DE202017102922U1

DE202017102922U1 - Access protection system

Info

Publication number: DE202017102922U1
Application number: DE202017102922.0U
Authority: DE
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2018-08-17
Anticipated expiration: 2027-05-16

Abstract

Zugangsabsicherungssystem für die Überwachung des Zugangs von Objekten zu einem Überwachungsbereich (20a, 20b),mit wenigstens einem ersten optoelektronischen Sensor (18a, 18b), welcher zum Erkennen eines Eindringens eines Objekts in den Überwachungsbereich (20a, 20b) eingerichtet ist,mit wenigstens einem zweiten optoelektronischen Sensor (24), welcher zur ortsauflösenden Überwachung eines dem Überwachungsbereich (20a, 20b) vorgelagerten Vorfeldes (22) eingerichtet ist, undmit einer Auswerteeinheit, welche mit dem ersten und dem zweiten Sensor (18a, 18b, 24) in Signalkommunikation steht, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, beim Eindringen eines Objekts in den Überwachungsbereich (20a, 20b) eine Sicherheitsfunktion auszulösen, und die Sicherheitsfunktion dann zu unterdrücken, wenn das eindringende Objekt als ein zugelassenes Objekt klassifiziert wird,dadurch gekennzeichnet,dass die Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet ist,aufgrund von Signalen, welche von dem zweiten Sensor (24) empfangen wurden, eine Kontur eines in das Vorfeld (22) eindringenden Objekts zu erfassen und eine Position der Kontur in dem Vorfeld (22) zu ermitteln,die erfasste Kontur mit zumindest einer vorgegebenen Referenzkontur und die ermittelte Position der erfassten Kontur mit einer zugehörigen Referenzposition (30) dieser Referenzkontur in dem Vorfeld (22) zu vergleichen, unddas eindringende Objekt nur dann als ein zugelassenes Objekt zu klassifizieren, wenn die erfasste Kontur der Referenzkontur entspricht und wenn die ermittelte Position der erfassten Kontur der zugehörigen Referenzposition (30) entspricht.An access security system for monitoring the access of objects to a surveillance area (20a, 20b), comprising at least a first opto-electronic sensor (18a, 18b) arranged to detect an intrusion of an object into the surveillance area (20a, 20b), comprising at least one second optoelectronic sensor (24), which is set up for spatially resolving monitoring of a front-end area (22) upstream of the monitoring area (20a, 20b), and with an evaluation unit, which is in signal communication with the first and the second sensor (18a, 18b, 24), wherein the evaluation unit is set up to trigger a security function when an object enters the surveillance area (20a, 20b), and to suppress the security function if the intruding object is classified as an authorized object, characterized in that the evaluation unit is further configured to do so is, due to signals which from the z wide sensor (24) were received to detect a contour of an entering into the apron (22) object and to determine a position of the contour in the apron (22), the detected contour with at least one predetermined reference contour and the determined position of the detected contour with an associated reference position (30) of this reference contour in the apron (22), and classifying the penetrating object as an approved object only if the detected contour corresponds to the reference contour and if the determined position of the detected contour of the associated reference position (30 ) corresponds.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zugangsabsicherungssystem für die Überwachung des Zugangs von Objekten zu einem Überwachungsbereich, mit wenigstens einem ersten optoelektronischen Sensor, welcher zum Erkennen eines Eindringens eines Objekts in den Überwachungsbereich eingerichtet ist, mit wenigstens einem zweiten optoelektronischen Sensor, welcher zur ortsauflösenden Überwachung eines dem Überwachungsbereich vorgelagerten Vorfeldes eingerichtet ist, und mit einer Auswerteeinheit, welche mit dem ersten und dem zweiten Sensor in Signalkommunikation steht, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, beim Eindringen eines Objekts in den Überwachungsbereich eine Sicherheitsfunktion auszulösen, und die Sicherheitsfunktion dann zu unterdrücken, wenn das eindringende Objekt als ein zugelassenes Objekt klassifiziert wird.The present invention relates to an access security system for monitoring the access of objects to a surveillance area, comprising at least a first optoelectronic sensor, which is arranged for detecting an intrusion of an object into the surveillance area, with at least one second optoelectronic sensor, which is used for the spatially resolving surveillance of a Monitoring unit upstream apron is set up, and with an evaluation unit which is in signal communication with the first and the second sensor, wherein the evaluation unit is adapted to trigger a security function when an object enters the surveillance area, and to suppress the security function when the invading object is classified as an approved object.

Insbesondere mit der zunehmenden Automatisierung von Fertigungsprozessen gewinnen Zugangsabsicherungssysteme zunehmend an Bedeutung. Roboter und andere selbsttätig arbeitende Maschinen stellen in der Regel ein erhebliches Gefährdungspotential für menschliches Personal dar, so dass sichergestellt werden muss, dass das Personal nicht in eine durch den Arbeitsbereich einer Maschine oder eines Roboters definierte Gefährdungszone eindringen kann, ohne eine Sicherheitsfunktion, z.B. eine Schutzabschaltung der Maschine oder des Roboters, auszulösen. Dies wird in der Regel durch Verwendung von optoelektronischen Sensoren, insbesondere Lichtschranken oder Lichtgittern zur Überwachung der Grenzen des Gefährdungs- oder Überwachungsbereiches oder Sicherheitslaserscannern zur Überwachung des gesamten Gefährdungs- oder Überwachungsbereiches erreicht, die die Gefahrenquelle deaktivieren, wenn eine Person oder ein Objekt in den definierten Überwachungsbereich eindringt.Particularly with the increasing automation of manufacturing processes, access protection systems are becoming increasingly important. Robots and other self-propelled machines typically pose a significant hazard to human personnel, so that it must be ensured that personnel can not enter a hazardous zone defined by the working area of a machine or robot without a safety function, e.g. a protective shutdown of the machine or the robot to trigger. This is usually achieved by using optoelectronic sensors, in particular light barriers or light grids to monitor the limits of the danger or monitoring area or safety laser scanners for monitoring the entire hazard or monitoring area, disable the source of danger when a person or an object in the defined Surveillance area penetrates.

