CN114636968A - 安全系统和使用安全系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及安全系统和使用安全系统的方法。安全系统(1)具有至少一个控制和评估单元(3)、至少一个无线电定位系统(4)，其中，无线电定位系统具有至少三个无线电站(5)，对象(2)上各布置至少一个无线电应答器(6)，无线电应答器和对象的位置数据能够借助无线电定位系统测定，位置数据可从无线电站和/或无线电应答器传输至控制和评估单元，控制和评估单元被设计成周期性地检测无线电应答器的位置数据，第一对象是人(9)，第二对象是移动对象(7)，无线电应答器具有标识，至少给人或移动对象各分配一个无线电应答器，控制和评估单元被设计成区分人与移动对象，至少根据人相对于至少一个移动对象的位置来给每个人分配风险系数。

Description

安全系统和使用安全系统的方法
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的安全系统和根据权利要求28的前序部分的方法。
在工业安全技术中，目前的实践是，通过探测人的接近或存在并且以安全为导向的方式停止机器或行驶运动或者减慢运动而在危险地点处局部地控制危险。
现有技术仅描述了局部的安全概念。
本发明的一个任务在于给出一种安全系统，该安全系统不仅提供局部的防护可能性。应能够基于存在的位置信息控制所有人和移动对象或移动车辆、生产流程和/或物流流程，使得所有参与的人的剩余风险是可容忍的，并且设备或自动化流程的生产率是最佳的。
根据权利要求1，该任务通过用于定位至少两个位置可变的对象的安全系统来实现，该安全系统具有至少一个控制和评估单元、至少一个无线电定位系统，其中无线电定位系统具有布置的至少三个无线电站，其中在对象上分别布置至少一个无线电应答器，其中无线电应答器的位置数据以及对象的位置数据能够借助于无线电定位系统测定，其中位置数据可以从无线电定位系统的无线电站传输至控制和评估单元，和/或位置数据可以从无线电应答器传输至控制和评估单元，其中控制和评估单元被设计成周期性地检测无线电应答器的位置数据，其中无线电应答器具有标识，其中给每个对象各分配一个无线电应答器，由此控制和评估单元被设计成区分移动对象，其中控制和评估单元被设计成至少根据每个对象相对于另一对象的位置来为对象分配风险系数。
进一步根据权利要求28，该任务通过使用用于定位至少两个位置可变的对象的安全系统的方法来实现，该安全系统具有至少一个控制和评估单元、至少一个无线电定位系统，其中无线电定位系统具有布置的至少三个无线电站，其中在对象上分别布置至少一个无线电应答器，其中无线电应答器的位置数据以及对象的位置数据能够借助于无线电定位系统测定，其中位置数据从无线电定位系统的无线电站传输至控制和评估单元，和/或位置数据从无线电应答器传输至控制和评估单元，其中控制和评估单元被设计成周期性地检测无线电应答器的位置数据，其中无线电应答器具有标识，其中给每个对象各分配一个无线电应答器，由此控制和评估单元被设计成区分对象，其中控制和评估单元被设计成至少根据每个对象相对于另一对象的位置来为对象分配风险系数。
风险系数表明对象受到的危险有多大。特别地，风险系数表明对象在时间点t时由于危险地点而受到的危险有多大。在此，危险地点可以由另一个对象形成。例如，风险系数取决于例如对象之间的距离和/或对象的速度或对象之间的接近速度。
借助于策略性的风险降低，本发明允许对风险的出现产生非常有前瞻性的和及早的降低效果，以及避免危险，而不会使已知情景风险降低策略的生产率受损。
根据本发明，可以防护更大的区域，即例如多个工作站、多个机器人或者甚至例如整个生产车间，因为不仅探测对象的局部存在或接近，而且还可以探测并连续跟踪多个在环境或区域中活动的对象的位置。
这样的优点在于，可以非常早地发现新出现的危险，因为控制和评估单元或安全系统同时知道多个对象的位置，并且同样知道它们的周期性的时间走向。由此，安全系统可以实施降低风险的措施，这些措施对自动化流程的干预非常小并且不太干扰生产率。
本发明提供安全技术上可用的位置数据。这意味着，由此获得的所有对象的位置数据可用作全面的、前瞻性的和生产率优化的防护概念的基础。
借助于无线电定位进行位置跟踪。对象获得无线电应答器，经由这些无线电应答器将定位信号定期发送至位置固定的无线电站，并且在控制和评估单元或中央控制器中产生或形成相应对象的位置或实时位置。
因此，根据本发明，工业工作环境中许多或所有的对象或移动参与者的位置信息是实时可供使用的。
根据本发明，虽然也可以提供迄今为止根据现有技术的常见策略，即当人在危险区域中时例如关闭或减慢机器，但是利用本发明还可以避免关闭或立即减慢，因为存在关于总体状况和对象位置的更多信息。
对无线电应答器的定位是通过测量在无线电应答器和多个固定的无线电站之间周期性地交换的无线电信号的飞行时间来实现的。如果信号以足够的信号强度并且在直线或直接传播路径上传输，则这种三角测量法非常有效。
根据本发明的第一可替代方案，无线电应答器的信号由多个位置固定的无线电站或锚定站(Ankerstation)接收，并通过飞行时间测量(例如“到达时间Time of arrival(TOA)”或例如“到达时间差Time Difference of Arrival(TDOA)”)来创建定位的基础。随后，在控制和评估单元上，例如在中央RTLS服务器(Real-Time-Location-System-Server，实时定位系统服务器)上计算或估计无线电应答器的位置，该中央RTLS服务器经由无线或有线的数据连接被连接至所有的无线电站或锚定站。这种定位模式被称为RTLS模式(Real-Time-Location-System-Modus，实时定位系统模式)。
然而，可替代地，也可以在每个无线电应答器上测定位置信息。在这种情况下，安全系统的工作方式类似于GPS导航系统。每个无线电应答器接收无线电站或锚定站的信号，这些信号以彼此固定的时间基准发送。在这里，也可以经由各种飞行时间测量和对无线电站位置或锚定位置的了解来估计无线电应答器的位置。无线电应答器本身计算其位置，并且在需要时，可以借助于UWB信号或其他无线数据连接将无线电应答器的位置传输至RTLS服务器。
GPS模式下的位置确定在各个方面都独立于RTLS模式下的位置确定：
-例如，计算不在中央服务器中进行，而是在无线电应答器上本地进行。
-位置计算的基础是测定的位置固定的无线电站的信号的飞行时间。与此相反，在RTLS模式下，无线电应答器的信号用于飞行时间计算。
-基于测定的信号质量和相关的无线电站位置，由无线电应答器决定将现有无线电站信号的哪个子集用于位置计算。因此，使用现有发射信号的子集。反之，在RTLS模式下，使用在各个无线电站接收的信号的子集。
现在位置确定的这种独立性可以用于检验定位。如果两种模式并行运行，即在RTLS模式和GPS模式下测定位置数据，则可以用这种方式进行多样化和冗余的比较以进行检验。先决条件是在控制和评估单元中合并两种位置信息。
本发明能够实现一种策略性的风险降低方法，该方法与已知的情境风险降低方法的不同之处至少在于，将使用从实质上更大的空间范围(例如，最好是所考虑的整个设备)测定的信息来进行状况评估。
由于输入信息的范围更大并且在危险显现前的相关的预警时间更长，因此与仅局限于局部的已知的环境传感器相比，可以对事件的预期发展做出更深远的预测，并且可以明显更早地识别出可能的危险。
根据本发明，用于风险降低的措施是可行的，这些措施能够实现降级的一系列措施，这些措施由于准备时间更长而更好地发挥其作用性，包括对参与的人行为的影响。
根据本发明，实现了在考虑到将可容忍的剩余风险的强制条件作为决策标准来对整个设备或子区域进行优化。
优选地，这里使用的风险降低使用所有对象的位置信息和例如相关的准确性信息作为输入信息。
