DE102019006438B4

DE102019006438B4 - Objektüberwachungssystem mit Abstandsmesseinrichtung

Info

Publication number: DE102019006438B4
Application number: DE102019006438.0A
Authority: DE
Inventors: Minoru Nakamura; Yuuki Takahashi; Atsushi Watanabe
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2024-01-25
Anticipated expiration: 2039-09-13
Also published as: JP6777701B2; JP2020046296A; US11846708B2; US20200088877A1; CN110927736B; DE102019006438A1; CN110927736A

Abstract

Objektüberwachungssystem (1), das eine Abstandsmesseinrichtung (10) umfasst, die basierend auf einer Phasendifferenz zwischen in Richtung eines Zielraums abgestrahltem Referenzlicht und vom Zielraum reflektiertem Licht einen Abstandsmesswert des Zielraums (46) ausgibt, um basierend auf dem Abstandsmesswert zu bestimmen, ob in einem im Zielraum festgelegten Überwachungsbereich (44) ein überwachtes Objekt (43) vorhanden ist, wobei das System umfasst:Einrichtungen zum Bestimmen einer Anordnungsbeziehung zwischen dem Überwachungsbereich und einem außerhalb des Überwachungsbereichs befindlichen externen Objekt (47) basierend auf dem Abstandsmesswert des externen Objekts und zum Berechnen eines Einflussgrades (32) des externen Objekts auf eine Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich gemäß der bestimmten Anordnungsbeziehung, wobei der Einflussgrad basierend auf einer anhand des Abstandsmesswerts des externen Objekts geschätzten Form berechnet wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Objektüberwachungssystem, das eine Abstandsmesseinrichtung umfasst, und im Besonderen ein Objektüberwachungssystem zum Erkennen des Einflusses außerhalb eines Überwachungsbereichs befindlicher externer Objekte.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
TOF- (Time of Flight/Laufzeitverfahren) Kameras, die als Abstandsmesseinrichtungen zum Messen des Abstands zu einem Objekt basierend auf der Lichtlaufzeit einen Abstand ausgeben, sind bekannt. Viele TOF-Kameras verwenden ein Phasendifferenzverfahren, bei dem ein Zielraum mit Referenzlicht bestrahlt wird, das über vorgegebene Zyklen intensitätsmoduliert wird, und der Messwert des Zielraums basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem ausgestrahlten Messlicht und dem vom Zielraum reflektierten Licht ausgegeben wird.
Da solche TOF-Kameras den Abstand durch eine indirekte Messung der Weglängen von Referenzlicht basierend auf der Phasendifferenz messen, ist auch das (sogenannte „Multipath“ (Mehrfachweg)) Phänomen bekannt, bei dem Abstandsmesswerte fälschlicherweise groß ausfallen, wenn gewisse Abstandsmesspunkte stark durch Referenzlicht beeinflusst werden, das über andere Objekte mehrfach reflektiert wurde. Die nachstehenden Patentschriften sind als Technologien bekannt, die die Unterdrückung oder Reduzierung des Einflusses von Multipath betreffen.
Das Dokument WO 2014 / 097 539 A1 offenbart eine 3D-Messeinrichtung, die eine Lichtquelleneinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, dazu fähig zu sein, den Bestrahlungslichtbetrag für wenigstens zwei Bestrahlungsbereiche einzustellen. Die 3D-Messeinrichtung verwendet die Differenz zwischen der Summe des Expositionsbetrags eines Bestrahlungsmusters A, bei dem in jedem der Bestrahlungsbereiche a, b und c ein vorgegebener Basislichtbetrag als Bestrahlungslichtbetrag festgelegt ist, und der Summe des Expositionsbetrags eines Bestrahlungsmusters B, bei dem der Bestrahlungslichtbetrag des Bestrahlungsbereichs b, der wenigstens einer der Bestrahlungsbereiche ist, kleiner ist als der Basislichtbetrag, und verdoppelt die Differenz, um Expositionskomponenten von unerwünschtem reflektiertem Licht, das in das Bestrahlungsmuster A gemischt ist, zu berechnen.
Das Dokument JP 2015 - 513 825 A offenbart eine TOF-Kamera, die ein Beleuchtungsmodul (Streifenbeleuchtung) umfasst, das lediglich einen beliebigen Bereich im Sichtfeld des Bildsensors beleuchtet. Die Konfiguration, die die Beleuchtung und Messung unabhängig für jede Pixelfläche durchführt, kann indirekte Lichtwege und Mehrfachreflexion verringern und ermöglicht gleichzeitig den Empfang von direkterem Licht durch die Pixelfläche, was im Hinblick auf eine Mehrfachreflexion (multipath reflection/Mehrwegereflexion) vorteilhaft ist.
Weitere Vorrichtungen zur Objektüberwachung werden zum Beispiel durch die Dokumente DE 10 2012 103 681 A1 , US 2012 / 0 033 045 A1 und WO 2018 / 091 970 A1 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist durch den Hauptanspruch definiert. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche definiert.
Bei einem Objektüberwachungssystem, bei dem unter Verwendung einer TOF-Kamera basierend auf dem Abstandsmesswert bestimmt wird, ob in einem festgelegten Überwachungsbereich in einem Zielraum ein überwachtes Objekt vorhanden ist, kann, wenn ein externes Objekt vorhanden ist, das in der Nähe des Überwachungsbereichs das Multipath-Phänomen verursacht, der von der TOF-Kamera ausgegebene Abstandsmesswert unbeabsichtigt groß ausfallen. In diesem Fall kann insbesondere an entfernten Positionen im Überwachungsbereich selbst dann fälschlich bestimmt werden, dass das überwachte Objekt nicht vorhanden ist, wenn das überwachte Objekt im Überwachungsbereich vorhanden ist.
Selbst wenn sich das externe Objekt bei der Installation des Objektüberwachungssystems nicht in der Nähe des Überwachungsbereichs befindet, kann, wenn ein Bediener das externe Objekt nach der Installation in der Nähe des Überwachungsbereichs anordnet, der Abstandsmesswert groß ausfallen und die Bestimmung falsch sein. Daher ist es erwünscht, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines externen Objekts nahe dem Überwachungsbereich nicht nur bei der Installation, sondern auch nach der Installation ständig zu überprüfen.
Selbst wenn das externe Objekt in der Nähe des Überwachungsbereichs vorhanden ist, kann das externe Objekt abhängig von der Anordnungsbeziehung zwischen dem Überwachungsbereich und dem externen Objekt oder dem Reflexionsgrad des externen Objekts keinen großen Einfluss auf die Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich ausüben.
Daher besteht Bedarf an einem Objektüberwachungssystem, das einen Einflussgrad eines externen Objekts auf die Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich erkennen kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Objektüberwachungssystem bereitgestellt, das eine Abstandsmesseinrichtung umfasst, die basierend auf einer Phasendifferenz zwischen in Richtung eines Zielraums abgestrahltem Referenzlicht und vom Zielraum reflektiertem Licht einen Abstandsmesswert des Zielraums ausgibt, um basierend auf dem Abstandsmesswert zu bestimmen, ob in einem im Zielraum festgelegten Überwachungsbereich ein überwachtes Objekt vorhanden ist, wobei das System Einrichtungen (Mittel) zum Bestimmen einer Anordnungsbeziehung zwischen dem Überwachungsbereich und einem außerhalb des Überwachungsbereichs befindlichen externen Objekt basierend auf dem Abstandsmesswert des externen Objekts und zum Berechnen eines Einflussgrades des externen Objekts auf eine Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich gemäß der bestimmten Anordnungsbeziehung umfasst.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Objektüberwachungssystems gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Draufsicht, die ein Anwendungsbeispiel des Objektüberwachungssystems zeigt.
3 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für ein externes Objekt zeigt, das das Multipath-Phänomen verursachen kann.
4 ist eine Draufsicht, die den Zustand von Referenzlicht zeigt, das durch ein externes Objekt auf den Einflussbestätigungspunkt (P_j) reflektiert wird.
5 ist eine konzeptionelle Ansicht, die das Prinzip zum Berechnen des Einflussgrads eines externen Objekts gemäß der Anordnungsbeziehung (Vektor A_i, Vektor B_i und Normalenvektor s_i) zwischen dem Einflussbestätigungspunkt P_j und dem externen Objekt zeigt.
6A ist eine konzeptionelle Ansicht, die das Prinzip zum Berechnen des Einflussgrads des externen Objekts gemäß dem Reflexionsgrad (p) des externen Objekts zeigt.
6B ist eine konzeptionelle Ansicht, die das Prinzip zum Berechnen des Einflussgrads des externen Objekts gemäß dem Reflexionsgrad (p') des externen Objekts zeigt.
7 ist eine konzeptionelle Ansicht, die eine Berechnungsformel des Einflussgrads des externen Objekts (Td' - Td) genau beschreibt.
8 ist eine konzeptionelle Ansicht, die eine Berechnungsformel des Lichtintensitätswerts (L_f) und der Vorwärtsverzögerung (T_f) von mehrfach reflektiertem Licht genau beschreibt.
9 ist eine konzeptionelle Ansicht, die eine Berechnungsformel des Lichtintensitätswerts (ΔL_i) und der Vorwärtsverzögerung (ΔT_i) der von den feinen Oberflächen (Δs_i) des externen Objekts reflektierten Lichtkomponenten genau beschreibt.
10 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein einfaches Einflussgradberechnungsverfahren zeigt, das auf eine Pixeleinheit gerichtet ist, die einen Bildsensor der Abstandsmesseinrichtung bildet.
11 ist ein zusammenfassendes Flussdiagramm, das den Betrieb des Objektüberwachungssystems gemäß der Ausführungsform zeigt.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Anzeigebildschirm zeigt, der einen Einflussgrad, der größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist, und das externe Objekt darstellt, das den Einflussgrad ausübt, der größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend sind die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen sind gleichen oder ähnlichen Bestandteilen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen zugeordnet. Außerdem schränken die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen den technischen Umfang der Erfindung nicht ein, die in den Ansprüchen oder den Begriffsdefinitionen beschrieben ist.
