DE102017104466A1

DE102017104466A1 - Vorrichtung, Anordnung und Verfahren zur Sicherung eines Gefahrenbereichs einer Untertage-Maschine

Info

Publication number: DE102017104466A1
Application number: DE102017104466.3A
Authority: DE
Inventors: Holger Salow; Martin Dittmer; Nicky Günther; Evan Cardinal
Original assignee: Yumarr Automation Pty Ltd
Current assignee: Yumarr Automation Pty Ltd
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2037-03-04
Also published as: AU2018201574A1; DE102017104466B4; AU2020201817B2; AU2020201817A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sicherung eines Gefahrenbereiches einer Untertage-Maschine, umfassend mindestens eine orts- und zeitauflösende Sensoreinheit, die zum Erzeugen von digitalen Raumdaten durch optisches Abtasten eines Überwachungsbereichs eingerichtet ist, eine Objekterkennungseinrichtung, die eingerichtet ist, Personen in dem Überwachungsbereich anhand vorgegebener Identifikationsmerkmale jeweils als Personenobjekt zu klassifizieren sowie dessen jeweilige Position und räumliche Ausdehnung zumindest im Wesentlichen kontinuierlich zu ermitteln, eine Auswerteeinrichtung, die ausgebildet ist, auf Basis der Position und der räumlichen Ausdehnung jeweils ein Bewegungsmuster des jeweiligen Personenobjekts zu ermitteln und den Eintritt einer Person in den Gefahrenbereich und das Hinaustreten einer Person aus dem Gefahrenbereich zu erfassen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung mit der vorgenannten Vorrichtung sowie entsprechende Verfahren zur Gefahrenbereichssicherung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zur Sicherung eines Gefahrenbereichs einer Untertage-Maschine ausgebildet und eingerichtet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung umfassend eine solche Untertage-Maschine. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Sicherung eines Gefahrenbereichs einer Untertage-Maschine sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Untertage-Maschine.
Derartige Vorrichtung, Anordnung und Verfahren kommen bei Untertage-Maschinen zum Einsatz, bei denen in einem Gefahrenbereich operierende Maschinenwerkzeuge eine Gefahr für Leib und Leben von sich im Gefahrenbereich aufhaltenden Personen darstellen.
Aus dem Dokument WO 2011/141629 A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Sicherung von Untertage-Fahrzeugen bekannt. Aus dem vorgenannten Dokument geht hervor, derartige Fahrzeuge mit einer Sicherheitseinheit auszustatten, mit der das Fahrzeug automatisch angehalten werden kann, sobald festgestellt wird, dass eine Person in den Arbeitsbereich der Maschine eintritt. Weiter geht aus der Druckschrift WO 2011/141629 A1 hervor, im Weg des Untertage-Fahrzeugs befindliche Hindernisse zu erkennen und gegebenenfalls das Fahrzeug anzuhalten.
Weitere Systeme zur Gefahrenbereichssicherung sind beispielsweise aus dem Dokumenten DE 102 27 879 A1 sowie GB 247 97 49 A im Zusammenhang mit Bohrfahrzeugen bekannt. Die Absicherung der Bohrfahrzeuge erfolgt durch einen vertikal ausgerichteten Lichtvorhang, mittels dessen der Eintritt von Personen in einen abzusichernden Bereich detektiert wird.
Nachteilig ist, dass die bekannten Systeme zur Gefahrenbereichsabsicherung fehleranfällig sind und mit hohen Fehlauslösungsquoten zu rechnen ist. So löst beispielsweise das aus der Druckschrift WO 2011/141629 A1 bekannte System bereits beim Detektieren jedweden Hindernisses aus. Auch die aus den letztgenannten Druckschriften zur Absicherung von Bohrfahrzeugen bekannten Verfahren und Systeme sind fehleranfällig.
Umgebungsbedingte Störungen, wie sie regelmäßig unter Tage anzutreffen sind, führen mit den bekannten Systemen in der Regel zu Fehlauslösungen. Hierdurch werden die Abläufe unter Tage unnötig unterbrochen bzw. es besteht die Gefahr, dass Personen, die sich in dem Gefahrenbereich aufhalten, nicht zuverlässig erkannt werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die eine Erkennung von Personen in einem Gefahrenbereich mit hoher Zuverlässigkeit gewährleistet und eine hohe Robustheit gegenüber umgebungsbedingten Störungen aufweist. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin, eine entsprechende Anordnung mit einer Untertage-Maschine vorzuschlagen. Darüber hinaus besteht die Aufgabe darin, ein entsprechendes Verfahren zur Sicherung eines Gefahrenbereichs sowie eines Verfahrens zum Betrieb einer Untertage-Maschine vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch die eingangsgenannte Vorrichtung gelöst, in dem die Vorrichtung mindestens eine orts- und zeitauflösende Sensoreinheit, die zum Erzeugen von digitalen Raumdaten durch optisches Abtasten eines Überwachungsbereichs eingerichtet ist, eine zum Verarbeiten der Raumdaten ausgebildete Objekterkennungseinrichtung, die eingerichtet ist, Personen in dem Überwachungsbereich anhand vorgegebenen Identifikationsmerkmale jeweils als Personenobjekt zu klassifizieren sowie dessen jeweilige Position und räumliche Ausdehnung zumindest im Wesentlichen kontinuierlich zu ermitteln, eine Auswerteeinrichtung, die ausgebildet ist, auf Basis der Position und der räumlichen Ausdehnung jeweils ein Bewegungsmuster des jeweiligen Personenobjekts zu ermitteln und den Eintritt einer Person in den Gefahrenbereich anhand des jeweiligen Bewegungsmusters unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung dadurch zu erfassen, dass das jeweilige Personenobjekt in den Gefahrenbereich zumindest teilweise eintritt, und das Hinaustreten einer Person aus dem Gefahrenbereich anhand des jeweiligen Bewegungsmusters unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung dadurch zu erfassen, dass das jeweilige Personenobjekt den vorgegebenen, den Gefahrenbereich definierenden Grenzbereich vollständig verlassen hat, und wobei die Auswerteeinrichtung eine Detektionseinheit aufweist, die eingerichtet ist, zu erfassen, ob der Gefahrenbereich personenobjektfrei ist, und wobei die Auswerteeinrichtung eine Signaleinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, ein Maschinen-Halt-Signal bereitzustellen, sofern der Eintritt mindestens einer Person in den Gefahrenbereich erfasst worden ist sowie ein Gefahrenbereich-Freizustand-Signal bereitzustellen, sofern das Hinaustreten einer Person aus dem Gefahrenbereich erfasst worden ist und die Detektionseinheit erfasst hat, dass der Gefahrenbereich personenobjektfrei ist, umfasst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass Personen mit äußerst geringer Fehlerrate als Personenobjekte erkannt und klassifiziert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist folglich robust gegen regelmäßig unter Tage auftretende Störung wie beispielsweise herabfallendes Felsgestein sowie gegenüber entstehenden Staubund Wasserwolken oder dergleichen.