在本发明的改进方案中，第一对象是移动对象，并且第二对象是移动对象，其中无线电应答器具有标识，其中给移动对象分别分配一个无线电应答器，由此控制和评估单元被设计成区分移动对象，其中控制和评估单元被设计成至少根据一移动对象相对于至少一个另外的移动对象的位置来给每个移动对象分配风险系数。
例如，移动对象或可运动机器或移动机器可以是无导向的车辆、无人驾驶车辆或自主车辆、自动引导车辆(Autonomous Guided Vehicles，AGV)、自主移动机器人(Automated Mobile Robots，AMR)、工业移动机器人(Industrial Mobile Robots，IMR)或具有可运动的机器人臂的机器人。因此，移动机器具有驱动器，并且可以在不同的方向上运动。
在本发明的可替代的改进方案中，第一对象是人，并且第二对象是移动对象，其中无线电应答器具有标识，其中给至少一个人各分配一个无线电应答器并且给至少一个移动对象各分配一个无线电应答器，由此控制和评估单元被设计成区分人与移动对象，其中控制和评估单元被设计成至少根据每个人相对于至少一个移动对象的位置给人分配风险系数。
根据该改进方案，可以防护更大的区域，例如整个生产车间，因为不仅探测人的局部存在或接近，而且还可以探测并连续跟踪多个在环境或区域中活动的人和移动对象或移动机器的位置。
该改进方案提供安全技术上可用的位置数据。这意味着，由此获得的所有的人和移动的危险地点的位置数据可用作全面的、前瞻性的和生产率优化的防护概念的基础。
例如，人可以是操作人员或维护人员。例如，无线电应答器被布置在人的衣物或装备上。在此，例如可以是无线电应答器所牢固固定的背心。例如，无线电应答器布置在肩部和胸部或背部的区域中。然而，无线电应答器也可以布置在人的其他部位上。例如，两个无线电应答器布置在人的背心的肩部上。
在本发明的改进方案中，存在设备的至少一个位置固定地布置的机器，该机器具有机器的危险地点，其中控制和评估单元已知位置固定地布置的危险地点的位置。
根据该改进方案，可以防护更大的区域，即例如多个工作站、多个机器人或例如甚至整个生产车间。
根据该改进方案，关于操作环境的信息，例如对可进入的区域的了解(例如，机器的行驶路径和危险地点的位置)，被考虑在内。
例如，位置固定地布置的机器本身可以具有无线电应答器，由此由于布置了无线电应答器，因此机器的位置是已知的。由此，例如无线电定位系统的准确性和功能也可以对照预期，即位置固定地布置的无线电应答器进行检查，而与位置可变的对象无关。
根据该改进方案，控制和评估单元被设计成至少根据每个人相对于具有危险地点的位置固定的机器的位置来给人分配风险系数。
在本发明的改进方案中，控制和评估单元被设计成分别测定无线电应答器在不同时间点的位置，并由此确定无线电应答器的速度、加速度、运动方向和/或至少一条路径(轨迹)。
根据本发明的改进方案，优选考虑所有的人和移动对象的速度和运动方向。
位置信息用于计算所有对象(即，人或移动对象)的可能的运动走向或轨迹。
对于每个人和每个移动对象，借助位置信息测定一组运动走向，并且例如设有概率度量。在此，例如基于路径长度和/或运动方向来估计概率度量。例如，短的直接路径比长的非直接路径更有可能。此外，可以基于对象的路径段的已知的历史来估计概率度量。例如，过去频繁使用的路径比新的路径路线更有可能。此外，可以基于已知的干扰来估计概率度量。因此，可能受干扰的路线比不受干扰的路线更有可能得以避免。
根据一组可能的轨迹及其相关联的概率，为每个人和每个移动对象或每个车辆选择最有可能的路径、路线或轨迹。
针对M个危险地点中的每个危险地点，给为N个人中的每个人选择的轨迹分配与时间相关的风险系数，该风险系数考虑到与危险地点的距离或与时间相关的距离，并且必要时考虑到自动化流程的细节。在最简单的情况下，危险可以用接近危险地点的接近阈值二元地测定。因此，风险系数表明在时间点t时危险地点对人的危险有多大。
对于每个人，这些与时间相关的风险系数可以合并为N×M矩阵的形式，并且由此导出代表整个系统或安全系统的与时间相关的危险值的指标/度量。在最简单的情况下，可以是与时间相关的最大危险值，也可以是所有矩阵条目的总和。这种对整个系统的数字描述现在允许使用已知的优化算法。
在本发明的改进方案中，安全系统具有地图或地图模型，并且在地图或地图模型中实现可运动的机器的导航。
在此，地图模型也可以具有关于干扰影响的信息，例如阻塞或拥堵信息。
在此，与平面图中的可进入路径的比较也可以用于检验。为此，在配置定位系统的范畴下，对移动机器和人可能驻留的区域、特别是可行走或可行驶的路径进行了标记。因此，位于这些区域之外的定位表明系统性的测量误差。所确定的不一致性降低了可信度。
这些经配置的区域还可以用于通过将位置信息校正成使得其位于可进入区域内来提高位置准确度。可选地，该校正可以借助于先前的定位和轨迹估计，例如借助卡尔曼滤波器来实现。校正会降低位置信息的可信度，因为校正引入了额外的不确定因素。
在此，也可以通过考虑先前的值来使附加信息变得有用。因此，可以在最后有效测量的方向上或根据轨迹来对不一致位置值进行校正。
此外，可以比较借助可用的无线电站或锚定点的独立或不同的子集测定的无线电定位。
该方法利用了如下事实：通常不是所有的无线电站或锚定点都需要用于确定位置，因此通过由固定的无线电站的两个不同子组执行同一定位任务，可以从测量数据本身进行可信度测试。在这里，与比较不同的无线电应答器的独立测量结果一样，检查与一致预期的交叉比较(Quervergleich)。
在本发明的改进方案中，分别在对象上布置至少两个无线电应答器，其中这两个无线电应答器彼此间隔开布置，并且控制和评估单元被设计成周期性地比较无线电应答器的位置数据并且形成对象的周期性地经检查的位置数据。
本发明提供安全技术上可用的位置数据。这意味着，由此获得的所有的人和危险地点的位置数据可用作全面的、前瞻性的和生产率优化的防护概念的基础。
借助于无线电定位进行位置跟踪。对象获得无线电应答器，经由这些无线电应答器将定位信号定期发送至位置固定的无线电站，并在控制和评估单元或中央控制器中产生或形成相应对象的位置或实时位置。
因此，根据本发明，工业工作环境中许多或所有的移动对象或移动参与者的位置信息是实时可供使用的。
由于至少两个相应的无线电应答器被布置在相应的对象上，因此可以避免定位信息的误差，因为总是有至少两个独立的无线电应答器的定位信息可供使用。由此，定位和所形成的位置信号可以在功能安全的意义上使用。因此，可以发现和避免错误的定位并提高定位信息的质量。
基于多个或若干个经检查的位置数据或位置信息，控制和评估单元可以评估安全状况。由此，向这种面向区域或面向空间的防护提供了其他降低风险措施的可能性。
因此，本发明使得即使在操作环境中无线电定位信息容易出错的情况下，也可以检验这些无线电定位信息在安全技术上是否可用于机器安全目的。在此，当定位误差超出规定容差范围(例如，由于无线电信号太弱)时会发现。在此，尽可能地校正有误差的定位信息并且该定位信息可用于进一步的使用。如果不可能，则引入误差控制措施，例如将位置值标记为有误差的。
由此，检验存在的定位信息、位置信息或位置数据的可靠性。此外，可以使针对进一步使用所需的可靠性度量与位置数据相关联。
根据本发明，虽然也可以提供迄今为止根据现有技术的常见策略，即当人在危险区域中时关闭或减慢机器，但是借助本发明也可以避免关闭或立即减慢，因为存在关于总体状况和对象位置的更多信息。
对无线电应答器的定位是通过测量无线电应答器与多个固定的无线电站之间周期性地交换的无线电信号的飞行时间来实现的。如果信号以足够的信号强度并且在直线或直接传播路径上传输，则这种三角测量法非常有效。由于并非总是如此，因此现在在由此测定的无线电应答器的位置信息之间执行交叉比较。
出于安全技术方面的原因，用至少两个无线电应答器提供冗余的位置确定。由于无线电应答器小且相对便宜，因此这种误差控制措施易于实施，并且在误差控制方面非常有效。
原则上，连续测定对象的两个无线电应答器的位置并将它们进行相互比较。通过比较无线电应答器的位置，特别是通过将无线电应答器的位置与已知的期望，即期望范围内的无线电应答器的距离，进行比较，可以控制一系列关键的误差情况：