Problematisch bei diesem Ansatz ist jedoch, dass bei einer Vielzahl von Anwendungen durchaus eine gewünschte Situation eintreten kann, in der einerseits für ein zugelassenes Objekt ein Eindringen in den definierten Überwachungsbereich erfolgen soll, andererseits aber die den Durchsatz reduzierende Unterbrechung des Maschinen- oder Roboterbetriebs durch die Sicherheitsfunktion weder notwendig noch erwünscht ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Gabelstapler verwendet wird, um Fertigungsteile oder anderes Ladegut anzuliefern oder abzuholen.The problem with this approach, however, is that in a variety of applications quite a desired situation may occur, on the one hand for an approved object to penetrate the defined monitoring area, but on the other hand, the throughput reducing interruption of the machine or robot operation by the Safety function is neither necessary nor desirable. This is the case, for example, when a forklift truck is used to deliver or pick up production parts or other cargo.

Eine bekannte Lösung für dieses Problem besteht darin, Induktionsschleifen im Boden der entsprechenden Fertigungshalle anzuordnen. Wenn die Induktionsschleifen von einem Gabelstapler überfahren werden, wird ein Signal ausgesendet, das zu einer zeitweiligen Überbrückung der Sicherheitsfunktion führt. Diese Vorgehensweise führt jedoch zu einer Reihe praktischer Probleme.A known solution to this problem is to arrange induction loops in the floor of the corresponding production hall. If the induction loops are run over by a forklift truck, a signal is sent out resulting in a temporary bypass of the safety function. However, this approach leads to a number of practical problems.

So sind Installation, Reparatur und Wartung der Induktionsschleifen teuer und mit hohem Aufwand verbunden. Zudem gibt es Interferenzeffekte zwischen verschiedenen Induktionsschleifen. Weiterhin arbeiten Induktionsschleifen in stark mit Stahl armierten Böden nicht zuverlässig. Ferner ist in Umgebungen, in denen metallische Gegenstände transportiert werden, z.B. in Brauereien, in denen Metallfässer Verwendung finden, eine fälschliche Überbrückung der Sicherheitsfunktion nicht auszuschließen.So installation, repair and maintenance of the induction loops are expensive and associated with high costs. There are also interference effects between different induction loops. Furthermore, induction loops do not work reliably in heavily steel-reinforced floors. Further, in environments in which metallic articles are transported, e.g. In breweries where metal kegs are used, it is impossible to rule out a false bridging of the safety function.

Schließlich sind derartige Lösungen manipulationsanfällig, so dass unter Umständen die Sicherheitsfunktion in unzulässiger Weise überbrückt wird, was ein erhebliches Gefährdungspotential für das Personal in sich birgt.Finally, such solutions are susceptible to manipulation, so that under certain circumstances, the safety function is bridged in an inadmissible manner, which entails a significant risk potential for the staff in itself.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass trotz einer an sich zulässigen Betriebssituation, z.B. einer ordnungsgemäßen Materialanlieferung, die Überbrückung der Sicherheitsfunktion nicht ausgelöst wird, was zu einem außerplanmäßigen Stillstand des zu schützenden Prozesses führt. Um einen solchen Stillstand zu beenden, müssen entsprechende Rücksetzeinrichtungen, beispielsweise seilzugbetätigte Schalter, vorgesehen werden, die oftmals schwierig zu installieren und/oder anfällig für Beschädigungen sind.Another problem is that despite a per se permissible operating situation, e.g. a proper delivery of materials, the bridging of the safety function is not triggered, resulting in an unscheduled shutdown of the process to be protected. To end such a stoppage, appropriate reset means, such as cable operated switches, must be provided, which are often difficult to install and / or susceptible to damage.

Ebenfalls bekannt ist es, Objekte, deren Eindringen in den Überwachungsbereich nicht zum Auslösen der Sicherheitsfunktion führen soll, so zu markieren, dass sie mit Hilfe einer Reflexionslichtschranke identifiziert werden können. Liegt beim Eindringen in den Überwachungsbereich oder in ein dem Überwachungsbereich vorgelagertes Vorfeld gleichzeitig ein Erkennungssignal der Reflexionslichtschranke vor, so wird die Sicherheitsfunktion überbrückt. Diese Vorgehensweise erfordert aber nicht nur das Vorsehen einer zusätzlichen Reflexionslichtschranke, was kostenintensiv ist, sondern ist im realen Arbeitsumfeld, in dem es leicht zu Verschmutzungen von Reflexionselementen kommen kann, auch fehleranfällig.It is also known to mark objects whose penetration into the surveillance area should not lead to the triggering of the safety function in such a way that they can be identified with the aid of a reflection light barrier. If a detection signal of the reflection light barrier is present at the same time as it penetrates into the surveillance area or into an area ahead of the surveillance area, the safety function is bypassed. However, this approach not only requires the provision of an additional reflection light barrier, which is expensive, but is also prone to errors in the real work environment in which it can easily come to contamination of reflective elements.

Ein gattungsgemäßes Zugangsabsicherungssystem ist beispielsweise in EP 2 249 075 B1 beschrieben. Dort schließt sich dem Überwachungsbereich ein erstes und ein zweites Warnfeld an, wobei das Auslösen einer Sicherheitsfunktion dann unterdrückt wird, wenn zuvor ein Eindringen eines Objekts sowohl in das erste Warnfeld als auch in das zweite Warnfeld festgestellt wurde.A generic access protection system is, for example, in EP 2 249 075 B1 described. There, the monitoring area is followed by a first and a second warning field, the triggering of a safety function being suppressed if an object has previously been detected both in the first warning field and in the second warning field.

