DE202018006124U1 - sensor - Google Patents

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DE202018006124U1 DE202018006124.7U DE202018006124U DE202018006124U1 DE 202018006124 U1 DE202018006124 U1 DE 202018006124U1 DE 202018006124 U DE202018006124 U DE 202018006124U DE 202018006124 U1 DE202018006124 U1 DE 202018006124U1
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Abstract

Sensor (1) mit einer Vielzahl von Sendern (2) und einer Vielzahl von Empfängern (3), welche in einem gemeinsamen Gehäuse (4) angeordnet sind, wobei die Achsen (5) der Sender (2) und Empfänger (3) in verschiedenen Winkelrichtungen mit Winkelabständen fächerförmig angeordnet sind, wodurch ein Schutzfeld (14) gebildet ist und mit einer Steuer-und Auswerteeinheit (6) zur Überwachung und Auswertung des Schutzfeldes (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (5) von randseitigen Sendern (7) und/oder von randseitigen Empfängern (8) einen größeren Winkelabstand (9) zueinander aufweisen, als die Sender (2) und/oder Empfänger (3) in einem mittleren Bereich.

Figure DE202018006124U1_0000
Sensor (1) having a plurality of transmitters (2) and a plurality of receivers (3) which are arranged in a common housing (4), wherein the axes (5) of the transmitter (2) and receiver (3) in different Angular directions with angular intervals are arranged fan-shaped, whereby a protective field (14) is formed and with a control and evaluation unit (6) for monitoring and evaluation of the protective field (14), characterized in that the axes (5) of peripheral transmitters (7) and / or of peripheral receivers (8) have a larger angular distance (9) from each other than the transmitter (2) and / or receiver (3) in a central region.
Figure DE202018006124U1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein autonomes Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.The present invention relates to a sensor according to the preamble of claim 1 and an autonomous vehicle according to the preamble of claim 7.

Autonome Fahrzeuge, wie mobile Plattformen, fahrerlose Transportsysteme oder fahrerlose Transportfahrzeuge sind mit Sicherheitssensorik zum Personen- und Kollisionsschutz ausgerüstet.Autonomous vehicles, such as mobile platforms, driverless transport systems or driverless transport vehicles are equipped with safety sensors for personal and collision protection.

Ein normativer Rahmen für derartige Absicherungen ist durch die EN1525 und die ISO3691-4 (Entwurf) vorgegeben.A normative framework for such safeguards is given by EN1525 and ISO3691-4 (draft).

Zur Absicherung von fahrerlosen Transportsystemen werden beispielsweise Laserscanner oder Sicherheitslaserscanner verwendet.To secure driverless transport systems, for example, laser scanners or security laser scanners are used.

Die EP 3 088 305 A1 offenbart einen Mehrkanalscanner.The EP 3 088 305 A1 discloses a multi-channel scanner.

Die DE 20 2013 000 437 U1 offenbart einen statischen Scanner für kleine Transportfahrzeuge.The DE 20 2013 000 437 U1 discloses a static scanner for small transport vehicles.

Die WO 2001 034 467 A1 offenbart ebenfalls einen statischen Scanner.The WO 2001 034 467 A1 also discloses a static scanner.

Weiter sind von der Anmelderin die Schutzrechte EP 3 091 271 A1 , EP 3 208 511 A1 und die EP 2 910 970 B1 bekannt.Next are the patent rights of the patent EP 3 091 271 A1 . EP 3 208 511 A1 and the EP 2 910 970 B1 known.

Weiter werden nicht optische Sensoren an fahrerlosen Transportsystemen verwendet, wie beispielsweise mechanische Bumper, die auf mechanischen Druck reagieren oder Ultraschallsensoren.Furthermore, non-optical sensors are used on driverless transport systems, such as mechanical bumpers that respond to mechanical pressure or ultrasonic sensors.

Mechanische Bumper sind teuer, arbeiten nicht kontaktfrei und sind nur für Anwendungen mit quasi sehr kurzen Reichweiten beschränkt.Mechanical bumpers are expensive, do not work without contact and are limited only for applications with quasi-very short ranges.

Die nach dem Stand der Technik bekannten Sensoren sind entweder aufwändige elektromechanische Systeme oder weisen sehr viele optische Einzelstrahlen auf.The known prior art sensors are either complex electromechanical systems or have many optical single beams.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kostengünstige, optische Überwachung mittels eines Sensors, insbesondere für autonome Fahrzeuge bereitzustellen.An object of the invention is to provide an inexpensive, optical monitoring by means of a sensor, in particular for autonomous vehicles.

Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch einen Sensor mit einer Vielzahl von Sendern und einer Vielzahl von Empfängern, welche in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei die Achsen der Sender und Empfänger in verschiedenen Winkelrichtungen mit Winkelabständen fächerförmig angeordnet sind, wodurch ein Schutzfeld gebildet ist und mit einer Steuer-und Auswerteeinheit zur Überwachung und Auswertung des Schutzfeldes, wobei die Achsen von randseitigen Sendern und/oder von randseitigen Empfängern einen größeren Winkelabstand zueinander aufweisen, als die Sender und/oder Empfänger in einem mittleren Bereich.The object is achieved according to claim 1 by a sensor having a plurality of transmitters and a plurality of receivers, which are arranged in a common housing, wherein the axes of the transmitter and receiver are arranged in different angular directions with angular intervals fan-shaped, whereby a protective field is formed and with a control and evaluation unit for monitoring and evaluation of the protective field, wherein the axes of peripheral transmitters and / or peripheral receivers have a greater angular distance from one another than the transmitter and / or receiver in a central region.

Bei dem Sensor kann es sich um einen Sicherheitssensor handeln. Sicherheit ist gemäß vorliegender Erfindung Sicherheit im Sinne von Maschinensicherheit. Beispielsweise regelt die Norm EN/IEC 61496 die Anforderungen an einen sicheren Sensor bzw. eine sichere berührungslos wirkende Schutzeinrichtung (BWS) zur Absicherung von Gefahrenbereichen. Maschinensicherheit ist in der Norm EN 13849 geregelt. Die Sicherheit wird beispielsweise durch einen zweikanaligen oder zweikanalig diversitären Aufbau der Steuer- und Auswerteeinheit zur Fehleraufdeckung und zur Funktionsprüfung gewährleistet. Der abstandsmessende Sensor bzw. Distanzsensor gemäß vorliegender Erfindung ist beispielsweise eigensicher ausgebildet und erkennt interne Fehler. Bei Entdeckung eines Fehlers wird beispielsweise ein Fehlersignal generiert. Weiter verfügt der Sensor bzw. Distanzsensor optional über eine Sensortestung.The sensor may be a safety sensor. Safety according to the present invention is safety in the sense of machine safety. For example, the standard EN / IEC 61496 regulates the requirements for a safe sensor or a safe non-contact protective device (ESPE) for the protection of hazardous areas. Machine safety is regulated in the EN 13849 standard. The safety is ensured, for example, by a two-channel or two-channel diversitären structure of the control and evaluation unit for fault detection and functional testing. The distance-measuring sensor or distance sensor according to the present invention, for example, intrinsically safe and detects internal errors. When an error is detected, for example, an error signal is generated. Furthermore, the sensor or distance sensor optionally has a sensor test.

Die Steuer- und Auswerteeinheit erkennt Schutzfeldverletzungen und kann ein sicherheitsgerichtetes Abschaltsignal ausgeben, um eine gefahrbringende Bewegung einer Maschine oder eines Fahrzeugs oder eines Teils einer Maschine zu stoppen bzw. die Maschine, das Teil der Maschine oder das Fahrzeug abzubremsen. Das kann z.B. über sichere Schaltsignale z.B. OSSD-Signale (Output Safety Switching Device-Signale) oder sichere Distanzdaten, Abstandsdaten bzw. sichere Ortsdaten des Eingriffsereignisses realisiert werden.The control and evaluation unit detects protective field violations and can output a safety-related shutdown signal to stop a dangerous movement of a machine or of a vehicle or of a part of a machine or to decelerate the machine, the part of the machine or the vehicle. This can e.g. via secure switching signals e.g. OSSD signals (output safety switching device signals) or safe distance data, distance data or safe location data of the intervention event can be realized.

Der erfindungsgemäße Sensor ist einfach und preiswert aufgebaut. Da der Sensor ohne mechanisch bewegliche Teile auskommt, weist dieser keinen mechanischen Verschleiß auf und besitzt eine lange Lebensdauer. Beispielsweise kann eine geforderte Einsatzdauer von beispielsweise ca. 20 Jahren mit dem erfindungsgemäßen Sensor erfüllt werden.The sensor according to the invention is simple and inexpensive. Since the sensor manages without moving parts, it has no mechanical wear and has a long service life. For example, a required service life of, for example, about 20 years can be met with the sensor according to the invention.

