CN113739058B - 用于防护机器的光电安全传感器和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及用于防护机器的光电安全传感器和方法。给出了一种用于防护机器(34)的光电安全传感器(10)，具有：光接收器(24)，其用于光学检测对象数据；以及控制和评估单元(26)，该控制和评估单元被配置用于基于对象数据来决定在机器(34)的周围环境中是否检测到安全关键的对象(36)，并且在检测到的情况下触发以安全为导向的响应。在此，控制和评估单元(26)还被配置用于根据先前和/或同时检测到的对象来适配用于决定是否检测到安全关键的对象(36)的标准的灵敏度。
Description
本发明涉及用于防护机器的光电安全传感器和方法。
安全技术的主要目的是保护人员免受危险源伤害，这些危险源例如是工业环境中的机器。借助于安全传感器对机器进行监控，因此如果存在人员将面临有危险地靠近机器的情况，则应采取适当的防护措施。
安全传感器或安全式传感器，即在用于人员保护的安全技术意义上使用的传感器，必须特别可靠地工作，因此要满足高的安全要求，例如针对机器安全的EN13849标准和针对无接触式作用的保护装置(BWS)的IEC61496或EN61496设备标准。为了满足这些安全标准，应采取一系列措施，例如通过冗余的、多样的电子器件进行安全电子评估、功能监控或光学构件污染的监控。
通用的防护概念提出，配置在机器运行期间不允许操作人员进入的保护区。在交通工具中，这种考虑也反向适用：既不允许任何人员进入行驶路径，也不允许交通工具向有人员停留的方向快速运动。如果传感器识别到不允许的保护区入侵，则该传感器触发以安全为导向的响应，该响应包括制动机器、使机器绕路或在紧急情况下立即停止机器。
在工业环境中，最经常使用光电安全传感器(例如，安全光栅或安全激光扫描仪)，其检测一维信息或二维信息。现有技术也已知用于检测三维图像数据的3D传感器。对此主要包括各种技术(例如，立体观测、三角测量、光飞行时间)的3D相机，其对无源二维图案或投影照明图案的干扰进行评估。与常见的二维相机相比，这种3D传感器记录如下图像，这些图像在其像素中包含距离值。这些具深度分辨的或三维的图像数据也被称为深度图。此外，还已知的是激光扫描仪，这些激光扫描仪检测多个扫描平面或改变其仰角。利用这种3D传感器也可以监控保护区，例如从机器人单元上方的鸟瞰视角来进行监控。例如，EP 3 421191 A1选择了另一种安全方法，在该方法中确定从被监控的机器到被检测的对象的最短距离，并由此来评估危险情况(速度和分离监控，Speed-and-Separation-Monitoring)。
尽管有时输入数据非常复杂，而且通常为了满足安全标准对评估的要求特别高，但最终仅要对是否进行以安全为导向的响应做出二元决定。这从概念上讲，这可以概括为触发阈值。在具体实现方式中，触发阈值可以是复杂的和高维度的，并且可以考虑各种方面，例如时间属性或几何属性，或者例如可以评估接收信号的走向或水平。
原则上，总是存在二元决定不正确的可能性。在此，可以设想两种错误：虽然人员处于危险中，但这种情况被评估为不危险；或者识别到实际上不存在的危险。第一个提到的错误是安全关键的(sicherheitskritisch)，第二个提到的错误产生不必要的安全响应，因此对可用性产生不利影响。对安全传感器的性能重要的一项主要挑战是如何调整触发阈值，以便在检测安全性与稳健性之间找到良好的平衡。
传统的安全传感器以固定设定的触发阈值工作，该触发阈值在开发时或在配置过程的期间被确定。这个触发阈值须选择得足够灵敏，以考虑所有可能发生的情况。在这里，安全是重中之重，因为如果有任何疑问，都不允许任何人员为了机器运行的利益而受到危害。然而，这意味着，在某些临界情况的标准下灵敏设定的固定的触发阈值在其他根本不需要的情况下生效。因此，安全功能的不必要触发的概率增加，而这对可用性有极大的不利影响。