Die Erkennung einer Person erfolgt auf Basis mehrerer Bewertungskriterien. So werden in dem Überwachungsbereich mittels der Objekterkennungseinrichtung erfasste Objekte anhand mehrerer der vorgegebenen Identifikationsmerkmale als Personenobjekt klassifiziert. Zur Klassifizierung der Personen werden neben der jeweiligen Position und räumlichen Ausdehnung der Objekte zusätzlich die entsprechenden Bewegungsmuster herangezogen. Anders ausgedrückt beruht die Erkennung von Personen in dem Überwachungsbereich auf einer Mehrkriterienbewertung. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass weder Stäube, fallende Gesteinsbrocken, Spritzwasser, umfallende Gegenstände noch Eigenbewegung der Untertage-Maschine oder deren Werkzeuge zu einer fehlerhaften Auslösung führen.
Die Robustheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen Fehlauslösung wird zusätzlich dadurch gesteigert, dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, den Eintritt einer Person in den Gefahrenbereich dadurch zu erfassen, dass bereits ein teilweiser Eintritt des jeweiligen Personenobjekts in den Gefahrenbereich als Eintritt in denselben gewertet wird. Das Hinaustreten einer Person aus dem Gefahrenbereich wird hingegen erst dann registriert, wenn diese den genannten Grenzbereich vollständig verlassen hat. Die Auswerteeinrichtung verfügt daher über eine Hysteresefunktion, die das Ein- bzw. Austreten einer Person in den bzw. aus dem Gefahrenbereich mit hoher Zuverlässigkeit detektiert.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung eine Bedien- und Anzeigeeinheit umfasst, die eingerichtet ist, das Maschinen-Halt-Signal sowie das Gefahrenbereich-Freizustand-Signal einem Maschinenführer anzuzeigen und vor dem Anzeigen des Gefahrenbereich-Freizustand-Signal mittels einer Eingabeaufforderung den Maschinenführer zur Bestätigung der Personenfreiheit des Gefahrenbereichs aufzufordern, und weiter eingerichtet ist, sofern der Maschinenführer die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs bestätigt, die Signaleinrichtung zur Bereitstellung eines Maschinen-Freigabe-Signals zu veranlassen.
Hierdurch wird sichergestellt, dass zusätzlich zu der automatischen Erkennung, ob sich Personen in dem Gefahrenbereich aufhalten oder ob dieser personenfrei ist, der Gefahrenbereich ergänzend von einem Maschinenführer zu überprüfen ist und erst nach der Freigabe durch den Maschinenführer mittels Quittierung der genannten Eingabeaufforderung, die Signaleinrichtung das Maschinen-Freigabe-Signal bereitstellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt so über eine doppelte Sicherung, in der neben der automatischen Erkennung der Personenfreiheit des Gefahrenbereichs vor der Bereitstellung eines Maschinen-Freigabe-Signals zusätzlich eine Bestätigung durch den Maschinenführer erfolgen muss, um jeden Zweifel über die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs auszuschließen.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung umfasst eine Sicherheitsanzeigeeinrichtung, die eingerichtet ist, das von der Signaleinrichtung erhaltene Maschinen-Halt-Signal sowie das Maschinen-Freigabe-Signal visuell und/oder akustisch auszugeben. Die Signaleinrichtung umfasst hierzu beispielsweise entsprechende Signalleuchten, die vorzugsweise sowohl für den Maschinenführer als auch für die sich in dem Gefahrenbereich bzw. in dem Überwachungsbereich befindenden Personen deutlich erkennbar sind. Insbesondere handelt es sich um Signalleuchten mit eindeutig voneinander differenzierbaren Farben, beispielsweise Rot und Grün. Sofern ein Maschinen-Halt-Signal seitens der Signaleinrichtung bereitgestellt worden ist, zeigt die Signalleuchte beispielsweise die Farbe Grün, um zu signalisieren, dass von den Werkzeugen der Untertage-Maschinen in dem Gefahrenbereich keine Gefahr ausgeht. Wird seitens der Signaleinrichtung ein Maschinen-Freigabe-Signal bereitgestellt, so wird dies mittels der Sicherheitsanzeigeeinrichtung durch ein akustisches Signal kenntlich gemacht und beispielsweise die Signalleuchte auf rot umgeschaltet. Die rote Farbgebung der Signalleuchte signalisiert den Personen, dass ein Zutritt zu dem Gefahrenbereich nicht mehr zulässig ist, da die Werkzeuge der Untertage-Maschine im Betrieb sind oder augenblicklich in Betrieb genommen werden.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit einen Personenzähler umfasst und eingerichtet ist, bei jedem erfassten Eintritt einer Person in den Gefahrenbereich den Personenzähler zu inkrementieren und beim Austreten einer Person aus dem Gefahrenbereich den Personenzähler zu dekrementierten, wobei die Auswerteeinrichtung weiter ausgebildet ist, anhand des Zählerstands zu bestimmen, ob sich eine Person in dem Gefahrenbereich befindet oder dieser personenfrei ist. Dies bietet den Vorteil, dass auch das mehrfache Hineintreten einer oder mehrerer Personen in den Gefahrenbereich erkannt und registriert wird, so dass die Personenobjektfreiheit des Gefahrenbereichs mittels der Detektionseinheit erst dann ermittelt wird, wenn tatsächlich sämtliche Personen bzw. sämtliche erfasste Personenobjekte den Gefahrenbereich verlassen haben.