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Objektüberwachungssystems 1 gemäß einer Ausführungsform zeigt. Das Objektüberwachungssystem 1 umfasst eine Abstandsmesseinrichtung 10, eine Recheneinrichtung 20 und eine Signalausgabeeinheit 27 und ist dazu eingerichtet, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Objekten in einem Überwachungsbereich zu überwachen. Die Abstandsmesseinrichtung 10, die Recheneinrichtung 20 und die Signalausgabeeinheit 27 sind über ein drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk etc. miteinander verbunden und dazu eingerichtet, miteinander kommunizieren zu können. Bei einer anderen Ausführungsform können die Abstandsmesseinrichtung 10, die Signalausgabeeinheit 27 und/oder die Recheneinrichtung 20 durch eine Busverbindung miteinander verbunden sein. Die Signalausgabeeinheit 27 hat die Funktion, ein oder mehrere Signale an eine externe Einrichtung auszugeben, und kann in manchen Fällen eine oder mehrere Signaleingabefunktionen aufweisen. Eine Ethernet^®- oder USB-Kommunikationssteuerung kann als Netzwerkkommunikationssteuerung verwendet werden.
Die Abstandsmesseinrichtung 10 ist beispielsweise eine TOF-Kamera und gibt basierend auf der Phasendifferenz zwischen in Richtung des Zielraums abgestrahltem Referenzlicht und vom Zielraum reflektiertem Licht Abstandsmesswertdaten 11 des Zielraums aus. Des Weiteren kann die Abstandsmesseinrichtung 10 in manchen Fällen Lichtintensitätswertdaten 12 des vom Zielraum reflektierten Referenzlichts ausgeben.
Die Recheneinrichtung 20 umfasst eine CPU (Zentraleinheit) 21, ein RAM 22, ein ROM 23, eine Ein-/Ausgabeeinheit 24, einen nichtflüchtigen Speicher 25 und eine Anzeigeeinheit 26. Überwachungsbereichsdaten 31, die dreidimensionale Informationen des Überwachungsbereichs umfassen, werden im nichtflüchtigen Speicher 25 gespeichert. Wenn die CPU 21 das im ROM 23 gespeicherte Objektüberwachungsprogramm 30 unter Verwendung des RAM 22 als Arbeits-RAM ausführt, werden die Überwachungsbereichsdaten 31 aus dem nichtflüchten Speicher 25 und die Abstandsmesswertdaten 11 und Lichtintensitätswertdaten 12 etc. über die Ein-/Ausgabeeinheit 24 aus der Abstandsmesseinrichtung 10 ausgelesen. Die CPU 21 bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Objekten im Überwachungsbereich basierend auf den Abstandsmesswertdaten 11 und den Überwachungsbereichsdaten 31 und, wenn im Überwachungsbereich ein überwachtes Objekt vorhanden ist, wird unter Verwendung der Signalausgabeeinheit 27 ein Objekterkennungssignal ausgegeben. Des Weiteren zeigt die Anzeigeeinheit 26 die Abstandsmesswertdaten 11 oder Lichtintensitätswertdaten der Abstandsmesseinrichtung 10 als Bild an.
Das Objektüberwachungssystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet den Einflussgrad des externen Objekts auf die Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich. Die CPU 21 bestimmt die Anordnungsbeziehung zwischen dem Überwachungsbereich und dem externen Objekt basierend auf den Abstandsmesswertdaten 11 des externen Objekts und den Überwachungsbereichsdaten 31 und berechnet den Einflussgrad 32 des externen Objekts auf die Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich gemäß der bestimmten Anordnungsbeziehung. Außerdem kann die CPU 21 ggf. den Einflussgrad 32 neben der Anordnungsbeziehung anhand der Lichtintensitätswertdaten 12 des externen Objekts berechnen. Der Einflussgrad 32 kann zusammen mit den Daten des externen Objekts 33 im nichtflüchtigen Speicher 25 gespeichert werden.
Des Weiteren kann das Objektüberwachungssystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erkennen, ob der Einflussgrad 32 einen ersten Schwellenwert 34 übersteigt. Der erste Schwellenwert 34 wird im nichtflüchtigen Speicher 25 gespeichert. Wenn ein Einflussgrad 32 erfasst wird, der gleich oder größer als der erste Schwellenwert 34 ist, gibt die CPU 21 unter Verwendung der Signalausgabeeinheit 27 ein Warnsignal aus. Durch Ausgeben eines Warnsignals durch das Objektüberwachungssystem 1 kann beispielsweise der Bediener, der das die Bestimmung des überwachten Objekts beeinträchtigende Objekt im Überwachungsbereich angeordnet hat, die Möglichkeit des Eintretens einer falschen Bestimmung erkennen und handeln, indem er das angeordnete externe Objekt entfernt oder bewegt.
Das Objektüberwachungssystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ferner den Bereich, in dem der Einflussgrad 32 auf den Überwachungsbereich den ersten Schwellenwert 34 übersteigt, dessen Einflussgrad 32 und ein externes Objekt oder einen Teil desselben, das/der als Hauptfaktor des Einflussgrads 32 identifiziert wurde, in ein Bild umsetzen, das das Bild der Abstandsmesswertdaten 11 oder der Lichtintensitätswertdaten 12 überlagert, und das Bild auf der Anzeigeeinheit 26 anzeigen. Des Weiteren umfasst das Objektüberwachungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform einen zweiten Schwellenwert 35, dessen Einstellwert leicht durch den Benutzer geändert werden kann, und kann, wie beim ersten Schwellenwert 34, den Bereich, in dem der Einflussgrad 32 auf den Überwachungsbereich den eingestellten zweiten Schwellenwert 35 übersteigt, dessen Einflussgrad 32 und ein externes Objekt oder einen Teil desselben, das/der als Hauptfaktor des Einflussgrads 32 identifiziert wurde, in ein Bild umsetzen, das das Bild der Abstandsmesswertdaten 11 oder der Lichtintensitätswertdaten 12 überlagert, und das Bild auf der Anzeigeeinheit 26 anzeigen. Es wird darauf hingewiesen, dass sich die Anzeige des ersten Schwellenwerts 34 und die Anzeige des zweiten Schwellenwerts 35 in Schriftart, Farbe etc. voneinander unterscheiden. Als Ergebnis dieser Funktionen kann die Ursache des Überschreitens des ersten Schwellenwerts 34 leicht bestätigt werden. Des Weiteren ist es durch Bestätigen der Anzeige und gleichzeitiges Ändern des Einstellwerts des zweiten Schwellenwerts 35 beispielsweise selbst in einer Situation, in der der Einflussgrad 32 keine Ausgabe eines Warnsignals verursacht, möglich, den Einflussgrad 32 zu bestätigen oder externe Objekte zu identifizieren, die einen relativ großen Einflussgrad haben, wodurch eine Untersuchung zu Verbesserungszwecken ermöglicht wird.
Des Weiteren kann das Objektüberwachungssystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Einrichtung zum Ändern des Einstellwerts des ersten Schwellenwerts 34 umfassen. Dadurch ist es beispielsweise bei der Installation des Objektüberwachungssystems 1, wenn wegen eines externen Objekts, das schwierig zu entfernen oder zu bewegen ist, wie etwa Böden, Wände und vorhandene Anlagen, im anfangs festgelegten Überwachungsbereich bereits eine Situation eingetreten ist, in der der erste Schwellenwert 34 überschritten wird, möglich, Maßnahmen zu ergreifen, wie etwa eine Überprüfung des ersten Schwellenwerts 34 und des Überwachungsbereichs. Das Ändern des Einstellwerts des ersten Schwellenwerts 34 kann durch ein Passwortschloss oder dergleichen geschützt sein, so dass nur ein Installateur, der mit dem Installationsstatus oder der erforderlichen Sicherheit des Überwachungsbereichs vertraut ist, die Änderung vornehmen kann.
2 ist eine Draufsicht, die ein Anwendungsbeispiel des Objektüberwachungssystems 1 zeigt. Bei dem vorliegenden Beispiel wird, um eine gegenseitige Beeinträchtigung zwischen dem Roboter 42, der das auf der Werkbank 40 angeordnete Werkstück 41 bewegt, und dem Bediener 43 zu vermeiden, der Überwachungsbereich 44 festgelegt und das Objektüberwachungssystem 1 bestimmt basierend auf den Abstandsmesswertdaten der Abstandsmesseinrichtung 10, ob sich der Bediener 43 im Überwachungsbereich 44 befindet. Bei dem vorliegenden Beispiel kann der Überwachungsbereich 44, obgleich der Überwachungsbereich 44 als rechteckige Parallelepiped-Form in der Nähe der Öffnung eines Sicherheitszauns 45 definiert ist, als beliebige Form an einem beliebigen Ort festgelegt werden, sofern er sich innerhalb des Zielraums 46 der Abstandsmesseinrichtung 10 befindet. Das durch das Objektüberwachungssystem 1 ausgegebene Objekterfassungssignal wird im Allgemeinen als Signal zum Unterbrechen der Stromzufuhr einer vom Arbeiter 43 isolierten Gefahrenquelle verwendet, wie etwa der Roboter oder die Werkzeugmaschine, indem der Überwachungsbereich 44 unter Berücksichtigung der Sicherheit überwacht wird. Im umgekehrten Fall kann das durch das Objektüberwachungssystem 1 ausgegebene Warnsignal im Falle eines Roboters oder einer Werkzeugmaschine als Signal zum Reduzieren der Leistung der Gefahrenquelle oder zum Begrenzen der Betriebsgeschwindigkeit verwendet werden.
3 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für ein externes Objekt 47 zeigt, das Multipath verursachen kann. Das externe Objekt 47 befindet sich innerhalb des Zielraums 46 der Abstandsmesseinrichtung 10 und ist als Objekt definiert, das sich außerhalb des Überwachungsbereichs 44 befindet. Das externe Objekt 47 kann ein feststehender Körper, wie etwa eine Wand oder eine Säule, oder, wie in 3 gezeigt, ein bewegbarer Körper sein, wie etwa ein Karton oder ein Tisch.
Die Abstandsmesseinrichtung 10 führt basierend auf der Phasendifferenz zwischen dem in Richtung des Zielraums 46 abgestrahlten Referenzlicht und dem vom Zielraum 46 reflektierten Licht gemäß dem Messprinzip eine Abstandsmessung durch und, wenn über das externe Objekt 47 mehrfach reflektiertes Referenzlicht einen starken Einfluss hat, kann der Abstandsmesswert fälschlicherweise groß ausfallen. Wie in 3 gezeigt, gerät daher, insbesondere an der entfernten Position 48 des Überwachungsbereichs 44, selbst wenn die tatsächliche Position 36 des überwachten Objekts innerhalb des Überwachungsbereichs 44 liegt, die Position 36' der Abstandsmesswertdaten der Abstandsmesseinrichtung 10 außerhalb des Überwachungsbereichs 44, wodurch fälschlich bestimmt wird, dass sich das überwachte Objekt nicht innerhalb des Überwachungsbereichs 44 befindet. Daher sollte das externe Objekt 47 entfernt werden und es ist erwünscht, dass zum Zeitpunkt der Anordnung durch das Objektüberwachungssystem eine Warnung ausgegeben wird.