在保护区监控中，触发阈值通常仅评估来自保护区的传感器信息，不从被配置的保护区以外的区域获得任何安全技术可用的传感器信息。因此，信息库(Informationsbasis)比传感器本身所能提供的信息库要小，有时甚至要小得多。因此，即使客观上根本没有相关的保护区入侵，但经常导致会引起以安全为导向的响应的怀疑情况。
虽然已知的是，在保护区前方有所谓的警告区。然而识别到在警告区中的对象入侵不会触发以安全为导向的响应，而是产生光学警告或声学警告，目的是及时地防止人员更加深入地入侵到保护区中。但是，警告区不提供任何在安全技术上可用的信息。保护区仍然被配置成可以单独确保安全性，而与警告区无关。
保护区可以根据情况进行适配或切换。EP 1 306 603 B1公开了一种用于控制机器的安全相关功能的方法，该方法确定人员的位置和运动行为，并使保护区边界与此适配。从EP 2 395 274 B1中也已知可动态适配的保护区。然而，在各自适用的保护区内保留固定的触发阈值，只有保护区的几何形状是动态的，而保护区违反的标准却不是动态的。
DE 10 2015 213 078 A1描述了一种对在前方行驶的交通工具的制动灯识别，该制动灯识别适配于主动安全系统的触发阈值。然而，DE 10 2015213 078A1没有将主动安全系统理解为自动的光学危险识别或甚至保护区评估，而是理解为具有触发警告、触发制动器预填充、触发液压制动辅助或触发自动紧急制动的驾驶员辅助系统。未定义触发阈值。除了紧急制动外，这些都是涉及由驾驶员触发的动作，而且紧急制动也可以至少被驾驶员过调(übersteuern)。
因此，本发明的任务在于给出一种更可靠的安全传感器。
该任务通过用于防护机器的光电安全传感器和方法来实现。就机器安全而言，在本说明书中，例如在安全技术领域中，通常是指安全性或安全。具体要求在机器安全或人员保护的安全标准中规定，其中的一些在开篇已经提及。安全标准可能会随着时间的推移而改变，但关于基本原则是不变的：通过措施(例如，冗余度、多样性或以由安全级别定义的可靠性进行测试)来拦截或至少发现错误。
特别地，被监控的机器(例如，机器人)在工业环境中工作。安全传感器可以用于移动应用，并且为此装配成随交通工具或机器部件一起运动。光接收器检测对象数据，优选是二维或甚至三维的对象数据，并且根据实施方式，对象数据例如是有像素分辨率的图像或者点云形式的对象数据。评估对象数据，以决定是否识别到安全关键的对象，即安全相关的对象是否位于机器的具危险性的附近。如果位于机器的具危险性的附近，则触发以安全为导向的响应。从安全传感器的角度来看，这首先意味着提供是否已经识别到危险的相应信息或指示。实际作用于机器的方式通常不是由安全传感器本身决定的，而是由直接或间接地连接的控制器来决定的。
本发明基于以下基本思想，即根据情况来适配用于决定是否检测到安全关键的对象的标准。如开篇所阐述的，该标准可以被称为触发阈值，其中阈值性质涉及二元结果，评估本身可以是非常复杂的，并且不必局限于单个值与单个阈值的比较。通过该标准来设定探测灵敏度，从而最终在被忽略的危险和被错误估计为危险的情况的两种错误之间设定平衡。
在一种情况下是应使用更灵敏的标准还是更不灵敏的标准取决于先前检测到的对象和/或取决于与潜在的安全关键的对象同时被检测到的其他对象。用于适配标准的这些对象可以是安全关键的对象、(仍然还是)非安全关键的对象，并且也可以是干扰对象。因此，在对是否检测到安全关键的对象进行实际危险评估之前，进行初步估计。如果根据初步估计很可能是危险情况，则使用更灵敏的标准，以便在怀疑的情况下以安全为导向地做出响应。另一方面，如果不太可能是安全关键的对象，则在较不灵敏的标准下只有相对明确的探测才会触发以安全为导向的响应。这是基于人的关注度行为，以及危险情况会有预示而不会突然出现的事实。然而，适配并非一定要对较早的事件做出响应。可替代地或附加地，可以基于与待评估的危险同时识别到的对象来提高关注度或探测灵敏度。
本发明的优点在于，可以根据情况来适配安全传感器的探测灵敏度，使得该安全传感器在探测安全性和可用性方面选择最佳工作点。如果预计会出现带来危险的情况，则安全传感器非常迅速且灵敏地做出响应，而在传感器数据没有发出即将入侵的信号的其他情况下，安全传感器非常稳健。因此，在未受损的可靠性和探测安全性的情况下实现了对干扰影响的最佳稳健性。由此，可以显著改善可用性和探测安全性。
