CN111352122B - 用于检测对象的传感器和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于检测对象的传感器和方法。提出了一种用于检测监控区域(20)中的对象的光电传感器(10)，具有：光发射器(12)，其用于将光束(16)发射到监控区域(20)中；光接收器(26)，其用于从被对象漫反射的光束(22)产生接收信号；可移动的偏转单元(18)，其用于周期性地偏转光束(16、22)以在移动过程中扫描监控区域(20)；以及控制和评估单元(36)，其被设计用于确定发射和接收光束(16、22)之间的光飞行时间并由此确定与对象的距离，其中传感器(10)具有信号动态(50)的校正，即根据被扫描的对象的距离对相对接收功率的校正。在此，控制和评估单元(36)被设计用于通过调整传感器(10)的灵敏度来校正信号动态(50)。

Description

用于检测对象的传感器和方法

本发明涉及用于检测监控区域中的对象的传感器，特别是激光扫描仪，以及方法。

在激光扫描仪中，由激光器产生的光束借助于偏转单元周期性地扫过监控区域。光线在监控区域中的对象处被漫反射(remittieren)，并在激光扫描仪中进行评估。根据偏转单元的角度位置推断出对象的角度位置，并且利用光速根据光飞行时间还另外推断出对象与激光扫描仪的距离。对于传统的激光扫描仪，已知确定光飞行时间的两个基本原理。在基于相位的方法中，调制连续的发射光，并评估接收光相对于发射光的相移。在基于脉冲的方法或脉冲飞行时间法中，发射器以脉冲能量相对高的单脉冲模式工作，并且激光扫描仪基于发射和接收单光脉冲之间的飞行时间来测量对象距离。例如，在从EP 2 469 296 B1中已知的脉冲平均法中，为测量发射多个单脉冲，并且对接收脉冲进行统计学评估。

利用角度和距离数据，以二维极坐标的形式获得监控区域中对象的位置。这可以确定对象的位置或确定对象的轮廓。第三空间坐标可以通过在横向方向上的相对移动来获得，例如通过移动激光扫描仪或者通过相对于激光扫描仪激动对象来实现相对移动。这样，也可以测出三维轮廓。

激光扫描仪不仅用于一般的测量任务，还用于安全技术或个人防护，以监控危险源，例如危险源是危险的机器。这种安全激光扫描仪从DE 43 40 756 A1中已知。在此，对机器操作期间操作人员不得进入的保护区域进行监控。如果安全激光扫描仪识别到未被允许的保护区域干预，诸如操作人员的腿，则该安全激光扫描仪触发机器的紧急停机。保护区域中的其他干预，例如由静态的机器部件引起的干预，可以预先作为允许的情况示教。警告区域通常位于保护区域的前面，在那里干预最初仅导致警告，以防止保护区域干预，从而及时进行防护，从而增加系统的可用性。安全激光扫描仪通常基于脉冲工作。

特别地，安全激光扫描仪必须可靠地工作，因此必须满足高安全要求，例如关于机器安全性的标准EN13849和关于非接触式防护装置(BWS)的设备标准EN 61496。为了满足这些安全标准，必须采取一系列措施，例如通过冗余、多样的电子设备进行安全的电子评估、功能监控或监控光学组件的污染。特别地，后者涉及安全激光扫描仪的前面板，该前面板通常通过分布在周界上的光栅状检测器来测试前面板的透射能力(

)。对自我诊断的要求因潜在危险而异，这例如通过所谓的性能级别来表示。

安全激光扫描仪还应该检测反射率非常低的对象，更确切地说是在安全激光扫描仪的整个有效范围内进行检测。为此，需要高灵敏度，其中最小灵敏度可以由最小信号强度来定义，超过该最小信号强度，对象被视为是潜在不安全的，因此当在保护区域中检测到这种对象时，要进行防护。高灵敏度反映在可用性上：安全激光扫描仪越灵敏，它就越容易且越频繁地受到外部影响(例如，灰尘、昆虫等)的干扰，这些外部影响随后会触发不必要的切断。实际上，应尽可能避免由于受监控系统不必要的停机时间而引起的这种情况。此外，传统上，为了补偿由元件老化(例如，发射激光器的元件老化)或接收信号减少(例如，由于前面板被污染)而引起的漂移(Drift)，也保留了裕量。然而，只要不发生这种漂移，就不必要地增加了自身的灵敏度，并加剧了可用性问题。

