DE202020107300U1 - security system - Google Patents

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Abstract

Sicherheitssystem (1) zur Lokalisierung mindestens einer Person (2) oder mindestens eines Objektes (8) in einem Überwachungsbereich (14), mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit (3), mit mindestens einem Funkortungssystem (4), mit mindestens einem ortsauflösenden Sensor (7) zur Positionsbestimmung der Person (2) oder des Objektes (8),
wobei das Funkortungssystem (4) angeordnete Funkstationen (5) aufweist, wobei an der Person (2) oder dem Objekt (8) mindestens ein Funktransponder (6) angeordnet ist,
wobei mittels dem Funkortungssystem (4) Positionsdaten der Person (2) oder des Objektes (8) ermittelbar sind,
wobei die Positionsdaten von den Funkstationen (5) des Funkortungssystems (4) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind,
und mittels dem ortsauflösenden Sensor (7) mindestens Anwesenheitsdaten der Person (2) oder des Objekts (8) ermittelbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Überwachungsbereich (14) mehrere Sektoren (9) und mehrere Durchtrittsbereiche (15) zwischen den Sektoren (9) aufweist,
jedem Durchtrittsbereich (15) mindestens ein ortsauflösender Sensor (7) zugeordnet ist,
wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funkortungssystems (4) und die Anwesenheitsdaten des ortsauflösenden Sensors (7) in jeweils jedem Durchtrittsbereich (15) zyklisch zu vergleichen und zyklisch Statusinformationen für den Sektor (9) zu bilden.

Figure DE202020107300U1_0000
Security system (1) for locating at least one person (2) or at least one object (8) in a surveillance area (14), with at least one control and evaluation unit (3), with at least one radio location system (4), with at least one location-resolving sensor (7) to determine the position of the person (2) or the object (8),
wherein the radio location system (4) has arranged radio stations (5), at least one radio transponder (6) being arranged on the person (2) or the object (8),
position data of the person (2) or the object (8) can be determined by means of the radio location system (4),
wherein the position data can be transmitted from the radio stations (5) of the radio location system (4) to the control and evaluation unit (3),
and at least the presence data of the person (2) or the object (8) can be determined by means of the position-resolving sensor (7),
characterized ,
that the surveillance area (14) has several sectors (9) and several passage areas (15) between the sectors (9),
at least one spatially resolving sensor (7) is assigned to each passage area (15),
wherein the control and evaluation unit (3) is designed to cyclically compare the position data of the radio location system (4) and the presence data of the location-resolving sensor (7) in each passage area (15) and cyclically form status information for the sector (9).
Figure DE202020107300U1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a security system according to the preamble of claim 1.

Es ist in der industriellen Sicherheitstechnik aktuelle Praxis, Gefährdungen lokal an der Gefährdungsstelle zu beherrschen, indem eine Annäherung oder Anwesenheit einer Person detektiert wird und sicherheitsgerichtet eine Maschine oder Fahrbewegung gestoppt oder die Bewegung verlangsamt wird.It is current practice in industrial safety technology to control hazards locally at the point of danger by detecting the approach or presence of a person and stopping a machine or movement in a safety-related manner or slowing down the movement.

Der Stand der Technik beschreibt lediglich lokale Sicherheitskonzepte.The state of the art only describes local security concepts.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Sicherheitssystem bereitzustellen, mit dem für ein industrielles Betriebsumfeld wie zum Beispiel eine Fertigungshalle oder ein Warenlager eine übergeordnete Absicherungsfunktion vieler verschiedener Gefährdungen realisiert werden kann.The object of this invention is to provide a security system with which a higher-level security function for many different hazards can be implemented for an industrial operating environment such as a production hall or a warehouse.

Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Sicherheitssystem zur Lokalisierung mindestens einer Person oder mindestens eines Objektes in einem Überwachungsbereich, mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit, mit mindestens einem Funkortungssystem, mit mindestens einem ortsauflösenden Sensor zur Positionsbestimmung der Person oder des Objektes, wobei das Funkortungssystem angeordnete Funkstationen aufweist, wobei an der Person oder dem Objekt mindestens ein Funktransponder angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem Positionsdaten der Person oder des Objektes ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen des Funkortungssystems an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, und mittels dem ortsauflösenden Sensor mindestens Anwesenheitsdaten der Person oder des Objekts ermittelbar sind, wobei der Überwachungsbereich mehrere Sektoren und mehrere Durchtrittsbereiche zwischen den Sektoren aufweist, jedem Durchtrittsbereich mindestens ein ortsauflösender Sensor zugeordnet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funkortungssystems und die Anwesenheitsdaten des Sensors in jeweils jedem Durchtrittsbereich zyklisch zu vergleichen und zyklisch Statusinformationen für den Sektor zu bilden.The object is achieved according to claim 1 by a security system for locating at least one person or at least one object in a surveillance area, with at least one control and evaluation unit, with at least one radio location system, with at least one location-resolving sensor for determining the position of the person or the object, wherein the radio location system has radio stations arranged, with at least one radio transponder being arranged on the person or the object, with the position data of the person or the object being able to be determined by means of the radio position determination system, with the position data being able to be transmitted from the radio stations of the radio position system to the control and evaluation unit, and at least the presence data of the person or the object can be determined by means of the spatially resolving sensor, the surveillance area having a plurality of sectors and a plurality of passage areas between the sectors, each passage area having at least one location is associated with a resolution sensor, wherein the control and evaluation unit is designed to cyclically compare the position data of the radio location system and the presence data of the sensor in each passage area and cyclically form status information for the sector.

Beispielsweise erfolgt der Abgleich getriggert durch die Anwesenheit einer Person oder eines Objektes im Durchtrittsbereich, d.h. angestoßen durch das Ereignis der Schutzfeldverletzung des ortsauflösenden Sensors. In dem Fall befindet sich nämlich sicher ein Objekt oder eine Person am Ort des Schutzfeldes und für diesen Augenblick kann die Steuer- und Auswerteeinheit bzw. eine RTLS-Steuerung oder beispielsweise eine Safety-Steuerung prüfen, ob sich in dem Durchtrittsbereich ein Funktransponder befindet. Wenn das der Fall ist, dann kann dieser Funktransponder einem jeweiligen Sektor zugeordnet werden, wenn der Funktransponder den Durchtrittbereich in Richtung des Sektors verlässt.For example, the comparison is triggered by the presence of a person or an object in the passage area, i.e. triggered by the event of the protective field violation of the spatially resolving sensor. In this case, there is definitely an object or a person at the location of the protective field and for this moment the control and evaluation unit or an RTLS controller or, for example, a safety controller can check whether there is a radio transponder in the passage area. If this is the case, then this radio transponder can be assigned to a respective sector when the radio transponder leaves the transit area in the direction of the sector.

Anwesenheitsdaten sind hierbei im einfachsten Fall binäre Daten, ob eine Person oder ein Objekt im Durchtrittsbereich vorhanden ist oder nicht.
Gemäß der Erfindung werden nicht zu jedem Zeitpunkt und für alle Positionen sicherheitstechnisch verwendbare Anwesenheitsdaten bzw. Positionsinformationen anwesender Personen ermittelt, sondern nur in den definierten Durchtrittsbereichen des Überwachungsbereiches. Damit reduzieren sich die sicherheitstechnisch verwendbaren Anwesenheitsdaten bzw. Positionsinformation auf das Wissen um den Bereich oder um die Durchtrittsbereiche, in denen sich eine Person befindet. Innerhalb eines Sektors ist die Position zwar durch die Funkortung ebenfalls bekannt, aber aufgrund der fehlenden sicherheitstechnischen Überprüfung zunächst nicht für Sicherheitsfunktionen relevant.
In the simplest case, presence data are binary data as to whether or not a person or an object is present in the passage area.
According to the invention, presence data or position information of persons present that can be used in terms of security technology is not determined at all times and for all positions, but only in the defined passage areas of the monitored area. The presence data or position information that can be used for safety purposes is thus reduced to knowledge about the area or the passage areas in which a person is located. Although the position within a sector is also known through radio location, it is initially not relevant for safety functions due to the lack of a safety check.

Die Durchtrittsbereiche können auch synonym als Übergangsbereiche bezeichnet werden.The passage areas can also be referred to synonymously as transition areas.

Gemäß der Erfindung bietet die sichere Ortung einer Anwesenheit einer oder mehrerer Personen in einem Durchtrittsbereich des Betriebsumfeldes große Vorteile.According to the invention, the reliable location of the presence of one or more people in a passage area of the operating environment offers great advantages.

Die Erfindung geht beispielsweise davon aus, dass das Betriebsumfeld so in verschiedene Sektoren unterteilt werden kann, dass Übergänge zwischen diesen Sektoren nur über definierte Durchtrittsbereiche oder -zonen möglich sind. Diese Voraussetzung ist beispielsweise an Türen oder an Eingängen in Regalgassen gegeben.The invention assumes, for example, that the operating environment can be divided into different sectors in such a way that transitions between these sectors are only possible via defined passage areas or zones. This requirement is given, for example, at doors or at entrances to shelf aisles.

Zusätzlich zur Detektion des Durchtrittsereignisses wird mit Hilfe des Funkortungssystems erfasst, welche Funktransponder sich zu diesem Zeitpunkt im Durchtrittsbereich bzw. in unmittelbarer räumlicher Nähe zum entsprechenden Schutzfeld des ortsauflösenden Sensors befinden und beispielsweise die entsprechende Funktransponder-ID dem detektierten Ereignis zugeordnet. Dadurch können die im Betriebsumfeld erfassten Funktransponder eindeutig und sicher einem bestimmten Durchtrittsbereich zugeordnet werden. Der resultierende Status des entsprechenden Sektors lautet dann ‚Person anwesend‘ bzw. ‚Potenzielle Gefährdung‘ in dem entsprechenden Sektor.In addition to detecting the passage event, the radio location system is used to record which radio transponders are in the passage area or in the immediate spatial vicinity of the corresponding protective field of the location-resolving sensor and, for example, the corresponding radio transponder ID is assigned to the detected event. As a result, the radio transponders detected in the operating environment can be clearly and securely assigned to a specific passage area. The resulting status of the corresponding sector is then 'Person present' or 'Potential danger' in the corresponding sector.

Umgekehrt erhält ein Sektor den Status ,frei‘ bzw. ‚keine Gefährdung‘, wenn sich kein Funktransponder und damit keine Person im Sektor befindet. In diesem Fall können beispielsweise Maschinen mit maximaler Betriebsgeschwindigkeit operieren, lokale Absicherungsfunktionen überbrückt oder beispielsweise die entsprechenden Sektoren als bevorzugte Routen für autonome Fahrzeuge ausgewiesen werden.Conversely, a sector receives the status 'free' or 'no threat' if there is no radio transponder and therefore no person in the sector. In this case, for example, machines with operate at maximum operating speed, local security functions are bypassed or, for example, the corresponding sectors are designated as preferred routes for autonomous vehicles.

Die sicheren Anwesenheitsdaten bzw. Anwesenheitsinformation werden vom ortsauflösenden Sensor mit Hilfe einer Anwesenheitsdetektion in einem definierten Schutzbereich, in diesem Fall dem Durchtrittsbereich bereitgestellt. Die Überprüfung von Positionsinformationen der Funkortung ist daher hier zunächst gar nicht erforderlich, wird aber ergänzend in den Sichtbereichen des ortsauflösenden Sensors vorgenommen.The secure presence data or presence information is provided by the location-resolving sensor with the help of presence detection in a defined protected area, in this case the passage area. The checking of position information from the radio location is therefore initially not necessary here, but is additionally carried out in the field of view of the location-resolving sensor.

