EP4437359A1 - Verfahren, laser-optisches erfassungssystem und roboterarbeitsplatz - Google Patents

Verfahren, laser-optisches erfassungssystem und roboterarbeitsplatz

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EP4437359A1
EP4437359A1 EP22801122.7A EP22801122A EP4437359A1 EP 4437359 A1 EP4437359 A1 EP 4437359A1 EP 22801122 A EP22801122 A EP 22801122A EP 4437359 A1 EP4437359 A1 EP 4437359A1
Authority
EP
European Patent Office
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laser
camera
irradiance
optical detection
detection system
Prior art date
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Pending
Application number
EP22801122.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas RUEHR
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KUKA Deutschland GmbH
Original Assignee
KUKA Deutschland GmbH
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Publication date
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a laser-optical detection system and a corresponding laser-optical detection system, having a laser projector that is designed to emit laser light of a predetermined pattern in a predetermined wavelength range with a predetermined irradiance in order to project it onto an object ect to proj ect, a camera that is designed for optically capturing the pattern reflected on the obj ect, which is ed by the laser proje ector on the obj ect proj i ed, wherein the camera is set up, the reflected pattern by an optical system under predetermined exposure parameters, a control device that is designed and set up to control the laser projector and the camera in order to determine features of the object, and a sensor device that is designed to detect an approach or the presence of a person in detect a critical spatial proximity to the laser proj ector, and is set up to transmit a signal characterizing the approach or the presence of the person to the control device, so that
  • WO 2006/113848 A2 describes a laser projection system with a proximity detector system for personal protection in order to detect any approach of a person within a predetermined protection zone. If an approach of the person within a predetermined zone is detected, the laser power is either interrupted or reduced to a safe level or to a level defined as safe for the detected approach distance. Electronic circuitry modifies the output power of the laser projector directly to an approved level based on feedback of the speed of the scanned beam and the detected closest approach distance.
  • the object of the invention is to create a method and a laser-optical detection system that can be used in an automated workstation, in particular a robot workstation, such that the laser-optical detection system can continue to be operated even in a set-up operation.
  • the object is achieved by a method for controlling a laser-optical detection system, having the steps:
  • a laser-optical detection system in particular for carrying out the method, having:
  • a laser proj ector which is designed to emit laser light of predetermined patterns in a predetermined wavelength range with a predetermined irradiance in order to project it onto an object j i adorn,
  • a camera that is designed for optically capturing the pattern reflected on the object, which is projected onto the object by the laser projector, the camera being set up to view the reflected pattern through an optical system under predetermined exposure parameters capture,
  • a control device that is designed and set up to control the laser projector and the camera in order to determine features of the object
  • a sensor device which is designed to detect an approach or the presence of a person in a critical spatial proximity to the laser projector, and which is set up to transmit a signal characterizing the approach or the presence of the person to the control device, so that the control device reduces the maximum irradiance of the laser pro ector depending on the approach or the presence of the person on the basis of the characterizing signal to a permissible value
  • control device is set up, depending on the characterizing signal received from the sensor device about the approach or the presence of the person in the critical spatial proximity to the laser proj ector, the exposure parameters of the camera depending on the reduced maximum irradiance of the laser proj ector to adapt to the current irradiance of the laser proj ector.
  • the laser-optical detection system can be used in an automated workplace, such as a robot workplace.
  • an automated handling of workpieces and / or tools are obj ects, d. H . grabbed, moved or otherwise manipulated the workpieces or tools.
  • a typical example of automated handling of objects at a robot workstation is the automatic removal of a workpiece from a box using a gripping tool guided by a robot arm. If one or more workpieces are unsorted in the box, a detection system is required. which can automatically detect the position and location of a specific object to be gripped by the gripping tool guided by the robotic arm.
  • Electronic laser-optical detection systems are usually used for this purpose.
  • Such laser-optical detection systems generally include a laser Pro ector and a camera.
  • the laser projector emits laser light and radiates the laser light onto the object to be recorded.
  • the laser light is not radiated diffusely onto the object, but in a predetermined pattern.
  • the predetermined pattern can include a number of individual points of light and/or one or more lines of light.
  • structured light is projected onto the object to be measured and its reflections on the surface of the object are recorded by the camera.
  • the image captured by the camera of the light pattern reflected by the object can then be analyzed using image analysis in order to be able to recognize characteristic features of the object and to be able to measure their exact position and location.
  • the gripping tool can be brought to the object by automatically controlling the robot arm in such a way that the robot arm or the gripping tool can grip the detected object and remove it from the box.
  • stripe projection which can also be referred to as stripe light scanning.
  • image sequences ie a succession of several images taken one after the other, can be generated from which the surface of the object can be recorded or measured, in particular three-dimensionally. Since the mutual position and location of the laser Projector and the camera are known, you can compare the imaged points in the camera, for example along a strip, with the known orientation of the strip generated by the projector and calculate their three-dimensional position or situation, for example by triangulation. With the so-called light section method, a flat beam of light is projected onto the object to be detected. This bundle of light creates an optically detectable line on the object.
  • the lines When viewed from the projector's orientation, the lines are straight. From the laterally offset optical axis of the camera, the lines appear deformed on the surface of the object due to the perspective distortion in accordance with the object geometry. The deviation from the straightness of the lines, ie the deformity of the lines in the camera image, is a measure of the shape of the object.
  • the method can be extended to improve the evaluation by simultaneously projecting several parallel lines, i.e. a family of lines or a grid of lines, onto the object to be detected.
  • Another exemplary projection method for capturing the characteristic features of the object is laser scanning.
  • the object is scanned line by line or raster-like with a laser beam, i.e. scanned.
  • the light emitted by the laser beam is also reflected on the object and captured by a camera, and the captured images are evaluated.
  • the laser light emitted by the laser projector can be generated in different wavelengths or wavelength ranges.
  • Common structured light projectors emit monochromatic light in the visible range, i.e. in the wavelength range from approx. 400 nanometers to 700 nanometers from .
  • laser light can also convert light into non- emit visible areas .
  • the irradiance , i . H . the power density of the emitted laser light is important.
  • the European Directive 2006/25/EG on minimum health and safety requirements for the protection of workers from the risk of physical effects (artificial optical radiation) defines limit values for the exposure of the eye to laser beams.
  • the restricted access to the workstation that is required anyway reliably prevents a person from coming so close to the laser-optical detection system that there is a health risk for the person due to the emitted laser -Light would exist.
  • the invention therefore proposes not only providing a sensor device which is designed to detect an approach or the presence of a person in a critical spatial proximity to the laser pro ector, and which is set up to detect the approach or the presence of the person to transmit a characterizing signal to the control device, so that the control device, based on the characterizing signal, reduces the maximum irradiance of the laser proj ector to a permissible value depending on the approach or the presence of the person, but also to set up the control device depending on the of the characterizing signal received from the sensor device about the approach or the presence of the person in the critical spatial proximity to the laser proj ector, to adapt the exposure parameters of the camera to the current irradiance of the laser proj ector depending on the reduced maximum irradiance of the laser proj ector .
  • the laser-optical detection system can be qualitatively continue to be used without restrictions, albeit with a reduced acquisition speed.
  • a reduced detection speed of objects by the laser-optical detection system is not important in the setup mode mentioned, for example, since in such a setup mode the robot arm can only be moved at a reduced driving speed anyway, i.e. the performance of the entire robotic system is reduced .
  • path points of the robot path mentioned as an example for the movements of the robot arm or its tool or gripper, or .
  • a slower i. H . less efficient detection of the objects by the laser-optical detection system, because the movements of the robot arm in non-automatic mode do not exceed a maximum permissible driving speed.
  • detection systems are used that are equipped with active lighting, which can be dangerous for the eyes of a person, for example in the case of laser light, d. H . are not eye safe. This means that if a person looks directly into the lighting, this can lead to eye damage. This is the case, for example, in the case of depalletizing castings in the automotive industry.
  • Some of the pallets are filled to a height of 1.2 meters.
  • the accuracy of the 3D point cloud obtained from the detection system should also be better than 1.0 millimeters on the bottom of the pallet.
  • the handling robot arm can be arranged with grippers.
  • One solution is to provide a high laser power of the laser proj ector.
  • the advantage of a high laser power is the possibility of using a shorter exposure time on the camera, which leads to a faster cycle.
  • streak light pro ections many different patterns can be projected. An image is to be recorded for each pattern so that the individual exposure times can quickly add up to more than a second.