优选地，控制和评估单元被配置用于根据对象数据评估对象入侵保护区来检测安全关键的对象。因此，在该实施方式中，对象是否是安全关键的是基于保护区监控来决定的。根据安全传感器的类型，保护区是以二维或三维几何定义的、不允许进入的空间区域。不是每次保护区入侵都必须立即是安全关键的，可能会提出附加条件，例如最小范围或最小持续时间。保护区可以是预先确定的，因此是静态的，或者在不同的预配置的保护区之间进行切换，或者动态地适配这些保护区的几何形状。
在这一点上，应该强调的是，决不能将根据本发明的、用于决定安全关键的对象的标准的灵敏度的适配与动态保护区相混淆。在动态的保护区中，只改变其几何形状。即使在动态的保护区中，是否侵犯该适配的保护区的传统决定以及因此保护区监控的灵敏度仍保持不变。保护区的几何定义和对入侵这些保护区的识别是不同的评估级别，这也被反映在本发明可以与静态的保护区以及切换的和动态的保护区相结合的事实中。
优选地，控制和评估单元被配置用于在潜在的安全关键的对象是安全关键的之前基于对象数据对其进行检测，并且在检测到潜在的安全关键的对象的情况下使用更灵敏的标准。这是先前或同时检测到的(仍然还是)非安全关键的对象的可能的具体化，对该对象的检测会改变决定的标准。基于这种检测，稍后的安全关键的对象，特别是然后处于安全关键的位置和/或运动的同一对象，具有增加的概率。因此，探测灵敏度提高了。
优选地，控制和评估单元被配置用于基于评估对象入侵准备区来检测潜在的安全关键的对象。准备区是几何定义的空间区域，在这方面类似于保护区，并且优选地用作除保护区以外的辅助区。于是，准备区优选地邻接保护区。通过识别对象入侵准备区，识别到未来检测到安全关键的对象，特别是即将到来的保护区入侵的可能性增加。
就这方面而言，准备区类似于传统的警告区，因为该准备区可以类似地几何定位和确定尺寸，识别有威胁的保护区入侵并且本身仍不会触发以安全为导向的响应。然而，与警告区相比，准备区优选地根据安全标准的措施以安全的方式被监控，因为标准的灵敏度的改变是安全相关的。相反，传统的警告区是一种纯粹的附加功能，借助该附加功能旨在提高可用性，但其中保护区本身仍要单独确保安全性。因此，如果忽略了传统的警告区的入侵，则这对于完全独立于警告区的保护区监控没有任何影响，因此对安全性也没有任何影响。相反，被忽略的准备区的入侵将导致决定是否检测到安全关键的对象的标准的灵敏度的不适当适配，因此准备区的监控是安全相关的。
控制和评估单元被配置用于通过附加传感器来检测潜在的安全关键的对象。在一个实施方式中，附加传感器已经提供了经过评估的对象信息，例如利用潜在的安全关键的对象的位置或通过准备区的独立监控来提供。可替代地，也可以设想附加传感器扩展对象数据，例如扩展安全传感器的视野范围，实现附加视角或添加不同的测量原理，特别是在非光电附加传感器的情况下。
优选地，控制和评估单元被配置用于在检测到安全关键的对象之后的至少一段放行时间(Freigabezeit)内使用更灵敏的标准。在该实施方式中，该标准不是基于潜在的安全关键的对象来进行适配的，尽管这在不同实施方式的组合中也是可以设想的。更确切地，已经识别出安全关键的对象，随后是适当的以安全为导向的响应。该安全关键的对象仍一直存在的概率增加，因此设定更灵敏的标准，或者在一定的持续时间或放行时间内保持设定更灵敏的标准。总的来说，这导致了识别以安全为导向的对象的一种滞后现象，在这种情况下，只有通过灵敏的检测确认没有识别到以安全为导向的对象的情况下才会返回到放行状态，因此具有高可靠性。
优选地，控制和评估单元被配置用于在检测到干扰物时使用更灵敏的标准，其中特别地基于过调制(übersteuerung)来识别干扰物。用于对标准进行适配的对象现在是干扰对象，例如反射器。如果这种干扰物位于安全传感器的视野范围内，则该安全传感器的探测能力是受限的，因此出于谨慎的目的使用更灵敏的标准。这种情况是否存在可以通过例如过调制的区域、测量点或像素来识别。
