AT16611U1

AT16611U1 - Sicherheitssystem

Info

Publication number: AT16611U1
Application number: ATGM50195/2018U
Authority: AT
Original assignee: Wide Automation S R L
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2020-02-15
Also published as: ES1222444U; FR3076934B3; FR3076934A3; ES1222444Y; DE202018106542U1

Abstract

Sicherheitssystem (1) zur Überwachung eines zweidimensionalen Überwachungsbereichs (A), Folgendes umfassend: - zumindest ein Paar Kameras (T1, T2), die dafür ausgelegt sind, mittels Stereovision dreidimensionale Bilder von Objekten aufzunehmen, die sich auf zumindest einem zweidimensionalen Durchgangsbereich (AT) und zumindest einem zweidimensionalen Arbeitsbereich (AO) befinden, wobei der Durchgangsbereich (AT) und der Arbeitsbereich (AO) in ihrer Gesamtheit den zweidimensionalen Überwachungsbereich (A) definieren; - eine Verarbeitungseinheit (2), die mit den Kameras (T1, T2) wirkverbunden und dafür konfiguriert ist, diese dreidimensionalen Bilder zu verarbeiten, um, projiziert auf den zweidimensionalen Überwachungsbereich (A), einen Weg eines beweglichen Körpers innerhalb des Überwachungsbereichs (A) zu bestimmen, und dafür konfiguriert ist, ein Signal (S) auszugeben, wobei der Weg einen Anfangsabschnitt aufweist, der einem Eintritt des beweglichen Körpers in den Überwachungsbereich (A) entspricht, und einen Endabschnitt aufweist, der einem Austritt des beweglichen Körpers aus dem Überwachungsbereich (A) entspricht; wobei die Verarbeitungseinheit (2) dafür konfiguriert ist, das Signal (S) auszugeben, wenn der Endabschnitt des Weges des beweglichen Körpers innerhalb des Arbeitsbereichs (AO) zu liegen kommt.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem, insbesondere ein Sicherheitssystem für Bereiche im näheren Umfeld von Werkzeugmaschinen.

[0002] Im gewerblichen Bereich sind verschiedene Systeme zur Überwachung von Bereichen im näheren Umfeld von Werkzeugmaschinen bekannt.

[0003] Diese Sicherheitssysteme spielen eine besonders wichtige Rolle in gewerblichen Umgebungen, in denen Maschinen vorhanden sind, die mit Organen ausgestattet sind, deren Bewegung zu Gefährdungen für das Arbeitspersonal führen könnte.

[0004] Insbesondere trägt ihr Einsatz dazu bei, die Sicherheit am Arbeitsplatz zu erhöhen.

[0005] Diese Art von Sicherheitssystemen ermöglicht es, die Position der Bedienpersonen innerhalb eines zu überwachenden Bereichs zu erkennen und eventuelle Alarme auszulösen, falls die Position der Bedienpersonen nicht mit den vorgegebenen Sicherheitsvorschriften vereinbar ist.

[0006] Die Systeme nach dem Stand der Technik weisen diverse Probleme auf, was die Erkennung der Bedienperson im Arbeitsbereich betrifft, woraus sich häufig unerwünschte Alarme ergeben, die zu Maschinenstillstand und verringerter Produktionsleistung führen.

[0007] Es wird seit langem die Forderung wahrgenommen, über ein Überwachungssystem zu verfügen, das mit besonderer Genauigkeit die Anwesenheit der Bedienperson erkennt und eine hohe Effizienz bei der Alarmverwaltung aufweist, um das Auftreten von Fehlalarmen auf ein Minimum zu beschränken, möglichst sogar völlig zu beseitigen.

[0008] Insbesondere bewirkt eine zuverlässig genaue Kontrolle der Alarme eine Steigerung der Produktionsleistung der Anlage dank der Reduzierung der durch Fehlalarme bedingten Maschinenstillstandszeiten.

[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Beseitigung der aufgeführten Nachteile durch die Bereitstellung eines Sicherheitssystems, das zugleich höchst wirksam und zuverlässig ist.

[0010] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Sicherheitssystem gelöst, das die technischen Eigenschaften umfasst, die in einem oder mehreren der angefügten Ansprüche dargelegt sind.

[0011] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Sicherheitssystem nach den beigefügten Patentansprüchen vorgeschlagen.

[0012] Die technischen Eigenschaften der Erfindung gemäß der genannten Aufgabenstellung sind deutlich feststellbar aus dem Inhalt der unten wiedergegebenen Ansprüche, und ihre Vorteile sind am deutlichsten offenbar in der folgenden genauen Beschreibung, die mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen erstellt ist, die eine rein beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsform davon darstellen. Hierbei zeigen:

[0013] Fig. 1 in schematischer Ansicht das Überwachungssystem einer Bearbeitungsmaschine;

[0014] Fig. 2 in schematischer Ansicht das Überwachungssystem einer Bearbeitungsmaschine gemäß einer besonderen Ausführungsform;

[0015] Fig. 3 in schematischer Ansicht eine Bedienperson, die dem Betrieb des Sicherheitssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterliegt.

