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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Detektionsbereich-Kennfeldern von Objekterfassungs-Systemen (ODS-Systemen) und einen Prüfstand zur Ermittlung solcher Kennfelder.
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Der Prüfstand umfasst:
- - wenigstens ein erstes Positionierungssystem mit einer Aufnahmeeinrichtung für das ODS-System oder einen Prüfkörper,
- - eine Positionserfassungs-Einrichtung zur Erfassung einer Ortsposition A des ersten Positionierungssystems,
- - eine zweite Aufnahmeeinrichtung für das ODS-System oder einen Prüfkörper, welche an einer vordefinierten Ortsposition B angeordnet ist,
- - eine Antriebsvorrichtung, mit der das erste Positionierungssystem gegenüber der zweiten Aufnahmeeinrichtung bewegbar ist,
- - eine Steuerungseinrichtung mit einem Datenspeicher, in welchem wenigstens eine Bewegungsbahn, auf welcher das erste Positionierungssystem gegenüber der zweiten Aufnahmeeinrichtung mittels der Antriebsvorrichtung bewegbar ist, vordefiniert und reproduzierbar hinterlegt ist.
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Auf dem Prüfstand ist somit entweder das ODS-System in einer fixierten Position angebracht und der Prüfkörper wird bewegt oder es ist umgekehrt der Prüfkörper in einer fixierten Position angebracht und der Sensor wird bewegt. In jedem Fall ist der Prüfstand so konzipiert, dass eine Relativbewegung zwischen Prüfkörper und Sensor durchführbar ist.
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Die Ermittlung eines Detektionsbereiches eines ODS-Systems stellt nach aktuellem Stand der Technik keine Herausforderung dar. Es werden Prüfkörper in einem vor einem ODS-System befindlichen Detektionsfeld positioniert und überprüft, bis zu welchem Abstand dieser Prüfkörper zuverlässig detektiert wird. Somit entsteht ein Bereich vor dem ODS-System, in dem der Prüfkörper erkannt wird und ein zweiter Bereich, in dem der Prüfkörper nicht mehr erkannt wird.
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Im Bereich der berührungslos wirkenden Schutzsensoren (BWS) werden unter definierten Umgebungsbedingungsbereichen Prüfungen bezüglich der Detektionsfähigkeit durchgeführt. Werden diese Tests nun auf den Außenbereich ausgeweitet, werden die Umgebungsbedingungsbereich wie Helligkeit, Temperatur, Luftfeuchtigkeit deutlich größer und variabler. Dies hat bei aktuell verfügbaren BWS zur Folge, dass ein mit herkömmlichen Prüfverfahren ermittelter Detektionsbereich nicht für alle Umgebungsbedingungen als verlässliche Grundlage nutzbar ist.
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Ursache hierfür ist, dass in Abhängigkeit vom genutzten physikalischen Prinzip des Sensors eines ODS-Systems wechselnde Umgebungsbedingungen den Detektionsbereich des ODS-Systems beeinflussen können. So reduziert sich der Detektionsbereich mancher auf optischer Basis arbeitenden ODS-Systems bei zunehmender Dunkelheit. Ein noch ungelöstes Problem ist jedoch, wie die Detektionsfähigkeit von ODS-Systemen unterschiedlicher physikalischer Prinzipien unter allen möglichen Umgebungsbedingungen miteinander vergleichbar wird. Hierfür stellt die Erfindung eine Lösung vor.
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Definitionen:
- - Unter einem Objekterkennungssystem (ODS-System) wird ein System verstanden, das Objekte, einschließlich Personen, erkennt, wenn sich das Objekt im Detektionsbereich des ODS-Systems befindet oder in den Detektionsbereich hineinbewegt wird. Ein ODS-System umfasst einen Sensor sowie ein Systemumfeld aus Hardware-Bauteilen und gegebenenfalls einer Auswerte-Software. Hierunter fallen ebenfalls berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS).
- - Ein Sensor ist ein technisches Bauteil zur Erkennung physikalischer Eigenschaften. Ein Sensor kann auf optischer Basis arbeiten, Ultraschall oder Radarwellen nutzen oder auf Basis anderer Wirkprinzipien arbeiten.
- - Eine Steuerungseinrichtung ist ein Gerät, das die Signale und übermittelten Informationen von Sensoren analysiert und das entsprechende Signal gegebenenfalls zur Weiterverarbeitung umwandelt und/oder speichert. Weiterhin kann eine Steuerungseinrichtung so konzipiert sein, dass sie die Aktorik des Prüfstandes steuert.
- - Unter einem Detektionsbereich wird der Bereich verstanden, innerhalb dessen ein ODS-System einen Prüfkörper erkennt.
- - Ein Prüfkörper weist eine definierte Geometrie auf. Ein Prüfkörper kann insbesondere eine Person sein, ein Prüfkörper kann aber auch einen anderen definierten Gegenstand, beispielsweise einen Baum oder ein Getreidefeld repräsentieren.
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Der Fortschritt im Bereich der hochautomatisierten Maschinen und autonomen Roboter wächst kontinuierlich an. In der Industrie sind autonome Flurfahrzeuge und hochautomatisierte Maschinen sowie Roboter zur Selbstverständlichkeit geworden. Dort existieren rechtliche Rahmenbedingungen und gültige Normen. Auch im Bereich der Serviceroboter werden klare Anforderungen an die Sicherheit in speziellen Normen definiert. In der Automobilindustrie werden autonome Fahrzeuge und im Agrarbereich hochautomatisierte / autonome Landmaschinen entwickelt.
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Im Bereich der Fütterungstechnik für die Rinderhaltung sind von der Berufsgenossenschaft erste Sicherheitsanforderungen an automatische Fütterungssysteme (mit mobiler Einheit) definiert worden. Dadurch ist zu erkennen, dass auch im Agrarbereich das Thema hochautomatisierte Maschinen und autonome Roboter immer mehr an Bedeutung gewinnt.
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Für autonome Arbeitsmaschinen besteht, neben den fehlenden Sicherheitsanforderungen, zusätzlich das Problem, dass sich ihr Einsatzgebiet zum größten Teil im Außenbereich befindet.
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Aus
DE 10 2017 127 824 B3 ist eine selbstfahrende Arbeitsmaschine für den autonomen oder teilautonomen Arbeitseinsatz bekannt. Zur Gewährleistung der erforderlichen Arbeitssicherheit weist die Arbeitsmaschine eine Sicherheitseinrichtung in Form von taktilen Sensoren auf. Die taktilen Sensoren, sogenannte Bumper, umgeben die Fahrzeugkontur in Bodennähe. Grundsätzlich sind alternativ zu den taktilen Sensoren auch berührungslos arbeitende Sensoren einsetzbar, soweit diese den erforderlichen Sicherheitsanforderungen genügen.
