DE102018001899A1 - Electro-optical two-dimensional distance measuring device with simultaneous environmental detection by video - Google Patents

Electro-optical two-dimensional distance measuring device with simultaneous environmental detection by video Download PDF

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Oliver Kühnbach
Ernst Tabel
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Pepperl and Fuchs SE
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Tof Tech Mbh
Tof Technologiegesellschaft Mbh
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrooptisches zweidimensionales Entfernungsmessgerät mit mindestens einem Entfernungsmessmodul (1), bestehend aus einer Sendeeinheit (9) zum Aussenden von Sendelichtpulsen in einer Ebene, einer Empfängereinheit (10) zum Nachweis von reflektiertem Licht, das von Objekten im Überwachungsbereich zurückgestrahlt wird, einer Auswerteeinheit (13) zum Auswerten des von der Empfängereinheit (10) nachgewiesenen reflektierten Lichtes zum Bestimmen eines Objektabstands aufgrund einer gemessenen Laufzeit, einem Video-Messmodul (2), einer Dreheinrichtung zum Drehen des Entfernungsmessmoduls (1) sowie des Video-Messmoduls (2) und einer nachgeschalteten Auswerteeinheit (14)
dadurch gekennzeichnet,
dass das Entfernungsmessmodul (1) und das Video-Messmodul (2) zum gemeinsamen Rotieren auf der Rotationsachse (4) angeordnet sind, dass die Empfängerachse (6) des Entfernungsmessmoduls (1) und die Sichtfeldachse (7) des Video-Messmoduls um 90° versetzt auf der gleichen Ebene senkrecht um die Rotationsachse (4) rotieren und dass sich zwischen der Ebene der Sendeachse (5) des Entfernungsmessmoduls und der gemeinsamen Ebene der Empfängerachse (6) des Entfernungsmessmoduls (1) und der Sichtfeldachse (7) des Video-Messmoduls eine optische Kanaltrennung (3) befindet.

Figure DE102018001899A1_0000
The present invention relates to an electro-optical two-dimensional distance measuring device comprising at least one distance measuring module (1) comprising a transmitting unit (9) for emitting transmitted light pulses in a plane, a receiver unit (10) for detecting reflected light which is reflected by objects in the monitoring area, an evaluation unit (13) for evaluating the reflected light detected by the receiver unit (10) for determining an object distance based on a measured transit time, a video measurement module (2), a rotation device for rotating the distance measurement module (1) and the video measurement module (2 ) and a downstream evaluation unit (14)
characterized,
in that the distance measuring module (1) and the video measuring module (2) are arranged to rotate together on the rotation axis (4), that the receiver axis (6) of the distance measuring module (1) and the field of view axis (7) of the video measuring module by 90 ° rotated on the same plane perpendicular to the rotation axis (4) rotate and that between the plane of the transmission axis (5) of the distance measuring module and the common plane of the receiver axis (6) of the distance measuring module (1) and the field of view axis (7) of the video measuring module an optical channel separation (3) is located.
Figure DE102018001899A1_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen elektrooptische zweidimensionale Entfernungsmessgeräte, also Vorrichtungen zur zweidimensionalen Distanzmessung insbesondere für sicherheitstechnische Anwendungen.The present disclosure generally relates to electro-optical two-dimensional distance measuring devices, ie devices for two-dimensional distance measurement, in particular for safety-related applications.

Hintergrundbackground

Elektrooptische zweidimensionale Entfernungsmessgeräte haben Einzug gefunden in einer Vielzahl von Applikationen. Dies gilt insbesondere für solche elektrooptische zweidimensionale Entfernungsmesser, die nach dem sogenannten „Time of Flight“-Verfahren arbeiten. Also Geräte, die zur Bestimmung einer Distanz die Laufzeit des Lichtes verwenden. Anwendung finden diese in der Industrie für die Positionsbestimmung von Fahrzeugen, zur Kollisionsvermeidung, zur Objekterkennung und in vielen anderen Applikationen mehr.Electro-optical two-dimensional distance measuring devices have found their way into a multitude of applications. This applies in particular to such electro-optical two-dimensional rangefinder, which operate according to the so-called "time of flight" method. So devices that use the duration of the light to determine a distance. These find application in the industry for the position determination of vehicles, for collision avoidance, for the object recognition and in many other applications more.

