[发明专利]一种基于陀螺仪的电梯平台测速系统和方法

权利要求书

1.一种基于陀螺仪的电梯平台测速方法，其特征是，该方法采用一种基于陀螺仪的电梯平台测速系统，该系统包括陀螺仪信号采集单元、陀螺仪信号分析单元、速度信号比较单元、振动信号比较单元、报警单元和大数据平台，陀螺仪采集单元安装在电梯轿厢内并实时采集固定在轿厢内的陀螺仪信息，陀螺仪信号采集单元连接至陀螺仪信号分析单元，陀螺仪信号分析单元对陀螺仪信息进行分析得到电梯轿厢的实时运行信息、有人时的运行信息以及日常运转时的运行信息，陀螺仪信号分析单元分别连接至大数据平台、速度信号分析单元和振动信号分析单元，陀螺仪信号分析单元将日常运转时的运行信息发送至大数据平台，同时将电梯轿厢的实时运行信息和有人时的运行信息分别发送至速度信号比较单元和振动信号比较单元，速度信号比较单元和振动信号比较单元分别连接至报警单元，速度信号比较单元从大数据平台获取对应的日常运行的速度信息，将该速度信息与实时运行信息中的速度信息进行比较，如果存在异常，则向报警单元发送告警信号，振动信号比较单元从大数据平台获取对应的日常运行的振动信息，将该振动信息与实时运行信息中的振动信息进行比较，如果存在异常，则向报警单元发送告警信号，报警单元连接至电梯维保部门，报警单元在接到告警信号后向电梯维保部门发出报警信号；

并包括以下步骤：

（1）陀螺仪信号采集单元采集电梯轿厢内的陀螺仪信息；

（2）陀螺仪信号采集单元将采集到的陀螺仪信息发送至陀螺仪信号分析单元；

（3）陀螺仪信号分析单元根据陀螺仪信息进行速度分析和振动分析，得到电梯实时运行的速度信息和振动信息；

（4）陀螺仪信号分析单元将分析得到的速度信息和振动信息分别发送至速度信号分析单元和振动信号分析单元；

（5）速度信号分析单元从大数据平台获取电梯日常运行的参考速度信息，并将该参考速度信息与陀螺仪信号分析单元分析所得的速度信息进行比较，判断是否达到报警阈值；

（6）振动信号分析单元从大数据平台获取电梯日常运行的参考振动信息，并将该参考振动信息与陀螺仪信号分析单元分析所得的振动信息进行比较，判断是否达到报警阈值；

（7）如果达到报警阈值，则速度信号分析单元和/或振动信号分析单元向报警单元发出报警信号；

（8）报警单元在收到报警信号后，向电梯维保部门发出报警提示；

在所述步骤（3）中，通过六轴陀螺仪实时获取陀螺仪的三轴角速度与三轴加速度，根据陀螺仪的三轴角速度值与三轴加速度值解算得到陀螺仪当前姿态四元数，根据稳定的姿态四元数求解获取陀螺仪重力方向的加速度数值，再经过数值积分得到当前速度值；

同时对原始加速度信息进行功率谱分析，获取当前加速度的振动频谱q，

，

。

2.根据权利要求1所述的一种基于陀螺仪的电梯平台测速方法，其特征是，陀螺仪分析单元通过陀螺仪姿态分析和振动分析的方法分析出实时加速度信息以及加速度的振动频率和强度，陀螺仪姿态分析包括姿态分解、离散变换和功率谱计算。

3.根据权利要求2所述的一种基于陀螺仪的电梯平台测速方法，其特征是，陀螺仪分析单元通过数值积分、模态分析、短时频谱分析和模式识别的手段深度分析得到电梯实时运行的速度信息和振动信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于陀螺仪的电梯平台测速方法，其特征是，陀螺仪分析单元将分析得到的电梯日常运行数据发送至大数据平台作为大数据平台中的数据存储。

5.根据权利要求4所述的一种基于陀螺仪的电梯平台测速方法，其特征是，大数据平台的参考信息包括电梯稳定运行速度、电梯稳定运行时的加速度峰谷值、加速度振动频率、谐振频率和包络信号。

6.根据权利要求1所述的一种基于陀螺仪的电梯平台测速方法，其特征是，陀螺仪信号分析单元采用通用处理设备CPU、ARM、DSP、GPU、FPGA、ASIC和单片机中的一种或多种，陀螺仪信号分析单元根据陀螺仪信息进行加速度分析和振动分析，获得实时速度信息和振动信息。