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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit einem Sicherheitssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14.
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Derzeitige Absicherungskonzepte, die auf der Funktion optischer Sicherheitssensoren basieren, benötigen eine kurze Reaktionszeit der Sensoren. Wenn die optischen Sensoren die Anwesenheit einer Person sicher detektieren, befindet sich diese üblicherweise schon in unmittelbarer Nähe zur Gefahrenstelle, so dass ein Notstopp unmittelbar eingeleitet werden muss. Um die Reaktionszeit kurz zu halten, tasten die Sensoren ihr Umfeld mit hoher Frequenz ab und verwenden Prozessoren, die in kurzer Zeit die erforderlichen Informationen aus den Sensordaten extrahieren. Gleichzeitig wird die Umgebung mit sehr intensivem Tastlicht beleuchtet, um auch dunkle Objekte zuverlässig zu detektieren.
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Die Absicherung von Gefährdungen im industriellen Fertigungs- und Logistikumfeld erfolgt häufig mit optischen Sicherheitssensoren, wie Laserscannern oder sicheren 3D-Kameras. Damit werden die Fahrbewegungen autonomer Fahrzeuge und die Gefahrenbereiche stationärer Maschinen und Roboter abgesichert.
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Die Sensoren sind dabei üblicherweise rund um die Uhr im Einsatz und tasten ihre Umgebung mit eigenen Laser- oder LED-Beleuchtungen ab und verarbeiten die empfangenen Daten mit leistungsstarken Prozessoren.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Sicherheitssystem bereitzustellen, welches situativ auf Umgebungsbedingungen reagieren kann.
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Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Sicherheitssystem zur Lokalisierung einer Person und/oder eines Objektes, mit einer Steuer- und Auswerteeinheit, mit mindestens einem Funkortungssystem zur Positionsbestimmung der Person und/oder des Objektes, mit mindestens einem ortsauflösenden Sensor zur Anwesenheitsbestimmung der Person und/oder des Objektes in einem Schutzfeld des ortsauflösenden Sensors, wobei das Funkortungssystem angeordnete Funkstationen aufweist, wobei an der Person und/oder dem Objekt mindestens ein Funktransponder angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem Positionsdaten der Person und/oder des Objektes ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen des Funkortungssystems an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, und mittels dem ortsauflösenden Sensor Statusinformationen zum Schutzfeld ermittelbar sind, wobei Statusinformationen zum Schutzfeld von dem ortsauflösenden Sensor an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funkortungssystems und die Statusinformationen des ortsauflösenden Sensors auszuwerten und wenn eine Person und/oder ein Objekt von dem Funkortungssystem ermittelt werden, die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist den ortsauflösenden Sensor in einen uneingeschränkten Betrieb mit nicht reduziertem Detektionsvermögen zu versetzen und wenn keine Person und/oder kein Objekt von dem Funkortungssystem ermittelt werden die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist den ortsauflösenden Sensor in einen eingeschränkten Betrieb mit reduziertem Detektionsvermögen zu versetzen.
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Die Aufgabe wird weiter gelöst nach Anspruch 14 mit einem Verfahren mit einem Sicherheitssystem zur Lokalisierung einer Person und/oder eines Objektes, mit einer Steuer- und Auswerteeinheit, mit mindestens einem Funkortungssystem zur Positionsbestimmung der Person und/oder des Objektes, mit mindestens einem ortsauflösenden Sensor zur Anwesenheitsbestimmung der Person und/oder des Objektes in einem Schutzfeld des ortsauflösenden Sensors, wobei das Funkortungssystem angeordnete Funkstationen aufweist, wobei an der Person und/oder dem Objekt mindestens ein Funktransponder angeordnet wird, wobei mittels dem Funkortungssystem Positionsdaten der Person und/oder des Objektes ermittelt werden, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen des Funkortungssystems an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt werden und mittels dem ortsauflösenden Sensor Statusinformationen zum Schutzfeld ermittelt werden, wobei die Statusinformationen zum Schutzfeld von dem ortsauflösenden Sensor an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt werden, wobei die Positionsdaten des Funkortungssystems und die Statusinformationen des ortsauflösenden Sensors ausgewertet werden und wenn eine Person und/oder ein Objekt von dem Funkortungssystem ermittelt werden der ortsauflösenden Sensor in einen uneingeschränkten Betrieb mit nicht reduziertem Detektionsvermögen versetzt wird und wenn keine Person und/oder kein Objekt von dem Funkortungssystem ermittelt werden der ortsauflösende Sensor in einen eingeschränkten Betrieb mit reduziertem Detektionsvermögen versetzt wird.
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Die Erfindung betrifft eine Kombination eines übergeordneten Funkortungssystems bzw. des sicheren Lokalisierungssystems und des genannten ortsauflösenden Sensors bzw. dezentralen Absicherungssensoren mit dem Zweck, diese nur dann zu aktivieren, wenn das Funkortungssystem bzw. das Lokalisierungssystem die Annäherung einer Person oder eines Objektes registriert.
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Die erfindungsgemäße Lösung geht davon aus, dass in einer Fertigungsanlage oder einem Logistikzentrum neben den lokal angebrachten ortsauflösenden Sensoren bzw. Sicherheitssensoren zusätzlich ein Funkortungssystem bzw. sicheres Lokalisierungssystem installiert ist, dass die Positionen der anwesenden Personen, Objekte bzw. von mobilen Maschinen mit einer Genauigkeit von rund einem Meter oder genauer ermittelt. Zu diesem Zweck sind alle Personen, Objekte und/oder beispielsweise mobile Maschinen mit mindestens einem Funktransponder versehen.
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Das sichere Ortungssystem ermittelt und verfolgt die Aufenthaltsorte aller Personen oder Objekte im Erfassungsumfeld. Es veranlasst beispielsweise die ortsauflösenden Sensoren, die sich in der näheren Umgebung von Personen oder Objekte befinden, aus einem Standby-Betrieb „aufzuwachen“ und beispielsweise mit hoher bzw. höherer Frequenz und kürzerer bzw. kurzer Ansprechzeit ihre Umgebung zu überwachen. Ortsauflösende Sensoren, die sich nicht in der näheren Umgebung von Personen oder Objekten befinden, werden beispielsweise dazu veranlasst in den Standby-Betrieb zu wechseln.
