(57)【要約】      （修正有）【課題】エレベーターのかごの速度情報と振動情報とを高い精度で検出し、乗り心地を向上する。【解決手段】エレベーターシステム１０２は、波形を有する信号を送信する送信機１３１と、波形を受信する受信機と、受信された波形を、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と多項式位相信号（ＰＰＳ）とを含むモデルを用いて解析することにより、エレベーターのかご２２４の速さ又は振動、若しくはその両方を生成するプロセッサ１１４とを有し、プロセッサ１１４はエレベーターのかご２２４の速さ又は振動若しくはその両方を用いて、エレベーターのかご２２４の振動を抑制するようにローラーガイドアセンブリ２２６を制御する。【選択図】図１Ｂ
2018095476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターシステムであって、
第１の方向に沿って移動するエレベーターのかごと、
波形を有する信号を送信するための送信機と、
前記波形を受信するための受信機であって、前記受信機および前記送信機は、前記エレベーターのかごの運動が受信波形に影響を及ぼすように配置される、受信機と、
コンピューター可読メモリを有するプロセッサであって、前記プロセッサは、前記受信波形を、第１の方向に沿った前記エレベーターのかごの速さを表す多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターと、第２の方向に沿った前記エレベーターのかごの振動を表す正弦波状の周波数変調（ＦＭ）位相パラメーターとを有する正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルとして表すように構成され、前記エレベーターのかごの前記速さまたは前記エレベーターのかごの前記振動のうちの１つまたは組み合わせを生成するために、前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解くように構成される、プロセッサと、
前記エレベーターのかごの前記速さまたは前記エレベーターのかごの前記振動のうちの１つまたは組み合わせを用いて、前記エレベーターシステムの動作を制御するコントローラーと、
を備える、エレベーターシステム。
【請求項２】
前記プロセッサは、高次位相関数の局所近似を用いて、前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解くように構成される、請求項１に記載のエレベーターシステム。
【請求項３】
前記高次位相関数の前記局所近似は、正弦波関数のテイラー級数展開に基づく、請求項２に記載のエレベーターシステム。
【請求項４】
前記高次位相関数の前記局所近似は、他のべき級数展開又は線形近似に基づく、請求項２に記載のエレベーターシステム。
【請求項５】
前記プロセッサは、
局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）を計算し、ピーク位置を抽出し、
前記計算されたＬＨＰＦピーク位置から正弦波状の周波数変調（ＦＭ）周波数を推定し、
受信信号の時間−周波数領域における前記ピーク位置から前記第１の方向に沿った前記エレベーターのかごの前記速さを表す前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターを推定し、
前記エレベーターシステムの前記動作を制御する前記コントローラーに、前記エレベーターのかごの前記速さおよび前記エレベーターのかごの前記振動のうちの１つまたは組み合わせを出力することによって、
前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターと前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）位相パラメーターとを用いて、前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解く、請求項１に記載のエレベーターシステム。
【請求項６】
反射波形の位相パラメーターは、正弦波状の周波数変調項および高次多項式位相項を含み、前記高次多項式位相項は、時間変化する加速度を含む運動パラメーターを含むようになっており、前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）位相パラメーターは前記第２の方向に沿った前記エレベーターのかごの前記振動を表し、前記振動は、センサーのうちの振動センサーと、前記エレベーターシステムのガイドレールとの間の前記第２の方向に沿った横方向距離である前記第２の方向に沿った横方向振動であるようになっている、請求項１に記載のエレベーターシステム。
【請求項７】
前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターを出力するための応答時間が所定の閾値期間未満であるときに、または前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）位相パラメーターが、あらかじめ決められた正弦波状の周波数変調（ＦＭ）周波数未満である正弦波状の周波数変調（ＦＭ）周波数を有するときに利用される、請求項１に記載のエレベーターシステム。
【請求項８】
ユーザー入力が少なくとも１つのユーザー入力インターフェースの面上に与えられ、前記プロセッサによって受信され、前記ユーザー入力は前記所定の閾値期間、前記あらかじめ決められた正弦波状の周波数変調（ＦＭ）周波数、またはその両方に関連し、
前記ユーザー入力は、前記エレベーターシステムの前記動作を制御するために処理されて、前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルが解かれ、前記エレベーターのかごの前記速さおよび前記エレベーターのかごの前記振動のうちの１つまたは組み合わせが生成される、請求項７に記載のエレベーターシステム。
【請求項９】
前記受信機または前記送信機は前記エレベーターシステムのシャフトに取り付けられるか、または送受信機が前記エレベーターのかご上に配置され、前記シャフトからの前記波形の反射が検知されるようになっており、送信波形は前記エレベーターのかごの前記運動に起因して前記受信波形とは異なるようになっている、請求項１に記載のエレベーターシステム。
【請求項１０】
前記エレベーターのかごは前記第１の方向において動的運動の状態で移動することができ、速さの測定値が多項式位相信号（ＰＰＳ）として推定され、多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターは前記エレベーターのかごの運動パラメーターに関連付けられ、前記エレベーターのかごの初期速度および加速度は前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターに比例するようになっている、請求項１に記載のエレベーターシステム。
【請求項１１】
前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）位相パラメーターは、前記第２の方向に沿った前記エレベーターのかごの振動を表し、前記振動は、前記エレベーターシステムのガイドレールの変形と、前記ガイドレール反射面の構成形状と、前記エレベーターのかごの空気力学的な力と、前記エレベーターのかご内の機械的原因または不均等な乗客負荷に起因する前記エレベーターのかごの横方向振動とのうちの１つまたは組み合わせに起因するようになっている、請求項１に記載のエレベーターシステム。
【請求項１２】
前記エレベーターのかごの記憶された生成振動を前記エレベーターのかごの以前に記憶された振動データの履歴と比較して、前記エレベーターのかごの前記記憶された生成振動が前記エレベーターのかごの所定の振動閾値の履歴を超えるか否かを判断する、請求項１に記載のエレベーターシステム。
【請求項１３】
運搬機制御方法であって、
ある期間にわたって運搬機と通信するセンサーから生成された測定値を取り込み、波形を有する送信信号を取得することを含み、前記センサーは、前記運搬機の運動が前記送信信号に影響を及ぼし、結果として受信波形が影響を及ぼされるように配置され、前記運搬機は、エレベーター、運搬輸送機械のタービンまたはヘリコプターのうちの１つを含み、
コンピューター可読メモリを有するプロセッサは、前記受信波形を、第１の方向に沿った前記運搬機の速さを表す多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターと、第２の方向に沿った前記運搬機の振動を表す正弦波状の周波数変調（ＦＭ）位相パラメーターとを有する正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルとして表すように構成され、前記コンピューター可読メモリに記憶される、前記運搬機の前記速さおよび前記運搬機の前記振動のうちの１つまたは組み合わせを生成するために、前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解くように構成され、
また、方法は、前記運搬機の前記速さおよび前記運搬機の前記振動のうちの１つまたは組み合わせを用いて、コントローラーによって、前記運搬機の動作を制御することを更に含む、運搬機制御方法。
【請求項１４】