In DE 20 2013 100 591 U1 wird ein Zugangskontrollsystem beschrieben, bei dem für die Steuerung des Zugangs eines Objekts zu einem Portal ein optoelektronischer Sensor zur Erfassung der Bewegungsrichtung des Objekts und ein RFID-Lesegerät vorgesehen sind. Ein an dem Objekt angeordneter RFID-Tag enthält Informationen über die Zulässigkeit des Objekts.In DE 20 2013 100 591 U1 an access control system is described in which for the Controlling the access of an object to a portal an optoelectronic sensor for detecting the direction of movement of the object and an RFID reader are provided. An RFID tag arranged on the object contains information about the permissibility of the object.

Aus DE 10 2004 044 973 A1 ist ein Verfahren zur Kontrolle eines Überwachungsbereichs an Transporteinrichtungen für Gegenstände bekannt, bei dem mittels eines ortsauflösenden Sensors der Überwachungsbereich abgetastet wird, die Positionen von Objektpunkten im Überwachungsbereich bestimmt werden und in zumindest einer Teilmenge der bestimmten Positionen eine Kontursuche durchgeführt wird, indem diese Positionen rechnerisch daraufhin untersucht werden, ob innerhalb einer vorgebbaren Toleranz die betreffenden Objektpunkte auf zumindest einer hinsichtlich Form und/oder Länge vorgegebenen Modelllinie liegen, die wenigstens einem Teil einer Kontur eines im Überwachungsbereich zugelassenen Gegenstandes entspricht, wobei die Kontursuche unabhängig von der Lage der Positionen relativ zum Sensor durchgeführt wird.Out DE 10 2004 044 973 A1 For example, a method for controlling a surveillance area on article transport devices is known in which the surveillance area is scanned by means of a spatially resolving sensor, the positions of object points in the surveillance area are determined, and a contour search is performed in at least a subset of the determined positions, by arithmetic being followed by these positions It is examined whether, within a predefinable tolerance, the relevant object points lie on at least one model line predetermined in terms of shape and / or length, which corresponds to at least part of a contour of an object authorized in the monitoring area, wherein the contour search is performed independently of the position of the positions relative to the sensor becomes.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Zugangsabsicherungssystem bereitzustellen.It is the object of the invention to provide an improved access security system.

Die Aufgabe wird durch ein Zugangsabsicherungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by an access security system having the features of claim 1.

Es wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet ist, aufgrund von Signalen, welche von dem zweiten Sensor empfangen wurden, eine Kontur eines in das Vorfeld eindringenden Objekts zu erfassen und eine Position der Kontur in dem Vorfeld zu ermitteln, die erfasste Kontur mit zumindest einer vorgegebenen Referenzkontur und die ermittelte Position der erfassten Kontur mit einer zugehörigen Referenzposition dieser Referenzkontur in dem Vorfeld zu vergleichen, und das eindringende Objekt nur dann als ein zugelassenes Objekt zu klassifizieren, wenn die erfasste Kontur der Referenzkontur entspricht und wenn die ermittelte Position der erfassten Kontur der zugehörigen Referenzposition entspricht.It is proposed that the evaluation unit is further configured to detect a contour of an object entering the apron on the basis of signals received from the second sensor and to determine a position of the contour in the apron, the detected contour with at least a predetermined reference contour and the determined position of the detected contour with an associated reference position of this reference contour in the apron, and to classify the penetrating object as an approved object only if the detected contour corresponds to the reference contour and if the determined position of the detected contour corresponds to the associated reference position.

Dem liegt der Gedanke zugrunde, die Sicherheitsfunktion nur dann zu unterdrücken, wenn ein in das Vorfeld eindringendes Objekt aufgrund einer Kontur dieses Objekts als zugelassenes Objekt erkannt wird, wobei als zusätzliches Kriterium diese Kontur, d.h. z.B. entsprechende, die Kontur definierende Referenzteile des Objekts sich an einer vorbestimmten Position, nämlich der Referenzposition befinden müssen. Die Referenzkontur kann beispielsweise durch die vier Räder eines Gabelstaplers definiert werden, d.h. die erfasste Kontur ergibt sich aus einem von dem zweiten optoelektronischen Sensor erzeugten Abtastmuster.This is based on the idea of suppressing the safety function only if an object entering the apron is recognized as an approved object due to a contour of this object, whereby as an additional criterion this contour, i. e.g. corresponding, the contour defining reference parts of the object must be located at a predetermined position, namely the reference position. The reference contour can be defined, for example, by the four wheels of a forklift, i. the detected contour results from a scanning pattern generated by the second optoelectronic sensor.

Die Referenzkontur, d.h. im Beispiel die Räder des Gabelstaplers, müssen sich innerhalb jeweiliger Referenzpositionen befinden. Dies können beispielsweise vier jeweilige rechteckige oder auch anders geformte Felder sein, innerhalb derer die Räder des erfassten Gabelstaplers lokalisiert werden müssen. Bei der Prüfung, ob die erfasste Kontur der Referenzkontur entspricht bzw. ob die ermittelte Position der zugehörigen Referenzposition entspricht, können selbstverständlich bestimmte Toleranzgrenzen zur Anwendung gelangen, um zu vermeiden, dass eine Unterdrückung der Sicherheitsfunktion nur deshalb unterbleibt, weil eine erfasste Kontur geringfügig von der Referenzkontur oder eine erfasste Position geringfügig von der Referenzposition abweicht.The reference contour, i. in the example the wheels of the forklift, must be within respective reference positions. This may be, for example, four respective rectangular or other shaped fields within which the wheels of the detected forklift must be located. When checking whether the detected contour corresponds to the reference contour or whether the determined position corresponds to the associated reference position, of course, certain tolerance limits can be used to avoid that a suppression of the safety function is omitted only because a detected contour slightly different from the Reference contour or a detected position slightly deviates from the reference position.