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Die Signale zum Statuswechsel werden beispielsweise vom sicheren Funkortungssystem von der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. von einem zentralen RTLS-Server über die Funkstationen bzw. Ankerstationen an die Funktransponder gesendet. Diese leiten das Signal beispielsweise über eine sichere Schnittstelle entweder über den Umweg einer Sicherheitssteuerung beispielsweise an einem Fahrzeug oder einer Maschine an die ortsauflösenden Sensoren weiter oder auf direktem Weg.
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Grundsätzlich könnte auch der Funktransponder eine Abschaltung eines Objekts beispielsweise eines mobilen Objekts, eines mobilen Fahrzeugs und/oder einer Maschine direkt vornehmen. Allerdings ist dieser Abschaltmechanismus beispielsweise langsamer als der Abschaltmechanismus über die ortsauflösenden Sensoren. Insofern stellen die ortsauflösenden Sensoren hier also eine Fallback-Lösung für den Fehlerfall dar. Und schließlich können die ortsauflösenden Sensoren mit ihrer hochwertigen Datengrundlage weitere Funktionen erfüllen, wie beispielsweise eine Navigation, eine Objekterkennung, oder ähnliches und stellen aufgrund ihrer Komplementarität eine sinnvolle Ergänzung zum Funkortungssystem dar.
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Es ist aber gleichermaßen beispielsweise möglich auf Grundlage von kombinierten Erfassungsdaten von ortsauflösenden Sensoren und Funkortungssystem eine Aufmerksamkeitssteuerung für die ortsauflösenden Sensoren oder eine dynamische Funktionsumschaltung vorzunehmen. Ist beispielsweise keine Person in der Nähe eines Überwachungsbereiches kann ein Objekt eine höhere Geschwindigkeit aufweisen oder fahren oder bei den ortsauflösenden Sensoren kann eine Verwendung von Warnfeldern statt Schutzfeldern erfolgen.
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Gleichermaßen kann der hier beschriebene Mechanismus als Rückfall-Option für den Ausfall des übergeordneten Funkortungssystems verwendet werden. In dem Fall wurde bei einwandfreier Funktion des Funkortungssystems zyklisch ein Standby-Signal an die lokalen ortsauflösenden Sensoren gesendet. Lediglich wenn ein Fehler auftritt, werden die lokalen ortsauflösenden Sensoren reaktiviert bzw. ,geweckt‘ und übernehmen die Sicherheitsfunktion.
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Mit dieser gestaffelten Funktion, zunächst großflächig mittels dem Funkortungssystem, dann bei Bedarf oder im Fehlerfall mit lokalen ortsauflösenden Sensoren, lässt sich eine Stilllegung der gesamten Anlage bei Auftreten eines Fehlers im Funkortungssystem vermeiden.
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Eine weitere Maßnahme ist beispielsweise eine gezielte Zuschaltung von ortsauflösenden Sensoren zur Erhöhung der Redundanz, Diversität oder Genauigkeit einer Erfassungsaufgabe in speziellen Situationen. Wenn ein Sicherheitslevel des Funkortungssystems zum Beispiel einem mittleren Niveau entspricht, die Risikovermeidung in unmittelbarer Nähe einer Person aber ein höheres Niveau erfordert, dann kann durch Zuschalten ortsauflösenden Sensoren die Zuverlässigkeit weiter erhöht werden.
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Die Funkstationen dienen zur funkbasierten Kommunikation und Laufzeitmessung mit den ortsveränderlichen Funktranspondern und zur Weiterleitung einer Kommunikation und von Laufzeitmesswerten an die Steuer- und Auswerteeinheit bzw. den RTLS-Server.
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Die Steuer- und Auswerteeinheit bzw. ein zentraler RTLS-Server, empfängt die gemessenen Signallaufzeiten und ermittelt daraus Positionswerte der vorhandenen Funktransponder.
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Die Ortung der Funktransponder erfolgt durch Laufzeitmessungen von Funksignalen, die zyklisch zwischen den Funktranspondern und mehreren festen Funkstationen ausgetauscht werden. Diese Triangulation funktioniert sehr gut, wenn die Signale mit ausreichender Signalstärke und auf geradem bzw. direkten Ausbreitungswege übermittelt werden.
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Es werden die Signale eines Funktransponders von mehreren ortsfesten Funkstationen bzw. Ankerstationen empfangen und über eine Laufzeitvermessung z.B. ‚Time of arrival‘ (TOA) oder z.B. ‚Time Difference of Arrival‘ (TDOA) die Grundlage für die Ortung geschaffen. Die Berechnung bzw. Schätzung der Position eines Funktransponders geschieht dann auf der Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise einem zentralen RTLS-Server (Real-Time-Location-System-Server), der über eine drahtlose oder drahtgebundene Datenverbindung an alle Funkstationen bzw. Ankerstationen angeschlossen ist. Diesen Modus der Ortung nennt man RTLS-Modus (Real-Time-Location-System-Modus).
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Der ortsauflösende Sensor kann beispielsweise ortsfest angeordnet sein. Jedoch ist es beispielsweise auch vorgesehen, dass der ortsauflösende Sensor ortsveränderlich, also mobil angeordnet ist. Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor an einem Fahrzeug, insbesondere an einem autonomen Fahrzeug angeordnet. Die Funktransponder sind beispielsweise ebenfalls ortsfest oder ortsveränderlich angeordnet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor in einen Energiesparmodus versetzbar.
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Durch den Energiesparmodus bzw. eine sichere Standby-Funktion kann ein Großteil des Energieverbrauchs eingespart werden.
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Zusätzliche Alternativfunktionen betreffen eine dynamische Funktionserweiterung der ortsauflösenden Sensoren und eine dynamische Anpassung von Sicherheitsleveln.
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Die Leistungsaufnahme von komplexen ortsauflösenden Sensoren liegt üblicherweise im Bereich von 10-15 Watt und summiert sich innerhalb eines Jahres auf rund 100 kWh. Dieser Energieverbrauch ist vergleichbar mit einem Kühlschrank. Da Objekte, Fahrzeuge oder Maschinen beispielsweise mit mehreren ortsauflösenden Sensoren abgesichert werden, skaliert der Energieverbrauch mit der Anzahl der verwendeten ortsauflösenden Sensoren. Das ist sowohl im Hinblick auf die erreichbaren Laufzeiten der Fahrzeuge oder Maschinen als auch im Hinblick auf die Nachhaltigkeit und den Umgang mit Ressourcen problematisch.