具有特定反射特性的对象的接收功率不是常数，而是与距离相关。这通过所谓的信号动态(Signaldynamik)来描述，该信号动态表示在对象特征不变的情况下与扫上的对象的距离的相关的相对接收功率。

信号动态可以近似理解为两种相反效应的叠加。激光扫描仪通常使用发射透镜和接收透镜，发射透镜校准发射光，接收透镜收集尽可能多的光。一方面，信号强度随距离的增加二次幂降低。因此，最弱的接收信号通常在最大有效范围内被接收，并且在那里例如将信号动态(相对变量)设置为值1。另一方面，激光光斑仅从无穷远处最佳地成像到光接收器上。如果发射透镜和接收透镜彼此双轴相邻布置，距离越短，则光斑越来越多地移出光接收器，或者在同轴布置中光斑超出光接收器。在这两种情况下，接收到的光朝近距离仅被部分转换成接收信号。结果，在最大有效范围内呈现最小值的信号动态最初由于信号强度的二次幂增加而朝更短的距离增加，但随后在近距离内又减小，因为只有一小部分光入射到光接收器上。因此，信号动态的最大值通常出现在最大有效范围的大约三分之一到二分之一处。

在现有技术中，试图通过光学设计来使信号动态平坦。通常，光学系统是多区域透镜，该多区域透镜为近距离和远距离以及可能的中间距离范围分别提供自己的透镜区域。EP 2 378 309 A1示出了一种具有多区域反射镜的可替代方案。由于有多个区域，信号动态可以采取比最大值简单在两侧下降更复杂的构型。多区域光学系统很复杂，此外还只是部分解决方案。最佳的是平坦的信号动态，这种信号动态在任何地方都具有值1，因为这样，信号动态实际上就消失了。实际上，光学校正的信号动态仍然达到至少为4的最大值。

传统的激光扫描仪的灵敏度调整如果不能进行光学校正，则不考虑信号动态，而是针对最坏的情况进行设计，即针对对应于最大有效范围的距离处的对象进行设计。这样做的缺点在于，激光扫描仪在其他位置变得不必要的敏感，特别是在最大信号动态的区域中，即在相对而言大部分能量被对象返回的中等距离处。

DE 10 2016 113 131 A1公开了一种距离传感器或激光扫描仪，其基于预期的距离或信噪比动态地调整灵敏度。然而，在这种情况下没有考虑信号动态，而是只考虑了能量随距离的增加而二次幂减小。因此，灵敏度只会朝更远的距离增加，这与实际情况不符，既不能保证安全性，也不能消除可用性问题。

因此，本发明的任务在于为所述类型的传感器提出鲁棒性更高的对象检测。

该任务通过用于检测监控区域中的对象的传感器，特别是激光扫描仪，以及方法来实现。传感器发射光信号，并将从被扫描的对象漫反射的光信号作为信号回波再次接收。借助于可移动的偏转单元，即例如具有光发射器和光接收器的旋转的光学头或旋转的旋转反射镜(Drehspiegel)，周期性地扫描监控区域。控制和评估单元确定光飞行时间，并由此确定到被扫描的对象的距离。优选地，基于脉冲进行测量，为此使用光束发出发射脉冲，并从漫反射的光束产生相应的接收脉冲。

在这种情况下，校正信号动态。信号动态在引言中已经进行了阐述，并描述了在其他条件相同的情况下，特别是同一个被测对象在其他恒定的传感器设置和环境影响的情况下，在不同距离产生不同的接收电平的效果。信号动态的一个可能定义是与各个被扫上或检测的对象的距离相关的相对接收功率。对信号动态的校正通常通过光学系统进行。

本发明基于通过调整灵敏度来校正信号动态的基本思想。传统的光学校正(诸如，多区域透镜等)被电子校正或控制和/或评估代替。可替代地，还可以设想保留和补充光学校正，即通过调整灵敏度来进一步校正在光学校正后剩余的信号动态。

本发明的优点在于实现了对信号动态的特别简单和精确的校正。信号动态以电子方式调平整。为此，根据实施方式，纯软件措施就足够了。信号动态的复杂的光学校正被替代或至少得到了补充，使得对此提出更低的要求或实现更好的结果。防止传感器对某些距离范围做出不必要的敏感反应。这使得操作总体上鲁棒性可以更强，并且例如由空气中和前面板上的颗粒而引起的干扰效果显著降低。这在不损害可靠性的情况下提高了可用性。