Der Winkelabstand beträgt vorzugsweise nur wenige Grad. Beispielsweise 1° bis 20°, oder 1° bis 10° oder 1° bis 5°.The angular distance is preferably only a few degrees. For example, 1 ° to 20 °, or 1 ° to 10 ° or 1 ° to 5 °.

Es können beispielsweise auf jeder Seite zwei Randstrahlen vorliegen. Es ist allerdings auch möglich, mehr als zwei Randstrahlen oder nur einen Randstrahl pro Seite zu verwenden. Die notwendige Anzahl und Anordnung der Strahlen richtet sich nach den Anforderungen der Anwendung und des Sensors, beispielsweise abhängig von der Anzahl der Gesamtstrahlen des Sensors.For example, there may be two marginal rays on each side. However, it is also possible to use more than two marginal rays or only one marginal ray per side. The necessary number and arrangement of the beams depends on the requirements of the application and the sensor, for example, depending on the number of total beams of the sensor.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Winkelabstände der Achsen von der Mitte bis zum Rand des Schutzfeldes kontinuierlich größer werden, wobei die Achsen der randseitigen Sender und/oder Empfänger einen größeren Winkelabstand aufweisen. It can also be provided that the angular distances of the axes from the center to the edge of the protective field are continuously larger, the axes of the peripheral transmitter and / or receiver have a greater angular distance.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Öffnungswinkel der Sender und/oder der Empfänger identisch. Dadurch können identische Sender oder Empfänger verwendet werden.In development of the invention, the opening angle of the transmitter and / or the receiver are identical. This allows identical transmitters or receivers to be used.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Öffnungswinkel der randseitigen Sender und/oder der randseitigen Empfänger einen größeren Öffnungswinkel auf, als die Sender und/oder Empfänger in einem mittleren Bereich.In a development of the invention, the opening angles of the peripheral transmitters and / or the peripheral receivers have a larger aperture angle than the transmitters and / or receivers in a central region.

Dadurch wird aus energetischen Gründen die Reichweite reduziert, was zu einem quasi rechteckförmigen Abtastbereich führt. Der Vorteil eines größeren Öffnungswinkels besteht darin, dass ein breiterer Bereich pro Strahl überwacht wird. Die Kosten gegenüber einer gleichmäßigen Anordnung der Lichtstrahlen verringern sich, da weniger Strahlen aufgrund des größeren Öffnungswinkels benötigt werden.As a result, the range is reduced for energy reasons, resulting in a quasi rectangular scanning range. The advantage of a larger opening angle is that a wider area per beam is monitored. The cost of a uniform arrangement of the light rays are reduced because fewer rays are needed because of the larger opening angle.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor ein optoelektronischer Sensor, wobei die Sender Lichtsender sind und die Empfänger Lichtempfänger sind, wobei die optischen Achsen der Sender und Empfänger in verschiedenen Winkelrichtungen mit Winkelabständen fächerförmig angeordnet sind, wobei sich die Abstände der Achsen der ausgesendeten Strahlen der Lichtsender mit größer werdendem Abstand zum optoelektronischen Sensor vergrößern und/oder die Abstände der Achsen der empfangenen Strahlen der Lichtempfänger mit kleiner werdendem Abstand zum optoelektronischen Sensor verkleinern.In a further development of the invention, the sensor is an optoelectronic sensor, wherein the transmitters are light emitters and the receivers are light receivers, wherein the optical axes of the transmitters and receivers are fan-shaped in angular directions at different angular directions, the distances of the axes of the emitted beams of the light emitters increase with increasing distance to the optoelectronic sensor and / or reduce the distances of the axes of the received beams of the light receiver with decreasing distance to the optoelectronic sensor.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor ein Ultraschallsensor, wobei die Sender Ultraschallsender sind und die Empfänger Ultraschallempfänger sind. Ultraschallsensoren haben den Vorteil gegenüber optoelektronischen Sensoren, dass keine Sichtverbindung zu einem detektierenden Objekt notwendig ist. So können Objekte auch gut bei schlechten Sichtverhältnissen detektiert werden.In a further development of the invention, the sensor is an ultrasonic sensor, the transmitters being ultrasound transmitters and the receivers being ultrasound receivers. Ultrasonic sensors have the advantage over optoelectronic sensors that no line of sight to a detecting object is necessary. This allows objects to be detected well in poor visibility conditions.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor ein elektromagnetischer Sensor.In a further development of the invention, the sensor is an electromagnetic sensor.