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Das bedeutet vorteilhaft, dass die lokalen ortsauflösenden Sensoren bzw. Absicherungssensoren in einen energiesparenden Standby-Betrieb wechseln, solange sich keine Person oder Objekt in dem Schutzfeld bzw. in der näheren Umgebung befindet.
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Der energiesparende Zustand des lokalen ortsauflösenden Sensors wird im Allgemeinen nicht durch Trennung der Spannungsversorgung erzeugt, da es zu lange dauern würde, den normalen Betriebszustand wiederherzustellen. Vorgesehen sind beispielsweise die Abschaltung oder Reduktion der Beleuchtung, die Verlangsamung der Auswerteprozessoren, die Stilllegung einzelner Funktionsblöcke und/oder das Aussetzen von zyklischen Diagnosefunktionen.
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Gemäß der Weiterbildung kann der Energieverbrauch ortsauflösender Sensoren in bestimmten Fällen sehr stark reduziert werden. Voraussetzung ist die Kombination eines sicheren Funkortungssystems und ortsauflösender Sensoren bzw. lokaler Absicherungssensoren an Objekten, Maschinen und/oder Fahrzeugen. Die Kombination wird mit Hilfe sicherer Funktransponder bewerkstelligt, die für ein sicheres Funkortungssystem ohnehin vorgesehen sind.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine erste Überprüfungseinheit vorgesehen, wobei die erste Überprüfungseinheit mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit von der ersten Überprüfungseinheit überprüft wird.
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Die erste Überprüfungseinheit bzw. ein sicherer RTLS Watchdog Controller, überwacht die Steuer- und Auswerteeinheit, wobei die erste Überprüfungseinheit beispielsweise die bestimmten Positionsdaten plausibilisiert, Umschaltsignale für einen Sicherheitsstatus der einzelnen Funktransponder sendet oder beispielsweise abhängig von der Situation Überprüfungseinheit-Rücksetzsignale an die Funktransponder initiiert.
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Die erste Überprüfungseinheit und die Steuer- und Auswerteeinheit bilden damit mindestens ein einkanaliges System mit Testung gemäß ISO 13849 oder optional ein zweikanaliges System. Die erste Überprüfungseinheit stellt die notwendigen Diagnosemechanismen, wie sie beispielsweise von den einschlägigen Sicherheitsnormen gefordert werden, bereit.
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Die erste Überprüfungseinheit bzw. ein RTLS-Watchdog Controller dient der Überwachung und Diagnose des Sicherheitssystems und der Steuer- und Auswerteeinheit und führt Sicherheitsfunktionen des Sicherheitssystems aus. Die erste Überprüfungseinheit verwendet die Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise als Kommunikations-Relais. Konkret überwacht die erste Überprüfungseinheit beispielsweise die korrekte Kommunikation zwischen den Funktranspondern, den Funkstationen und der Steuer- und Auswerteeinheit, überprüft das Zeitverhalten aller Komponenten und führt auf den ermittelten Daten Konsistenzprüfungen aus. Gegebenenfalls nutzt die erste Überprüfungseinheit hierzu auch einen Funktionsblock, der in der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. dem RTLS-Server ausgeführt wird.
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Die erste Überprüfungseinheit bzw. der RTLS-Watchdog Controller verwendet Positionsdaten bzw. geprüften Positionsdaten des RTLS-Systems und beispielsweise vorab per Konfiguration bereitgestellte Informationen über Gefahrenstellen, Details des Betriebsumfeldes usw., um eine Bewertung der lokalen Gefährdungen vorzunehmen. Im einfachsten Fall geschieht das, indem die Abstände zwischen Personen und Gefahrenstellen ermittelt werden und bei Unterschreitung einer Sicherheitsgrenze risikomindernde Maßnahmen eingeleitet werden. Eine Risikominderung basiert beispielsweise darin, dass die Überprüfungseinheit den Funktranspondern ein sicheres Abschalt- oder Umschaltsignal sendet, das diese beispielsweise an eine angeschlossene Maschine weitergeben oder, im Falle eines Funktransponders an einer Person ein Warnsignal oder Handlungsinstruktionen an die Person weitergeben.
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Beispielsweise sind eine Vielzahl von Funktranspondern vorgesehen, beispielsweise an allen ortsveränderlichen Maschinen und Personen und ggf. auch an stationären Maschinen.
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Die Funktransponder können zusätzliche Aufgaben haben und unterscheiden sich daher von den konventionellen Funktranspondern bzw. Tags. Neben der Unterstützung der Ortungsfunktion des RTLS-Systems kommen beispielsweise folgende Funktionen hinzu:
- Funkbasierte Bestimmung der eigenen Position, beispielsweise eine inverse Funkortung auf Basis von Blink-Signalen der verschiedenen Funkstationen.
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Alternativ kann eine Laufzeitmessung der Funkstationssignale durch den Funktransponder und eine Rückmeldung der Laufzeitunterschiede an die erste Überprüfungseinheit bzw. den RTLS-Watchdog Controller erfolgen, wonach optional eine Plausibilisierung der berechneten Funktransponderpositionen erfolgt.
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Weiter erfolgt beispielsweise eine Übermittlung von Positions-, Status- und Diagnoseinformationen an die Steuer- und Auswerteeinheit und an die erste Überprüfungseinheit.
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Um diese Funktionen ausführen zu können, weisen die Funktransponder beispielsweise eine bidirektionale Kommunikation mit der ersten Überprüfungseinheit auf.
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Die erste Überprüfungseinheit überprüft die Plausibilität der ermittelten Positionsdaten und versendet bei Erkennung von Fehlern oder unplausiblen Messwerten Signale zum Umschalten eines Sicherheitsstatus des betreffenden Funktransponders.