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens eine orts- und zeitablösende Sensoreinheit jeweils eine zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Detektionsebene aufweist. Mit anderen Worten ist die Detektionsebene der Sensoreinheit entweder horizontal ausgerichtet, oder um einen kleinen Winkel, beispielsweise kleiner 20° gegenüber der Horizontalen geneigt ausgerichtet. Weiter bevorzugt ist die Neigung der Detektionsebene Richtung des Untergrunds gerichtet. Dies bietet den Vorteil, dass auch bei abschüssigem Gelände eine zuverlässige Erkennung gewährleistet ist. Alternativ weist die Sensoreinheit mehrere zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Detektionsebenen auf. Bei Verwendung mehrerer der Detektionsebenen werden zusätzliche Raumdaten erfasst, die mittels der Objekterkennungseinrichtung zu Kausalitätsprüfungszwecken ergänzend mitverarbeitet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Objekterkennungseinrichtung weiter eine zum Erkennen von Wandbereichen eingerichtete Wanderkennungseinheit, wobei die Wanderkennungseinrichtung zumindest im Wesentlichen ortsfeste Objekte als zu den Wandbereichen gehörend klassifiziert. Mittels der Wanderkennungseinheit ist es möglich, kontinuierlich die Kontur der Stollen- bzw. Tunnelwände zu erfassen und als Wandbereiche zu klassifizieren. Hierdurch wird die Erkennung nichtortsfester Objekte, die gegebenenfalls als Personenobjekte zu klassifizieren sind, weiter verbessert. Die Wanderkennungseinrichtung ist ausgebildet, sich bewegende Personen von den Wandbereichen zu differenzieren und diese als Personenobjekte zu klassifizieren. Vorteilhafter ist die Wanderkennungseinrichtung weiter ausgebildet, bereits erkannte Wandbereiche dauerhaft als solche zu klassifizieren, sodass nunmehr auch Personen, die sich vor den bereits erkannten Wandbereichen aufhalten und ihre Position nicht oder nur unwesentlich verändern, weiterhin als separate und von den jeweiligen Wandbereichen differenzierte Personenobjekte erfasst werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, den Überwachungsbereich zumindest in Teilabschnitten dynamisch zu begrenzen. Die Begrenzung des Überwachungsbereichs erfolgt vorteilhafterweise in denjenigen der Teilabschnitte, in denen Wandbereiche erfasst worden sind. Dies bietet den Vorteil, dass die Grenzen des Gefahrenbereichs im Bereich der Wandbereich selbsttätig und automatisch an die jeweilige Kontur der Tunnel bzw. Stollenwände angepasst werden. Selbst bei einer Verschiebung der Untertage-Maschine von der vorgesehenen Arbeitsposition bzw. im Falle des Abbrechens von Gesteinsbrocken aus der Stollen- bzw. Tunnelwand können Fehlauslösungen zuverlässig vermieden werden und ein unterbrechungsfreier Betrieb der überwachten Untertage-Maschine so stets gewährleistet werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Objekterkennungseinrichtung weiter eine zum Erkennen von gitterartigen Strukturen eingerichtete Strukturerkennungseinheit umfasst, wobei Position und räumliche Ausdehnung der Gitterstrukturen toleranzbehafteter Entfernungsinformation der erfassten Raumdaten über ein Winkelsegmentbereich des optisch abgetasteten Überwachungsbereichs bestimmt werden. Auf diese Weise wird eine hohe Zuverlässigkeit der Personenerkennung und zugleich eine Reduktion der Fehlerkennungsrate auf ein Minimum erreicht. Mittels der Strukturerkennungseinheit ist es möglich, selbst Personen zu erkennen, die sich bezüglich der Sensoreinheit hinter einem Gitter bzw. einer gitterartigen Struktur aufhalten. Im Untertagebetrieb werden derartige gitterartige Strukturen häufig von Personen händisch in den Arbeits- bzw. Gefahrenbereich von Untertage-Maschinen gebracht. Mit den bisher bekannten Systemen war eine Erkennung von Personen, die sich durch ein solches vorgehaltenes Gitter bzw. eine solche gitterartige Struktur außerhalb des eigentlichen Erfassungsbereichs der Sensoreinheiten aufhielten, nicht möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Objekterkennungseinrichtung weiter eingerichtet, jeweils die Position der jeweiligen gitterartigen Strukturen zumindest im Wesentlich kontinuierlich zu ermitteln und, sofern die jeweilige Position der gitterartigen Struktur zeitlich veränderlich ist, die Position und die räumliche Ausdehnung eines weiteren Personenobjekts einer hinter der gitterartigen Struktur verborgenen weiteren Person zu bestimmten.
Des Weiteren wird die Aufgabe durch eine Anordnung gelöst, die eine Untertage-Maschine mit in einem Gefahrenbereich operierenden Werkzeugen und einer an der Untertage-Maschine angeordnete Vorrichtung mit den eingangsgenannten Merkmalen umfasst, wobei die Werkzeuge mittels einer steuerbar eingerichteten Antriebseinheit ein- und ausschaltbar ausgebildet sind und die Antriebseinheit über das Maschinen-Halt-Signal automatisch abschaltbar eingerichtet ist. Auf diese Weise wird, in dem Fall, dass eine Person mittels der Objekterkennungseinrichtung in dem Gefahrenbereich erfasst wird, eine selbsttätige Abschaltung der Werkzeuge der Untertage-Maschine bewirkt.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass eine Person, die in den Gefahrenbereich eintreten möchte, keine weiteren Bedienelemente betätigen muss, um zunächst vor dem Betreten des Gefahrenbereichs die Werkzeuge der Untertage-Maschine zu deaktivieren. So ist eine hohe Praktikabilität unter Tage gewährleistet, da die automatische Abschaltung der Werkzeuge ohne händisches Zutun erfolgt. Eine automatische Wiedereinschaltung der Werkzeuge der Untertage-Maschine ist aus Sicherheitsgründen, ohne die zuvor beschriebene manuelle Freigabe durch den Bediener, ausgeschlossen.