In diesem Sinne ist die relevante Fragestellung hier also nicht „Wo befindet sich eine Person?“, sondern „Befinden sich Personen im Sektor?“ oder alternativ „In welchem Sektor befindet sich die Person?“. Die Information des Funkortungssystems ist zusätzlich zur sicheren Anwesenheitsdetektion des ortsauflösenden Sensors deshalb erforderlich, weil ein schutzfeldbasiertes System zwar sehr zuverlässig Durchtritte in den Durchtrittsbereichen zwischen Sektoren detektieren kann, aber nicht in der Lage zu sein braucht, sich die Durchtritte zu merken. Das bedeutet, der Fall, dass zwei Personen gleichzeitig einen Sektor betreten, danach aber nur eine Person den Sektor wieder verlässt, braucht mit dem ortsauflösenden Sensor nicht von dem Fall unterschieden zu werden, in dem beide Personen den Sektor wieder verlassen. Für die sicherheitstechnische Verwendung ist diese Unterscheidung aber unbedingt erforderlich.In this sense, the relevant question here is not "Where is a person located?", but "Are there people in the sector?" or alternatively "In which sector is the person located?". The information from the radio location system is required in addition to the reliable presence detection of the spatially resolving sensor because a protective field-based system can very reliably detect passages in the passage areas between sectors, but does not need to be able to remember the passages. This means that the situation in which two people enter a sector at the same time, but then only one person leaves the sector again, does not need to be differentiated with the position-resolving sensor from the situation in which both people leave the sector again. However, this distinction is absolutely necessary for safety-related use.

Durch die Verwendung eines Funkortungssystems und die genaue Zuordnung eines detektierten Durchtritts eines Funktransponders bzw. beispielsweise einer eindeutigen ID eines Funktransponders lässt sich dieses Problem jedoch lösen. Die sichere Zuordnung gelingt dadurch, dass die unabhängig gewonnenen diversitären Anwesenheitsdaten vom ortsauflösenden Sensor und Funkortungssystem beim Durchtritt des Durchtrittsbereichs miteinander verglichen werden und so eindeutig und sicher die Information abgeleitet werden kann, welche Personen bzw. welcher Funktransponder sich in einem Sektor oder einem Durchtrittsbereich befindet. Es ist daher nicht mehr erforderlich Durchtritte zu zählen, um die Information über die Anwesenheit von Personen in einem Sektor zu erhalten. Die Kenntnis des eindeutigen Funktransponders und das Tracking dieser Funktransponder im Überwachungsbereich ist sehr viel zuverlässiger.However, this problem can be solved by using a radio location system and the precise assignment of a detected penetration of a radio transponder or, for example, a unique ID of a radio transponder. Reliable assignment is achieved by comparing the independently obtained diverse presence data from the location-resolving sensor and radio location system when passing through the passage area, so that the information can be derived clearly and reliably as to which persons or which radio transponder is in a sector or passage area. It is therefore no longer necessary to count passages in order to obtain information about the presence of people in a sector. Knowing the unique radio transponder and tracking those radio transponders in the surveillance area is much more reliable.

Ergänzend kann aus der Übereinstimmung zwischen Position der Funkortung und Anwesenheit im Schutzbereiches des ortsauflösenden Sensors ein Plausibilitätsmaß für die weitere sicherheitstechnische Verwendung ermittelt werden.In addition, a measure of plausibility for further safety-related use can be determined from the correspondence between the position of the radio location and presence in the protection area of the location-resolving sensor.

Die Stati aller Sektoren werden über die Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise eine zentrale Steuerung ermittelt, die als Eingabedaten sowohl die vom Funkortungssystem beispielsweise einem RTLS-System ermittelten Funktransponderpositionen als auch die Schaltinformationen der Schutzbereiche aller stationären ortsauflösenden Sensoren erhält. Bei der Steuer- und Auswerteeinheit kann es sich beispielsweise um eine Sicherheitssteuerung handeln oder alternativ auch um eine nicht sichere Steuerung, die zusätzliche Plausibilisierungsmechanismen der Datenverarbeitung verwendet.The statuses of all sectors are determined via the control and evaluation unit, for example a central controller, which receives as input data both the radio transponder positions determined by the radio location system, for example an RTLS system, and the switching information of the protected areas of all stationary location-resolving sensors. The control and evaluation unit can be a safety controller, for example, or alternatively a non-safe controller that uses additional data processing plausibility mechanisms.

Die Steuer- und Auswerteeinheit, welche beispielsweise als zentrale Steuerung ausgeführt ist, führt beispielsweise zyklisch fortlaufend die folgenden Schritte aus:

  1. 1. Positionsinformationen des Funkortungssystems ermitteln.
  2. 2. Informationen bzw. Anwesenheitsdaten für Durchtrittsbereiche bzw. Sektorübergänge erfassen, wobei diese Informationen von den stationären ortsauflösenden Sensoren ermittelt und an die Steuer- und Auswerteeinheit gesendet werden.
  3. 3. Bei Vorliegen eines Durchtrittsereignisses: Zuordnung zwischen Funktransponder und Anwesenheitsdaten des ortsauflösenden Sensors.
  4. 4. Setzen eines Status jedes Sektors über den jeweiligen Gefährdungszustand.
  5. 5. Ggf. Einleitung von Maßnahmen zur Risikominderung für die verschiedenen Sektoren.
The control and evaluation unit, which is designed as a central controller, for example, carries out the following steps cyclically and continuously:
  1. 1. Obtain position information of radio location system.
  2. 2. Record information or presence data for passage areas or sector transitions, with this information being determined by the stationary position-resolving sensors and being sent to the control and evaluation unit.
  3. 3. If there is a passage event: assignment between radio transponder and presence data of the location-resolving sensor.
  4. 4. Setting a status of each sector about the respective state of danger.
  5. 5. If necessary, initiation of risk reduction measures for the various sectors.

Dabei brauchen die Detektionszyklen des Funkortungssystems und des ortsauflösenden Sensors nicht synchron sein. Die Steuer- und Auswerteeinheit ist beispielsweise ausgebildet, die diversitären Sensordaten aus den unterschiedlichen Zeitrastern in ein gemeinsames Zeitraster zu überführen und eine Datenfusion durchzuführen.The detection cycles of the radio location system and the position-resolving sensor do not need to be synchronous. The control and evaluation unit is designed, for example, to convert the diverse sensor data from the different time frames into a common time frame and to carry out data fusion.

Die Sicherheitsstati der Sektoren sind sicherheitstechnisch verwendbare Informationen und können daher beispielsweise von der oder den übergeordneten Maschinensteuerungen zur Einleitung von Risikominderungsmaßnahmen verwendet werden.The safety statuses of the sectors are information that can be used in terms of safety and can therefore be used, for example, by the higher-level machine control(s) to initiate risk reduction measures.

Die sektorspezifischen Statusinformationen können auf verschiedene Arten zur Risikominderung zum Einsatz kommen:

  • Gemäß einem einfachen Ansatz wird beispielsweise eine Maschine oder Fahrbewegung in einem Sektor gestoppt, sobald der Sektorstatus die Anwesenheit einer Person signalisiert. Diese Art der Risikominderung hat den Vorteil der geringen Komplexität, leidet aber unter den bekannten Produktivitätseinbußen. Dennoch ergeben sich hier Vorteile dadurch, dass die Reichweitenlimitierung lokaler Absicherungssensoren wegfällt. Ein Beispiel ist die Geschwindigkeitsbegrenzung von Schmalgangstaplern. Diese Fahrzeuge sind in ihrer Geschwindigkeit durch die Reichweite der ,mitgeführten‘ Schutzfelder begrenzt. Eine Vergrößerung der Felder ist aus energetischen Gründen und praktischen Applikationsgründen nicht sinnvoll. Wenn aber die Information vorliegt, dass im Schmalgangbereich sicher keine Person anwesend ist, dann kann die Geschwindigkeitslimitierung überwunden werden.
The sector-specific status information can be used in various ways to reduce risk:
  • According to a simple approach, a machine or driving movement, for example, is stopped in a sector as soon as the sector status signals the presence of a person. This type of risk reduction has the advantage of low complexity, but suffers from the well-known productivity losses. Nevertheless, there are advantages here because the range limitation of local security sensors is no longer applicable. An example is the speed limit of narrow aisle trucks. The speed of these vehicles is limited by the range of the protective fields "carried along". Enlarging the fields does not make sense for energy reasons and practical application reasons. However, if the information is available that no one is definitely present in the narrow aisle area, then the speed limit can be overcome.

Umgekehrt kann der Sektorstatus auch um die Anwesenheitsinformation über bewegliche Gefahrenstellen, insbesondere autonome Fahrzeuge, erweitert werden. Damit können Personen bei Annäherung an den betreffenden Sektor gewarnt oder mit Hilfe von sicheren Türzuhaltungen am Durchtritt in den Sektor gehindert werden.Conversely, the sector status can also be expanded to include information about the presence of moving danger spots, in particular autonomous vehicles. This allows people to be warned when approaching the sector in question or prevented from entering the sector with the help of secure door locks.

Der Sektorstatus kann auch für eine kaskadierte Risikominderungsstrategie eingesetzt werden, bei der beim Betreten eines Sektors durch eine Person die Bewegungen der Maschinen oder Fahrzeuge verlangsamt werden und so ein geringeres Risiko für die anwesende Person besteht. Dieses Restrisiko kann dann entweder akzeptabel sein oder durch ergänzende lokale Absicherungsmaßnahmen weiter reduziert werden. Zum Beispiel durch Sicherheitssensoren mit geringerem Sicherheitsniveau.Sector status can also be used for a cascaded risk mitigation strategy where when a person enters a sector, the movement of machinery or vehicles is slowed down, thereby reducing the risk to the occupant. This residual risk can then either be acceptable or further reduced by additional local security measures. For example, through safety sensors with a lower safety level.

Außerdem kann der Sektorstatus zur dynamischen Routenplanung von Fahrzeugen verwendet werden. Ein Sektor mit Status ,frei / keine Person anwesend‘ kann als bevorzugte Route ausgewiesen werden. Umgekehrt kann ein Sektor mit anwesenden Personen für die Durchfahrt autonomer Fahrzeuge gesperrt und die Fahrzeuge auf andere Routen umgelenkt werden.In addition, the sector status can be used for dynamic route planning of vehicles. A sector with status 'free / no person present' can be designated as a preferred route. Conversely, a sector with people present can be blocked for the passage of autonomous vehicles and the vehicles can be diverted to other routes.

Wenn für einen Sektor die Information vorliegt, dass sich keine Personen dort befinden, kann mit dieser Information die Funktion lokaler Absicherungssensoren überbrückt werden. Das verbessert die Verfügbarkeit der Maschinen und damit deren Produktivität, indem ungewollte fehlerhafte Abschaltungen vermieden werden.If the information is available for a sector that there are no people there, the function of local safety sensors can be bridged with this information. This improves the availability of the machines and thus their productivity by avoiding unwanted faulty shutdowns.

In einem Betriebsumfeld, in dem aufgrund widriger Bedingungen beispielsweise von Staub, optische Sensoren nicht oder nur sehr eingeschränkt zum Einsatz kommen können, kann mit Hilfe der Sektorüberwachung ein Absicherungsring von der Maschine weg verlegt werden. D.h. in diesem Fall erfolgt die Absicherung dadurch, dass der Zutritt einer Person in die Umgebung der gefährlichen Maschine bereits an der Sektorgrenze erfasst und die Maschine gestoppt wird.In an operating environment in which, due to adverse conditions such as dust, optical sensors cannot be used or can only be used to a very limited extent, a safety ring can be moved away from the machine with the help of sector monitoring. In other words, in this case, protection is provided by detecting the access of a person to the vicinity of the dangerous machine at the sector boundary and stopping the machine.

Beispielsweise weisen die Funktransponder eine Identifikation auf, wobei jeweils ein Funktransponder mindestens entweder einer Person oder einem mobilen Objekt zugeordnet ist, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Personen und mobilen Objekte zu unterscheiden und jeweils zu identifizieren.For example, the radio transponders have an identification, with one radio transponder being assigned to at least one person or one mobile object, as a result of which the control and evaluation unit is designed to distinguish between the persons and mobile objects and to identify them in each case.

Der ortsauflösende Sensor und die Funkstationen sind vorzugsweise stationär angeordnet.The position-resolving sensor and the radio stations are preferably arranged in a stationary manner.

Gemäß der Erfindung ist jedem Durchtrittsbereich mindestens ein ortsauflösender Sensor zugeordnet.According to the invention, each passage area is assigned at least one spatially resolving sensor.