优选地，标准包括与对象相关联的最小数量的测量点。存在不同的方案来适配探测灵敏度。其中之一是对与对象相关联的测量点的数量进行计数。在此，对象例如可以作为对象分割的结果获得。在保护区监控中，可以简单地对保护区内与不能被分配给背景的测量点进行计数。足以将对象视为已被识别的测量点越少，探测就变得越灵敏。测量点可以是点云的点，但是也可以是图像的像素。
优选地，标准包括对象的最小尺寸。在高探测灵敏度下，即使小的对象也足够了，有将昆虫、雨滴或小的错误检测点视为安全关键的风险，反之，在低探测灵敏度下，必须识别较大的对象。最小数量和最小尺寸的标准是相关的，但绝不相同。最小尺寸考虑了对象的邻域关系和几何形状，并且测量例如点云或像素簇的直径。在此，对象距离也起一定作用，因为例如相机从远处对象产生的像素比从附近相同大小的对象产生的像素要少。因此，在任何方向上都不能得出测量点的数量与对象尺寸之间的明确结论。
优选地，标准包括重复检测的数量。这是第三个示例性标准，其中所提到的标准可以以任何方式相互组合，并且可以由其他标准进行补充。在安全传感器中常见的是，在进行以安全为导向的响应之前，通过进一步的检测周期(扫描、帧)来确认对安全关键的对象的探测。例如，滤除不会被重复检测到的闪光或落下的雨滴。相反，人员的出现在这些时间尺度上不是瞬时事件。现在，可能需要从n次检测中获取不同数量的m个检测来适配探测灵敏度。
优选地，安全传感器具有安全输出端，以输出指示是否检测到安全关键的对象的二元安全信号。更优选地，安全输出端是安全开关输出端(OSSD，Output Signal SwitchingDevice，输出信号切换装置)，并且例如被构造成双通道的。连接的控制器使用安全输出端的信号来决定是否放行被监控的机器，或者是否引发或维持以安全为导向的响应。
优选地，安全传感器被配置成3D相机，特别是立体相机或光飞行时间相机。3D相机的高信息含量未被传统的保护区评估所充分利用。通过附加的监控，例如对准备区的监控，其他信息作为安全相关的被包括在内，以改善保护区评估。除此之外，也可以使用另一种类型的安全评估，例如速度和分离监控。在此，根据本发明适配的探测灵敏度也是有利的。存在用于3D检测的其他可替代的方案，例如，投射结构化的照明图案并将所拍摄的图像与已知的照明图案相关联的3D相机，或者2D激光扫描仪或3D激光扫描仪。
根据本发明的方法可以以类似的方式改进并且在此显示出类似的优点。在独立权利要求之后的从属权利要求中，示例性地、但非穷尽地描述了这样的有利特征。
附图说明
下面还基于实施方式并参考附图示例性地更详细地阐述本发明的其他特征和优点。在附图中：
图1示出了安全传感器的示意性框图；
图2示出了用于适配安全传感器的探测灵敏度的示例性流程图；以及
图3示出了保护区和用于适配保护区中的探测灵敏度的准备区的示意图。
图1示出了安全传感器10在作为3D光飞行时间相机(TOF，Time of Flight)的实施方式中的示意性框图。安全传感器10用于防护可运动的机器。示例是工业环境中的机器或机器人的工作步骤。另一应用领域是特别地在封闭环境中的交通工具，尤其是在工厂和物流自动化领域。在这里特别提及无人驾驶车辆，如AGV(Automated Guided Vehicle，自动引导车辆)、AMR(Autonomous mobile robot，自主移动机器人)或地面运输工具。
照明单元12将由发射光学器件14调制的发射光16发射到监控区域18中。将边缘发射器或VCSEL形式的LED或激光器考虑为光源。照明单元12是可操控的，使得发射光16的幅度以通常在1MHz至1000MHz范围内的频率进行调制。调制优选是周期性的，例如正弦形或矩形。还可以设想对其相关性信号进行评估的独特的脉冲模式。
如果发射光16在监控区域18中射到对象上，则一部分作为接收光20被反射回至安全传感器10，并且在安全传感器处通过接收光学器件22(例如，单个透镜或接收物镜)被引导到图像传感器24。图像传感器24具有例如排列成矩阵或行的多个光接收元件或接收像素24a。图像传感器24的分辨率可以从两个或几个接收像素24a直至达到数千或数百万个接收像素24a。在接收像素24a中，接收信号以与也用于调制发射光16的相同的频率被解调(Lock-In-Verfahren，锁定方法)。执行多次同向积分(phasenrichtige Integration)以对接收信号进行采样，并且可以重建发射光16与接收光20之间的相位偏移，从而可以重建到被扫描的对象的距离。