[0016] Mit Bezug auf die beigefügten Figuren bezeichnet die Bezugsnummer 1 ein Sicherheitssystem in seiner Gesamtheit, vorzugsweise ein Sicherheitssystem für eine Bearbeitungsmaschine Μ.

[0017] Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem 1 umfasst zumindest ein Paar Kameras T1

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AT 16 611 U1 2020-02-15 österreichisches patentamt und T2, die dafür ausgelegt sind, mittels stereoskopischer Sicht 3D-Bilder aufzunehmen, die darstellend für Objekte sind, die sich auf einem Überwachungsbereich A (der zweidimensional bzw. eine zweidimensionale Oberfläche ist) befinden.

[0018] Noch mehr vorzuziehen ist, dass ein Kamerakopf TV1 dafür ausgelegt ist, zumindest ein Paar Kameras T1 und T2 zu tragen.

[0019] Vorzugsweise ist der Überwachungsbereich A in rechteckiger Form konfiguriert.

[0020] Der Überwachungsbereich A umfasst einen Durchgangsbereich AT und einen Arbeitsbereich AO.

[0021] Vorzugsweise sind der Durchgangsbereich AT und der Arbeitsbereich AO aneinander angrenzend.

[0022] Der Überwachungsbereich A ist, zumindest teilweise, durch einen Durchgangsrand BT und durch einen Arbeitsrand BO begrenzt, den er jeweils mit dem Durchgangsbereich AT und dem Arbeitsbereich AO gemeinsam hat.

[0023] Vorzugsweise ist, gemäß einer Ausführungsform, der Arbeitsbereich AO zumindest teilweise an die Bearbeitungsmaschine M angrenzend.

[0024] Noch eher vorzuziehen ist, dass der Arbeitsbereich AO geeignet ist, zumindest teilweise einen beweglichen Arbeitskopf T der Bearbeitungsmaschine M zu enthalten.

[0025] Vorzugsweise kann der bewegliche Arbeitskopf T ein oder mehrere Bearbeitungswerkzeuge tragen.

[0026] Insbesondere ist der Arbeitsrand BO zumindest teilweise der Bearbeitungsmaschine M zugewandt.

[0027] Vorzugsweise erstreckt sich zumindest ein erster Abschnitt des Arbeitsrandes BO über die gesamte Länge der Bearbeitungsmaschine Μ.

[0028] Noch eher vorzuziehen ist, dass der Arbeitsrand BO zumindest einen zweiten Abschnitt beinhaltet, der sich von der Bearbeitungsmaschine M wegführend erstreckt.

[0029] Insbesondere ist der Arbeitsrand BO zumindest teilweise auf der dem Durchgangsrand BT gegenüberliegenden Seite des Überwachungsbereichs A angeordnet.

[0030] Die vorliegende Erfindung umfasst eine Verarbeitungseinheit 2, die mit den Kameras T1 und T2 wirkverbunden und dafür konfiguriert ist, die aufgenommenen dreidimensionalen Bilder zu verarbeiten, um, projiziert auf den zweidimensionalen Überwachungsbereich A, einen Weg P eines beweglichen Körpers innerhalb des Überwachungsbereichs A zu bestimmen.

[0031] Die Verarbeitungseinheit 2 ist ferner dafür konfiguriert, ein Signal S unter bestimmten Bedingungen / Zuständen auszugeben, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Der Weg weist einen Anfangsabschnitt auf, der einem Eintritt des beweglichen Körpers in den Überwachungsbereich A entspricht, und einen Endabschnitt, der einem Austritt des beweglichen Körpers aus dem Überwachungsbereich A entspricht.

[0032] Erfindungsgemäß ist die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, das Signal S auszugeben, wenn der Endabschnitt des Weges des beweglichen Körpers innerhalb des Arbeitsbereichs AO zu liegen kommt.

[0033] Es ist zu beachten, dass hierin unter dem Ausdruck „Endabschnitt“ der Endteil des Weges verstanden wird, der dem Austritt des erkannten beweglichen Körpers aus dem überwachten Bereich A entspricht (d. h. aus dem gemeinsam von dem Durchgangsbereich AT und dem Arbeitsbereich AO definierten Gesamtbereich).

[0034] Ferner ist zu beachten, dass unter dem Ausdruck „Anfangsabschnitt“ der Anfangsteil des Weges P verstanden wird, der dem Eintritt des erkannten beweglichen Körpers in den überwachten Bereich A entspricht.