Eine große Bedeutung haben diese elektrooptischen zweidimensionalen Entfernungsmessgeräte im Bereich der Sicherheitstechnik erlangt. Für dieses Aufgabenfeld ist es von besonderer Bedeutung, möglichst viele vollständige zweidimensionale Messungen zu erhalten. Je schneller diese vollständigen zweidimensionalen Messdaten erzeugt werden können, umso schneller kann das elektrooptische zweidimensionale Entfernungsmessgerät auf mögliche Sicherheitsgefahren reagieren.Of great importance have these electro-optical two-dimensional distance measuring devices in the field of safety technology attained. It is of particular importance for this task field to obtain as many complete two-dimensional measurements as possible. The faster these complete two-dimensional measurement data can be generated, the faster the electro-optical two-dimensional rangefinder can respond to potential safety hazards.

Für diese Art der elektrooptischen zweidimensionalen Entfernungsmessgeräte wird vielfach der Begriff 2D-Scanner oder auch, weil oft Laser zum Einsatz kommen, Laserscanner verwendet. Ein solcher Scanner ist etwa in der EP 1 378 763 A1 beschrieben.For many of these types of electro-optical two-dimensional distance measuring devices, the term 2D scanner or, because lasers are often used, laser scanners are used. Such a scanner is about in the EP 1 378 763 A1 described.

In einer Vielzahl von Scannern wird die Entfernungsmessung über ein unbewegliches Entfernungsmessmodul durchgeführt. Diese Entfernungsmessmodule bestehen dabei aus einer optischen Sende- und einer Empfangseinheit sowie einer Auswerteschaltung zur Bestimmung der gemessenen Distanz. Das ausgesendete Licht - in Form eines Pulses - trifft auf das zu messende Objekt und wird von diesem reflektiert. Das reflektierte Licht gelangt in die optische Empfangseinheit. Die nachgelagerte Auswerteschaltung bestimmt aus der Zeit zwischen der Aussendung des Pulses und dem Empfang des reflektierten Lichtes die sogenannte Lichtlaufzeit als Maß für die Entfernung. Um die gewünschte 2D-Distanzmessung zu erreichen, wird über einen rotierenden Spiegel der optische Kanal für die Sende- und Empfangseinheit in einer Messebene abgelenkt. Damit kann die Entfernungsmessung an allen denkbaren Punkten in der Messebene ermittelt werden. Wird zeitgleich zur Entfernungsmessung die Winkelposition des rotierenden Spiegels gemessen, kann aus der Kombination der beiden Werte - Entfernung und Winkel - eine exakte zweidimensionale Entfernungsmessung erfolgen.In a large number of scanners, the distance measurement is carried out by means of a stationary distance measuring module. These distance measuring modules consist of an optical transmitting and receiving unit and an evaluation circuit for determining the measured distance. The emitted light - in the form of a pulse - strikes the object to be measured and is reflected by it. The reflected light enters the optical receiving unit. The downstream evaluation circuit determines from the time between the transmission of the pulse and the reception of the reflected light, the so-called light transit time as a measure of the distance. In order to achieve the desired 2D distance measurement, the optical channel for the transmitting and receiving unit is deflected in a measuring plane via a rotating mirror. Thus the distance measurement at all conceivable points in the measuring level can be determined. If the angular position of the rotating mirror is measured simultaneously with the distance measurement, an exact two-dimensional distance measurement can be carried out from the combination of the two values-distance and angle.

Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass die Anordnung der optischen Achsen von Sende- und Empfangseinheit zum rotierenden Spiegel nur mit begrenzter Genauigkeit erfolgen kann. Weiterer Nachteil ist, dass die optische Abbildung des Sendestrahls über die Rotation des Spiegels dreht. Auch das empfangene reflektierte Licht wird über der optischen Empfangseinheit gedreht. Weiterhin bedingt diese Konstruktion, dass durch die Befestigung des Spiegels Teile der optischen Austrittsfläche abgeschattet werden und damit eine 360°-Messung nicht möglich ist.A disadvantage of this device is that the arrangement of the optical axes of transmitting and receiving unit to the rotating mirror can be done only with limited accuracy. Another disadvantage is that the optical image of the transmission beam rotates beyond the rotation of the mirror. Also, the received reflected light is rotated over the optical receiving unit. Furthermore, this construction requires that the mounting of the mirror parts of the optical exit surface are shaded and thus a 360 ° measurement is not possible.