控制和评估单元26与照明单元12和图像传感器24连接，以协调光飞行时间测量并且从图像传感器24读取三维图像数据。此外，例如通过对所有相位进行积分，可以获得二维图像。控制和评估单元26评估图像数据，以确定是否检测到安全关键的对象。在参考图2和图3的进一步阐述中，这是通过保护区评估来完成的。这些保护区可以预先进行配置。可替代地，配置一组保护区，然后根据机器的工作步骤或者例如要防护的交通工具的速度和/或运动方向在这些保护区之间进行切换。也可以设想动态的保护区。代替保护区评估，可以评估对象位置和对象运动，如在速度和分离监控的情况下。
安全接口28被构造成OSSD(Output Signal Switching Device，输出信号切换装置)，以便在检测到安全关键的对象的情况下，直接或经由安全控制器触发利用安全传感器10防护的移动机器的以安全为导向的响应。
安全传感器10作为3D光飞行时间相机的实施方式仅是一个示例。可替代地，安全传感器10可以是另外的光电3D传感器，例如立体相机、具有投影照明图案评估的相机或者多层扫描仪或具有额外仰角扫描运动的扫描仪形式的3D扫描仪。也可以设想仅二维的安全传感器，例如采用线形图像传感器或2D激光扫描仪的形式的二维安全传感器。
图2示出了根据情况来适配安全传感器10的探测灵敏度的示例性流程图。在步骤S1中，进行数据检测，即例如记录3D图像。评估安全传感器10的实际任务是，在步骤S2中从可供使用的且安全技术可用的传感器信息中导出切换决定(Schaltentscheidung)，该切换决定指示是否存在危险以及是否要引发以安全为导向的响应。这可能是一项非常复杂的任务，例如评估保护区或评估对象在要防护的机器的周围环境中的位置和运动。正如开篇已经提到的，这在利用触发阈值的简化的评估概念中进行了总结。
传统上，将描述安全传感器10的功能。然而根据本发明，在步骤S3中，对传感器数据，在一个实施方式中还有附加传感器的传感器数据，进行进一步评估。基于该进一步评估来适配安全传感器10的触发阈值或探测灵敏度。如果根据步骤S3中的附加评估，在不久的将来不考虑安全关键的对象，则设置不灵敏的触发阈值，使得安全关键的对象的探测特别稳健。相反，如果预期将检测到安全关键的对象(例如，由于对象已经非常接近保护区)，则使用灵敏的触发阈值。
图3示出了保护区30和邻接保护区30的准备区32的示意图，该准备区用于适配保护区30中的探测灵敏度。对保护区30和准备区32进行监控是有利的，但是仅是针对根据图2的步骤S2和S3的示例性实施方式。
在图3中，代表待监控的机器的自主物流车辆34被防护，其中安全传感器10仅被示出为监控保护区30或准备区32的起始点。
保护区30的配置基本上由用户决定，其中当然要注意安全标准，以使保护区30满足其防护功能。如图3中所示，配置相对较小的保护区30可能是有利的，以避开操作区域内的固定结构或最小化干扰影响的有效区域。如果仅基于小的保护区30做出安全的切换决定，那么这将基于不必要的小的信息库，因为安全传感器10检测明显更大的区域。
因此，准备区32也作为一种辅助区域来监控对象入侵。如果人员或其他安全相关的对象36位于准备区中，则在图2的步骤S3中设置比准备区32空着时更灵敏的触发阈值。
因此，如果邻接保护区30的区域没有对象36(这通过监控准备区32来进行检查)，则不考虑有危险，并且图2的步骤S2中的评估以较低的探测灵敏度来进行。然后，安全传感器10对于干扰影响是非常稳健的。相反，如果对象36位于准备区32中并因此在保护区30附近，则要慎重，并且提高探测灵敏度。通过这种方式，总是确保了稳健性与探测安全性之间的最佳协调，而不管保护区30的配置的尺寸或几何形状如何。
应当强调的是，适配探测灵敏度所依据的附加信息是安全相关的。因此，这些附加信息以与保护区评估相同的可靠性被检测并评估。这不同于传统的警告区，传统的警告区是一种仅涉及可用性且完全独立于实际的安全功能的方便功能。