Bei dem Objekt, einem mobilen Objekt, einer bewegbaren Maschine bzw. mobilen Maschine kann es sich beispielsweise um ein führerloses Fahrzeug, fahrerloses Fahrzeug bzw. autonomes Fahrzeug, um ein autonom geführtes Fahrzeug (Autonomous Guided Vehicles, AGV), um einen automatischen mobilen Roboter (Automated Mobile Robots, AMR), um einen industriemobilen Roboter (Industrial Mobile Robots, IMR) oder um einen Roboter mit bewegbaren Roboterarmen handeln. Die mobile Maschine weist somit einen Antrieb auf und kann in verschiedenen Richtungen bewegt werden.The object, a mobile object, a movable machine or mobile machine can be, for example, a driverless vehicle, driverless vehicle or autonomous vehicle, an autonomously guided vehicle (Autonomous Guided Vehicles, AGV), an automatic mobile robot ( Automated Mobile Robots (AMR), an Industrial Mobile Robots (IMR) or a robot with moveable robotic arms. The mobile machine thus has a drive and can be moved in different directions.

Bei der Person kann es sich beispielsweise um eine Bedienperson oder Wartungsperson handeln. Der oder die Funktransponder sind beispielsweise an der Kleidung oder einer Ausrüstung der Person angeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Weste handeln, an der der Funktransponder fest fixiert sind. Ein Funktransponder ist beispielsweise an den Schultern und im Brust- oder Rückenbereich angeordnet. Jedoch können die Funktransponder auch an anderen Stellen der Person angeordnet sein. Beispielsweise sind zwei Funktransponder an den Schultern einer Weste einer Person angeordnet.The person can be, for example, an operator or maintenance person. The radio transponder or transponders are arranged, for example, on the person's clothing or equipment. This can be a vest, for example, to which the radio transponder is firmly attached. A radio transponder is arranged, for example, on the shoulders and in the chest or back area. However, the radio transponders can also be arranged in other places on the person. For example, two radio transponders are arranged on the shoulders of a person's vest.

Das Sicherheitssystem wird mindestens durch die Steuer- und Auswerteeinheit, das Funkortungssystem und den ortsauflösenden Sensor gebildet.The security system is formed at least by the control and evaluation unit, the radio location system and the location-resolving sensor.

In Weiterbildung der Erfindung sind mittels dem ortsauflösenden Sensor Positionsdaten der Person oder des Objekts ermittelbar.In a further development of the invention, position data of the person or the object can be determined by means of the position-resolving sensor.

Die Weiterbildung beruht darauf, dass eine Position der Person oder des Objekts durch zwei voneinander unabhängige Teilsysteme im Durchtrittsbereich eindeutig bestimmbar ist. Zum einen wird die Position über den ortsauflösenden Sensor ermittelt, sowie die Position, welche über das Funkortungssystem ermittelt wird. Damit wird die Position durch ein redundantes, insbesondere diversitäres System bestimmt.The development is based on the fact that a position of the person or the object is determined by two independent subsystems in the through step area is clearly identifiable. On the one hand, the position is determined via the location-resolving sensor, as well as the position, which is determined via the radio location system. The position is thus determined by a redundant, in particular diverse, system.

Die Erfindung nutzt die Kombination von zwei diversitären Sensortechnologien aus, die sich im Hinblick auf die Detektionsaufgabe gegenseitig validieren.The invention utilizes the combination of two diverse sensor technologies that mutually validate each other with regard to the detection task.

Die erste der beiden Sensortechnologien ist das Funkortungssystem bzw. ein funkbasiertes Lokalisierungssystem, mit dem die Positionen von Funktranspondern bis auf wenige Zentimeter genau bestimmt werden kann.The first of the two sensor technologies is the radio location system or a radio-based localization system with which the positions of radio transponders can be determined with an accuracy of a few centimetres.

Die Funkortung basiert dabei beispielsweise auf einer Triangulation von mindestens einem Funktransponder an der Person oder dem Objekt. Hierzu sind mindestens drei Funkstationen notwendig, die den Funktransponder erfassen können. Dabei ist dem Funkortungssystem der Abstand zwischen den jeweiligen Funkstationen bekannt.The radio location is based, for example, on a triangulation of at least one radio transponder on the person or the object. This requires at least three radio stations that can detect the radio transponder. The distance between the respective radio stations is known to the radio location system.

Es handelt es sich vorzugsweise um ein Echtzeitortungssystem oder der englischen Entsprechung RTLS (Real-Time-Locating-System). Dabei ist der Funktransponder oder sind die Funktransponder an der Person oder dem Objekt angeordnet. Die Funkstationen erhalten die Funksignale von den Funktranspondern und können so deren Position und damit die Position der Person oder des Objekts bestimmen.It is preferably a real-time location system or the English equivalent RTLS (Real-Time Locating System). The radio transponder or radio transponders are/are arranged on the person or the object. The radio stations receive the radio signals from the radio transponders and can thus determine their position and thus the position of the person or object.

Dabei werden die Positionsdaten von dem Funkortungssystem, nämlich den Funkstationen an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt.In this case, the position data are transmitted from the radio location system, namely the radio stations, to the control and evaluation unit.

Das zweite System ist der ortsauflösende Sensor bzw. ein ortsauflösendes Umfelderfassungssystem. Hierbei wird kein Funktransponder zur Lokalisierung benötigt. Dieses Umfelderfassungssystem bzw. der ortsauflösende Sensor liefert also Informationen, dass sich ein Objekt an einer bestimmten Position befindet und ermittelt beispielsweise dessen Position und Abmessung bzw. Kontur.The second system is the location-resolving sensor or a location-resolving environment detection system. No radio transponder is required for localization. This environment detection system or the location-resolving sensor therefore provides information that an object is located at a specific position and determines, for example, its position and dimensions or contour.

Die beiden diversitären Teilsysteme, nämlich das Funkortungssystem und der ortsauflösende Sensor ergänzen sich sehr gut im Hinblick auf die funktionalen Aufgaben Positionserfassung und können daher wechselseitig zur Validierung und damit zur sicherheitstechnischen Positionierung kombiniert werden.The two diverse subsystems, namely the radio location system and the position-resolving sensor, complement each other very well with regard to the functional tasks of position detection and can therefore be combined mutually for validation and thus for safety-related positioning.

Eine Validierung einer Objekt- oder Personenposition könnte also schematisch wie folgt ablaufen:

  • Das Funkortungssystem ermittelt die Position eines Objektes oder einer Person. Diese Informationen werden der Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt.
A validation of an object or person position could therefore proceed as follows:
  • The radio location system determines the position of an object or a person. This information is transmitted to the control and evaluation unit.

Optional übermittelt die Steuer- und Auswerteeinheit ein Suchfeld, in dem das Funkortungssystem die Person oder das Objekt geortet hat, an den ortsauflösenden Sensor.Optionally, the control and evaluation unit transmits a search field, in which the radio location system has located the person or the object, to the location-resolving sensor.

Der ortsauflösende Sensor prüft, ob in seinem Erfassungsbereich oder seinem Suchfeld eine Person oder ein Objekt vorhanden ist, optional mit dessen Größe und ggf. anderer detektierter Validierungsparameter wie Form, Geschwindigkeit usw. Der ortsauflösende Sensor übermittelt die erfassten Daten an die Steuer- und Auswerteeinheit.The spatially resolving sensor checks whether there is a person or an object in its detection area or its search field, optionally with its size and possibly other detected validation parameters such as shape, speed, etc. The spatially resolving sensor transmits the recorded data to the control and evaluation unit.

Durch die Steuer- und Auswerteeinheit wird die erfasste Position der Person oder des Objektes des Funkortungssystems und die erfasste Position der Person oder des Objektes des ortsauflösenden Sensors miteinander verglichen.The detected position of the person or the object of the radio location system and the detected position of the person or the object of the location-resolving sensor are compared with one another by the control and evaluation unit.

Die Steuer- und Auswerteeinheit vergleicht optional die erfassten Merkmale bzw. die Kontur der Person oder des Objektes des ortsauflösenden Sensors mit den erfassten Merkmalen bzw. der Kontur der Person oder des Objektes des Funkortungssystems.The control and evaluation unit optionally compares the detected features or the contour of the person or the object of the location-resolving sensor with the detected features or the contour of the person or the object of the radio location system.

Somit kann die Personen- bzw. Objektposition wechselseitig durch die beiden diversitären Informationskanäle validiert und so für eine sicherheitstechnische Anwendung geprüft werden.The position of the person or object can thus be mutually validated by the two diverse information channels and thus checked for a safety-related application.

Die Weiterbildung ermöglicht eine sichere Positionserkennung von Personen oder Objekten in einem Überwachungsbereich und erschließt damit die Möglichkeit, eine Sicherheitsfunktion spezifisch auf eine jeweilige Situation zuzuschneiden. Damit besteht die Möglichkeit, eine Forderung nach einer Risikominderung zu erfüllen ohne eine Produktivität eines Automatisierungsprozesses zu beeinträchtigen.The development enables reliable position detection of people or objects in a surveillance area and thus opens up the possibility of tailoring a safety function specifically to a particular situation. There is thus the possibility of meeting a requirement for risk reduction without impairing the productivity of an automation process.

Die physikalischen Wirkprinzipien und deren Stärken und Schwächen der diversitären Sensoren sind vorteilhaft komplementär. Funkortungssysteme weisen beispielsweise aufgrund des Wirkprinzips eine natürliche Immunität gegenüber Fremdlicht auf. Weiter sind Funkortungssysteme wenig empfindlich bei störenden Objekten wie Staub, Spänen oder Nebel. Zudem ist es durch Funkortungssysteme möglich, durch nichtmetallische Wände hindurchzusehen, so dass eine besonders frühe Erkennung von Personen oder Objekten möglich ist. Diese erlaubt eine qualitativ hochwertige Optimierung von Prozessen bei steter Gewährleistung der Arbeitssicherheit.The physical operating principles and their strengths and weaknesses of the diverse sensors are advantageously complementary. Radio location systems, for example, have a natural immunity to extraneous light due to the operating principle. Furthermore, radio location systems are less sensitive to disturbing objects such as dust, chips or fog. In addition, radio location systems make it possible to see through non-metallic walls, so that people or objects can be identified particularly early. This allows a high-quality optimization of processes while constantly guaranteeing occupational safety.

In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor ein optoelektronischer Sensor, ein Ultraschallsensor oder ein Radarsensor.In a development of the invention, the position-resolving sensor is an optoelectronic sensor, an ultrasonic sensor or a radar sensor.

Die Positionsdaten bzw. können mit sicheren oder nicht-sicheren Positionsdaten bzw. Positionsinformationen, die punktuell an bestimmten Orten im Betriebsumfeld, nämlich den Durchtrittsbereichen mit Hilfe optischer Sensoren erfasst wurden, verglichen werden.The position data or can be compared with secure or non-secure position data or position information that was detected selectively at specific locations in the operating environment, namely the passage areas, using optical sensors.

Die Positionsdaten der Radarsensoren haben üblicherweise eine höhere Reichweite und können zusätzlich dazu benutzt werden, die Positionsgenauigkeit der Person oder der Objekte zu verbessern.The position data from the radar sensors usually have a longer range and can also be used to improve the position accuracy of the person or object.

Die Ultraschallsensoren haben üblicherweise eine ähnliche Genauigkeit und können zusätzlich dazu benutzt werden, die Positionsgenauigkeit der Person oder der Objekte zu verbessern.The ultrasonic sensors usually have a similar accuracy and can additionally be used to improve the positional accuracy of the person or objects.

In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor zur mindestens flächigen Überwachung des Durchtrittsbereichs des Überwachungsbereiches ausgebildet.In a development of the invention, the position-resolving sensor is designed for at least two-dimensional monitoring of the passage area of the monitoring area.

Der ortsauflösende Sensor zur mindestens flächigen Überwachung eines Durchtrittsbereichs ist ein Sensor zur Entfernungsmessung. Der Entfernungssensor liefert Entfernungswerte in mindestens einer zweidimensionalen Fläche. Dabei gibt der Sensor Messwerte mit Distanzangaben und Winkelangaben aus. Beispielsweise wird die Entfernung mittels Lichtlaufzeitverfahren oder Triangulationsverfahren ermittelt.The spatially resolving sensor for at least extensive monitoring of a passage area is a sensor for distance measurement. The distance sensor supplies distance values in at least one two-dimensional area. The sensor outputs measured values with distance information and angle information. For example, the distance is determined using the time-of-flight method or triangulation method.

In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor zur mindestens räumlichen Überwachung eines Durchtrittsbereichs ausgebildet.In a development of the invention, the position-resolving sensor is designed for at least spatial monitoring of a passage area.