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Das RTLS-System, wonach mittels dem Funkortungssystem Positionsdaten des Funktransponders und damit Positionsdaten der Objekte ermittelbar sind, ermittelt mit Funkortung die Positionen aller Funktransponder in einem festen zeitlichen Raster. Das RTLS-System arbeitet mit bidirektionaler Kommunikation zwischen den Funktranspondern und den Funkstationen. Das hat den Grund, dass zusätzlich die Funktransponder ihre Position selbst ermitteln können und mit Hilfe eines Funk-Rückkanals beispielsweise eines UWB-Rückkanals das Ergebnis der Ortung an die Steuer- und Auswerteeinheit übermitteln. Dadurch stehen in der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. im RTLS-Server zwei unabhängig ermittelte Positionsinformationen zum Vergleich zur Verfügung. Nämlich erstens die durch die Funkstationen ermittelte Positionsinformationen und zweitens die durch die Funktransponder ermittelte Positionsinformationen. Alternativ können durch die Funktransponder Laufzeitmessungen der von den Funkstationen ausgesendeten Signale vorgenommen werden und lediglich die ermittelten Laufzeiten zur Plausibilisierung zur Steuer- und Auswerteeinheit zurückgemeldet werden. Das ist ausreichend für die Plausibilisierung der Positionsbestimmung. Zusätzlich kann die bidirektionale Kommunikation dazu verwendet werden Diagnoseinformationen oder andere Statusinformationen, die lokal auf den Transpondern ermittelt wurden, an die erste Überprüfungseinheit bzw. den Watchdog-Controller weiterzugeben.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine zweite Überprüfungseinheit im ortsauflösenden Sensor angeordnet, wobei die zweite Überprüfungseinheit mit dem ortsauflösenden Sensor verbunden ist, wobei der ortsauflösende Sensor von der zweiten Überprüfungseinheit überprüft wird.
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Wichtig für die sicherheitstechnische Verwendung ist dabei die Fehlersicherheit. Es muss unter allen Umständen vermieden werden, dass ein ortsauflösender Sensor, der sich im Standby-Modus befindet, aufgrund eines Fehlers im Sicherheitssystem nicht wieder in den uneingeschränkten Betrieb bzw. einen Normalzustand wechselt, obwohl sich eine Person oder ein Objekt annähert.
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Zu diesem Zweck wird der ortsauflösende Sensor mit der zweiten Überprüfungseinheit bzw. einem Watchdog-Timer ausgestattet, der den ortsauflösenden Sensor nach einer festgelegten Zeit automatisch in den uneingeschränkten Betrieb bzw. Normalzustand zurück versetzt, sofern nicht das Signal eintrifft, dass der Sensor im eingeschränkten Betrieb bzw. im Standby-Zustand verbleiben kann. Ein Verbindungsabriss kann damit nicht mehr zu einer Gefährdung führen. Ähnliche Maßnahmen sind vorgesehen, um Fehlerfälle wie zum Beispiel die fehlerhafte Wiederholung von Signalen zu beherrschen.
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Beispielsweise weist die erste Überprüfungseinheit und/oder die zweite Überprüfungseinheit jeweils einen Zeitgeber auf.
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Der Zeitgeber kann integraler Bestandteil der ersten Überprüfungseinheit oder der zweiten Überprüfungseinheit sein, der zyklisch von der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. dem ortsauflösenden Sensor zurückgesetzt werden muss. Neben dem Senden des Reset-Signals legt die Überprüfungseinheit außerdem beispielsweise die Laufzeit des Zeitgebers in Abhängigkeit von einer vorliegenden Gefährdungssituation und einem Diagnosestatus fest.
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Alternativ oder ergänzend kann der Zeitgeber auch abhängig von der Plausibilität der Positionsdaten oder abhängig von übergeordneten Prozessinformationen eingestellt werden. Wenn beispielsweise ein Roboter als Gefahrenstelle nicht aktiv ist, kann die Zeitgeberzeit verlängert werden.
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Die erste Überprüfungseinheit setzt die Zeitgeber nur dann zurück, wenn kein Fehlerzustand detektiert wurde.
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Beispielsweise weisen die Zeitgeber der jeweiligen Überprüfungseinheiten jeweils einen individuellen Zeitwert auf.
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Die Zeitgeber der Überprüfungseinheiten können individuell beispielsweise in Abhängigkeit der Situation unterschiedlich eingestellt werden.
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Der integrierte Zeitgeber mit individuell einstellbarem Zeitwert bzw. Timerwert erlaubt zudem eine fehlersichere Implementierung und Umgehung von Problemen mit sicherer Funkkommunikation. Dadurch fallen aufwändige Kommunikationsmechanismen zur Absicherung der Funkkommunikation weg.
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Die Zeitgeber der Überprüfungseinheiten werden im Normalfall, wenn keine Gefährdung vorliegt, zyklisch über ein Reset-Signal von der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. vom ortsauflösenden Sensor bzw. vom Funktransponder zurückgesetzt bzw. neu eingestellt. Der Zeitgeber der Funktransponder kann individuell für jeden Funktransponder und in Abhängigkeit der Situation unterschiedlich eingestellt werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine dritte Überprüfungseinheit im Funkortungssystem angeordnet, wobei die dritte Überprüfungseinheit mit der Funkortungssystem verbunden ist, wobei das Funkortungssystem von der dritten Überprüfungseinheit überprüft wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit im Funktransponder angeordnet.
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Dadurch kann die beschriebene Auswertung direkt im Funktransponder durchgeführt werden. Damit kann eine Steuerung direkt von dem Funktransponder dezentral erfolgen. Dadurch werden Signalwege verkürzt und vereinfacht.
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In Weiterbildung der Erfindung weist der Funktransponder mindestens einen sicherheitsgerichteten Ausgang auf.
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Der Funktransponder gibt über den Schaltausgang bzw. über eine Sicherheitsschnittstelle ein sicheres Ausgangssignal aus, insbesondere an das Fahrzeug, die Maschine oder das Objekt. Beispielsweise wird das Fahrzeug daraufhin abgebremst, verlangsamt oder gar gestoppt. Eine Maschine kann beispielsweise daraufhin verlangsamt werden oder ebenfalls gestoppt werden.
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Über die sicheren Schaltausgänge bzw. die Sicherheitsschnittstelle erfolgt eine Ausgabe sicherheitsrelevanter Signale an das Objekt das Fahrzeug und/oder die Maschine.
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Insbesondere der Funktransponder mit dem sicheren Schaltausgang erlaubt die direkte Einwirkung auf das Objekt, das Fahrzeug oder die Maschine und umgeht die Notwendigkeit über eine übergeordnete Maschinensteuerung Risikominderungsmaßnahmen einzuleiten.