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Auch eine Kombination aus berührungslosen Sensoren, beispielsweise Laserscannern und Sicherheitsschaltleisten, ist grundsätzlich möglich. Ein wesentlicher Nachteil solcher Systeme ist jedoch die zusätzlich benötigte Schaltleiste (taktile Sensorik) und die Voraussetzungen einer ebenen Fahrbahnoberfläche. Gerade für autonome Landmaschinen können ebene Fahrbahnen nicht gewährleistet werden.
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Im Bereich der fahrerlosen Transportsysteme sind für den Innenbereich von Gebäuden Sensorsysteme bekannt, die für den Personenschutz in Gebäuden zertifiziert sind. Jedoch dürfen diese Sensorsysteme unter anderem aufgrund unbekannter Systemanforderungen und -grenzen nicht im Außenbereich von Gebäuden für den Personenschutz eingesetzt werden. Werden berührungslose Sicherheitssensoren für den Außenbereich eingesetzt, wird ihr Einsatzgebiet auf den industriellen Einsatz beschränkt. Dabei werden genau Umgebungsbedingungen vorgegeben, unter denen der Sensor eingesetzt werden kann. Diese Systeme weisen meist unter extremen Umgebungsbedingungen häufig eine geringe Verfügbarkeit auf.
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Wie zuvor beschrieben, wird aktuell in vielen Bereichen an hochautomatisierten / autonomen Systemen im Außenbereich gearbeitet. Hersteller von Landmaschinen oder auch anderen mobilen Arbeitsmaschinen stehen vor dem Problem, dass der Fortschritt der Technik autonome Systeme zwar grundsätzlich ermöglicht, jedoch für den Außenbereich keine praktikablen Sicherheitslösungen zur Verfügung stehen, da die aus dem Automobilbereich und dem Indoorbereich bekannten Lösungen nicht ohne weiteres in den Außenbereich übertragbar sind.
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Darüber hinaus ist es für einen einzelnen Hersteller von Arbeits- oder Landmaschinen schwierig, eigene Sicherheitslösungen zu entwickeln und zu zertifizieren, wenn keine normierten Sicherheitsanforderungen für autonome mobile Arbeits- und Landmaschinen existieren.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, mittels dessen berührungslose Sensoren und/oder Sensorsysteme für den Einsatz als Sicherheitseinrichtung an mobilen Arbeitsmaschinen im Außenbereich miteinander verglichen und bewertet werden können. Eine weitere Aufgabe liegt darin, einen entsprechenden Prüfstand vorzuschlagen.
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Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, anhand dessen das Detektionsvermögen von Personen durch berührungslose Sensoren oder Sensorsystemen im Außenbereich verglichen und bewertet werden kann. Somit können verschiedene Sensoren beziehungsweise Sensorsysteme für den Einsatz in den speziellen Einsatzgebieten von mobilen Arbeitsmaschinen zum Personenschutz getestet und bewertet werden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Umgebungsdaten-Sensor vorgesehen, der wenigstens einen Umgebungsdaten-Kennwert erfasst. Bei dem Umgebungsdaten-Kennwert kann es sich beispielsweise um die Helligkeit und/oder die Luftfeuchtigkeit und/oder die Temperatur und/oder den Luftdruck handeln. In Betracht kommen alle äußeren Umgebungs-Parameter, die einen Einfluss auf die Detektionseigenschaften des ODS-Systems haben können. Erfindungsgemäß wird nicht lediglich ein einzelnes Kennfeld, sondern zusätzlich wenigstens ein zweites Kennfeld des gleichen und/oder eines anderen ODS-Systems unter gleichen und/oder anderen Umgebungsbedingungen ermittelt.
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Die wenigstens zwei so ermittelten Kennfelder werden in eine gemeinsame Ebene projiziert, so dass sich auf Basis der Detektionsbereiche der einzelnen Kennfelder ein Gesamt-Detektionsbereich ableiten lässt.
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Wesentlich ist somit, dass das erfindungsgemäße Prüfverfahren nicht lediglich ein einzelnes, sehr spezifisches Kennfeld liefert, welches den Detektionsbereich eines ganz bestimmten ODS-Systems unter ganz bestimmten Umgebungsbedingungen charakterisiert. Es werden vielmehr mindestens zwei Kennfelder zueinander in Bezug gesetzt, indem sie in eine gemeinsame Ebene projiziert werden.
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Bei den zueinander in Bezug gesetzten Kennfeldern kann es sich in Abhängigkeit von der untersuchten Fragestellung um unterschiedliche Kombinationen handeln:
- Beispielsweise sind folgende Kombinationen möglich:
- - Ein Vergleich von ODS-Systemen mit gleichen Sensoren, beispielsweise baugleichen oder ähnliche Lasersensoren, aber unterschiedlicher Auswerte-Software.
- - Ein Vergleich von ODS-Systemen mit unterschiedlichen Sensoren.
- - Ein Vergleich von ODS-Systemen, deren Sensoren auf unterschiedlichen Wirkprinzipien arbeiten, beispielsweise ein Vergleich eines ODS-Systems mit Lasersensor mit einem ODS-System mit Radarsensor.
- - Ein Vergleich gleicher oder unterschiedlicher ODS-Systeme in Bezug auf unterschiedliche Umgebungsdaten-Kennwerte wie Helligkeit, Außentemperatur, Niederschlag (Regen / Schnee / Hagel), Temperatur etc.
- - Ein Vergleich gleicher oder unterschiedlicher ODS-Systeme bei Variation eines Umgebungsdaten-Kennwertes, beispielsweise ein Vergleich der Detektionsbereich-Kennfelder in Abhängigkeit von Temperaturänderung.
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Die möglichen Kombinationen sind vielfältig. Allen Prüfläufen und den daraus resultierenden Kennfeldern ist jedoch gemein, dass im Rahmen der Prüfung ein Eingriff in das ODS-System selbst nicht erfolgt. Das ODS-System wird insofern als Black-Box betrachtet. Es wird lediglich das Ergebnis der Prüfläufe betrachtet bzw. miteinander verglichen. Vereinfacht gesagt, wird bei einem handelsüblichen, beziehungsweise von einem ODS-System-Hersteller zur Verfügung gestellten ODS-System lediglich ermittelt, wann dieses ODS-System den Prüfkörper erkennt, wenn Prüfkörper und ODS-System sich aufeinander zu bewegen.