Diese Nachteile werden durch andersartige Konstruktionen vermieden. Dabei wird das gesamte Entfernungsmessmodul - siehe EP 2237064A1 - gedreht. Um dieses zu ermöglichen, ist eine aufwendige Konstruktion erforderlich. So ist es notwendig, die für die Entfernungsmessung erforderliche Energie berührungslos auf das drehende Entfernungsmessmodul zu übertragen. Gleiches gilt für die Übertragung der gemessenen Daten von dem Entfernungsmessmodul auf die Elektronik des feststehenden Gehäuseteils.These disadvantages are avoided by different constructions. In the process, the entire distance measuring module - see EP 2237064A1 - turned. To make this possible, a complex construction is required. So it is necessary to transfer the energy required for the distance measurement contactlessly on the rotating distance measuring module. The same applies to the transmission of the measured data from the distance measuring module to the electronics of the stationary housing part.

Vielfach werden solche Laserscanner zur Überwachung einer Ebene eingesetzt. Sofern Objekt in einen überwachten Bereich eindringen, werden diese durch den Laserscanner erfasst und angezeigt. Nachteilig ist dabei, dass der Laserscanner keine Aussage treffen kann welcher Art das Objekt ist. Um hier Abhilfe zu schaffen werden teilweise zusätzlich Kamera-Systeme eingesetzt, die das erfasste Objekt visuell aufzeigen sollen.In many cases, such laser scanners are used to monitor a plane. If objects enter a monitored area, they are detected and displayed by the laser scanner. The disadvantage here is that the laser scanner can make no statement of what kind the object is. In order to remedy this situation, some camera systems are additionally used, which are intended to visualize the detected object.

Die Kombination von Kamera-System und Laserscanner ist aufwendig und mit Ungenauigkeiten der Zielerfassung verbunden.The combination of camera system and laser scanner is complex and associated with inaccuracies of the target acquisition.

Stand der TechnikState of the art

In verschiedenen Applikationen werden die durch den 2D Laserscanner gemessenen Werte des erfassten Objektes (Winkel und Entfernung) an ein motorisch angetriebenes Kamera-System übermittelt.In various applications, the values of the detected object (angle and distance) measured by the 2D laser scanner are transmitted to a motor-driven camera system.

Nachteilig an solchen Lösungen ist die räumliche Trennung von 2D-Laserscannermessung und Kameraposition. Dies verlangt - je nach räumlicher Anordnung - dass die ermittelten Daten des 2D-Laserscanners auf die Position des Kamerasystems umgerechnet werden. Weiterhin sind die von der Kamera ermittelten Bilder nicht deckungsgleich mit dem Blickwinkel der Messung des 2D-Laserscanners. Selbst mit hohem Aufwand kann nur mit geringer Genauigkeit das gemessene Objekt in dem von der Kamera erfassten Bild markiert werden. Für den Bobachter kann es daher schwierig sein, eine Aussage über die Situation zu treffen.A disadvantage of such solutions is the spatial separation of 2D laser scanner measurement and camera position. This requires - depending on the spatial arrangement - that the determined data of the 2D laser scanner are converted to the position of the camera system. Furthermore, those of the Camera did not coincide with the viewing angle of the measurement of the 2D laser scanner. Even with great effort, the measured object in the image captured by the camera can only be marked with low accuracy. It may therefore be difficult for the coachman to make a statement about the situation.

Von großem Nachteil ist weiterhin der erhebliche Aufwand für eine solche Lösung.Of great disadvantage is still the considerable expense for such a solution.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, eine Möglichkeit bereitzustellen, eine Konstruktion für ein elektrooptisches zweidimensionales Entfernungsmessgerät mit drehendem Entfernungsmessmodul für einen Scannbereich von 360° bereitzustellen, bei dem mit einfachen Mitteln, eine gleichzeitige optische Überwachung der Messeebene mittels einer Videoerfassung ermöglicht wird.It is the object of this invention to provide a way to provide a construction for an electro-optic two-dimensional distance measuring device with rotating rangefinder module for a scanning range of 360 °, in which by simple means, a simultaneous visual monitoring of the measuring plane is made possible by means of video detection.