Die Aufgabe wird weiter durch das eingangsgenannte Verfahren gelöst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen von digitalen Raumdaten durch optisches Abtasten eines Überwachungsbereichs mittels mindestens einer orts- und zeitauflösenden Sensoreinheit, Verarbeiten der Raumdaten durch jeweiliges Klassifizieren von Personen in dem Überwachungsbereich anhand vorgegebener Identifikationsmerkmale als Personenobjekt sowie zumindest im Wesentlichen kontinuierliches Ermitteln dessen jeweiliger Position und räumlicher Ausdehnung, Ermitteln eines Bewegungsmusters des jeweiligen Personenobjekts auf Basis der Position und der räumlichen Ausdehnung und Erfassen des Eintritts einer Person in den Gefahrenbereich anhand des jeweiligen Bewegungsmusters unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung dadurch, dass das jeweilige Personenobjekt in den Gefahrenbereich zumindest teilweise Eintritt, und Erfassen des Hinaustretens einer Person aus dem Gefahrenbereich anhand des jeweiligen Bewegungsmusters unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung dadurch, dass das jeweilige Personenobjekt einen vorgegebenen, den Gefahrenbereich definierenden Grenzbereich vollständig verlassen hat, Erfassen, ob der Gefahrenbereich personenobjektfrei ist und Bereitstellen eines Maschinen-Halt-Signals sofern der Eintritt mindestens einer Person in den Gefahrenbereich erfasst worden ist sowie Bereitstellen eines Gefahrenbereich-Freizustand-Signals, dass das Hinaustreten einer Person aus dem Gefahrenbereich und die Personenfreiheit erfasst worden sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich durch Anzeigen des Maschinen-Halt-Signals sowie des Gefahrenbereich-Freizustand-Signals mittels einer Bedien- und Anzeigeeinheit und Auffordern eines Maschinenführers mittels einer Eingabeaufforderung, die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs zu bestätigen, und, sofern der Maschinenführer die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs bestätigt, veranlassen der Bereitstellung eines Maschinen-Freigabe-Signals, aus.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird das Maschinen-Halt-Signal mittels einer Sicherheitsanzeigeeinrichtung visuell und/oder akustisch ausgegeben.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist gekennzeichnet durch Inkrementieren eines Personenzählers bei jedem erfassten Eintritt einer Person in dem Gefahrenbereich und Dekrementieren des Personenzählers beim Hinaustreten einer Person aus dem Gefahrenbereich, wobei anhand des Zählerstands bestimmt wird, ob sich eine Person in dem Gefahrenbereich befindet und dieser personenfrei ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung folgt das optische Abtasten mittels der mindestens einen orts- und zeitauflösenden Sensoreinheit jeweils in einer zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Detektionsebene.
Insbesondere ist vorgesehen, Wandbereiche zu erkennen, in denen zumindest im Wesentlichen ortsfeste Objekte als zu den Wandbereichen gehörend klassifiziert werden.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, den Überwachungsbereich zumindest in Teilabschnitten dynamisch zu begrenzen. Diejenigen Teilabschnitte, die in dem Wandbereich erfasst wurden, werden durch die jeweiligen erfassten Wandbereiche entsprechend begrenzt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass gitterartige Strukturen erkannt werden, indem Position und räumliche Ausdehnung der gitterartigen Strukturen durch Erkennen alternierend toleranzbehafteter Entfernungsinformation der erfassten Raumdaten über einen Winkelsegmentbereich des optisch abgetasteten Überwachungsbereichs bestimmt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch jeweils zumindest im Wesentlichen kontinuierliches Ermitteln der Position der jeweiligen gitterartigen Struktur und, sofern die jeweilige Position der gitterartigen Struktur zeitlich veränderlich ist, bestimmen der Position und der räumlichen Ausdehnung eines weiteren Personenobjekts einer hinter der gitterartigen Struktur verborgenen weiteren Person. Des Weiteren wird die Aufgabe durch das eingangsgenannte Verfahren zum Betrieb einer Untertage-Maschine gelöst, wobei Werkzeuge mittels einer steuerbar eingerichteten Antriebseinheit ein- und ausschaltbar ausgebildet sind, und die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte umfasst, wobei die Werkzeuge mittels der Antriebseinheit, sofern ein Maschinen-Halt-Signal bereitgestellt wird, automatisch abgeschaltet werden.
Die mit den erfindungsgemäßen Verfahren einhergehenden Vorteile sowie alternative Ausführungsformen sind im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie der erfindungsgemäßen Anordnung bereits zuvor beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholungen verweisen wir im Zusammenhang mit den vorstehenden Verfahrensschritten auf unsere diesbezüglichen Ausführungen. Die dort gemachten Angaben gelten in analoger Weise auch für die erfindungsgemäßen Verfahren.
Weitere bevorzugte und/oder zweckmäßige Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung nebst einer Untertagemaschine jeweils in Drauf- und Seitenansicht,
2 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Sicherung eines Gefahrenbereichs,
3 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Draufsicht mit einer Person beim Eintreten in den Gefahrenbereich,
4 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Draufsicht mit einer Person beim Hinaustreten aus dem Gefahrenbereich,
5 schematische Darstellungen der in 1 gezeigten Draufsichten mit einer Wandbereichskonturlinie
6 eine schematische Darstellung einer sich im Gefahrenbereich aufhaltenden Person mit einem zusätzlichen Objekt und
7 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Draufsicht mit einer Person, die ein Gitter mit sich führt, beim Eintreten in den Gefahrenbereich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren werden im Folgenden näher erläutert.
1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung nebst einer Untertage-Maschine 10 jeweils in Drauf- und Seitenansicht. Die in der 1 nur schematisch dargestellte Untertage-Maschine 10 ist beispielsweise als Untertage-Bohrmaschine mit entsprechender Bohrhydraulik ausgebildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Sicherung eines Gefahrenbereichs 11 ausgebildet und eingerichtet. In diesem Gefahrenbereich 11 operieren gewöhnlich die Werkzeuge der Untertage-Maschine 10, die aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die dargestellte Grenzlinie 12 nur beispielhaft die Grenze des Gefahrenbereichs 11 darstellt. Die gezeigte Grenzlinie 12 kann grundsätzliche jede beliebige andere Konturform aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens eine orts- und zeitauflösende Sensoreinheit 13. Wie in der Zeichnung beispielhaft dargestellt, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise zwei der Sensoreinheiten 13, die insbesondere zur seitlichen Montage an der Untertage-Maschine 10 eingerichtet sind. Die Sensoreinheiten 13 sind zum Erzeugen von digitalen Raumdaten durch optisches Abtasten eines Überwachungsbereichs 14 eingerichtet. Wie in der Zeichnung gezeigt, setzt sich der Überwachungsbereich 14 im Fall der Verwendung von zwei der Sensoreinheiten 13 aus den gekennzeichneten Teilüberwachungsbereichen zusammen. Die digitalen Raumdaten geben Aufschluss über sich in dem Überwachungsbereich 14 befindende oder sich bewegende Objekte, so dass deren Entfernung von der jeweiligen der Sensoreinheiten 13 zu jedem Zeitpunkt erfasst wird.