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Die Funktransponder werden somit neben der primären Ortungsfunktion (Aussendung regelmäßiger kurzer Funksignale an feste Ankerstationen) zusätzlich mit einem sicheren Signalausgang an die Maschinensteuerung und indirekt an den optischen Sicherheitssensor ausgestattet. Auf diesem Weg kann ein sicherer Kommunikationskanal zwischen den ortsauflösenden Sensoren bzw. lokalen Absicherungssensoren und dem Funkortungssystem bzw. zentralen Lokalisierungssystem etabliert werden und es können weitere Sicherheitsfunktionen an zentraler Stelle implementiert werden. In diesem Fall soll die zentrale Sicherheitsfunktion eine sichere „Standby“-Funktion für die ortsauflösenden Sensoren sein.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Funkortungssystem ein Ultrabreitband-Funkortungssystem, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz ist, wobei die Sendeenergie pro Funkstation maximal 0,5 mW beträgt.
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Eine absolute Bandbreite beträgt bei einem Ultrabreitband-Funkortungssystem wenigstens 500 MHz oder eine relative Bandbreite beträgt mindestens 20% der zentralen Frequenz.
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Die Reichweite eines derartigen Funkortungssystems beträgt beispielsweise 0 bis 50 m. Dabei wird die kurze zeitliche Dauer der Funkpulse für die Ortung benutzt.
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Das Funkortungssystem sendet damit nur Funkwellen mit einer niedrigen Energie aus. Das System ist sehr flexibel einsetzbar und weist keine Interferenzen auf.
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Neben dem genannten UWB-Ortungssystem könnte auch eine andere Funktechnologie zur Ortung eingesetzt werden.
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Die Verbindung der Ortungs- und Kommunikationsfunktion im UWB-System könnte auch auf zwei getrennte Systeme aufgeteilt werden. Zum Beispiel ist es vorgesehen, dass das UWB-System nur die Ortung übernimmt und ein zusätzliches WLAN-Netz zur Datenübertragung verwendet wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor ein optoelektronischer Sensor.
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Bei einem optoelektronischen Sensor, beispielsweise einem Lichtlaufzeitsensor wird das von einem Lichtsender ausgesendete Licht, welches von der Person oder dem Objekt remittiert wird von einem Lichtempfänger empfangen und die Lichtlaufzeit vom Aussenden bis zum Empfangen von der Person oder dem Objekt wird ausgewertet, wodurch die Entfernung zu der Person oder dem Objekt bestimmt werden kann. Dabei handelt es sich um eine Ortung, nämlich beispielsweise der Bestimmung von Entfernung und Winkel.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor ein Ultraschallsensor oder ein Radarsensor.
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Ein Ultraschallsensor sendet Ultraschall aus und wertet die reflektierten Schallwellen, also die Echosignale aus. Dabei werden Frequenzen ab 16 kHz verwendet. Dabei können Detektionsreichweiten von wenigen Zentimetern bis vielen Metern realisiert werden.
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Ein Radarsensor ist ein Sensor, der ein sogenanntes Primärsignal als gebündelte elektromagnetische Welle aussendet, die von Personen oder Objekten reflektierten Echos als Sekundärsignal empfängt und nach verschiedenen Kriterien auswertet. Dabei handelt es sich um eine Ortung, nämlich beispielsweise der Bestimmung von Entfernung und Winkel.
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Aus den empfangenen, von der Person oder dem Objekt reflektierten Wellen können Positionsinformationen bzw. die Position gewonnen werden. Wie bereits erwähnt, kann der Winkel bzw. die Richtung zum Objekt und die Entfernung zur Person oder dem Objekt aus der Zeitverschiebung zwischen Senden und Empfangen des Signals ermittelt werden. Weiter kann auch die Relativbewegung zwischen Sender und Person bzw. Objekt festgestellt werden, beispielsweise durch eine einfache Mehrfachmessung in zeitlichen Abständen. Das Aneinanderreihen einzelner Messungen liefert die Wegstrecke und die Absolutgeschwindigkeit des Objektes. Bei entsprechender Auflösung des Radarsensors können Konturen der Person bzw. des Objektes erkannt werden.
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Eine Abstrahlung von dem Radarsensor erfolgt beispielsweise aufgrund des Antennenentwurfs weitgehend gebündelt in eine Richtung. Die Strahlungscharakteristik der Antenne hat dann eine sogenannte Keulenform.
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Die Wellenlänge des Radars liegt im Bereich der Funkwellen im Kurz- bis Mikrowellenbereich. Ein Pulsradarsensor sendet Impulse mit einer typischen Dauer im unteren Mikrosekundenbereich und wartet dann auf Echos. Die Laufzeit des Impulses ist die Zeit zwischen dem Senden und dem Empfang des Echos. Sie wird zur Entfernungsbestimmung genutzt.
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Eine Richtung des Abtaststrahles eines Impulsradarsensors kann statt durch die Ausrichtung der Antenne bzw. der Antennen auch elektronisch durch phasengesteuerte Antennenarrays bewirkt werden. Damit können in schnellem Wechsel mehrere Objekte angepeilt und quasi simultan verfolgt werden.
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Der Radarsensor arbeitet mit einer Leistung von beispielsweise ca. 10 mW. Diese Leistung ist so gering, dass keine gesundheitlichen Auswirkungen bestehen. Die für diese Anwendung zugelassene Radarfrequenz liegt beispielsweise im Bereich von 76-77 GHz, entsprechend einer Wellenlänge von etwa 4 mm.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor zur mindestens flächigen Überwachung eines Überwachungsbereiches bzw. Schutzfeldes ausgebildet.
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Der ortsauflösende Sensor zur mindestens flächigen Überwachung eines Überwachungsbereiches ist ein Sensor zur Entfernungsmessung. Der Entfernungssensor liefert Entfernungswerte im mindestens zweidimensionalen Raum. Dabei gibt der Sensor Messwerte mit Distanzangaben und Winkelangaben aus. Beispielsweise wird die Entfernung mittels Lichtlaufzeitverfahren oder Triangulationsverfahren ermittelt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor zur mindestens räumlichen Überwachung eines Überwachungsbereiches bzw. Schutzbereichs ausgebildet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der optoelektronische Sensor ein Laserscanner, ein Sicherheitslaserscanner, eine 3D-Kamera, eine Stereokamera oder eine Lichtlaufzeitkamera.