4 ist eine Draufsicht, die den Zustand des Referenzlichts zeigt, das durch ein externes Objekt 47 in Richtung des Einflussbestätigungspunkts P_j (j ist eine ganze Zahl) reflektiert wird. Das Objektüberwachungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform bestimmt einen oder mehrere Einflussbestätigungspunkte P_j am entfernten Seitenrand 49 des Überwachungsbereichs 44 und berechnet den Einflussgrad des externen Objekts 47. Bei dem vorliegenden Beispiel wird darauf hingewiesen, dass, obgleich die Einflussbestätigungspunkte P_j an den entfernten Seitenrändern 49 definiert sind, die die Rückseite, die rechte Seite und die linke Seite des rechteckigen Überwachungsbereichs 44 umfassen, Einflussbestätigungspunkte P_j auch an den Ober- und Unterseiten des Überwachungsbereichs 44 definiert werden können. Aufgrund der Art des Überwachungssystems ist es üblich, den Einflussgrad am Einflussbestätigungspunkt P_j zu berechnen, wobei angenommen wird, dass das Objekt, das den größten Einfluss hat, und im Objektüberwachungssystem 1 näher beschriebene Angaben, wie etwa die Größe und der Reflexionsgrad des überwachten Objekts, vorhanden sind. Des Weiteren wird angenommen, dass das durch das externe Objekt 47 reflektierte Licht eine ideale diffuse Reflexion, d.h. eine Lambert-Reflexion, ist, bei der die Helligkeit der reflektierenden Oberfläche aus jedem Winkel im Wesentlichen gleichmäßig ist.
5 ist eine konzeptionelle Ansicht, die das Prinzip zum Berechnen des Einflussgrads des externen Objekt 47 gemäß der Anordnungsbeziehung (Vektor A_i, Vektor B_i und Normalenvektor s_i (i ist eine ganze Zahl)) zwischen dem Objekt, für das der Einflussbestätigungspunkt P_j angenommen wird, und dem externen Objekt zeigt. Vektor A_i ist der Vektor, der von der Lichtquelle der Abstandsmesseinrichtung 10 zu den feinen Oberflächen ΔS_i des externen Objekts 47 eine Verbindung herstellt, und Vektor B_i ist der Vektor, der von den feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekts 47 zum Einflussbestätigungspunkt P_j eine Verbindung herstellt. Obgleich 5 schematisch vier feine Oberflächen zeigt, die für die Punkte A bis D repräsentativ sind, wird darauf hingewiesen, dass tatsächlich von der gesamten Oberfläche des externen Objekts 47 reflektiertes Licht den Einflussbestätigungspunkt P_j beleuchtet. Des Weiteren ist der Normalenvektor s_i ein Vektor, der orthogonal zu den feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekts 47 verläuft.
Da die Abstandsmesseinrichtung 10 basierend auf der Lichtlaufzeit eine Abstandsmessung durchführt, wird die Objektabstandsmessung am Einflussbestätigungspunkt P_j nicht nur durch die einmal reflektierte Lichtabstandsverzögerung Td beeinflusst, die direkt vom Einflussbestätigungspunkt P_j reflektiert wird, sondern auch durch eine Vorwärtsverzögerung Tf von mehrfach reflektiertem Licht, das vom Einflussbestätigungspunkt P_j über das externe Objekt 47 reflektiert wird. Daher hängt die Vorwärtsverzögerung Tf des mehrfach reflektierten Lichts von der Summe der Größe von Vektor A_i und der Größe von Vektor B_i ab. Des Weiteren wird die Objektabstandsmessung am Einflussbestätigungspunkt P_j nicht nur durch die Lichtintensität Lo von einmal reflektiertem Licht beeinflusst, das direkt vom Einflussbestätigungspunkt P_j reflektiert wird, sondern auch durch den Lichtintensitätswert Lf von mehrfach reflektiertem Licht, das vom Einflussbestätigungspunkt P_j über das externe Objekt 47 reflektiert wird. Wenn die feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekts 47 berücksichtigt werden, wird das Referenzlicht der Abstandsmesseinrichtung 10 stark in Richtung der feinen Oberflächen Δs_i abgestrahlt, da der Normalenvektor s_i feiner Oberflächen Δs_i der Abstandsmesseinrichtung 10 direkter zugewandt ist. Außerdem wird der Einflussbestätigungspunkt P_j stark beeinflusst, da der Normalenvektor s_i der feinen Oberflächen Δs_i dem Einflussbestätigungspunkt P_j direkter zugewandt ist. Mit anderen Worten, der Einflussgrad der feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekts 47 hängt von der Anordnungsbeziehung (Vektor A_i, Vektor B_i und Normalenvektor s_i) zwischen dem Einflussbestätigungspunkt P_j (d.h. dem Überwachungsbereich) und den feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekts 47 ab. Daher wird bei dem Objektüberwachungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform die Anordnungsbeziehung zwischen dem Überwachungsbereich und dem externen Objekt 47 basierend auf dem Abstandsmesswert des externen Objekts 47 bestimmt und der Einflussgrad des externen Objekts 47 auf die Objektabstandsmessung im Messbereich gemäß der bestimmten Anordnungsbeziehung berechnet.
6A und 6B sind konzeptionelle Ansichten, die das Prinzip zum Berechnen des Einflussgrads des externen Objekts 47 gemäß dem Reflexionsgrad (ρ und ρ' (ρ < ρ')) des externen Objekts zeigen. Ein externes Objekt 47 mit niedrigem Reflexionsgrad ρ, wie etwa ein schwarzes Objekt, ist in 6A gezeigt, und ein externes Objekt 47 mit hohem Reflexionsgrad ρ', wie etwa ein weißes Objekt, ist in 6B gezeigt. Bei einem externen Objekt 47 mit niedrigem Reflexionsgrad p wird die Objektabstandsmessung am Einflussbestätigungspunkt P_j nicht maßgeblich durch das externe Objekt 47 beeinflusst, sondern hängt lediglich vom Lichtintensitätswert Lo des einmal reflektierten Lichts ab, das direkt vom Einflussbestätigungspunkt P_j reflektiert wird. Bei einem externen Objekt 47 mit hohem Reflexionsgrad ρ' jedoch hängt die Objektabstandsmessung am Einflussbestätigungspunkt P_j auch vom Lichtintensitätswert Lf des mehrfach reflektierten Lichts ab, das vom Einflussbestätigungspunkt P_j über das externe Objekt 47 reflektiert wird. Daher berechnet das Objektüberwachungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform den Einflussgrad, neben der vorstehend beschriebenen Anordnungsbeziehung, basierend auf dem Reflexionsgrad (ρ und ρ') des externen Objekts 47, der ggf. anhand der Beziehung zwischen dem Lichtintensitätswert und dem Abstandswert des externen Objekts 47 geschätzt wird, wodurch die Einflussgradberechnungsgenauigkeit verbessert wird. Theoretische oder vereinfachte Formeln des Einflussgrads des externen Objekts 47 sind nachstehend beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass diese Formeln unter Berücksichtigung der Rechenleistung der Recheneinrichtung 20 nach dem Korrigieren der Koeffizienten basierend auf der Verifizierung in einer tatsächlichen Maschine verwendet werden.
7 ist eine konzeptionelle Ansicht, die eine Berechnungsformel des Einflussgrads des externen Objekts genau beschreibt. Das Diagramm von 7 stellt eine Pulswelle von durch die Abstandsmesseinrichtung empfangenem Licht dar. Die vertikale Achse des Diagramms stellt die Lichtintensität und die horizontale Achse die Zeit dar. Es wird angenommen, dass das Referenzlicht in einem Zeitraum Tp intensitätsmoduliert wird und das einmal reflektierte Licht (i), das direkt vom Einflussbestätigungspunkt P_j reflektiert wird, eine Pulsbreite Tp/2, einen Lichtintensitätswert Lo und eine Abstandsverzögerung Td hat. Neben dem einmal reflektierten Licht wird mehrfach reflektiertes Licht (ii), das vom Einflussbestätigungspunkt P_j über das externe Objekt reflektiert wird, durch die feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekts reflektiert und besteht aus der Summe der reflektierten Lichtkomponenten, die Verzögerungsphasen aufweisen. Die Summe der in 5 gezeigten vier reflektierten Lichtkomponenten der Punkte A bis D ist repräsentativ in 7 dargestellt. In der Praxis wird verzerrtes zusammengesetztes reflektiertes Licht (iv) empfangen, das eine Kombination aus dem einmal reflektierten Licht (i) und dem mehrfach reflektierten Licht (ii) ist.
Wenn verzerrtes zusammengesetztes reflektiertes Licht (iv) empfangen wird, führt die Abstandsmesseinrichtung 10 gemäß dem Abstandsmessprinzip eine Abstandsmessung des Lichts als rechteckiges äquivalentes Licht (vi) durch. Selbst wenn das mehrfach reflektierte Licht (ii) als rechteckiges äquivalentes Licht (iii) mit einer Vorwärtsverzögerung Tf, einem Lichtintensitätswert Lf und einer Pulsbreite Tp/2 betrachtet wird, ist der Einfluss des äquivalenten Lichts (iii) auf das tatsächlich empfangene verzerrte zusammengesetzte reflektierte Licht (iv) äquivalent, wie unter (v) und (vi) gezeigt. Zu dieser Zeit wird anhand der Beziehung die folgende Formel erhalten, wobei die Bereiche des schraffierten Bereichs a und des schraffierten Bereichs b gleich sind, und wobei t die Zeitbreite des schraffierten Bereichs a ist.
Formel 1: $t \cdot L o = (T ƒ - T d / 2 - t) \cdot L ƒ$
Ferner wird durch Umstellen der obigen Formel, die folgende Formel erhalten.
Formel 2: $t = (T ƒ - T d / 2) \cdot L ƒ / (L o + L ƒ)$
Da die Zeitbreite t des schraffierten Bereichs a gleich der Differenz zwischen der Abstandsverzögerung Td' des äquivalenten Lichts (vi) des zusammengesetzten reflektierten Lichts, das durch das externe Objekt beeinflusst wird, und der Abstandsverzögerung Td des einmal reflektierten Lichts (i) ist, das nicht durch das externe Objekt beeinflusst wird, wird die folgende Formel erhalten.
Formel 3: $T d' - T d = (T ƒ - T d / 2) \cdot L ƒ / (L o + L ƒ)$
Da die Differenz Td' - Td gleich dem Einflussgrad des externen Objekts ist, kann der Einflussgrad (Td' - Td) des externen Objekts anhand der obigen Formel berechnet werden. Bei der obigen Formel wird die Abstandsverzögerung Td des einmal reflektierten Lichts (i) anhand der vorab bestimmten Position des Einflussbestätigungspunkts P_j bestimmt. Des Weiteren kann der Lichtintensitätswert Lo des einmal reflektierten Lichts (i) berechnet werden, wobei der einflussreichste Reflexionsgrad von der vorgegebenen Position des Einflussbestätigungspunkts P_j und der durch das Objektüberwachungssystem 1 angegebene Reflexionsgrad des überwachten Objekts angenommen werden. Somit ist es durch Bestimmen des Lichtintensitätswerts Lf und der Vorwärtsverzögerung Tf des mehrfach reflektierten Lichts gemäß der obigen Formel möglich, den Einflussgrad (Td' - Td) des externen Objekts zu bestimmen.
8 ist eine konzeptionelle Ansicht, die die Formeln des Lichtintensitätswerts Lf und der Vorwärtsverzögerung Tf des mehrfach reflektierten Lichts genau beschreibt. Es wird angenommen, dass die von den feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekts reflektierten Lichtkomponenten eine Pulsbreite Tp/2, eine Lichtintensität ΔL_i und eine Vorwärtsverzögerung ΔT_i aufweisen. Wenn diese reflektierten Lichtkomponenten als äquivalentes Licht mit einer Pulsbreite Tp/2, einer Lichtintensität Lf und einer Vorwärtsverzögerung Tf betrachtet werden, sind Lf und Tf wie in den folgenden Formeln beschrieben.
Formel 4: $L ƒ = \sum Δ L_{i}$