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Im Ergebnis charakterisieren die so ermittelten Kennfelder den Detektionsbereich des ODS-Systems in Abhängigkeit von den aktuellen Umgebungsbedingungen und sind trotzdem miteinander vergleichbar. Gerade für die Prüfung von Systemen für den Outdoor-Bereich ist diese Vergleichbarkeit besonders wichtig, da die Umgebungsbedingungen im Outdoor-Bereich sehr variabel sind. Wird ein ODS-System nur für einzelne Umgebungsdaten-Kennwerte getestet und werden etwaige so ermittelte Kennfelder nicht in Bezug zueinander gesetzt, lässt sich insbesondere die Arbeitssicherheit des Gesamtsystems nicht hinreichend sicher beurteilen.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Verfahrens ist die zweite Aufnahmeeinrichtung an ein zweites Positionierungssystem gekoppelt und die Position des zweiten Positionierungssystems wird mittels einer zweiten Antriebsvorrichtung verändert. Dabei wird mittels der gleichen Positionserfassungs-Einrichtung, die auch die momentane Ortsposition des ersten Positionierungssystems erfasst, oder mit einer zweiten Positionserfassungseinrichtung eine momentane Ortsposition des zweiten Positionierungssystems erfasst. Ob ein oder zwei Positionserfassungs-Einrichtungen benötigt werden, hängt vom gewählten System ab. Als Positionserfassungs-Einrichtungen in Betracht kommen beispielsweise in den Prüfstand integrierte Längenmesssysteme oder an die Positionierungssysteme gekoppelte Sensoren, wie beispielsweise GPS-Sensoren.
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Unabhängig von der Art der Positionier-Erfassungseinrichtung(en), lassen sich in jedem Fall aus den momentanen Ortspositionen von Sensor und Prüfkörper Distanzvektoren ermitteln sowie eine auf den Distanzvektoren bezogene Information, ob der Prüfkörper in dieser Position erkannt wird oder nicht.
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Zur Ermittlung von Detektionsbereich-Kennfeldern können für ein oder für mehrere ODS-Systeme gleichartige Prüfläufe für einen oder mehrere Umgebungsdaten-Kennwerte durchgeführt werden. Beispielsweise kann für ein ODS-System ein Prüflauf durchgeführt werden, währenddessen Umgebungsdaten-Sensoren die Umgebungsdaten protokollieren. In einem weiteren Prüflauf mit wenigstens einem geänderten Umgebungs-Parameter, beispielsweise mit geänderten Lichtverhältnissen, wird wiederum ein Kennfeld ermittelt. Unterscheiden sich die beiden Kennfelder voneinander, wird ersichtlich, in welchem Umfang die geänderten Umgebungsbedingungen die Größe des Objekt-Detektionsbereiches im Kennfeld beeinflusst. Bei einem optischen Sensor haben beispielsweise die Lichtverhältnisse einen großen Einfluss auf den Detektionsbereich, während sie bei einem Ultraschall-Sensor unerheblich sind.
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Wie bereits erläutert, kann für jeden Umgebungsdaten-Kennwert ein Objekterfassungs-Kennfeld ermittelt werden. Ändert sich ein Umgebungsdaten-Kennwert in seiner Größe, so kann somit ein weiteres Kennfeld ermittelt werden. Da die Umgebungsdaten wie Temperatur, Licht, Luftfeuchtigkeit, etc. sich zwischen einem in der Regel bekannten Minimum und einen ebenfalls bekannten Maximum bewegen, kann dieser Bereich für die Darstellung der Kennfeldebenen in einem Kennfeldraum genutzt werden. Dabei ist dieser Raum vorzugsweise so gewählt, dass die Kennfeldebenen parallel zur XY-Ebene des Kennfeldraums angeordnet sind und die Z-Ebene den relevanten Bereich des jeweiligen Umgebungsdaten-Kennwertes abbildet. So kann die Z-Achse beispielsweise die Temperatur von -20 °C bis +40°C abbilden.
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Ist ein solcher Kennfeldraum ermittelt, lässt sich umgekehrt der Detektionsbereich des getesteten ODS-Systems in Abhängigkeit von der Temperatur aus dem Kennfeldraum ableiten. Hierdurch lässt sich beispielsweise feststellen, unter welchen Parametern ein getestetes ODS-System seine Stärken und seine Schwächen hat.
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Besonders günstig ist es auch, wenn mehrere ODS-Systeme gleichzeitig getestet werden. Durch Anbringung mehrerer ODS-Systeme neben- und/oder übereinander an einer Halterung reduziert sich nicht nur der Testaufwand, es wird zudem sichergestellt, dass den ermittelten Kennfeldern und/oder Kennfeldräumen jeweils die identischen Umgebungsbedingungen zugrunde liegen. Durch Ermittlung dreidimensionaler Kennfeldräume für wenigstens zwei ODS-Systeme lassen sich die Stärken und Schwächen unterschiedlicher ODS-Systeme unter Berücksichtigung des über die Z-Achse dargestellten Umgebungsdaten-Parameters miteinander vergleichen.
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Dabei kann sich herausstellen, dass ein ODS-System temperaturunempfindlich ist und unter allen Temperaturbedingungen einen gleich guten Detektionsbereich aufweist, während ein anderes System in bestimmten Temperaturbereichen nicht zufriedenstellend funktioniert. Sowohl die jeweiligen Kennfeldebenen unterschiedlicher ODS-Systeme als auch die aus den Kennfeldebenen resultierende Kennfeldräume sind somit grundsätzlich miteinander vergleichbar.
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Vorzugsweise ist für wenigstens einen, vorzugsweise mehrere, Umgebungsdaten-Kennwert(e) ein Bewertungsschema vordefiniert, welches die Eignung eines ODS-Systems zur Erkennung eines Prüfkörpers definiert. Bei diesem Bewertungsschema kann es sich um vordefinierte Zielgrößen handeln, deren Basis beispielsweise eine im Hinblick auf die Arbeitssicherheit relevante Industrienorm ist. Die für ein ODS-System ermittelte Kennfeldebene oder der ermittelte Kennfeldraum wird mit dem Bewertungsschema abgeglichen. Hierdurch wird eine objektive Beurteilung der Leistungsfähigkeit eines ODS-Systems ermöglicht für:
- - ein ODS-System bei unterschiedlichen Umgebungsdaten-Kennwerten oder
- - unterschiedliche ODS-Systeme bei einem gleichen Umgebungsdaten-Kennwert oder
- - unterschiedliche ODS-Systeme für mehrere Umgebungsdaten-Kennwerte.
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Besonders voreilhaft ist, wenn auf Basis ermittelter Detektionsbereich-Kennfeld-Ebenen oder Kennfeldräumen für eine, vorzugsweise mehrere, Kombinationen unterschiedlicher ODS-Systeme Kombinations-Kennfeldebenen oder Kombinations-Kennfeldräume ermittelt werden, so dass die Eignung einer ODS-System-Kombination (Sensorfusion) zur Erkennung eines Prüfkörpers beurteilbar ist. Ebenfalls lassen sich durch Auswertungen mehrfach getesteter gleicher Umgebungsbedingungen benötigte Prozentzahl/Kennzahl für beispielsweise der Reproduzierbarkeit, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der einzelnen ODS-Systeme aber auch der ODS-System-Kombination bestimmen.