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Zur Positionserfassung überwacht der ortsauflösende Sensor, der Laserscanner, der Sicherheitslaserscanner, die 3D-Kamera, die Stereokamera oder die Lichtlaufzeitkamera einen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Überwachungsbereich bzw. Schutzfeld bzw. eine Messdatenkontur. Dabei kann es sich auch synonym um ein Überwachungsfeld handeln.
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In der Sicherheitstechnik eingesetzte Sicherheitssysteme müssen besonders zuverlässig und eigensicher arbeiten und deshalb hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen, beispielsweise die Norm EN13849 für Maschinensicherheit und die Gerätenorm EN61496 für berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS).
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Zur Erfüllung dieser Sicherheitsnormen sind eine Reihe von Maßnahmen zu treffen, wie beispielsweise sichere elektronische Auswertung durch redundante und/oder diversitäre Elektronik oder verschiedene Funktionsüberwachungen, speziell die Überwachung der Verschmutzung optischer Bauteile einschließlich einer Frontscheibe. Ein Sicherheitslaserscanner entsprechend derartigen Normen ist beispielsweise aus der
DE 43 40 756 A1 bekannt.
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Der Begriff ‚funktional sicher‘ ist im Sinne der genannten oder vergleichbaren Normen zu verstehen, es sind also Maßnahmen ergriffen, um Fehler bis zu einem spezifizierten Sicherheitsniveau zu beherrschen. Das Sicherheitssystem kann daher eigensicher ausgebildet sein. Das Sicherheitssystem und/oder mindestens ein sicherer Sensor erzeugen zudem nicht sichere Daten, wie Rohdaten, Punktwolken oder dergleichen. Nicht sicher ist der Gegenbegriff zu sicher, für nicht sichere Geräte, Übertragungswege, Auswertungen und dergleichen und dabei sind demnach die genannten Anforderungen an eine Fehlersicherheit nicht erfüllt.
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Eine 3D-Kamera überwacht beispielsweise ebenfalls einen Überwachungsbereich bzw. Schutzbereich mittels einer Vielzahl von erfassten Distanzwerten. Eine 3D-Kamera hat den Vorteil, dass ein volumenartiger Schutzbereich überwacht werden kann.
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Eine Stereokamera überwacht beispielsweise ebenfalls einen Überwachungsbereich bzw. Schutzbereich mittels einer Vielzahl von erfassten Distanzwerten. Die Distanzwerte werden auf Basis der zwei Kameras der Stereokamera ermittelt, die in einem Basisabstand zueinander montiert sind. Eine Stereokamera hat ebenso den Vorteil, dass ein volumenartiger Schutzbereich überwacht werden kann.
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Mittels einer Lichtlaufzeitkamera werden Distanzwerte aufgrund der gemessenen Lichtlaufzeit ermittelt, welche von einem Bildsensor ermittelt werden. Eine Lichtlaufzeitkamera hat ebenso den Vorteil, dass ein volumenartiger bzw. räumlicher Schutzbereich überwacht werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
- 1 bis 4 jeweils ein Sicherheitssystem.
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In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Sicherheitssystem 1 zur Lokalisierung einer Person 2 und/oder eines Objektes 8, mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 3, mit mindestens einem Funkortungssystem 4 zur Positionsbestimmung der Person 2 und/oder des Objektes 8, mit mindestens einem ortsauflösenden Sensor 7 zur Anwesenheitsbestimmung der Person 2 und/oder des Objektes 8 in einem Schutzfeld des ortsauflösenden Sensors 7, wobei das Funkortungssystem 4 angeordnete Funkstationen 5 aufweist, wobei an der Person 2 und/oder dem Objekt 8 mindestens ein Funktransponder 6 angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem 4 Positionsdaten der Person 2 und/oder des Objektes 8 ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen 5 des Funkortungssystems 4 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelbar sind, und mittels dem ortsauflösenden Sensor 7 Statusinformationen zum Schutzfeld ermittelbar sind, wobei die Statusinformationen zum Schutzfeld von dem ortsauflösenden Sensor 7 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funkortungssystems 4 und die Statusinformationen des ortsauflösenden Sensors 7 auszuwerten und wenn eine Person 2 und/oder ein Objekt 8 von dem Funkortungssystem 4 ermittelt werden, die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist den ortsauflösenden Sensor 7 in einen uneingeschränkten Betrieb mit nicht reduziertem Detektionsvermögen zu versetzen und wenn keine Person 2 und/oder kein Objekt 8 von dem Funkortungssystem 4 ermittelt werden die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist den ortsauflösenden Sensor 7 in einen eingeschränkten Betrieb mit reduziertem Detektionsvermögen zu versetzen.
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Das Sicherheitssystem 1 enthält die Kombination eines übergeordneten Funkortungssystems 4 bzw. des sicheren Lokalisierungssystems und des genannten ortsauflösenden Sensors 7 bzw. dezentralen Absicherungssensoren mit dem Zweck, diese nur dann zu aktivieren, wenn das Funkortungssystem 4 bzw. das Lokalisierungssystem die Annäherung einer Person 2 und/oder eines Objektes 8 registriert.
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Das Sicherheitssystem 1 basiert darauf, dass in einer Fertigungsanlage oder einem Logistikzentrum neben den lokal angebrachten ortsauflösenden Sensoren 7 bzw. Sicherheitssensoren zusätzlich ein Funkortungssystem 4 bzw. sicheres Lokalisierungssystem installiert ist, dass die Positionen der anwesenden Personen 2, Objekte 8 bzw. von mobilen Maschinen mit einer Genauigkeit von rund einem Meter oder genauer ermittelt. Zu diesem Zweck sind alle Personen 2, Objekte 8 und/oder mobile Maschinen mit mindestens einem Funktransponder 6 versehen.
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Das sichere Funkortungssystem 4 ermittelt und verfolgt die Aufenthaltsorte aller Personen 2 und/oder Objekte 8 im Erfassungsumfeld. Es veranlasst beispielsweise die ortsauflösenden Sensoren 7, die sich in der näheren Umgebung von Personen 2 und/oder Objekte 8 befinden, aus einem Standby-Betrieb „aufzuwachen“ und beispielsweise mit hoher bzw. höherer Frequenz und kürzerer bzw. kurzer Ansprechzeit ihre Umgebung zu überwachen. Ortsauflösende Sensoren 7, die sich nicht in der näheren Umgebung von Personen 2 und/oder Objekten 8 befinden, werden beispielsweise dazu veranlasst in den Standby-Betrieb zu wechseln.