Formel 5: $T ƒ = \frac{1}{L ƒ} \sum (Δ T_{i} \cdot Δ L_{i})$
ΔL_i und ΔT_i der obigen Formeln werden untersucht. 9 ist eine konzeptionelle Ansicht, die die Formeln des Lichtintensitätswerts ΔL_i und der Vorwärtsverzögerung ΔT_i der von den feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekts 47 reflektierten Lichtkomponenten genau beschreibt. Die Fläche der feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekts ist als Δs_i, der Reflexionsgrad jeder der feinen Oberflächen als ρ_i, der zwischen dem Vektor A_i und dem Normalenvektor s_i gebildete Winkel als θ_i und der zwischen dem Vektor B_i und dem Normalenvektor s_i gebildete Winkel als α_i festgelegt. Der Lichtintensitätswert ΔL_i der reflektierten Lichtkomponenten, die vom Einflussbestätigungspunkt P_j über die feinen Oberflächen Δs_i reflektiert werden, ändert sich gemäß dem Reflexionsgrad ρ_i, ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands und ändert sich gemäß dem Cosinus von θ_ί und α_i. Des Weiteren wird die Vorwärtsverzögerung ΔT_i der reflektierten Lichtkomponenten, die vom Einflussbestätigungspunkt P_j über die feinen Oberflächen Δs_i reflektiert werden, anhand der Größe von Vektor A_i und Vektor B_i und der Lichtgeschwindigkeit c bestimmt. Somit lassen sich ΔL_i und ΔT_i anhand folgenden Formeln bestimmen, k ist ein Proportionalitätsfaktor.
Formel 6: $Δ L_{i} = k \cdot \frac{ρ_{i} \cdot cos θ_{i}}{{| \vec{A_{i}} |}^{2}} \cdot \frac{c o s α_{i}}{{| \vec{B_{i}} |}^{2}} \cdot Δ s_{i}$