Es können eine oder auch mehrere vorgegebene Referenzkonturen bzw. entsprechende jeweils zugehörige Referenzpositionen in der Auswerteeinheit gespeichert sein, um zu gewährleisten, dass auch unterschiedliche Objekte, z.B. Gabelstapler unterschiedlicher Bauart, zuverlässig als zugelassene Objekte klassifiziert werden können.One or more predetermined reference contours or corresponding respectively associated reference positions may be stored in the evaluation unit in order to ensure that different objects, e.g. Forklift of different design, can be reliably classified as approved objects.

In dem vorliegenden Text ist der Begriff „Kontur“ nicht so zu verstehen, dass damit notwendigerweise zum Beispiel ein Profil eines Gegenstandes gemeint sei, obwohl damit der erfindungsgemäße Gedanke ebenfalls verwirklicht werden kann. Es kann aber auch ausreichen, dass zum Beispiel geprüft wird, ob sich an erwarteten Positionen Elemente des Gegenstandes befinden. Im Beispiel des Gabelstaplers kann zum Beispiel geprüft werden, ob sich vier Reifen an vier erwarteten Stellen im überwachten Raum befinden, wobei dann die Kontur durch die vier Reifen bestimmt wird. Die genaue Form der Reifen muss dazu nicht bekannt sein oder geprüft werden.In the present text, the term "contour" is not to be understood as necessarily meaning, for example, a profile of an object, although the idea according to the invention can thus also be realized. It may also be sufficient, for example, to check whether elements of the object are located at expected positions. For example, in the forklift example, it is possible to check if there are four tires at four expected locations in the monitored space, and then the contour is determined by the four tires. The exact shape of the tires need not be known or tested.

Die Sicherheitsfunktion kann insbesondere darin bestehen, eine überwachte Maschine oder einen überwachten Roboter zu stoppen oder in seiner Arbeitsgeschwindigkeit zu reduzieren. Alternativ oder zusätzlich kann auch lediglich ein Alarm ausgelöst werden.In particular, the safety function can be to stop a monitored machine or a monitored robot or reduce its operating speed. Alternatively or additionally, only an alarm can be triggered.

Vorteilhafterweise kann das Klassifizieren, ob das eindringende Objekt ein zugelassenes Objekt ist, umfassen, dass die erfasste Kontur darauf überprüft wird, ob diese ein oder mehrere Charakteristika der Referenzkontur aufweist, und ob sich das oder die Charakteristika der erfassten Kontur an einer jeweiligen vorgegebenen Referenzposition für das jeweilige Charakteristikum befinden. Dies erlaubt es beispielsweise, solche Merkmale der erfassten Kontur außer Acht zu lassen, die in der Referenzkontur nicht vorhanden sind oder absichtlich nicht berücksichtigt werden sollen. So könnten beispielsweise bezüglich des vorgenannten Beispiels nur die Vorderräder bei dem Kontur- bzw. Positionsvergleich berücksichtigt werden, obwohl auch den Hinterrädern entsprechende Merkmale in der erfassten Kontur vorhanden sind. Zudem erlaubt es diese Ausgestaltung, zufällig vorhandene Merkmale in der erfassten Kontur, beispielsweise herabhängende Kabel oder Teile des Ladeguts außer Betracht zu lassen.Advantageously, the classifying whether the penetrating object is an approved object may include checking the detected contour for whether it has one or more characteristics of the reference contour, and determining the characteristic (s) of the detected contour at a respective predetermined reference position the respective characteristic are. This makes it possible, for example, to disregard those features of the detected contour which are not present in the reference contour or which should not be deliberately taken into account. For example, regarding of the above example, only the front wheels are taken into account in the contour or position comparison, although the rear wheels also have corresponding features in the detected contour. In addition, this embodiment makes it possible to disregard coincidentally existing features in the detected contour, for example cables or parts of the load that are hanging down.

Vorteilhafterweise sind das eine oder die mehreren Charakteristika ein oder mehrere Teile, insbesondere Räder eines Fahrzeugs. Selbstverständlich können auch andere Charakteristika, beispielsweise die Beine einer Person oder andere Fahrzeugteile, beispielsweise die Aufbauten und/oder Zinken eines Gabelstaplers überprüft werden.Advantageously, the one or more characteristics are one or more parts, in particular wheels of a vehicle. Of course, other characteristics, such as the legs of a person or other vehicle parts, such as the bodies and / or tines of a forklift can be checked.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Sensor ein Laserscanner, insbesondere ein Sicherheitslaserscanner, oder eine Kamera. Derartige Sensoren sind besonders geeignet, die Objektkonturen und deren zugehörige Positionen zweidimensional und/oder auch dreidimensional zu erfassen.According to an advantageous embodiment of the invention, the second sensor is a laser scanner, in particular a security laser scanner, or a camera. Such sensors are particularly suitable for detecting the object contours and their associated positions two-dimensionally and / or three-dimensionally.