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AT 16 611 U1 2020-02-15 österreichisches patentamt [0035] Im Allgemeinen ist der bewegliche Körper innerhalb des Überwachungsbereichs A der Körper einer Person, die mit der Ausführung von Arbeiten innerhalb des Überwachungsbereichs A betraut ist.

[0036] Um vorteilhafterweise mit größerer Sicherheit und Zuverlässigkeit die Anwesenheit einer Person erkennen und sie von anderen Objekten unterscheiden zu können, wurden einige Techniken / Konfigurationen in der Verarbeitungseinheit 2 implementiert.

[0037] Genauer gesagt ist die Verarbeitungseinheit 2 für Folgendes konfiguriert:

- Analysieren von Differenzen in den dreidimensionalen Bildern des zumindest einen Paar Kameras T1, T2, um eine Karte der Entfernungen eines jeden Pixels bezogen auf ein vorgegebenes Bezugssystem zu erhalten,

- Filtern der Entfernungskarte, um Objekte mit einer Höhe ab Boden, die kleiner ist als ein erster vorgegebener Wert, von Objekten zu unterscheiden, deren Höhe ab Boden größer ist als ein zweiter vorgegebener Wert (der auch mit dem ersten Wert übereinstimmen kann).

[0038] Auf diese Weise ist es vorteilhafterweise möglich, Objekte in einer vorgegebenen Höhe zu überwachen (und zum Beispiel zu niedrige Objekte auszuschließen).

[0039] Vorzugsweise ist die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, auf den aufgenommenen dreidimensionalen Bildern Punkte-Cluster zu erkennen, die darstellend für den beweglichen Körper innerhalb des Überwachungsbereichs A sind. Vorzugsweise ist diese Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, auf den aufgenommenen dreidimensionalen Bildern Punkte-Cluster zu erkennen, die darstellend für den beweglichen Körper innerhalb des Überwachungsbereichs A sind.

[0040] Diese Punkte-Cluster sind vorzugsweise projiziert auf den zweidimensionalen Überwachungsbereich A.

[0041] Vorzugsweise ist die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, die Punkte-Cluster auf Grundlage einer ihrer Ausdehnungen zu filtern.

[0042] Vorzugsweise ist die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, auf den auf Grundlage einer ihrer Ausdehnungen gefilterten Punkte-Clustern zumindest einen ersten Cluster und einen zweiten Cluster zu ermitteln, die einem vorgegebenen räumlichen Verhältnis zueinander entsprechen.

[0043] Vorzugsweise ist das vorgegebene räumliche Verhältnis zueinander durch eine Bedingung der Entfernung des ersten Clusters und des zweiten Clusters definiert.

[0044] Vorzugsweise ist das vorgegebene räumliche Verhältnis zueinander durch eine Bedingung der Entfernung des ersten Clusters und des zweiten Clusters definiert, die kleiner oder gleich einem vorgegebenen Entfernungswert ist.

[0045] Vorzugsweise ist die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, die Punkte-Cluster, die darstellend für den beweglichen Körper innerhalb des Überwachungsbereichs A sind, zu ermitteln, indem die oben genannte Filterung der Entfernungskarte erfolgt, um Objekte mit einer Höhe ab Boden, die kleiner ist als ein vorgegebener Wert, von Objekten zu unterscheiden, deren Höhe ab Boden größer ist als der vorgegebene Wert. Mit anderen Worten sind die Punkte-Cluster diejenigen Cluster, die sich aus der Filterung der Entfernungskarte ergeben.

[0046] Gemäß einer besonderen Ausführungsform, die beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Verarbeitungseinheit 2 in den Kamerakopf TV1 integriert.

[0047] Der Kamerakopf TV1 umfasst eine Trägerstruktur (vorzugsweise kastenförmig) und Elemente für die Aufstellung auf dem Boden.

[0048] Das Sicherheitssystem 1 umfasst ferner, nach einem weiteren Aspekt, optional eine Signalisierungseinheit 3, die mit der Verarbeitungseinheit 2 wirkverbunden und dafür konfiguriert ist, eine Signalisierung S auszusenden.

[0049] Vorzugsweise fungiert die Signalisierungseinheit 3 als eine Schnittstelle zwischen der

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Verarbeitungseinheit 2 und der Steuerungseinheit (z.B.) der Maschine Μ.

[0050] Die Signalisierungseinheit 3 ist dafür konfiguriert, eine Signalisierung S auf Grundlage des von der Verarbeitungseinheit 2 ausgegebenen Signals auszusenden, wobei die Signalisierung S eines oder mehreres von Folgendem umfasst: ein Leuchtsignal, ein Tonsignal, ein elektrisches Signal, ein elektromagnetisches Signal, ein magnetisches Signal.

[0051] Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, ein Informationssignal an einen Computer oder an eine Steuerungseinheit der Maschine M (zum Beispiel eine SPS) zu senden.