Erfindungsgemäß ist ein autonomes Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Sensor ausgerüstet.According to the invention, an autonomous vehicle is equipped with a sensor according to the invention.

Da der Sensor ohne bewegliche Teile auskommt, die beispielsweise beim Einsatz in Fahrzeugen Beschleunigungen ausgesetzt sein können, ist der erfindungsgemäße Sensor unempfindlicher gegen Schwing- und Schockbelastungen und kann daher problemlos in mechanisch bewegten Objekten wie Fahrzeugen insbesondere Flurförderfahrzeugen eingesetzt werden. Dadurch, dass der Sensor ohne bewegliche Teile auskommt, kann der Sensor auch sehr kompakt ausgeführt werden.Since the sensor manages without moving parts, which may be exposed to accelerations, for example when used in vehicles, the sensor according to the invention is less susceptible to vibration and shock loads and can therefore be used without problems in mechanically moving objects such as vehicles, in particular industrial trucks. The fact that the sensor manages without moving parts, the sensor can also be made very compact.

Eine Absicherung gegen sich frontal nähernde Objekte wird mittels der engeren mittleren Strahlen realisiert. Die randseitigen Strahlen dienen der Absicherung bei seitlichem Eintreten in das Schutzfeld und vor allem einer Absicherung beim Anfahren des Fahrzeugs.A protection against objects approaching from the front is realized by means of the narrower middle rays. The edge-side beams serve to protect against lateral entry into the protective field and, above all, a safeguard when starting the vehicle.

Bezüglich der Absicherung beim Anfahren ist vorzugsweise der Abstrahlwinkel der äußeren Strahlen so groß, dass zwischen dem Detektionsstrahl und dem Fahrzeug kein Objekt mit den Abmessungen eines normativ geforderten Prüfkörpers passt.With regard to the protection during start-up, the emission angle of the outer rays is preferably so great that no object with the dimensions of a normatively required test object fits between the detection beam and the vehicle.

Die Überwachung erfolgt optional mit der Anzahl eindimensional tastender Distanzmesssensoren unter Ausnutzung der Bewegung des Sensors und der fächerförmigen Ausrichtung der Sender und Empfänger, bei der die Tastrichtung von mindestens einem Sender/Empfänger in einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs steht. The monitoring is optionally carried out with the number of one-dimensionally sensing distance measuring sensors utilizing the movement of the sensor and the fan-shaped orientation of the transmitter and receiver, wherein the scanning direction of at least one transmitter / receiver is at an angle to the direction of movement of the vehicle.

Unter der Annahme, dass ein Eingriff in das Schutzfeld nur in Richtung der Ebene des Schutzfeldes erfolgt und nicht quer zum Schutzfeld, stellt der Sensor sicher, dass ein definiertes Objekt, beispielsweise ein Bein immer und spätestens nach dem Zurücklegen einer bestimmten Strecke des Fahrzeugs detektiert wird. Diese Strecke kann als Bremszone definiert werden.Assuming that an intervention in the protective field takes place only in the direction of the plane of the protective field and not across the protective field, the sensor ensures that a defined object, for example a leg, is always detected and at the latest after a certain distance of the vehicle has been covered , This route can be defined as a braking zone.

Aufgrund des Winkels zwischen Detektionsstrahl und Bewegungsrichtung verschiebt sich der Taststrahl bei Annäherung des Fahrzeugs seitlich relativ zu einem statischen Objekt im Schutzfeld bzw. Überwachungsbereich. Die Detektionsstrahlen sind dabei fächerförmig zueinander angeordnet.Due to the angle between the detection beam and the direction of movement of the scanning beam shifts when approaching the vehicle laterally relative to a static object in the protective field or surveillance area. The detection beams are arranged fan-shaped to each other.

Vom Eintreten eines Objektes in die Bremszone bis zum Erreichen des Schutzfeldes wird je nach Neigungswinkel ein Lateralbereich vom Detektionsstrahl überstrichen. Eine Anordnung von Taststrahlen, die innerhalb des Bewegungsweges, der der Länge der Bremszone entspricht, einen Lateralbereich überstreicht, der höchstens noch nicht erfasste Lücken kleiner als eine minimale Objektgröße enthält, wird das Objekt in jedem Fall bis zum Erreichen des Schutzfeldes erfassen, je nach Position auch schon vorher.From the entry of an object into the braking zone until reaching the protective field, a lateral area is swept by the detection beam, depending on the angle of inclination. An array of tactile rays sweeping a lateral area within the path of travel corresponding to the length of the braking zone that contains at most unrecognized gaps less than a minimum object size will, in each case, detect the object until it reaches the protective field, depending on the position also before.