发现并且掌控无线电应答器不再提供位置信息的误差。发现并且控制无线电应答器的信号很差并且有较大的系统性误差的错误。发现并且控制无线电应答器不再能够同步的误差。
因此，在本发明的意义上，借助于无线电定位来得出间隔布置的至少两个无线电应答器的位置，并且将这些位置与已知间隔布置的预期进行比较。
在本发明的改进方案中，控制和评估单元读入机器或设备的顺序步骤和/或过程步骤。
由此，控制和评估单元知道未来计划的顺序步骤和/或过程步骤，并且可以用于前瞻性的响应并从而用于对机器和/或移动对象的前瞻性的影响。
在此，顺序步骤和/或过程步骤例如以可以由控制和评估单元读入的程序或脚本的形式存在。例如，程序是可存储编程的控制器的程序。
在本发明的改进方案中，控制和评估单元读入用于设备的至少一个任务计划和移动车辆的目标坐标。
由此，基于任务计划和移动对象或移动车辆的目标坐标，控制和评估单元知道未来计划的顺序步骤和/或过程步骤，并且这些顺序步骤和/或过程步骤可以用于前瞻性的响应并从而用于对机器和/或移动对象的前瞻性的影响。
在本发明的改进方案中，安全系统包括数据库，其中数据库具有关于对象的驻留概率和对象的时间和/或空间的频率分布的数据。
根据本发明的改进方案，可以产生和评估从先前流程的观察中导出的统计学信息。
例如，控制和评估单元知道移动对象经常行驶的路线和不太经常行驶的路线，由此可以更好地并且以更高的概率估计对于人的可能危险。通过已知的驻留概率可以更好地并且以更高的概率估计对于人的可能危险，因为例如在人出现的驻留概率较低的点，移动对象或移动车辆可以以比人驻留的概率更高的区域更高的速度行驶。
在本发明的改进方案中，借助于控制和评估单元检测设备、机器和/或对象的生产率度量。
除了已经提到的风险系数，生产率度量也被定义为优化参数。在最简单的情况下，使用生产流程的累计停机时间或过程循环时间。然而，也可以使用行驶路段、能量和/或资源消耗的吞吐率。
在考虑到对于每个人的风险系数的指标必须始终低于代表可容忍风险的极限值的约束条件的情况下，借助轨迹或路径或其他过程参数的变化来优化生产率度量。例如，这可以利用变型方法(Variationsansatz)来执行或可以利用可用的轨迹和过程参数的简单测试来执行。主要的优化参数是生产率。
此外，风险系数本身也可以包含在优化中，以降低总体风险。例如，这在存在导致相当的生产率的多个可替代轨迹，例如在移动对象有两种方式到达目的点的情况下，是令人感兴趣的，其中例如在第一路线中，移动对象到达一个人附近，而在可替代的第二路线中，移动对象到达多个人附近。在这里，第一路线上的总体风险低于第二路线，因为有更多人可能面临危险。
至关重要的是，各参与者的轨迹不能没有追溯效应(rückwirkung)，即可以对其他人的风险系数产生影响。因此，在整个系统中进行优化是有意义的。
在本发明的改进方案中，借助于至少一个显示单元向人输出警告提示。
通过借助于显示单元的提示或指示来实现改进的系统状态。
例如，借助于显示单元，可以针对区域动态地显示是否允许人在该区域中驻留。此外，借助于显示单元例如可以为人显示推荐路线，或者可以针对非推荐路线发出警告。
在本发明的改进方案中，控制和评估单元被设计成控制并从而影响机器和/或移动车辆。
通过控制机器和过程流程来实现最佳的系统状态。
在此，各种作用的有效性及其对生产率的影响各不相同，并且被用来对措施进行优先级排序。因此，例如必须考虑到对人的警告或采取可替代路径的指示会被人忽略。因此，在迫在眉睫的危险威胁下，动用对机器更加可靠的控制，例如减漫机器或使机器紧急停止。
在此，在每个时间点，根据对安全系统随时间发展的观察，对安全系统是否优化以及是否满足可以容忍风险的强制条件进行评估。这种评估作为反馈流入控制措施的选择。
例如，为发挥作用提供了以下可能性。
-使机器或运动对象或车辆的紧急停止，
-使机器或运动对象或车辆的减慢，
-改变人或运动对象或车辆的线路规划，
-改变自动化流程的各过程步骤的顺序，
-向人发出警告，
-向人发出指示，例如提示可替代的行走路径。
在本发明的改进方案中，基于探测到的无线电应答器的无线电信号的信号强度并且根据无线电应答器的位置数据的比较来形成可信度值。
作为一致性检验的结果导出可信度度量，该可信度度量流入位置数据或位置信息的进一步使用中。在此，由具有较低相关性误差的各种独立源确认的位置值获得非常高的可信度值。相反，如果独立的测量彼此间存在较大偏差，或者如果测量值缺失或不可信，则给这些测量结果分配较低的可信度值。
在此，检查测量到的位置是否在预定容差内与已知配置一致，或者是否存在明显偏差。根据一致性的程度，为该测量周期设置无线电定位的可信度系数。因此，高可信度值意味着期望与测量之间的一致性良好，而小可信度值则表明测量有误差。根据IEC62998-1，该可信度系数可以用作“安全相关的可信度信息(safety-related confidenceinformation)”，以便在安全相关的功能中进一步处理。
在本发明的改进方案中，控制和评估单元已知无线电应答器之间的距离，并且将其存储在控制和评估单元的存储器中。
由此，可以对具有无线电应答器的个性化距离的不同的对象进行示教并存储，使得安全系统可以识别存储的对象并且将其与未存储的对象区分开来。
在本发明的改进方案中，人的无线电应答器之间的距离因人的运动而变化或者是可变的。
由此，只要人一运动，至少两个无线电应答器之间的距离就改变，使得无线电应答器的位置检测动态化，并且是可测试的，从而避免了位置检测和方位检测中的误差。例如，由于肩胛骨的位置略有变化，因此当人行走时，分别布置在人的肩部上的两个无线电应答器之间的距离略微发生改变。
因此，无线电应答器的距离是可变的，其中可变距离在此也是已知的。在此，例如可以测量距离，特别是周期性地进行测量。
在本发明的改进方案中，布置了至少三个无线电应答器，其中控制和评估单元被设计成根据无线电应答器的位置数据形成对象的方位数据。
例如，两个无线电应答器被布置在人的背心的肩部上。例如，另一应答器被布置在人的头盔上。
由此，在安全技术上有利地提供了超定系统。即使一个无线电应答器出现故障或其无线电信号无法被检测到，仍有两个无线电应答器可以进行冗余评估。由此，存在高度可用的安全系统。
在本发明的改进方案中，在对象上布置至少四个、至少六个或至少八个无线电应答器，其中两个相应的无线电应答器位于一条直线上，其中这些直线分别成90°+/-15°的角度，特别是相互垂直。
由此，无线电应答器分别成对地布置，其中每对分别具有不同的方位。通过这种方式，任何方向都能明确地确定方位。此外，一个无线电应答器也可以布置在这些直线的交点处，使得单个无线电应答器形成中心点或中央位置点，该中心点或中央位置点可以用作参考位置。
在本发明的改进方案中，无线电应答器分别具有至少一个时间测量单元，其中无线电站也分别具有至少一个时间测量单元，其中无线电站被设计成读出和/或描述无线电应答器的时间测量单元的时间，并且无线电站被设计成使无线电应答器的时间测量单元的时间同步，和/或无线电站被设计成比较无线电应答器的时间测量单元的时间与无线电站的时间测量单元的时间。
由此，可以更精确地确定位置，这也可以通过同步持久精确地执行，特别是在对象运动的情况下。
在本发明的改进方案中，安全系统具有用于定位和探测对象的光学传感器。
位置数据或位置信息可以与安全或非安全的位置数据或位置信息进行比较，这些安全或非安全的位置数据或位置信息已经借助光学传感器在操作环境中的特定地点被逐点地检测到。
一个示例是与在光学传感器(例如，3D相机)的视场内测定的位置数据进行比较。例如，这可以在交叉区域中。在这里，当在视场内检测到对象时，测定相对于3D相机的位置并且使用3D相机的已知位置导出对象的全局位置。在此，设置了静态安装的光学传感器和移动的光学传感器，它们的位置和方位通过其他来源获知。然后，检查借助于无线电定位跟踪的对象列表中是否有与该位置值匹配的对象。如果存在足够的一致性，则认为无线电定位的位置值是经检查的。在这种情况下，多样化的冗余方法已证实该测量。