[0052] Auf diese Weise kann das Signal der Verarbeitungseinheit 2 Bedienpersonen in Arbeitsbereichen erreichen, die von dem Überwachungsbereich A getrennt sind, oder kann, vorteilhafterweise, in den Funktionsumfang von automatischen Maschinenprogrammen integriert werden (die beispielsweise die Maschine M stoppen, abbremsen oder vorübergehend anhalten können).

[0053] Vorzugsweise ist die Signalisierungseinheit 3 in den Kamerakopf TV1 integriert.

[0054] Insbesondere ist die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, ein Signal S auszugeben (beispielsweise an eine Einheit zur Steuerung der Maschine), wenn der Endabschnitt des Weges des beweglichen Körpers innerhalb des Arbeitsbereichs AO zu liegen kommt.

[0055] Mit anderen Worten ist die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, ein Signal S (zum Beispiel an eine Steuerungseinheit der Maschine) auszugeben, wenn der erkannte bewegliche Körper aus dem Arbeitsbereich AO austritt, ohne in den Durchgangsbereich AT einzutreten.

[0056] Zu beachten ist, dass der vom System aufgezeichnete Weg des beweglichen Körpers, einen Anfangsabschnitt (d. h. einen Anfang), einen mittleren Abschnitt und einen Endabschnitt (d. h. ein Ende) aufweist. Der bewegliche Körper befindet sich vor dem Anfangsabschnitt und nach dem Endabschnitt außerhalb des überwachten Bereichs A, d. h. außerhalb sowohl des Arbeitsbereichs AO als auch des Durchgangsbereichs AT.

[0057] Zu beachten ist, dass der Weg des beweglichen Körpers durch die Aufeinanderfolge der Positionen (projiziert auf den zweidimensionalen Überwachungsbereich A) im Zeitverlauf bestimmt ist.

[0058] Zu beachten ist, dass wie oben beschrieben, ein Signal bereitgestellt wird, wenn der bewegliche Körper den überwachten Bereich A direkt von dem Arbeitsbereich AO aus verlässt, ohne durch den Durchgangsbereich AT zu gehen, d. h. ohne in diesen einzutreten. Dies stellt eine Gefährdungssituation für einen Verwender der Maschine dar, da der Verwender nicht mehr durch das Sicherheitssystem überwacht wird und sich möglicherweise zu nahe der Maschine M genähert hat. Diese Bedingung wird vorteilhafterweise dank der Verwendung des Sicherheitssystems verhindert.

[0059] Falls die Bedienperson (beweglicher Körper) den Durchgangsbereich AT verlässt (oder der Endabschnitt des Weges innerhalb des Durchgangsbereichs AT liegt), wird hingegen kein Signal ausgegeben oder ein andersartiges Signal ausgegeben. Dies stellt eine sichere Bedingung dar, da der Benutzer das Umfeld oder den Überwachungsbereich A von einer distal von der Maschine gelegenen Zone aus verlässt.

[0060] Zu beachten ist, dass vorzugsweise die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert ist, eine Programmierung, d. h. eine Einstellung des Überwachungsbereichs A zu ermöglichen, insbesondere eine Auswahl des Durchgangsbereichs AT und des Arbeitsbereichs AO.

[0061] Vorzugsweise führt ein Anfangsabschnitt des Weges P des Körpers innerhalb des Überwachungsbereichs A über den Durchgangsrand BT.

[0062] Mit anderen Worten ist das Sicherheitssystem 1 dafür ausgelegt, die Anwesenheit eines Körpers innerhalb des Überwachungsbereichs A zu erkennen, dessen Weg P innerhalb des Überwachungsbereichs A zu bestimmen und ein Signal S auf Grundlage der vom Verwender eingestellten spezifischen Bedingungen zu erzeugen (insbesondere auf Grundlage der Position

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AT 16 611 U1 2020-02-15 österreichisches patentamt des Austritts des Verwenders, d. h. des beweglichen Körpers, in Bezug auf den definierten Arbeitsbereich AO).

[0063] Vorzugsweise kann der Weg P des Körpers innerhalb des Überwachungsbereichs A den Durchgang, auch wiederholte Male, vom Arbeitsbereich AO zum Durchgangsbereich AT und umgekehrt beinhalten.

[0064] Diese Bedingung ist nicht kritisch im Hinblick auf die Sicherheit des Systems.

[0065] Daher wird im Allgemeinen unter dieser Bedingung kein Signal S ausgegeben.

[0066] Dieses Signal S kann von der Maschine M auf verschiedene Arten verwendet werden; beispielsweise kann die Maschine M angehalten oder verlangsamt werden.