Soll das Fahrzeug aus einem statischen bewegungslosen Zustand heraus bewegt werden, kann es vorkommen, dass ggf. bereits ein Objekt im Schutzbereich vorhanden ist, jedoch dies nicht detektiert werden kann, da sich dieses Objekt zwischen den Detektionsstrahlen befindet. Hier kann es beispielsweise optional vorgesehen sein, dass das Fahrzeug aus dem Stand heraus zunächst mit einer geringen ungefährlichen Geschwindigkeit bewegt wird, bis sichergestellt ist, dass sich kein Objekt im Schutzfeld befindet.If the vehicle is to be moved out of a static motionless state, it may happen that an object may already be present in the protected area, but this is not can be detected, since this object is located between the detection beams. Here, for example, it may optionally be provided that the vehicle is initially moved out of the state with a low harmless speed, until it is ensured that no object is located in the protective field.

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 einen erfindungsgemäßen Sensor;
  • 2 einen Ausschnitt aus 1;
  • 3 einen erfindungsgemäßen Sensor;
  • 4 ein autonomes Fahrzeug mit einem Sensor.
The invention will be explained below with regard to further advantages and features with reference to the accompanying drawings with reference to embodiments. The figures of the drawing show in:
  • 1 a sensor according to the invention;
  • 2 a section from 1 ;
  • 3 a sensor according to the invention;
  • 4 an autonomous vehicle with a sensor.

In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.In the following figures, identical parts are provided with identical reference numerals.

1 zeigt einen Sensor 1 mit einer Vielzahl von Sendern 2 und einer Vielzahl von Empfängern 3, welche in einem gemeinsamen Gehäuse 4 angeordnet sind, wobei die Achsen der Sender 2 und Empfänger 3 in verschiedenen Winkelrichtungen mit Winkelabständen 9 fächerförmig angeordnet sind, wodurch ein Schutzfeld 14 gebildet ist und mit einer Steuer-und Auswerteeinheit 6 zur Überwachung und Auswertung des Schutzfeldes 14, wobei die Achsen 5 von randseitigen Sendern 7 und/oder von randseitigen Empfängern 8 einen größeren Winkelabstand 9 zueinander aufweisen, als die Sender 2 und/oder Empfänger 3 in einem mittleren Bereich. 1 shows a sensor 1 with a variety of channels 2 and a variety of recipients 3 which are in a common housing 4 are arranged, the axes of the transmitter 2 and receiver 3 in different angular directions with angular distances 9 are arranged fan-shaped, creating a protective field 14 is formed and with a control and evaluation unit 6 for monitoring and evaluation of the protective field 14 where the axes 5 from edge transmitters 7 and / or from peripheral recipients 8th a greater angular distance 9 to each other, as the transmitter 2 and / or recipient 3 in a middle area.

Die Steuer- und Auswerteeinheit 6 erkennt Schutzfeldverletzungen bzw. Schutzfeldeingriffe und kann ein sicherheitsgerichtetes Abschaltsignal ausgeben, um eine gefahrbringende Bewegung einer Maschine oder eines Fahrzeugs oder eines Teils einer Maschine zu stoppen bzw. die Maschine, das Teil der Maschine oder das Fahrzeug abzubremsen. Das kann z. B. über sichere Schaltsignale z.B. OSSD-Signale (Output Safety Switching Device-Signale) erfolgen.The control and evaluation unit 6 detects protective field violations or protective field interventions and can output a safety-related shutdown signal to stop a dangerous movement of a machine or a vehicle or a part of a machine or to decelerate the machine, the part of the machine or the vehicle. This can z. B. via secure switching signals such as OSSD signals (Output Safety Switching Device signals) done.

Gemäß 1 sind auf jeder Seite zwei Randstrahlen 15. Es ist allerdings auch möglich, mehr als zwei Randstrahlen 15 oder nur einen Randstrahl 15 pro Seite zu verwenden. Die notwendige Anzahl und Anordnung der Strahlen richtet sich nach den Anforderungen der Anwendung und des Sensors 1, beispielsweise abhängig von der Anzahl der Gesamtstrahlen des Sensors 1.According to 1 are on each side two marginal rays 15 , However, it is also possible to have more than two marginal rays 15 or just a marginal ray 15 per page to use. The necessary number and arrangement of the beams depends on the requirements of the application and the sensor 1 , For example, depending on the number of total beams of the sensor 1 ,

Gemäß 1 sind die Öffnungswinkel der Sender 2 und/oder der Empfänger 3 identisch. Dadurch können identische Sender 2 oder Empfänger 3 verwendet werden.According to 1 are the opening angles of the transmitters 2 and / or the recipient 3 identical. This allows identical transmitters 2 or recipient 3 be used.