Vorteilhafterweise ist der zweite Sensor dazu ausgelegt, eine horizontale, insbesondere bodennahe Abtastfläche zu überwachen. Je nach Auslegung des zweiten Sensors kann auch ein dreidimensionaler Abtastbereich vorgesehen sein oder der Abtastbereich kann sich sektorförmig sowohl in lateraler als auch in vertikaler Richtung betrachtet und mit seiner Haupterstreckungsrichtung parallel zu einer abgetasteten Bodenfläche erstrecken.Advantageously, the second sensor is designed to monitor a horizontal, in particular ground-level scanning. Depending on the design of the second sensor, a three-dimensional scanning region may also be provided, or the scanning region may be sector-shaped both in the lateral and in the vertical direction and extend with its main extension direction parallel to a scanned bottom surface.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet, die Sicherheitsfunktion zusätzlich nur dann zu unterdrücken, wenn außer einem oder mehreren zugelassenen Objekten kein weiteres, nicht zugelassenes Objekt, insbesondere keine Person, in das Vorfeld eingedrungen ist. Insbesondere wird ein Erfassungssignal des zweiten Sensors nicht nur dahingehend ausgewertet, ob die eingangs erläuterte Übereinstimmung bezüglich der Kontur und der Position eines zugelassenen Objekts gegeben ist, sondern ob in dem Vorfeld gegebenenfalls auch unbekannte oder explizit als nicht zugelassen erkannte Konturen vorhanden sind bzw. sich diese Konturen, die gegebenenfalls auch an sich als zugelassen erkannt worden sind, an nicht zulässigen Positionen detektiert wurden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the evaluation unit is further configured to additionally suppress the safety function only if, in addition to one or more authorized objects, no further, unauthorized object, in particular no person, has entered the apron. In particular, a detection signal of the second sensor is evaluated not only as to whether the initially explained agreement with respect to the contour and the position of an approved object is given, but if in the apron also unknown or explicitly recognized as not allowed contours are present or these Outlines, which may have been recognized as approved, were detected at non-permissible positions.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steht die Auswerteeinheit ferner mit einem RFID-Lesegerät in Signalkommunikation, und die Auswerteeinheit ist ferner derart eingerichtet, dass das eindringende Objekt zusätzlich nur dann als ein zugelassenes Objekt klassifiziert wird, wenn das RFID-Lesegerät von einem an dem Objekt angeordneten RFID-Transponder einen zulässigen Berechtigungscode empfangen hat. Dadurch lässt sich die Sicherheit beim Unterdrücken der Sicherheitsfunktion zusätzlich erhöhen. So können beispielsweise Manipulationsversuche, bei denen etwa Fremdkörper mit ähnlicher Kontur wie die Referenzkontur an den Referenzpositionen angeordnet werden, um eine Überbrückung der Sicherheitsfunktion zu erreichen, unterbunden werden. Die RFID-Transponder können beispielsweise an einer Gabelspitze eines Gabelstaplers angeordnet werden.According to yet another advantageous embodiment, the evaluation unit is further in signal communication with an RFID reader, and the evaluation unit is further configured such that the penetrating object is additionally classified as an approved object only if the RFID reader of one on the object arranged RFID transponder has received a valid authorization code. As a result, the safety when suppressing the safety function can be additionally increased. Thus, for example, manipulation attempts in which, for example, foreign objects with a similar contour as the reference contour can be arranged at the reference positions in order to achieve a bridging of the safety function can be prevented. The RFID transponder can be arranged for example on a fork tip of a forklift.

Vorteilhafterweise ist in dem Vorfeld ein Annäherungskorridor vorgegeben, innerhalb dessen ein zugelassenes Objekt in das Vorfeld eindringen muss, damit es als zugelassenes Objekt erkannt werden kann. Der Annäherungskorridor kann beispielsweise durch geeignete Bodenmarkierungen gekennzeichnet sein. Dadurch wird gewährleistet, dass ein an sich zugelassenes Objekt nur deshalb nicht erkannt wird, weil es sich dem zweiten Sensor aus einer falschen Richtung annähert und deshalb beispielsweise die Referenzpositionen verfehlt.Advantageously, an approach corridor is specified in the apron, within which an admitted object must penetrate into the apron, so that it can be recognized as an approved object. The approach corridor may for example be characterized by suitable ground markings. This ensures that a per se admitted object is not recognized only because it approaches the second sensor from a wrong direction and therefore misses, for example, the reference positions.

Vorteilhafterweise ist die Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet, das Klassifizieren, ob das eindringende Objekt ein zugelassenes Objekt ist, erst dann durchzuführen, wenn sich das Objekt an einer bestimmten Position oder in einem bestimmten Positionsbereich im Vorfeld, insbesondere in einem bestimmten Abstand zum zweiten Sensor, befindet, oder wenn das Objekt während eines Übergangs vom Vorfeld in dem Überwachungsbereich von dem ersten Sensor erfasst wird. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Triggerposition oder ein Triggerbereich definiert, indem das Objekt auf Kontur- bzw. Positionsübereinstimmung überprüft wird. Dadurch wird verhindert, dass das Objekt an einer falschen Position überprüft wird und nur deshalb als nicht zugelassen eingestuft wird. Die Überprüfung, ob sich ein eindringendes Objekt an einer geeigneten Überprüfungsposition befindet, kann sowohl durch den das Vorfeld überwachenden zweiten Sensor als auch durch den den Überwachungsbereich überwachenden ersten Sensor erfolgen, wobei bei der Überwachung durch den ersten Sensor gegebenenfalls eine gewisse Latenzzeit beim Auslösen der Sicherheitsfunktion vorgesehen werden kann, die die Zeit zum Überprüfen und Klassifizieren eines eindringenden Objekts berücksichtigt. Weiterhin kann auch ein dezidierter Triggersensor vorgesehen sein, beispielsweise eine an der Grenze zum Überwachungsbereich vorgesehene Lichtschranke.Advantageously, the evaluation unit is further configured to classify whether the penetrating object is an approved object only when the object is at a certain position or in a certain position range in advance, in particular at a certain distance from the second sensor or when the object is detected by the first sensor during a transition from the apron in the surveillance area. As a result, a trigger position or a trigger area is advantageously defined by the object being checked for contour or position match. This prevents the object from being checked at a wrong position and is therefore considered as not allowed. The check as to whether an intruding object is located at a suitable checking position can be carried out both by the second sensor monitoring the apron and by the first sensor monitoring the monitoring area, during which monitoring by the first sensor possibly a certain latency when triggering the safety function can be provided, which takes into account the time for checking and classifying an intruding object. Furthermore, a dedicated trigger sensor may also be provided, for example a light barrier provided at the boundary to the monitoring area.