优选地，控制和评估单元被设计用于通过用阈值评估接收信号来检测对象，其中基于信号动态根据距离来调整阈值。在此，可以是用一个或更多个阈值来定位接收脉冲的真实的阈值操作，无论是用模拟的阈值检测器还是在数字化的接收信号中来进行，但是也可以是评估数字化的接收信号的阈值标准。通常情况下，这样的阈值是恒定的，并且由于那里的最小灵敏度而被设计用于最大有效范围。根据本发明的实施方式，阈值通过与信号动态的适配而与距离相关。换句话说，检测阈值自动与信号动态适配。

优选地，控制和评估单元被设计用于数字化接收信号，并基于信号动态对其进行校正。例如，提供了至少一个比较器或模数转换器用于数字化。基于信号动态根据距离校正各个采样值(Abtastwert)。每个采样值对应于光飞行时间，并从而对应于距离，使得可以使各个相关的范围与信号动态相关联。因此，信号动态的影响得到补偿以用于进一步评估。

优选地，控制和评估单元被设计用于通过调整评估来调整灵敏度。在这种实施方式中，调整在评估中进行，优选在接收信号数字化之后进行。因此，它是一种可以成本低廉地可实现的软件解决方案，其中可以从广义上理解，并且还包括在诸如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)的数字组件上的实现。

优选地，控制和评估单元被设计用于在两次测量之间和/或一次测量内调整光接收器的接收路径中的组件，以便调整灵敏度。因此，在接收路径中已经直接进行了校正，即使后续评估是数字的，但在接收路径中，部件优选仍然是模拟的。两次测量之间的调整相对较慢，并且是基于通过固定的假设、配置或先前测量而获得的先验知识。然而，也可以设想在光飞行时间的极短时间标度上的测量内快速进行调整。从发出光脉冲起经过的时间对应于光脉冲直到某一距离的对象的光飞行时间。因此，可以用信号动态来校正该距离。

在两个测量之间进行调整的情况下，对接收路径中的调整可替代地或补充地，还可以设想通过调整光发射器的光学输出功率来校正发射路径中的调整。如果光学输出功率增加，则应遵守眼睛保护的限制或激光保护等级。

优选地，控制和评估单元被设计用于调整光接收器、光接收器下游的放大器和/或光接收器下游的阈值检测器的灵敏度。它们是适用于进行调整的接收路径的部件。例如，光接收器本身的灵敏度通过施加到APD(雪崩光电二极管)或SPAD(单光子雪崩二极管)上的电压来改变。此外，还可以调整连接在光接收器下游的放大器的增益系数或阈值检测器的阈值标准。

优选地，控制和评估单元被设计用于与信号动态相反地调整灵敏度。这背后的想法是，传感器被设计成例如在最大有效范围时信号动态的值为1，并且其他距离的信号动态的变化通过反转来进行补偿。当应用于接收信号时，如果信号动态以所述方式标准化为其最小值1，则反转特别优选地通过除法。相应地，阈值被相乘，这也是灵敏度的反向调整，因为较高的阈值对应于较低的灵敏度。在相应地平滑数字化的接收信号和调整阈值标准等时，信号动态被有效地调平(nivellieren)。像只有几个值的所有实施方式中一样，信号动态实际上可以作为更粗糙或更精细的阶跃函数存在，直到密集采样、插值或分析函数。

优选地，控制和评估单元被设计用于依次发射多个发射光脉冲，用至少一个阈值采样(abtasten)相应的接收脉冲并累积在直方图中，以及根据直方图确定光飞行时间。因此，这种实施方式以引言提到的EP 2 469 296 B1中描述的多脉冲法工作。可以针对贡献的单次测量结果和/或在直方图中校正信号动态。

优选地，传感器具有前面板和污染传感器，光束经过该前面板从传感器离开进入监控区域，该污染传感器用于评估前面板的透光性，其中考虑到透光性来调整灵敏度。在这种特别有利的实施方式中，与现有技术不同，前面板的损坏不由灵敏度裕量(Empfindlichkeitsreserve)总计(pauschal)考虑。相反，实际的透射能力包括在前面板的信号动态的校正中。对污染的安全储备显著减少或完全免除。由此，如果前面板一点也不脏，则传感器就不会变得不必要的敏感，相反，已经相当脏并的通常可能切断的传感器在某些情况下仍然可以工作。