作为用于决定是否检测到安全关键的对象的一个标准，可以考虑保护区30内测量点的数量。例如，测量点是激光扫描仪的点云的点或3D相机的深度图的像素。如果安全相关的对象36位于保护区30中，则该安全相关对象引起在保护区30内检测到的多个测量点。这些测量点被计数并与触发阈值进行比较。
如果不根据步骤S2适配触发阈值，则必须指定固定数量的测量点。特别是在保护区30小的情况下，可以考虑，安全相关的对象36在怀疑的情况下并且在考虑干扰影响的情况下仅在保护区30内提供非常少的测量点。因此作为预防措施，应非常灵敏地设定固定的触发阈值，使得安全传感器10在保护区30内测量点数量少的情况下就触发以安全为导向的响应。由此，在干扰影响的情况下，这可能很快导致不必要的停机。
通过监控准备区32，可以根据情况修改触发阈值。只有当在准备区32中识别到潜在的安全关键的对象36时，才将探测灵敏度提高到少量的测量点。只要在准备区32中并且因此在附近没有其他对象36，在保护区30中就需要更多数量的测量点来触发以安全为导向的响应。在这种具有高的触发阈值的模式下，安全传感器10对抗干扰影响和错误探测是非常稳健的。两个阶段的适配当然也可以进行细化，例如通过价值不同的准备区随着逐渐接近保护区30的交错排列来进行细化。
在具体示例中，安全传感器10检测具有多个像素的3D深度图，这些像素分别对距离值进行编码。在畅通的行驶路径或者仅远处对象36在准备区32以外的情况下，降低探测灵敏度，并且为了检测安全关键的对象36，在保护区30中需要更多数量的测量点，例如400个像素，随后触发以安全为导向的响应。相反，如果在准备区32中并且因此在保护区30的边缘处检测到对象36，则减少保护区30中所需的测量点的数量，例如减少到100个像素。由此，提高了探测灵敏度，并且避免了探测损失的风险。完全可以想到，对象36在这种状态下已经部分穿过了保护区30，但是仍然有过少的像素，例如75个像素，使得该对象还没有被评估为安全关键的对象36。因此，准备区32如图所示出覆盖或包围保护区30是有意义的，因此不会因为对象36在保护区30的方向上离开准备区32而放弃高探测灵敏度。
将测量点的计数作为利用触发阈值进行评估的基础只是一个示例。可以针对改变的探测灵敏度来适配的其他标准是对象36的最小范围或所需的连续探测次数。这些示例并非是穷尽的，因为其他特征(例如，纹理或对比度)也是光学可检测的，并且可以根据所期望的探测灵敏度进行不同的评估。
与图3的示例不同，如果保护区30已经由于对象36的入侵而被侵犯，特别是在较长的时间段内被侵犯，则也可以降低触发阈值，以避免由于干扰影响造成的探测损失的风险。这可以部分地通过保护区30和准备区32的上述重叠来实现。然而，识别出的保护区入侵又是不同的类别，其也可能带来探测灵敏度的不同适配，此外这与保护区30和准备区32之间是否有重叠无关。
因此在该实施方式中，一旦发生了保护区入侵并且安全传感器10在安全接口28处提供了相应的开关信号，则即将到来的触发周期的触发阈值就被降低到灵敏值或保持在该灵敏值。如果在测量周期中已经探测到安全关键的对象36，则在随后的测量周期中该安全关键的对象很可能仍然位于保护区30中。如果对象从保护区30消失，则触发阈值在消失后才缓慢地再次升高。触发阈值的适配在这个意义上描述了滞后现象。
不仅潜在的安全关键的对象36可以触发探测灵敏度的适配，而且干扰对象也可以触发。例如，干扰对象是反射器或外来光源，但也不一定是客观意义上的对象，而是例如缺少的深度信息。特别地，后向反射体(Retoreflektor)通过其伪造或破坏测量点而对探测有极大的干扰作用。另一方面，这些后向反射体可以通过清晰的标志来识别，例如通过过调制受影响的像素或者通过极高的接收电平来识别。
为了抵消这种探测损失，一旦例如基于过调制的像素识别到干扰对象，就可以提高探测灵敏度。特别是每当在准备区32中可以确定相关干扰影响的指示或清晰标志时，相应的方法就是可行的。优选地，保护区30中的过调制的像素被评估为相关的对象像素。