2 zeigt einen vergrößerten Bereich des gestrichelten Bereiches gemäß 1. 2 zeigt die Sender 2 und Empfänger 3, die randseitigen Sender 7 und die randseitigen Empfänger 8 bzw. die Lichtsender 12 und Lichtempfänger 13. 2 shows an enlarged area of the dashed area according to FIG 1 , 2 shows the channels 2 and receiver 3 , the edge transmitters 7 and the peripheral receivers 8th or the light emitter 12 and light receiver 13 ,

Es kann gemäß 3 auch vorgesehen sein, dass die Winkelabstände 9 der Achsen 5 von der Mitte bis zum Rand des Schutzfeldes 14 kontinuierlich größer werden, wobei die Achsen 5 der randseitigen Sender 7 und/oder der randseitigen Empfänger 8 einen größeren Winkelabstand 9 aufweisen.It can according to 3 also be provided that the angular distances 9 the axes 5 from the middle to the edge of the protective field 14 be continuously larger, with the axes 5 the edge transmitter 7 and / or the peripheral receiver 8th a greater angular distance 9 respectively.

Gemäß 3 weisen die Öffnungswinkel 10 der randseitigen Sender 7 und/oder der randseitigen Empfänger 8 einen größeren Öffnungswinkel 10 auf, als die Sender 2 und/oder Empfänger 3 in einem mittleren Bereich.According to 3 have the opening angle 10 the edge transmitter 7 and / or the peripheral receiver 8th a larger opening angle 10 on, as the transmitters 2 and / or recipient 3 in a middle area.

Dadurch wird aus energetischen Gründen die Reichweite reduziert, was zu einem quasi rechteckförmigen Abtastbereich führt. Der Vorteil eines größeren Öffnungswinkels besteht darin, dass ein breiterer Bereich pro Strahl überwacht wird.As a result, the range is reduced for energy reasons, resulting in a quasi rectangular scanning range. The advantage of a larger opening angle is that a wider area per beam is monitored.

Gemäß 1 bis 3 ist der Sensor ein optoelektronischer Sensor 11, wobei die Sender 2 Lichtsender 12 sind und die Empfänger 3 Lichtempfänger 13 sind, wobei die optischen Achsen 5 der Sender 2 und Empfänger 3 in verschiedenen Winkelrichtungen mit Winkelabständen 9 fächerförmig angeordnet sind, wobei sich die Abstände der Achsen 5 der ausgesendeten Strahlen der Lichtsender 12 mit größer werdendem Abstand zum optoelektronischen Sensor 11 vergrößern und/oder die Abstände der Achsen 5 der empfangenen Strahlen der Lichtempfänger 13 mit kleiner werdendem Abstand zum optoelektronischen Sensor 11 verkleinern.According to 1 to 3 the sensor is an optoelectronic sensor 11 , where the sender 2 light source 12 are and the recipients 3 light receiver 13 are, with the optical axes 5 the transmitter 2 and receiver 3 in different angular directions with angular distances 9 are arranged fan-shaped, with the distances of the axes 5 the emitted rays of the light emitter 12 with increasing distance to the optoelectronic sensor 11 increase and / or the distances of the axes 5 the received beams of the light receiver 13 with decreasing distance to the optoelectronic sensor 11 out.

Gemäß 4 ist ein autonomes Fahrzeug 17 mit einem erfindungsgemäßen Sensor 1 ausgerüstet.According to 4 is an autonomous vehicle 17 with a sensor according to the invention 1 equipped.

Eine Absicherung gegen sich frontal nähernde Objekte 16 wird mittels der engeren mittleren Strahlen realisiert. Die randseitigen Strahlen dienen der Absicherung bei seitlichem Eintreten in das Schutzfeld 14 und vor allem einer Absicherung beim Anfahren des Fahrzeugs 17.A hedge against objects approaching from the front 16 is realized by means of the narrower middle rays. The marginal rays serve to protect against lateral entry into the protective field 14 and, above all, a safeguard when starting the vehicle 17 ,

Bezüglich der Absicherung beim Anfahren ist vorzugsweise der Abstrahlwinkel bzw. Öffnungswinkel der äußeren bzw. randseitigen Strahlen so groß, dass zwischen dem Detektionsstrahl und dem Fahrzeug 17 kein Objekt 16 mit den Abmessungen eines normativ geforderten Prüfkörpers passt.With regard to the protection during startup, preferably the emission angle or opening angle of the outer or peripheral rays is so great that between the detection beam and the vehicle 17 no object 16 fits with the dimensions of a normatively required test specimen.