前記運搬機は前記エレベーターのかごであり、前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを用いて、前記第１の方向に沿った前記エレベーターのかごの検知された速さを表す前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターを推定し、前記運搬機制御方法は、前記推定された第１のパラメーターに基づいて、前記エレベーターのかごの前記速さを更新することを更に含む、請求項１３に記載の運搬機制御方法。
【請求項１５】
前記プロセッサは、高次位相関数の局所近似を用いて前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解くように構成され、前記高次位相関数の前記局所近似は、正弦波関数のテイラー級数展開に基づくようになっている、請求項１３に記載の運搬機制御方法。
【請求項１６】
前記プロセッサは、
局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）を計算し、ピーク位置を抽出し、
前記計算された局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）ピーク位置から正弦波状の周波数変調（ＦＭ）周波数を推定し、
受信信号の時間−周波数領域における前記ピーク位置から前記第１の方向に沿った前記運搬機の前記速さを表す前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターを推定し、
前記運搬機の前記速さおよび前記運搬機の前記振動のうちの１つまたは組み合わせを、前記運搬機の前記動作を制御する前記コントローラーに出力することによって、
前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターおよび前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）位相パラメーターを用いて前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解く、請求項１３に記載の運搬機制御方法。
【請求項１７】
前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターを出力するための応答時間が所定の閾値期間未満であるときに、または前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）位相パラメーターが、あらかじめ決められた正弦波状の周波数変調（ＦＭ）周波数未満である正弦波状の周波数変調（ＦＭ）周波数を有するときに利用される、請求項１３に記載の運搬機制御方法。
【請求項１８】
エレベーター制御方法を実行するためにコンピューターによって実行可能なプログラムがその上に具現された非一時的コンピューター可読記憶媒体であって、前記エレベーター制御方法は、
第１の方向におけるエレベーターのかごの移動の速さに関連するセンサーから生成される信号データを取得するとともに、前記信号データを非一時的コンピューター可読記憶媒体に記憶することであって、前記第１の方向における前記エレベーターのかごの前記移動の推定される速さは、第２の方向に沿って伝搬する信号を用いて推定され、前記第１の方向は前記第２の方向とは異なることと、
プロセッサによって、前記エレベーターのかごの前記移動の前記速さ推定値を、前記第１の方向に沿った前記エレベーターのかごの検知された速さを表す多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターと、前記第２の方向に沿った前記エレベーターのかごの振動を表す正弦波状の周波数変調（ＦＭ）位相パラメーターとを有する正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルとして定式化するとともに、前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解き、前記エレベーターのかごの前記速さを更新することと、
前記エレベーターのかごの前記速さおよび前記エレベーターのかごの前記振動のうちの１つまたは組み合わせを用いて、コントローラーを介して、前記エレベーターのかごの動作を制御することと、
を含む、エレベーター制御方法。
【請求項１９】
前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解いて、前記第１の方向に沿った前記エレベーターのかごの前記検知された速さを表す前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターを推定することと、
前記推定された第１のパラメーターに基づいて、前記エレベーターのかごの前記速さを更新することと、
を更に含む、請求項１８に記載のエレベーター制御方法。
【請求項２０】
前記プロセッサは、
局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）を計算し、ピーク位置を抽出し、
前記計算された局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）ピーク位置から正弦波状の周波数変調（ＦＭ）周波数を推定し、
受信信号の時間−周波数領域における前記ピーク位置から前記第１の方向に沿った運搬機の前記速さを表す前記多項式位相信号（ＰＰＳ）位相パラメーターを推定し、
前記運搬機の前記速さ及び前記運搬機の前記振動のうちの１つ又は組み合わせを、前記運搬機の前記動作を制御する前記コントローラーに出力することによって、
高次位相関数の局所近似を用いて前記正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解く、請求項１８に記載のエレベーター制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベーターシステムおよびエレベーター制御方法に関し、特に、エレベーターシステムの動作を制御するために使用するエレベーターのかごの速度および振動の情報を高い精度で推定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
昇降路を通って移動しているエレベーターのかごは、状況に応じてかごの速度を測定する必要がある。例えば、エレベーターを導入する場合、保守点検を行う場合など、エレベーターのかごの速度情報を測定しなければならない。従来、エレベーター技術者、整備士は、調整中または試験中に、かごの上に登り、携帯タコメーターを利用してエレベーターの速度をチェックする。通常、この方法は、かご点検ボックスの上部を操作する技術者に、エレベーターを走行させながら、それと同時に昇降路内のガイドレールのうちの１つにタコメーターを保持するように要求する。加えて、この方法は、速度情報しか得られないという制約がある。
【０００３】
また、エレベーター技術者は、片方の手でかご点検ボックスの上部を操作しながら、別の手でタコメーターとガイドレールとの間の接触を保つ必要もある。その結果、速度測定の効率および精度は、エレベーター技術者の能力に依存するため、時として低下する可能性がある。さらに、エレベーターのかごが昇降路を通って移動している間に、エレベーター技術者は、エレベーターのかごの上にいなければならないため、常に深刻な安全性の懸念がある。
【０００４】
それゆえ、エレベーターシステムの動作を制御するために、エレベーターシステム内のエレベーターのかごの速度とともに振動を測定できる、エレベーターシステムのエレベーターのかごの運動を推定するための改善された方法が必要とされている。
【０００５】
上述した要求に対応するため、特に乗り心地の向上に関して、複数の電磁リニアアクチュエータを用いて、能動的に制御されるエレベーター設備が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載のアクティブライド制御システムは、エレベーターのかごが、昇降路内のガイドレールに沿って移動する。そして、エレベーターのかごに取り付けられたセンサーは、移動方向に対して横方向に生じる振動を測定する。さらに、センサーからの信号は、感知された振動を抑制するために、それぞれのリニアアクチュエータを作動させるのに必要な電流を算出してコントローラーに入力する。これらの結果、能動的にリニアアクチュエータに供給され、振動を減衰させるため、車内を移動する乗客の乗り心地が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．５，８９６，９４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この従来技術には、以下のような課題がある。上述した特許文献１に記載のエレベーター設備において、コントローラーは、位置のフィードバックコントローラーに関して、多くの問題を抱えている。例えば、位置のフィードバックコントローラーは、反応がかなり遅い。また、コントローラーの出力は、アクチュエータの過熱を引き起こさないレベルに制限されている。さらなる問題として、加速コントローラーからの出力は、制限されていないため、アクチュエータに大きな振幅の共振力が生成される。つまり、フィードバックゲインが高すぎる場合には、すべての閉ループ制御におけるコントローラーが不安定になる。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、エレベーターシステムとエレベーターの動作制御方法において、エレベーターのかごの速度情報と振動情報とを高い精度で検出できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