  • a relatively small aperture is required in order to obtain a greater depth of field, so that high sharpness is ensured over the entire depth of the palette, which in turn requires more light.
  • the detection system or his laser projector can be switched off safely. For example, if the operator then moves a part on the pallet and wants to take a new picture, it's very cumbersome.
  • the laser projector does not have to be switched off completely, but is slowed down, similar to the technology used in robots, when an operator approaches and the power of the projector is also reduced so that the operator can move can move around the robot workstation without risk of eye damage.
  • the entry of the operator into the cell can be detected by known security technology.
  • This can be a fence with a door, but also a safety laser scanner or a safety camera, a step or something similar. If safe operation is required and an approach of a person has been detected, the power of the laser projector should be reduced.
  • the exposure time of the sensor per pattern is lengthened according to the invention, in particular in the same ratio. In particular, the reduction in performance should be just large enough to protect the operator.
  • a corresponding control can be implemented in the camera itself.
  • the camera can have a safe input that reduces the laser power directly using safe technology.
  • the camera's control software can also automatically extend the exposure time per projection pattern, especially with non-secure technology, so that the quality of the images remains at least approximately the same.
  • the power can be switched over or adjusted in real time and the currently projected pattern can be shown for a longer time directly with reduced power. Although this requires an extension of the exposure time, this usually cannot be adjusted during the recording.
  • the entire recording can be repeated with all patterns if the power of the laser projector was reduced during a recording.
  • the laser proj ector is designed, laser light of predetermined pattern in a predetermined wavelength range with a to emit a predetermined irradiance in order to project it onto an object.
  • the predetermined patterns can be, for example, several points, one line or several lines, or 2-dimensional grids or grids.
  • the pattern transmitted in each individual case is either predetermined by the selection of the design of the laser projector or is set, i.e. configured, in terms of control technology by means of assigned parameters on the laser projector.
  • the predetermined wavelength or, in particular in the case of non-monochromatic laser projectors, the predetermined wavelength range can be predetermined by the type of laser projector due to its design, or can be set manually or automatically by a configuration on the laser projector.
  • the irradiance of the laser projector must be adjustable, i.e. changeable, so that the maximum irradiance can be automatically reduced according to the invention.
  • the reduction of the maximum irradiance takes place automatically, based on the signals provided by the sensor device and which are characteristic of the approach or the presence of a person.
  • the camera is designed to optically capture the pattern reflected on the object, which is projected onto the object by the laser projector, the camera being set up to capture the reflected pattern using an optical system under predetermined exposure parameters.
  • the optical system can have one or more optical lenses.
  • the optical system can be an objective, for example.
  • the optical system the lens is part of the camera.
  • the optical system the lens can be designed, for example, to map the detected laser light reflected by the lens onto an electronic sensor array, so that a corresponding image can be obtained as a digital data set and electronically processed.
  • the optical system the lens can have an adjustable aperture, the aperture of which can be adjusted automatically, i . H . is adjustable.
  • the electronic sensor array can be automatically adjusted in its light sensitivity, i . H . be adjustable. For example, provision can be made for a specific exposure index to be automatically selectable from a number of possible exposure indices.
  • a control device is designed and set up to control the laser projector and the camera in order to determine features of the object.
  • control device can control both the laser projector and the camera.
  • the control device within the meaning of the present invention can be contained in a common control unit.
  • the control device can have a plurality of subcomponents which are connected to one another in terms of control technology or communicate with each other, but if necessary be arranged spatially separated from each other.
  • a subcomponent of the control device can be spatially integrated into the laser projector and another subcomponent of the control device can be spatially integrated into the camera, for example.
  • the control device can be designed and set up to automatically set or adjust the predetermined pattern that the laser projector is to emit. to change .
  • the control device can in particular be designed and set up to set the maximum irradiance of the laser pro ector, in particular to limit it to a maximum value.
  • the control device can also be designed and set up to automatically set or adjust the exposure parameters of the camera. to change .
  • a sensor device is designed to detect an approach or the presence of a person in a critical spatial proximity to the laser projector.
  • the sensor device can detect, for example, when a person falls below a certain minimum distance from the light outlet of the laser projector and/or enters a certain critical sector around the laser projector. In such a case, the maximum irradiance of the laser projector can be immediately limited to a permissible value.
  • a gradual approach of the person to the light exit of the laser projector and/or a gradual approach to a critical sector around the laser projector can be detected, in particular measured, and depending on the current distance from the person, the maximum irradiance of the laser -Proj ector continuously reduced to a permissible value depending on the remaining distance of the person from the light exit of the laser proj ector and / or from the critical sector around the laser proj ector around.
  • the sensor device is set up to transmit a signal that characterizes the approach or the presence of the person to the control device, so that the control device uses the characterizing signal to reduce the maximum irradiance of the laser projector to a permissible level, depending on the approach or the presence of the person value reduced .
  • the characterizing signal can include information about the distance of the person from the light outlet of the laser pro ector and/or from the critical sector around the laser proj ector.
  • the characterizing signal can contain information about whether the person has entered a spatial protection area defined as critical. This can be digital information, in particular a simple "0" signal or a “low” signal or a "1” signal or a “high” signal, or vice versa.
  • control device is set up, depending on the characterizing signal received from the sensor device about the approach or the presence of the person in the critical spatial proximity to the laser projector, the exposure parameters of the camera depending on the reduced maximum irradiance of the laser projector to adapt to the current irradiance of the laser proj ector.
  • the critical spatial proximity to the laser projector can be derived from whether there is a risk for the person approaching or present in a specific protected area that the person could get into the beam path of the laser projector with a body part or there is a risk that an emitted laser beam or a reflected laser beam could hit the person's eye.
  • this critical spatial proximity can be very large, i.e. it can be reached very early, or it can only be reached in the immediate vicinity of the laser projector and/or the camera.
  • the automated workplace it may be necessary to reduce the maximum irradiance of the laser pro ector when the person enters the automated workplace, for example by opening a door in a protective fence that surrounds the automated workplace.
  • the exposure parameters of the camera can be adjusted in such a way that the required features of the object can be recognized despite a reduced irradiance of the laser projector. This can result in a respective individual recording or Single measurement requires a longer measurement time than a single acquisition or Individual measurement at higher irradiance of the laser Proj ector would require. However, this is not critical in the case of non-automatic operation, particularly in a set-up operation, since, for example, a robot arm or another machine or machine tool of the automated work station may only be moved at reduced speeds. In this respect, the resulting longer measurement duration of the laser-optical detection system is even better adapted to the reduced speeds of the machine, the machine tool or the robot.
  • the irradiance of the laser pro ector in non-automatic mode can be reduced to the extent that the minimum irradiance of the laser projector that is sufficient to capture the features of the objects still allows for sufficient capture by the camera.
  • the exposure parameters of the camera can be adjusted accordingly.
  • the exposure time in non-automatic mode, especially in setup mode can be doubled if the reduced movement speed of the robot in non-automatic mode, especially in setup mode, is less than half the planned working speed of the robot in automatic mode.
  • the irradiance of the laser proj ector can be variable.
  • the irradiance of the laser projector can be variable depending on the process, for example depending on the required and selected radiation pattern, the irradiance useful for this process or this pattern can vary.
  • a change in the irradiance of the laser projector can be possible or even necessary without a person approaching. Therefore, only the maximum irradiance of the laser projector should be reduced when a person approaches, whereby below this respective maximum irradiance, the actual instantaneous irradiance may also increase from a very low value, however, not beyond the maximum irradiance.
  • the irradiance of the laser projector correlates with the illuminance on the object and consequently also with the illuminance of the laser light reflected by the object on the image sensor of the camera.
  • the exposure parameter of the camera can be the exposure time and the exposure time can be correspondingly extended depending on the reduced maximum irradiance of the laser projector, adapted to the instantaneous irradiance of the laser projector.
  • the laser-optical detection system can be designed and set up to extend the exposure time as a function of the reduced maximum irradiance of the laser proj ector adapted to the instantaneous irradiance of the laser proj ector.
  • the exposure parameter of the camera can be the aperture stop and the aperture stop can be opened depending on the reduced maximum irradiance of the laser projector and adapted to the instantaneous irradiance of the laser projector.
  • the laser-optical detection system can be designed and set up to open the aperture stop of the camera as a function of the reduced maximum irradiance of the laser proj ector adapted to the instantaneous irradiance of the laser proj ector.
  • the momentary irradiance of the laser projector can be regulated by the control device to a value between 90 percent and 99 percent of the maximum irradiance.