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Die Signale zum Statuswechsel des Betriebes können beispielsweise auch vom sicheren Funkortungssystem 4 von der Steuer- und Auswerteeinheit 3 bzw. von einem zentralen RTLS-Server 17 über die Funkstationen 5 bzw. Ankerstationen an die Funktransponder 6 gesendet werden. Diese leiten das Signal beispielsweise über eine sichere Schnittstelle entweder über einen Umweg einer Sicherheitssteuerung, beispielsweise an einem Fahrzeug oder an einer Maschine, an die ortsauflösenden Sensoren 7 weiter oder auf direktem Weg.
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Grundsätzlich könnte gemäß 2 auch der Funktransponder 6 eine Abschaltung eines Objekts beispielsweise eines mobilen Objekts, eines mobilen Fahrzeugs und/oder einer Maschine 16 direkt vornehmen. Allerdings ist dieser Abschaltmechanismus beispielsweise langsamer als der Abschaltmechanismus über die ortsauflösenden Sensoren 7. Insofern stellen die ortsauflösenden Sensoren 7 hier also eine Fallback-Lösung für den Fehlerfall dar. Und schließlich können die ortsauflösenden Sensoren 7 mit ihrer hochwertigen Datengrundlage weitere Funktionen erfüllen, wie beispielsweise eine Navigation, eine Objekterkennung, oder ähnliches und stellen aufgrund ihrer Komplementarität eine sinnvolle Ergänzung zum Funkortungssystem 4 dar.
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Es ist aber gleichermaßen möglich auf Grundlage der kombinierten Erfassungsdaten von ortsauflösenden Sensoren 7 und Funkortungssystem 4 eine Aufmerksamkeitssteuerung für die ortsauflösenden Sensoren 7 oder eine dynamische Funktionsumschaltung vorzunehmen. Ist beispielsweise keine Person 2 in der Nähe eines Überwachungsbereiches kann ein Objekt 8 eine höhere Geschwindigkeit aufweisen oder fahren oder bei den ortsauflösenden Sensoren 7 kann eine Verwendung von Warnfeldern statt Schutzfeldern erfolgen.
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Gleichermaßen kann der hier beschriebene Mechanismus als Rückfall-Option für den Ausfall des übergeordneten Funkortungssystems 4 verwendet werden. In dem Fall wurde bei einwandfreier Funktion des Funkortungssystems 4 zyklisch ein Standby-Signal an die lokalen ortsauflösenden Sensoren 7 gesendet. Lediglich wenn ein Fehler auftritt, werden die lokalen ortsauflösenden Sensoren 7 reaktiviert bzw. ,geweckt` und übernehmen die Sicherheitsfunktion.
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Eine weitere Maßnahme ist beispielsweise eine gezielte Zuschaltung von ortsauflösenden Sensoren 7 zur Erhöhung der Redundanz, Diversität oder Genauigkeit einer Erfassungsaufgabe in speziellen Situationen. Wenn ein Sicherheitslevel des Funkortungssystems 4 zum Beispiel einem mittleren Niveau entspricht, die Risikovermeidung in unmittelbarer Nähe einer Person 2 aber ein höheres Niveau erfordert, dann kann durch Zuschalten ortsauflösenden Sensoren 7 die Zuverlässigkeit weiter erhöht werden.
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Die Funkstationen 5 dienen zur funkbasierten Kommunikation und Laufzeitmessung mit den ortsveränderlichen Funktranspondern 6 und zur Weiterleitung einer Kommunikation und von Laufzeitmesswerten an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 bzw. den RTLS-Server 17.
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Die Steuer- und Auswerteeinheit 3 bzw. ein zentraler RTLS-Server 17, empfängt die gemessenen Signallaufzeiten und ermittelt daraus Positionswerte der vorhandenen Funktransponder 6.
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Die Ortung der Funktransponder 6 erfolgt durch Laufzeitmessungen von Funksignalen, die zyklisch zwischen den Funktranspondern 6 und mehreren festen Funkstationen 5 ausgetauscht werden.
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Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor 7 in einen Energiesparmodus versetzbar. Das bedeutet vorteilhaft, dass die lokalen ortsauflösenden Sensoren 7 bzw. Absicherungssensoren in einen energiesparenden Standby-Betrieb wechseln, solange sich keine Person 2 oder Objekt 8 in der näheren Umgebung befindet.
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Der energiesparende Zustand des lokalen ortsauflösenden Sensors 7 wird im Allgemeinen nicht durch Trennung der Spannungsversorgung erzeugt, da es zu lange dauern würde, den normalen Betriebszustand wiederherzustellen. Vorgesehen sind beispielsweise die Abschaltung oder Reduktion der Beleuchtung, die Verlangsamung der Auswerteprozessoren, die Stilllegung einzelner Funktionsblöcke und/oder das Aussetzen von zyklischen Diagnosefunktionen.
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Beispielsweise ist gemäß 3 eine erste Überprüfungseinheit 9 vorgesehen, wobei die erste Überprüfungseinheit 9 mit der Steuer- und Auswerteeinheit 3 verbunden ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 von der ersten Überprüfungseinheit 9 überprüft wird.
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Die erste Überprüfungseinheit 9 bzw. ein sicherer RTLS Watchdog Controller, überwacht die Steuer- und Auswerteeinheit 3, wobei die erste Überprüfungseinheit 9 beispielsweise die bestimmten Positionsdaten plausibilisiert, Umschaltsignale für einen Sicherheitsstatus der einzelnen Funktransponder 6 sendet oder beispielsweise abhängig von der Situation Überprüfungseinheit-Rücksetzsignale an die Funktransponder 6 initiiert.
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Beispielsweise sind eine Vielzahl von Funktranspondern 6 vorgesehen, beispielsweise an allen ortsveränderlichen Maschinen und/oder Personen 2 und ggf. auch an stationären Maschinen.
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Weiter erfolgt beispielsweise eine Übermittlung von Positions-, Status- und Diagnoseinformationen an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 und an die erste Überprüfungseinheit 9.
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Um diese Funktionen ausführen zu können, weisen die Funktransponder 6 beispielsweise eine bidirektionale Kommunikation mit der ersten Überprüfungseinheit 9 auf.