如上所述，安全关键的对象36在准备区32中的检测和/或更早的检测(例如在保护区30中被识别出)可用于适配探测灵敏度。另一可替代方案是使用外部数据，例如，来自至少一个附加传感器的数据。例如，附加传感器监控准备区32，并且向安全传感器10发送关于对象36是否位于准备区的信息。还可以设想的是，通过附加传感器扩展传感器数据，然后根据图2来处理安全传感器10和附加传感器的共同传感器数据，不管是从附加传感器的新角度，或者甚至是利用该附加传感器的其他光学或非光学的传感器原理。
Claims (15)
1.一种用于防护机器(34)的光电安全传感器(10)，具有：光接收器(24)，其用于光学检测对象数据；以及控制和评估单元(26)，所述控制和评估单元被配置用于基于所述对象数据来决定在所述机器(34)的周围环境中是否检测到安全关键的对象(36)，并且在检测到的情况下触发以安全为导向的响应，
其中，所述控制和评估单元(26)还被配置用于：通过根据先前和/或同时检测到的对象来调整触发阈值并且然后调整用于决定是否检测到安全关键的对象(36)的标准的灵敏度，在对是否检测到安全关键的对象进行实际危险评估之前进行的初步评估中，以根据情况的方式来确定在探测安全性和可用性方面的最佳工作点，并且从而确定在被忽视的危险和被错误评估为危险的情况这两个错误之间的平衡。
2.根据权利要求1所述的安全传感器(10)，其中，所述控制和评估单元(26)被配置用于根据所述对象数据评估对象入侵保护区(30)来检测安全关键的对象(36)。
3.根据权利要求1或2所述的安全传感器(10)，其中，所述控制和评估单元(26)被配置用于在潜在的安全关键的对象(36)是安全关键的之前基于所述对象数据对其进行检测，并且在检测到潜在的安全关键的对象(36)的情况下使用更灵敏的标准。
4.根据权利要求3所述的安全传感器(10)，其中，所述控制和评估单元(26)被配置用于基于评估对象入侵准备区来检测所述潜在的安全关键的对象(36)。
5.根据权利要求3所述的安全传感器(10)，其中，所述控制和评估单元(26)被配置用于通过附加传感器来检测所述潜在的安全关键的对象(36)。
6.根据权利要求1-2和4-5中任一项所述的安全传感器(10)，其中，所述控制和评估单元(26)被配置用于在检测到安全关键的对象(36)之后在至少一段放行时间内使用更灵敏的标准。
7.根据权利要求1-2和4-5中任一项所述的安全传感器(10)，其中，所述控制和评估单元(26)被配置用于在检测到干扰物时使用更灵敏的标准。
8.根据权利要求1-2和4-5中任一项所述的安全传感器(10)，其中，所述标准包括与对象(36)相关联的最小数量的测量点。
9.根据权利要求1-2和4-5中任一项所述的安全传感器(10)，其中，所述标准包括对象(36)的最小尺寸。
10.根据权利要求1-2和4-5中任一项所述的安全传感器(10)，其中，所述标准包括重复检测的数量。
11.根据权利要求1-2和4-5中任一项所述的安全传感器(10)，所述安全传感器具有安全输出端(28)，以输出指示是否检测到安全关键的对象(36)的二元安全信号。
12.根据权利要求1-2和4-5中任一项所述的安全传感器(10)，所述安全传感器被配置成3D相机。
13.根据权利要求7所述的安全传感器(10)，其中，基于过调制来识别所述干扰物。
14.根据权利要求12所述的安全传感器(10)，其中，所述3D相机是立体相机或光飞行时间相机。
15.一种用于防护机器(34)的方法，其中光学地检测并且评估对象数据，以便决定在所述机器(34)的周围环境中是否检测到安全关键的对象(36)，并且在检测到的情况下触发以安全为导向的响应，
其中，通过根据先前和/或同时检测到的对象来调整触发阈值并且然后调整用于决定是否检测到安全关键的对象(36)的标准的灵敏度，在对是否检测到安全关键的对象进行实际危险评估之前进行的初步评估中，以根据情况的方式来确定在探测安全性和可用性方面的最佳工作点，并且从而确定在被忽视的危险和被错误评估为危险的情况这两个错误之间的平衡。
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