  • the laser-optical detection system can be designed and set up to regulate the instantaneous irradiance of the laser pro ector by the control device to a value between 90 percent and 99 percent of the maximum irradiance.
  • control device and the camera can be combined in a common camera device.
  • the camera device can have a secure input via which the signal characterizing the approach or the presence of the person is fed from the sensor device into the camera device using secure technology.
  • the camera device can have an interface connecting the control device to the camera, via which the exposure parameters to be set, which are required due to the approach or the presence of the person in a critical spatial proximity to the laser projector, are transmitted to the camera.
  • the exposure parameters of the camera can be adjusted simultaneously as a function of the reduced maximum irradiance of the laser projector to the instantaneous irradiance of the laser projector during ongoing detection of features of the object.
  • the sensor device can be a sensitive protective device, in particular a non-contact protective device be from the group of light curtains, laser scanners, surveillance cameras, door switches and proximity switches, or in particular be a pressure-sensitive protective device from the group of safety mats, safety edges or switching buffers.
  • a sensitive protective device in particular a non-contact protective device be from the group of light curtains, laser scanners, surveillance cameras, door switches and proximity switches, or in particular be a pressure-sensitive protective device from the group of safety mats, safety edges or switching buffers.
  • the object is also achieved by a robot workstation, having at least one robot, a workspace assigned to the robot, in which at least one object is handled or treated by the robot, and a laser-optical detection system according to one of the described embodiments or combinations of embodiments , for detecting features of the at least one object, the robot being controlled on the basis of the detected features.
  • Fig. 1 is a flow chart of the steps in the basic method of the present invention.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of an exemplary automated workstation with a robot and a laser-optical detection system according to the invention
  • Fig. 3 shows a schematic representation of the laser-optical detection system
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a first embodiment variant of the laser-optical detection system with a distributed control device
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a second embodiment variant of the laser-optical detection system with separate control devices in a camera device and a laser device.
  • the fig . 1 schematically shows a method for driving a laser-optical detection system 1 .
  • a first step S 1 laser light of a predetermined pattern is projected in a predetermined wavelength range with a predetermined irradiance onto an object 2 .
  • a second step S2 the pattern reflected on the object 2, which was projected onto the object 2, is optically detected using a camera 3, which records an image 4 of the reflected pattern using an optical system 5 under predetermined exposure parameters .
  • a maximum irradiation intensity of the laser light is reduced to a permissible value depending on the approach or presence of a person 6 in a critical spatial proximity to the laser light.
  • a fifth step S5 the exposure parameters of the camera 3 are adjusted as a function of the reduced maximum irradiance of the laser light.
  • the laser-optical detection system 1 shown in FIG. 2 accordingly has:
  • a laser projector 7 which is designed to emit laser light of predetermined patterns in a predetermined wavelength range with a predetermined irradiance in order to project it onto the object 2.
  • the camera 3 which is designed to optically capture the pattern reflected on the object 2, which is projected onto the object 2 by the laser projector 7, the camera 3 being set up to view the reflected pattern through the optical system 5 under predetermined exposure parameters capture.
  • a control device 8 which is designed and set up to control the laser projector 7 and the camera 3 in order to determine features 14 of the object 2.
  • the features 14 can, as shown for example in the exemplary embodiment of a cast component in FIG. 3 , be receiving bores in the cast component, which are known in terms of their respective sizes, relative distances and positions. This can be used by the robot in order to use a gripper 15 (Fig. 2) to automatically control an object 2 lying anywhere in the box 13 depending on To be able to pick out the accuracy of the detection by means of the laser-optical detection system 1 .
  • a sensor device 10 which is designed to detect an approach or the presence of a person 9 in a critical spatial proximity to the laser projector 7, and which is set up to send a signal characterizing the approach or the presence of the person 9 to the control device 8 to transmit, so that the control device 8 reduces the maximum irradiance of the laser Pro ector 7 depending on the approach or the presence of the person 9 to a permissible value due to the characterizing signal.
  • the control device 8 is set up, depending on the characterizing signal received from the sensor device 10 about the approach or the presence of the person 9 in the critical spatial proximity to the laser projector 7, the exposure parameters of the camera 3 depending on the reduced maximum irradiance of the laser proj ector 7 to the current irradiance of the laser proj ector 7 adapt.
  • the fig . 2 shows a robot workstation 11, having at least one robot 12, a workspace Al, A2 assigned to the robot 12, in which the at least one object 2 is handled or treated by the robot 12, and the laser-optical detection system 1 for detecting features the at least one object 2 , the robot 12 being controlled on the basis of the detected features.
  • the work space can be defined differently depending on the individual design of the robot work station 11 .
  • a first workspace Al the complete cell border le of the robot workstation 11 .
  • a second working space A2 can be selected to be significantly smaller, for example, as shown, selected to be so small that essentially only a narrow area around a box 13 whose contents are to be detected by the laser-optical detection system 1 is monitored.
  • the type of sensor device 10 must be defined accordingly and the sensor device 10 set up accordingly, so that an approach or the presence of the person 9 in the respective workspace A1, A2 can be detected.
  • an exposure parameter P of the camera 3 can be changed in the laser-optical detection system 1 .
  • the exposure parameter P can be the exposure time t and the exposure time t can be lengthened depending on the reduced maximum irradiance Ev of the laser pro ector 7, adapted to the instantaneous irradiance of the laser proj ector 7 accordingly.
  • the exposure parameter P of the camera 3 can be the aperture stop D and the aperture stop D can be opened depending on the reduced maximum irradiance Ev of the laser projector 7, adapted to the instantaneous irradiance of the laser projector 7.
  • the control device 8 or a sub-component 8a of the control device 8 and the camera 3 can be combined in a common camera device 3a, as shown in FIG. 4 and figs. 5 is shown.
  • the control device 8 or another sub-component 8b of the control device 8 and the laser projector 7 can be combined in a common laser device 7a, as is shown in FIG. 4 and figs. 5 is shown.
  • the camera device 3a can have a secure input 16, via which the signal characterizing the approach or the presence of the person 9 can be fed from the sensor device 10 into the camera device 3a using secure technology.
  • the camera device 3a can have an interface 17 that connects the control device 8 to the camera 3, via which the exposure parameters P that are required to be set due to the approach or the presence of the person 9 in a critical spatial proximity to the laser projector 7 are transmitted to the camera 3 be transmitted.
  • the exposure parameters P of the camera 3 can be adjusted simultaneously as a function of the reduced maximum irradiance Ev of the laser projector 7 to the instantaneous irradiance Ev of the laser projector 7 while the features 14 of the object 2 are being detected.
  • the laser projector 7, the camera 3 and the sensor device 10 can be set up for mutual communication via a data bus 18.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Laser-optisches Erfassungssystem (1), aufweisend einen Laser-Projektor (7), eine Kamera (3), eine Steuervorrichtung (8), die ausgebildet und eingerichtet, den Laser-Projektor (7) und die Kamera (3) anzusteuern, um Merkmale (14) des Objekts (2) zu bestimmen und eine Sensoreinrichtung (10). Die Steuervorrichtung (8) ist eingerichtet, in Abhängigkeit des von der Sensoreinrich-tung (10) erhaltenen charakterisierenden Signals über eine Annäherung oder die Anwesenheit einer Person (9) in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Projektor (7), die Belichtungsparameter (P) der Kamera (3) in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke (EV) des Laser-Projektors (7) an die momentane Bestrahlungsstärke (EV) des Laser-Projektors (7) anzupassen. Die Erfindung betrifft auch einen Roboterarbeitsplatz (11) mit einem solchen Laser-optischen Erfassungssystem (1).