In Weiterbildung der Erfindung ist der optoelektronische Sensor ein Laserscanner, ein Sicherheitslaserscanner, eine 3D-Kamera, eine Stereokamera oder eine Lichtlaufzeitkamera.In a development of the invention, the optoelectronic sensor is a laser scanner, a safety laser scanner, a 3D camera, a stereo camera or a time-of-flight camera.

Speziell die Durchtrittsbereiche werden dann mit stationär angebrachten sicheren 3D-Kameras mit Hilfe der integrierten Schutzfeldfunktion so überwacht, dass der Übergang einer Person von außen in den Durchtrittsbereich oder umgekehrt vom Durchtrittsbereich in einen angrenzenden Sektor sicher detektiert wird. Diese Detektion ist insofern ortsaufgelöst, dass sie über die räumlich voneinander getrennten Felder im Durchtrittsbereich unterscheiden kann, in welchen oder von welchem Sektor ein Durchtritt stattfand.The passage areas in particular are then monitored with stationary, secure 3D cameras using the integrated protective field function in such a way that the passage of a person from the outside into the passage area or vice versa from the passage area into an adjacent sector is reliably detected. This detection is spatially resolved insofar as it can use the spatially separated fields in the passage area to distinguish in which or from which sector a passage took place.

Ein Beispiel ist der Abgleich mit den Positionsdaten, die im Sichtbereich eines optischen Sensors, beispielsweise einer 3D-Kamera ermittelt wurden. Das kann zum Beispiel in einem Kreuzungsbereich als Durchtrittsbereich sein. Hierbei wird bei Erfassung eines Objekts im Sichtbereich die Position relativ zur 3D-Kamera ermittelt und mit der bekannten Position der 3D-Kamera die globale Position des Objekts abgeleitet. Dabei sind sowohl statisch angebrachte optische Sensoren als auch mobile optische Sensoren, deren Position und Orientierung durch andere Quellen bekannt ist, vorgesehen. Anschließend wird geprüft, ob sich in einer Liste der mittels Funkortung verfolgten Objekte ein Objekt befindet, das zu diesem Positionswert passt. Bei hinreichender Übereinstimmung gilt der Positionswert der Funkortung als geprüft. In diesem Fall hat ein diversitär redundanter Ansatz die Messung bestätigt.An example is the comparison with the position data that was determined in the field of view of an optical sensor, such as a 3D camera. This can be in a crossing area as a passage area, for example. When an object is detected in the field of view, the position relative to the 3D camera is determined and the global position of the object is derived from the known position of the 3D camera. Both statically attached optical sensors and mobile optical sensors, the position and orientation of which are known from other sources, are provided. It is then checked whether there is an object in a list of objects tracked using radio location that matches this position value. If there is sufficient agreement, the position value of the radio location is considered checked. In this case, a diversitary redundant approach confirmed the measurement.

Die optischen Positionsdaten haben üblicherweise eine bessere Genauigkeit und können zusätzlich dazu benutzt werden, die Positionsgenauigkeit der Person oder der mobilen Maschine zu verbessern.The optical position data usually has better accuracy and can additionally be used to improve the position accuracy of the person or the mobile machine.

Die Plausibilität eines Positionswertes ist also umso größer, je besser die Übereinstimmung zwischen optischer Positionsbestimmung und Funkortung ist und je eindeutiger auch die Zuordnung zwischen optischer Positionsbestimmung und Funkortung möglich ist. Im oben dargestellten Fall kann die zusätzliche Schwierigkeit beispielsweise darin bestehen, dass nicht sicher festgestellt werden kann, ob eine erste Funkortung nicht möglicherweise auch zur einer zweiten optischen Ortung gehört und umgekehrt. Solche Mehrdeutigkeiten werden in der Plausibilität berücksichtigt. Diese Berücksichtigung kann dadurch erfolgen, dass die Zuordnung sicherheitsgerichtet so vorgenommen wird, dass eine minimale Abweichung zwischen Funkortung und optischer Position resultiert. Sie kann alternativ auch dadurch erfolgen, dass vorangegangene Positionswerte weiterverfolgt bzw. ,getrackt‘ werden und die Zuordnung so gemacht wird, dass der Abstand zur vorangegangenen Messung minimiert wird.The plausibility of a position value is therefore all the greater the better the match between optical position determination and radio location and the clearer the association between optical position determination and radio location is also possible. In the case presented above, the additional difficulty can consist, for example, in the fact that it cannot be determined with certainty whether a first radio location may also belong to a second optical location and vice versa. Such ambiguities are taken into account in the plausibility. This consideration can take place in that the assignment is carried out in a safety-related manner in such a way that there is a minimal deviation between the radio location and the optical position. Alternatively, it can also be carried out by following or 'tracking' previous position values and making the assignment in such a way that the distance to the previous measurement is minimized.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet, bei einer Übereinstimmung der Positionsdaten des Funkortungssystems und der Positionsdaten des Sensors in einem Durchtrittsbereich geprüfte Positionsdaten zu bilden.In a development of the invention, the control and evaluation unit is designed to form checked position data in a penetration area if the position data of the radio location system and the position data of the sensor match.

Gemäß der Weiterbildung werden sicherheitstechnisch verwendbare Positionsdaten zur Verfügung gestellt. Das bedeutet, dass die so gewonnenen Positionsdaten aller Personen und Objekte als Grundlage für ein umfassendes, vorausschauendes und produktivitätsoptimierendes Absicherungskonzept verwendet werden können.According to the development, position data that can be used in terms of safety is made available. This means that the position data of all people and objects obtained in this way can be used as the basis for a comprehensive, forward-looking and productivity-optimizing protection concept.

Die vorliegende Weiterbildung ermöglicht es somit auch bei fehleranfälligen Funkortungsinformationen im Betriebsumfeld zu überprüfen, dass diese sicherheitstechnisch im Sinne von Maschinensicherheit verwendbar sind. Dabei wird aufgedeckt, wenn es zu Ortungsfehlern außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches kommt, beispielsweise aufgrund von zu schwachen Funksignalen. Eine fehlerhafte Ortungsinformation wird dabei möglichst korrigiert und für die weitere Verwendung nutzbar gemacht. Falls das nicht möglich ist, wird eine Fehlerbeherrschungsmaßnahme eingeleitet, beispielsweise wird der Positionswert als fehlerhaft gekennzeichnet.The present development thus makes it possible even with error-prone radio location information Check the functions in the operating environment to ensure that they can be used in terms of machine safety. This reveals when location errors occur outside of a specified tolerance range, for example due to radio signals that are too weak. Incorrect location information is corrected as far as possible and made usable for further use. If this is not possible, an error control measure is initiated, for example the position value is marked as incorrect.

Damit werden die vorliegenden Ortungsinformationen, Positionsinformationen bzw. Positionsdaten auf ihre Zuverlässigkeit hin überprüft. Weiter kann den Positionsdaten ein für die Weiterverwendung erforderliches Zuverlässigkeitsmaß zugeordnet werden.The available location information, position information or position data are thus checked for their reliability. Furthermore, a degree of reliability required for further use can be assigned to the position data.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Sektoren beabstandet und räumlich getrennt voneinander. Zwischen den Sektoren sind dann entweder Durchtrittsbereiche angeordnet oder die Sektoren sind räumlich getrennt voneinander angeordnet. Beispielsweise bilden Regalgassen die Sektoren, wobei Quergänge zwischen Regalgassen Durchtrittsbereiche bilden.In a development of the invention, the sectors are spaced apart and spatially separated from one another. Either passage areas are then arranged between the sectors or the sectors are arranged spatially separated from one another. For example, aisles form the sectors, with transverse aisles between aisles forming passage areas.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet, jeweils eine Position der Funktransponder zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu ermitteln und daraus eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Bewegungsrichtung und/oder eine Bahn (Trajektorie) der Funktransponder zu bestimmen.In a further development of the invention, the control and evaluation unit is designed to determine a position of the radio transponders at different points in time and from this to determine a speed, an acceleration, a direction of movement and/or a path (trajectory) of the radio transponders.

Beispielsweise erfolgt ein Abgleich mit den Voraussagen einer Trajektorienschätzung unter Berücksichtigung bekannter Eigenschaften des mobilen Teilnehmers bzw. des Objektes oder der Person.For example, a comparison is made with the predictions of a trajectory estimate, taking into account known properties of the mobile user or the object or the person.

Auch hier wird wieder eine Erwartung an die Positionsmessung bzw. die Positionsdaten geprüft und erwartete Positionsdaten mit dem ermittelten Messwert bzw. den ermittelten Positionsdaten verglichen. Die Bewegung von Personen unterliegt nämlich Grenzen hinsichtlich der Beschleunigung und Geschwindigkeit. Bei mobilen Objekten bzw. Fahrzeugen kommt noch die Erwartung der Bewegungsrichtung hinzu. Diese Erwartungen können in Form von Bewegungsschätzern, wie zum Beispiel Kalman-Filtern, Voraussagen über zukünftige Positionen machen und diese Schätzungen werden dann zur Plausibilisierung der realen Messwerte bzw. Positionsdaten verwendet.Here, too, an expectation of the position measurement or the position data is checked and expected position data is compared with the determined measured value or the determined position data. The movement of people is subject to limits in terms of acceleration and speed. In the case of mobile objects or vehicles, there is also the expectation of the direction of movement. These expectations can make predictions about future positions in the form of motion estimators, such as Kalman filters, and these estimates are then used to check the real measured values or position data for plausibility.

Dadurch kann beispielsweise eine Route eines Objektes, einer mobilen Maschine oder eines Fahrzeuges verfolgt werden und beispielsweise abhängig von der Bewegungsrichtung oder der Bewegungsgeschwindigkeit eine Aktion ausgelöst werden. Beispielsweise kann das Objekt zielgenau positioniert werden.In this way, for example, a route of an object, a mobile machine or a vehicle can be tracked and an action can be triggered, for example, depending on the direction of movement or the speed of movement. For example, the object can be positioned precisely.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Funktransponder mindestens eine Zeitmesseinheit auf, wobei die Funkstationen ebenfalls jeweils mindestens eine Zeitmesseinheit aufweisen, wobei die Funkstationen ausgebildet sind, die Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funktransponder auszulesen und zu beschreiben und die Funkstationen ausgebildet sind, die Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funktransponder zu synchronisieren und die Funkstationen ausgebildet sind, die Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funktransponder mit den Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funkstationen zu vergleichen.In a development of the invention, the radio transponder has at least one time measuring unit, the radio stations also each having at least one time measuring unit, the radio stations being designed to read out and write the times of the time measuring units of the radio transponders and the radio stations being designed to read the times of the time measuring units of the radio transponders to synchronize and the radio stations are designed to compare the times of the time measuring units of the radio transponder with the times of the time measuring units of the radio stations.

Dadurch ist eine präzisiere Positionsbestimmung möglich, welche durch die Synchronisation auch dauerhaft präzise durchgeführt werden kann, insbesondere bei sich bewegenden Objekten.As a result, a more precise position determination is possible, which can also be carried out precisely over the long term thanks to the synchronization, particularly in the case of moving objects.

In Weiterbildung der Erfindung werden aufgrund der Positionsdaten des Funkortungssystems und der Positionsdaten des Sensors geprüfte Positionsdaten gebildet, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die geprüften Positionsdaten mit Referenzdaten zu vergleichen und bei einer Übereinstimmung mittels der Steuer- und Auswerteeinheit eine Veränderung der Sicherheitsfunktion in dem Sektor des Sicherheitssystems erfolgt.In a further development of the invention, checked position data is formed on the basis of the position data from the radio location system and the position data from the sensor, with the control and evaluation unit being designed to compare the checked position data with reference data and, if there is a match, a change in the safety function by means of the control and evaluation unit the security system sector.

Gemäß der Weiterbildung der Erfindung kann eine sichere Kollaboration zwischen bewegbarer Maschine bzw. Aktor und Person realisiert werden. Abhängig von der Position, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und/oder dem Abstand der Person wird die bewegbare Maschine bzw. der Aktor abgebremst, gestoppt, umgelenkt und/oder wieder beschleunigt.According to the development of the invention, a secure collaboration between the movable machine or actuator and the person can be implemented. Depending on the position, speed, direction of movement and/or the distance from the person, the movable machine or actuator is braked, stopped, deflected and/or accelerated again.

Insbesondere wenn sich die Person oder das Objekt in einem gefahrbringenden Bereich der bewegbaren Maschine befindet, wird die bewegbare Maschine in einer ungefährlichen Betriebsart betrieben.In particular, when the person or the object is in a hazardous area of the movable machine, the movable machine is operated in a safe operating mode.