Die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im Folgenden anhand der 2, die ein Blockdiagramm in schematisierter Darstellung zeigt, näher erläutert. 2 zeigt eine zum Verarbeiten der Raumdaten ausgebildete Objekterkennungseinrichtung 15, an die die Sensoreinheiten 13 jeweils über entsprechende Datenschnittstellen angeschlossen sind. Die Objekterkennungseinrichtung 15 ist eingerichtet, Personen in dem Überwachungsbereich 14 anhand vergebener Identifikationsmerkmale jeweils als Personenobjekt zu klassifizieren sowie dessen jeweilige Position und räumliche Ausdehnung zumindest im Wesentlichen kontinuierlich zu ermitteln. Die Klassifikation anhand der vorgegebenen Identifikationsmerkmale folgt insbesondere anhand der Objektgröße und/oder der Verweildauer.
Die Erfassung der jeweiligen Position und/oder räumlichen Ausdehnung erfolgt vorzugsweise entweder kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich, das heißt, dass die Erfassung der jeweiligen Position und/oder der räumlichen Ausdehnung pro Zeiteinheit mindestens so oft ausgeführt wird, dass etwaige Positionsänderungen ordnungsgemäß erfasst werden.
Die Vorrichtung umfasst weiter eine - in der Zeichnung nicht gezeigte - Auswerteeinrichtung, die ausgebildet ist, auf Basis der Position und der räumlichen Ausdehnung jeweils ein Bewegungsmuster des jeweiligen Personenobjekts zu ermitteln. Die Auswerteeinrichtung ist ferner eingerichtet, anhand des jeweiligen Bewegungsmusters und unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung den Eintritt einer Person 16 in den Gefahrenbereich 11 zu erfassen.
Ein solcher Eintritt einer Person ist schematisch beispielsweise in 3 dargestellt, auf die im Folgenden noch näher Bezug genommen wird. Das Erfassen des Eintritts einer Person 16 in den Gefahrenbereich 11 wird mittels der Auswerteeinrichtung dadurch erfasst, dass das jeweilige Personenobjekt in den Gefahrenbereich zumindest teilweise eintritt bzw. eingetreten ist. Die Auswerteeinrichtung ist folglich eingerichtet, den Eintritt der Person 16 bereits zu detektieren sofern das jeweilige Personenobjekt bzw. die Person 16 mit nur einem Teil in den Gefahrenbereich 11 eingetreten ist.
Ferner ist die Auswerteeinrichtung eingerichtet, das Hinaustreten einer Person 16 aus dem Gefahrenbereich 11 anhand des jeweiligen Bewegungsmusters unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung dadurch zu erfassen, dass das jeweilige Personenobjekt den vorgegebenen, den Gefahrenbereich 11 definierenden Grenzbereich 17 vollständig verlassen hat. Der Grenzbereich 17 schließt - wie in der 4 gezeigt - an den Gefahrenbereich 11 an. Die Grenze zwischen dem Gefahrenbereich 11 und dem Grenzbereich 17 stellt die - aus Gründen der besseren Darstellbarkeit nur als Linie dargestellte - Grenzlinie 12 dar.
Die Auswerteinrichtung umfasst weiter eine Detektionseinheit, die eingerichtet ist, zu erfassen, ob der Gefahrenbereich 11 personenobjektfrei ist, wobei die Auswerteeinrichtung eine Signaleinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, ein Maschinen-Halte-Signal bereitzustellen, sofern der Eintritt mindestens einer Person 16 in den Gefahrenbereich 11 erfasst worden ist. Das Maschinen-Halte-Signal zeigt also an, dass eine Person in den Gefahrenbereich 11 eingetreten ist oder sich dort aufhält.
Die Auswerteeinrichtung ist weiter eingerichtet, ein Gefahrenbereich-frei-Zustandssignal bereitzustellen, sofern das Hinaustreten einer Person 16 aus dem Gefahrenbereich 11 erfasst worden ist und die Detektionseinheit erfasst hat, dass der Gefahrenbereich 11 personenobjektfrei ist.
Die Funktion der Auswerteinrichtung ist beispielhaft in den 3 und 4 anhand des Eintritts einer Person 16 in den Gefahrenbereich 11 - vergleiche 3 - sowie beim Hinaustreten einer Person 16 näher dargestellt. Die Auswerteeinrichtung umfasst folglich eine Hysteresefunktion derart, dass der Eintritt einer Person 16 in den Gefahrenbereich 11 bereits erkannt wird, sobald sich das jeweilige Personenobjekt auch nur teilweise in dem Gefahrenbereich 11 befindet bzw. sich in diesen hineinbewegt.
Das Verlassen des Gefahrenbereichs 11 bzw. das Hinaustreten einer Person 16 aus diesem wird mittels der Auswerteeinrichtung erst dann als Austritt der Person 16 aus dem Gefahrenbereich 11 gewertet, wenn die Person 16 den Grenzbereich 17 vollständig verlassen hat. Der Grenzbereich 17 stellt somit einen Zwischenbereich dar, der den eigentlichen Gefahrenbereich 11 von einem zulässigen Aufenthaltsbereich 20 abgrenzt.
Vorteilhafterweise umfasst die Auswerteeinrichtung eine in der 2 gezeigte Bedien- und Anzeigeeinheit 21. Die Bedien- und Anzeigeeinheit 21 ist eingerichtet, das Maschinen-Halte-Signal sowie das Gefahrenbereich-frei-Zustandssignal einem Maschinenführer anzuzeigen. Die Auswerteeinrichtung ist ferner eingerichtet, beim Anzeigen des Gefahrenbereich-frei-Zustandssignals mittels der Bedien- und Anzeigeeinheit 21, den Maschinenführer mittels einer Eingabeaufforderung zur Bestätigung der Personenfreiheit des Gefahrenbereichs aufzufordern. Die Auswerteeinrichtung ist weiter eingerichtet, sofern der Maschinenführer die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs 11 bestätigt, die Signaleinrichtung zur Bereitstellung eines Maschinen-Freigabe-Signals zu veranlassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Sicherheitsanzeigeeinrichtung 18, 19, die eingerichtet ist, das von der Signaleinrichtung erhaltene Maschinen-Halt-Signal sowie das Maschinen-Freigabe-Signal visuell und/oder akustisch auszugeben.