Description

Verfahren, Laser-optisches Erfassungssystem und Roboterarbeitsplatz
Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zum Ansteuern eines Laser-optischen Erfassungssystems und ein entsprechendes Laseroptisches Erfassungssystem, aufweisend einen Laser-Proj ektor, der ausgebildet ist , Laserlicht vorbestimmter Muster in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich mit einer vorbestimmten Bestrahlungsstärke aus zusenden, um es auf ein Obj ekt zu proj izieren, eine Kamera, die ausgebildet ist zur optischen Erfassung des an dem Obj ekt reflektierten Musters , welches durch den Laser-Proj ektor auf das Obj ekt proj i ziert ist , wobei die Kamera eingerichtet ist , das reflektierte Muster durch ein optisches System unter vorbestimmten Belichtungsparametern zu erfassen, eine Steuervorrichtung, die ausgebildet und eingerichtet ist , den Laser-Proj ektor und die Kamera anzusteuern, um Merkmale des Obj ekts zu bestimmen, und eine Sensoreinrichtung, die ausgebildet ist , eine Annäherung oder die Anwesenheit einer Person in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Proj ektor zu erfassen, und die eingerichtet ist , ein die Annäherung oder die Anwesenheit der Person charakterisierendes Signal an die Steuervorrichtung zu übertragen, so dass die Steuervorrichtung aufgrund des charakterisierenden Signals die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors in Abhängigkeit der Annäherung oder der Anwesenheit der Person auf einen zulässigen Wert reduziert . Die Erfindung betri f ft auch einen Roboterarbeitsplatz mit einem solchen Laseroptischen Erfassungssystem .
Die WO 2006/ 113848 A2 beschreibt ein Laserproj ektionssystem mit einem Näherungsdetektorsystem zum Personenschutz , um j ede Annäherung einer Person innerhalb einer vorbestimmten Schutzzone zu erkennen . Wenn eine Annäherung der Person innerhalb einer vorbestimmten Zone erkannt wird, wird die Laserleistung entweder unterbrochen oder auf ein sicheres Niveau oder auf ein für die erfasste Annäherungsentfernung als sicher definiertes Niveau reduziert . Eine elektronische Schaltung modifi ziert die Ausgangsleistung des Laserproj ektors direkt auf ein zugelassenes Niveau, basierend auf der Rückmeldung der Geschwindigkeit des abgetasteten Strahls und der erkannten nächsten Annäherungsentfernung .
Aufgabe der Erfindung ist es , ein Verfahren und ein Laseroptisches Erfassungssystem zu schaf fen, das an einem automatisierten Arbeitsplatz , insbesondere einem Roboterarbeitsplatz eingesetzt werden kann, derart , dass auch in einem Einrichtbetrieb das Laser-optische Erfassungssystem weiterbetrieben werden kann .
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Ansteuern eines Laser-optischen Erfassungssystems , aufweisend die Schritte :
- Proj i zieren von Laserlicht eines vorbestimmten Musters in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich mit einer vorbestimmten Bestrahlungsstärke auf ein Ob- j ekt ,
- optisches Erfassen des an dem Obj ekt reflektierten Musters , welches auf das Obj ekt proj i ziert wurde , mittels einer Kamera, die ein Bild des reflektierten Musters durch ein optisches System unter vorbestimmten Belichtungsparametern aufnimmt ,
- Bestimmen von Merkmale des Obj ekts auf Grundlage des auf genommenen Bildes des reflektierten Musters , - Reduzieren einer maximalen Bestrahlungsstärke des Laserlichts auf einen zulässigen Wert in Abhängigkeit einer Annäherung oder einer Anwesenheit einer Person in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laserlicht , und
- Anpassen der Belichtungsparameter der Kamera in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laserlichts .
Die Aufgabe wird demgemäß auch gelöst durch ein Laseroptisches Erfassungssystem, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens , aufweisend :
- einen Laser-Proj ektor, der ausgebildet ist , Laserlicht vorbestimmter Muster in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich mit einer vorbestimmten Bestrahlungsstärke aus zusenden, um es auf ein Obj ekt zu pro- j i zieren,
- eine Kamera, die ausgebildet ist zur optischen Erfassung des an dem Obj ekt reflektierten Musters , welches durch den Laser-Proj ektor auf das Obj ekt proj i ziert ist , wobei die Kamera eingerichtet ist das reflektierte Muster durch ein optisches System unter vorbestimmten Belichtungsparametern zu erfassen,
- eine Steuervorrichtung, die ausgebildet und eingerichtet ist , den Laser-Proj ektor und die Kamera anzusteuern, um Merkmale des Obj ekts zu bestimmen, - eine Sensoreinrichtung, die ausgebildet ist , eine Annäherung oder die Anwesenheit einer Person in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Proj ektor zu erfassen, und die eingerichtet ist , ein die Annäherung oder die Anwesenheit der Person charakterisierendes Signal an die Steuervorrichtung zu übertragen, so dass die Steuervorrichtung aufgrund des charakterisierenden Signals die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Pro ektors in Abhängigkeit der Annäherung oder der Anwesenheit der Person auf einen zulässigen Wert reduziert , wobei
- die Steuervorrichtung eingerichtet ist , in Abhängigkeit des von der Sensoreinrichtung erhaltenen charakterisierenden Signals über die Annäherung oder die Anwesenheit der Person in der kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Proj ektor, die Belichtungsparameter der Kamera in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors anzupassen .
Das Laser-optische Erfassungssystem kann an einem automatisierten Arbeitsplatz , wie beispielsweise einem Roboterarbeitsplatz eingesetzt werden . Im Rahmen einer automatisierten Handhabung von Werkstücken und/oder Werkzeugen werden Obj ekte , d . h . die Werkstücke oder die Werkzeuge gegri f fen, bewegt oder anderweitig manipuliert . Typisches Beispiel einer automatisierten Handhabung von Obj ekten an einem Roboterarbeitsplatz ist das automatische Herausgrei fen eines Werkstücks aus einer Kiste mittels eines von einem Roboterarm geführten Grei fwerkzeugs . Wenn ein oder mehrere Werkstücke in der Kiste unsortiert vorhanden sind, wird ein Erfassungssystem benö- tigt, welches die Position und Lage eines bestimmten Objekts, das durch das vom Roboterarm geführte Greifwerkzeug gegriffen werden soll, automatisch erfassen kann. Meist werden dazu elektronische Laser-optische Erfassungssysteme verwendet.
Derartige Laser-optische Erfassungssysteme umfassen im Allgemeinen einen Laser-Pro ektor und eine Kamera. Der Laser- Projektor sendet Laser-Licht aus und strahlt das Laser-Licht auf das zu erfassende Objekt. Das Laser-Licht wird dabei nicht diffus auf das Objekt ausgestrahlt, sondern in einem vorgegebenen Muster. Das vorgegebene Muster kann mehrere einzelne Lichtpunkte und/oder eine oder mehrere Lichtlinien umfassen. Insofern wird strukturiertes Licht auf das zu messende Objekt projiziert und dessen Reflexionen auf der Oberfläche des Objekts von der Kamera erfasst. Das von der Kamera erfasste Bild des vom Objekt reflektierten Licht-Musters kann anschließend bildanalytisch ausgewertet werden, um charakteristische Merkmale des Objekts erkennen zu können und deren genaue Position und Lage vermessen zu können. Auf Grundlage der ausgewerteten Bilder des Objekts kann das Greifwerkzeug durch automatisches Ansteuern des Roboterarms so an das Objekt herangeführt werden, dass der Roboterarm bzw. das Greifwerkzeug das erfasste Objekt greifen und aus der Kiste herausholen kann.
Ein beispielhaftes gängiges Projektions-Verfahren zur Erfassung der charakteristische Merkmale des Objekts ist die Streifenprojektion, die auch als Streifenlichtscanning bezeichnet werden kann. Dabei können Bildsequenzen, d.h. eine Abfolge von mehreren zeitlich hintereinander auf genommenen Bildern, erzeugt werden, aus denen die Oberfläche des Objekts insbesondere dreidimensional erfasst bzw. ausgemessen werden kann. Da die gegenseitige Position und Lage des Laser- Projektors und der Kamera bekannt sind, kann man die in die Kamera abgebildeten Punkte, beispielsweise entlang eines Streifens, mit der bekannten Ausrichtung des vom Projektor erzeugten Streifens vergleichen und deren dreidimensionale Position bzw. Lage berechnen, beispielsweise durch Triangulation. Beim sogenannten Lichtschnittverf ahren wird ein ebenes Lichtbündel auf das zu erfassende Objekt projiziert. Dieses Lichtbündel erzeugt eine optisch erfassbare Linie auf dem Objekt. Von der Ausrichtung des Projektors betrachtet, sind die Linien gerade. Aus der seitlich versetzten optischen Achse der Kamera erscheinen die Linien aufgrund der perspektivischen Verzerrung auf der Oberfläche des Objekts der Objektgeometrie entsprechend deformiert. Die Abweichung von der Geradheit der Linien, d.h. die Def ormiertheit der Linien im Kamerabild ist ein Maß für die Objektgestalt. Das Verfahren kann zur Verbesserung der Auswertung erweitert werden, indem man gleichzeitig mehrere parallele Linien, also eine Linienschar oder ein Liniengitter auf das zu erfassende Objekt pro- j iziert .