Die Überwachung erfolgt optional mit der Anzahl eindimensional tastender Distanzmesssensoren unter Ausnutzung der Bewegung des Sensors 1 und der fächerförmigen Ausrichtung der Sender 2 und Empfänger 3, bei der die Tastrichtung von mindestens einem Sender 2 und/oder Empfänger 3 in einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 17 steht. The monitoring is optionally carried out with the number of one-dimensionally sensing distance measuring sensors taking advantage of the movement of the sensor 1 and the fan-shaped orientation of the transmitter 2 and receiver 3 in which the scanning direction of at least one transmitter 2 and / or recipient 3 at an angle to the direction of movement of the vehicle 17 stands.

Unter der Annahme, dass ein Eingriff in das Schutzfeld 14 nur in Richtung der Ebene des Schutzfeldes 14 erfolgt und nicht quer zum Schutzfeld 14, stellt der Sensor 1 sicher, dass ein definiertes Objekt 16, beispielsweise ein Bein, immer und spätestens nach dem Zurücklegen einer bestimmten Strecke des Fahrzeugs 17 detektiert wird. Diese Strecke kann als Bremszone definiert werden.Assuming that an interference with the protective field 14 only in the direction of the plane of the protective field 14 takes place and not across the protective field 14 , puts the sensor 1 sure that a defined object 16 For example, a leg, always and at the latest after covering a certain distance of the vehicle 17 is detected. This route can be defined as a braking zone.

Aufgrund des Winkels zwischen Detektionsstrahl und Bewegungsrichtung verschiebt sich der Taststrahl bei Annäherung des Fahrzeugs 17 seitlich relativ zu einem statischen Objekt 16 im Schutzfeld 14 bzw. Überwachungsbereich.Due to the angle between the detection beam and the direction of movement of the scanning beam shifts when approaching the vehicle 17 laterally relative to a static object 16 in the protective field 14 or surveillance area.

Vom Eintreten eines Objektes 16 in die Bremszone bis zum Erreichen des Schutzfeldes 14 wird je nach Neigungswinkel ein Lateralbereich vom Detektionsstrahl überstrichen. Eine Anordnung von Taststrahlen, die innerhalb des Bewegungsweges, der der Länge der Bremszone entspricht, einen Lateralbereich überstreicht, der höchstens noch nicht erfasste Lücken kleiner als eine minimale Objektgröße enthält, wird das Objekt 16 in jedem Fall bis zum Erreichen des Schutzfeldes 14 erfassen, je nach Position auch schon vorher.From the entry of an object 16 in the braking zone until reaching the protective field 14 Depending on the angle of inclination, a lateral area is covered by the detection beam. An array of probe beams swept within the path of travel corresponding to the length of the braking zone sweeps over a lateral area containing at most unrecognized gaps less than a minimum object size becomes the object 16 in any case until reaching the protective field 14 capture, depending on the position also before.

Soll das Fahrzeug 17 aus einem statischen bewegungslosen Zustand heraus bewegt werden, kann es vorkommen, dass ggf. bereits ein Objekt 16 im Schutzbereich bzw. Schutzfeld vorhanden ist, jedoch dies nicht detektiert werden kann, da sich dieses Objekt 16 zwischen den Detektionsstrahlen befindet. Hier kann es beispielsweise optional vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 17 aus dem Stand heraus zunächst mit einer geringen ungefährlichen Geschwindigkeit bewegt wird, bis sichergestellt ist, dass sich kein Objekt 16 im Schutzfeld 14 befindet.Should the vehicle 17 be moved out of a static motionless state, it may happen that possibly already an object 16 is present in the protected area or protective field, but this can not be detected, since this object 16 located between the detection beams. Here it can be optionally provided, for example, that the vehicle 17 is moved from the state initially with a low harmless speed, until it is ensured that no object 16 in the protective field 14 located.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Sensorsensor
22
Sendertransmitter
33
Empfängerreceiver
44
Gehäusecasing
55
Achsenaxes
66
Steuer- und AuswerteeinheitControl and evaluation unit
77
randseitige Senderedge transmitters
88th
randseitige Empfängerperipheral receiver
99
Winkelabstandangular distance
1010
Öffnungswinkelopening angle
1111
optoelektronischer Sensoroptoelectronic sensor
1212
Lichtsenderlight source
1313
Lichtempfängerlight receiver
1414
Schutzfeldprotection field
1515
Randstrahlenmarginal rays
1616
Objektobject
1717
autonomes Fahrzeugautonomous vehicle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 3091271 A1 [0008]EP 3091271 A1 [0008]
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  • EP 2910970 B1 [0008]EP 2910970 B1 [0008]