[0067] Gemäß einem anderen Aspekt erzeugt das Sicherheitssystem 1 ein Signal S, falls der von der Verarbeitungseinheit 2 bestimmte Weg über den Arbeitsrand BO führt, d. h. wenn der Endabschnitt des Weges des beweglichen Körpers innerhalb des Arbeitsbereichs AO liegt.

[0068] Gemäß einer besonderen Ausführungsform, die als beispielhaft aber keineswegs einschränkend zu verstehen ist, ist gemäß Fig. 3 die Verarbeitungseinheit 2 dafür konfiguriert, die Anwesenheit einer Person innerhalb des Überwachungsbereichs A mittels der Verwendung eines Berechnungsalgorithmus zu bestimmen.

[0069] In der Praxis ermöglicht der Algorithmus die Unterscheidung einer Person von anderen Objekten.

[0070] Dieser Algorithmus ist dafür konfiguriert, bestimmte Mengen von Pixeln, sogenannte Cluster, zu analysieren, die in den von der zumindest einen Kamera aufgenommenen Bildern enthalten sind.

[0071] Vorzugsweise wird eine 3D-Rekonstruktion des von dem Paar Kameras T1, T2 aufgenommen Bilderpaares durchgeführt.

[0072] Insbesondere identifiziert der Berechnungsalgorithmus die Cluster von Interesse und vergleicht die zu analysierenden Cluster mit typischen Mustern.

[0073] Vorteilhafterweise bilden die interessierenden Cluster ein Bein einer Person ab.

[0074] Der Berechnungsalgorithmus ist dafür konfiguriert, vorzugsweise den Schwerpunkt der identifizierten Cluster zu bestimmen.

[0075] Der „Schwerpunkt“ oder „geometrische Schwerpunkt“ einer geometrischen Figur entspricht der Mittelung aller ihrer Punkte, d. h. dem arithmetischen Mittel der Positionen aller Punkte.

[0076] Insbesondere ist der Algorithmus dafür konfiguriert, die Entfernungen zu berechnen, die zwischen den Schwerpunkten von zwei aufeinanderfolgenden Clustern bestehen.

[0077] Vorteilhafterweise identifiziert der Berechnungsalgorithmus die Anwesenheit einer Person, wenn die Entfernung zwischen den Schwerpunkten von zwei aufeinanderfolgenden Clustern kleiner ist als eine vorgegebene Entfernung, zum Beispiel vorzugsweise kleiner als 85 Zentimeter (noch vorteilhafter, kleiner als 75 Zentimeter).

[0078] Gemäß einem weiteren Aspekt identifiziert der Berechnungsalgorithmus die Anwesenheit einer Person, wenn die Entfernung zwischen den Schwerpunkten von zwei aufeinanderfolgenden Clustern innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt (beispielsweise zwischen 60 und 85 cm).

[0079] Die oben genannte Bedingung ermöglicht die Erkennung der Anwesenheit einer Person, indem diese von anderen Objekten unterschieden wird.

[0080] Sobald die Anwesenheit einer Person innerhalb des Überwachungsbereichs A erkannt wurde, verarbeitet die Verarbeitungseinheit 2 deren Weg P (d. h. bestimmt ihn im Zeitverlauf) und sendet, bei Bedarf, ein Signal und/oder einen Befehl an die Signalisierungseinheit 3 in

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Abhängigkeit von den vom Verwender gewählten Einstellungen.

[0081] Gemäß einer besonderen Ausführungsform, die beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, umfasst das Sicherheitssystem 1 zwei Kameraköpfe TV1, TV2, die jeweils dafür konfiguriert sind, zumindest ein Paar Kameras T1, T2; T3 und T4 zu tragen.

[0082] Die zwei Kameraköpfe TV1, TV2 sind vorzugsweise miteinander wirkverbunden (funktionell, d. h. elektrisch).

[0083] Jeder Kamerakopf TV1, TV2 umfasst zumindest ein Paar Kameras T1, T2; T3, T4, die geeignet sind, stereoskopische Bilder von den Objekten aufzunehmen, die sich auf dem zweidimensionalen Überwachungsbereich A befinden.

[0084] Vorzugsweise sind die zumindest zwei Kameraköpfe TV1, TV2 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Überwachungsbereichs A angeordnet.

[0085] Vorzugsweise, sind die zumindest zwei Kameraköpfe TV1, TV2 einander zugewandt angeordnet.

[0086] Vorzugsweise sind die zwei Kamerapaare T1, T2; T3 und T4 in Bezug auf den zu überwachenden Bereich A einander gegenüber angeordnet.

[0087] Vorzugsweise sind die zwei Kameraköpfe TV1, TV2 so angeordnet, dass sie zumindest teilweise einem Abschnitt des Arbeitsrandes BO zugewandt sind.