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Die Entwicklung eines Sensorsystems für eine autonom oder teilautonom arbeitende mobile Arbeits- oder Landmaschine vereinfacht sich hierdurch signifikant. Aus den für die Sensorsysteme ermittelten Kennfeldern und Kennfeldräumen sind die Stärken und Schwächen der einzelnen Sensorsysteme bekannt. Durch Überlagerung dieser Kennfelder bzw. Kennfeldräume kann ein Gesamterfassungs-Kennfeld bzw. ein Gesamterfassungs-Kennfeldraum ermittelt werden. Hierbei lassen sich besonders geeignete Sensorsystem-Kombination ermitteln, beispielsweise Kombinationen, die mit möglichst wenigen oder möglichst kostengünstigen Einzelsystemen einen möglichst großen Detektionsbereich abdecken.
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Um den Arbeitsaufwand bei der Betreuung des Prüfstandes zu reduzieren, kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung einen autonomen Betrieb des Prüfstandes ermöglicht und vordefinierte Prüfläufe auf Basis vordefinierter Parameter durchgeführt werden. Hierzu kann die Steuerung beispielsweise so eingerichtet sein, dass ein Umgebungsdaten-Sensor kontinuierlich Daten an die Steuerungseinrichtung übermittelt und bei Vorliegen vordefinierter Kriterien automatisch ein Prüflauf gestartet und protokolliert wird. Alternativ oder ergänzend kann auch eine Zeitsteuerung vorgesehen sein, die beispielsweise alle 6 Stunden einen Prüflauf startet. Bei einem über einen längeren Zeitraum, beispielsweise ein Jahr, aktiviertem Prüfstand kann so eine Vielzahl von Kennfeldebenen und Kennfeldräumen für die untersuchten ODS-Systeme ermittelt werden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch einen Prüfstand zur Ermittlung von Detektionsbereich-Kennfeldern von Sensorsystemen mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Der Prüfstand ermöglicht zum einen reproduzierbare Prüfläufe und ist zum anderen so konzipiert, dass die für mobile Arbeits- und Landmaschinen relevanten Parameter realitätsnah getestet werden können. Insbesondere ist der Prüfstand unmittelbar für den Außenbereich geeignet und in der Lage, unter realen Außenbedingungen wie Sonnenlicht, Regen, Schneefall, Nebel etc. Daten zur Ermittlung vergleichbarer Detektionsbereich-Kennfelder zu erzeugen.
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Somit entstehen durch die Entwicklung des beschriebenen Prüfstandes erste Sicherheitsanforderungen bzw. Validierungs-Möglichkeiten für berührungslose Sensorsysteme an mobilen Arbeits- und Landmaschinen. Der Prüfstand stellt somit eine Basis dar, auf der zum einen ODS-Systeme oder Sensoren für allgemeine Funktionen von autonomen, mobilen Arbeits- und Landmaschinen umgebungsbedingt getestet werden können. Darüber hinaus können mit spezifischen Prüfkörper sicherheitskritische Szenarien simuliert werden.
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In einer vorteilhaften Ausführung des Prüfstandes ist die zweite Aufnahmevorrichtung an ein zweites Positionierungssystem mit einer zweiten Positionserfassungs-Einrichtung zur Erfassung einer Ortsposition des zweiten Positionierungssystems gekoppelt.
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Die Verwendung von zwei beweglichen Positionierungssystemen an Stelle nur eines beweglichen Systems hat mehrere Vorteile:
- - Die Annäherung von Prüfkörper und Sensorsystem kann realitätsnäher abgebildet werden. So kann beispielsweise eine Bewegungsbahn des auf einem Positionierungssystem angebrachten Sensorsystems eine bestimmte Fahrsituation einer Arbeitsmaschine darstellen. Analog dazu kann eine Bewegungsbahn eines Prüfkörpers eine sich auf die Arbeitsmaschine zu bewegender Person abbilden. Die Geschwindigkeiten, mit denen die Positionierungssysteme bewegt werden, können an übliche Bedingungen und/oder an Extrembedingungen angelehnt sein. In jedem Fall lassen sich realitätsnahe Detektionsbereich-Kennfelder ermitteln.
- - Die Verwendung von zwei bewegten Positionierungssystemen erlaubt eine kompaktere Bauweise des Prüfstandes: So ist bei einem Prüfstand mit einer um die Strecke X seitlich verschiebbaren Aufnahmeeinrichtung und einer fixierten Aufnahmeeinrichtung die abbildbare Gesamt-Arbeitsbreite dieses Prüfstandes nur halb so groß wie bei einem Prüfstand, bei dem beide Positionierungssysteme unabhängig voneinander um die Strecke X seitlich verschiebbar sind.
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Eines oder beide Positionierungssystem können ein Portal-Traggestell mit zwei LinearAntrieben, vorzugsweise zwei Synchron-Linearantrieben, umfassen. Bei den Positioniersystemen kann es sich um 2-Achs-Portale handeln. Das erste Positioniersystem kann die zu testenden Sensoren mit einer maximalen Geschwindigkeit von beispielsweise 2 m/s verfahren, um so Fahrbewegungen einer autonomen mobilen Arbeitsmaschine zu simulieren. Die Maximalgeschwindigkeit von 2 m/s kann je nach Arbeitsmaschine variieren.
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Auf dem Schlitten des zweiten Positioniersystems (2-Achs-Portal) können verschiedene Prüfkörper angebracht werden. Dadurch können beliebige Bewegungen von Personen vor dem Fahrzeug simuliert werden. Auch bei diesem Positioniersystem können die Prüfkörper mit einer maximalen Geschwindigkeit von 2 m/s verfahren werden. Somit kann eine in Sicherheits-Normen geforderte Geschwindigkeit von 1,6 m/s für eine sich annähernde Person nachgebildet werden. Darüber hinaus kann dieser Wert vom Prüfstand auch überschritten werden, um beispielsweise kurzfristige schnelle Kinderbewegungen nachbilden zu können. Diese Geschwindigkeitswerte lassen sich ebenfalls je nach Arbeitsmaschine variieren.