いくつかの実施形態は、エレベーターシステムまたは運搬機の動作を制御するために、速さのような第１の運動方向、あるいは振動のような第２の運動方向を測定して、エレベーターのかごまたは運搬機の運動を推定する。
【００１０】
本発明は、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）を用いて、エレベーターシステムにおけるエレベーターのかごの運動を推定できる、という理論に基づいている。エレベーターのかごが、動的な運動または加速が時間とともに変化する状態で移動しているとき、それらの測定は、エレベーターのかごの運動パラメーターに関連付けられる、位相パラメーターを有する純粋なＰＰＳとしてモデル化できる。例えば、初期速度および加速度は、それぞれ、位相パラメーターに比例する。
【００１１】
さらに、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを用いるパラメーター推定における実験を通して、対象物の運動を推測するために、厳密な条件下でパラメーター推定が、使用できる。
例えば、
・正弦波状のＦＭ周波数が小さいとき、すなわち、低い正弦波周波数を有するとき、
・取得されるサンプル数が限られるとき、すなわち、対象物の運動パラメーターを出力するための応答時間が非常に短いとき、
など、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを使用する本発明は、推定精度を改善することができる。数ある利点の中でも、少なくとも１つの利点は、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを使用することを含み、そのモデルは、平均二乗誤差に関して、数桁に及ぶ改善された推定精度を提供する。このようにして、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相変調（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、閾値期間に固有のＰＰＳ位相パラメーターを出力するための、及び／又は閾値正弦波状のＦＭ周波数量に固有の正弦波状のＦＭ位相パラメーターを出力するための、応答時間に関する閾値を設定することに基づいて、数多くの適用例のために使用することができる。
【００１２】
例えば、あらかじめ決められた閾値期間より、短いＰＰＳ位相パラメーターを出力するための応答時間に関する閾値が設定される場合には、あるいは、あらかじめ決められた正弦波状のＦＭ周波数より低い正弦波状のＦＭ周波数を有する正弦波状のＦＭ位相パラメーターに関する別の閾値が設定される場合には、特定の適用例に応じて措置を講じることができる。非限定的な例によれば、講じられる少なくとも１つの措置は、エレベーターのかごまたは運搬機の運動を制御することとすることができる。何らかのイベント、すなわち、機械関連の問題または現在の動作に影響を及ぼす環境条件に起因する潜在的な異常動作のインジケーションがある時点においてエレベーターのかごの運動を制御することによって、そのような制御措置は、エレベーターシステムの動作健全性の延長を提供することができるか、またはエレベーターのかご内の中身、すなわち、人々の安全性を改善することができる。本発明は、レーダー、音波、通信、音響および光学を含む、従来の適用例において根本的な問題である、限られた数、または少ない数のサンプルしか有しない多項式位相信号（ＰＰＳ）のエレベーターの運動のようなパラメーター推定を克服する。具体的には、本発明の正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、そのような短所を克服し、小さな正弦波状のＦＭ周波数および限られた数のサンプルにもかかわらず、エレベーターのかごの速さ、エレベーターのかごの振動の改善された推定精度を与えることによって、より優れた性能を有することがわかった。
【００１３】
ある特定の状況またはシナリオが生じるときに、エレベーターのかご、運搬機の運動を推定する際に、正弦波状のＦＭ成分を理解するのが重要であることもさらにわかった。例えば、エレベーターのかごの横方向振動は、いくつかの問題、例えば、数ある中でも、機械関連の問題、エレベーターのかご内の不均等な負荷、またはガイドレール反射面の構成形状に基づいて、運動を推定するのに影響を及ぼす可能性がある。両方の影響にもかかわらず、整合フィルター処理後の出力は、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルに従うことがわかった。
【００１４】
本発明のシステムおよび方法を、いかに実現できるかをさらに深く理解するために、非限定的な例として、簡潔な概説を提供することができる。特定の適用例に応じて、そのシステムおよび方法は、異なるように構成し実現することができるか、またはさらなる態様を含むことができると考えられる。それにもかかわらず、例えば、初期ステップは、第１の方向に沿って移動するエレベーターのかごを有するエレベーターシステムを含むことができる。波形を有する信号を送信するために送信機を使用することができる。波形を受信するために受信機を使用することができ、受信機及び送信機は、エレベーターのかごの運動が、受信波形に影響を与えることができるように配置される。エレベーターのかごが、第１の方向に移動する運動に関連する信号データは、センサー、すなわち、送信機および受信機によって生成される。要求される特定の適用例の要件に応じて、信号データは、メモリに記憶することができるか、または信号データは、リアルタイムに収集し、処理することができる。
【００１５】
プロセッサが内部メモリを有し、信号データがメモリに記憶されるときに信号データを取り込むことができるか、または信号データをリアルタイムに取り込むことができる。プロセッサは、受信波形を正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルとして表すように構成される。正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、第１の方向に沿ったエレベーターのかごの速さを表すＰＰＳ位相パラメーターと、第２の方向に沿ったエレベーターのかごの振動を表す正弦波状のＦＭ位相パラメーターとを有し、その際、エレベーターのかごの速さまたはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを生成するために、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解く。
【００１６】
エレベーターのかごが、動的な運動または加速が時間とともに変化する状態で移動しているとき、測定は、エレベーターのかごの運動パラメーターに関連付けられる位相パラメーターを有する純粋なＰＰＳとしてモデル化することができる。すなわち、初期速度および加速度は、それぞれ位相パラメーターに比例することを思い起こされたい。エレベーターのかごの横方向振動は、機械的な問題、不均等な負荷等に基づいて、運動を推定するのに影響を及ぼす可能性があるので、エレベーターのかごの運動を推定するときに、正弦波状のＦＭ成分が重要であることもわかった。
【００１７】
いくつかの手法を用いて、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解くことができ、少なくとも１つの手法は、ピーク位置を抽出するために、局所高次位相関数（ＬＨＰＦ：Ｌｏｃａｌ  Ｈｉｇｈ−ｏｒｄｅｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を計算することによって、ＰＰＳ位相パラメーターおよび正弦波状のＦＭ位相パラメーターを使用することを含む。その後、計算されたＬＨＰＦピーク位置から、正弦波状のＦＭ周波数を推定し、その後、ピーク位置から第１の方向に沿ったエレベーターのかごの速さを表すＰＰＳ位相パラメーターを、受信信号の時間−周波数領域において推定する。正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解くための別の手法は、高次位相関数の局所近似を含むことができ、局所近似は、正弦波関数のテイラー級数展開に基づくことに留意されたい。さらに、高次位相関数の局所近似は、他のべき級数展開または線形近似に基づくこともできる。
【００１８】
最後に、エレベーターシステムの動作健全性管理を支援するために、コントローラーを用いて、エレベーターのかごの速さまたはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを用いてエレベーターシステムの動作を制御することができる。
【００１９】