Formel 7: $Δ T_{i} = \frac{1}{c} \cdot (| \vec{A_{i}} | + | {\vec{B}}_{i} |)$
Daher ist die Beziehungsformel von ΔT_i × ΔL_i in Formel 5 wie nachstehend anhand der Formeln 6 und 7 beschrieben.
Formel 8: $Δ T_{i} \cdot Δ L_{i} = \frac{k}{c} \cdot \frac{ρ_{i} \cdot c o s θ_{i} \cdot cos α_{i} \cdot (| \vec{A_{i}} | + | \vec{B_{i}} |)}{{| \vec{A_{i}} |}^{2} \cdot {| \vec{B_{i}} |}^{2}} \cdot Δ s_{i}$
Der Normalenvektor s_i kann unter Verwendung einer durch die Abstandsmesseinrichtung ausgegebenen Mehrzahl Abstandsinformationen in der Nähe der feinen Oberflächen Δs_i geschätzt werden. Somit können, wenn der Normalenvektor s_i erhalten wird, der durch den Vektor A_i gebildete Winkel θ_i und der durch den Vektor B_i gebildete Winkel α_i ebenfalls berechnet werden.
Außerdem ist der Normalenvektor s_i der feinen Oberflächen Δs_i, da die feinen Oberflächen Δs_i des externen Objekt 47 basierend auf dem durch die Abstandsmesseinrichtung ausgegebenen Abstandsmesswert erfasst werden, immer der Abstandsmesseinrichtung zugewandt. Daher ist 0° ≤ θ_i ≤ 90°. Des Weiteren können feine Oberflächen Δs_i des externen Objekts 47 außerhalb des Bereichs von 0° < α_i < 90° nicht in der Berechnung des Einflussgrads enthalten sein, da sie Oberflächen sind, die nicht in Richtung des Einflussbestätigungspunkts P_j weisen.
Durch Substituieren der Formeln 7 und 8 in die Formeln 4 und 5 können der Lichtintensitätswert Lf und die Vorwärtsverzögerung Tf von mehrfach reflektiertem Licht anhand der folgenden Formeln bestimmt werden.
Formel 9: $L ƒ = k \sum \frac{ρ_{i} \cdot cos θ_{i}}{{| \vec{A_{i}} |}^{2}} \cdot \frac{cos α_{i}}{{| \vec{B_{i}} |}^{2}} \cdot Δ s_{i}$