光学位置数据通常具有更好的准确度，并且可以另外用于提高人或移动机器的位置准确度。
因此，位置值的可信度越高，光学位置确定与无线电定位之间的一致性就越好，并且光学位置确定与无线电定位之间的相关性也可以越明确。在上面所示的情况下，额外的困难可能例如在于，不能可靠地确定第一无线电定位是否也可能不属于第二光学定位，反之亦然。在可信度中考虑了这种模糊性(Mehrdeutigkeit)。这种考虑可以通过以下方式实现，即以安全为导向进行关联，使得无线电定位和光学位置之间的偏差最小。可替代地，这种考虑也可以通过以下方式实现，即跟踪先前的位置值，并且以使得与先前测量的距离最小化的方式进行关联。
在本发明的改进方案中，安全系统具有用于定位和探测对象的雷达传感器。
位置数据或位置信息可以与安全或非安全的位置数据或位置信息进行比较，这些安全或非安全的位置数据或位置信息已经借助雷达传感器在操作环境中的特定地点被逐点地检测到。
一个示例是与在雷达传感器(例如，区域雷达传感器)的视场内测定的位置数据进行比较。例如，这可以在交叉区域中。在这里，当在视场内检测到对象时，测定相对于雷达传感器的位置并且使用雷达传感器的已知位置导出对象的全局位置。在此，设置了静态安装的雷达传感器和移动的雷达传感器，它们的位置和方位通过其他来源获知。然后，检查借助于无线电定位跟踪的对象列表中是否有与该位置值或这些位置数据匹配的对象。如果存在足够的一致性，则认为无线电定位的位置值是经检查的。在这种情况下，多样化的冗余方法已证实该测量。
雷达传感器的位置数据通常具有更大的有效范围，并且可以另外用于提高人或移动机器的位置准确度。
因此，位置值的可信度越高，光学位置确定与无线电定位之间的一致性就越好，并且雷达位置确定与无线电定位之间的相关性也可以越明确。在上面所示的情况下，额外的困难可能例如在于，不能可靠地确定第一无线电定位是否也可能不属于第二雷达定位，反之亦然。在可信度中考虑了这种模糊性。这种考虑可以通过以下方式实现，即以安全为导向进行关联，使得无线电定位和雷达定位之间的偏差最小。可替代地，这种考虑也可以通过以下方式实现，即跟踪先前的位置值，并且以使得与先前测量的距离最小化的方式进行关联。
在本发明的改进方案中，安全系统具有用于定位和探测对象的RFID传感器。
位置数据或位置信息可以与安全或非安全的位置数据或位置信息进行比较，这些安全或非安全的位置数据或位置信息已经借助RFID传感器在操作环境中的特定地点被逐点地检测到。
一个示例是与在RFID传感器的视场内测定的位置数据进行比较。例如，这可以在交叉区域中。在这里，当在视场内检测到对象时，测定相对于RFID传感器的位置并且使用RFID传感器的已知位置导出对象的全局位置。在此，设置了静态安装的RFID传感器和移动的RFID传感器，它们的位置和方位通过其他来源获知。然后，检查借助于无线电定位跟踪的对象列表中是否有与该位置值匹配的对象。如果存在足够的一致性，则认为无线电定位的位置值是经检查的。在这种情况下，多样化的冗余方法证实了该测量。
RFID传感器的位置数据通常具有类似的准确度，并且可以另外用于提高人或移动机器的位置准确度。
因此，位置值的可信度越高，光学位置确定与无线电定位之间的一致性就越好，并且RFID传感器位置确定与无线电定位之间的相关性也可以越明确。在上面所示的情况下，额外的困难可能例如在于，不能可靠地确定第一无线电定位是否也可能不属于借助于RFID传感器的第二定位，反之亦然。在可信度中考虑了这种模糊性。这种考虑可以通过以下方式实现，即以安全为导向进行关联，使得无线电定位和RFID传感器位置之间的偏差最小。可替代地，这种考虑也可以通过以下方式实现，即跟踪先前的位置值，并且以使得与先前测量的距离最小化的方式进行关联。
在本发明的改进方案中，安全系统具有用于定位和探测对象的超声波传感器。
位置数据或可以与安全或非安全的位置数据或位置信息进行比较，这些安全或非安全的位置数据或位置信息已经借助超声波传感器在操作环境中的特定地点被逐点地检测到。
一个示例是与在超声波传感器(例如，超声波区域传感器)的视场内测定的位置数据进行比较。例如，这可以在交叉区域中。在这里，当在视场内检测到对象时，测定相对于超声波传感器的位置并且使用超声波传感器的已知位置导出对象的全局位置。在此设置了静态安装的超声波传感器和移动的超声波传感器，它们的位置和方位通过其他来源获知。然后，检查借助于无线电定位跟踪的对象列表中是否有与该位置值匹配的对象。如果存在足够的一致性，则认为无线电定位的位置值是经检查的。在这种情况下，多样化的冗余方法证实了该测量。
超声波传感器通常具有类似的准确度，并且可以另外用于提高人或移动机器的位置准确度。
因此，位置值的可信度越高，超声波传感器位置确定与无线电定位之间的一致性就越好，并且超声波位置确定与无线电定位之间的相关性也可以越明确。在上面所示的情况下，额外的困难可能例如在于，不能可靠地确定第一无线电定位是否也可能不属于第二超声波定位，反之亦然。在可信度中得考虑了这种模糊性。这种考虑可以通过以下方式实现，即以安全为导向进行关联，使得无线电定位和光学位置之间的偏差最小。可替代地，这种考虑也可以通过以下方式实现，即跟踪先前的位置值，并且以使得与先前测量的距离最小化的方式进行关联。
在本发明的改进方案中，无线电定位系统是超宽带无线电定位系统，其中应用的频率在3.1GHz至10.6GHz的范围内，其中每个无线电站的发射能量至多为0.5mW。
超宽带无线电定位系统中的绝对带宽至少为500MHz，或者相对带宽为中心频率的至少20％。
这种无线电定位系统的有效范围例如是0m到50m。在此，无线电脉冲的短持续时间用于定位。
因此，无线电定位系统只发射低能量的无线电波。该系统可以非常灵活地使用，并且不具有任何干扰。
优选地，布置多个(例如，多于三个)无线电站，这些无线电站监控人或对象的运动范围的至少一部分。
在本发明的改进方案中，基于已检查的位置数据借助于控制和评估单元改变安全系统的安全功能。
基于位置数据，借助于控制和评估单元改变安全系统的安全功能。
当识别到例如存储的预定位置时，控制和评估单元可以切换到另一保护措施或安全功能。例如，保护措施的切换可以包括测量数据轮廓的切换、保护场的切换、测量数据轮廓或保护场的大小或形状调整、和/或保护场的属性的切换。例如，保护场的属性包括保护场的分辨率和/或响应时间。保护措施的切换也可以是所切换到的安全功能，例如对驱动器的力限定。
在本发明的改进方案中，基于经过检查的位置数据借助于控制和评估单元来改变设备的自动化流程的过程步骤的顺序。
在本发明的改进方案中，借助于控制和评估单元检查经过检查的位置数据与安全点的存储的位置数据的一致性。
此外，在某些监控点(例如，这些监控点提供光学测定的位置信息和通过无线电定位测定的位置信息)，也可以可选地对无线电定位进行检验，即检查是否对探测到的对象进行了无线电定位。这种确认可以发现缺失或不起作用标签的安全关键的故障情况，并且满足ISO 13849-1中对循环检查的要求。
与独立的位置数据的比较也可以在已知的交互点进行。例如，在致动开关时或者在监控到通过门时。此时，操作者的位置是非常精确已知的，并且可以用于验证位置数据或位置信息。对于自主车辆来说也可以如此。当停靠在充电站或到达转运站时，位置是非常精确已知的，并且可以用于检验无线电定位和安全技术上的错误控制。
此外，可以比较借助可用的无线电站或锚定点的独立或不同的子集测定的无线电定位。
该方法利用通常不需要所有的无线电站或锚定点来确定位置这一事实，因此可以通过由固定的无线电站的两个不同子组执行同一定位任务来从测量数据本身进行可信度测试。在这里，与比较不同的无线电应答器的独立测量一样，检查与一致预期的交叉比较。
附图说明
下面还参照附图并基于实施例来阐述本发明的其他优点和特征。在附图中：
图1至图3以及图7和图8分别示出了用于定位至少两个对象的安全系统；