Die Aufgabe wird durch den optischen Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the optical sensor having the features of claim 1.

Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen optischen Sensors werden in der folgenden Ausführung, insbesondere im Zusammenhang mit den abhängigen Ansprüchen und den Zeichnungen, beschriebenPreferred embodiments of the optical sensor according to the invention are described in the following embodiment, in particular in conjunction with the dependent claims and the drawings

Bei der bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen elektrooptischen zweidimensionalen Entfernungsmessgerätes - mit gleichzeitiger Umgebungserfassung mittels Video - werden zwei Messmodule um die Hochachse gedreht.In the preferred variant of the electro-optical two-dimensional distance measuring device according to the invention - with simultaneous environmental detection by means of video - two measuring modules are rotated about the vertical axis.

Während das Messmodul zur Entfernungsbestimmung (Entfernungsmessmodul) aus einer optischen Sende- und einer Empfangseinheit sowie einer Auswerteschaltung zur Bestimmung der gemessenen Distanz besteht, weist das Messmodul zur Videoerfassung (Video Messmodul) eine Zeilenkamera zur Erfassung einer Zeile und eine Auswerteeinheit auf. Sinnvollerweise ist dabei die Messebene des Messmoduls zur Entfernungsbestimmung senkrecht zur Rotationsachse angeordnet. Die Abbildung der Zeilenkamera liegt dabei so, dass die Messebene des Messmoduls zur Entfernungsbestimmung sich in der Mitte der Abbildung befindet.While the measuring module for determining the distance (distance measuring module) consists of an optical transmitting and receiving unit and an evaluation circuit for determining the measured distance, the measuring module for video recording (video measuring module) comprises a line scan camera for detecting a line and an evaluation unit. It makes sense to arrange the measuring plane of the measuring module for distance determination perpendicular to the axis of rotation. The image of the line scan camera lies in such a way that the measurement plane of the distance determination measurement module is located in the center of the image.

Die Daten beider Messmodule werden berührungslos an eine Rechnereinheit übertragen. Eine Winkelmesseinrichtung erfasst die Winkelposition und gibt diese an die Rechnereinheit weiter. In der Rechnereinheit werden die Daten der beiden Messmodule sowie der Winkelmessung verarbeitet.The data of both measuring modules are transmitted without contact to a computer unit. An angle measuring device detects the angular position and passes it on to the computer unit. The data of the two measuring modules and the angle measurement are processed in the computer unit.

Somit kann ein System für eine Vielzahl von Anwendungen aufgebaut werden, was eine Winkeltreue Kombination von Video- und Entfernungsdaten ermöglicht.Thus, a system can be built for a variety of applications, allowing an angular faithful combination of video and range data.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Entfernungsmessgerätes mit gleichzeitiger Umgebungserfassung mittels Video in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows the basic structure of a distance measuring device with simultaneous environment detection by means of video in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Entfernungsmessmoduls. 2 shows the basic structure of a distance measuring module.
  • 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Messmoduls zur Videoerfassung. 3 shows the basic structure of a measuring module for video recording.
  • 4 zeigt die Abbildung der Zeilenkamera in Kombination mit der Messebene des Messmoduls zur Entfernungsbestimmung. 4 shows the image of the line scan camera in combination with the measurement plane of the distance measurement measurement module.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der vorgestellten Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