Vorteilhafterweise umfasst der erste Sensor eine Lichtschranke, ein Lichtgitter oder einen Laserscanner, wobei auch mehrere erste Sensoren vorgesehen sein können, die verschiedene Sensortypen miteinander kombinieren.Advantageously, the first sensor comprises a light barrier, a light grid or a laser scanner, it also being possible to provide a plurality of first sensors which combine different sensor types with one another.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 eine Szene mit einem erfindungsgemäßen Zugangsabsicherungssystem in Draufsicht, und
2 eine Seitenansicht der Szene von 1.

The invention will now be described by way of example with reference to the drawings. Show it:

1 a scene with an access protection system according to the invention in plan view, and
2 a side view of the scene from 1 ,

In der in 1 und 2 dargestellten Szene dient ein beispielhaftes Zugangsabsicherungssystem 10 dazu, eine Maschine, beispielsweise eine Verpackungsmaschine, vor einem unkontrollierten Zutritt von Bedienpersonal abzusichern. Von der Maschine ist lediglich ein Rollenförderband 12 gezeigt, an dem Bearbeitungsgut durch Gabelstapler oder andere Flurförderfahrzeuge angeliefert oder abgeholt werden kann. Die Maschine ist von einem nur abschnittsweise dargestellten Zaun 14 umgeben, welcher eine Zugangsöffnung 16 aufweist, durch welche das Rollenförderband 12 ein Stück weit herausragt.In the in 1 and 2 The illustrated scene serves an exemplary access security system 10 for securing a machine, for example a packaging machine, from uncontrolled access by operating personnel. From the machine is just a roller conveyor 12 shown, can be delivered to the processed material by forklifts or other industrial trucks or picked up. The machine is of a fence only partially shown 14 surrounded, which has an access opening 16 has, through which the roller conveyor 12 protrudes a piece far.

Das Zugangsabsicherungssystem 10 umfasst einen ersten optoelektronischen Sensor 18a, beispielsweise einen Laserscanner oder eine Kamera, welcher in einem Überwachungsbereich 20a einen Teil des Rollenförderbands 12 überwacht.The access protection system 10 comprises a first optoelectronic sensor 18a, for example a laser scanner or a camera, which is located in a monitoring area 20a a part of the roller conveyor 12 supervised.

Das Zugangsabsicherungssystem umfasst ferner einen weiteren ersten optoelektronischen Sensor 18b, welcher im Ausführungsbeispiel als senkrecht ausgerichtetes Lichtgitter oder als Lichtschranke ausgestaltet ist, und einen die Zugangsöffnung 16 absichernden, dem Überwachungsbereich 20a benachbarten Überwachungsbereich 20b überwacht.The access protection system further comprises a further first optoelectronic sensor 18b , which is configured in the embodiment as a vertically aligned light grid or as a light barrier, and a the access opening 16 hedging, the monitoring area 20a monitored adjacent monitoring area 20b.

An die Überwachungsbereiche 20a, 20b schließt sich auf der anderen Seite des Zauns 14 ein Vorfeld 22 an, welches von dem Zugangsabsicherungssystem 10 mittels eines zweiten optoelektronischen Sensors 24 zumindest teilweise überwacht wird. Der zweite optoelektronische Sensor 24 ist vorzugsweise als abstandsmessender Sensor, insbesondere als abstandsmessender Laserscanner, ausgebildet und überwacht im Wesentlichen eine bodennahe Abtastfläche 34.To the surveillance areas 20a . 20b closes on the other side of the fence 14 an apron 22 which of the access protection system 10 by means of a second optoelectronic sensor 24 is at least partially monitored. The second optoelectronic sensor 24 is preferably designed as a distance-measuring sensor, in particular as a distance-measuring laser scanner, and essentially monitors a ground-level scanning surface 34 ,

Das Zugangsabsicherungssystem 10 umfasst eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt), welche mit den ersten und zweiten Sensoren 18a, 18b, 24 in Signalkommunikation steht. Die Auswerteeinheit kann eine Sicherheitsfunktion, beispielsweise einen Alarm oder ein Abschalten der überwachten Maschine auslösen, wenn ein Objekt in den Überwachungsbereich 20a und/oder 20b eindringt, wobei gegebenenfalls eine gewisse Zeitverzögerung beim Auslösen der Sicherheitsfunktion vorgesehen sein kann.The access protection system 10 includes an evaluation unit (not shown) connected to the first and second sensors 18a . 18b . 24 is in signal communication. The evaluation unit can trigger a safety function, for example an alarm or a shutdown of the monitored machine, if an object enters the surveillance area 20a and or 20b penetrates, where appropriate, a certain time delay may be provided when triggering the safety function.