[0088] Insbesondere nehmen die Paare von Kameras T1, T2; T3 und T4 der zwei Kameraköpfe TV1, TV2 mittels stereoskopischer Verfahren dreidimensionale Bilder von Objekten, die sich auf dem zu überwachenden Bereich A befinden, über zwei verschiedene optische Pfade auf und sind mit der Verarbeitungseinheit 2 wirkverbunden. Dies ermöglicht vorteilhafterweise die Rekonstruktion von 3D-Bildern der Objekte, die sich auf dem überwachten Bereich A befinden.

[0089] Im Allgemeinen, jedoch nicht zwingenderweise, wird zu diesem Zweck vorab eine Kalibrierung mit speziell hierzu vorgesehenen Markern vorgenommen, die an vorgegebenen Positionen angeordnet sind, oder aber eine elektronische Einstellung der Verarbeitungseinheit 2 (durch Eingabe von Parametern, die darstellend für die Position des Bereichs A sind, in jede Verarbeitungseinheit 2).

[0090] Die Verarbeitungseinheit 2 ermöglicht die Definition (oder ist dafür konfiguriert, die Definition zu ermöglichen) der Geometrie des Durchgangsbereichs AT und des Arbeitsbereichs AO.

[0091] Diese Bereiche, der Durchgangsbereich AT und der Arbeitsbereich AO, sind vorzugsweise feste Bereiche, d. h. sie sind statisch bezogen auf den Rahmen der Bearbeitungsmaschine Μ.

[0092] Die Verarbeitungseinheit 2 ermöglicht außerdem das Definieren dynamischer Bereiche AD1, AD2, sogenannter beweglicher Bereiche, deren Geometrie sich um den beweglichen Arbeitskopf T erstreckt und diesem während seiner Bewegungen folgt.

[0093] Die Verarbeitungseinheit 2 ermöglicht die Konfiguration, auch einzeln, der Geometrie und der Größe jedes Bereichs gemäß den Anforderungen des Benutzers.

[0094] Insbesondere ermöglicht die Verarbeitungseinheit 2 die Konfiguration der Bereiche, in denen die Anwesenheit von Bedienpersonen zulässig oder unzulässig ist.

[0095] Die Verarbeitungseinheit 2 ist außerdem dafür konfiguriert, ein (Alarm-)Signal zu erzeugen, falls sie Anwesenheit eines Körpers in einem der Bereiche erfasst wird, in denen die Anwesenheit von Bedienpersonen unzulässig ist.

[0096] Das Sicherheitssystem 1 umfasst ferner Trägermittel (oder Elemente für die Aufstellung auf dem Boden), die dafür ausgelegt sind, die Kameraköpfe TV1 und TV2 zu tragen. Vorzugsweise sind die Trägermittel dafür ausgelegt, die Bewegung der Kameraköpfe TV1 und TV2 zu ermöglichen.

[0097] Vorzugsweise umfassen die Trägermittel eine Vorrichtung für die Aufstellung auf dem

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Boden, wie beispielsweise eine Vielzahl von Elementen für die Aufstellung auf dem Boden.

[0098] Insbesondere sind die Kameraköpfe TV1, TV2 mit einer Beleuchtungsquelle verbunden, die es ermöglicht, zumindest einen Teil des Überwachungsbereichs A zu beleuchten (beispielsweise wenn dies in Situationen mit schlechten Sichtverhältnissen innerhalb des Überwachungsbereichs A erforderlich sein sollte).

[0099] Noch eher vorzuziehen ist, dass die Beleuchtungsquelle Leuchtvorrichtungen vom Typ Light Emitting Diode (LED) umfasst.

[00100] Somit ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung die gestellte Aufgabe löst, indem sie dem Benutzer ein Sicherheitssystem 1 für einen Überwachungsbereich A bereitstellt, das hohe Sicherheitsstandards erfüllt und einen hohen Grad an individuell anpassbaren Einstellungen ermöglicht.

[00101] Diese Aufgabe wird durch die Einführung einer Verarbeitungseinheit 2 gelöst, die in der Lage ist, den Weg eines Körpers innerhalb des Überwachungsbereichs A zu bestimmen.

[00102] Auf diese Weise erzeugt die Verarbeitungseinheit 2 ein Signal S, falls der Weg P des Körpers innerhalb des Bereichs A nicht die vorgegebenen Anforderungen / Bedingungen erfüllt.

[00103] Vorteilhafterweise ermöglicht das Verarbeitungssystem 2 dem Benutzer dank seiner überaus hohen Flexibilität die genaue Konfiguration der Spezifikationen des Weges P, den ein Körper innerhalb des Überwachungsbereichs A zurücklegen kann, und den Austritt aus einigen Abschnitten des Überwachungsbereichs A zu verhindern.