In 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Entfernungsmessgerätes - mit gleichzeitiger Umgebungserfassung mittels Video - dargestellt. Dieser besteht aus dem Entfernungsmessmodul (1) und dem Video-Messmodul (2), die in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Das Entfernungsmessmodul (1) und das Video-Messmodul (2) drehen beide um die Rotationsachse (4). Die Empfängerachse (6) des Entfernungsmessmodul s(1) und die Sichtfeldachse (7) des Video-Messmoduls (2) bewegen sich dabei senkrecht zur Rotationsachse (4). Die Empfängerachse (6) des Entfernungsmessmoduls (1) ist dabei auf der Ebene der Sichtfeldachse (7) des Video-Messmoduls (2) angeordnet. Die Ebene der Sichtfeldachse (7) des Video-Messmoduls und der Empfängerachse (6) des Entfernungsmessmoduls (1) ist durch eine optische Kanaltrennung (3) von die Ebene der Sendeachse (5) des Entfernungsmessmoduls (1) entkoppelt. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, dass sich die beiden optischen Achsen der jeweiligen Messmodule nicht gegenseitig beeinflussen.In 1 is the basic structure of a distance measuring device - with simultaneous environmental detection by video - shown. This consists of the distance measuring module ( 1 ) and the video measurement module ( 2 ), which are arranged at an angle of 90 ° to each other. The distance measuring module ( 1 ) and the video measurement module ( 2 ) both rotate around the axis of rotation ( 4 ). The receiver axis ( 6 ) of the distance measuring module s (1) and the field of view axis ( 7 ) of the video measurement module ( 2 ) move perpendicular to the axis of rotation ( 4 ). The receiver axis ( 6 ) of the distance measuring module ( 1 ) is at the level of the visual field axis ( 7 ) of the video measurement module ( 2 ) arranged. The plane of the visual field axis ( 7 ) of the video measurement module and the receiver axis ( 6 ) of the distance measuring module ( 1 ) is characterized by an optical channel separation ( 3 ) from the plane of the transmission axis ( 5 ) of the distance measuring module ( 1 ) decoupled. This arrangement ensures that the two optical axes of the respective measuring modules do not influence each other.

In 2 ist eine beispielhafte Ausführung eines Entfernungsmessmoduls (1) dargestellt. Dieses besteht aus einer Empfangseinheit (10), einer Sendeeinheit (9) und einer Auswerte- und Steuerungseinheit (13). Die Sendeeinheit (9) sendet Licht in Form kurzer Pulse aus. Die Empfangseinheit (10) dient dem Nachweis von reflektiertem Licht, das von Objekten im Überwachungsbereich zurückgestrahlt wird. Die Auswerte- und Steuerungseinheit (13) wertet das von der Empfängereinheit nachgewiesene reflektierte Licht zum Bestimmen eines Objektabstandes aufgrund einer gemessenen Laufzeit aus. Die Auswerte- und Steuerungseinheit (13) übernimmt weiterhin die Ansteuerung und Kontrolle der Sendeeinheit und die Kommunikation mit einer nachgeschalteten Überwachungseinheit (14). Die Überwachungseinheit (14) übernimmt ebenfalls die Auswertung der Signale des Video-Messmoduls. Die Übertragung der Informationen zwischen Entfernungsmessmodul (1) und Überwachungseinheit (14) erfolgt berührungslos.In 2 is an exemplary embodiment of a distance measuring module ( 1 ). This consists of a receiving unit ( 10 ), a transmitting unit ( 9 ) and an evaluation and control unit ( 13 ). The transmitting unit ( 9 ) emits light in the form of short pulses. The receiving unit ( 10 ) is used to detect reflected light that is reflected back from objects in the surveillance area. The evaluation and control unit ( 13 ) evaluates the reflected light detected by the receiver unit to determine an object distance based on a measured transit time. The evaluation and control unit ( 13 ) continues to control and control the transmitting unit and the communication with a downstream monitoring unit ( 14 ). The monitoring unit ( 14 ) also takes over the evaluation of the signals of the video measuring module. The transmission of information between distance measuring module ( 1 ) and monitoring unit ( 14 ) is contactless.