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Der Hub der Positionierungssysteme, also die Bewegungsfreiheit in X- und Y-Richtung kann beispielsweise 3,5m x 3,5m betragen. Die Positioniersysteme werden nach dem Start auf die vordefinierte Geschwindigkeit, beispielsweise 2m/s beschleunigt und am Ende des Prüflaufes wieder auf 0 m/s abgebremst. Je nach Auswahl von Antriebs- und Bremssystem reduziert sich hierdurch das effektive Detektionsfeld des Prüfstandes. Sind Antrieb und Bremsen beispielsweise so ausgelegt, dass jeweils 0,25m Wegstrecke für das Beschleunigen beziehungsweise Abbremsen benötigt werden, reduziert sich das effektive Detektionsfeldtest in X- und Y-Richtung um jeweils 0,5m. Die angegebenen Werte und Distanzen orientieren sich an den Werten für konkrete autonome Arbeitsmaschinen. Der Prüfstand und das hierauf durchgeführte Prüfverfahren kann für andere Testreihen auch mit veränderten Größen und/oder Geschwindigkeiten konzipiert werden.
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Vorteilhafterweise sind mehrere spezielle Umgebungsdaten-Sensoren zur Erfassung der Umgebungsdaten-Kennwerte in einer Wetterstation zusammengefasst. Eine solche Wetterstation kann eine eigene Datenerfassungs-, Datenspeicher- und/oder Auswerteinheit umfassen. Die Wetterstation und damit die Umgebungsdaten-Sensoren sind direkt oder indirekt an die Steuerungseinheit des Prüfstandes gekoppelt, so dass die Prüfläufe auf Basis von in der Wetterstation ermittelten Daten durchführbar sind.
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Zur Erhöhung der Arbeitssicherheit und/oder zur Vermeidung einer fehlerhaften Kennfeld-Ermittlung kann der Prüfstand eine Sicherheitsvorrichtung mit einer Nothaltfunktion umfassen. Es kann somit eine Automatik vorgesehen sein, die auf Basis vordefinierter Kriterien alle Antriebe beispielsweise durch Unterbrechung der Stromversorgung stoppt. Diese Automatik kann beispielsweise durch Berührung einer den Prüfstand umgebenden taktilen oder berührungslosen Sensorik (beispielsweise einer Lichtschranke) aktiviert werden. Alternativ oder ergänzend kann die Nothaltfunktion auch bei Vorliegen definierter Kriterien, beispielsweise einem Ausfall eines Umgebungsdaten-Sensors oder eines ODS-Systems, aktiviert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Prüfstandes ist die Aufnahmevorrichtung der ODS-Systeme auf einem Positioniersystem so ausgeführt, dass die ODS-Systeme nicht nur auf einer Ebene angebracht werden. Die Vorrichtung ermöglicht die Anbringung von ODS-Systeme in einer festen oder variablen Höhe. Hierdurch ist eine erhöhte Anbringung der Systeme an einer mobilen Arbeitsmaschine (z.B. oben an einer Fahrerkabine in einer Höhe von beispielsweise 3 Meter) simulierbar. Auch die Neigung des ODS-Systems kann einstellbar sein. Hierdurch wird es möglich, ein erhöht angebrachtes Detektionssystem so auszurichten, dass ein vordefinierter Bereich erfasst wird, welcher einem Gefahrbereich vor einer mobilen Arbeitsmaschine in Bodennähe entspricht.
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Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass an der Aufnahmevorrichtung des anderen Positioniersystems eine großflächige, flexible Vorrichtung vorgesehen ist. Diese bildet einen ebenen oder beliebig geformten Untergrund, auf dem der Prüfkörper platziert wird, nach. Dies kann für ODS-Systeme notwendig sein, die eine Referenzebene für die Objektdetektion benötigen. Auch bei dieser vorteilhaften Ausführung des Prüfstandes kann durch das beschriebene Prüfverfahren anhand der Detektionsbereich-Kennfelder dieser Anbringungsort eines ODS-Systems mit anderen ODS-Systemen an gleicher oder beliebiger Position verglichen werden.
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Vorzugsweise sind für den Prüfstand Umweltsimulationskammer(n) vorgesehen. Der Prüfstand wird bei einem solchen Ausführungsbeispiel also nicht im Außenbereich aufgebaut, sondern in einer Umweltsimulationskammer. Innerhalb dieser Kammern können die im Außenbereich durch die weiter oben beschriebenen Umgebungsdaten-Sensoren aufgenommene Umgebungsbedingungen simuliert werden. Ebenfalls können neue, im Außenbereich eher selten auftretende, ggf. extreme, Umgebungsbedingungen simuliert werden. Diese vorzugsweise Erweiterung des Prüfstandes kann für Reproduzierbarkeitsprüfungen der Detektionsbereich-Kennfelder der ODS-Systeme anhand des beschriebenen Prüfverfahrens genutzt werden.
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Ebenfalls können seltene, aber realistische Umgebungsbedingungen wie Schnee, Hagen, Nebel etc. simuliert und die ODS-Systeme darunter getestet werden. Um diese Umgebungsbedingungen auch in einer Umweltsimulationskammer realitätsnah zu simulieren wird vorzugsweise auf reale Daten zurückgegriffen, die an einem im Außenbereich aufgebauten Prüfstand ermittelt und dokumenteiert worden sind. So können in vorteilhafter Weise redundante Prüfläufe durchgeführt werde um eine gegebenenfalls fehlende, weiter oben beschriebene Prozentzahl/Kennzahl für beispielsweise die Reproduzierbarkeit, die Verfügbarkeit oder die Zuverlässigkeit des Systems bei selten aufgetretenen Umgebungsbedingungen zu ergänzen.
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Im Ergebnis ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren und der Prüfstand einen Vergleich und eine Bewertung berührungsloser ODS-Systeme und/oder Sensoren unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen im und für den Outdoor-Bereich.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, werden nachstehend mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Die Figuren zeigen:
- 1 zeigt einen Prüfstand mit einem beweglichen Positionierungssystem und einer feststehenden Aufnahmevorrichtung;
- 2 zeigt einen Prüfstand mit zwei beweglichen Positionierungssystemen;
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Prüfköpers außerhalb des Detektionsbereiches eines ODS-Systems;
- 4 zeigt den Prüfkörper aus 3 an einem ersten Kontaktpunkt mit dem Detektionsbereich des ODS-Systems;
- 5 zeigt den Prüfkörper aus 3 an einem zweiten Kontaktpunkt mit dem Detektionsbereich des ODS-Systems;
- 6 zeigt die Projektion der Kontaktpunkte aus den 4 und 5 in eine Ebene
- 7 zeigt einen schematischen Prüfstandaufbau mit einem Prüfkörper und zwei ODS-Systemen;
- 8 zeigt die im Rahmen eines ersten Prüflaufs ermittelten Endpunkte von Distanzvektoren der beiden in 7 abgebildeten Sensorsystems;
- 9 zeigt die im Rahmen eines zweiten Prüflaufs ermittelten Endpunkte von Distanzvektoren der beiden in 7 abgebildeten Sensorsystems;
- 10 zeigt die in ein Koordinatensystem projizierten Kennfelder des ersten Sensors;
- 11 zeigt die in ein Koordinatensystem projizierten Kennfelder des zweiten Sensors;
- 12 zeigt die Fusion der Kennfelder aus 10 und 11;
- 13 zeigt einen Kennfeldraum eines ODS-Systems bei Variabilisierung eines Umgebungsdaten-Parameters.