Formel 10: $T ƒ = \frac{k}{c \cdot L ƒ} \sum \frac{ρ_{i} \cdot cos θ_{i} \cdot cos α_{i} \cdot (| \vec{A_{i}} | + | \vec{B_{i}} |)}{{| \vec{A_{i}} |}^{2} \cdot {| \vec{B_{i}} |}^{2}} \cdot Δ s_{i}$
Da i in den Formeln 9 und 10 eine ganze Zahl ist, repräsentieren diese Formeln den Lichtintensitätswert Lf und die Vorwärtsverzögerung Tf von mehrfach reflektiertem Licht, die anhand der diskreten Werte berechnet werden. Wenn die Formeln 9 und 10 als die folgenden Integralformeln ausgedrückt werden, werden Lf und Tf als kontinuierliche Werte berechnet. Insbesondere sind die folgenden Integralformeln genauere Berechnungen des Lichtintensitätswerts Lf und der Vorwärtsverzögerung Tf von mehrfach reflektiertem Licht, das vom Einflussbestätigungspunkt P_j über alle Reflexionsflächen S des externen Objekts 47 reflektiert wird. Mit anderen Worten, der Einflussgrad (Td' - Td) des externen Objekts 47 wird basierend auf der Form berechnet, die anhand des Abstandsmesswerts des externen Objekts 47 geschätzt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass in den folgenden Integralformeln der Reflexionsgrad der Reflexionsfläche S auf einen konstanten Wert ps festgelegt ist. Außerdem werden cosθs, cosαs, der Vektor As und der Vektor Bs in den folgenden Formeln anhand einer beliebigen Position auf der Reflexionsfläche S bestimmt.
Formel 11: $L ƒ = k \cdot p_{s} \int_{s} \frac{cos θ_{s}}{{| \vec{A_{s}} |}^{2}} \cdot \frac{cos α_{s}}{{| \vec{B_{s}} |}^{2}} \cdot d s$