Sicherheitskritische Fehlerfälle, wie zum Beispiel der Verlust des Funksignals, z. B. weil kein Funktransponder vorhanden ist, weil eine Energieversorgung des Funktransponders ausgefallen ist oder weil beispielsweise der Funktransponder abgeschirmt wird oder eine fehlerhafte Lokalisierung der Person oder des Objektes durch den ortsauflösenden Sensor oder die fehlerhafte Verarbeitung von Positionsdaten durch die Steuer- und Auswerteeinheit, führen zu einem sicherheitsgerichteten Abschalten durch die primäre Sicherheitsfunktion, nämlich durch die Steuer- und Auswerteeinheit, falls keine gültigen Positionsdaten von dem ortsauflösenden Sensor vorliegen.Errors critical to safety, such as the loss of the radio signal, e.g. B. because there is no radio transponder, because a power supply to the radio transponder has failed or because, for example, the radio transponder is shielded or incorrect localization of the person or object by the location-resolving sensor or incorrect processing of position data by the control and evaluation unit a safety-related shutdown by the primary safety function, namely by the control and evaluation unit, if no valid position data are available from the spatially resolving sensor.

Basierend auf Positionsdaten mittels der Steuer- und Auswerteeinheit erfolgt eine Veränderung der Sicherheitsfunktion des Sicherheitssystems.The safety function of the safety system is changed based on position data by means of the control and evaluation unit.

Wenn eine vorbestimmte Position erkannt ist, welche beispielsweise abgespeichert ist, kann die Steuer- und Auswerteeinheit auf eine andere Schutzmaßnahme bzw. Sicherheitsfunktion umschalten. Das Umschalten der Schutzmaßnahme kann beispielsweise ein Umschalten von Messdatenkonturen, ein Umschalten von Schutzfeldern, eine Größen- oder Formanpassung von Messdatenkonturen oder Schutzfeldern und/oder eine Umschaltung der Eigenschaften eines Schutzfeldes umfassen. Zu den Eigenschaften eines Schutzfeldes gehören beispielsweise die Auflösung und/oder die Reaktionszeit des Schutzfeldes. Ein Umschalten der Schutzmaßnahme kann auch eine Sicherheitsfunktion, wie beispielsweise eine Kraftbegrenzung des Antriebs sein, auf die umgeschaltet wird.If a predetermined position is identified, which is stored, for example, the control and evaluation unit can switch to another protective measure or safety function. The switchover of the protective measure can include, for example, a switchover of measurement data contours, a switchover of protective fields, a size or shape adjustment of measurement data contours or protective fields and/or a switchover of the properties of a protective field. The properties of a protective field include, for example, the resolution and/or the response time of the protective field. Switching over the protective measure can also be a safety function, such as a force limitation of the drive, to which the switch is made.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet, basierend auf den geprüften Positionsdaten der Steuer- und Auswerteeinheit eine veränderte Sicherheitsfunktion in dem Sektor einzustellen, wobei abstandsabhängig von der Person zum Objekt eine Bewegung des Objekts durch die Steuer- und Auswerteeinheit verändert bzw. beeinflusst wird.In a further development of the invention, the control and evaluation unit is designed to set a changed safety function in the sector based on the checked position data from the control and evaluation unit, with a movement of the object being changed or prevented by the control and evaluation unit depending on the distance from the person to the object. being affected.

Beispielsweise wird mittels der Steuer- und Auswerteeinheit eine veränderte Sicherheitsfunktion eingestellt, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit die geprüfte Positionsinformation in einen sicheren Abstand von der Gefahrenstelle umrechnet und abstandsabhängig von der Person eine Bewegung des Objekts beeinflusst.For example, a modified safety function is set using the control and evaluation unit, with the control and evaluation unit converting the checked position information into a safe distance from the danger zone and influencing a movement of the object depending on the distance from the person.

Gemäß der Weiterbildung der Erfindung kann ebenfalls eine sichere Kollaboration zwischen Objekt und Person realisiert werden. Abhängig von der Position, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und/oder dem Abstand der Person wird das Objekt abgebremst, gestoppt, umgelenkt und/oder wieder beschleunigt.According to the development of the invention, secure collaboration between object and person can also be implemented. Depending on the position, speed, direction of movement and/or distance from the person, the object is decelerated, stopped, deflected and/or accelerated again.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Funkortungssystem ein Ultrabreitband-Funkortungssystem ist, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz ist, wobei die Sendeenergie pro Funkstation maximal 0,5 mW beträgt.In a development of the invention, the radio location system is an ultra-wideband radio location system, with the frequency used being in the range from 3.1 GHz to 10.6 GHz, with the maximum transmission power per radio station being 0.5 mW.

Eine absolute Bandbreite beträgt bei einem Ultrabreitband-Funkortungssystem wenigstens 500 MHz oder eine relative Bandbreite beträgt mindestens 20% der zentralen Frequenz.An absolute bandwidth is at least 500 MHz for an ultra-wideband radio location system, or a relative bandwidth is at least 20% of the central frequency.

Die Reichweite eines derartigen Funkortungssystems beträgt beispielsweise 0 bis 50 m. Dabei wird die kurze zeitliche Dauer der Funkpulse für die Ortung benutzt.The range of such a radio location system is, for example, 0 to 50 m. The short duration of the radio pulses is used for location.

Das Funkortungssystem sendet damit nur Funkwellen mit einer niedrigen Energie aus. Das System ist sehr flexibel einsetzbar und weist keine Interferenzen auf.The radio location system only emits radio waves with low energy. The system can be used very flexibly and does not show any interference.

Vorzugsweise ist eine Vielzahl, beispielsweise mehr als drei Funkstationen angeordnet, welche mindestens einen Teil des Bewegungsbereichs der Person oder des Objektes überwachen.A large number, for example more than three, radio stations are preferably arranged, which monitor at least part of the range of movement of the person or the object.

In Weiterbildung der Erfindung wird eine Maschine in deren Sektor in Abhängigkeit der aktuell vorliegenden Statusinformationen für den betreffenden Sektor gesteuert. Beispielsweise wird die Maschine abhängig von der Statusinformation in ihrer Betriebsart geändert, beispielsweise eine gefahrbringende Bewegung der Maschine verlangsamt oder gestoppt, bzw. beschleunigt oder gestartet.In a further development of the invention, a machine is controlled in its sector depending on the currently available status information for the relevant sector. For example, the operating mode of the machine is changed depending on the status information, for example a dangerous movement of the machine is slowed down or stopped, or accelerated or started.

Beispielweise erfolgt aufgrund der Statusinformationen mittels der Steuer- und Auswerteeinheit eine Änderung einer Reihenfolge von Prozessschritten eines Automatisierungsablaufs einer Anlage.For example, based on the status information, the control and evaluation unit is used to change a sequence of process steps in an automation sequence of a plant.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:

  • 1 und 2 jeweils ein Sicherheitssystem.
The invention is explained below also with regard to further advantages and features with reference to the attached drawing based on exemplary embodiments. The figures of the drawing show in:
  • 1 and 2 one security system.

In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.In the following figures, identical parts are provided with identical reference numbers.

1 zeigt ein Sicherheitssystem 1 zur Lokalisierung mindestens einer Person 2 oder mindestens eines Objektes 8 in einem Überwachungsbereich 14, mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit 3, mit mindestens einem Funkortungssystem 4, mit mindestens einem ortsauflösenden Sensor 7 zur Positionsbestimmung der Person 2 oder des Objektes 8, wobei das Funkortungssystem 4 angeordnete Funkstationen 5 aufweist, wobei an der Person 2 oder dem Objekt 8 mindestens ein Funktransponder 6 angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem 4 Positionsdaten der Person 2 oder des Objektes 8 ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen 5 des Funkortungssystems 4 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelbar sind, und mittels dem ortsauflösenden Sensor 7 mindestens Anwesenheitsdaten der Person 2 oder des Objekts 8 ermittelbar sind, wobei der Überwachungsbereich 14 mehrere Sektoren 9 und mehrere Durchtrittsbereiche 15 zwischen den Sektoren 9 aufweist, wobei jedem Durchtrittsbereich 15 mindestens ein ortsauflösender Sensor 10 zugeordnet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funkortungssystems 4 und die Anwesenheitsdaten des ortsauflösenden Sensors 7 in jeweils jedem Durchtrittsbereich 15 zyklisch zu vergleichen und zyklisch Statusinformationen für den Sektor 9 zu bilden. 1 shows a security system 1 for locating at least one person 2 or at least one object 8 in a surveillance area 14, with at least one control and evaluation unit 3, with at least one radio location system 4, with at least one location-resolving sensor 7 for determining the position of the person 2 or the object 8 , wherein radio location system 4 has radio stations 5 arranged, with at least one radio transponder 6 being arranged on person 2 or object 8, with position data of person 2 or object 8 being able to be determined by means of radio location system 4, with the position data from radio stations 5 of the Radio location system 4 can be transmitted to the control and evaluation unit 3, and at least the presence data of the person 2 or the object 8 can be determined by means of the location-resolving sensor 7, the monitoring area 14 having a plurality of sectors 9 and a plurality of passage areas 15 between the sectors 9, with each passage area Area 15 is assigned at least one location-resolving sensor 10, with the control and evaluation unit 3 being designed to cyclically compare the position data of the radio location system 4 and the presence data of the location-resolving sensor 7 in each passage area 15 and to cyclically form status information for the sector 9.

Damit werden nicht zu jedem Zeitpunkt und für alle Positionen sicherheitstechnisch verwendbare Positionsinformationen anwesender Personen 2 ermittelt, sondern nur in den definierten Durchtrittsbereichen 15 des Überwachungsbereiches 14. Damit reduziert sich die sicherheitstechnisch verwendbare Positionsinformation auf das Wissen um den Bereich oder Durchtrittsbereich 15, in dem sich eine Person 2 befindet. Innerhalb eines Sektors 9 ist die Position zwar durch die Funkortung ebenfalls bekannt, aber aufgrund der fehlenden sicherheitstechnischen Überprüfung zunächst nicht für Sicherheitsfunktionen relevant.This means that position information that can be used from a safety standpoint for persons 2 present is not determined at all times and for all positions, but only in the defined passage areas 15 of the monitored area 14 Person 2 is located. Although the position within a sector 9 is also known from the radio location, it is initially not relevant for safety functions due to the lack of a safety check.

Die Durchtrittsbereiche 15 können auch synonym als Übergangsbereiche bezeichnet werden.The passage areas 15 can also be referred to synonymously as transition areas.

Gemäß 1 kann das Betriebsumfeld so in verschiedene Sektoren 9 unterteilt werden, dass Übergänge zwischen diesen Sektoren 9 nur über definierte Durchtrittsbereiche 15 oder -zonen möglich sind. Diese Voraussetzung ist beispielsweise an Türen oder an Eingängen in Regalgassen gegeben.According to 1 the operating environment can be divided into different sectors 9 in such a way that transitions between these sectors 9 are only possible via defined passage areas 15 or zones. This requirement is given, for example, at doors or at entrances to shelf aisles.

Zusätzlich zur Detektion des Durchtrittsereignisses wird mit Hilfe des Funkortungssystems 4 erfasst, welche Funktransponder 6 sich zu diesem Zeitpunkt im Durchtrittsbereich 15 bzw. in unmittelbarer räumlicher Nähe zum entsprechenden Schutzfeld 13 des ortsauflösenden Sensors 7 befinden und beispielsweise die entsprechenden Funktransponder-ID dem detektierten Ereignis zugeordnet. Dadurch können die im Betriebsumfeld erfassten Funktransponder 6 eindeutig und sicher einem bestimmten Durchtrittsbereich 15 zugeordnet werden. Der resultierende Status des entsprechenden Sektors 9 lautet dann ‚Person anwesend‘ bzw. ‚Potenzielle Gefährdung‘ in dem entsprechenden Sektor 9.In addition to detecting the passage event, the radio location system 4 is used to record which radio transponders 6 are in the passage area 15 or in the immediate spatial vicinity of the corresponding protective field 13 of the location-resolving sensor 7 at this point in time and, for example, the corresponding radio transponder ID is assigned to the detected event. As a result, the radio transponders 6 detected in the operating environment can be unambiguously and reliably assigned to a specific passage area 15 . The resulting status of the corresponding sector 9 is then 'Person present' or 'Potential danger' in the corresponding sector 9.