本発明の一つの実施の形態によれば、エレベーターシステムは、第１の方向に沿って移動するエレベーターのかごを含む。波形を有する信号を送信するための送信機および波形を受信するための受信機は、エレベーターのかごの運動が、受信波形に影響を及ぼすように配置される。コンピューター可読メモリを有するプロセッサが、受信波形を正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルとして表すように構成される。正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、第１の方向に沿ったエレベーターのかごの速さを表すＰＰＳ位相パラメーターと、第２の方向に沿ったエレベーターのかごの振動を表す正弦波状のＦＭ位相パラメーターとを有し、エレベーターのかごの速さまたはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを生成するために、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解く。最後に、エレベーターシステムの動作健全性管理を支援するために、エレベーターのかごの速度またはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを用いて、エレベーターシステムの動作を制御するコントローラーを備えている。
【００２０】
本発明の別の実施の形態によれば、運搬機制御方法が、波形を有する送信信号を取得するために、ある期間にわたって運搬機と通信するセンサーから生成された測定値を取り込むことを含む。センサーは、運搬機の運動が送信信号に影響を及ぼし、結果として受信波形が影響を及ぼされるように配置される。さらに、運搬機は、エレベーター、運搬輸送機械のタービンまたはヘリコプターのうちの１つを含む。コンピューター可読メモリを有するプロセッサが、受信波形を正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルとして表すように構成される。正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、第１の方向に沿った運搬機の速さを表すＰＰＳ位相パラメーターと、第２の方向に沿った運搬機の振動を表す正弦波状のＦＭ位相パラメーターとを有し、コンピューター可読メモリに記憶される。運搬機の速さまたは運搬機の振動のうちの１つまたは組み合わせを生成するために、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解く。最後に、運搬機の動作健全性管理を支援するために、または運搬機によって運搬される中身を保護するために、運搬機の動作を制御することを介して安全措置を開始するのを支援するために、運搬機の速度および運搬機の振動のうちの１つまたは組み合わせを用いて、コントローラーを介して、運搬機の動作を制御する。
【００２１】
本発明の別の実施の形態によれば、エレベーター制御方法を実行するために、コンピューターによって実行可能なプログラムがその上に具現された非一時的コンピューター可読記憶媒体を備えている。エレベーター制御方法は、第１の方向におけるエレベーターのかごの移動の速度に関連する。センサーから生成された信号データを取得することと、信号データを非一時的コンピューター可読記憶媒体に記憶することとを含む。第１の方向におけるエレベーターのかごの移動の推定速度は、第２の方向に沿って伝搬する信号を用いて推定され、第１の方向は第２の方向とは異なる。プロセッサによって、エレベーターのかごの移動速度の推定値を、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルとして定式化する。正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、第１の方向に沿ったエレベーターのかごの被検知速度を表すＰＰＳ位相パラメーターと、第２の方向に沿ったエレベーターのかごの振動を表す正弦波状のＦＭ位相パラメーターとを有し、エレベーターのかごの速度を更新するために、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解く。最後に、運搬機の動作健全性管理を支援するために、または運搬機によって運搬される中身を保護するために、運搬機の動作を制御することを介して安全措置を開始するのを支援するために、エレベーターのかごの速さまたはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを用いて、コントローラーを介してエレベーターのかごの動作を制御する。
【００２２】
ここに開示されている実施の形態は、添付図面を参照して更に説明することができる。示されている図面は、必ずしも一律の縮尺というわけではなく、その代わり、一般的に、ここに開示されている実施形態の原理を示すことに強調が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の一つの実施の形態における、ＰＰＳ位相パラメーターおよび正弦波状のＦＭ位相パラメーターを有する正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルからのエレベーターのかごの速さまたはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを用いてエレベーターシステムの動作を制御するための方法を示すブロック図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態における、図１Ａの方法および構成要素を示すブロック図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態における、図１Ａ及び図１Ｂの方法及び更なる構成要素を示すブロック図である。
【図１Ｄ】本発明の一つの実施の形態における、本発明が正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルをいかに解くことができるかとして、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃの方法を示すブロック図である。
【図１Ｅ】本発明の一つの実施の形態における、本発明が正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルをいかに解くことができるかとして、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃの方法を示すブロック図である。
【図２】本発明の幾つかの実施の形態における、雑音がないシナリオにおける、ｆ０＝３９０．７２５４ＨｚおよびＮ＝１０２４の場合の正弦波状のＦＭチャープ信号に適用される局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）の時間−周波数表現を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態における、雑音がないシナリオにおける、ｆ０＝５０ＨｚおよびＮ＝１０２４の場合のハイブリッド正弦波ＦＭチャープ信号に適用される局所三次位相関数（ＣＰＦ）の時間−周波数レート表現を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態における、ｆ０＝３９０．７２５４Ｈｚ、Ｎ＝１０２４および信号対雑音比（ＳＮＲ）＝８ｄＢの場合のハイブリッド正弦波ＦＭチャープ信号に適用される局所三次位相関数（ＣＰＦ）の時間−周波数レート表現を示すグラフである。
【図５Ａ】本発明の実施の形態における、テイラー級数展開を表すグラフである。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態における、テイラー級数展開を示すグラフであり、｜τ｜≦２６にわたる近似誤差を表す図である。
【図６Ａ】本発明の実施の形態における、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを開発する際の実験を示すグラフであり、雑音がない場合の元のＨＰＦを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施の形態における、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを開発する際の実験を示すグラフであり、Ｐ＝２およびω０＝２πｆ０＝０．０４９１の場合の正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルに適用される局所ＨＰＦを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における、方法の一つの態様を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態における、代替のコンピューターまたはプロセッサを用いて実現することができる図１Ａの方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
上記で明らかにされた図面は、ここに開示されている実施の形態を記載しているが、この論述において言及されるように、他の実施の形態も意図されている。この開示は、限定ではなく代表例として例示の実施の形態を提示している。ここに開示されている実施の形態の原理の範囲および趣旨に含まれる非常に多くの他の変更および実施の形態を当業者は考案することができる。
【００２５】
以下の説明は、例示的な実施の形態のみを提供し、本発明の範囲も、適用範囲も、構成も限定することを意図していない。そうではなく、例示的な実施の形態の以下の説明は１つ以上の例示的な実施の形態を実施することを可能にする説明を当業者に提供する。添付の特許請求の範囲に明記されているような開示された主題の趣旨および範囲から逸脱することなく要素の機能および配置を行うことができる様々な変更が意図されている。