In der Szene von 1 befindet sich ein Gabelstapler 26 in dem Vorfeld 22, welcher Ladegut 28 auf das Rollenförderband 12 befördert. Das Ladegut 28 befindet sich im Überwachungsbereich 20b, jedoch gerade noch nicht im Überwachungsbereich 20a. Durch das Verletzen des Überwachungsbereichs 20b wird eine Art Triggersignal erzeugt und die Auswerteeinheit dazu veranlasst, eine Kontur des in das Vorfeld 22 eindringenden Gabelstaplers 26 zu erfassen und eine Position der Kontur in dem Vorfeld 22 zu ermitteln.In the scene of 1 there is a forklift 26 in the apron 22 , which load 28 on the roller conveyor 12 promoted. The cargo 28 is located in the surveillance area 20b , but not yet in the surveillance area 20a. By violating the surveillance area 20b a kind of trigger signal is generated and the evaluation unit causes a contour of the in the apron 22 penetrating forklift 26 to capture and position the contour in the apron 22 to investigate.

Alternativ können das Ermitteln der Kontur und das Erfassen der Position auch kontinuierlich bzw. zyklisch erfolgen. In dem Fall kann das Verletzen des Überwachungsbereichs 20b lediglich die nachfolgende Auswertung der von dem zweiten Sensor 24 empfangenen Signale triggern.Alternatively, the determination of the contour and the detection of the position can also take place continuously or cyclically. In that case, violating the monitoring area 20b can only trigger the subsequent evaluation of the signals received by the second sensor 24.

In dem Vorfeld 22 sind vier rechteckige Referenzpositionen 30 definiert, die entsprechend in der Auswerteeinheit hinterlegt sind. Damit der Gabelstapler 26 als ein zugelassenes Objekt klassifiziert werden kann, müssen sich alle vier Räder 32 des Gabelstaplers innerhalb der Referenzpositionen 30 befinden.In the apron 22 are four rectangular reference positions 30 defined, which are stored accordingly in the evaluation unit. So that the forklift 26 can be classified as an approved object, all four wheels must 32 of the forklift within the reference positions 30 are located.

Um dies zu überprüfen, wird auf der Grundlage der von dem zweiten Sensor 24 erzeugten Signale eine Kontur erfasst, welche einem Abtastmuster der Räder 32 entspricht. In einem nächsten Schritt wird diese Kontur mit einer in der Auswerteeinheit gespeicherten Referenzkontur verglichen. Weiterhin wird überprüft, ob sich die zugehörigen Positionen, an denen sich den Rädern entsprechende Charakteristika der Kontur befinden, mit den ebenfalls in der Auswerteeinheit abgespeicherten Referenzpositionen 30 übereinstimmen.To verify this, is based on that of the second sensor 24 signals detected a contour which a sampling pattern of the wheels 32 equivalent. In a next step, this contour is compared with a reference contour stored in the evaluation unit. Furthermore, it is checked whether the associated positions at which the wheels are corresponding characteristics of the contour, with the also stored in the evaluation reference positions 30 to match.

Wenn die erfasste Kontur der Referenzkontur entspricht und wenn die ermittelte Position der erfassten Kontur bzw. der ermittelten Positionen der auf die Räder 32 zurückgehenden Charakteristika der erfassten Kontur den zugehörigen Referenzpositionen 30 entsprechen, wird der Gabelstapler 26 als zugelassenes Objekt klassifiziert und die Sicherheitsfunktion des Zugangsabsicherungssystems 10 unterdrückt.If the detected contour corresponds to the reference contour and if the determined position of the detected contour or the positions determined on the wheels 32 If the returning characteristics of the detected contour correspond to the associated reference positions 30, the forklift becomes 26 classified as an approved object and the security function of the access protection system 10 suppressed.

Auf einer Bodenfläche 36 können trichterförmig auf die Zugangsöffnung 16 zulaufende Bodenmarkierungen 38 vorgesehen sein, die einen Annäherungskorridor 40 definieren, innerhalb dessen sich der Gabelstapler 26 in das Vorfeld 22 hineinbewegen muss, damit die Zulässigkeitsprüfung durch das Zugangsabsicherungssystem 10 ordnungsgemäß funktionieren kann. Das Einhalten des Annäherungskorridors 40 kann vorteilhafterweise durch den zweiten Sensor 24 überwacht werden. Bei einem Abweichen vom Annäherungskorridor 40 kann eine entsprechende Warnung an das Fahrpersonal des Gabelstaplers 26 ausgegeben werden.On a floor surface 36 can funnel-shaped on the access opening 16 incoming floor markings 38 be provided, which is a proximity corridor 40 define within which the forklift 26 in the apron 22 in order for the admissibility check by the access protection system 10 to function properly. Adhering to the Approach corridor 40 may advantageously be through the second sensor 24 be monitored. On a departure from the approach corridor 40 can send a warning to the driver of the forklift 26 be issued.

Bei einer Abwandlung ist es möglich, den weiteren ersten Sensor 18b so zu betreiben, dass eine Verletzung des Überwachungsbereichs 20b des ersten Sensors 18b noch nicht zu einem Auslösen der Sicherheitsfunktion führt. Streng genommen gehört in dem Fall also der Bereich 20b nicht zum Überwachungsbereich, sondern stellt nur eine Art Triggerbereich für die Zulässigkeitsprüfung dar.In a modification, it is possible to use the further first sensor 18b operate so that a violation of the surveillance area 20b of the first sensor 18b not yet triggering the safety function. Strictly speaking, in this case, the area belongs 20b not to the surveillance area, but only a kind of trigger area for the admissibility check.