Zur Verdeutlichung soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Auswerteeinrichtung nochmals anhand der 3 und 4 im Detail erläutert werden. Es wird angenommen, dass sich die Untertage-Maschine 10 im Arbeitszustand befindet, das heißt deren Werkzeuge aktiv sind. Die Sicherheitsanzeigeeinrichtung 18, 19 zeigt beispielsweise über Signalleuchten rotes Licht, um zu signalisieren, dass der Gefahrenbereich aufgrund der aktivierten Werkzeuge der Untertage-Maschine 10 frei von Personen zu halten ist. Tritt eine Person 16, wie in der 3 gezeigt, zumindest teilweise in den Gefahrenbereich 11 ein, wird mittels der Auswerteeinrichtung ein Maschinen-Halte-Signal bereitgestellt. Wie weiter unten noch im Detail erläutert wird, führt die Bereitstellung des Maschinen-Halte-Signals vorzugsweise dazu, dass die Werkzeuge der Untertage-Maschine 10 deaktiviert werden.
Mittels der Sicherheitsanzeigeeinrichtung 18, 19 wird durch das erhaltene Maschinen-Halte-Signal die Signalleuchte der Sicherheitsanzeigeeinrichtung 18,19 auf grün umgeschaltet, um zu signalisieren, dass der Eintritt der Person 16 in den Gefahrenbereich erkannt worden ist. Solange sich mindestens eine der Personen 16 in dem Gefahrenbereich 11 befindet, bleibt dieser Zustand bestehen. Verlässt die letzte der Personen 16, wie in der 4 gezeigt, den Gefahrenbereich 11, so wird mittels der Signaleinrichtung eine Gefahrenbereich-frei-Zustandssignal bereitgestellt. Über die Bedien- und Anzeigeeinheit 21 wird nach der Bereitstellung des Gefahrenbereich-frei-Zustandssignals der Maschinenführer mittels der Eingabeaufforderung mittels der Bedien- und Anzeigeeinheit 21 aufgefordert, die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs 11 zu bestätigen. Erst wenn der Maschinenführer die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs 11 bestätigt hat, wird mittels der Signaleinrichtung die Bereitstellung eines Maschinen-Freigabesignals veranlasst. Die Bereitstellung des Maschinen-Freigabesignals wird mittels der Sicherheitsanzeigeeinrichtung, beispielsweise durch Umschalten der Signalleuchte von Rot auf Grün und/oder durch Ausgeben eines akustischen Warntons bekanntgegeben.
Vorteilhaftweise umfasst die Detektionseinheit einen Personenzähler und ist eingerichtet, bei jedem erfassten Eintritt einer Person 16 in den Gefahrenbereich 11 den Personenzähler zu inkrementieren. Weiter ist die Detektionseinheit eingerichtet, beim hinaustreten einer Person 16 aus dem Gefahrenbereich 11 den Personenzähler zu dekrementieren.
Weiter ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, anhand des Zählerstands zu bestimmen, ob sich eine Person 16 im Gefahrenbereich 11 befindet oder dieser personenfrei ist. Weist der Personenzähler ein Zählerstand größer Null auf, weist dies darauf hin, dass sich eine Person 16 in dem Gefahrenbereich 11 aufhält oder in diesen eingetreten ist, während ein Personenzählerstand von Null die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs anzeigt. Vorzugsweise ist die Bedien- und Anzeigeeinheit 21 ausgebildet, den Zählerstand des Personenzählers auszugeben und anzuzeigen. Auf diese Weise erhält der Maschinenführer eine Übersicht über die Zahl der sich aktuell in dem Gefahrenbereich 11 aufhaltenden Personen 16.
Vorzugsweise weist die mindestens eine orts- und zeitauflösende Sensoreinheit 13 jeweils eine zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Detektionsebene auf. Die Detektionsebene ist also vorteilhafterweise entweder horizontal ausgerichtet, oder um einen geringen Winkelbetrag, beispielsweise um einen Winkel < 20°, gegenüber der Horizontalen geneigt aufgerichtet. Auf diese Weise wird der Gefahrenbereich 11, der Grenzbereich 17 sowie der zulässige Aufenthaltsbereich 20 im Wesentlichen vollständig erfasst. Weiter bevorzugt ist die mindestens eine orts- und zeitauflösende Sensoreinheit 13 jeweils als Laserscaneinheit ausgebildet. Die Laserscaneinheit kann dabei sowohl einzeilig als auch mehrzeilig eingerichtet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung umfasst die Objekterkennungseinrichtung 15 weiter eine zum Erkennen von Wandbereichen 22 eingerichtete Wanderkennungseinheit. Die Wanderkennungseinrichtung, die im Folgenden anhand der Fig. 5 näher erläutert wird, ist eingerichtet, zumindest im Wesentlichen ortsfeste Objekte als zu den Wandbereichen 22 gehörend zu klassifizieren. Anders ausgedrückt ist die Wanderkennungseinrichtung ausgebildet, Objekte, die in dem Überwachungsbereich 14 ortsfest sind bzw. deren Bewegungsmuster zeigt, dass diese ihre Position nicht oder nur langsamer als ein vorgegebener Schwellwert verändern, als Wandbereiche 22 zu klassifizieren.
Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, den Überwachungsbereich 14 in Teilabschnitten, in denen Wandbereiche 22 erfasst wurden, durch die jeweils erfassten Wandbereiche 22 dynamisch zu begrenzen. Auf diese Weise wird der zu überwachende Gefahrenbereich 11 selbsttätig an die jeweiligen der Wandbereiche 22 angepasst. Der Gefahrenbereich 11 ist folglich einerseits durch die erkannten Wandbereiche 22 sowie andererseits durch den vorgegebenen Grenzbereich 17 vordefiniert.
Wie in der 6 gezeigt, ist die Auswerteeinrichtung insbesondere eingerichtet, Personen 16, die zusätzliche Objekte 24 mit sich führen ebenfalls als Personenobjekt zu erfassen. Die Person 16, die das zusätzliche Objekt 24 mit sich führt, wird mittels der Auswerteeinrichtung anhand des Bewegungsmusters insgesamt als Personenobjekt klassifiziert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung umfasst die Objekterkennungseinrichtung 15 weiter eine zum Erkennen von gitterartigen Strukturen 25 eingerichtete Strukturerkennungseinheit. Die Position und die räumliche Ausdehnung der gitterartigen Strukturen 25 wird mittels der Auswerteeinrichtung durch Erkennen alternierend toleranzbehafteter Entfernungsinformationen und der erfassten Raumdaten über einen Winkelsegmentbereich des optisch abgetasteten Überwachungsbereichs 14 bestimmt. Die mittels der Sensoreinheit 13 erzeugten Raumdaten zeigen für gitterartige Strukturen 25 Entfernungsinformationen, die in dem erfassten Winkelsegmentbereich starken Schwankungen unterworfen sind. Derartige Entfernungsinformationen werden mittels der dazu eingerichteten Auswerteeinheit als gitterartige Strukturen 25 klassifiziert.