Formel 12: $T ƒ = \frac{k \cdot p_{s}}{c \cdot L ƒ} \int_{s} \frac{cos θ_{s} \cdot cos α_{s} \cdot (| \vec{A_{s}} | + | \vec{B_{s}} |)}{{| \vec{A_{s}} |}^{2} + {| \vec{B_{s}} |}^{2}} \cdot d s$
Des Weiteren gelten, wie vorstehend beschrieben, ausgehend von der Annahme, dass die Reflexion von Licht durch das externe Objekt 47 eine Lambert-Reflexion ist, die folgenden Beziehungsformeln zwischen dem Reflexionsgrad ρ_s, den Lichtintensitätswertdaten L_s und den Abstandsmesswertdaten A_s (d.h. die Größe des Vektors A_s) der Reflexionsfläche S. k ist ein Proportionalitätsfaktor.
Formel 13: $L_{s} = \frac{k_{s} \cdot ρ_{s}}{{| \vec{A_{s}} |}^{2}}$
Somit kann durch Umstellen der Formel 13 der Reflexionsgrad ρ_s der Reflexionsfläche S anhand der Lichtintensitätswertdaten L_i und der Abstandsmesswertdaten A_i des repräsentativen Punkts der Reflexionsfläche S, wie in der nachstehenden Formel beschrieben, bestimmt werden.
Formel 14: $ρ_{s} = \frac{L_{i} \cdot {| \vec{A_{i}} |}^{2} \cdot}{k_{s}}$
Wenn mehrere Reflexionsflächen S vorhanden sind, d.h. wenn m Reflexionsflächen vorhanden sind (m ist eine ganze Zahl von 2 oder mehr), können für die anhand der Formeln 11 und 12 bestimmten Einzelwerte Lf_j und Tf_j (1 ≤ j ≤ m) die folgenden Gleichungen gelöst werden, um den Einflussgrad einer Mehrzahl Reflexionsflächen S zu berechnen.
Formel 15: $L ƒ = \sum_{j = 1}^{m} L ƒ_{j}$

Formel 16: $T ƒ = \frac{1}{L ƒ} \sum_{j = 1}^{m} (T ƒ_{j} \cdot L ƒ_{j})$
10 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein einfaches Verfahren zum Berechnen des Einflussgrads zeigt, das auf Pixeleinheiten gerichtet ist, die den Bildsensor der Abstandsmesseinrichtung 10 bilden. Im Folgenden ist ein vereinfachtes Berechnungsverfahren, das auf die Pixeleinheiten des Bildsensors 50 der Abstandsmesseinrichtung gerichtet ist, unter Berücksichtigung der Rechenleistung der Recheneinrichtung beschrieben. Jedes Pixel des Bildsensors 50 der Abstandsmesseinrichtung hat einen der Sichtrichtung zugeordneten Sichtfeldbereich. Somit können die vorstehend genannten feinen Oberflächen Δs_i als einem Teil der Oberfläche des externen Objekts entsprechend betrachtet werden, der sich im Sichtfeld des Pixels u_i befindet.
Wenn die Einheitsfläche der Ebene, die sich unter dem Einheitsabstand vom Zentrum der Linse 51 der Abstandsmesseinrichtung befindet und dem Bildsensor 50 im Sichtfeldbereich jedes Pixels direkt zugewandt ist, s0 ist, kann, da die Fläche Δs_i eines Teils der Oberfläche des externen Objekts 47 an der durch den Abstandsmesswert A_i des beliebigen Pixels u_i angegebenen Position proportional zum Quadrat des Abstands und ungefähr umgekehrt proportional zum Cosinus des Winkels θ_i mit dem Normalenvektor s_i ist, die Fläche Δs_i anhand der folgenden Näherungsformel bestimmt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass kein Proportionalitätsfaktor ist.
Formel 17: $Δ s_{i} ≅ k \cdot \frac{{| \vec{A_{i}} |}^{2}}{cos θ_{i}} \cdot s_{0}$
Somit können durch Substituieren der Formel 17 in die Formeln 9 und 10 und Verwenden des neuen Proportionalitätsfaktors kp der Lichtintensitätswert Lf und die Vorwärtsverzögerung Tf des mehrfach reflektierten Lichts in Einheiten jedes Pixels, die das externe Objekt 47 bilden, anhand der folgenden vereinfachten Formeln bestimmt werden.
Formel 18: $L ƒ = k_{p} \sum \frac{ρ_{i} \cdot cos α_{i}}{{| \vec{B_{i}} |}^{2}}$

Formel 19: $T ƒ = \frac{k_{p}}{c \cdot L ƒ} \sum \frac{ρ_{i} \cdot cos α_{i} \cdot (| \vec{A_{i}} | + | \vec{B_{i}} |)}{{| \vec{B_{i}} |}^{2}}$
Wenn die Abstandsmesseinrichtung 10 die Lichtintensitätswertdaten nicht ausgeben kann oder wenn der Reflexionsgrad ρ_j ein konstanter Wert ist und der neue Proportionalitätskoeffizient k_p1 in den Formeln 18 und 19 als Verfahren zum Vereinfachen der Formel verwendet wird, können der Lichtintensitätswert Lf und die Vorwärtsverzögerung Tf des mehrfach reflektierten Lichts auch anhand der folgenden vereinfachten Formeln bestimmt werden.
Formel 20: $L ƒ = k_{p 1} \sum \frac{cos α_{i}}{{| \vec{B_{i}} |}^{2}}$

Formel 21: $T ƒ = \frac{k_{p 1}}{c \cdot L ƒ} \sum \frac{cos α_{i} \cdot (| \vec{A_{i}} | + | \vec{B_{i}} |)}{{| \vec{B_{i}} |}^{2}}$
Die Formeln 20 und 21 repräsentierten Verfahren zum Berechnen des Einflussgrads des externen Objekts ausschließlich unter Verwendung des durch die Abstandsmesseinrichtung ausgegebenen Abstandsmesswerts jedes Pixels. Der Proportionalitätskoeffizient k_p1 wird basierend auf einer tatsächlichen Messung praktisch bestimmt.
Wie vorstehend beschrieben, reflektiert der Lichtintensitätswert I_i jedes Pixels, ausgehend von der Annahme, dass die Reflexion von Licht durch das externe Objekt 47 eine Lambert-Reflexion ist, den Reflexionsgrad eines jedem Pixel entsprechenden Teils der Oberfläche des externen Objekts 47. Somit werden durch Substituieren der Formel 14 in die Formeln 18 und 19 und Verwenden des neuen Proportionalitätsfaktors k_p2 die folgenden Formeln erhalten.
Formel 22: $L ƒ = k_{p 2} \sum \frac{I_{i} \cdot {| \vec{A_{i}} |}^{2} \cdot cos α_{i}}{{| \vec{B_{i}} |}^{2}}$