图4至图6分别示出了一个对象上的多个无线电应答器。
在下图中，相同的部件设有相同的参考标记。
图1示出了用于定位至少两个位置可变的对象2的安全系统1，该安全系统具有至少一个控制和评估单元3、至少一个无线电定位系统4，其中无线电定位系统4具有布置的至少三个无线电站5，其中在对象2上分别布置至少一个无线电应答器6，其中无线电应答器6的位置数据以及对象2的位置数据可以借助于无线电定位系统4测定，其中位置数据可以从无线电定位系统4的无线电站5传输至控制和评估单元3，和/或位置数据可以从无线电应答器6传输至控制和评估单元3，其中控制和评估单元3被设计成周期性地检测无线电应答器6的位置数据，其中无线电应答器6具有标识，其中给每个对象2各分配一个无线电应答器6，由此控制和评估单元3被设计成区分对象2，其中控制和评估单元3被设计成至少根据每个对象2相对于另一对象2的位置来给对象2分配风险系数。
图1还示出了用于定位至少两个位置可变的对象2的安全系统1，该安全系统具有至少一个控制和评估单元3、至少一个无线电定位系统4，其中无线电定位系统4具有布置的至少三个无线电站5，其中在对象2上分别布置至少一个无线电应答器6，其中无线电应答器6的位置数据以及对象2的位置数据可以借助于无线电定位系统4测定，其中位置数据可以从无线电定位系统4的无线电站5传输至控制和评估单元3，和/或位置数据可以从无线电应答器6传输至控制和评估单元3，其中控制和评估单元3被设计成周期性地检测无线电应答器6的位置数据，其中第一对象2是人9，并且第二对象2是移动对象7或移动车辆8，其中无线电应答器6具有标识，其中至少给人9或移动对象7各分配一个无线电应答器6，由此控制和评估单元3被设计成区分人9与移动对象7，其中控制和评估单元3被设计成至少根据每个人7相对于至少一个移动对象的位置来给人9分配风险系数。
图2示出了两个区域A和B，它们经由通道相互连接，并且借助于边界或壁11相互连接。
根据图2，可以防护更大的区域A和B，即例如多个工作站、多个机器人或者例如整个生产车间，因为不仅探测人9的局部存在或接近，而且还可以探测并且连续跟踪多个在环境或区域A、B中活动的人9和移动机器8的位置。为此，例如设置多个无线电站5。
根据图2，可以防护更大的区域A和B，即例如多个机器14、工作站、和/或多个机器人或者甚至例如整个生产车间，因为不仅探测人9的局部存在或接近，而且还可以探测并连续跟踪多个在环境或区域A、B中活动的人9和移动对象2或移动对象7的位置。
根据图2，可以非常早地发现未来可能的危险，因为控制和评估单元3或安全系统1同时知道多个对象2的位置，并且同样知道它们的周期性的时间走向。由此，安全系统1可以实施降低风险的措施，这些措施对自动化流程的干预非常小并且不太干扰生产率。
根据图2，提供了安全技术上可用的位置数据。这意味着，由此获得的所有的人9和危险地点的位置数据可用作全面的、前瞻性的和生产率优化的防护概念的基础。
借助于无线电定位进行位置跟踪。对象2获得无线电应答器6，经由这些无线电应答器将定位信号定期发送至位置固定的无线电站5，并且在控制和评估单元3或中央控制器中产生或形成相应对象2的位置或实时位置。
因此，根据图2，工业工作环境中许多或所有的移动对象2和位置固定的对象2(例如，机器14)或移动参与者的位置信息是实时可供使用的。
对无线电应答器6的定位是通过测量在无线电应答器6与多个固定的无线电站5之间周期性地交换的无线电信号的飞行时间来实现的。如果信号以足够的信号强度并且在直线或直接传播路径上传输，则这种三角测量法非常有效。
根据本发明的第一可替代方案，无线电应答器6的信号由多个位置固定的无线电站5或锚定站接收，并通过飞行时间测量(例如“到达时间Time of arrival(TOA)”或例如“到达时间差Time Difference of Arrival(TDOA)”)来创建定位的基础。随后，在控制和评估单元3上，例如在中央RTLS服务器(Real-Time-Location-System-Server，实时定位系统服务器)上计算或估计无线电应答器6的位置，该中央RTLS服务器经由无线或有线的数据连接被连接至所有的无线电站或锚定站。这种定位模式被称为RTLS模式(Real-Time-Location-System-Modus，实时定位系统模式)。
然而，可替代地，也可以在每个无线电应答器6上测定位置信息。在这种情况下，安全系统1的工作方式类似于GPS导航系统。每个无线电应答器6接收无线电站5或锚定站的信号，这些信号以彼此固定的时间基准发送。在这里，也可以经由各种飞行时间测量和对无线电站位置或锚定位置的了解来估计无线电应答器6的位置。无线电应答器6本身计算其位置，并且在需要时，可以借助于UWB信号或其他无线数据连接将无线电应答器的位置传输至RTLS服务器。
根据图2，可以实现用于风险降低的措施，这些措施能够实现降级的一系列措施，这些措施由于准备时间更长而更好地发挥其作用性，包括对参与的人9行为的影响。
优选地，这里使用的风险降低使用所有对象2(即，所有的人9和移动对象2、通常是移动车辆)的位置信息和例如相关的准确性信息作为输入信息。
根据图2，将关于操作环境的信息，例如对可进入区域的了解(例如移动对象7的行驶路径和机器14的危险地点的位置)，考虑在内。
例如，运动对象7、可运动机器或移动机器可以是无导向的车辆、无人驾驶车辆或自主车辆、自动引导车辆(Autonomous Guided Vehicles，AGV)、自主移动机器人(Autonomous Mobile Robots，AMR)、工业移动机器人(Industrial Mobile Robots，IMR)或具有可运动的机器人臂的机器人。因此，移动机器具有驱动器，并且可以在不同的方向上运动。
例如，人9可以是操作人员或维护人员。无线电应答器6被布置在例如人9的衣物或装备上。在此，例如可以是无线电应答器6牢固地固定在其上的背心。无线电应答器6布置在例如肩部和胸部或背部区域中。然而，无线电应答器6也可以布置在人9的其他部位上。例如，两个无线电应答器6被布置在人9的背心的肩部上。
根据图7，控制和评估单元3被设计成分别测定无线电应答器6在不同时间点的位置，并由此确定无线电应答器6或移动对象7和人9的速度、加速度、运动方向和/或至少一条路径(轨迹)。
根据图7，优选考虑所有的人9和移动对象7的速度和运动方向。
位置信息用于计算所有对象2(即，人9或移动对象7)的可能的运动走向或轨迹。
对于每个人9和每个移动对象7，借助位置信息测定一组运动走向，并且例如设有概率度量。在此，例如基于路径长度和/或运动方向来估计概率度量。例如，短的直接路径比长的非直接路径更有可能。此外，可以基于对象2的路径段的已知的历史来估计概率度量。例如，过去频繁使用的路径比新的路径路线更有可能。此外，可以基于已知的干扰来估计概率度量。因此，可能受干扰的路线比不受干扰的路线更有可能得以避免。
根据一组可能的轨迹及其相关联的概率，为每个人9和每个移动对象7或每个车辆选择最有可能的路径、路线或轨迹。
针对M个危险地点中的每个危险地点，给为N个人9中的每个人选择的轨迹分配与时间相关的风险系数，该风险系数考虑到与危险地点的距离或与时间相关的距离，并且必要时考虑到自动化流程的细节。在最简单的情况下，危险可以用接近危险地点的接近阈值二元地测定。因此，风险系数表明在时间点t时危险地点对人9的危险有多大。
对于每个人9，这些与时间相关的风险系数可以合并为N×M矩阵的形式，并且由此导出代表整个系统或安全系统1的与时间相关的危险值的指标/度量。在最简单的情况下，可以是与时间相关的最大危险值，也可以是所有矩阵条目的总和。这种对整个系统的数字描述现在允许使用已知的优化算法。
根据图7，安全系统具有地图或地图模型，并且在地图或地图模型中实现可运动机器14的导航。
在此，地图模型也可以具有关于干扰影响的信息，例如封阻塞拥堵信息。