Ein anderes beispielhaftes Projektions-Verfahren zur Erfassung der charakteristische Merkmale des Objekts ist das Laserscanning. Dabei wird das Objekt zeilenweise oder rasterartig mit einem Laserstrahl überstrichen, d.h. abgetastet. Das von dem Laserstrahl ausgesandte Licht wird ebenfalls auf dem Objekt reflektiert und von einer Kamera erfasst und die erfassten Bilder ausgewertet.
Je nach Projektions-Verfahren kann das vom Laser-Projektor ausgesandte Laserlicht in unterschiedlichen Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen erzeugt werden. Gängige Streifenlichtprojektoren senden monochromatisches Licht im sichtbaren Bereich, also im Wellenlängenbereich von ca. 400 Nanometer bis 700 Nanometer aus . Laserlicht kann j edoch auch im nahen Infrarotbereich ( ca . 700 Nanometer bis 2 , 6 Mikrometer ) und im mittleren Infrarotbereich ( ca . 2 , 6 Mikrometer bis 30 Mikrometer ) sowie im Ultraviolettbereich ( ca . 180 Nanometer bis 400 Nanometer ) Licht in nicht-sichtbaren Bereichen aussenden .
Für eine mögliche gesundheitliche Gefährdung von Personen ist neben der Wellenlänge des ausgesandten Laser-Lichtes und der Dauer der Aussendung auch die Bestrahlungsstärke , d . h . die Leistungsdichte des ausgesandten Laser-Lichtes von Bedeutung . So definiert beispielsweise die europäische Richtlinie 2006/25/EG über Mindestvorschri ften zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen ( künstliche optische Strahlung) , Grenzwerte für die Exposition des Auges gegenüber Laserstrahlen .
Während eines Automatikbetriebs an dem automatisierten Arbeitsplatz , wie beispielsweise dem erwähnten Roboterarbeitsplatz , ist aufgrund der sowieso erforderlichen Zugangsbeschränkung zu dem Arbeitsplatz zuverlässig verhindert , dass eine Person derart nahe an das Laser-optische Erfassungssystem kommen könnte , so dass eine Gesundheitsgefahr für die Person aufgrund ausgesandten Laser-Lichtes bestehen würde .
Allerdings kann es in einer anderen Betriebsart , beispielsweise im Einrichtbetrieb, erforderlich sein, dass eine Person den automatisierten Arbeitsplatz betritt , um in unmittelbarer Nähe zum Laser-optischen Erfassungssystem bzw . zumindest in dessen Gefahrenbereich, in dem Laser-Licht auftreten kann, Tätigkeiten durchführt , beispielsweise ein Aufnehmen oder Anpassen von Bahnpunkten für die Bewegungen des Roboterarms ( Teach- In) . Bisher musste dabei das Laser-optische Erfassungssystem komplett abgeschaltet werden oder zumindest die Laserleistung deutlich reduziert werden, um eine Gesundheitsgefährdung für die Person ausschließen zu können . In einem abgeschalteten Zustand steht das Laser-optische Erfassungssystem nicht zur Verfügung . In einer Betriebsweise des Laseroptischen Erfassungssystems mit deutlich reduzierter Laserleistung ist oftmals die Funktionalität der Erfassung von Obj ekten eingeschränkt oder sogar gar nicht mehr zuverlässig möglich, was nachteilig ist .
Die Erfindung schlägt deshalb vor, nicht nur eine Sensoreinrichtung vorzusehen, die ausgebildet ist , eine Annäherung oder die Anwesenheit einer Person in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Pro ektor zu erfassen, und die eingerichtet ist , ein die Annäherung oder die Anwesenheit der Person charakterisierendes Signal an die Steuervorrichtung zu übertragen, so dass die Steuervorrichtung aufgrund des charakterisierenden Signals die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors in Abhängigkeit der Annäherung oder der Anwesenheit der Person auf einen zulässigen Wert reduziert , sondern darüber hinaus auch die Steuervorrichtung einzurichten in Abhängigkeit des von der Sensoreinrichtung erhaltenen charakterisierenden Signals über die Annäherung oder die Anwesenheit der Person in der kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Proj ektor, die Belichtungsparameter der Kamera in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors anzupassen .
Wenn neben einer Reduzierung der Leistung des Laser-optischen Erfassungssystems , und damit der Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors , außerdem die Belichtungsparameter der Kamera entsprechend der reduzierten Bestrahlungsstärke angepasst werden, kann das Laser-optische Erfassungssystem qualitativ uneingeschränkt weitergenutzt werden, wenn auch mit einer reduzierten Erfassungsgeschwindigkeit . Eine reduzierte Erfassungsgeschwindigkeit von Obj ekten durch das Laser-optische Erfassungssystem ist j edoch in dem beispielsweise erwähnten Einrichtbetrieb nicht von Bedeutung, da in einem solchen Einrichtbetrieb der Roboterarm sowieso nur in einer reduzierten Fahrgeschwindigkeit bewegt werden kann, also die Leistung des gesamten robotischen Systems reduziert ist . Für das beispielhaft erwähnte Aufnehmen oder Anpassen von Bahnpunkten der Roboterbahn für die Bewegungen des Roboterarms bzw . dessen Werkzeug oder Grei fer, bzw . für ein Austesten eines aufgenommenen Roboterprogramms im Nicht-Automatikbetrieb, genügt eine langsamere , d . h . weniger leistungs fähige Erfassung der Obj ekte durch das Laser-optische Erfassungssystem, weil auch die Bewegungen des Roboterarms im Nicht-Automatikbetrieb eine maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit nicht überschreiten .
Für eine präzise und schnelle Erkennung von dreidimensionalen Obj ekten, wie Werkstücke , werden Erfassungssysteme eingesetzt , die mit einer aktiven Beleuchtung ausgestattet sind, die beispielsweise im Falle von Laserlicht für die Augen eines Menschen gefährlich werden können, d . h . nicht augensicher sind . Das heißt , sollte ein Mensch direkt in die Beleuchtung sehen, kann dies zu Augenschäden führen . Dies ist zum Beispiel im Fall des Depalettierens von Gussteilen in der Automobilindustrie der Fall . Die Paletten sind zum Teil bis 1 , 2 Meter hoch befüllt . Gleichzeitig soll aber auch am Boden der Palette die Genauigkeit der von dem Erfassungssystem erhaltenen 3D-Punktewolke besser als 1 , 0 Millimeter sein . Hinsichtlich der räumlichen Anordnung von Laser-Proj ektor und Kamera, soll zwischen der fest installierten Kamera und dem Laser- Proj ektor, beispielsweise einem Strei fenlichtproj ektor, au- ßerdem der handhabende Roboterarm mit Grei fer angeordnet werden können .
Eine Lösung besteht darin, eine hohe Laserleistung des Laser- Proj ektors vorzusehen . Der Vorteil einer hohen Laserleistung ist die Möglichkeit , eine kürzere Belichtungs zeit an der Kamera zu verwenden, was zu einem schnelleren Takt führt . Bei Strei fenlichtpro ektionen können viele verschieden Muster proj i ziert werden . Für j edes Muster ist ein Bild auf zuzeichnen, so dass sich die einzelnen Belichtungs zeiten schnell auf bis über eine Sekunde addieren können . Gleichzeitig wird dabei eine relativ kleine Blendenöf fnung benötigt , um eine höhere Schärfentiefe zu erhalten, so dass über die ganze Tiefe der Palette eine hohe Schärfe sichergestellt ist , was wiederum mehr Licht erfordert .
Bei der Inbetriebnahme oder wenn es Probleme in der Zelle gibt , muss daher das Erfassungssystem bzw . sein Laser- Proj ektor sicher ausgeschaltet werden . Wenn der Bediener dann zum Beispiel ein Teil auf der Palette verrückt und ein neues Bild aufnehmen möchte , ist das sehr umständlich .
Es ist für den Bediener eher vorteilhaft , wenn der Laser- Proj ektor nicht ganz abgeschaltet werden muss , sondern ähnlich der Technologie der Roboter verlangsamt wird, wenn ein Bediener sich nähert und dabei auch die Leistung des Proj ektors reduziert wird, so dass der Bediener sich ohne das Risiko von Augenschäden in dem Roboterarbeitsplatz bewegen kann .