Formel 23: $T ƒ = \frac{k_{p 2}}{c \cdot L ƒ} \sum \frac{I_{i} \cdot {| \vec{A_{i}} |}^{2} \cdot cos α_{i} \cdot (| \vec{A_{i}} | + | \vec{B_{i}} |)}{{| \vec{B_{i}} |}^{2}}$
Die Formeln 22 und 23 repräsentieren Verfahren zum Berechnen des Einflussgrads des externen Objekts unter Verwendung auch des Lichtintensitätswerts jedes durch die Abstandsmesseinrichtung ausgegebenen Pixels unter Beachtung der Formeln 20 und 21. Dadurch kann der Einfluss des Reflexionsgrads des externen Objekts berücksichtigt werden, wodurch die Genauigkeit der Einflussgradberechnung verbessert wird. Der Proportionalitätskoeffizient k_p2 wird basierend auf einer tatsächlichen Messung praktisch bestimmt. Des Weiteren wird der Normalenvektor s_i anhand der Abstandsmesswerte einer dem Zielpixel u_i benachbarten Mehrzahl Pixel erhalten. Ferner kann cosα_i auf 1 als Maximalwert festgelegt werden, um die Formeln weiter zu vereinfachen.
Der Betrieb des Objektüberwachungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nachstehend unter Bezugnahme auf das zusammenfassende Flussdiagramm von 11 beschrieben. Die folgenden Schritte können durch das in 1 gezeigte Objektüberwachungsprogramm ausgeführt werden. Zunächst werden in Schritt S10 ggf. vorab Schwellenwerte (erster Schwellenwert, zweiter Schwellenwert) des Einflussgrads eingestellt. In Schritt S11 wird der Abstandsmesswert des externen Objekts von der Abstandsmesseinrichtung erfasst. In Schritt S12 wird ggf. der Lichtintensitätswert des externen Objekts von der Abstandsmesseinrichtung erfasst. In Schritt S13 wird die Anordnungsbeziehung (Vektor A_i, Vektor B_i und Normalenvektor s_i) zwischen dem Überwachungsbereich und dem externen Objekt basierend auf dem Abstandsmesswert des externen Objekts bestimmt. In Schritt S14 wird ggf. der Einflussgrad (Td' - Td) des externen Objekts auf die Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich basierend auf der bestimmten Anordnungsbeziehung und dem erfassten Lichtintensitätswerts (I_i) des externen Objekts berechnet. Dadurch kann der Einflussgrad des externen Objekts auf die Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich erkannt werden.
In Schritt S15 wird bestimmt, ob ein Einflussgrad erfasst wurde, der gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist. Wenn ein Einflussgrad erfasst wurde, der gleich oder größer ist als der erste Schwellenwert ist (JA in Schritt S15), wird in Schritt S16 unter Verwendung der Signalausgabeeinheit ein Warnsignal ausgegeben. Durch Ausgeben eines Alarms über das Warnsignal kann bestätigt werden, ob ein externes Objekt vorhanden ist, das auf die Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich Einfluss ausübt.
In Schritt S17 werden ein Einflussgrad, der gleich oder größer als der zweite Schwellenwert ist, und das externe Objekt, das den Einflussgrad ausübt, der gleich oder größer als der zweite Schwellenwert ist, ggf. auf der Anzeigeeinheit angezeigt. Dadurch können die Position des externen Objekts und dessen Einflussgrad visuell bestätigt werden. Des Weiteren kann, wenn eine Änderung der Position des externen Objekts oder eine Änderung des Überwachungsbereichs eintritt, die Auswirkung dieser Änderung auf den Einflussgrad des externen Objekts visuell bestätigt werden. Dadurch dass der Einstellwert des zweiten Schwellenwerts leicht durch den Benutzer geändert werden kann, ist es selbst in einer Situation, in der ein Einflussgrad vorhanden ist, bei dem kein Warnsignal ausgegeben wird, möglich, den Einflussgrad zu bestätigen oder das externe Objekt mit einem relativ hohen Einflussgrad zu identifizieren, wodurch eine Untersuchung zu Verbesserungszwecken ermöglicht wird.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Anzeigebildschirm 52 zeigt, auf dem Einflussgrade (+23 mm, +65 mm), die gleich oder größer als der zweite Schwellenwert sind, und ein externes Objekt 47 angezeigt werden, das einen Einfluss ausübt, der größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist. Der Einflussgrad (+23 mm, +65 mm), der größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, für jeden der Einflussbestätigungspunkte P_j und P_j+1 am entfernten Seitenrand des Überwachungsbereichs 44 wird auf dem Anzeigebildschirm 52 angezeigt. Es ist erwünscht, das externe Objekt 47, das den Einflussgrad ausübt, der größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, auf dem Anzeigebildschirm 52 in einer Farbe anzuzeigen, die sich von der anderer Objekte unterscheidet. Der Einflussgrad und das externe Objekt 47 werden auf dem durch die Abstandsmesseinrichtung ausgegebenen Abstandsbild, Lichtintensitätsbild oder Farbbild angezeigt und überlagert. Wenn eine Änderung der Anordnung des externen Objekts oder eine Änderung des Überwachungsbereichs eintritt, kann die Auswirkung dieser Änderungen auf den Einflussgrad des externen Objekts visuell bestätigt werden.
Das Programm zum Ausführen des vorstehend beschriebenen Flussdiagramms kann bereitgestellt werden, indem es auf einem computerlesbaren nichtflüchtigen Aufzeichnungsmedium, wie etwa einer CD-ROM, aufgezeichnet wird.

Claims

Objektüberwachungssystem (1), das eine Abstandsmesseinrichtung (10) umfasst, die basierend auf einer Phasendifferenz zwischen in Richtung eines Zielraums abgestrahltem Referenzlicht und vom Zielraum reflektiertem Licht einen Abstandsmesswert des Zielraums (46) ausgibt, um basierend auf dem Abstandsmesswert zu bestimmen, ob in einem im Zielraum festgelegten Überwachungsbereich (44) ein überwachtes Objekt (43) vorhanden ist, wobei das System umfasst: Einrichtungen zum Bestimmen einer Anordnungsbeziehung zwischen dem Überwachungsbereich und einem außerhalb des Überwachungsbereichs befindlichen externen Objekt (47) basierend auf dem Abstandsmesswert des externen Objekts und zum Berechnen eines Einflussgrades (32) des externen Objekts auf eine Objektabstandsmessung im Überwachungsbereich gemäß der bestimmten Anordnungsbeziehung, wobei der Einflussgrad basierend auf einer anhand des Abstandsmesswerts des externen Objekts geschätzten Form berechnet wird.
Objektüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei die Abstandsmesseinrichtung ferner einen Lichtintensitätswert des Zielraums ausgibt und der Einflussgrad neben der Anordnungsbeziehung anhand des Lichtintensitätswerts des externen Objekts berechnet wird.
Objektüberwachungssystem nach Anspruch 2, wobei der Einflussgrad basierend auf einem anhand des Lichtintensitätswerts des externen Objekts geschätzten Reflexionsgrad berechnet wird.
Objektüberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner eine Einrichtung zum Ausgeben eines Warnsignals umfasst, wenn ein Einflussgrad erfasst wird, der nicht kleiner als ein erster Schwellenwert ist.
Objektüberwachungssystem nach Anspruch 4, das ferner eine Einrichtung zum Anzeigen eines Einflussgrads, der nicht kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, und des externen Objekts umfasst, das den Einflussgrad ausübt, der nicht kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
Objektüberwachungssystem nach Anspruch 5, das ferner eine Einrichtung zum Ändern eines Einstellwerts des ersten Schwellenwerts und/oder des zweiten Schwellenwerts umfasst.