在此，与平面图中的可进入路径的比较也可以用于检验。为此，在配置定位系统的范畴下，对移动机器14和人9可能驻留的区域、特别是可行走或可行驶的路径进行了标记。因此，位于这些区域之外的定位表明系统性的测量误差。所确定的不一致性降低了可信度。
这些经配置的区域还可以用于通过将位置信息校正成使得其位于可进入区域内来提高位置准确度。可选地，该校正可以借助于先前的定位和轨迹估计，例如借助卡尔曼滤波器来实现。校正会降低位置信息的可信度，因为校正引入了额外的不确定因素。
在此，也可以通过考虑先前的值来使附加信息变得有用。因此，可以在最后有效测量的方向上或根据轨迹来对不一致位置值进行校正。
此外，可以比较借助可用的无线电站或锚定点的独立或不同的子集测定的无线电定位。
该方法利用了如下事实：即通常不需要所有的无线电站5或锚定点来确定位置，因此通过由固定的无线电站的两个不同子组执行同一定位任务可以从测量数据本身进行可信度测试。在这里，与比较不同的无线电应答器的独立测量结果一样，检查与一致预期的交叉比较。
根据图2，分别在对象2上布置至少两个无线电应答器6，其中这两个无线电应答器6彼此间隔开布置，并且控制和评估单元3被设计成周期性地比较无线电应答器6的位置数据，并且形成对象2的周期性地经检查的位置数据。
根据图2，安全系统1因此提供安全技术上可用的位置数据。这意味着，由此获得的所有的人9和危险地点的位置数据可以用作全面的、前瞻性的和生产率优化的防护概念的基础。
借助于无线电定位进行位置跟踪。对象2获得无线电应答器6，经由这些无线电应答器将定位信号定期发送至位置固定的无线电站5，并在控制和评估单元3或中央控制器中产生或形成相应对象2的位置或实时位置。
因此，根据图2，工业工作环境中的许多或所有的移动对象7或移动参与者的位置信息是实时可供使用的。
由于至少两个相应的无线电应答器6被布置在相应的对象上，因此可以避免定位信息的误差，因为总是有至少两个独立的无线电应答器6的定位信息可供使用。由此，定位和所形成的位置信号可以在功能安全的意义上使用。因此，可以发现和避免错误的定位并且提高定位信息的质量。
因此，根据图2的安全系统1即使在操作环境中无线电定位信息容易出错的情况下，也可以检验这些无线电定位信息在安全技术上是否可用于机器安全目的。在此，当定位误差超出规定容差范围(例如，由于无线电信号太弱)时会发现。在此，尽可能地校正有误差的定位信息并且该定位信息可用于进一步的使用。如果不可能，则引入误差控制措施，例如将位置值标记为有误差的。
由此，检验存在的定位信息、位置信息或位置数据的可靠性。此外，可以使针对进一步使用所需的可靠性度量与位置数据相关联。
对无线电应答器6的定位是通过测量无线电应答器6与多个固定的无线电站5之间周期性地交换的无线电信号的飞行时间来实现的。如果信号以足够的信号强度并且在直线或直接传播路径上传输，则这种三角测量法非常有效。由于并非总是如此，因此现在在由此测定的无线电应答器6的位置信息之间执行交叉比较。
出于安全技术方面的原因，可以用至少两个无线电应答器6提供冗余的位置确定。由于无线电应答器6小且相对便宜，因此这种误差控制措施易于实施，并且在误差控制方面非常有效。
原则上，连续测定对象2的两个无线电应答器6的位置并将它们进行相互比较。通过比较无线电应答器6的位置，特别是通过将无线电应答器的位置与已知的期望，即期望范围内的无线电应答器6的距离，进行比较，可以控制一系列关键的误差情况。
因此，根据图2，借助于无线电定位来得出间隔布置的至少两个无线电应答器6的位置，并且将这些位置与已知间隔布置的预期进行比较。
根据图2，控制和评估单元3读入机器14或设备的顺序步骤和/或过程步骤。
由此，控制和评估单元3知道未来计划的顺序步骤和/或过程步骤，并且可以用于前瞻性的响应并从而用于对机器14和/或移动对象7的前瞻性的影响。
在此，顺序步骤和/或过程步骤例如以可以由控制和评估单元3读入的程序或脚本的形式存在。例如，程序是可存储编程的控制器的程序。
根据图2，控制和评估单元3可选地读入用于设备的至少一个任务计划和移动对象7或车辆的目标坐标。
由此，基于任务计划和/或移动对象7或移动车辆的目标坐标，控制和评估单元3知道未来计划的顺序步骤和/或过程步骤，并且这些顺序步骤和/或过程步骤可以用于前瞻性的响应并从而用于对机器14和/或移动对象7的前瞻性的影响。
根据图2，安全系统1可选地包括数据库，其中数据库具有关于对象2的驻留概率和对象2的时间和/或空间的频率分布的数据。
由此，可以产生和评估从先前流程的观察中导出的统计学信息。
例如，控制和评估单元3知道移动对象7经常行驶的路线和不太经常行驶的路线，由此可以更好地并且以更高的概率估计对于人9的可能危险。通过已知的驻留概率可以更好地并且以更高的概率估计对于人9的可能危险，因为例如在人9出现的驻留概率较低的点，移动对象7或移动车辆可以以比人9驻留的概率更高的区域A、B更高的速度行驶。
根据图2，借助于控制和评估单元3可选地检测设备、机器14和/或对象2的生产率度量。
除了已经提到的风险系数，生产率度量也被定义为优化参数。在最简单的情况下，使用生产流程的累计停机时间或过程循环时间。然而，也可以使用行驶路段、能量和/或资源消耗的吞吐率。
在考虑到对于每个人9的风险系数的指标必须始终低于代表可容忍风险的极限值的约束条件的情况下，借助轨迹或路径或其他过程参数的变化来优化生产率度量。例如，这可以利用变型方法来执行或可以利用可用的轨迹和过程参数的简单测试来执行。主要的优化参数是生产率。
此外，风险系数本身也可以包含在优化中，以降低总体风险。例如，这在存在导致相当的生产率的多个可替代轨迹，例如在移动对象7有两种方式到达目的点的情况下，是令人感兴趣的，其中例如在第一路线中，移动对象7到达一个人9附近，而在可替代的第二路线中，移动对象7到达多个人9附近。在这里，第一路线上的总体风险低于第二路线，因为有更多人9可能面临危险。
至关重要的是，各参与者的轨迹不能没有追溯效应，即可以对其他人9的风险系数产生影响。因此，在整个系统中进行优化是有意义的。
根据图3，借助于至少一个显示单元18向人9输出警告提示。
通过借助于显示单元18的提示或指示来实现改进的系统状态。
例如，借助于显示单元18，可以针对区域A、B动态地显示是否允许人9在该区域A、B中驻留。此外，借助于显示单元18例如可以为人9显示推荐路线，或者可以针对非推荐路线发出警告。
根据附图，控制和评估单元3被设计成控制并从而影响机器14和/或移动对象7或车辆。
例如，通过控制机器14和过程流程来实现最佳的系统状态。
在此，各种作用的有效性及其对生产率的影响各不相同，并且被用来对措施进行优先级排序。因此，例如必须考虑到对人9的警告或采取可替代路径的指示会被人9忽略。因此，在迫在眉睫的危险威胁下，动用对机器14更加可靠的控制，例如减慢机器14或使机器14紧急停止。
在此，在每个时间点，根据对安全系统1随时间发展的观察，对安全系统1是否优化以及是否满足可以容忍风险的强制条件进行评估。这种评估作为反馈流入控制措施的选择。
根据图2，基于探测到的无线电应答器6的无线电信号的信号强度并且根据无线电应答器6的位置数据的比较来形成可信度值。
作为一致性检验的结果导出可信度度量，该可信度度量流入位置数据或位置信息的进一步使用中。在此，由具有较低相关性误差的各种独立源确认的位置值获得非常高的可信度值。相反，如果独立的测量彼此间存在较大偏差，或者如果测量值缺失或不可信，则给这些测量结果分配较低的可信度值。
在此，检查测量到的位置是否在预定容差内与已知配置一致，或者是否存在明显偏差。根据一致性的程度，为该测量周期设置无线电定位的可信度系数。因此，高可信度值意味着期望与测量之间的一致性良好，而小可信度值则表明测量有误差。根据IEC62998-1，该可信度系数可以用作“安全相关的可信度信息(safety-related confidenceinformation)”，以便在安全相关的功能中进一步处理。
根据图2，控制和评估单元3例如已知无线电应答器6之间的距离，并且将其存储在控制和评估单元3的存储器10中。