Gemäß einer weiteren Abwandlung kann eine Überprüfung, ob es sich bei dem in das Vorfeld 22 bzw. in die Überwachungsbereiche 20a, 20b eindringenden Objekte um zugelassene Objekte handelt, auch mehrstufig durchgeführt werden. So ist es beispielsweise möglich, eine erste Überprüfung auf Zulässigkeit bereits dann durchzuführen, wenn das eindringende Objekt noch ein Stück weit von der Zugangsöffnung 16 entfernt ist. Eine zweite Überprüfung erfolgt dann, wenn, wie in 1 und 2 dargestellt, der Überwachungsbereich 20b gerade verletzt wird und die entsprechende Zulässigkeitsüberprüfung auslöst.According to another modification, a check may be made as to whether it is in the apron 22 or in the monitoring areas 20a . 20b penetrating objects to authorized objects, also be carried out in multiple stages. Thus, for example, it is possible to carry out a first check for admissibility already when the penetrating object is still a little way away from the access opening 16. A second check is made if, as in 1 and 2 represented, the surveillance area 20b is currently being violated and triggers the corresponding admissibility check.

Gemäß noch einer weiteren Abwandlung kann das Zugangsabsicherungssystem 10 zusätzlich ein ebenfalls mit der Auswerteeinheit verbundenes RFID-Lesegerät 42 umfassen. In dem Fall wird die Sicherheitsfunktion zusätzlich nur dann unterdrückt, wenn auch ein als zulässig erkannter Berechtigungscode von einem zum Beispiel an einer Gabelspitze des Gabelstaplers 26 angeordneten RFID-Transponder 44 empfangen wurde. Objekte, die zwar aufgrund der Kontur- und Positionsprüfung als zugelassen erkannt wurden, von denen jedoch kein gültiger Berechtigungscode empfangen wurde, werden als nicht zugelassen klassifiziert und das Unterdrücken der Sicherheitsfunktion unterbleibt, d.h. die Sicherheitsfunktion wird dennoch ausgelöst. Dadurch lässt sich die Sicherheit bei der Zugangsabsicherung noch weiter erhöhen und insbesondere der Manipulationsschutz zusätzlich verbessern.According to yet another modification, the access protection system 10 additionally an RFID reader also connected to the evaluation unit 42 include. In that case, the safety function is additionally suppressed only if an authorization code identified as permissible by one, for example, at a fork tip of the forklift 26 arranged RFID transponder 44 has been received. Objects that have been detected as approved due to the contour and position check, but of which no valid authorization code has been received, are classified as not permitted and the suppression of the safety function is omitted, ie the safety function is still triggered. As a result, the security in the access protection can be further increased and in particular the manipulation protection additionally improved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: ZugangsabsicherungssystemAccess protection system
1212: RollenförderbandRoller belt
1414: Zaunfence
1616: Zugangsöffnungaccess opening
18a, 18b18a, 18b: erster Sensorfirst sensor
20a, 20b20a, 20b: Überwachungsbereichmonitoring area
2222: Vorfeldadvance
2424: zweiter Sensorsecond sensor
2626: Gabelstaplerfork-lift truck
2828: Ladegutload
3030: Referenzpositionreference position
3232: Radwheel
3434: Abtastflächescanning
3636: Bodenflächefloor area
3838: Bodenmarkierungfloor marking
4040: Annäherungskorridorapproach corridor
4242: RFID-LesegerätRFID reader
4444: RFID-TransponderRFID transponder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2249075 B1 [0009]
DE 202013100591 U1 [0010]
DE 102004044973 A1 [0011]

Claims

An access security system for monitoring the access of objects to a surveillance area (20a, 20b), comprising at least a first opto-electronic sensor (18a, 18b) adapted to detect an intrusion of an object into the surveillance area (20a, 20b) with at least one second optoelectronic sensor (24), which is set up for spatially resolving monitoring of a front area (22) upstream of the monitoring area (20a, 20b), and with an evaluation unit which is in signal communication with the first and the second sensor (18a, 18b, 24) , wherein the evaluation unit is adapted to trigger a security function when an object enters the surveillance area (20a, 20b) and to suppress the security function if the intruding object is classified as an admitted object, characterized in that the evaluation unit further thereto is set up, due to signals which vo n the second sensor (24) were received to detect a contour of an entering into the apron (22) object and to determine a position of the contour in the apron (22), the detected contour with at least one predetermined reference contour and the determined position of the detected contour with an associated reference position (30) of this reference contour in the apron (22) and to classify the penetrating object as an approved object only if the detected contour corresponds to the reference contour and if the determined position of the detected contour of the associated Reference position (30) corresponds.

Access security system (10) after Claim 1 CHARACTERIZED IN THAT the classifying whether the penetrating object is an approved object comprises examining the detected contour for whether it has one or more characteristics of the reference contour, and whether or not the characteristics of the detected contour are at a respective one predetermined reference position (30) for the respective characteristic.

Access security system (10) after Claim 2 characterized in that the one or more characteristics are one or more parts, in particular wheels (32), of a vehicle.

Access security system (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the second sensor (24) comprises a laser scanner, in particular a security laser scanner, or a camera.

Access security system (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the second sensor (24) is adapted to monitor a horizontal, in particular ground-level scanning surface (34).

Access security system (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit is further adapted to suppress the security function additionally only if, except one or more allowed objects no further, not allowed object, in particular no person in the apron (22) has penetrated.

Access security system (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit is further in signal communication with an RFID reader (42), and that the evaluation unit is further arranged such that the penetrating object additionally classified as an approved object only when the RFID reader (42) has received an allowable authorization code from an RFID transponder (44) located on the object.

Access security system (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the apron (22) an approach corridor (40) is specified, within which an approved object must penetrate into the apron (22) so that it can be recognized as an approved object ,

Access security system (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit is further configured to perform the classification of whether the penetrating object is an approved object, only when the object at a certain position or in a certain position range in advance (22), in particular at a certain distance from the second sensor (24), or when the object during a transition from the apron (22) in the monitoring area (20a, 20b) detected by the first sensor (18a, 18b) becomes.

Access security system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first sensor (18a, 18b) comprises a light barrier, a light grid or a laser scanner.