In 3 ist der prinzipielle Aufbau eines Messmoduls zur Videoerfassung (2) dargestellt. Dieses besteht aus einer lichtempfindlichen Zeile, dem sogenannten Zeilen-Sensor (11), einer Video-Steuerung (15) uns einer Video-Linse (16) und kann zusätzlich eine IR-Beleuchtungsquelle (8) mit der Beleuchtungsachse (12) aufweisen. Bei Verwendung der IR-Beleuchtungsquelle kann der Sensor auch in Dunkelheit sowohl die Entfernungsmessung durchführen, als auch ein Videobild aufnehmen. Der Zeilensensor erfasst die von der Video-Linse abgebildeten Helligkeitsinformationen, die von der nachgeschalteten Video-Steuerung ausgewertet und an die Überwachungseinheit (14) weitergeleitet werden. Die Übertragung der Informationen zwischen Video-Messmodul (2) und Überwachungseinheit (14) erfolgt berührungslos.In 3 is the basic structure of a measuring module for video recording ( 2 ). This consists of a light-sensitive line, the so-called line sensor ( 11 ), a video controller ( 15 ) us a video lens ( 16 ) and in addition an IR illumination source ( 8th ) with the illumination axis ( 12 ) respectively. When using the IR illumination source, the sensor can also perform the distance measurement as well as record a video image even in darkness. The line sensor detects the brightness information imaged by the video lens, which is evaluated by the downstream video controller and sent to the monitoring unit ( 14 ) to get redirected. The transmission of information between video measurement module ( 2 ) and monitoring unit ( 14 ) is contactless.

In 4 ist die Zuordnung der Abbildung (17) der Zeilenkamera in Kombination mit der Messebene (19) des Messmoduls zur Entfernungsbestimmung dargestellt. Die lichtempfindliche Zeile, der Zeilensensor (11), wird über die Video-Linse (16) in der Entfernung X (20) abgebildet. Hierzu ist die Sendeachse (5) des Entfernungsmessmoduls (1) dargestellt. Sobald die beiden Messmodule (1,2) um die Rotationsachse (4) gedreht werden, entsteht eine 360° Video-Abbildung mit integrierter 2D-Messebene (19).In 4 is the mapping of the map ( 17 ) of the line scan camera in combination with the measuring plane ( 19 ) of the measuring module for distance determination. The photosensitive line, the line sensor ( 11 ), via the video lens ( 16 ) in the distance X ( 20 ). For this, the transmission axis ( 5 ) of the distance measuring module ( 1 ). Once the two measurement modules ( 1 . 2 ) around the axis of rotation ( 4 ), a 360 ° video image with integrated 2D measuring plane ( 19 ).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.
EntfernungsmessmodulDistance measurement module
2.Second
Video-MessmodulVideo measurement module
3.Third
Optische KanaltrennungOptical channel separation
4.4th
Rotationsachseaxis of rotation
5.5th
Sendeachse EntfernungsmessmodulTransmission axis distance measuring module
6.6th
Empfängerachse EntfernungsmessmodulReceiver axis distance measuring module
7.7th
Sichtfeldachse Video MessmodulField of View Axis Video Measurement Module
8.8th.
IR Beleuchtungsquelle Video MessmodulIR lighting source video measuring module
9.9th
Sendeeinheit EntfernungsmessmodulSending unit Distance measuring module
10.10th
Empfängereinheit EntfernungsmessmodulReceiver unit Distance measuring module
11.11th
Zeilen-SensorLine Sensor
12.12th
Beleuchtungsachseillumination axis
13.13th
Auswerte- und Steuerungseinheit EntfernungsmessmodulEvaluation and control unit Distance measurement module
14.14th
Überwachungseinheitmonitoring unit
15.15th
Video-SteuerungVideo control
16.16th
Video-LinseVideo lens
17.17th
Abbildung der ZeilenkameraIllustration of the line camera
18.18th
360°-Video-Abbildung360 ° -Video Figure
19.19th
2D-Messebene2D measurement plane
20.20th
Entfernung X distance X

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1378763 A1 [0004]EP 1378763 A1 [0004]
  • EP 2237064 A1 [0007]EP 2237064 A1 [0007]

Claims (7)