【００２６】
以下の説明では、実施の形態の十分な理解を提供するために、具体的な詳細が与えられている。しかしながら、当業者は、これらの具体的な詳細がなくても実施の形態を実施することが可能なことを理解することができる。例えば、開示された主題におけるシステム、プロセス、および他の要素は、実施の形態を不必要な、詳細で不明瞭にしないように、ブロック図形式の構成要素として示される場合がある。それ以外の場合において、よく知られたプロセス、構造、および技法は、実施の形態を不明瞭にしないように、不必要な詳細なしで示される場合がある。さらに、様々な図面における同様の参照符号および名称は、同様の要素を示す。
【００２７】
また、個々の実施の形態は、フローチャート、フロー図、データフロー図、構造図、またはブロック図として描かれるプロセスとして説明される場合がある。フローチャートは、動作を逐次的なプロセスとして説明することができるが、これらの動作の多くは、並列または同時に実行することができる。加えて、これらの動作の順序は、再配列することができる。プロセスは、その動作が完了したときに終了できるが、論述されないまたは図に含まれない追加のステップを有する場合がある。さらに、特に説明される任意のプロセスにおける全ての動作が、全ての実施の形態において行われ得るとは限らない。プロセスは、方法、関数、手順、サブルーチン、サブプログラム等に対応することができる。プロセスが関数に対応するとき、その関数の終了は、呼び出し側関数またはメイン関数へのその機能の復帰に対応することができる。
【００２８】
さらに、開示された主題の実施の形態は、少なくとも一部は手動または自動のいずれかで実施することができる。手動実施または自動実施は、マシン、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはそれらの任意の組み合わせを用いて実行することもできるし、少なくとも援助することができる。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェアまたはマイクロコードで実施されるとき、必要なタスクを実行するプログラムコードまたはプログラムコードセグメントは、マシン可読媒体に記憶することができる。プロセッサ（複数の場合もある）が、それらの必要なタスクを実行することができる。
【００２９】
実施の形態１．
実施の形態が、エレベーターシステムの動作を制御するために、速度のような第１の運動方向、もしくは振動のような第２の運動方向を測定するエレベーターのかごの運動を推定することを含んでいる。
【００３０】
本開示は、第１の方向に沿って移動するエレベーターのかごを有するエレベーターシステムを含み、送信機が、受信機によって受信される波形を有する信号を送信する。受信機および送信機は、エレベーターの運動が受信波形に影響を及ぼすように配置される。プロセッサが、受信波形を正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルとして表すように構成される。正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、ハイブリッド正弦波ＦＭ−ＰＰＳモデルを解き、エレベーターのかごの速度またはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを生成するために使用される。第１の方向に沿ったエレベーターのかごの速度を表すＰＰＳ位相パラメーターと、第２の方向に沿ったエレベーターのかごの振動を表す正弦波状のＦＭ位相パラメーターとを有する。最後に、コントローラーが、エレベーターシステムの動作健全性管理を支援するために、エレベーターのかごの速さまたはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを用いてエレベーターシステムの動作を制御する。
【００３１】
本開示の実施の形態によれば、そのシステムおよび方法は、エレベーターのかごを動的な運動または加速が時間とともに変化する状態で移動しているものとして取り扱うので、測定値をエレベーターのかごの運動パラメーターに関連する位相パラメーターを有する純粋なＰＰＳとしてモデル化することができる。すなわち、初期速度および加速度が、それぞれ位相パラメーターに比例する。エレベーターのかごの横方向振動は、機械的な問題、不均等な負荷等に基づいて、運動を推定するのに影響を及ぼす可能性があるので、エレベーターのかごの運動を推定するときに、正弦波状のＦＭ成分が重要である。
【００３２】
例えば、ある特定の状況またはシナリオが生じるときに、エレベーターのかごの運動を推定する際に正弦波状のＦＭ成分を理解するのが重要である。エレベーターのかごの横方向振動は、幾つかの問題、例えば、数ある中でも、機械関連の問題、エレベーターのかご内の不均等な負荷、またはガイドレール反射面の構成形状に基づいて、運動を推定するのに影響を及ぼす可能性がある。両方の影響にもかかわらず、整合フィルター処理後の出力は、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルに従うことがわかった。したがって、ある特定の状況下で、エレベーターのかごの上下方向（第１の方向）に対して垂直である横方向（第２の方向）に沿ったエレベーターのかごの振動が、エレベーターシステムの動作を制御する際に考慮されることが必要な場合がある。
【００３３】
図１Ａは、本発明の一つの実施の形態における、ＰＰＳ位相パラメーターおよび正弦波状のＦＭ位相パラメーターを有する正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルからのエレベーターのかごの速度またはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを用いて、エレベーターシステムの動作を制御するための方法１００を示すブロック図である。図１Ａは、プロセッサ１１４、メモリ１１２および出力インターフェース１１６を有するコンピューター１１３を示す。
【００３４】
図１Ａのステップ１１０は、センサー、すなわち送信機および受信機によって生成された、第１の方向におけるエレベーターのかごの移動の運動に関連する信号データを取り込むことを含む。要求される特定の適用例の要件に応じて、信号データはメモリに記憶することができるか、または信号データは、リアルタイムに収集し、処理することができる。
【００３５】
図１Ａのステップ１１５において、ピーク位置を抽出するために、局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）を計算することによって、ＰＰＳ位相パラメーターおよび正弦波状のＦＭ位相パラメーターを使用する少なくとも１つの手法を用いて、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解くことができる。図１Ａのステップ１２０は、ピーク位置を抽出して、ＰＰＳ位相パラメーターおよび正弦波状のＦＭ位相パラメーターを推定することを含む。ステップ１２５は、計算されたＬＨＰＦピーク位置から正弦波状のＦＭ周波数を推定することを含む。ステップ１３０は、受信信号の時間−周波数領域におけるピーク位置から、第１の方向に沿ったエレベーターのかごの速さを表すＰＰＳ位相パラメーターを含む他のパラメーターを推定することを含む。
【００３６】
ＬＨＰＦ手法に加えて、高次位相関数の局所近似を使用する手法のような、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解くための別の手法を使用することができることに留意されたい。局所近似は、正弦波関数のテイラー級数展開に基づいている。さらに、高次位相関数の局所近似は、適用例に応じて、他のべき級数展開または線形近似に基づくこともできる。
【００３７】
ステップ１３０は、エレベーターシステムの動作健全性管理を支援するために、エレベーターのかごの速度またはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを用いて、エレベーターシステムの動作を制御するために使用することができる運動パラメーターを、コントローラーを介して出力することを含む。
【００３８】
図１Ａを更に参照すると、対象物の運動を推測するために、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを使用するパラメーター推定における実験を通して理解した、少なくとも１つの利点において、パラメーター推定は、厳密な条件下で使用することができる。例えば、正弦波状のＦＭ周波数が小さい（又は低い正弦波周波数を有する）とき、あるいは取得されるサンプル数が制限される（又は対象物運動パラメーターを出力するための応答時間が非常に短い）ときにおいて、本発明の正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、推定精度を改善できることがわかった。詳細には、少なくとも１つの態様は、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを使用することを含み、そのモデルは、平均二乗誤差に関して、数桁に及ぶ改善された推定精度を提供する。
【００３９】
