DE102006023787A1 - Opto-electronic protection device operating method, involves partially deactivating image signals of monitoring devices, proportional to respective viewing angle of camera at zones and combining with switching signal in evaluating unit - Google Patents
Opto-electronic protection device operating method, involves partially deactivating image signals of monitoring devices, proportional to respective viewing angle of camera at zones and combining with switching signal in evaluating unit Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer optoelektronischen Schutzeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for operating an optoelectronic Protective device according to the preamble of claim 1.
Derartige Schutzeinrichtungen werden nach dem Stand der Technik in vielfältiger Weise verwendet, um zum Beispiel bei einem unerlaubten Zugang von Personen zu einem Gefahrenbereich Maßnahmen einleiten zu können, damit eine Verletzung bzw. ein Schaden vermieden wird.such Protective devices according to the prior art in many ways used, for example, in the case of unauthorized access of persons to a danger area measures to be able to initiate so injury or damage is avoided.
Die Variantenvielfalt der verwendeten optoelektronischen Schutzeinrichtungen zur Lösung dieser Aufgaben ist aufgrund der jeweiligen Einsatzbedingung sehr breit gefächert und reicht von Einstrahllichtschranken über mehrstrahlige Lichtgitter bis zu Scannern oder Kameralösungen. Das Funktionsprinzip dieser optoelektronischen Schutzeinrichtungen besteht darin, dass eine Strecke, eine Fläche oder ein Raum von Lichtstrahlen durchdrungen wird und diese Lichtstrahlen danach von einem oder mehreren Lichtempfängern erfasst werden. Gelangt dabei ein Objekt in einen oder mehrere dieser Lichtstrahlen, so werden diese beeinflusst, d. h. unterbrochen, abgelenkt, abgeschwächt oder dergleichen. Diese Beeinflussung wird dann von einem bzw. von mehreren lichtempfindlichen Empfängern erkannt. In einer nachgeschalteten Auswerteeinheit werden die elektrischen Signale des Lichtempfängers verarbeitet, so dass die Schutzeinrichtung eine entsprechende Zustandsmeldung ausgeben kann.The Variety of variants of the optoelectronic protective devices used to the solution These tasks are very important due to the respective conditions of use diversified and ranges from single-beam light barriers to multi-beam light grids to scanners or camera solutions. The functional principle of these optoelectronic protective devices consists in that a stretch, an area or a space of rays of light is penetrated and these rays of light from one or the other several light receivers be recorded. If an object enters one or more of these Light rays, they are affected, d. H. interrupted distracted, toned down or similar. This influence is then from or from several photosensitive receivers recognized. In a downstream evaluation unit, the electrical Signals from the light receiver processed, so that the protective device a corresponding status message can spend.
Der Begriff "Licht" ist dabei nicht auf das sichtbare Licht beschränkt. Unter "Licht" sind allgemein elektromagnetische Strahlen, insbesondere aus dem UV-Bereich, dem IR-Bereich sowie sichtbares Licht zu verstehen, welche üblicherweise für den Betrieb optoelektronischer Sensoren eingesetzt werden können.Of the The term "light" is not limited to the visible light. Under "light" are generally electromagnetic Radiation, in particular from the UV range, the IR range and to understand visible light, which is commonly used for operation Optoelectronic sensors can be used.
Nachteilig am bekannten Stand der Technik ist, dass es bei derartigen Schutzeinrichtungen oft nicht möglich ist, innerhalb der Durchgangsöffnung partielle, eng begrenzte Bereiche von der Überwachung auszuschließen. Dies ist beispielsweise dann notwendig, wenn zum Zwecke der Materialzufuhr stangenförmiges Rohmaterial durch die zu überwachende Durchgangsöffnung einer Verarbeitungsmaschine zugeführt werden muss. Nach dem bekannten Stand der Technik wird in diesen Fällen die Überwachung der Durchgangsöffnung in einem Bereich, der sich von der Überwachungseinrichtung bis zur gegenüberliegenden Wandfläche erstreckt, ausgeschlossen bzw. deaktiviert. Durch den Ausschluss dieses Bereiches werden somit auch die Teilbereiche innerhalb des Bereiches, die sich aus Blickrichtung der Überwachungseinrichtung vor und hinter dem Rohmaterial befinden, nicht überwacht. An diesen Stellen könnte somit zum Beispiel eine Person unbemerkt in die Durchgangsöffnung eingreifen, was dann ggf. zu einem Unfall führen könnte.adversely It is known in the prior art that such protective devices are used often not possible is partial within the passageway, narrow areas of surveillance excluded. This is necessary, for example, if for the purpose of material supply rod-shaped raw material through the monitored Through opening a processing machine must be supplied. According to the known state The technique will work in these cases The supervision the passage opening in an area that extends from the monitoring device to to the opposite wall surface extends, excludes or deactivates. By excluding this Area also become the subareas within the area, arising from the direction of the monitoring device in front of and behind the raw material, not monitored. In these places could thus, for example, a person unnoticed intervene in the passage opening, what then possibly lead to an accident could.