[00104] Vorteilhafterweise kann das Vorhandensein einer Signalisierungseinheit 3 eine umgehende Signalisierung eventueller Anomalien auf den aufgezeichneten Wegen ermöglichen (und/oder eine Schnittstellenverbindung zu anderen elektronischen Vorrichtungen).

[00105] Vorteilhafterweise ermöglicht es die Einführung eines Kamerakopfes TV1, die Kamera zu tragen und in der Position anzuordnen, die am geeignetsten für den effizienten Betrieb des Sicherheitssystems 1 ist.

[00106] Vorteilhafterweise ermöglicht die Einführung eines zweiten Kamerakopfs TV2 die Lösung der Abschattungsproblematik, d. h. der Schattenzonen, die durch im Überwachungsbereich A anwesende Objekte oder Maschinenaußenmaße bedingt sind, wenn diese von einem einzigen Blickpunkt aus aufgenommen werden, so dass jederzeit ein vollständiger Blick auf den gesamten Überwachungsbereich A erhalten werden kann.

[00107] Außerdem gewährleistet die Einführung eines Beleuchtungssystems, das mit dem Kamerakopf TV1, TV2 wirkverbunden ist, eine größere Effizienz des Sicherheitssystems 1 und erhöht die Sicherheit der Bedienpersonen innerhalb des zu überwachenden Bereichs A.

Claims

1. Sicherheitssystem (1) zur Überwachung eines zweidimensionalen Überwachungsbereichs (A), Folgendes umfassend:

- zumindest ein Paar Kameras (T1, T2), die dafür ausgelegt sind, mittels Stereovision dreidimensionale Bilder von Objekten aufzunehmen, die sich auf zumindest einem zweidimensionalen Durchgangsbereich (AT) und zumindest einem zweidimensionalen Arbeitsbereich (AO) befinden, wobei der Durchgangsbereich (AT) und der Arbeitsbereich (AO) in ihrer Gesamtheit den zweidimensionalen Überwachungsbereich (A) definieren;

- eine Verarbeitungseinheit (2), die mit den Kameras (T1, T2) wirkverbunden und dafür konfiguriert ist, diese dreidimensionalen Bilder zu verarbeiten, um, projiziert auf den zweidimensionalen Überwachungsbereich (A), einen Weg eines beweglichen Körpers innerhalb des Überwachungsbereichs (A) zu bestimmen, und dafür konfiguriert ist, ein Signal (S) auszugeben, wobei der Weg einen Anfangsabschnitt aufweist, der einem Eintritt des beweglichen Körpers in den Überwachungsbereich (A) entspricht, und einen Endabschnitt aufweist, der einem Austritt des beweglichen Körpers aus dem Überwachungsbereich (A) entspricht;

wobei die Verarbeitungseinheit (2) dafür konfiguriert ist, das Signal (S) auszugeben, wenn der Endabschnitt des Weges des beweglichen Körpers innerhalb des Arbeitsbereichs (AO) zu liegen kommt.

2. Sicherheitssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Durchgangsbereich (AT) an den Arbeitsbereich (AO) angrenzt.

3. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Arbeitsbereich (AO) zumindest teilweise an eine Bearbeitungsmaschine (M) angrenzt und der Durchgangsbereich (AT) zumindest teilweise der Bearbeitungsmaschine (M) zugewandt ist.

4. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Überwachungsbereich (A) und Arbeitsbereich (AO) zumindest teilweise durch einen Arbeitsrand (BO) begrenzt sind, der nicht den Durchgangsbereich (AT) begrenzt.

5. Sicherheitssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich zumindest ein erster Abschnitt des Arbeitsrandes (BO) über die gesamte Länge der Bearbeitungsmaschine erstreckt.

6. Sicherheitssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Arbeitsrand (BO) den ersten Abschnitt und zumindest einen zweiten Abschnitt umfasst, der sich von der Bearbeitungsmaschine (M) wegführend erstreckt.

7. Sicherheitssystem, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Überwachungsbereich (A) rechteckig ist.

8. Sicherheitssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Signalisierungseinheit (3), die mit der Verarbeitungseinheit (2) wirkverbunden und dafür konfiguriert ist, eine Signalisierung (S) auf Grundlage des von der Verarbeitungseinheit (2) ausgegebenen Signals auszusenden, wobei die Signalisierung (S) eines oder mehreres von Folgendem umfasst: ein Leuchtsignal, ein Tonsignal, ein elektrisches Signal, ein elektromagnetisches Signal, ein magnetisches Signal.

9. Sicherheitssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Vielzahl von Paaren von Kameras (T1, T2; T3, T4), die dafür ausgelegt sind, mittels Stereovision dreidimensionale Bilder von Objekten aufzunehmen, die sich auf zumindest einem zweidimensionalen Durchgangsbereich (AT) und auf zumindest einem zweidimensionalen Arbeitsbereich (AO) befinden, wobei jedes der Paare Kameras (T1, T2; T3, T4) dafür konfiguriert ist, mittels Stereovision dreidimensionale Bilder von Objekten aufzunehmen, die sich auf zumindest einem Teil des zweidimensionalen Durchgangsbereichs (AT) und auf zumindest einem Teil des zweidimensionalen Arbeitsbereichs (AO) befinden, wobei die Vielzahl von Paaren (T1, T2; T3, T4) von Kameras mit der Verarbeitungseinheit (2) wirkverbunden sind.

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10. Sicherheitssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Kamerakopf (TV1), der dafür konfiguriert ist, zumindest ein Paar Kameras (T1, T2) zu tragen.

11. Sicherheitssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Kamerakopf (TV1) Elemente zur Aufstellung auf dem Boden umfasst.

12. Sicherheitssystem nach Anspruch 10 oder 11, umfassend zumindest zwei Kameraköpfe (TV1, TV2), die miteinander wirkverbunden sind, wobei jeder Kamerakopf (TV1, TV2) zumindest ein Paar Kameras (T1, T2; T3, T4) umfasst, die geeignet sind, stereoskopische Bilder von den Objekten aufzunehmen, die sich auf dem zweidimensionalen Überwachungsbereich (A) befinden.

13. Sicherheitssystem nach Anspruch 12, wobei die zumindest zwei Kameraköpfe (TV1, TV2) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Überwachungsbereichs (A) angeordnet sind.

14. Sicherheitssystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei die zumindest zwei Kameraköpfe (TV1, TV2) einander zugewandt angeordnet sind.

15. Sicherheitssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest eine Beleuchtungsquelle, die dafür konfiguriert ist, zumindest einen Teil des Überwachungsbereichs (A) zu beleuchten.

16. Sicherheitssystem nach Anspruch 15, wobei die Beleuchtungsquelle zumindest eine LED umfasst.

17. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinheit (2) für Folgendes konfiguriert ist:

- Analysieren von Differenzen in den dreidimensionalen Bildern des zumindest einen Paares Kameras (T1, T2), um eine Karte der Entfernungen eines jeden Pixels bezogen auf ein vorgegebenes Bezugssystem zu erhalten,

- Filtern der Entfernungskarte, um Objekte mit einer Höhe ab Boden, die kleiner ist als ein vorgegebener Wert, von Objekten zu unterscheiden, deren Höhe ab Boden größer ist als dieser vorgegebene Wert.

18. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinheit (2) dafür konfiguriert ist, auf den aufgenommenen dreidimensionalen Bildern Punkte-Cluster zu erkennen, die darstellend für den beweglichen Körper innerhalb des Überwachungsbereichs (A) sind.

19. Sicherheitssystem nach Anspruch 18, wobei die Verarbeitungseinheit (2) dafür konfiguriert ist, auf den aufgenommenen dreidimensionalen Bildern PunkteCluster zu erkennen, die darstellend für den beweglichen Körper innerhalb des Überwachungsbereichs (A) sind, wobei die Punkte-Cluster auf den zweidimensionalen Überwachungsbereich (A) projiziert sind.

20. Sicherheitssystem nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Verarbeitungseinheit (2) dafür konfiguriert ist, die Punkte-Cluster auf Grundlage einer ihrer Ausdehnungen zu filtern.

21. Sicherheitssystem nach Anspruch 20, wobei die Verarbeitungseinheit (2) dafür konfiguriert ist, auf den auf Grundlage einer ihrer Ausdehnungen gefilterten Punkte-Clustern zumindest einen ersten Cluster und einen zweiten Cluster zu ermitteln, die einem vorgegebenen räumlichen Verhältnis zueinander entsprechen.

22. Sicherheitssystem nach Anspruch 21, wobei das vorgegebene räumliche Verhältnis zueinander durch eine Bedingung der Entfernung des ersten Clusters und des zweiten Clusters definiert ist.

23. Sicherheitssystem nach Anspruch 21, wobei das vorgegebene räumliche Verhältnis zueinander durch eine Bedingung der Entfernung des ersten Clusters und des zweiten Clusters definiert ist, die kleiner oder gleich einem vorgegebenen Entfernungswert ist.

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AT 16 611 U1 2020-02-15 österreichisches patentamt

24. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche von 18 bis 23 und nach Anspruch 17, wobei die Verarbeitungseinheit (2) dafür konfiguriert ist, die Punkte-Cluster, die darstellend für den beweglichen Körper innerhalb des Überwachungsbereichs (A) sind, zu ermitteln, indem die oben genannte Filterung der Entfernungskarte erfolgt, um Objekte mit einer Höhe ab Boden, die kleiner ist als ein vorgegebener Wert, von Objekten zu unterscheiden, deren Höhe ab Boden größer ist als der vorgegebene Wert.