Elektrooptisches zweidimensionales Entfernungsmessgerät mit mindestens einem Entfernungsmessmodul (1), bestehend aus einer Sendeeinheit (9) zum Aussenden von Sendelichtpulsen in einer Ebene, einer Empfängereinheit (10) zum Nachweis von reflektiertem Licht, das von Objekten im Überwachungsbereich zurückgestrahlt wird, einer Auswerteeinheit (13) zum Auswerten des von der Empfängereinheit (10) nachgewiesenen reflektierten Lichtes zum Bestimmen eines Objektabstands aufgrund einer gemessenen Laufzeit, einem Video Messmodul (2), einer Dreheinrichtung zum Drehen des Entfernungsmessmoduls (1) sowie des Video-Messmoduls (2) und einer nachgeschalteten Auswerteeinheit (14) dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernungsmessmodul (1) und das Video-Messmodul (2) zum gemeinsamen Rotieren auf der Rotationsachse (4) angeordnet sind, dass die Empfängerachse (6) des Entfernungsmessmoduls (1) und die Sichtfeldachse (7) des Video-Messmoduls um 90° versetzt auf der gleichen Ebene senkrecht um die Rotationsachse (4) rotieren und dass sich zwischen der Ebene der Sendeachse (5) des Entfernungsmessmoduls und der gemeinsamen Ebene der Empfängerachse (6) des Entfernungsmessmoduls (1) und der Sichtfeldachse (7) des Video-Messmoduls eine optische Kanaltrennung (3) befindet.Electro-optical two-dimensional distance measuring device with at least one distance measuring module (1), consisting of a transmitting unit (9) for emitting transmitted light pulses in a plane, a receiver unit (10) for detecting reflected light which is reflected by objects in the monitoring area, an evaluation unit (13) for evaluating the reflected light detected by the receiver unit (10) for determining an object distance based on a measured transit time, a video measuring module (2), a rotating device for rotating the distance measuring module (1) and the video measuring module (2) and a downstream evaluation unit ( 14), characterized in that the distance measuring module (1) and the video measuring module (2) for common rotation on the rotation axis (4) are arranged, that the receiver axis (6) of the distance measuring module (1) and the field of view axis (7) of the video -Measuring module offset by 90 ° on the same plane perpendicular to the Rota Rotation axis (4) and that between the plane of the transmission axis (5) of the distance measuring module and the common plane of the receiver axis (6) of the distance measuring module (1) and the field of view axis (7) of the video measuring module is an optical channel separation (3). Elektrooptisches zweidimensionales Entfernungsmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Video-Messmodul als Zeilensensor ausgebildet ist.Electro-optical two-dimensional distance measuring device according to Claim 1 , characterized in that the video measuring module is designed as a line sensor. Elektrooptisches zweidimensionales Entfernungsmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Video-Messmodul als Sensor drei parallele Zeilensensoren aufweist, die jeweils mit Farbfiltern versehen sind.Electro-optical two-dimensional distance measuring device according to Claim 1 , characterized in that the video measuring module has as a sensor three parallel line sensors, which are each provided with color filters. Elektrooptisches zweidimensionales Entfernungsmessgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale des Entfernungsmessmoduls (1) und des Video-Messmoduls (2) in einer nachgeschalteten Überwachungseinheit (14) zusammengefasst werden.Electro-optical two-dimensional distance measuring device according to Claim 1 to 3 , characterized in that the signals of the distance measuring module (1) and the video measuring module (2) are combined in a downstream monitoring unit (14). Elektrooptisches zweidimensionales Entfernungsmessgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Überwachungseinheit (14) zusammengefassten Messwerte so ausgewertet werden, dass durch das Entfernungsmessmodul erfasste Objekte als Videobild ausgegeben werden.Electro-optical two-dimensional distance measuring device according to Claim 1 to 4 , characterized in that the measured values combined in the monitoring unit (14) are evaluated so that objects detected by the distance measuring module are output as a video image. Elektrooptisches zweidimensionales Entfernungsmessgerät nach Anspruch 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die von der Überwachungseinheit ausgewerteten Ergebnisse über Schnittstellen an Telekommunikationseinrichtungen weitergeben werden.Electro-optical two-dimensional distance measuring device according to Claim 1 to 5 , characterized in that the evaluated by the monitoring unit results are passed through interfaces to telecommunications equipment. Elektrooptisches zweidimensionales Entfernungsmessgerät nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Video-Messmodul mit einer IR Beleuchtungsquelle ausgerüstet ist.Electro-optical two-dimensional distance measuring device according to Claim 1 to 6 characterized in that the video measurement module is equipped with an IR illumination source.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1378763A1 (en) 2002-07-05 2004-01-07 Sick AG Laser scanning apparatus with function monitoring
EP2237064A1 (en) 2009-03-31 2010-10-06 Pepperl & Fuchs GmbH Optical sensor according to the time-of-flight principle

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