Claims (7)

Sensor (1) mit einer Vielzahl von Sendern (2) und einer Vielzahl von Empfängern (3), welche in einem gemeinsamen Gehäuse (4) angeordnet sind, wobei die Achsen (5) der Sender (2) und Empfänger (3) in verschiedenen Winkelrichtungen mit Winkelabständen fächerförmig angeordnet sind, wodurch ein Schutzfeld (14) gebildet ist und mit einer Steuer-und Auswerteeinheit (6) zur Überwachung und Auswertung des Schutzfeldes (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (5) von randseitigen Sendern (7) und/oder von randseitigen Empfängern (8) einen größeren Winkelabstand (9) zueinander aufweisen, als die Sender (2) und/oder Empfänger (3) in einem mittleren Bereich.Sensor (1) having a plurality of transmitters (2) and a plurality of receivers (3) which are arranged in a common housing (4), wherein the axes (5) of the transmitter (2) and receiver (3) in different Angular directions with angular intervals are arranged fan-shaped, whereby a protective field (14) is formed and with a control and evaluation unit (6) for monitoring and evaluation of the protective field (14), characterized in that the axes (5) of peripheral transmitters (7) and / or of peripheral receivers (8) have a larger angular distance (9) from each other than the transmitter (2) and / or receiver (3) in a central region. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungswinkel (10) der Sender (2) und/oder der Empfänger (3) jeweils identisch sind.Sensor after Claim 1 , characterized in that the opening angle (10) of the transmitter (2) and / or the receiver (3) are identical. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungswinkel (10) der randseitigen Sender (7) und/oder der randseitigen Empfänger (8) einen größeren Öffnungswinkel (10) aufweisen, als die Sender (2) und/oder Empfänger (3) in einem mittleren Bereich.Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the opening angle (10) of the peripheral transmitter (7) and / or the peripheral receiver (8) have a larger opening angle (10), as the transmitter (2) and / or receiver (3) in a middle range. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) ein optoelektronischer Sensor (11) ist, wobei die Sender (2) Lichtsender (12) sind und die Empfänger (3) Lichtempfänger (13) sind, wobei die optischen Achsen der Sender (2) und Empfänger (3) in verschiedenen Winkelrichtungen mit Winkelabständen fächerförmig angeordnet sind, wobei sich die Abstände der ausgesendeten Strahlen der Lichtsender (12) mit größer werdendem Abstand zum optoelektronischen Sensor (11) vergrößern und/oder die Abstände der empfangenen Strahlen der Lichtempfänger (13) mit kleiner werdendem Abstand zum optoelektronischen Sensor (11) verkleinern.Sensor according to at least one of the preceding Claims 1 to 3 , characterized in that the sensor (1) is an optoelectronic sensor (11), the transmitters (2) being light transmitters (12) and the receivers (3) being light receivers (13), the optical axes of the transmitters (2) being and receiver (3) are fan-shaped in different angular directions with angular intervals, wherein the distances of the emitted beams of the light emitter (12) increase with increasing distance to the optoelectronic sensor (11) and / or the distances of the received beams of the light receiver (13) Reduce with decreasing distance to the optoelectronic sensor (11). Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) ein Ultraschallsensor ist, wobei die Sender (2) Ultraschallsender sind und die Empfänger (3) Ultraschallempfänger sind.Sensor according to at least one of the preceding Claims 1 to 3 , characterized in that the sensor (2) is an ultrasonic sensor, wherein the transmitter (2) are ultrasonic transmitters and the receivers (3) are ultrasonic receivers. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) ein elektromagnetischer Sensor ist.Sensor according to at least one of the preceding Claims 1 to 3 , characterized in that the sensor (1) is an electromagnetic sensor. Autonomes Fahrzeug 17 mit einem Sensor (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6.Autonomous vehicle 17 with a sensor (1) after at least one of Claims 1 to 6 ,
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