本出願人の発見に基づいて、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルは、閾値期間に固有のＰＰＳ位相パラメーターを出力するための、あるいは閾値正弦波状のＦＭ周波数量に固有の正弦波状のＦＭ位相パラメーターを出力するための、応答時間に関する閾値を設定することによって、数多くの適用例のために使用することができる。例えば、所定の閾値期間より短いＰＰＳ位相パラメーターを出力するための応答時間に関する閾値が設定される場合には、あるいはあらかじめ決められた正弦波状のＦＭ周波数より低い正弦波状のＦＭ周波数を有する正弦波状のＦＭ位相パラメーターに関する別の閾値が設定される場合には、特定の適用例に応じて措置を講じることができる。非限定的な例によれば、少なくとも１つの措置は、エレベーターのかごまたは運搬機の運動を制御することとすることができる。何らかのイベント、すなわち、機械関連の問題または現在の動作に影響を及ぼす環境条件に起因する潜在的な異常動作のインジケーションがある時点においてエレベーターのかごの運動を制御することによって、そのような制御措置は、エレベーターシステムの動作健全性の延長を提供することができるか、またはエレベーターのかご内の中身、すなわち、人々の安全性を改善することができる。
【００４０】
図１Ｂは、本発明の実施の形態における、図１Ａの方法および構成要素を示すブロック図である。図１Ｂは、エレベーターのかご２２４と、フレーム２２３と、４つのローラーガイドアセンブリ２２６と、ガイドレール２２２とを含むエレベーターシステム１０２を示す。ローラーガイドアセンブリ２２６は、エレベーターのかご２２４の振動を最小化するサスペンションシステムとしての役割を果たす。エレベーターのかご２２４およびローラーガイドアセンブリ２２６がフレーム２２３上に取り付けられる。エレベーターのかご２２４およびフレーム２２３は、ガイドアセンブリ２２６によって制約されながらガイドレール２２２に沿って移動する。エレベーターのかご２２４内の振動レベルに寄与する２つの主な外乱、すなわち、レールの不規則性に起因してレールガイドを通してエレベーターのかご２２４に伝達される第１のレールにより誘発される力と、建物のウィンドバフェット、乗客の負荷分布または運動によって生成されるような第２の直接的なかごへの力とが存在する可能性がある。したがって、ある特定の状況下において、横方向に沿ったエレベーターかご１２４の振動が、エレベーターシステムの動作を制御する際に考慮される必要がある。
【００４１】
非限定的な例によれば、エレベーターシステムが、機械的問題に起因して異常な挙動を受けており、そのような機械的問題の何らかのインジケーションが振動を介して検知できる場合には、そのような知識を有することによって、エレベーターシステムの動作健全性管理を支援することができる。さらに、非限定的な例によれば、何らかの環境事象（複数の場合もある）または自然災害が生じつつある場合には、エレベーターシステムに対して激しい振動を引き起こし、それにより、異常動作を引き起こすか、またはエレベーターシステムの潜在的な故障につながる。その際、潜在的な異常挙動または潜在的な故障の何らかのインジケーションまたは警告を、エレベーターシステムの振動の検出によって与えることができる場合には、そのような早期の警告システムは、エレベーターシステムの動作健全性管理を助けることができるか、そのような環境若しくは自然災害事象中にエレベーターのかご内の乗員の安全性を高めることができる。
【００４２】
図１Ｂを更に参照すると、図１Ｂは、図１Ａのステップ１１０の信号データをエレベーターシステム１０２からいかに収集できるかを示す。エレベーターシステム１０２は、第１の方向（ｚ軸）に沿って移動するエレベーターのかご２２４を含む。センサー１３１を使用することができ、送信機が波形を有する信号を送信することができ、受信機が波形を受信することができる。適用例によっては、センサー１３１が、エレベーターのかご２２４上に位置することができ、別のセンサーが、エレベーターシステム１０２のフレーム２２３上に、または何らかの他の場所に位置することができる。本発明は、信号データを取得するために、エレベーターシステム１０２内で、上記で言及されたようなセンサー位置だけでなく、異なるタイプのセンサーを使用することも考慮している。受信機および送信機は、エレベーターのかご２２４の運動が受信波形に影響を及ぼすように配置される。要求される特定の適用例の要件に応じて、信号データは、プロセッサ１１４によってリアルタイムに収集し、処理することができる。任意選択で、信号データは、外部メモリ１１２ＡＡに記憶し、プロセッサ１１４によって処理するか、若しくはメモリ１１２に記憶することができるか、または直接メモリ１１２に記憶し、その後、プロセッサ１１４によって処理することができる。
【００４３】
運搬システムは、人々、重い物品または嵩張る物品等の輸送を伴う適用例を含むことができることに留意されたい。例えば、運搬システムは、運搬システムの少なくとも一部の運動を検出する能力を含むことができ、運搬システムの可動部品、すなわち、対象物は、正弦波状のＦＭ成分を導入する回転部品（例えば、ヘリコプターの動翼）および対象物振動（例えば、ジェットエンジン）とともに、ＰＰＳ位相パラメーターに関連する運動パラメーターを有する純粋なＰＰＳ成分を導入する。
【００４４】
図１Ｃは、本発明の実施の形態における、図１Ｂの方法および更なる構成要素を示すブロック図である。図１Ｃは、ローラーガイドアセンブリ２２６の一部を示しており、中央ローラー１４１が右から左方向（ｘ軸）におけるエレベーターのかごの振動を最小化する役割を果たす。詳細には、図１Ｃは、セミアクティブアクチュエーター１４６を作動させ、エレベーターのかごの動作を制御することができるコントローラー１４８を示す。中央ローラー１４１は、ローラーゴム１４２を通してガイドレール２２２との接触を保持する。ローラーは、フレーム２２３のベース１４３上に取り付けられ、その軸が前後方向（ｙ軸）に沿っているピボット１４４の周りを回転することができる。回転アーム１４５は、ローラーと同じ角速度においてピボット１４４の周りを回転する。一つの実施の形態において、セミアクティブアクチュエーター１４６は、フレームベース１４３と回転アーム１４５との間に設置される。回転ばね１４７は、回転アーム１４５とフレームベース１４３との間に設置される。
【００４５】
再び図１Ｂを参照すると、ガイドレール２２２のレベル変動によって、ローラーがピボットの周りを回転することができる。ローラーの回転は、ローラーばねを通しての回転アームとフレームベースとの間の結合部に起因して、フレーム２２３の横方向移動または振動を誘発する。すなわち、ガイドレールのレベル変動が、外乱の発生源である。フレームの横方向移動は、それらの結合部（支持ラバー）２２５によってエレベーターのかご２２４の移動を更に誘発する。エレベーターのかご２２４は、前後（ｙ軸）方向あるいは左右（ｘ軸）方向のいずれかにおいて移動する。
【００４６】
図１Ｄおよび図１Ｅは、本発明の一つの実施の形態における、本発明が正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルをいかに解くことができるかとして、図１Ａの方法を示すブロック図である。
【００４７】
図１Ｄのステップ１１０は、エレベーターのかごが第１の方向に移動する運動に関連する。センサー、すなわち、送信機および受信機によって生成される信号データを取り込むことを含む。要求される特定の適用例の要件に応じて、信号データは、メモリに記憶することができるか、または信号データをリアルタイムに収集し、処理することができる。グラフ１１０ＡＡは、所定の時間領域信号データを示す。
【００４８】
図１Ｄのステップ１１５は、グラフ１１５ＣＣを取得するために、式１１５ＡＡおよび１１５ＢＢを用いて、局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）を使用して正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを解く。グラフ１１５ＣＣは、雑音のないシナリオにおけるｆ０＝３９０．７２５４ＨｚおよびＮ＝１０２４の場合の正弦波状のＦＭチャープ信号に適用される局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）の時間−周波数表現を示す（図２を参照）。
【００４９】
図１Ｅのステップ１２０は、式１２０ＡＡを用いてＰＰＳ位相パラメーターおよび正弦波状のＦＭ位相パラメーターを推定するためにピーク位置を抽出することを含む。
【００５０】
図１Ｅのステップ１２５は、式１２５ＡＡを用いて、計算されたＬＨＰＦピーク位置から正弦波状のＦＭ周波数を推定することを含む。
【００５１】
図１Ｅのステップ１３０は、式１３０ＡＡ、１３０ＢＢおよび１３０ＣＣを用いて、受信信号の時間−周波数領域におけるピーク位置から第１の方向に沿ったエレベーターのかごの速度を表すＰＰＳ位相パラメーターを含む、他のパラメーターを推定する。
【００５２】
図１Ｅのステップ１３５は、エレベーターシステムの動作健全性管理を支援するために、エレベーターのかごの速度またはエレベーターのかごの振動のうちの１つまたは組み合わせを用いてエレベーターシステムの動作を制御するために使用することができる運動パラメーターを、コントローラーを介して出力することを含む。
【００５３】
図２は、本発明の幾つかの実施の形態による、雑音がないシナリオにおける、ｆ０＝３９０．７２５４ＨｚおよびＮ＝１０２４の場合の正弦波状のＦＭチャープ信号に適用される局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）の時間−周波数表現を示すグラフである。具体的には、図２は、以下に論じられることになる図５Ａと同じ事例を示す。