Vorzugsweise ist die Objekterkennungseinrichtung 15 weiter eingerichtet, jeweils die Position der jeweiligen gitterartigen Strukturen 25 zumindest im Wesentlichen kontinuierlich zu ermitteln und, sofern die jeweilige Position der gitterartigen Struktur 25 zeitlich veränderlich ist, die Position und die räumliche Ausdehnung eines weiteren Personenobjekts einer hinter der gitterartigen Struktur 25 verborgenen weiteren Person 16 zu bestimmen. Anders ausgedrückt ist die Objekterkennungseinrichtung 15 ausgebildet, zum Erkennen derartiger gitterartiger Strukturen 25 ein Bewegungsmuster durch Verfolgen von Positionsänderungen und der räumlichen Ausdehnung zu erstellen und anhand dieses Bewegungsmusters sowie der räumlichen Ausdehnung die erkannte gitterartige Struktur 25 ebenfalls als Personenobjekt zu klassifizieren. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch durch weitere Objekte verdeckte Personen 16 beim Eintritt in den Gefahrenbereich 11 oder bei einem Aufenthalt in diesen zuverlässig detektiert werden.
Die Zeichnung zeigt darüber hinaus die erfindungsgemäße Anordnung, die eine Untertage-Maschine 10 mit in einem Gefahrenbereich 11 operierenden Werkzeugen und einer an der Untertage-Maschine 10 angeordnete erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt. Die Werkzeuge der Untertage-Maschine 10 sind mittels einer steuerbar eingerichteten Antriebseinheit ein- und ausschaltbar. Die Antriebseinheit ist ferner über das Maschinen-Halte-Signal automatisch abschaltbar eingerichtet. Eine derart mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattete Untertage-Maschine 10 ist so eingerichtet, dass deren Werkzeuge über das Maschinen-Halte-Signal automatisch abgeschaltet werden, sobald eine Person 16 den Gefahrenbereich 11 betritt oder sich in ihm aufhält.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie dessen weitere Ausführungsformen sind bereits hinlänglich im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung zuvor beschrieben worden. Zur Vermeidung von Wiederholung wird daher im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf die vorangehenden Beschreibungen verwiesen, aus denen sich alle Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens in analoger Weise ergeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/141629 A1 [0003, 0005]
DE 10227879 A1 [0004]
GB 2479749 A [0004]

Claims

Vorrichtung, ausgebildet und eingerichtet zur Sicherung eines Gefahrenbereiches (11) einer Untertage-Maschine (10), umfassend mindestens eine orts- und zeitauflösende Sensoreinheit (13), die zum Erzeugen von digitalen Raumdaten durch optisches Abtasten eines Überwachungsbereichs (14) eingerichtet ist, eine zum Verarbeiten der Raumdaten ausgebildete Objekterkennungseinrichtung (15), die eingerichtet ist, Personen (16) in dem Überwachungsbereich (14) anhand vorgegebener Identifikationsmerkmale jeweils als Personenobjekt zu klassifizieren sowie dessen jeweilige Position und räumliche Ausdehnung zumindest im Wesentlichen kontinuierlich zu ermitteln, eine Auswerteeinrichtung, die ausgebildet ist, auf Basis der Position und der räumlichen Ausdehnung jeweils ein Bewegungsmuster des jeweiligen Personenobjekts zu ermitteln und den Eintritt einer Person in den Gefahrenbereich (11) anhand des jeweiligen Bewegungsmusters unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung dadurch zu erfassen, dass das jeweilige Personenobjekt in den Gefahrenbereich (11) zumindest teilweise eintritt, und das Hinaustreten einer Person (16) aus dem Gefahrenbereich anhand des jeweiligen Bewegungsmusters unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung dadurch zu erfassen, dass das jeweilige Personenobjekt den vorgegebenen, den Gefahrenbereich (11) definierenden Grenzbereich (17) vollständig verlassen hat, und wobei die Auswerteeinrichtung eine Detektionseinheit aufweist, die eingerichtet ist, zu erfassen, ob der Gefahrenbereich (11) personenobjektfrei ist, und wobei die Auswerteeinrichtung eine Signaleinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, ein Maschinen-Halt-Signal bereitzustellen, sofern der Eintritt mindestens einer Person (16) in den Gefahrenbereich (11) erfasst worden ist sowie ein Gefahrenbereich-Freizustandssignal bereitzustellen, sofern das Hinaustreten einer Person (16) aus dem Gefahrenbereich erfasst worden ist und die Detektionseinheit erfasst hat, dass der Gefahrenbereich (11) personenobjektfrei ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung eine Bedien- und Anzeigeeinheit (21) umfasst, die eingerichtet ist, das Maschinen-Halt-Signal sowie das Gefahrenbereich-Freizustandssignal einem Maschinenführer anzuzeigen und beim Anzeigen des Gefahrenbereich-Freizustandssignals mittels einer Eingabeaufforderung den Maschinenführer zur Bestätigung der Personenfreiheit des Gefahrenbereichs (11) aufzufordern, und weiter eingerichtet ist, sofern der Maschinenführer die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs (11) bestätigt, die Signaleinrichtung zur Bereitstellung eines Maschinen-Freigabe-Signals zu veranlassen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, weiter umfassend eine Sicherheitsanzeigeeinrichtung, die eingerichtet ist, das von der Signaleinrichtung erhaltene Maschinen-Halt-Signal sowie das Maschinen-Freigabesignal visuell und/oder akustisch auszugeben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit einen Personenzähler umfasst und eingerichtet ist, bei jedem erfassten Eintritt einer Person (16) in den Gefahrenbereich (11) den Personenzähler zu inkrementieren und beim Hinaustreten einer Person (16) aus dem Gefahrenbereich (11) den Personenzähler zu dekrementieren, wobei die Auswerteeinrichtung weiter ausgebildet ist, anhand des Zählerstands zu bestimmen, ob sich eine Person in dem Gefahrenbereich (11) befindet oder dieser personenfrei ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine orts- und zeitauflösende Sensoreinheit (13) jeweils eine zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Detektionsebene aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekterkennungseinrichtung (15) weiter eine zum Erkennen von Wandbereichen (22) eingerichtete Wanderkennungseinheit umfasst, wobei die Wanderkennungseinrichtung zumindest im Wesentlichen ortsfeste Objekte als zu den Wandbereichen (22) gehörend klassifiziert.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, den Überwachungsbereich (14) zumindest in Teilabschnitten, in denen Wandbereiche (22) erfasst wurden, durch die jeweils erfassten Wandbereiche dynamisch zu begrenzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekterkennungseinrichtung (15) weiter eine zum Erkennen von gitterartigen Strukturen (25) eingerichtete Strukturerkennungseinheit umfasst, wobei Position und räumliche Ausdehnung der gitterartigen Strukturen (25) durch Erkennen alternierend toleranzbehafteter Entfernungsinformationen der erfassten Raumdaten über einen Winkelsegmentbereich des optisch abgetasteten Überwachungsbereichs (14) bestimmt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekterkennungseinrichtung (15) weiter eingerichtet ist, jeweils die Position der jeweiligen gitterartigen Struktur (25) zumindest im Wesentlichen kontinuierlich zu ermitteln und, sofern die jeweilige Position der gitterartigen Struktur (25) zeitlich veränderlich ist, die Position und die räumliche Ausdehnung eines weiteren Personenobjekts einer hinter der gitterartigen Struktur (25) verborgenen weiteren Person zu bestimmen.