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Die erste Überprüfungseinheit 9 überprüft die Plausibilität der ermittelten Positionsdaten und versendet bei Erkennung von Fehlern oder unplausiblen Messwerten Signale zum Umschalten eines Sicherheitsstatus des betreffenden Funktransponders 6.
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Beispielsweise ist eine zweite Überprüfungseinheit 10 im ortsauflösenden Sensor 7 angeordnet, wobei die zweite Überprüfungseinheit 10 mit dem ortsauflösenden Sensor 7 verbunden ist, wobei der ortsauflösenden Sensor 7 von der zweiten Überprüfungseinheit 10 überprüft wird.
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Zu diesem Zweck wird der ortsauflösende Sensor 7 mit der zweiten Überprüfungseinheit 10 bzw. einem Watchdog-Timer ausgestattet, der den ortsauflösenden Sensor 7 nach einer festgelegten Zeit automatisch in den uneingeschränkten Betrieb bzw. Normalzustand zurückversetzt, sofern nicht das Signal eintrifft, dass der ortsauflösende Sensor 7 im eingeschränkten Betrieb bzw. im Standby-Zustand verbleiben kann. Ein Verbindungsabriss kann damit nicht mehr zu einer Gefährdung führen. Ähnliche Maßnahmen sind vorgesehen, um Fehlerfälle wie zum Beispiel die fehlerhafte Wiederholung von Signalen zu beherrschen.
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Die Zeitgeber der Überprüfungseinheiten werden im Normalfall, wenn keine Gefährdung vorliegt, zyklisch über ein Reset-Signal von der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. vom ortsauflösenden Sensor bzw. vom Funktransponder zurückgesetzt bzw. neu eingestellt. Der Zeitgeber der Funktransponder kann individuell für jeden Funktransponder und in Abhängigkeit der Situation unterschiedlich eingestellt werden kann.
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Beispielsweise ist gemäß 4 eine dritte Überprüfungseinheit 11 im Funkortungssystem 4 bzw. im Funktransponder 6 angeordnet, wobei die dritte Überprüfungseinheit 11 mit der Funkortungssystem 4 verbunden ist, wobei das Funkortungssystem 4 von der dritten Überprüfungseinheit 11 überprüft wird.
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Beispielsweise ist die Steuer- und Auswerteeinheit 3 im Funktransponder 6 angeordnet. Dadurch kann die beschriebene Auswertung direkt im Funktransponder 6 durchgeführt werden. Damit kann eine Steuerung direkt von dem Funktransponder 6 dezentral erfolgen. Dadurch werden Signalwege verkürzt und vereinfacht.
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Beispielsweise weist der Funktransponder 6 mindestens einen sicherheitsgerichteten Ausgang 12 auf. Der Funktransponder gibt über den sicherheitsgerichteten Ausgang 12 bzw. über eine Sicherheitsschnittstelle ein sicheres Ausgangssignal aus, insbesondere an das Fahrzeug 15, die Maschine 16 oder das Objekt. Beispielsweise wird das Fahrzeug 15 daraufhin abgebremst, verlangsamt oder gar gestoppt. Eine Maschine 16 kann beispielsweise daraufhin verlangsamt werden oder ebenfalls gestoppt werden.
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Über die sicheren Schaltausgänge 12 bzw. die Sicherheitsschnittstelle erfolgt eine Ausgabe sicherheitsrelevanter Signale an das Objekt, das Fahrzeug 15 und/oder die Maschine 16.
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Insbesondere der Funktransponder 6 mit dem sicheren Schaltausgang 12 erlaubt die direkte Einwirkung auf das Objekt 8, das Fahrzeug 15 oder die Maschine 16 und umgeht die Notwendigkeit über eine übergeordnete Maschinensteuerung Risikominderungsmaßnahmen einzuleiten.
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Die Funktransponder 6 werden somit neben der primären Ortungsfunktion (Aussendung regelmäßiger kurzer Funksignale an feste Ankerstationen) zusätzlich mit einem sicheren Signalausgang 12 an die Maschinensteuerung und indirekt an den ortsauflösenden Sensor 7 ausgestattet. Auf diesem Weg kann ein sicherer Kommunikationskanal zwischen den ortsauflösenden Sensoren 7 bzw. lokalen Absicherungssensoren und dem Funkortungssystem 4 bzw. zentralen Lokalisierungssystem etabliert werden und es können weitere Sicherheitsfunktionen an zentraler Stelle implementiert werden. In diesem Fall soll die zentrale Sicherheitsfunktion eine sichere „Standby“-Funktion für die ortsauflösenden Sensoren 7 sein.
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Beispielsweise ist das Funkortungssystem 4 ein Ultrabreitband-Funkortungssystem, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz ist, wobei die Sendeenergie pro Funkstation maximal 0,5 mW beträgt.
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Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor 7 ein optoelektronischer Sensor 13. Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor ein Ultraschallsensor oder ein Radarsensor. Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor 7 zur mindestens flächigen Überwachung eines Überwachungsbereiches ausgebildet.
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Der ortsauflösende Sensor 7 zur mindestens flächigen Überwachung eines Überwachungsbereiches ist beispielsweise ein Sensor zur Entfernungsmessung. Der Entfernungssensor liefert Entfernungswerte im mindestens zweidimensionalen Raum. Dabei gibt der Sensor Messwerte mit Distanzangaben und Winkelangaben aus. Beispielsweise wird die Entfernung mittels Lichtlaufzeitverfahren oder Triangulationsverfahren ermittelt.
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Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor 7 zur mindestens räumlichen Überwachung eines Überwachungsbereiches ausgebildet.
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Beispielsweise ist der optoelektronische Sensor 13 ein Laserscanner, ein Sicherheitslaserscanner, eine 3D-Kamera, eine Stereokamera oder eine Lichtlaufzeitkamera.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sicherheitssystem
- 2
- Person
- 3
- Steuer- und Auswerteeinheit
- 4
- Funkortungssystem
- 5
- Funkstationen
- 6
- Funktransponder
- 7
- ortsauflösender Sensor
- 8
- Objekt
- 9
- erste Überprüfungseinheit
- 10
- zweite Überprüfungseinheit
- 11
- dritte Überprüfungseinheit
- 12
- sicherheitsgerichteter Ausgang/sichere Schaltausgänge
- 13
- optoelektronischer Sensor
- 14
- Laserscanner
- 15
- Fahrzeug
- 16
- Maschine
- 17
- RTLS-Server
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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