【００５４】
図３は、本発明の実施の形態における、雑音がないシナリオにおける、ｆ０＝５０ＨｚおよびＮ＝１０２４の場合の正弦波状のＦＭチャープ信号に適用される局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）の時間−周波数表現を示すグラフである。具体的には、図３は、以下に論じられることになる図５Ｂと同じ事例を示す。
【００５５】
図４は、本発明の実施の形態における、ｆ０＝３９０．７２５４Ｈｚ、Ｎ＝１０２４および信号対雑音比（ＳＮＲ）＝８ｄＢの場合の正弦波状のＦＭチャープ信号に適用される局所高次位相関数（ＬＨＰＦ）の時間−周波数表現を示すグラフである。表１は、パラメーター推定（ＳＮＲ＝８ｄＢ）の平均誤差および分散を示す。
【００５６】
【表１】
2018095476.tif 000003
【００５７】
本発明の実施の形態は、正弦波状のＦＭチャープ信号のパラメーターを推定する。具体的には、正弦波状のＦＭ−ＰＰＳは以下のように定義することができる。
【数１】
2018095476.tif 000004
ただし、Ａは未知の振幅であり、ｂ＞０は正弦波状のＦＭ変調指数であり、ｆ０は正弦波状のＦＭ周波数であり、φ０は初期位相であり、
【数２】
2018095476.tif 000005
はＰＰＳ位相パラメーターであり、Ｐは多項式次数であり、ｖ（ｎ）は未知の分散σ２を有する白色ガウス雑音であり、Ｎはサンプル数である。
【００５８】
元の高次位相関数
元のＨＰＦは、以下の非線形変換
【数３】
2018095476.tif 000006
を利用する。ただし、＝［ｄ１，．．．，ｄＬ］、＝［ｒ１，．．．，ｒＬ］、
【数４】
2018095476.tif 000007
は、ｒｌ＝−１の場合に共役を表し、τ∈Γ（ｎ）であり、ただし、Γ（ｎ）は時点ｎにおけるτの実現可能な範囲を表す。純粋なＰＰＳの場合、ＨＰＦは、４≦ｍ≦Ｐの偶数値の場合に、
【数５】
2018095476.tif 000008
のような係数を選択し、τ２に沿って非線形カーネルを積分する。
【数６】
2018095476.tif 000009
ただし、Ψは瞬時周波数レート（ＩＦＲ）、すなわち、二次位相導関数のためのインデックスである。任意の所与の時点ｎの場合に、ＨＬ（ｎ，Ψ）の二乗振幅は、（３）の整合フィルタリングに起因して、
【数７】
2018095476.tif 000010
に中心があることを示すことができる。
【００５９】
提案される推定器
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の実施の形態における、正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルを開発する際の実験を示すグラフであり、図６Ａは、雑音がない場合の元のＨＰＦを示し、図６Ｂは、Ｐ＝２およびω０＝２πｆ０＝０．０４９１の場合の正弦波状の周波数変調（ＦＭ）と、多項式位相信号（ＰＰＳ）と、を含むモデルに適用される局所ＨＰＦを示す。
【００６０】
（１）の信号の場合、（２）の非線形カーネルは以下の式を与える。
【数８】
2018095476.tif 000011
最初の２つの指数項はＰＰＳ成分に関連することがわかり、ψはτから独立しており、ＩＦＲ（ｎ）はτ２に関連付けられる。最後の指数項は、正弦波状のＦＭ成分に由来し、τにわたって非線形である（ｃｏｓ（・）による）。それゆえ、τ∈Γ（ｎ）にわたってｃＬ（ｎ；，）を直接積分しても、τ２に沿って信号エネルギーをコヒーレントに累積することはできない。
【００６１】
τ２にわたってカーネルをコヒーレントに累積するために、テイラー級数展開によって、ｃｏｓ（２πｆ０ｄｌτ）を局所的に近似する。すなわち、
【数９】
2018095476.tif 000012
である。ただし、εはτ＝０の周りの局所領域を画定する。（５）を用いて、局所カーネルは以下のように与えられる。
【数１０】
2018095476.tif 000013
ただし、
【数１１】
2018095476.tif 000014
であることを使用した。その後、局所ＨＰＦは−ε≦τ≦εにわたって局所カーネルを積分する。
【数１２】
2018095476.tif 000015
それは軌跡
【数１３】
2018095476.tif 000016
に沿った最大値を達成する。局所ＨＰＦは、対象のパラメーター
【数１４】
2018095476.tif 000017
をピーク位置に埋め込むことがわかる。純粋なＰＰＳ、すなわち、ｂ＝０の場合、局所ＨＰＦはそのＩＦＲ（ｎ）に沿ってピーク隆起を形成する。
【００６２】
元のＨＰＦと提案される局所ＨＰＦとの間の比較の例
正弦波状のＦＭ−ＰＰＳを考える。リマインダーとして、信号モデルが以下のように与えられる。
【数１５】
2018095476.tif 000018
ただし、この例では、Ｐ＝２である。信号パラメーターは、Ａ＝１、ｂ＝６、φ０＝０、ａ０＝０．５、ａ１＝０．１、ａ２＝３．４７２２・１０−４、ω０＝２πｆ０＝０．０４９１およびＮ＝１０２４である。
【００６３】
図６Ａは、雑音のない場合の元のＨＰＦを示す。純粋なＰＰＳのために設計された元のＨＰＦが、時間−周波数領域においてピークを形成できないことが明確に示される。これに対して、本出願人は、Ｌ＝１、ｄ１＝１およびｒ１＝１の場合の提案される局所ＨＰＦを使用することができる。
【数１６】
2018095476.tif 000019
図６Ｂの局所ＨＰＦは真の軌跡に沿った異なるピークを示す。
【００６４】
図６Ａは元のＨＰＦを示しており、図６Ｂの（９）の提案される局所ＨＰＦは、Ｐ＝２およびω０＝２πｆ０＝０．０４９１の場合に正弦波状のＦＭ−ＰＰＳに適用された。
【００６５】
パラメーター推定
（８）から、以下のステップによって、ピーク位置を抽出し、これらのパラメーターを推定することができる。最初に、グループＫピーク位置
【数１７】
2018095476.tif 000020
が行列Ｈ（ｆ）＝［ｎ２，．．．，ｎＰ，ｓ（ｆ），ｃ（ｆ）］を構成し、その列が
【数１８】
2018095476.tif 000021
として与えられ、以下の最小二乗問題を解く。
【数１９】
2018095476.tif 000022
ただし、ｇは（Ｐ＋１）×１線形パラメーターベクトルであり、
【数２０】
2018095476.tif 000023
は射影行列である。推定された
【数２１】
2018095476.tif 000024
によれば、以下の式が成り立つ。
【数２２】
2018095476.tif 000025
その後、残りの（Ｐ＋１）個のパラメーターは以下のように推定することができる。
【数２３】
2018095476.tif 000026
上記の推定されたパラメーターを用いて、元の信号を
【数２４】
2018095476.tif 000027
として復調することができ、従来のパラメーター推定アルゴリズムによって、残りのパラメーター｛Ａ、ａ０、ａ１｝を推定することができる。
【００６６】
εの選択
上記の検討から、（５）のテイラー級数展開が（８）の局所ＨＰＦにとって不可欠であることが明らかである。（８）の積分に含まれるサンプル数は、局所領域εがあまりにも小さいことに起因して制限される場合がある。一方、二次テイラー展開は成り立たない可能性があるので、εは任意に大きくすることはできない。以下において、テイラー級数展開の残りの項を用いて、所与の近似誤差の場合のεの上限を求める。ｚ＝２πｆ０を、それゆえ、
【数２５】
2018095476.tif 000028
を定義する。残りの項Ｒ（ｚ）＝ｆ（ｚ）−（１−ｚ２／２）は、Ｒ（ｚ）＝ｓｉｎ（ｚｃ）ｚ３／６として示すことができる。ただし、ｚｃは０とｚとの間の実数である。結果として、｜Ｒ（ｚ）｜＝｜ｓｉｎ（ｚｃ）ｚ３／６｜≦｜ｚ｜３／６が成り立つ。近似誤差に関する所与の上限ζの場合、最大局所領域εは、｜Ｒ（ｚ）｜≦｜ｚ｜３／６＝ζ→｜ｚ｜≦（６ζ）１／３として求めることができ、それは、以下の式に等価である。
【数２６】
2018095476.tif 000029
ただし、ｄｍａｘは最も大きなｄｌであり、ｆ０，ｍａｘはｆ０に関する上限である。図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、｜τ｜≦ε＝２６にわたって、ｃｏｓ（２πｄｌｆ０τ）を、（５）のテイラー展開と比較する。局所領域は、上限ζ＝０．０１および２πｄｍａｘｆ０，ｍａｘ＝０．０１５の場合に（１４）を使用することによって求められる。二次テイラー展開が十分に成り立ち、近似誤差（下側プロット）が、ζ＝０．０１において所与の上限を十分に下回ることがわかる。
【００６７】
計算の複雑さ
図７は、本発明の実施の形態における、方法の一つの態様を示すブロック図である。図７は、所定の時間領域にわたるセンサー測定のステップ７１５を示す。ステップ７２０は、アンラッピングの位相を示し、ステップ７２５は、所定の時間領域の開始による、距離推定器を示す。ステップ７３０は、速さ推定器、すなわち、速度および加速度を示す。
【００６８】
計算の複雑さに関する簡単な比較が提供される。ＭＬ法の場合、Ｏ（ＮＰ＋３）回の演算を必要とし、その複雑さは、ＰＰＳ次数Ｐが大きいときに法外に高い。ＰＵＬＳ法は、位相アンラッピングステップのためにＯ（ＮｌｏｇＮ）を必要とし、
【数２７】
2018095476.tif 000030
をアンラップ位相として、