优选地，传感器被设计为安全传感器，特别是安全激光扫描仪，并且具有用于输出安全相关的切断信号的安全输出端。如引言所述，安全传感器或安全扫描仪在安全标准的意义上是安全的传感器或安全的激光扫描仪，因此可用于保护处于危险源的人员。因此，安全输出端，特别是OSSD(输出信号切换装置)是安全的，大约设计成双通道，并且用于启动安全相关的措施，例如紧急停止，或者更一般地用于建立安全状态。

优选地，控制和评估单元被设计用于保护区域评估，其中确定对象是否位于监控区域内的至少一个配置的保护区域中，其中灵敏度根据配置的保护区域进行调整，特别是基于配置的保护区域内的信号动态的最小值来进行调整。因此，安全评估已经集成到传感器中，该传感器直接为机器或中间连接的安全控制装置提供与安全相关的切断信号。

有利地，保护区域评估能够实现根据配置的保护区域来校正信号动态。因为在根本没有保护区域的距离内，传感器不必执行可靠的对象检测。因此，现在使用由保护区域实际占用的距离，而不是将自身取向到灵敏度最小值所位于的最大有效范围，并且最小灵敏度的最小值用作参考点。特别地，仅使用保护区域的界限可能就足够了，因为保护区域不可避免地仅从边缘起被侵犯，并且同样优选地，仅使用最远的保护区域界限，因为这有效地对应于所需的最大有效范围。

根据本发明的方法可以以类似的方式进一步发展并同时显示出类似的优点。这种有利的特征在从属于独立权利要求的从属权利要求中示例性地但不排他地进行描述。

附图说明

下面将示例性地基于实施方式并参考附图对本发明的其他特征和优点进行更详细的阐述。其中：

图1示出了安全激光扫描仪的示意性剖视图；

图2示出了具有传统的恒定阈值的信号动态的示例性图示；

图3示出了具有与信号动态适配的、与距离相关的阈值的信号动态的示例性图示；

图4示出了具有基于最大的保护区域扩展与信号动态适配的恒定阈值的信号动态的示例性图示；以及

图5示出了具有基于最大的保护区域扩展与信号动态适配的、在近距离中上升的阈值的信号动态的示例性图示。

图1示出了设计为安全激光扫描仪的传感器10的示意性剖视图。安全激光扫描仪意味着可以应用在人身保护中，即根据引言中提到的标准采取措施，这些标准根据安全级别或性能级别排除未发现的功能故障。

例如具有激光光源的光发射器12借助于发射光学器件14产生发射光束16，该发射光束在偏转单元18处被偏转到监控区域20中。如果发射光束16在监控区域20中落在对象上，则漫反射的光22又返回到传感器10，并在那里通过偏转单元18并借助接收光学器件24被光接收器26(例如，一个或更多个光电二极管、APD(雪崩光电二极管)或SPAD(单光子雪崩二极管))检测到。

在本实施方式中，偏转单元18被设计成通过驱动电机28连续旋转的旋转反射镜。电机28或偏转单元18各自的角度位置通过编码器识别，该编码器包括例如编码盘30和叉形光栅(Gabellichtschranke)32。因此，由光发射器12产生的发射光束16扫描由旋转运动产生的监控区域20。也可以将偏转单元18设计成旋转的光学头来替代旋转反射镜，该光学头中安置了光发射器12和/或光接收器26以及可能的其他元件。

发射光学器件14和接收光学器件24的构型也可以改变，例如通过作为偏转单元的光束成形反射镜、透镜的其他布置或附加透镜来改变。在根据图1的实施方式中，光发射器12和光接收器26优选地彼此非常靠近以在近距离获得足够的接收信号，并且被安置在共同的印刷电路板34上。这也仅仅是一个示例，因为可以提供单独的印刷电路板和其他布置，例如间距更大或彼此有高度偏移的其他布置。还已知同轴布置的安全激光扫描仪，即光发射器12和光接收器26具有共同的光轴的同轴布置。