Anordnung, umfassend eine Untertage-Maschine (10) mit in einem Gefahrenbereich (11) operierenden Werkzeugen und eine an der Untertage-Maschine (10) angeordnete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Werkzeuge mittels einer steuerbar eingerichteten Antriebseinheit ein- und ausschaltbar ausgebildet sind und die Antriebseinheit über das Maschinen-Halt-Signal automatisch abschaltbar eingerichtet ist.
Verfahren zur Sicherung eines Gefahrenbereiches (11) einer Untertage-Maschine, umfassend die Schritte Erzeugen von digitalen Raumdaten durch optisches Abtasten eines Überwachungsbereichs (14) mittels mindestens einer orts- und zeitauflösenden Sensoreinheit (13), Verarbeiten der Raumdaten durch jeweiliges Klassifizieren von Personen (16) in dem Überwachungsbereich (14) anhand vorgegebener Identifikationsmerkmale als Personenobjekt sowie zumindest im Wesentlichen kontinuierliches Ermitteln dessen jeweiliger Position und räumlicher Ausdehnung, Ermitteln eines Bewegungsmusters des jeweiligen Personenobjekts auf Basis der Position und der räumlichen Ausdehnung und Erfassen des Eintritts einer Person (16) in den Gefahrenbereich (11) anhand des jeweiligen Bewegungsmusters unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung dadurch, dass das jeweilige Personenobjekt in den Gefahrenbereich (11) zumindest teilweise eintritt, und Erfassen des Hinaustretens einer Person aus dem Gefahrenbereich (11) anhand des jeweiligen Bewegungsmusters unter Berücksichtigung der räumlichen Ausdehnung dadurch, dass das jeweilige Personenobjekt einen vorgegebenen, den Gefahrenbereich (11) definierenden Grenzbereich (17) vollständig verlassen hat, Erfassen, ob der Gefahrenbereich (11) personenobjektfrei ist und Bereitstellen eines Maschinen-Halt-Signals, sofern der Eintritt mindestens einer Person (16) in den Gefahrenbereich (11) erfasst worden ist sowie Bereitstellen eines Gefahrenbereich-Freizustandssignals, sofern das Hinaustreten einer Person (16) aus dem Gefahrenbereich (11) und die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs (11) erfasst worden sind.
Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Anzeigen des Maschinen-Halt-Signals sowie des Gefahrenbereich-Freizustandssignals mittels einer Bedien- und Anzeigeeinheit (21) und Auffordern eines Maschinenführers mittels einer Eingabeaufforderung, die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs (11) zu bestätigen, und, sofern der Maschinenführer die Personenfreiheit des Gefahrenbereichs (11) bestätigt, Veranlassen der Bereitstellung eines Maschinen-Freigabe-Signals.
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch visuelles und/oder akustisches Ausgeben des Maschinen-Halt-Signals mittels einer Sicherheitsanzeigeeinrichtung (18, 19).
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch Inkrementieren eines Personenzählers bei jedem erfassten Eintritt einer Person (16) in den Gefahrenbereich (11) und Dekrementieren des Personenzählers beim Hinaustreten einer Person (16) aus dem Gefahrenbereich (11), wobei anhand des Zählerstands bestimmt wird, ob sich eine Person (16) in dem Gefahrenbereich (11) befindet oder dieser personenfrei ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Abtasten mittels der mindestens einen orts- und zeitauflösenden Sensoreinheit (13) jeweils in einer zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Detektionsebene erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen von Wandbereichen (22) zumindest im Wesentlichen ortsfeste Objekte als zu den Wandbereichen (22) gehörend klassifiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch dynamisches Begrenzen des Überwachungsbereichs (14) zumindest in Teilabschnitten, in denen Wandbereiche (22) erfasst wurden, durch die jeweils erfassten Wandbereiche.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, weiter gekennzeichnet durch Erkennen gitterartiger Strukturen (25), indem Position und räumliche Ausdehnung der gitterartigen Strukturen (25) durch Erkennen alternierend toleranzbehafteter Entfernungsinformationen der erfassten Raumdaten über einen Winkelsegmentbereich des optisch abgetasteten Überwachungsbereichs (14) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch jeweils zumindest im Wesentlichen kontinuierliches Ermitteln der Position der jeweiligen gitterartigen Struktur (25) und, sofern die jeweilige Position der gitterartigen Struktur (25) zeitlich veränderlich ist, Bestimmen der Position und der räumlichen Ausdehnung eines weiteren Personenobjekts einer hinter der gitterartigen Struktur (25) verborgenen weiteren Person (16).
Verfahren zum Betrieb einer Untertage-Maschine (10) mit in einem Gefahrenbereich (11) operierenden Werkzeugen, wobei Werkzeuge mittels einer steuerbar eingerichteten Antriebseinheit ein- und ausschaltbar ausgebildet sind, umfassend die Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei die Werkzeuge mittels der Antriebseinheit, sofern ein Maschinen-Halt-Signal bereitgestellt wird, automatisch abgeschaltet werden.