由此，可以对具有无线电应答器6的个性化距离的不同的对象2进行示教并存储，使得安全系统1可以识别存储的对象2并且将其与未存储的对象2区分开来。
根据图2，人9的无线电应答器6之间的距离因人9的运动而变化或者是可变的。
由此，只要人9一运动，至少两个无线电应答器6之间的距离就改变，使得无线电应答器6的位置检测动态化，并且是可测试的，从而避免了位置检测和方位检测中的误差。例如，由于肩胛骨的位置略有变化，因此当人9行走时，分别布置在人9的肩部上的两个无线电应答器6之间的距离略微发生改变。
因此，无线电应答器6的距离是可变的，其中可变距离在此也是已知的。在此，例如可以测量距离，特别是周期性地进行测量。
根据图3，布置了至少三个无线电应答器6，其中控制和评估单元3被设计成根据无线电应答器6的位置数据形成对象2的方位数据。
例如，两个无线电应答器6被布置在人9的背心的肩部上。例如，另一应答器6被布置在人9的头盔上。
由此，在安全技术上有利地提供了超定系统。即使一个无线电应答器6出现故障或其无线电信号无法被检测到，仍有两个无线电应答器6可以进行冗余评估。由此，存在高度可用的安全系统1。
根据图4至少四个、根据图5至少六个或根据图6至少七个无线电应答器6布置在对象上，其中两个相应的无线电应答器6位于一条直线上，其中这些直线特别地分别彼此垂直。
由此，无线电应答器6分别成对地布置，其中每对分别具有不同方位。通过这种方式，任何方向明都能确地确定方位。此外，一个无线电应答器6也可以布置在这些直线的交点处，使得单个无线电应答器6形成中心点或中央位置点，该中心点或中央位置点可以用作参考位置。
根据图7，无线电应答器6分别具有至少一个时间测量单元，其中无线电站5也分别具有至少一个时间测量单元，其中无线电站5被设计成读出和描述无线电应答器6的时间测量单元的时间，并且无线电站5被设计成使无线电应答器6的时间测量单元的时间同步，并且无线电站5被设计成比较无线电应答器6的时间测量单元的时间与无线电站5的时间测量单元的时间。
由此，可以更准确地确定位置，这也可以通过同步来持久精确地执行，特别是在对象运动的情况下。
根据图8，安全系统1具有用于定位和探测对象2的光学传感器13。
位置数据或位置信息可以与安全或非安全的位置数据或位置信息进行比较，这些安全或非安全的位置数据或位置信息已经借助光学传感器13在操作环境中的特定位置被逐点地检测到。
一个示例是与在光学传感器13(例如，3D相机)的视场内测定的位置数据进行比较。例如，这可以在交叉区域中。在这里，当在视场内检测到对象2时，测定相对于3D相机的位置并且使用3D相机的已知位置导出对象2的全局位置。在此，设置了静态安装的光学传感器13和移动光学传感器13，它们的位置和方位通过其他来源获知。然后，检查借助于无线电定位跟踪的对象2列表中是否有与该位置值匹配的对象2。如果存在足够的一致性，则认为无线电定位的位置值是经检查的。在这种情况下，多样化的冗余方法证实了该测量。
光学位置数据通常具有更好的准确度，并且可以另外用于提高人9或移动对象7的位置准确度。
因此，位置值的可信度越高，光学位置确定与无线电定位之间的一致性就越好，并且光学位置确定与无线电定位之间的相关性也可以越明确。在上面所示的情况下，额外的困难可能例如在于，不能可靠地确定第一无线电定位是否也可能不属于第二光学定位，反之亦然。在可信度中考虑了这种模糊性。这种考虑可以通过以下方式实现，即以安全为导向进行关联，使得无线电定位和光学位置之间的偏差最小。替代地，可这种考虑也可以通过以下方式实现，即跟踪先前的位置值，并且以使得与先前测量的距离最小化的方式进行关联。
根据未示出的实施例，安全系统1具有用于定位和探测对象的雷达传感器、RFID传感器和/或超声波传感器。
根据图2，无线电定位系统4可选地是超宽带无线电定位系统，其中应用的频率在3.1GHz至10.6GHz的范围内，其中每个无线电站的发射能量至多为0.5mW。
超宽带无线电定位系统中的绝对带宽至少为500MHz，或者相对带宽为中心频率的至少20％。
这种无线电定位系统4的有效范围例如是0m到50m。在此，无线电脉冲的短持续时间用于定位。
因此，无线电定位系统4只发射低能量的无线电波。该系统可以非常灵活地使用，并且不具有任何干扰。
优选地，根据图2，布置多个(例如，多于三个)无线电站5，这些无线电站监控人9或对象2的运动范围的至少一部分。
根据图2，可选地基于已检查的位置数据借助于控制和评估单元3改变安全系统1的安全功能。
例如，当识别到例如存储的预定位置时，控制和评估单元3可以切换到另一保护措施或安全功能。例如，保护措施的切换可以包括测量数据轮廓的切换、保护场的切换、测量数据轮廓或保护场的大小或形状调整、和/或保护场的属性的切换。例如，保护场的属性包括保护场的分辨率和/或响应时间。保护措施的切换也可以是所切换到的安全功能，例如对驱动器的力限定。
根据图2，例如借助于控制和评估单元3检查经过检查的位置数据与安全点的存储的位置数据的一致性。
此外，在某些监控点(例如，这些监控点提供光学测定的位置信息和通过无线电定位测定的位置信息)，也可以可选地对无线电定位进行检验，即检查是否对探测到的对象2进行了无线电定位。这种确认可以发现缺失或不起作用标签的安全关键的故障情况，并且满足ISO 13849-1中对循环检查的要求。
与独立的位置数据的比较也可以在已知的交互点进行。例如，在致动开关时或者在监控到通过门或根据图2的通道时。此时，操作者的位置是非常精已知的，并且可以用于验证位置数据或位置信息。对于自主车辆来说也可以如此。当停靠在充电站或到达转运站时，位置是非常精确已知的，并且可以用于检验无线电定位和安全技术上的错误控制。
此外，可以比较借助可用的无线电站5或锚定点的独立或不同的子集测定的无线电定位。
该方法利用通常不是所有的无线电站5或锚定点都需要用于确定位置这一事实，因此可以通过由固定的无线电站的两个不同子组执行同一定位任务来从测量数据本身进行可信度测试。在这里，与比较不同的无线电应答器的独立测量一样，检查与一致预期的交叉比较。
参考标记
1 安全系统
2 对象
3 控制和评估单元
4 无线电定位系统
5 无线电站
6 无线电应答器
7 移动对象
8 移动车辆
9 人
10 存储器
11 壁/边界
12 路径/轨迹
13 光学传感器
14 机器
18 显示单元
A 区域
B 区域。

Claims (28)

1.一种用于定位至少两个位置可变的对象(2)的安全系统(1)，所述安全系统具有至少一个控制和评估单元(3)、至少一个无线电定位系统(4)，
其中，所述无线电定位系统(4)具有布置的至少三个无线电站(5)，
其中，在所述对象(2)上分别布置至少一个无线电应答器(6)，
其中，所述无线电应答器的位置数据以及所述对象(2)的位置数据能够借助于所述无线电定位系统(4)测定，
其中，所述位置数据能够从所述无线电定位系统(4)的无线电站(5)传输至所述控制和评估单元(3)，和/或所述位置数据能够从所述无线电应答器(6)传输至所述控制和评估单元(3)，
其特征在于，
所述控制和评估单元(3)被设计成周期性地检测所述无线电应答器的位置数据，其中所述无线电应答器(6)具有标识，其中给每个对象(2)各分配一个无线电应答器(6)，由此所述控制和评估单元(3)被设计成区分所述对象(2)，
其中，所述控制和评估单元(3)被设计成至少根据每个对象(2)相对于另一对象(2)的位置来给对象(2)分配风险系数。
2.根据权利要求1所述的安全系统(1)，其特征在于，第一对象(2)是移动对象(7)，并且第二对象(2)是移动对象(7)，
其中，所述无线电应答器(6)具有标识，其中给移动对象(7)各分配一个无线电应答器(6)，由此所述控制和评估单元(3)被设计成区分所述移动对象(7)，
其中，所述控制和评估单元(3)被设计成至少根据一移动对象(7)相对于至少一个另外的移动对象(7)的位置来给每个移动对象(7)分配风险系数。