现在，如果由光接收器26从监控区域20接收到漫反射的光22，则可以根据被编码器30、32测量的偏转单元18的角度位置推断出监控区域20中的对象的角度位置。此外，优选地，确定从发射光信号到光信号在监控区域20中的对象处反射后被接收的光飞行时间，并且使用光速来推断出对象与传感器10的距离。为此，优选使用脉冲飞行时间法，即用短脉冲来调制发射光束16，并确定发射和接收脉冲之间的光飞行时间。在这种情况下，单脉冲法和脉冲平均法是可行的。

控制和评估单元36与光发射器12、光接收器26、电机28和编码器32连接。该控制和评估单元控制测量顺序、此外还调制发射光束，确定光飞行时间以及获得关于角度位置的信息。因此，通过角度和距离可以获得监控区域20中的所有对象的二维极坐标。在与安全相关的应用中，控制和评估单元36检查未被允许的对象是否干预在监控区域20内确定的保护区域。如果干预了保护区域，则防护信号通过安全输出端38(OSSD，输出信号切换装置)输出到被监控的危险源，例如机器。可以存在用于输出原始的或预处理过的测量数据或者例如用于参数化传感器10的附加的未示出的接口。

所有提到的功能部件都布置在壳体40中，该壳体40在光出射和光入射的区域具有前面板42。光栅状的检测器被分布式布置在前面板42的周界上，以便检查前面板的透射能力。在图1中，这些检测器各自在壳体40内部具有仅粗略示出的发射器/接收器对44，在壳体40外部具有反射器46。因此，测试光束48穿透前面板42，在这种情况下甚至穿透两次，并且记录在发射器/接收器对44中的电平(Pegel)根据前面板42的污染程度而降低。因此，控制和评估单元36可以借助于发射器/接收器对44来评估前面板42的透射能力。这仅仅是对前面板42的污染测量的一个示例，其他已知的布置也是可形的。

图2示出了传感器10的信号动态50的示例性曲线。信号动态在引言中已经阐述，这里不再重复。简而言之，信号动态是与到传感器10的距离有关的相对信号强度的函数。该信号动态通常在传感器10的最大有效范围内被归一化为值1。在中等距离范围内，一方面由于信号强度随着距离的增加而二次幂地减小，另一方面由于光斑随着距离的减小而移出或仅部分落在光接收器26上，而产生最大值。此外，存在高阶效应，例如由于接收光学器件24的更复杂的成像(该接收光学器件24特别地可能具有不同的距离区)，该高阶效应在此会导致其他的最大值。

无论是在光学开发、制造期间还是在现场校准或示教过程中，通过在距离不同的其他同等条件下呈现对象，可以针对特定的传感器10测量信号动态50。可替代地或附加地，由模拟或光学考虑在理论上确定信号动态。在任何情况下，出于以下考虑，信号动态50的曲线是已知的，其中通过知识进行的近似只能满足某些距离值。在这种情况下，信号动态50本身可以存储在控制和评估单元36中，或者仅将由此导出的变量和行动方式(Vorgehensweise)存储在控制和评估单元中。

通常，激光扫描仪以恒定的阈值52工作，该阈值遵循最大有效范围，因为那里的灵敏度是最低的，即信号动态呈现其最小值。然而，这意味着以多倍的所需灵敏度来探测在对应于信号动态50的最大值的距离处的对象检测。通过这种方式，即使是像雨滴、灰尘或昆虫这样的小干扰也可以被检测为对象。

图3再次示出了信号动态50的曲线，但是现在连同根据本发明的实施方式与动态曲线适配的、与距离相关的阈值52的曲线一起示出。因此，当调节灵敏度时，信号动态50被考虑在内。现在，阈值52是距离的函数。优选地，阈值52至少大致遵循信号动态50的曲线。然而，相关性可以具有不同的特征(

)。例如，阈值52很大程度上忽略了信号动态50的较小次级最大值。信号动态50和阈值52的曲线一致性可以更强或更弱。特别地，例如对于小距离、在信号动态50的最大值范围内以及对于大距离，可以设想仅具有几个调整值的阈值52的阶梯状分布。

控制和评估单元36如何使用与距离相关的阈值52有各种可行方案。在一种实施方式中，测量到对象的距离。然后，将测量的信号强度与该距离的最小信号强度进行比较，其中从信号动态50中导出该最小信号强度。这对应于与测量的距离处的距离相关的阈值52的阈值比较。如果测量的信号强度没有达到要求的信号强度，则该测量被视为无效或被拒绝。因此，不再存在传感器10在较高的信号动态50的范围内，特别是在信号动态的最大值中更灵敏地测量的情况。通过这种方式，有效地抑制了干扰影响。