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine optoelektronische Schutzeinrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, dass nur eng begrenzte Bereiche innerhalb der Durchgangsöffnung von der Überwachung ausgeschlossen werden können, so dass auch Objekte, die aus dem Blickwinkel einer Überwachungseinrichtung betrachtet, sich vor oder hinter einem ausgeschlossenen Bereich befinden, dennoch von der Schutzeinrichtung erfasst werden können.Of the The invention is therefore based on the object, an optoelectronic To create a protective device that is capable of being just tight limited areas within the port of the monitoring can be excluded so even objects that from the point of view of a surveillance device considered, in front of or behind an excluded area still be detected by the protective device.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach wird ein Verfahren zum Betrieb einer optoelektronischen Schutzeinrichtung mit einer Auswerteeinheit zum Erzeugen eines Schaltsignals beschrieben, mit dem nicht zulässige Objekte innerhalb einer Durchgangsöffnung erkannt werden können. Zu diesem Zweck besteht die Schutzeinrichtung aus mindestens zwei zueinander beabstandeten Überwachungseinrichtungen, wobei jede Überwachungseinrichtung in einem Gehäuse eine Beleuchtungseinrichtung zur Ausleuchtung der Durchgangsöffnung aufweist. Weiterhin hat jede Überwachungseinrichtung eine Bildaufnahmekamera, die ein Abbild von wenigstens einer der die Durchgangsöffnung begrenzenden Wandflächen auf einem ortsauflösenden Lichtempfänger erzeugt und dabei in Abhängigkeit vom Abbild auf dem Lichtempfänger entsprechende Bildsignale einer gemeinsamen Auswerteeinheit zuführt.The solution This object is achieved by the features of claim 1. Thereafter is a method for operating an optoelectronic protective device described with an evaluation unit for generating a switching signal, with the not allowed Objects within a through hole can be detected. To For this purpose, the protective device consists of at least two mutually spaced monitoring devices, each monitoring device in a housing one Having illumination device for illuminating the passage opening. Furthermore, each monitoring device has an image capture camera, which is an image of at least one of the passage opening bounding wall surfaces on a spatially resolving light receiver generated and depending on corresponding to the image on the light receiver Image signals to a common evaluation unit supplies.
Nach der Erfindung werden dabei von den beiden Überwachungseinrichtungen, welche die Durchgangsöffnung aus zwei verschiedenen Blickrichtungen ausleuchten und beobachten auch die zu erkennenden Objekte in der Durchgangsöffnung aus zwei unterschiedlichen Richtungen beleuchtet und betrachtet. Wenn nun wegen der Materialzufuhr von zum Beispiel stangenförmigem Rohmaterial die Durchgangsöffnung partiell von einem zulässigen Objekt unterbrochen werden soll, wird erfindungsgemäß dazu bei jeder der beiden Überwachungseinrichtungen das Winkelsegment, das sich von der Überwachungseinrichtung bis zur gegenüberliegenden Wandfläche erstreckt und in dem sich das zulässige Objekt befindet, von der Überwachung ausgeschlossen. Durch eine Verknüpfung der Bildsignale von beiden Überwachungseinrichtungen wird dann insgesamt ein räumlich begrenzter Bereich in der Durchgangsöffnung geschaffen, dessen Größe nur auf den Überschneidungsbereich der beiden von der Überwachung ausgeschlossenen Winkelsegmente begrenzt ist.To The invention of the two monitoring devices, which the passage opening illuminate and observe from two different directions also the objects to be recognized in the passage opening of two illuminated and considered in different directions. If so because of the material supply of, for example, rod-shaped raw material the passage opening partially from an admissible object is to be interrupted, according to the invention in each of the two monitoring devices the angle segment extending from the monitoring device to to the opposite wall surface extends and in which the permissible object is located from the surveillance locked out. Through a link the image signals from both monitoring devices then becomes a total spatially limited area created in the passage opening, the size only on the overlap area the two of the surveillance excluded angle segments is limited.
Erfindungsgemäß wird damit das von der ersten Überwachungseinrichtung ausgeschlossene Winkelsegment zumindest teilweise wieder von der zweiten Überwachungseinrichtung überwacht und umgekehrt. Auf diese Weise ist es möglich, den von der Überwachung auszuschließenden Bereich auf die minimal notwendige Größe zu beschränken, so dass eine größtmögliche Schutzfunktion erreicht ist.According to the invention thus excluded from the first monitoring device Angular segment at least partially monitored again by the second monitoring device and vice versa. In this way, it is possible to limit the area to be excluded from the monitoring to the minimum necessary size, so that the greatest possible protective function is achieved.