【数２８】
2018095476.tif 000031
は、非特許文献＜Ｇ．Ｓｉｍｏｎ，Ｒ．Ｐｉｎｔｅｌｏｎ，Ｌ．Ｓｕｊｂｅｒｔ，ａｎｄ  Ｊ．Ｓｃｈｏｕｋｅｎｓ，  ”Ａｎ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｌｅａｓｔ  ｓｑｕａｒｅ  ｍｕｌｔｉｓｉｎｅ  ｆｉｔｔｉｎｇ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｉｎｓｔｒｕｍ．  Ｍｅａｓ．，  ｖｏｌ．５１，ｎｏ．４，ｐｐ．７５０−７５５，Ａｕｇ．２００２．＞の１回限りのＮＬＳフィッティングの場合にＯ（Ｎ２）を必要とする。提案されるＬＨＰＦ法の場合、ＰＵＬＳ法に類似の複雑さを有する。その違いは、提案される方法は、Ｏ（εＮｌｏｇε）回の演算を用いて、非特許文献＜Ｐ．Ｏ’Ｓｈｅａ，  ”Ａ  ｆａｓｔ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｏｆ  ａ  ｑｕａｄｒａｔｉｃ  ＦＭ  ｓｉｇｎａｌ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ．，  ｖｏｌ．５２，ｎｏ．２，ｐｐ．３８５−３９３，Ｆｅｂ．２００４．＞の高速アルゴリズムによって（８）のＬＨＰＦを計算することである。ただし、ε＜Ｎである。ＨＡＦベース方法の複雑さは、ＨＡＦと、後続の１回限りのＮＬＳフィッティングと、を計算するのにＯ（Ｎ２ｌｏｇＮ）回の演算を要するので、ＰＵＬＳ法及びＬＰＨＦ法よりわずかに高い。
【００６９】
図８は、本発明の実施の形態における、代替のコンピューターまたはプロセッサを用いて実現することができる図１Ａの方法を示すブロック図である。コンピューター８１１は、プロセッサ８４０と、コンピューター可読メモリ８１２と、記憶装置８５８と、ディスプレイ８５２およびキーボード８５１を備えるユーザーインターフェース８４９とを含み、それらはバス８５６を通して接続される。例えば、プロセッサ８４０およびコンピューター可読メモリ８１２と通信するユーザーインターフェース８６４は、ユーザーによるユーザーインターフェース８６４の面、キーボード面８６４から入力を受信すると、信号データ例を取り込み、コンピューター可読メモリ８１２に記憶する。
【００７０】
コンピューター８１１は、適用例によって決まる電源８５４を含むことができ、電源８５４は任意選択でコンピューター８１１の外部に位置することができる。バス８５６を通して、ディスプレイデバイス８４８に接続するように構成されるユーザー入力インターフェース８５７をリンクすることができ、ディスプレイデバイス８４８は、数ある中でも、コンピューターモニター、カメラ、テレビ、プロジェクターまたはモバイルデバイスを含むことができる。プリンターインターフェース８５９も、バス８５６を通して接続することができ、印刷デバイス８３２に接続するように構成することができ、印刷デバイス８３２は、数ある中でも、液体インクジェットプリンター、固体インクプリンター、大規模商用プリンター、熱プリンター、ＵＶプリンターまたは染料昇華型プリンターを含むことができる。ネットワークインターフェースコントローラー（ＮＩＣ）８３４は、バス８５６を通してネットワーク８３６に接続するように構成され、数ある中でも、時系列データ又は他のデータを、コンピューター８１１の外部にあるサードパーティーディスプレイデバイス、サードパーティーイメージングデバイス、もしくはサードパーティー印刷デバイス上にレンダリングすることができる。
【００７１】
さらに図８を参照すると、数ある中でも、信号データまたは他のデータを、ネットワーク８３６の通信チャネルを介して送信することができ、記憶するため、更に処理するために記憶システム８５８内に記憶することができる。信号データを最初に外部メモリに記憶し、後にプロセッサによって取り込み、処理することができるか、または信号データをプロセッサのメモリに記憶し、何らかの後の時点で処理することができると考えられる。プロセッサメモリは、エレベーターシステム／方法を実行するためにプロセッサまたはコンピューターによって実行可能な記憶された実行可能プログラムと、エレベーター運行データと、メンテナンスデータと、そのエレベーターと同じタイプのエレベーターデータの履歴と、そのエレベーターまたはそのエレベーターと類似のタイプのエレベーターの動作健全性管理に関連する他のデータとを含む。
【００７２】
さらに、信号データまたは他のデータは、受信機８４６（または外部受信機８３８）からワイヤレスで若しくは有線で受信することができるか、または送信機８４７（または外部送信機８３９）を介してワイヤレス若しくは有線で送信することができ、受信機８４６および送信機８４７はいずれもバス８５６を通して接続される。コンピューター８１１は、入力インターフェース８０８を介して、外部検知デバイス８４４および外部入力／出力デバイス８４１に接続することができる。例えば、外部検知デバイス８４４は、エレベーター／運搬機の信号データが収集される前に、その最中に、その後にデータを収集するセンサーを含むことができる。例えば、環境条件、すなわち、エレベーター／運搬機における、またはその付近における温度、エレベーター／運搬機の場所の建物内の温度、エレベーター／運搬機の建物外部の屋外の温度、エレベーター／運搬機自体の映像、エレベーター／運搬機に近いエリアの映像、エレベーター／運搬機に近くないエリアの映像、エレベーター／運搬機の態様に関連する他のデータが、機械を近似するか、またはエレベーター／運搬機を近似しない。コンピューター８１１は、他の外部コンピューター８４２に接続することができる。出力インターフェース８０９を用いて、プロセッサ８４０から、処理済みのデータを出力することができる。プロセッサ８４０および非一時的コンピューター可読記憶媒体８１２と通信するユーザーインターフェース８４９は、ユーザーによるユーザーインターフェース８４９の面８５２からの入力を受信すると、領域データを取り込み、非一時的コンピューター可読記憶媒体８１２に記憶することに留意されたい。
【００７３】
本開示の上述した実施の形態は、多数の方法のうちの任意のもので実施することができる。例えば、上述した実施の形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを用いて実施することができる。ソフトウェアで実施されるとき、このソフトウェアコードは、単一のコンピューター内に設けられているのかまたは複数のコンピューター間に分散されているのかを問わず、任意の適したプロセッサまたはプロセッサの集合体上で実行することができる。そのようなプロセッサは、集積回路構成要素に１つ以上のプロセッサを有する集積回路として実施することができる。ただし、プロセッサは、任意の適したフォーマットの回路部を用いて実施することができる。
【００７４】
また、本明細書において略述された様々な方法またはプロセスは、様々なオペレーティングシステムまたはプラットフォームのうちの任意の１つを用いる１つ以上のプロセッサ上で実行可能なソフトウェアとしてコード化することができる。加えて、そのようなソフトウェアは、複数の適したプログラミング言語あるいはプログラミングツール若しくはスクリプティングツールのうちの任意のものを用いて記述することができ、実行可能機械語コード、またはフレームワーク若しくは仮想機械上で実行される中間コードとしてコンパイルすることもできる。通常、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態において所望に応じて組み合わせることもできるし、分散させることもできる。
【００７５】
また、本発明の実施の形態は、方法として具現化することができ、この方法の一例が提供されている。この方法の一部として実行される動作は、任意の適した方法で順序付けることができる。したがって、例示したものと異なる順序で動作が実行される実施の形態を構築することができ、この順序は、幾つかの動作が例示の実施の形態では順次的な動作として示されていても、それらの動作を同時に実行することを含むことができる。さらに、請求項の要素を修飾する、特許請求の範囲における第１、第２等の序数の使用は、それ自体で、１つの請求項の要素の別の請求項の要素に対する優先順位も、優位性も、順序も暗示するものでもなければ、方法の動作が実行される時間的な順序も暗示するものでもなく、請求項の要素を区別するために、単に、ある特定の名称を有する１つの請求項の要素を、同じ（序数の用語の使用を除く）名称を有する別の要素と区別するラベルとして用いられているにすぎない。
【図１Ａ】
2018095476.tif 000032
【図１Ｂ】
2018095476.tif 000033
【図１Ｃ】
2018095476.tif 000034
【図１Ｄ】
2018095476.tif 000035
【図１Ｅ】
2018095476.tif 000036
【図２】
2018095476.tif 000037
【図３】
2018095476.tif 000038
【図４】
2018095476.tif 000039
【図５Ａ】
2018095476.tif 000040
【図５Ｂ】
2018095476.tif 000041
【図６Ａ】
2018095476.tif 000042
【図６Ｂ】
2018095476.tif 000043
【図７】
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【図８】
2018095476.tif 000045