为了读出该距离的信号动态50或阈值52的适当值，距离测量值可供使用不是绝对必要的。首先，测量也可以由其他先验知识来代替，例如先前的距离值或配置的感兴趣的范围。随后，将参考图4和图5使用保护区域的示例来更详细地阐述后者。在另一实施方式中，对光飞行时间的时间标度进行快速调整。随着发射发射光脉冲，连续地调整阈值52。每当实际扫上对象时，阈值52就被所谓的预防性地设置为适当的距离。然后，阈值52实际上可以通过模拟的阈值检测器来实现，该阈值检测器被相应地进行动态调整。

可替代地，阈值52仅在接收信号在控制和评估单元36中被数字化之后才被应用。用信号动态50补偿数字化的接收信号实际上是等效的。在这之后，接收信号呈现出信号动态50好像是平坦的样子，因此阈值52也可以再次是恒定的。实际上，这仍然是与距离相关的阈值52。

除了阈值52之外，对于根据信号动态50调整传感器10的灵敏度，还存在各种可替代的或补充的可行方案，这些可行方案可以单独使用或组合使用。代替随后用信号动态50来平滑接收信号，还可以在接收信号的记录期间进行相应的增益调整。接收路径中的增益已经可以在光接收器26本身进行改变，例如APD的偏置电压，或者通过下游的放大器的增益系数来改变。还可以设想增加光发射器12的光学输出功率。在此，应当注意，较高的激光功率不会导致偏离合格的激光保护等级。

因此，可以以多种方式来调整灵敏度，例如在测量期间非常快地，或者在测量之后或两次测量之间较慢地，以及通过纯粹软件的调整和/或通过调整接收路径的组件来调整灵敏度。

图4再次示出了与阈值52相关的信号动态50，该阈值52考虑了感兴趣的区域，特别是分别配置或编程的保护区域。通常，根本不利用传感器10在具体应用中的最大有效范围。作为示例，图4示出了保护区域的最远界限54，该最远界限明显在最大有效范围前面。

在这些条件下，甚至可以通过恒定的阈值52来调整灵敏度，然而，该阈值高于基于最大有效范围的未调整的阈值52a的传统设计。阈值52与在最远界限54的距离的信号动态50适配。恒定的阈值52，或更普遍地说是灵敏度的整体降低特别容易实现和应用。安全仍然得到保证，其中应当注意，保护区域总是从边缘起被侵犯。灵敏度的调整可以在保护区域配置后自动进行。为此，所有上述变型都可供使用，包括阈值52的软件或硬件调整、接收路径中增益的改变和光发射器12的输出功率的降低。

与在最远界限54处的信号动态50适配的恒定的阈值52是特别有利和简单的。更一般地说，可以不与最远界限54适配，而是与感兴趣的区域或保护区域的所有距离的信号动态50的最小值适配，其中最小值通常仅由最远界限54确定，而通常至少由下一个和最远界限来确定。此外，阈值52在此也不必是恒定的，而是如上所述与信号动态50适配，但是限于被保护区域覆盖的距离。

图5是类似于图4的图示，其中最远界限54现在位于信号动态50的范围内，在该范围内该信号动态呈现比近距离大的值。因此，仅与在最远界限54的信号动态50适配是不够的，因为灵敏度现在在近距离内最低，不再是在最远界限54处最低。这可以通过使阈值52整体与最短相关距离处的值适配来考虑。在图5中，在近距离中不选择恒定的阈值52，而是选择增加的阈值52。所示出的、随着与距离相关的系数而线性增加的阈值52的特性特别容易处理，但不应理解为限制性的。阈值52可以跟随在近距离中的信号动态50，或者总体上以其他方式也更粗糙或更精细地跟随。

附图中未示出的另一方面是加入了借助于发射器/接收器对44测量前面板42的透射。如果前面板42被严重污染，则不允许传感器10再工作，然后持续地进入防护状态。为了防止这种情况发生得太快，通常维持例如30％的灵敏度裕量。在本发明的另一实施方式中，分别调整的灵敏度考虑了透射测量的结果，而不是该灵敏度裕量。