3.根据权利要求1所述的安全系统(1)，其特征在于，第一对象(2)是人(9)，并且第二对象(2)是移动对象(7)，
其中，所述无线电应答器(6)具有标识，其中给至少一个人(9)各分配一个无线电应答器(6)，并且给至少一个移动对象(7)各分配一个无线电应答器，由此所述控制和评估单元(3)被设计成区分所述人(9)与所述移动对象(7)，
其中，所述控制和评估单元(3)被设计成至少根据每个人(9)相对于至少一个移动对象(7)的位置来给人(9)分配风险系数。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，存在设备的至少一个位置固定地布置的机器，所述机器具有所述机器的危险地点，其中所述控制和评估单元已知所述位置固定地布置的危险地点的位置。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述控制和评估单元(3)被设计成分别测定所述无线电应答器(6)在不同时间点的位置，并由此确定所述无线电应答器(6)的速度、加速度、运动方向和/或至少一个路径(12)或轨迹。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述安全系统(1)具有地图或地图模型，并且在所述地图或所述地图模型中实现所述可运动机器的导航。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统，其特征在于，在所述对象(2)上分别布置至少两个无线电应答器(6)，其中所述两个无线电应答器(6)彼此间隔开布置，并且所述控制和评估单元(3)被设计成周期性地比较所述无线电应答器(6)的位置数据，并且形成所述对象(2)的周期性地经检查的位置数据。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述控制和评估单元读入所述机器或设备的顺序步骤和/或过程步骤。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述控制和评估单元读入所述设备的至少一个任务计划和所述移动车辆的目标坐标。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述安全系统具有数据库，其中所述数据库具有关于所述对象的驻留概率和所述对象的时间和/或空间的频率分布的数据。
11.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，借助于所述控制和评估单元检测所述设备、所述机器和/或所述对象的生产率度量。
12.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，借助于至少一个显示单元向所述人输出警告提示。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述控制和评估单元被设计成控制并从而影响所述机器和/或所述移动车辆。
14.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，基于探测到的所述无线电应答器的无线电信号的信号强度并且根据所述无线电应答器的位置数据的比较形成可信度值。
15.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述控制和评估单元(3)已知所述无线电应答器(6)之间的距离，并且所述距离被存储在所述控制和评估单元的存储器中。
16.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，人的无线电应答器(6)之间的距离因所述人的运动而变化或是可变的。
17.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，布置了至少三个无线电应答器，其中所述控制和评估单元(3)被设计成根据所述无线电应答器(6)的位置数据形成所述对象(2)的方位数据。
18.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，至少四个、至少六个或至少八个无线电应答器(6)布置在所述对象(2)上，其中两个相应的无线电应答器(6)位于一条直线上，其中所述直线分别与彼此成90°+/-15°的角度。
19.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述无线电应答器(6)分别具有至少一个时间测量单元，其中所述无线电站(5)也分别具有至少一个时间测量单元，其中所述无线电站(5)被设计成读出和/或描述所述无线电应答器(6)的时间测量单元的时间，并且所述无线电站(5)被设计成使所述无线电应答器(6)的时间测量单元的时间同步，和/或所述无线电站(5)被设计成比较所述无线电应答器(6)的时间测量单元的时间与所述无线电站(5)的时间测量单元的时间。
20.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述安全系统具有用于定位和探测所述对象的光学传感器。
21.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统，其特征在于，所述安全系统具有用于定位和探测所述对象的雷达传感器。
22.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统，其特征在于，所述安全系统具有用于定位和探测所述对象的RFID传感器。
23.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统，其特征在于，所述安全系统具有用于定位和探测所述对象的超声波传感器。
24.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，所述无线电定位系统(4)是超宽带无线电定位系统，其中所应用的频率在3.1GHz至10.6GHz的范围内，其中每个无线电站(5)的发射能量至多为0.5mW。
25.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，基于已检查的位置数据借助于所述控制和评估单元(3)改变所述安全系统(1)的安全功能。
26.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，基于已检查的位置数据借助于所述控制和评估单元(3)改变设备的自动化流程的过程步骤的顺序。
27.根据前述权利要求中至少一项所述的安全系统(1)，其特征在于，借助于所述控制和评估单元(3)检查经检查的位置数据与安全点的存储的位置数据的一致性。
28.一种使用用于定位至少两个位置可变的对象(2)的安全系统的方法，所述安全系统具有至少一个控制和评估单元(3)、至少一个无线电定位系统(4)，
其中，所述无线电定位系统(4)具有布置的至少三个无线电站(5)，
其中，在所述对象(2)上分别布置至少一个无线电应答器(6)，
其中，借助于所述无线电定位系统(4)测定所述无线电应答器的位置数据以及所述对象(2)的位置数据，
其中，所述位置数据从所述无线电定位系统(4)的无线电站(5)传输至所述控制和评估单元(3)，和/或所述位置数据从所述无线电应答器(6)传输至所述控制和评估单元，
其特征在于，
将所述控制和评估单元(3)设计成周期性地检测所述无线电应答器的位置数据，
其中，所述无线电应答器(6)具有标识，其中给每个对象(2)各分配一个无线电应答器(6)，由此所述控制和评估单元(3)被设计成区分所述对象(2)，
其中，所述控制和评估单元(3)被设计成至少根据每个对象(2)相对于另一对象(2)的位置来给对象(2)分配风险系数。
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