帧间相位差修正模块904包括：

[0207] 啁啾相位差计算模块，用于在同一帧所述雷达信号中，计算所述啁啾信号之间的啁啾相位差；

[0208] 周期查询模块，用于查询所述啁啾信号的周期与所述雷达信号的周期；

[0209] 相位差推算模块，用于参考所述啁啾相位差、所述啁啾信号的周期与所述雷达信号的周期将所述原始帧间相位差修正为目标帧间相位差。

[0210] 在本发明的一个实施例，所述啁啾相位差计算模块还用于：

[0211] 在同一帧所述雷达信号中，查询首个所述啁啾信号的第一相位与末个所述啁啾信号的第二相位；

[0212] 将所述第二相位减去所述第一相位，得到总相位差；

[0213] 计算所述总相位差与啁啾数量之间的差值，作为所述啁啾信号的啁啾相位差，所述啁啾数量为所述雷达信号内所有所述啁啾信号的数量减去一得到的差值。

[0214] 在本发明的一个实施例，所述相位差推算模块还用于：

[0215] 将所述啁啾相位差与所述啁啾信号的周期之间的比值乘以所述雷达信号的周期，得到预测帧间相位差；

[0216] 将所述预测帧间相位差减去所述原始帧间相位差，得到第二相位差差异；

[0217] 设置目标修正周期数量；

[0218] 基于所述目标修正周期数量构造差异范围；

[0219] 若所述第二相位差差异在所述差异范围内，则将所述原始帧间相位差加上所述目标修正周期数量的周期，得到目标帧间相位差。

[0220] 在本发明的一个实施例，所述相位差推算模块还用于：

[0221] 对所述雷达信号的周期与所述啁啾信号的周期之间的比值取中间值，作为第一数量范围的上限值；

[0222] 对所述中间值取负数，作为第一数量范围的下限值；

[0223] 在所述第一数量范围内取整数，作为目标修正周期数量。

[0224] 在本发明的一个实施例，所述相位差推算模块还用于：

[0225] 将所述轿厢滑行的最大速度与所述雷达信号的周期之间的乘积的两倍除以所述雷达信号的波长，得到第一目标值；

[0226] 将所述第一目标值减去二分之一，作为第二数量范围的上限值；

[0227] 将所述第一目标值加去二分之一，作为第二数量范围的下限值；

[0228] 在所述第二数量范围内取整数，作为目标修正周期数量。

[0229] 在本发明的一个实施例，所述相位差推算模块还用于：

[0230] 将所述目标修正周期数量的周期减去半个周期，得到差异范围的下限值；

[0231] 将所述目标修正周期数量的周期加上半个周期，得到差异范围的上限值。

[0232] 在本发明的一个实施例，所述相位差推算模块还用于：

[0233] 将预设的系数、所述目标修正周期数量与所述雷达信号的周期的平方之间的乘积除以所述雷达信号的波长，得到第二目标值；

[0234] 对所述轿厢滑行时在负方向上最大的加速度与所述第二目标值之间的乘积取负数，得到第三目标值；

[0235] 对所述轿厢滑行时在正方向上最大的加速度与所述第二目标值之间的乘积取负数，得到第四目标值；

[0236] 将所述目标修正周期数量的周期加上所述第三目标值，作为差异范围的上限值；

[0237] 将所述目标修正周期数量的周期减去所述第四目标值，作为差异范围的下限值。

[0238] 在本发明的一个实施例，所述滑行距离计算模块905还用于：

[0239] 计算所述雷达信号的波长与所述目标帧间相位差之间的乘积，获得第五目标值；

[0240] 计算所述第五目标值与四个半周期之间的比值，作为所述轿厢在相邻两帧所述雷达信号之间滑行的距离。

[0241] 本发明实施例所提供的电梯的位移检测装置可执行本发明任意实施例所提供的电梯的位移检测方法，具备执行电梯的位移检测方法相应的功能模块和有益效果。

[0242] 实施例三

[0243] 图10示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

[0244] 如图10所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

[0245] 电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

[0246] 处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如电梯的位移检测方法。

[0247] 在一些实施例中，电梯的位移检测方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的电梯的位移检测方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行电梯的位移检测方法。

[0248] 本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

[0249] 用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

[0250] 在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD‑ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

[0251] 为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

[0252] 可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

[0253] 计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端‑服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

[0254] 应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

[0255] 上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。