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Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht näher beschriebenen Kombinationen, zusammengeführt werden können. Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung, soweit dies technisch sinnvoll ist, beliebig miteinander kombiniert sein können. Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele haben somit nur beschreibenden Charakter und sind nicht dazu gedacht, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
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1 zeigt einen Prüfstand 100 der aus Sicherheitsgründen von einem Bauzaun 25 umgeben ist. Der Innenraum des Bauzauns 25 definiert einen Arbeitsbereich 26, innerhalb dessen im dargestellten Beispiel nicht nur der Prüfstand 100 selbst, sondern auch eine Wetterstation 23 und eine Steuerungseinrichtung 31 angeordnet ist. Um bei etwaigen Eingriffen in die Steuerung und/oder die Wetterstation den Prüfbetrieb nicht unterbrechen zu müssen, können diese beiden Einrichtungen alternativ auch außerhalb des Bauzaunes angeordnet sein.
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Der Prüfstand 100 umfasst ein bewegliches Positionierungssystem 10 und eine feststehende Aufnahmevorrichtung 21. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein einziges ODS-System 30 an eine feststehende Aufnahmeeinrichtung 21 gekoppelt. Selbstverständlich ist auch ein umgekehrter Aufbau des Prüfstandes 100 mit einem an der feststehenden Aufnahmeeinrichtung 21 angebrachten Prüfkörper 12 und an einem an das bewegliche Positioniersystem 10 gekoppelten ODS-System 30 möglich.
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Die Anbringung weiterer ODS-Systeme 30 ist bei Bedarf möglich. Werden mehrere ODS-Systeme 30 angebracht, können somit während eines einzigen Prüflaufes und damit unter identischen Umgebungsbedingungen Testreihen für alle ODS-Systeme 30 gleichzeitig erzeugt werden.
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Das Positionierungssystem 10 gemäß 1 umfasst ein Portal-Traggestell 22 mit einer Antriebsvorrichtung 14. Die Antriebsvorrichtung 14 weist an der einen Seite des Portal-Traggestells 22 einen ersten Linearantrieb 15 und an der anderen Seite einen zweiten Linearantrieb 16 auf. Die beiden Linearantriebe 15, 16 sind zueinander synchronisiert.
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Der Prüfstand 100 weist ein Detektionsfeld 34 mit einer Detektionsfeldbreite 35 und eine Detektionsfeldlänge 36 auf. Um sicherzustellen, dass die Ermittlung aller Messpunkte bei einer vordefinierten Geschwindigkeit des Positionierungssystem 10 erfolgt, kann auf rechnerischerer Basis der Bereich des Detektionsfeldes 34, in dem das Positionierungssystem 10 beschleunigt oder abgebremst wird, eliminiert werden. Das effektive Detektionsfeld reduziert sich beispielsweise bei einer für das Beschleunigen und Abbremsen auf 2m/s benötigten Strecke von jeweils 0,25m um 0,5 m sowohl in X- als auch in Y-Richtung.
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Für das ODS-System 30 ist ein Detektionsbereich 18 angedeutet. Bei der Durchführung der Prüfläufe geht es darum, diesen Detektionsbereich 18, der in Abhängigkeit vom zu testenden ODS-System und den Umgebungsbedingungen variabel ist, zu verifizieren beziehungsweise, soweit er noch völlig unbekannt ist, zu ermitteln.
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Es sei angemerkt, dass mit der Bezugszahl 30 ein ODS-System in seiner allgemeinen Form bezeichnet ist, während die Bezugszahlen 30-1, 30-2, ... 30-n auf spezielle beziehungsweise einzelne ODS-Systeme verweisen. Analog hierzu betrifft die Bezugszahl 17 einen Umgebungsdaten-Sensor in seiner allgemeinen Form, während die Bezugszahlen 17-1, 17-2, ... 17-n auf spezielle Umgebungsdaten-Sensoren zur Ermittlung spezieller Umgebungsdaten verweisen.
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Ein Prüflauf beginnt damit, dass die erste Positionierungseinrichtung 10 auf einer vordefinierten Bewegungsbahn auf eine ebenfalls vordefinierte Geschwindigkeit, beispielsweise 2m/s beschleunigt wird. Beim Durchlaufen der Bewegungsbahn kann das Detektionsfeld 34 beispielsweise zeilenweise abgefahren werden. Das heißt: Der Prüfkörper 12 wird zunächst von unten nach oben - oder umgekehrt - in Richtung R1 bewegt. Nach Abfahren einer solchen Zeile wird er um eine vordefinierte Strecke in Richtung R2 - also zur Seite hin - bewegt, so dass dann die nächste Zeile abgefahren werden kann. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis das Detektionsfeld 34 komplett detektiert worden ist.
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Sobald der Prüfkörper 12 in den Detektionsbereich 18 des ODS-Systems eintritt, wird ein Signal erzeugt und eine momentane Position A1 des Prüfkörpers 12 mittels einer Positionserfassungseinrichtung 13 protokolliert. Da das ODS-System 30 im Ausführungsbeispiel des Prüfstandes 100 fixiert ist, ist seine Position, die als Ortsposition B bezeichnet ist, bekannt.
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Auf Basis einer momentanen Position A1 des Prüfkörpers 21 und der bekannten Position B des ODS-Systems 30 lassen sich zwischen ODS-System 30 und Prüfkörper 12 Distanzvektor V1, V2, ... Vn ermitteln (vgl. 3 bis 6). In den 3 bis 4 ist zudem der durch die Prüfläufe zu ermittelnde Detektionsbereich 18 des ODS-Systems 30 zur Veranschaulichung in einfacher Rechteckform dargestellt. Der in 4 dargestellte Distanzvektor V1 weist in X-Richtung einen Abstand X1 zum Prüfkörper 12 auf. In Y-Richtung beträgt der Abstand Y1. Analog hierzu weisen auch die Distanzvektoren V2, V3, ... Vn Abstände X2, X3, ... Xn und Y2, Y3, ... Yn auf. Für die Berechnung der Distanzvektoren V1, V2, ... Vn kommt es somit nur auf die relative Lage von Prüfkörper 12 und ODS-System 30 zueinander an. Eine Parallelverschiebung von Prüfkörper 12 und ODS-System 30 im Detektionsfeld 34 ergibt somit gleiche Distanzvektoren.