因此，只要前面板42是干净的，就优选没有灵敏度裕量。随着污染的增加，根据对信号动态50的适配，灵敏度不再降低那么多或者阈值52不再升高那么多，以便补偿前面板42上的光损失。发射器/接收器对44提供所需程度的必要信息。这对安全性来说不是至关重要的，因为与初始状态相比，灵敏度只会增加。

Claims (14)

1.一种用于检测监控区域(20)中的对象的光电传感器(10)，具有：光发射器(12)，其用于将光束(16)发射到所述监控区域(20)中；光接收器(26)，其用于从被对象漫反射的光束(22)产生接收信号；可移动的偏转单元(18)，其用于周期性地偏转光束(16、22)，以在移动过程中扫描所述监控区域(20)；以及控制和评估单元(36)，其被设计用于：通过用阈值(52)评估所述接收信号来检测所述对象，确定发射和接收光束(16、22)之间的光飞行时间并由此确定到对象的距离，存储通过测量、模拟和/或光学考虑确定的信号动态(50)，并且通过调整所述传感器(10)的灵敏度来校正所述信号动态(50)，所述信号动态(50)表示与被扫描的对象的距离相关的相对接收功率，

其特征在于，

所述控制和评估单元(36)被设计用于基于存储的所述信号动态(50)根据距离来调整所述阈值(52)。

2.根据权利要求1所述的传感器(10)，所述传感器(10)是激光扫描仪。

3.根据权利要求1或2所述的传感器(10)，其中所述控制和评估单元(36)被设计用于数字化所述接收信号并基于所述信号动态(50)对其进行校正。

4.根据权利要求1或2所述的传感器(10)，其中所述控制和评估单元(36)被设计用于通过调整所述评估来实施对所述灵敏度的调整。

5.根据权利要求1或2所述的传感器(10)，其中所述控制和评估单元(36)被设计用于在两次测量之间和/或一次测量内调整在所述光接收器(26)的接收路径中的组件，以调整所述灵敏度。

6.根据权利要求5所述的传感器(10)，其中所述控制和评估单元(36)被设计用于调整所述光接收器(26)、所述光接收器(26)下游的放大器和/或所述光接收器(26)下游的阈值检测器的灵敏度。

7.根据权利要求1-2、6中任一项所述的传感器(10)，其中所述控制和评估单元(36)被设计用于与所述信号动态(50)相反地调整所述灵敏度。

8.根据权利要求1-2、6中任一项所述的传感器(10)，其中所述控制和评估单元(36)被设计用于依次发射多个发射光脉冲，用至少一个阈值(52)采样相应的接收脉冲并累积在直方图中，以及根据所述直方图确定所述光飞行时间。

9.根据权利要求1-2、6中任一项所述的传感器(10)，所述传感器具有前面板(42)和污染传感器，光束(16)经过所述前面板从所述传感器(10)离开并进入所述监控区域(20)，所述污染传感器用于评估所述前面板(42)的透光性，并且其中考虑到所述透光性来调整所述灵敏度。

10.根据权利要求1-2、6中任一项所述的传感器(10)，所述传感器被设计为安全传感器，并且具有用于输出安全相关的切断信号的安全输出端(38)。

11.根据权利要求10所述的传感器(10)，所述安全传感器是安全激光扫描仪。

12.根据权利要求10所述的传感器(10)，其中所述控制和评估单元(36)被设计用于保护区域评估，其中确定对象是否位于所述监控区域(20)内的至少一个配置的保护区域中，并且其中所述灵敏度根据所述配置的保护区域进行调整。

13.根据权利要求12所述的传感器(10)，其中所述灵敏度根据所述配置的保护区域进行调整是基于所述配置的保护区域内的所述信号动态(50)的最小值来进行调整。

14.一种用于检测监控区域(20)中的对象的方法，其中光束(16)被发射到所述监控区域(20)中，并且在对象上被漫反射的光束(22)被再次接收，其中利用可移动的偏转单元(18)周期性地偏转光束(16、22)，以在移动过程中扫描所述监控区域(20)，通过用阈值(52)评估接收信号来检测所述对象，确定发射和接收光束(16、22)之间的光飞行时间并由此确定与对象的距离，存储通过测量、模拟和/或光学考虑确定的信号动态(50)，并且通过调整传感器(10)的灵敏度来校正所述信号动态(50)，所述信号动态(50)表示与被扫描的对象的距离相关的相对接收功率，

其特征在于，

基于存储的所述信号动态(50)根据距离来调整所述阈值(52)。

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