Der Eintritt des Bedieners in die Zelle kann durch bekannte Sicherheitstechnik erkannt werden . Dies kann ein Zaun mit Tür sein, aber auch ein Sicherheits-Laserscanner oder eine Sicherheits-Kamera, ein Trittfeld oder ähnliches . Wenn ein sicherer Betrieb nötig ist , und eine Annäherung einer Person erkannt wurde , soll die Leistung des Laser- Proj ektors reduziert werden . Um weiterhin die gleiche Bildqualität bzw . Genauigkeit der 3D-Datenerf assung zu erreichen, wird erfindungsgemäß die Belichtungs zeit des Sensors pro Muster verlängert , insbesondere im gleichen Verhältnis . Die Reduktion der Leistung soll dabei insbesondere gerade so groß sein, dass der Bediener geschützt ist . Im Falle einer intelligenten Kamera kann eine entsprechende Ansteuerung in der Kamera selbst implementiert sein . Dazu kann die Kamera über einen sicheren Eingang verfügen, der die Laserleistung direkt in sicherer Technik reduziert . Die Steuerungssoftware der Kamera kann auch automatisch die Belichtungs zeit pro Proj ektionsmuster verlängern, insbesondere auch in nicht-sicherer Technik, so dass die Qualität der Bilder zumindest annähernd gleichbleibt .
In einer Weiterbildung kann die Umschaltung oder Anpassung der Leistung in Echtzeit erfolgen und das aktuell proj i zierte Muster kann dabei direkt bei reduzierter Leistung länger gezeigt werden . Dies bedingt zwar eine Verlängerung der Belichtungs zeit , die im Regel fall aber nicht während der Aufnahme angepasst werden kann .
Alternativ ist es ausreichend, die Leistungsumschaltung zu erkennen und gegebenenfalls eine einzelne Proj ektion zu wiederholen, wenn sie mit der Leistungsreduktion zeitlich überscheidet . Im einfachsten Fall kann die ganze Aufnahme mit allen Mustern wiederholt werden, wenn während einer Aufnahme die Leistung des Laser-Proj ektors reduziert wurde .
Der Laser-Proj ektor ist ausgebildet , Laserlicht vorbestimmter Muster in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich mit einer vorbestimmten Bestrahlungsstärke auszusenden, um es auf ein Objekt zu projizieren.
Die vorbestimmten Muster können je nach Art des Laser- Projektors und/oder je nach Anwendungsfall der Erfassung, d.h. je nach der Art der zu erfassenden Objekte, beispielsweise mehrere Punkte, eine Linie oder mehrere Linien, oder 2- dimensionale Gitter oder Raster sein. Das jeweils im Einzelfall ausgesendete Muster ist entweder durch die Auswahl der Bauart des Laser-Projektors vorbestimmt oder steuerungstech- nisch durch zugeordnete Parameter am Laser-Projektor eingestellt, d.h. konfiguriert.
Auch die vorbestimmte Wellenlänge bzw. insbesondere im Falle von nicht-monochromatischen Laser-Projektoren der vorbestimmte Wellenlängenbereich kann bauartbedingt durch die Art des Laser-Projektors vorbestimmt sein, oder durch eine Konfiguration am Laser-Projektor manuell oder automatisch eingestellt sein .
Die Bestrahlungsstärke des Laser-Projektors muss einstellbar sein, d.h. veränderbar sein, so dass die maximale Bestrahlungsstärke gemäß der Erfindung automatisiert reduziert werden kann. Die Reduktion der maximalen Bestrahlungsstärke findet automatisch statt, und zwar auf Grundlage der Signale, welche die Sensoreinrichtung liefert und die charakteristisch sind für die Annäherung oder die Anwesenheit einer Person.
Die Kamera ist ausgebildet zur optischen Erfassung des an dem Objekt reflektierten Musters, welches durch den Laser- Projektor auf das Objekt projiziert ist, wobei die Kamera eingerichtet ist das reflektierte Muster durch ein optisches System unter vorbestimmten Belichtungsparametern zu erfassen. Das optische System kann eine oder mehrere optische Linsen aufweisen . Das optische System kann beispielsweise ein Obj ektiv sein . Das optische System bzw . das Obj ektiv ist dabei Teil der Kamera . Das optische System bzw . das Obj ektiv kann beispielsweise ausgebildet sein, das vom Obj ekt reflektierte , erfasste Laserlicht auf ein elektronisches Sensor-Array abzubilden, so dass ein entsprechendes Bild als ein digitaler Datensatz erhalten und elektronisch weiterverarbeitet werden kann . Das optische System bzw . das Obj ektiv kann eine einstellbare Blendenöf fnung aufweisen, deren Öf fnungsweite automatisch verstellbar, d . h . einstellbar ist . Das elektronische Sensor-Array kann in seiner Lichtempfindlichkeit automatisch verstellbar, d . h . einstellbar sein . So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein bestimmter Belichtungsindex aus mehreren möglichen Belichtungsindi zes automatisch auswählbar ist .
Eine Steuervorrichtung ist ausgebildet und eingerichtet , den Laser-Proj ektor und die Kamera anzusteuern, um Merkmale des Obj ekts zu bestimmen .
Die Steuervorrichtung kann demgemäß sowohl den Laser- Proj ektor ansteuern als auch die Kamera ansteuern . Die Steuervorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann in einer gemeinsamen Steuereinheit enthalten sein . Alternativ kann die Steuervorrichtung mehrere Teilkomponenten aufweisen, die steuerungstechnisch zwar miteinander verbunden sind bzw . miteinander kommuni zieren können, aber gegebenenfalls räumlich voneinander getrennt angeordnet sein . So kann eine Teilkomponente der Steuervorrichtung beispielsweise räumlich in den Laser-Proj ektor integriert sein und eine andere Teilkomponente der Steuervorrichtung beispielsweise räumlich in die Kamera integriert sein . Die Steuervorrichtung kann insbesondere ausgebildet und eingerichtet sein, das vorbestimmte Muster, welches der Laser- Proj ektor aussenden soll , automatisch einzustellen bzw . zu ändern . Die Steuervorrichtung kann insbesondere ausgebildet und eingerichtet sein, die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Pro ektors einzustellen, insbesondere auf einen Maximalwert zu begrenzen . Die Steuervorrichtung kann außerdem ausgebildet und eingerichtet sein, die Belichtungsparameter der Kamera automatisch einzustellen bzw . zu ändern .
Eine Sensoreinrichtung ist ausgebildet , eine Annäherung oder die Anwesenheit einer Person in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Proj ektor zu erfassen .
Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise erfassen, wenn eine Person einen bestimmten Mindestabstand zum Lichtaustritt des Laser-Proj ektors unterschreitet und/oder in einen bestimmten kritischen Sektor um den Laser-Proj ektor herum eintritt . In einem solchen Fall kann die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors unmittelbar auf einen zulässigen Wert begrenzt werden .
Alternativ kann eine allmähliche Annährung der Person an den Lichtaustritt des Laser-Proj ektors und/oder eine allmähliche Annährung an einen kritischen Sektor um den Laser-Proj ektor herum erfasst , insbesondere gemessen werden, und j e nach momentanen Abstand der Person die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors kontinuierlich auf einen zulässigen Wert reduziert werden und zwar in Abhängigkeit des verbleibenden Abstands der Person von dem Lichtaustritt des Laser- Proj ektors und/oder von dem kritischen Sektor um den Laser- Proj ektor herum . Die Sensoreinrichtung ist dabei eingerichtet , ein die Annäherung oder die Anwesenheit der Person charakterisierendes Signal an die Steuervorrichtung zu übertragen, so dass die Steuervorrichtung aufgrund des charakterisierenden Signals die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors in Abhängigkeit der Annäherung oder der Anwesenheit der Person auf einen zulässigen Wert reduziert .
Das charakterisierende Signal kann eine Information über den Abstand der Person von dem Lichtaustritt des Laser-Pro ektors und/oder von dem kritischen Sektor um den Laser-Proj ektor herum umfassen . Das charakterisierende Signal kann eine Information darüber enthalten, ob die Person in einen als kritisch definierten räumlichen Schutzbereich eingetreten ist . Hierbei kann es sich um eine digitale Information, insbesondere ein einfaches „O"-Signal bzw . ein „low"-Signal oder ein „1"-Signal bzw . ein „high"-Signal , oder umgekehrt sein .
Erfindungsgemäß ist die Steuervorrichtung eingerichtet , in Abhängigkeit des von der Sensoreinrichtung erhaltenen charakterisierenden Signals über die Annäherung oder die Anwesenheit der Person in der kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Proj ektor, die Belichtungsparameter der Kamera in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser- Proj ektors anzupassen .