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6 veranschaulicht die Erzeugung einer Punktwolke in einem XY-Koordinatensystem. Die Distanzvektoren V1, V2, ... Vn weisen Anfangspunkt V1-A, V2-A, ... Vn-A und Endpunkte V1-E, V2-E, ... Vn auf. Die Punktwolke wird erzeugt, indem alle Anfangspunkte V1-A, V2-A, ... Vn-A im XY-Koordinatensystem auf einen gemeinsamen Bezugspunkt 24 projiziert werden. Die Endpunkte V1-E, V2-E, ... Vn-E werden ebenfalls in das XY-Koordinatensystem projiziert. Die Vektoren V1, V2, ... Vn selbst werden im Koordinatensystem aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt, lassen sich aber jederzeit aus der Verbindung von Bezugspunkt 24 und dem jeweiligen Endpunkt V1-E, V2-E, ... Vn-E rekonstruieren. Alternativ zu der in 6 dargestellten Lage kann der Bezugspunkt 24 auch in den 0-Punkt der Y-Achse gelegt werden, so dass der Y-Abstand in Plusrichtung den Detektionsbereich des ODS-Systems 30 zur einen Seite und der Y-Abstand in Minusrichtung den Detektionsbereich des ODS-Systems zur anderen Seite abbildet. So kann leicht überprüft werden, ob das jeweilige ODS-System ein zu beiden Seiten gleiches und damit einen zur X-Achse spiegelsymmetrischen Detektionsbereich aufweist.
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2 zeigt einen Prüfstand 200, der sich vom in 1 dargestellten Prüfstand 100 dadurch unterscheidet, dass er nicht nur ein bewegliches Positionierungssystem 10, sondern zusätzlich ein zweites bewegliches Positionierungssystem 20 umfasst. Somit ist nicht nur der Prüfkörper 12 beweglich, sondern auch die Aufnahmevorrichtung 21, die im dargestellten Ausführungsbeispiel zudem nicht nur ein ODS-System 30, sondern vier ODS-Systeme 30 trägt. Bei den vier ODS-Systemen 30 kann es sich beispielsweise um Systeme mit unterschiedlichen Sensoren handeln. Die ODS-Systeme 30 können nebeneinander oder, insbesondere wenn es sich um eine größere Anzahl von Systemen handelt, matrixartig neben- und übereinander angeordnet sein.
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Dadurch, dass zwei bewegliche Positionierungssysteme 10 und 20 vorgesehen sind, können auf einem verkleinerten Detektionsfeld 34 Stellungen von Prüfkörper 12 und ODS-System 30 zueinander simuliert werden, die bei nur einem beweglichen Positionierungssystem 10, 20 den doppelten Platz erfordern würden. Beträgt die Detektionsfeldbreite 35 beispielsweise 3 Meter und werden Prüfkörper 12 und ODS-System 30 an die gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Portal-Traggestelle 22 gefahren, so beträgt der Abstand zwischen Prüfkörper 12 und ODS-System 30 in Y-Richtung zu dieser Seite hin ebenfalls 3 m. Danach können die beiden Positionierungssysteme an den jeweils anderen Rand der Portal-Traggestelle 22 verfahren werden und der Abstand in Y-Richtung beträgt wiederum 3 m. Auf einem 3 Meter breiten Detektionsfeld lässt sich somit bezogen auf die ODS-Systeme 30 ein fiktiver maximaler Detektionsbereich mit einer Breite von 6 Metern simulieren.
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Die Detektionsfeldlänge 36 des Prüfstandes 200 setzt sich zusammen aus den beiden Teillängen 37 und 38, die den Verfahrwegen der Positionierungssysteme 10 und 20 entsprechen.
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Analog zum Prüfstand 100 umfasst auch der Prüfstand 200 eine Wetterstation 23 mit Umgebungsdatensensoren 17-1, 17-2, ..., 17-n zur Ermittlung der Umgebungsdaten-Parameter wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Sichtverhältnisse etc. Ebenfalls analog zu dem Prüfstand 100 ist eine Steuerungseinrichtung 31 mit einem Datenspeicher 32 vorgesehen. Die Steuerungseinrichtung 31 umfasst Mittel zur Steuerung der Prüfstand-Aktorik, insbesondere der Antriebsvorrichtungen 14. Als Verbindungseinrichtung können Datenkabel oder auch eine Funkverbindung vorgesehen sein.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen beide Positionierungssysteme 10, 20 eine eigene Positionsdaten-Erfassungseinrichtung 13, 13'. Hierbei kann es sich beispielsweise um GPS-Sensoren oder um Längenmesseinrichtungen zur Messung der Verfahrwege der Positionierungssysteme handeln.
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Die 7 bis 9 verdeutlichen die Ermittlung von Kennfeldern auf Basis eines fiktiven Beispiels. 7 zeigt insofern einen schematischen Prüfstandaufbau mit einem Prüfkörper 12 am ersten Positionierungssystem 10 und zwei ODS-Systemen 30-1, 30-2, die am zweiten Positionierungssystem 20 angebracht sind. Die 8 und 9 zeigen die im Rahmen von zwei (fiktiven) Prüfläufen PL1 und PL2 ermittelten Endpunkte von Distanzvektoren (nicht dargestellt) der beiden in 7 abgebildeten ODS-Systeme 30-1 und 30-2. In den 7 bis 9 sind die genannten Endpunkte der Distanzvektoren in Form von x-Zeichen schematisch so angedeutet, dass sich aus einer Verbindung dieser Endpunkte geometrische Figuren in Form von Dreiecken und Ovalen ableiten lassen. In den 10 bis 12 sind die aus den Punktwolken abgeleiteten geometrischen Figuren in vereinfach Form, das heißt ohne die x-Zeichen dargestellt.
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Die Prüfläufe wurden bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen UK durchgeführt. Bei beiden Prüfläufen PL1 und PL2 betrug die Umgebungstemperatur UK-T 20°C und die Luftfeuchtigkeit 40%. Die Helligkeit UK-H betrug im ersten Prüflauf PL1 1.000 Lux und im zweiten Prüflauf PL2 50.000 Lux.
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8 zeigt als Ergebnis des Prüflaufes PL1 für das ODS-System 30-1 ein ermitteltes Kennfeld K1 mit einer zu den Seiten hin flach-ovale Form. Unmittelbar vor dem ODS-System befindet sich ein Bereich, in dem ein Prüfkörper 12 nicht erfasst wird (toter Bereich). Weiterhin zeigt 8 ein im gleichen Prüflauf PL1 für das ODS-System 30-2 ermitteltes dreieckig-gestauchtes Kennfeld K1', dessen eine Spitze sich unmittelbar vor dem ODS-System 30-2 befindet.