Umgekehrt erhält ein Sektor den Status ,frei‘ bzw. ‚keine Gefährdung‘, wenn sich kein Funktransponder 6 und damit keine Person 2 im Sektor 9 befindet. In diesem Fall können beispielsweise Maschinen 11 mit maximaler Betriebsgeschwindigkeit operieren, lokale Absicherungsfunktionen überbrückt oder beispielsweise die entsprechenden Sektoren 9 als bevorzugte Routen für autonome Fahrzeuge ausgewiesen werden.Conversely, a sector receives the status 'free' or 'no threat' if there is no radio transponder 6 and therefore no person 2 in sector 9. In this case, for example, machines 11 can operate at maximum operating speed, local safety functions can be bypassed or, for example, the corresponding sectors 9 can be identified as preferred routes for autonomous vehicles.

Die sichere Positionsinformation wird vom ortsauflösenden Sensor 7 mit Hilfe einer Anwesenheitsdetektion in einem definierten Schutzbereich, in diesem Fall der Durchtrittsbereich 15, bereitgestellt. Die Überprüfung von Positionsinformationen der Funkortung ist daher hier zunächst gar nicht erforderlich, wird aber ergänzend in den Sichtbereichen des ortsauflösenden Sensors 7 vorgenommen.The secure position information is provided by the location-resolving sensor 7 with the aid of presence detection in a defined protected area, in this case the passage area 15 . The checking of position information from the radio location is therefore initially not necessary here, but is additionally carried out in the visual range of the position-resolving sensor 7 .

Die Information des Funkortungssystems 4 ist zusätzlich zur sicheren Anwesenheitsdetektion des ortsauflösenden Sensors 7 deshalb erforderlich, weil ein schutzfeldbasiertes System zwar sehr zuverlässig Durchtritte in den Durchtrittsbereichen 15 zwischen Sektoren 9 detektieren kann, aber nicht in der Lage zu sein braucht, sich die Durchtritte zu merken. Das bedeutet, der Fall, dass zwei Personen 2 gleichzeitig einen Sektor 9 betreten, danach aber nur eine Person 2 den Sektor 9 wieder verlässt, braucht mit dem ortsauflösenden Sensor 7 nicht von dem Fall zu unterschieden werden, in dem beide Personen 2 den Sektor 9 wieder verlassen. Für die sicherheitstechnische Verwendung ist diese Unterscheidung aber unbedingt erforderlich.The information from the radio location system 4 is required in addition to the reliable presence detection of the spatially resolving sensor 7 because a protective field-based system can very reliably detect passages in the passage areas 15 between sectors 9, but does not need to be able to remember the passages. This means that the case in which two people 2 enter a sector 9 at the same time, but then only one person 2 leaves the sector 9 again, does not need to be differentiated with the position-resolving sensor 7 from the case in which both people 2 enter the sector 9 leave again. However, this distinction is absolutely necessary for safety-related use.

Durch die Verwendung eines Funkortungssystems 4 und die genaue Zuordnung eines detektierten Durchtritts eines Funktransponders 6 bzw. beispielsweise einer eindeutigen ID eines Funktransponders 6 lässt sich dieses Problem jedoch lösen. Die sichere Zuordnung gelingt dadurch, dass die unabhängig gewonnenen diversitären Positionsinformationen vom ortsauflösenden Sensor 7 und Funkortungssystem 4 beim Durchtritt des Durchtrittsbereichs 15 miteinander verglichen werden und so eindeutig und sicher die Information abgeleitet werden kann, welche Personen 2 bzw. welcher Funktransponder 6 sich in einem Sektor 9 oder einem Durchtrittsbereich 15 befindet. Es ist daher nicht mehr erforderlich Durchtritte zu zählen, um die Information über die Anwesenheit von Personen 2 in einem Sektor 9 zu erhalten. Die Kenntnis des eindeutigen Funktransponders 6 und das Tracking bzw. Verfolgen dieser Funktransponder 6 im Überwachungsbereich 14 ist sehr viel zuverlässiger.However, this problem can be solved by using a radio location system 4 and the precise assignment of a detected penetration of a radio transponder 6 or, for example, a unique ID of a radio transponder 6 . Reliable assignment is achieved by comparing the independently obtained diverse position information from the location-resolving sensor 7 and the radio location system 4 when passing through the passage area 15, so that the information can be derived clearly and reliably as to which persons 2 or which radio transponder 6 are in a sector 9 or a passage area 15 is located. It is therefore no longer necessary to count passages in order to obtain information about the presence of persons 2 in a sector 9. Knowing the unique radio transponder 6 and tracking this radio transponder 6 in the surveillance area 14 is much more reliable.

Ergänzend kann aus der Übereinstimmung zwischen Position der Funkortung und Position des Schutzbereiches 13 des ortsauflösenden Sensors 7 ein Plausibilitätsmaß für die weitere sicherheitstechnische Verwendung ermittelt werden.In addition, a measure of plausibility for further safety-related use can be determined from the correspondence between the position of the radio location and the position of the protected area 13 of the position-resolving sensor 7 .

Die Stati aller Sektoren 9 werden über die Steuer- und Auswerteeinheit 3 beispielsweise eine zentrale Steuerung ermittelt, die als Eingabedaten sowohl die vom Funkortungssystem 4 beispielsweise einem RTLS-System ermittelten Funkttransponderpositionen als auch die Schaltinformationen der Schutzbereiche 13 aller stationären ortsauflösenden Sensoren 7 erhält.Bei der Steuer- und Auswerteeinheit 3 kann es sich beispielsweise um eine Sicherheitssteuerung handeln oder alternativ auch um eine nicht sichere Steuerung, die zusätzliche Plausibilisierungsmechanismen der Datenverarbeitung verwendet.The statuses of all sectors 9 are determined via the control and evaluation unit 3, for example a central controller, which receives as input data both the radio transponder positions determined by the radio location system 4, for example an RTLS system, and the switching information of the protection areas 13 of all stationary location-resolving sensors 7 Control and evaluation unit 3 can be, for example, a safety controller or alternatively a non-safe control that uses additional data processing plausibility mechanisms.

Die Steuer- und Auswerteeinheit 3, welche beispielsweise als zentrale Steuerung ausgeführt ist, führt beispielsweise zyklisch fortlaufend die folgenden Schritte aus:

  1. 1. Positionsinformationen des Funkortungssystems 4 ermitteln.
  2. 2. Informationen für Durchtrittsbereiche 15 bzw. Sektorübergänge erfassen, wobei diese Informationen von den stationären ortsauflösenden Sensoren 7 ermittelt und an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 gesendet werden.
  3. 3. Bei Vorliegen eines Durchtrittsereignisses: Zuordnung zwischen Funktransponder 6 und Positionsinformation des ortsauflösenden Sensors 7.
  4. 4. Setzen eines Status jedes Sektors 9 über den jeweiligen Gefährdungszustand.
  5. 5. Ggf. Einleitung von Maßnahmen zur Risikominderung für die verschiedenen Sektoren 9.
The control and evaluation unit 3, which is designed as a central controller, for example, carries out the following steps cyclically and continuously:
  1. 1. Determine position information of the radio location system 4.
  2. 2. Capture information for passage areas 15 or sector transitions, with this information being determined by the stationary position-resolving sensors 7 and sent to the control and evaluation unit 3 .
  3. 3. If there is a passage event: assignment between radio transponder 6 and position information of the spatially resolving sensor 7.
  4. 4. Setting a status of each sector 9 about the respective state of danger.
  5. 5. If necessary, initiation of risk reduction measures for the various sectors 9.

Die sektorspezifischen Statusinformationen können auf verschiedene Arten zur Risikominderung zum Einsatz kommen:

  • Gemäß einem einfachen Ansatz wird beispielsweise eine Maschine 11 oder Fahrbewegung eines Objekts 8 in einem Sektor 9 gestoppt, sobald der Sektorstatus die Anwesenheit einer Person 2 signalisiert. Diese Art der Risikominderung hat den Vorteil der geringen Komplexität, leidet aber unter den bekannten Produktivitätseinbußen. Dennoch ergeben sich hier Vorteile dadurch, dass die Reichweitenlimitierung lokaler Absicherungssensoren wegfällt. Ein Beispiel ist die Geschwindigkeitsbegrenzung von Schmalgangstaplern. Diese Fahrzeuge sind in ihrer Geschwindigkeit durch die Reichweite der ‚mitgeführten‘ Schutzfelder begrenzt. Eine Vergrößerung der Schutzfelder ist aus energetischen Gründen und praktischen Applikationsgründen nicht sinnvoll. Wenn aber die Information vorliegt, dass im Schmalgangbereich sicher keine Person 2 anwesend ist, dann kann die Geschwindigkeitslimitierung überwunden werden.
The sector-specific status information can be used in various ways to reduce risk:
  • According to a simple approach, for example, a machine 11 or the movement of an object 8 in a sector 9 is stopped as soon as the sector status signals the presence of a person 2 . This type of risk reduction has the advantage of low complexity, but suffers from the well-known productivity losses. Nevertheless, there are advantages here because the range limitation of local security sensors is no longer applicable. An example is the speed limit of narrow aisle trucks. The speed of these vehicles is limited by the range of the “carried” protective fields. Enlarging the protective fields does not make sense for energy reasons and practical application reasons. However, if the information is available that no person 2 is definitely present in the narrow aisle area, then the speed limit can be overcome.

Umgekehrt kann der Sektorstatus auch um die Anwesenheitsinformation über bewegliche Gefahrenstellen, insbesondere autonome Fahrzeuge, erweitert werden. Damit können Personen 2 bei Annäherung an den betreffenden Sektor 9 gewarnt oder mit Hilfe von sicheren Türzuhaltungen am Durchtritt in den Sektor 9 gehindert werden.Conversely, the sector status can also be expanded to include information about the presence of moving danger spots, in particular autonomous vehicles. In this way, persons 2 can be warned when approaching the relevant sector 9 or prevented from entering sector 9 with the aid of secure door locking devices.

Der Sektorstatus kann auch für eine kaskadierte Risikominderungsstrategie eingesetzt werden, bei der beim Betreten eines Sektors 9 durch eine Person 2 die Bewegungen der Maschinen 11 oder der Objekte 8, z.B. Fahrzeuge, verlangsamt werden und so ein geringeres Risiko für die anwesende Person 2 besteht. Dieses Restrisiko kann dann entweder akzeptabel sein oder durch ergänzende lokale Absicherungsmaßnahmen weiter reduziert werden. Zum Beispiel durch Sicherheitssensoren mit geringerem Sicherheitsniveau.Sector status can also be used for a cascaded risk mitigation strategy, where when a person 2 enters a sector 9, the movements of the machines 11 or objects 8, e.g. vehicles, are slowed down and the risk to the person 2 present is reduced. This residual risk can then either be acceptable or further reduced by additional local security measures. For example, through safety sensors with a lower safety level.

Außerdem kann der Sektorstatus zur dynamischen Routenplanung von Fahrzeugen verwendet werden. Ein Sektor 9 mit Status ,frei / keine Person 2 anwesend‘ kann als bevorzugte Route ausgewiesen werden. Umgekehrt kann ein Sektor 9 mit anwesenden Personen 2 für die Durchfahrt autonomer Fahrzeuge gesperrt und die Fahrzeuge auf andere Routen umgelenkt werden.In addition, the sector status can be used for dynamic route planning of vehicles. A sector 9 with status 'vacant / no person 2 present' can be designated as a preferred route. Conversely, a sector 9 with persons 2 present can be blocked for the passage of autonomous vehicles and the vehicles can be diverted to other routes.

Wenn für einen Sektor 9 die Information vorliegt, dass sich keine Personen 2 dort befinden, kann mit dieser Information die Funktion lokaler Absicherungssensoren überbrückt werden. Das verbessert die Verfügbarkeit der Maschinen 11 und damit deren Produktivität, indem ungewollte fehlerhafte Abschaltungen vermieden werden.If there is information for a sector 9 that there are no persons 2 there, the function of local security sensors can be bypassed with this information. This improves the availability of the machines 11 and thus their productivity by avoiding unintentional erroneous shutdowns.