Die kritische räumliche Nähe zu dem Laser-Proj ektor kann davon abgeleitet werden, ob für die Person, welche sich annähert oder in einem bestimmten Schutzbereich anwesend ist , eine Gefahr besteht , dass die Person mit einem Körperteil in den Strahlengang des Laser-Proj ektors gelangen kann oder eine Gefahr besteht , dass ein ausgesandter Laserstrahl oder ein reflektierter Laserstrahl das Auge der Person tref fen könnte . Je nach konkreter Konfiguration des automatisierten Arbeitsplatzes kann diese kritische räumliche Nähe sehr weiträumig sein, also sehr früh erreicht sein, oder aber erst in unmittelbarer Nähe zum Laser-Proj ektor und/oder zur Kamera erreicht sein . So kann es in bestimmten Konfigurationen des automatisierten Arbeitsplatzes erforderlich sein die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Pro ektors zu reduzieren, wenn die Person den automatisierten Arbeitsplatz betritt , beispielsweise durch Öf fnen einer Tür in einem Schutz zaun, der den automatisierten Arbeitsplatz einfasst . In anderen Konfigurationen des automatisierten Arbeitsplatzes kann es beispielsweise schon ausreichend sein, wenn die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors erst dann reduziert wird, wenn die bereits anwesende Person in die eingangs genannte Palette oder Kiste hineingrei ft oder sich mit dem Kopf in die Palette oder Kiste hineinbeugt .
Die Belichtungsparameter der Kamera können derart angepasst werden, dass trotz einer reduzierten Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors die benötigten Merkmale des Obj ekts erkannt werden können . Dies kann zur Folge haben, dass eine j eweilige Einzelerfassung bzw . Einzelmessung eine längere Messdauer benötigt , als eine Einzelerfassung bzw . Einzelmessung bei höherer Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors benötigen würde . Dies ist j edoch in den Fällen eines Nicht-Automatikbetriebs , insbesondere in einem Einrichtbetrieb unkritisch, da beispielsweise auch ein Roboterarm oder eine andere Maschine oder Werkzeugmaschine des automatisierten Arbeitsplatzes nur mit reduzierten Geschwindigkeiten bewegt werden dürfen . Insoweit ist dann die auftretende längere Messdauer des Laseroptischen Erfassungssystems sogar besser angepasst an die reduzierten Geschwindigkeiten der Maschine , der Werkzeugmaschine oder des Roboters . Wenn für den geplanten Arbeitsprozess mit einer geplanten Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters im Automatikbetrieb eine bestimmte Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors geplant ist , kann die Bestrahlungsstärke des Laser-Pro ektors im Nicht-Automatikbetrieb, insbesondere in einem Einrichtbetrieb im Verhältnis zur reduzierten Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters im Nicht-Automatikbetrieb, insbesondere im Einrichtbetrieb, soweit reduziert werden, wie eine zur Erfassung der Merkmale der Obj ekte ausreichende minimale Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors weiterhin eine ausreichende Erfassung durch die Kamera ermöglicht . Dabei können die Belichtungsparameter der Kamera entsprechend angepasst werden .
Beispielsweise kann die Belichtungsdauer im Nicht- Automatikbetrieb, insbesondere im Einrichtbetrieb, verdoppelt werden, wenn die reduzierte Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters im Nicht-Automatikbetrieb, insbesondere im Einrichtbetrieb weniger als die Häl fte der geplanten Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters im Automatikbetrieb ist .
Die Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors kann veränderlich sein . Insbesondere kann die Bestrahlungsstärke des Laser- Proj ektors prozessbedingt veränderlich sein, beispielsweise kann j e nach erforderlichem und gewählten Strahlungsmuster, die für diesen Prozess oder dieses Muster sinnvolle Bestrahlungsstärke variieren . Insoweit kann eine Änderung der Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors auch ohne eine Annäherung einer Person möglich oder sogar erforderlich sein . Daher ist nur die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors bei einer Annäherung einer Person zu reduzieren, wobei unterhalb dieser j eweiligen maximalen Bestrahlungsstärke die tatsächliche momentane Bestrahlungsstärke gegebenenfalls auch von einem sehr niedrigen Wert ausgehend sich erhöhen kann, allerdings dann nicht über die maximale Bestrahlungsstärke hinaus .
Die Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors korreliert mit der Beleuchtungsstärke auf das Obj ekt und folglich auch mit der Beleuchtungsstärke des vom Obj ekt reflektierten Laser- Lichtes auf den Bildsensor der Kamera .
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann der Belichtungsparameter der Kamera die Belichtungsdauer sein und die Belichtungsdauer kann in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors angepasst an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors entsprechend verlängert werden .
Insoweit kann das Laser-optische Erfassungssystem ausgebildet und eingerichtet sein, die Belichtungsdauer in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laser- Proj ektors angepasst an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors entsprechend zu verlängern .
In einer anderen Weiterbildung des Verfahrens kann der Belichtungsparameter der Kamera die Aperturblende sein und die Aperturblende kann in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors angepasst an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors entsprechend geöf fnet werden .
Insoweit kann das Laser-optische Erfassungssystem ausgebildet und eingerichtet sein, die Aperturblende der Kamera in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors angepasst an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors entsprechend zu öf fnen . In einer speziellen Weiterbildung des Verfahrens kann die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors von der Steuervorrichtung auf einen Wert zwischen 90 Prozent und 99 Prozent der maximalen Bestrahlungsstärke geregelt werden .
Insoweit kann das Laser-optische Erfassungssystem ausgebildet und eingerichtet sein, die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Pro ektors von der Steuervorrichtung auf einen Wert zwischen 90 Prozent und 99 Prozent der maximalen Bestrahlungsstärke zu regeln .
Die Steuervorrichtung und die Kamera können in einem gemeinsamen Kameragerät zusammengefasst sein .
Das Kameragerät kann einen sicheren Eingang aufweisen, über den das die Annäherung oder die Anwesenheit der Person charakterisierende Signal aus der Sensoreinrichtung in das Kameragerät in sicherer Technik zugeführt wird .
Das Kameragerät kann eine die Steuervorrichtung mit der Kamera verbindende Schnittstelle aufweisen, über welche die aufgrund der Annäherung oder der Anwesenheit der Person in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Proj ektor erforderlichen, einzustellenden Belichtungsparameter an die Kamera übermittelt werden .
Die Belichtungsparameter der Kamera können in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laser- Proj ektors an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser- Proj ektors während einer laufenden Erfassung von Merkmalen des Obj ekts simultan angepasst werden .
Die Sensoreinrichtung kann eine sensitive Schutzeinrichtung, insbesondere eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung aus der Gruppe von Lichtvorhängen, Laserscannern, Überwa- chungskameras , Türschaltern und Näherungsschalter sein, oder insbesondere eine druckempfindliche Schutzeinrichtung aus der Gruppe von Schaltmatten, Schaltleisten oder Schaltpuf fer sein .
Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Roboterarbeitsplatz , aufweisend wenigstens einen Roboter, einem dem Roboter zugeordneten Arbeitsraum, in dem wenigstens ein Obj ekt vom Roboter gehandhabt oder behandelt wird, sowie ein Laser-optisches Erfassungssystem nach einer der beschriebenen Aus führungen oder Kombinationen von Aus führungen, zur Erfassung von Merkmalen des wenigsten einen Obj ekts , wobei auf Grundlage der erfassten Merkmale der Roboter angesteuert wird .
Konkrete Aus führungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert . Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Aus führungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet , allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen .
Es zeigen :
Fig . 1 ein Flussdiagramm der Schritte in dem grundlegenden erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig . 2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften automatisierten Arbeitsplatzes mit einem Roboter und einem erfindungsgemäßen Laser-optischen Erfassungssystems , Fig . 3 eine schematische Darstellung des Laser-optischen Erfassungssystems ,
Fig . 4 eine schematische Darstellung einer ersten Aus führungsvariante des Laseroptischen Erfassungssystems mit einer verteilt angeordneten Steuervorrichtung, und
Fig . 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Aus führungsvariante des Laseroptischen Erfassungssystems mit separaten Steuervorrichtungen in einem Kameragerät und einem Lasergerät .
Die Fig . 1 zeigt schematisch ein Verfahren zum Ansteuern eines Laser-optischen Erfassungssystems 1 .