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In 9 sind die Kennfelder K2 und K2' dargestellt, die sich in einem zweiten Prüflauf PL2 für die ODS-Systeme 30-1 und 30-2 bei 50.000 Lux ergeben. Das Kennfeld K2 weist nun eine nach oben hin ovale Form auf. Das Kennfeld K2' hat nach wie vor eine dreieckige Form, ist jedoch weniger gestaucht als das Kennfeld K1'.
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Die so ermittelten Kennfelder K1, K2 und K1', K2' lassen sich jeweils übereinanderliegend in ein XY-Koordinatensystem transponieren (vgl. 10 und 11). Die Schnittmenge der beiden Kennfelder K1, K2 und K1', K2' kennzeichnen jeweils einen Gesamtdetektionsbereich 28, 28', in dem der Prüfkörper unter den jeweiligen Versuchsbedingungen in beiden Fällen vom ODS-System 30-1, 30-2 detektiert werden konnte.
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In 12 sind die beiden Gesamtdetektionsbereiche 28 und 28' zusammengefasst dargestellt. Der addierte Detektionsbereich 28, 28' kann als Fusions-Detektionsbereich 39 bezeichnet werden, da er den Detektionsbereich eines aus den beiden miteinander kombinierten ODS-Systemen 30-1 und 30-2 charakterisiert.
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Insgesamt verdeutlichen die 7 bis 12 ein Verfahren zur Ermittlung von Fusions-Detektionsbereichen in stark vereinfachter Form für lediglich zwei ODS-Systeme 30-1 und 30-2, die in zwei Prüfläufen PL1 und PL2 getestet wurden. Tatsächlich kann jedoch grundsätzlich eine sehr große Anzahl ODS-Systeme 30 über einen langen Zeitraum beispielsweise ein Jahr, in einer Vielzahl von Prüfläufen getestet werden. Hierbei ergeben sich eine Vielzahl von Kennfeldern für die ODS-Sensoren 30-1, 30-2, ... 30-n, für eine Vielzahl von Umgebungsdaten-Kennwerten.
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Für Umgebungsdaten-Kennwerte mit jeweils nur einem geänderten Umgebungsdaten-Parameter, beispielsweise der Temperatur, lassen sich Kennfeldräume ermitteln, bei denen der jeweils variable Umgebungsdaten-Kennwert auf der Z-Achse erfasst wird. Ein solches Beispiel ist in 13 dargestellt.
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Die ermittelten Kennfelder K1, K2, ... Kn und Kennfeldräume 33-1, 33-2, ... 33-n lassen sich insbesondere für folgende Zwecke nutzen:
- - In Fällen, in denen ein einzelnes ODS-System keinen für den jeweiligen Einsatzzweck ausreichenden Detektionsbereich aufweist, kann auf theoretischer Basis durch Vergleich der in Versuchsreihen ermittelten Kennfelder und Kennfeldräume eine Vielzahl von ODS-Systeme eine im Hinblick auf die Anforderungen optimierten ODS-Systeme-Kombination ermittelt werden.
- - Es kann eine Kombination aus ODS-Systemen auch in der Form resultieren, dass in einem ODS-System unterschiedliche Sensoren kombiniert werden.
- - Durch Simulation relevanter Einsatzbedingungen, beispielsweise der Simulation, dass die Bewegungsbahn des Prüfkörpers 12 eine Person und der ODS-Systeme eine mit einem solchen ODS-System ausgerüstete Landmaschine repräsentiert, lassen sich Sicherheitsanforderungen definieren und normieren.
- - Durch normierte Prüfbedingungen und Prüfläufe lässt sich überprüfen, ob einzelne ODS-Systeme oder ODS-Systemkombinationen vordefinierten oder normierten Sicherheitsanforderungen entsprechen.
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Das erfindungsgemäße Prüfverfahren und der Prüfstand ermöglichen somit das Detektionsvermögen von Prüfkörpern, insbesondere von Personen, für verschiedene ODS-Systeme unter variablen Umgebungsbedingungen miteinander zu vergleichen und die Auswahl von geeigneten ODS-Systemkombinationen auf Basis dieser Vergleiche.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Positionierungssystem
- 11
- Aufnahmeeinrichtung
- 12
- Prüfkörper
- 13, 13'
- Positionserfassungs-Einrichtung
- 14
- Antriebsvorrichtung
- 15
- Linearantrieb 1
- 16
- Linearantrieb 2
- 17
- Umgebungsdatensensor
- 17-1
- spezieller Umgebungsdatensensor
- 17-2
- spezieller Umgebungsdatensensor
- 17-n
- spezieller Umgebungsdatensensor
- 18
- Detektionsbereich (von 30)
- 19
- Nichterfassungs-Bereich (von 30)
- 20
- zweites Positionierungssystem
- 21
- Aufnahmeeinrichtung
- 22
- Portal-Traggestell
- 23
- Wetterstation
- 24
- Bezugspunkt
- 25
- Bauzaun
- 26
- Arbeitsbereich
- 27
- -
- 28
- Gesamt-Detektionsbereich
- 29
- Mehrfach-Detektionsbereich
- 30
- ODS-System
- 31
- Steuerungseinrichtung
- 32
- Datenspeicher
- 33
- Kennfeldraum
- 34
- max. Detektionsfeld
- 35
- max. Detektionsfeldbreite
- 36
- max. Detektionsfeldlänge
- 37
- Teillänge (von 36)
- 38
- Teillänge (von 36)
- 39
- Fusions-Erfassungsbereich
- 100
- Prüfstand
- 200
- Prüfstand
- A
- Ortposition
- A1
- momentane Ortspositon A1
- A2
- momentane Ortspositon A2
- An
- momentane Ortspositon An
- B
- Ortspositon
- B1
- momentane Ortspositon B1
- B2
- momentane Ortspositon B2
- Bn
- momentane Ortspositon B3
- C !
- Bewegungsbahn
- PL
- Prüflauf
- UK
- Umgebungsdaten-Kennwert
- UK1
- erster Umgebungsdaten-Kennwert
- UK2
- zweiter Umgebungsdaten-Kennwert
- UKn
- n-ter Umgebungsdaten-Kennwert
- V1, V2, ... Vn
- Distanzvektor
- V1-A, V2-A
- Anfangspunkt (von V1, V2)
- V1-E, V2-E
- Endpunkt (von V1, V2)
- K1
- Kennfeld 1
- K2
- Kennfeld 2
- Kn
- Kennfeld n
- R1
- Richtung
- R2
- Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017127824 B3 [0011]