Beispielsweise weisen die Funktransponder 6 eine Identifikation auf, wobei jeweils ein Funktransponder 6 mindestens entweder einer Person 2 oder einem mobilen Objekt 8 zugeordnet ist, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Personen 2 und mobilen Objekte 8 zu unterscheiden und jeweils zu identifizieren.For example, the radio transponders 6 have an identification, with one radio transponder 6 being assigned to at least one person 2 or one mobile object 8, whereby the control and evaluation unit 3 is designed to distinguish between the persons 2 and mobile objects 8 and to identify them in each case .

Der ortsauflösende Sensor 7 und die Funkstationen 5 sind vorzugsweise stationär angeordnet.The position-resolving sensor 7 and the radio stations 5 are preferably arranged in a stationary manner.

Es ist beispielsweise jedem Durchtrittsbereich 15 mindestens ein ortsauflösender Sensor 7 zugeordnet.For example, at least one spatially resolving sensor 7 is assigned to each passage area 15 .

Die Funkortung basiert dabei beispielsweise auf einer Triangulation von mindestens einem Funktransponder 6 an der Person 2 oder dem Objekt 8. Hierzu sind mindestens drei Funkstationen 5 notwendig, die den Funktransponder 6 erfassen können. Dabei ist dem Funkortungssystem 4 der Abstand zwischen den jeweiligen Funkstationen 5 bekannt.The radio location is based, for example, on a triangulation of at least one radio transponder 6 on the person 2 or the object 8. At least three radio stations 5 that can detect the radio transponder 6 are necessary for this. The distance between the respective radio stations 5 is known to the radio location system 4 .

Dabei werden die Positionsdaten von dem Funkortungssystem 4, nämlich den Funkstationen 5, an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelt.The position data from the radio location system 4, namely the radio stations 5, are transmitted to the control and evaluation unit 3.

Das zweite System ist der ortsauflösende Sensor 7 bzw. ein ortsauflösendes Umfelderfassungssystem. Hierbei wird kein Funktransponder 6 zur Lokalisierung benötigt. Dieses Umfelderfassungssystem bzw. der ortsauflösende Sensor 7 liefert also Informationen, dass sich ein Objekt 8 an einer bestimmten Position befindet und ermittelt beispielsweise dessen Position und Abmessung bzw. Kontur.The second system is the spatially resolving sensor 7 or a spatially resolving environment detection system. In this case, no radio transponder 6 needed for localization. This environment detection system or the location-resolving sensor 7 therefore supplies information that an object 8 is located at a specific position and determines, for example, its position and dimensions or contour.

Gemäß 1 ist der ortsauflösende Sensor 7 beispielsweise ein optoelektronischer Sensor 10. Jedoch kann der ortsauflösende Sensor 7 auch ein Ultraschallsensor oder ein Radarsensor sein.According to 1 the position-resolving sensor 7 is, for example, an optoelectronic sensor 10. However, the position-resolving sensor 7 can also be an ultrasonic sensor or a radar sensor.

Die Positionsdaten bzw. Positionsinformationen können mit sicheren oder nicht-sicheren Positionsdaten bzw. Positionsinformationen, die punktuell an bestimmten Orten im Betriebsumfeld, nämlich den Durchtrittsbereichen 15 mit Hilfe optoelektronischer Sensoren 10 erfasst wurden, verglichen werden.The position data or position information can be compared with secure or non-secure position data or position information that was detected selectively at specific locations in the operating environment, namely the passage areas 15 using optoelectronic sensors 10 .

Gemäß 1 ist der ortsauflösende Sensor 7 beispielsweise zur mindestens flächigen Überwachung des Durchtrittsbereichs 15 des Überwachungsbereiches 14 ausgebildet.According to 1 the spatially resolving sensor 7 is designed, for example, for at least two-dimensional monitoring of the passage area 15 of the monitoring area 14 .

Der ortsauflösende Sensor 7 zur mindestens flächigen Überwachung eines Durchtrittsbereichs 15 ist ein Sensor zur Entfernungsmessung. Der Entfernungssensor liefert Entfernungswerte im mindestens zweidimensionalen Raum. Dabei gibt der Sensor 7 Messwerte mit Distanzangaben und Winkelangaben aus. Beispielsweise wird die Entfernung mittels Lichtlaufzeitverfahren oder Triangulationsverfahren bzw. Stereoskopie ermittelt.The spatially resolving sensor 7 for at least extensive monitoring of a passage area 15 is a sensor for distance measurement. The distance sensor supplies distance values in at least two-dimensional space. The sensor outputs 7 measured values with distance information and angle information. For example, the distance is determined using the time-of-flight method or triangulation method or stereoscopy.

Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor 7 zur mindestens räumlichen Überwachung eines Durchtrittsbereichs 15 ausgebildet.For example, the spatially resolving sensor 7 is designed for at least spatial monitoring of a passage area 15 .

Gemäß 1 ist der beispielsweise optoelektronische Sensor 10 beispielsweise ein Laserscanner, ein Sicherheitslaserscanner, eine 3D-Kamera, eine Stereokamera oder eine Lichtlaufzeitkamera.According to 1 the, for example, optoelectronic sensor 10 is, for example, a laser scanner, a safety laser scanner, a 3D camera, a stereo camera or a time-of-flight camera.

Speziell die Durchtrittsbereiche 15 werden dann mit stationär angebrachten sicheren 3D-Kameras mit Hilfe der integrierten Schutzfeldfunktion so überwacht, dass der Übergang einer Person 2 von außen in den Durchtrittsbereich 15 oder umgekehrt vom Durchtrittsbereich 15 in einen angrenzenden Sektor 9 sicher detektiert wird. Diese Detektion ist insofern ortsaufgelöst, dass sie über die räumlich voneinander getrennten Felder im Durchtrittsbereich 15 unterscheiden kann, in welchen oder von welchem Sektor 9 ein Durchtritt stattfand oder stattfindet.The passage areas 15 in particular are then monitored with stationary, secure 3D cameras using the integrated protective field function in such a way that the passage of a person 2 from the outside into the passage area 15 or vice versa from the passage area 15 into an adjacent sector 9 is reliably detected. This detection is spatially resolved insofar as it can use the spatially separated fields in the passage area 15 to distinguish in which or from which sector 9 a passage took place or is taking place.

Ein Beispiel ist der Abgleich mit den Positionsdaten, die im Sichtbereich eines optoelektronischen Sensors 10, beispielsweise einer 3D-Kamera ermittelt wurden. Das kann zum Beispiel in einem Kreuzungsbereich als Durchtrittsbereich 15 sein. Hierbei wird bei Erfassung eines Objekts 8 im Sichtbereich die Position relativ zur 3D-Kamera ermittelt und mit der bekannten Position der 3D-Kamera die globale Position des Objekts 8 abgeleitet. Dabei sind sowohl statisch angebrachte optoelektronischen Sensoren 10 als auch mobile optoelektronische Sensoren 10, deren Position und Orientierung durch andere Quellen bekannt ist, vorgesehen. Anschließend wird geprüft, ob sich in einer Liste der mittels Funkortung verfolgten Objekte 8 ein Objekt 8 befindet, das zu diesem Positionswert passt. Bei hinreichender Übereinstimmung gilt der Positionswert der Funkortung als geprüft. In diesem Fall hat ein diversitär redundanter Ansatz die Messung bestätigt.An example is the comparison with the position data that was determined in the field of view of an optoelectronic sensor 10, for example a 3D camera. This can be in a crossing area as a passage area 15, for example. In this case, when an object 8 is detected in the field of view, the position relative to the 3D camera is determined and the global position of the object 8 is derived using the known position of the 3D camera. Both statically mounted optoelectronic sensors 10 and mobile optoelectronic sensors 10, the position and orientation of which is known from other sources, are provided. A check is then carried out to determine whether there is an object 8 in a list of objects 8 tracked by means of radio location that matches this position value. If there is sufficient agreement, the position value of the radio location is considered checked. In this case, a diversitary redundant approach confirmed the measurement.

Beispielsweise ist die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet, bei einer Übereinstimmung der Positionsdaten des Funkortungssystems und der Positionsdaten des Sensors 7 in einem Durchtrittsbereich 15 geprüfte Positionsdaten zu bilden.For example, the control and evaluation unit 3 is designed to form checked position data in a penetration area 15 if the position data of the radio location system and the position data of the sensor 7 match.

Damit werden sicherheitstechnisch verwendbare Positionsdaten zur Verfügung gestellt. Das bedeutet, dass die so gewonnenen Positionsdaten aller Personen 2 und Objekte 8 als Grundlage für ein umfassendes, vorausschauendes und produktivitätsoptimierendes Absicherungskonzept verwendet werden können.Position data that can be used in terms of safety is thus made available. This means that the position data of all people 2 and objects 8 obtained in this way can be used as the basis for a comprehensive, forward-looking and productivity-optimizing security concept.

Gemäß 1 sind die Sektoren 9 beispielsweise beabstandet und räumlich getrennt voneinander. Zwischen den Sektoren 9 sind dann entweder Durchtrittsbereiche 15 angeordnet oder die Sektoren 9 sind räumlich getrennt voneinander angeordnet. Beispielsweise bilden Regalgassen die Sektoren 9, wobei Quergänge zwischen Regalgassen Durchtrittsbereiche 15 bilden.According to 1 the sectors 9 are, for example, spaced and spatially separated from one another. Either passage areas 15 are then arranged between the sectors 9 or the sectors 9 are arranged spatially separated from one another. For example, aisles form the sectors 9, with transverse aisles forming passage areas 15 between aisles.

Gemäß 2 ist die Steuer- und Auswerteeinheit 3 beispielsweise ausgebildet, jeweils eine Position der Funktransponder 6 zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu ermitteln und daraus eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Bewegungsrichtung und/oder eine Bahn (Trajektorie) der Funktransponder 6 zu bestimmen.According to 2 the control and evaluation unit 3 is designed, for example, to determine a position of the radio transponder 6 at different points in time and to determine a speed, an acceleration, a direction of movement and/or a path (trajectory) of the radio transponder 6 from this.

Beispielsweise erfolgt ein Abgleich mit den Voraussagen einer Trajektorienschätzung unter Berücksichtigung bekannter Eigenschaften des mobilen Teilnehmers bzw. des Objektes 8 oder der Person 2.For example, a comparison is made with the predictions of a trajectory estimate, taking into account known properties of the mobile participant or the object 8 or the person 2.

Dadurch kann beispielsweise eine Route eines Objektes 8, einer mobilen Maschine oder eines Fahrzeuges verfolgt werden und beispielsweise abhängig von der Bewegungsrichtung oder der Bewegungsgeschwindigkeit eine Aktion ausgelöst werden. Beispielsweise kann das Objekt 8 zielgenau positioniert werden.As a result, for example, a route of an object 8, a mobile machine or a vehicle can be tracked and an action can be carried out, for example, depending on the direction of movement or the speed of movement be solved. For example, the object 8 can be positioned precisely.

Beispielsweise werden aufgrund der Positionsdaten des Funkortungssystems 4 und der Positionsdaten des Sensors 7 geprüfte Positionsdaten gebildet, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die geprüften Positionsdaten mit Referenzdaten zu vergleichen und bei einer Übereinstimmung mittels der Steuer- und Auswerteeinheit 3 eine Veränderung der Sicherheitsfunktion in dem Sektor 9 des Sicherheitssystems 1 erfolgt.For example, on the basis of the position data from the radio location system 4 and the position data from the sensor 7, checked position data is formed, with the control and evaluation unit 3 being designed to compare the checked position data with reference data and, if there is a match, the control and evaluation unit 3 changes the safety function takes place in the sector 9 of the security system 1.

Damit kann eine sichere Kollaboration zwischen Objekt 8 bzw. bewegbarer Maschine bzw. Aktor und Person 2 realisiert werden. Abhängig von der Position, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und/oder dem Abstand der Person 2 wird das Objekt 8, die bewegbare Maschine bzw. der Aktor abgebremst, gestoppt, umgelenkt und/oder wieder beschleunigt.A secure collaboration between object 8 or movable machine or actuator and person 2 can thus be implemented. Depending on the position, speed, direction of movement and/or the distance from the person 2, the object 8, the movable machine or the actuator is decelerated, stopped, deflected and/or accelerated again.

Insbesondere wenn sich die Person 2 oder das Objekt 8 in einem gefahrbringenden Bereich der bewegbaren Maschine befindet, wird die bewegbare Maschine in einer ungefährlichen Betriebsart betrieben.In particular, when the person 2 or the object 8 is in a hazardous area of the movable machine, the movable machine is operated in a safe operating mode.