Mit dem gleichzeitigen Einsatz von zwei Überwachungseinrichtungen an zwei räumlich getrennten Orten innerhalb einer Durchgangsöffnung kommt der geometrischen Bauform der einzelnen Überwachungseinrichtung, insbesondere der Abmessung in Richtung der Überwachungseinrichtung als auch bezüglich der Anbauverhältnisse eine besondere Bedeutung zu. Deshalb ist es in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Gehäusequerschnitt der beiden Überwachungseinrichtungen in der Ebene der Durchgangsöffnung die Form eines Dreiecks hat und dass die beiden Überwachungseinrichtungen in zwei einander gegenüberliegenden oder benachbarten Ecken der Durchgangsöffnung angeordnet sind. Dabei wird von jeder der beiden Überwachungseinrichtungen in der Ebene der Durchgangsöffnung der beleuchtete Ausleuchtwinkel als auch der von jeder Bildaufnahmekamera erfasste Sichtwinkel jeweils einen geringfügig größeren Winkel einschließen, als der Winkel, den die beiden Wandflächen der Durchgangsöffnung in den Ecken der jeweiligen Überwachungseinrichtung zueinander bilden. Mit dieser besonders vorteilhaften dreieckigen Ausführungsform vom Gehäuse der Überwachungseinrichtung ist es möglich, dass die Überwachungseinrichtung mit ihren Anlageflächen formschlüssig an den Wandflächen im Eckbereich der Durchgangsöffnung angebracht werden kann. In Richtung der Durchgangsöffnung betrachtet wird dadurch die freie Öffnung der Durchgangsöffnung nur minimal eingeschränkt. Sofern die Winkel der Durchgangsöffnung in diesen Eckbereichen 90° betragen, ist nach der Erfindung die Winkelausleuchtung als auch der Sichtwinkel der Bildaufnahmekamera geringfügig größer als 90°, d. h. ca. 92° bis 95°, weil dadurch auch geringe Toleranzen bei der Montage kompensiert werden können, ohne dass Totzonen, d. h. keine bewusst unkontrollierten Bereiche, in der Durchgangsöffnung auftreten.With the simultaneous use of two monitoring devices two spatially separate locations within a through hole comes the geometric Type of individual monitoring device, in particular the dimension in the direction of the monitoring device as also regarding the growing conditions a special meaning too. That's why it's in a continuing education the invention provides that the housing cross-section of the two monitoring devices in the plane of the passage opening has the shape of a triangle and that the two monitoring devices in two opposite ones or adjacent corners of the through hole are arranged. there is from each of the two monitoring devices in the plane of the passage opening the illuminated illumination angle as well as that of any imaging camera captured angles of view each include a slightly larger angle than the angle that the two wall surfaces of the passage opening in the Corners of each monitoring device to each other form. With this particularly advantageous triangular embodiment from the case the monitoring device Is it possible, that the monitoring device with their contact surfaces form-fitting manner the wall surfaces in the corner of the passage opening can be attached. Viewed in the direction of the passage opening This will be the free opening the passage opening only minimally restricted. If the angle of the passage opening be in these corners 90 °, is according to the invention, the angle illumination and the viewing angle of the image capture camera slightly greater than 90 °, d. H. about 92 ° to 95 °, because As a result, even small tolerances during assembly can be compensated can, without dead zones, d. H. no deliberately uncontrolled areas, in the passage opening occur.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Schutzeinrichtung sind die Wandflächen, welche von den beiden Beleuchtungseinrichtungen ausgeleuchtet und von den beiden Bildaufnahmekameras erfasst werden, hinsichtlich ihrer Reflexion- bzw. Remissionseigenschaft mit einer strukturierten Oberfläche versehen. Diese strukturierte Oberfläche verursacht auf dem ortsauflösenden Lichtempfänger ein entsprechendes Intensitätsmuster. Da die zu erfassenden Objekte ein dementsprechendes Intensitätsmuster in der Regel nicht aufweisen, wird in der Signalverarbeitung die Zuverlässigkeit bei der Unterscheidung zwischen Reflexion an einer Wandfläche der Durchgangsöffnung oder an einem Objekt deutlich verbessert.In an advantageous development of the protection device are the Wall surfaces, which is illuminated by the two lighting devices and are detected by the two imaging cameras, with respect to their reflection or remission property with a structured surface Mistake. This structured surface causes a corresponding on the spatially resolving light receiver Intensity pattern. Since the objects to be detected have a corresponding intensity pattern usually do not have, is in signal processing the reliability in the distinction between reflection on a wall surface of Through opening or significantly improved on an object.
Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben, deren einzige
In
Zu
diesem Zweck ist nach
Claims (3)
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