Basierend auf Positionsdaten mittels der Steuer- und Auswerteeinheit 3, kann eine Veränderung der Sicherheitsfunktion des Sicherheitssystems 1 erfolgen.Based on position data using the control and evaluation unit 3, the safety function of the safety system 1 can be changed.

Wenn eine vorbestimmte Position erkannt ist, welche beispielsweise abgespeichert ist, kann die Steuer- und Auswerteeinheit 3 auf eine andere Schutzmaßnahme bzw. Sicherheitsfunktion umschalten. Das Umschalten der Schutzmaßnahme kann beispielsweise ein Umschalten von Messdatenkonturen, ein Umschalten von Schutzfeldern, eine Größen- oder Formanpassung von Messdatenkonturen oder Schutzfeldern 13 und/oder eine Umschaltung der Eigenschaften eines Schutzfeldes 13 umfassen. Zu den Eigenschaften eines Schutzfeldes 13 gehören beispielsweise die Auflösung und/oder die Reaktionszeit des Schutzfeldes 13. Ein Umschalten der Schutzmaßnahme kann auch eine Sicherheitsfunktion, wie beispielsweise eine Kraftbegrenzung des Antriebs sein, auf die umgeschaltet wird.If a predetermined position is identified, which is stored, for example, the control and evaluation unit 3 can switch to another protective measure or safety function. Switching over the protective measure can include, for example, switching over measurement data contours, switching over protection fields, adjusting the size or shape of measurement data contours or protection fields 13 and/or switching over the properties of a protection field 13 . The properties of a protective field 13 include, for example, the resolution and/or the response time of the protective field 13. Switching over the protective measure can also be a safety function, such as a force limitation of the drive, to which the switch is made.

Gemäß 1 ist die Steuer- und Auswerteeinheit 3 beispielsweise ausgebildet, basierend auf den geprüften Positionsdaten der Steuer- und Auswerteeinheit 3 eine veränderte Sicherheitsfunktion in dem Sektor 9 einzustellen, wobei abstandsabhängig von der Person 2 zum Objekt 8 eine Bewegung des Objekts 8 durch die Steuer- und Auswerteeinheit 3 verändert bzw. beeinflusst wird.According to 1 the control and evaluation unit 3 is designed, for example, to set a modified safety function in the sector 9 based on the checked position data from the control and evaluation unit 3, with the object 8 being moved by the control and evaluation unit depending on the distance from the person 2 to the object 8 3 is changed or influenced.

Beispielsweise wird mittels der Steuer- und Auswerteeinheit 3 eine veränderte Sicherheitsfunktion eingestellt, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 die geprüfte Positionsinformation in einen sicheren Abstand von der Gefahrenstelle umrechnet und abstandsabhängig von der Person 2 eine Bewegung des Objekts 8 beeinflusst.For example, a modified safety function is set using the control and evaluation unit 3, with the control and evaluation unit 3 converting the checked position information into a safe distance from the danger zone and influencing a movement of the object 8 from the person 2 depending on the distance.

Gemäß 2 kann ebenfalls eine sichere Kollaboration zwischen Objekt 8 und Person 2 realisiert werden. Abhängig von der Position, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und/oder dem Abstand der Person 2 wird das Objekt 8 abgebremst, gestoppt, umgelenkt und/oder wieder beschleunigt.According to 2 a secure collaboration between object 8 and person 2 can also be realized. Depending on the position, speed, direction of movement and/or the distance from the person 2, the object 8 is decelerated, stopped, deflected and/or accelerated again.

Vorzugsweise ist das Funkortungssystem 4 ein Ultrabreitband-Funkortungssystem, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz ist, wobei die Sendeenergie pro Funkstation maximal 0,5 mW beträgt.The radio location system 4 is preferably an ultra-wideband radio location system, the frequency used being in the range from 3.1 GHz to 10.6 GHz, with the maximum transmission power per radio station being 0.5 mW.

Vorzugsweise ist eine Vielzahl, beispielsweise mehr als drei Funkstationen 5 angeordnet, welche mindestens einen Teil des Bewegungsbereichs der Person 2 oder des Objektes 8 überwachen.A large number, for example more than three, radio stations 5 are preferably arranged, which monitor at least part of the range of movement of the person 2 or the object 8 .

BezugszeichenlisteReference List

11
Sicherheitssystemsecurity system
22
Personperson
33
Steuer- und AuswerteeinheitControl and evaluation unit
44
Funkortungssystemradio location system
55
Funkstationenradio stations
66
Funktransponderradio transponder
77
ortsauflösender Sensorspatially resolving sensor
88th
Objektobject
99
Sektorsector
1010
optoelektronischer Sensoroptoelectronic sensor
1111
Maschinemachine
1212
3D-Kamera3D camera
1313
Schutzfeld/Schutzbereichprotective field/protective area
1414
Überwachungsbereichsurveillance area
1515
Durchtrittsbereichpassage area

Claims (14)

Sicherheitssystem (1) zur Lokalisierung mindestens einer Person (2) oder mindestens eines Objektes (8) in einem Überwachungsbereich (14), mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit (3), mit mindestens einem Funkortungssystem (4), mit mindestens einem ortsauflösenden Sensor (7) zur Positionsbestimmung der Person (2) oder des Objektes (8), wobei das Funkortungssystem (4) angeordnete Funkstationen (5) aufweist, wobei an der Person (2) oder dem Objekt (8) mindestens ein Funktransponder (6) angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem (4) Positionsdaten der Person (2) oder des Objektes (8) ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen (5) des Funkortungssystems (4) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind, und mittels dem ortsauflösenden Sensor (7) mindestens Anwesenheitsdaten der Person (2) oder des Objekts (8) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsbereich (14) mehrere Sektoren (9) und mehrere Durchtrittsbereiche (15) zwischen den Sektoren (9) aufweist, jedem Durchtrittsbereich (15) mindestens ein ortsauflösender Sensor (7) zugeordnet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funkortungssystems (4) und die Anwesenheitsdaten des ortsauflösenden Sensors (7) in jeweils jedem Durchtrittsbereich (15) zyklisch zu vergleichen und zyklisch Statusinformationen für den Sektor (9) zu bilden.Security system (1) for locating at least one person (2) or at least one object (8) in a surveillance area (14), with at least one control and evaluation unit (3), with at least one radio location system (4), with at least one location-resolving sensor (7) for determining the position of the person (2) or the object (8), the radio location system (4) having arranged radio stations (5), at least one radio transponder (6) being arranged on the person (2) or the object (8), with position data of the person (2) or the object (8) can be determined by means of the radio location system (4), with the position data being able to be transmitted from the radio stations (5) of the radio location system (4) to the control and evaluation unit (3), and by means of the location-resolving sensor (7) at least the presence data of the person (2) or the object (8) can be determined, characterized in that the monitored area (14) has a number of sectors (9) and a number of passage areas (15) between the sectors (9), each At least one spatially resolving sensor (7) is assigned to the passage area (15), the control and evaluation unit (3) being designed to transmit the position data of the radio location system (4) and the presence data of the spatially resolving sensor (7) to compare cyclically in each passage area (15) and to cyclically form status information for the sector (9). Sicherheitssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels dem ortsauflösenden Sensor (7) Positionsdaten der Person (2) oder des Objekts (8) ermittelbar sind.Security system (1) after claim 1 , characterized in that position data of the person (2) or the object (8) can be determined by means of the position-resolving sensor (7). Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsauflösende Sensor (7) ein optoelektronischer Sensor (10), ein Ultraschallsensor oder ein Radarsensor ist.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the position-resolving sensor (7) is an optoelectronic sensor (10), an ultrasonic sensor or a radar sensor. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsauflösende Sensor (7) zur mindestens flächigen Überwachung eines Durchtrittsbereichs (15) ausgebildet ist.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the position-resolving sensor (7) is designed for at least extensive monitoring of a passage area (15). Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsauflösende Sensor (7) zur mindestens räumlichen Überwachung eines Durchtrittsbereichs (15) ausgebildet ist.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the position-resolving sensor (7) is designed for at least spatial monitoring of a passage area (15). Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optoelektronische Sensor (10) ein Laserscanner, ein Sicherheitslaserscanner, eine 3D-Kamera, eine Stereokamera oder eine Lichtlaufzeitkamera ist.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the optoelectronic sensor (10) is a laser scanner, a security laser scanner, a 3D camera, a stereo camera or a time-of-flight camera. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, bei einer Übereinstimmung der Positionsdaten des Funkortungssystems (4) und der Positionsdaten des Sensors (7) in einem Durchtrittsbereich (15) geprüfte Positionsdaten zu bilden.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control and evaluation unit (3) is designed, if the position data of the radio location system (4) and the position data of the sensor (7) match in a passage area (15) to form checked position data. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektoren (9) beabstandet und räumlich getrennt voneinander sind.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sectors (9) are spaced and spatially separated from one another. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, jeweils eine Position der Funktransponder (6) zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu ermitteln und daraus eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Bewegungsrichtung und/oder eine Bahn oder Trajektorie der Funktransponder (6) zu bestimmen.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control and evaluation unit (3) is designed to determine a position of the radio transponder (6) at different points in time and from this a speed, an acceleration, a direction of movement and / or to determine a path or trajectory of the radio transponder (6). Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktransponder (6) jeweils mindestens eine Zeitmesseinheit aufweisen, wobei die Funkstationen (5) ebenfalls jeweils mindestens eine Zeitmesseinheit aufweisen, wobei die Funkstationen (5) ausgebildet sind, die Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funktransponder (6) auszulesen und zu beschreiben und die Funkstationen (5) ausgebildet sind, die Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funktransponder (6) zu synchronisieren und die Funkstationen (5) ausgebildet sind, die Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funktransponder (6) mit den Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funkstationen (5) zu vergleichen.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radio transponders (6) each have at least one time measurement unit, the radio stations (5) likewise each having at least one time measurement unit, the radio stations (5) being designed to measure the times of the time measurement units of the radio transponders (6) and to write to them and the radio stations (5) are designed to synchronize the times of the time measurement units of the radio transponders (6) and the radio stations (5) are designed to use the times of the time measurement units of the radio transponders (6). to compare the times of the time measuring units of the radio stations (5). Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Positionsdaten des Funkortungssystems (4) und der Positionsdaten des Sensors (7) geprüfte Positionsdaten gebildet werden, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die geprüften Positionsdaten mit Referenzdaten zu vergleichen und bei einer Übereinstimmung mittels der Steuer- und Auswerteeinheit (3) eine Veränderung der Sicherheitsfunktion in dem Durchtrittsbereich (15) des Sicherheitssystems (1) erfolgt.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that checked position data is formed on the basis of the position data of the radio location system (4) and the position data of the sensor (7), the control and evaluation unit (3) being designed to use the checked To compare position data with reference data and, if there is a match, the control and evaluation unit (3) changes the safety function in the passage area (15) of the safety system (1). Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist basierend auf den geprüften Positionsdaten der Steuer- und Auswerteeinheit (3) eine veränderte Sicherheitsfunktion in dem Durchtrittsbereich (15) einzustellen, wobei abstandsabhängig von der Person (2) zum Objekt (8) eine Bewegung des Objekts (8) durch die Steuer- und Auswerteeinheit (3) verändert bzw. beeinflusst wird.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control and evaluation unit (3) is designed to set a modified security function in the passage area (15) based on the checked position data of the control and evaluation unit (3), wherein depending on the distance from the person (2) to the object (8), a movement of the object (8) through the Control and evaluation unit (3) is changed or influenced. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkortungssystem (4) ein Ultrabreitband-Funkortungssystem ist, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz ist, wobei die Sendeenergie pro Funkstation (5) maximal 0,5 mW beträgt.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radio location system (4) is an ultra-wideband radio location system, the frequency used being in the range from 3.1 GHz to 10.6 GHz, the transmission energy per radio station ( 5) is 0.5 mW maximum. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Maschine in deren Sektor in Abhängigkeit der aktuell vorliegenden Statusinformationen für den Sektor gesteuert wird.Safety system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a machine in its sector is controlled as a function of the currently available status information for the sector.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022112728A1 (en) 2022-05-20 2023-11-23 Evocortex Gmbh Sensor device, arrangement, robot, stationary structure and method
DE102022129789A1 (en) 2022-11-10 2024-05-16 Sick Ag Safety system and method with a safety system
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