In einem ersten Schritt S 1 erfolgt ein Proj i zieren von Laserlicht eines vorbestimmten Musters in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich mit einer vorbestimmten Bestrahlungsstärke auf ein Obj ekt 2 .
In einem zweiten Schritt S2 erfolgt ein optisches Erfassen des an dem Obj ekt 2 reflektierten Musters , welches auf das Obj ekt 2 proj i ziert wurde , mittels einer Kamera 3 , die ein Bild 4 des reflektierten Musters durch ein optisches System 5 unter vorbestimmten Belichtungsparametern aufnimmt .
In einem dritten Schritt S3 erfolgt ein Bestimmen von Merkmalen 14 des Obj ekts 2 auf Grundlage des auf genommenen Bildes 4 des reflektierten Musters . In einem vierten Schritt S4 erfolgt ein Reduzieren einer maximalen Bestrahlungsstärke des Laserlichts auf einen zulässigen Wert in Abhängigkeit einer Annäherung oder einer Anwesenheit einer Person 6 in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laserlicht.
In einem fünften Schritt S5 erfolgt ein Anpassen der Belichtungsparameter der Kamera 3 in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laserlichts.
Das in Fig.2 dargestellte Laser-optische Erfassungssystem 1 weist demgemäß auf:
Einen Laser-Projektor 7, der ausgebildet ist, Laserlicht vorbestimmter Muster in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich mit einer vorbestimmten Bestrahlungsstärke auszusenden, um es auf das Objekt 2 zu projizieren.
Die Kamera 3, die ausgebildet ist zur optischen Erfassung des an dem Objekt 2 reflektierten Musters, welches durch den Laser-Projektor 7 auf das Objekt 2 projiziert ist, wobei die Kamera 3 eingerichtet ist das reflektierte Muster durch das optische System 5 unter vorbestimmten Belichtungsparametern zu erfassen.
Eine Steuervorrichtung 8, die ausgebildet und eingerichtet, den Laser-Projektor 7 und die Kamera 3 anzusteuern, um Merkmale 14 des Objekts 2 zu bestimmen. Die Merkmale 14 können, wie im Ausführungsbeispiel eines Gussbauteils der Fig. 3 beispielsweise dargestellt ist, Aufnahmebohrungen im Gussbauteil sein, welche in ihren jeweiligen Größen, relativen Abständen und Lagen bekannt sind. Daran kann sich der Roboter richten, um mittels eines Greifers 15 (Fig. 2) ein in der Kiste 13 beliebig liegendes Objekt 2 automatisch angesteuert in Abhän- gigkeit der Erfassung mittels des Laser-optischen Erfassungssystems 1 herausgrei fen zu können .
Eine Sensoreinrichtung 10 , die ausgebildet ist , eine Annäherung oder die Anwesenheit einer Person 9 in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Proj ektor 7 zu erfassen, und die eingerichtet ist , ein die Annäherung oder die Anwesenheit der Person 9 charakterisierendes Signal an die Steuervorrichtung 8 zu übertragen, so dass die Steuervorrichtung 8 aufgrund des charakterisierenden Signals die maximale Bestrahlungsstärke des Laser-Pro ektors 7 in Abhängigkeit der Annäherung oder der Anwesenheit der Person 9 auf einen zulässigen Wert reduziert .
Die Steuervorrichtung 8 ist dabei eingerichtet , in Abhängigkeit des von der Sensoreinrichtung 10 erhaltenen charakterisierenden Signals über die Annäherung oder die Anwesenheit der Person 9 in der kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser- Proj ektor 7 , die Belichtungsparameter der Kamera 3 in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors 7 an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors 7 anzupassen .
Die Fig . 2 zeigt insoweit einen Roboterarbeitsplatz 11 , aufweisend wenigstens einen Roboter 12 , einen dem Roboter 12 zugeordneten Arbeitsraum Al , A2 , in dem das wenigstens eine Obj ekt 2 vom Roboter 12 gehandhabt oder behandelt wird, sowie das Laser-optisches Erfassungssystem 1 zur Erfassung von Merkmalen des wenigsten einen Obj ekts 2 , wobei auf Grundlage der erfassten Merkmale der Roboter 12 angesteuert wird .
Der Arbeitsraum kann j e nach individueller Ausgestaltung des Roboterarbeitsplatzes 11 unterschiedlich definiert sein . Beispielsweise kann ein erster Arbeitsraum Al die komplette Zel- le des Roboterarbeitsplatzes 11 einfassen . Alternativ oder ergänzend kann ein zweiter Arbeitsraum A2 deutlich kleiner gewählt werden, beispielsweise wie dargestellt , derart klein gewählt werden, dass im Wesentlichen lediglich ein enger Bereich um eine Kiste 13 , deren Inhalt von dem Laser-optischen Erfassungssystem 1 zu erfassen ist , überwacht wird . Je nach Größe und Lage des Arbeitsraums Al , A2 , ist die Art der Sensoreinrichtung 10 entsprechend festzulegen und die Sensoreinrichtung 10 demgemäß einzurichten, so dass eine Annäherung oder die Anwesenheit der Person 9 zu dem j eweiligen Arbeitsraums Al , A2 erkannt werden kann .
Wie das Schema der Fig . 3 auf zeigt , kann bei dem Laseroptischen Erfassungssystem 1 ein Belichtungsparameter P der Kamera 3 geändert werden . Der Belichtungsparameter P kann die Belichtungsdauer t sein und die Belichtungsdauer t kann in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke Ev des Laser-Pro ektors 7 angepasst an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors 7 entsprechend verlängert werden .
Alternativ oder ergänzend kann der Belichtungsparameter P der Kamera 3 die Aperturblende D sein und die Aperturblende D kann in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke Ev des Laser-Proj ektors 7 angepasst an die momentane Bestrahlungsstärke des Laser-Proj ektors 7 entsprechend geöf fnet werden .
Die Steuervorrichtung 8 oder eine Teilkomponente 8a der Steuervorrichtung 8 und die Kamera 3 können in einem gemeinsamen Kameragerät 3a zusammengefasst sein, wie dies in Fig . 4 und Fig . 5 aufgezeigt ist . Die Steuervorrichtung 8 oder eine weitere Teilkomponente 8b der Steuervorrichtung 8 und der Laser-Proj ektor 7 können in einem gemeinsamen Lasergerät 7a zusammengefasst sein, wie dies in Fig . 4 und Fig . 5 aufgezeigt ist .
Das Kameragerät 3a kann einen sicheren Eingang 16 aufweisen, über den das die Annäherung oder die Anwesenheit der Person 9 charakterisierende Signal aus der Sensoreinrichtung 10 in das Kameragerät 3a in sicherer Technik zugeführt werden kann .
Das Kameragerät 3a kann eine die Steuervorrichtung 8 mit der Kamera 3 verbindende Schnittstelle 17 aufweisen, über welche die aufgrund der Annäherung oder der Anwesenheit der Person 9 in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Pro ektor 7 erforderlichen, einzustellenden Belichtungsparameter P an die Kamera 3 übermittelt werden .
Die Belichtungsparameter P der Kamera 3 können in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke Ev des Laser-Proj ektors 7 an die momentane Bestrahlungsstärke Ev des Laser-Proj ektors 7 während einer laufenden Erfassung der Merkmale 14 des Obj ekts 2 simultan angepasst werden .
Wie in Fig . 5 dargestellt ist , können in einer speziellen Aus führungs form der Laser-Proj ektor 7 , die Kamera 3 und die Sensoreinrichtung 10 eingerichtet sein, zur gegenseitigen Kommunikation über einen Datenbus 18 .

Claims

26 Patentansprüche
1. Verfahren zum Ansteuern eines Laser-optischen Erfassungssystems (1) , aufweisend die Schritte:
- Projizieren von Laserlicht eines vorbestimmten Musters in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich mit einer vorbestimmten Bestrahlungsstärke (Ev) auf ein Ob ekt ( 2 ) ,
- optisches Erfassen des an dem Objekt (2) reflektierten Musters, welches auf das Objekt (2) projiziert wurde, mittels einer Kamera (3) , die ein Bild (4) des reflektierten Musters durch ein optisches System (5) unter vorbestimmten Belichtungsparametern (P) aufnimmt,
- Bestimmen von Merkmalen des Objekts (2) auf Grundlage des auf genommenen Bildes (4) des reflektierten Musters,
- Reduzieren einer maximalen Bestrahlungsstärke (Ev) des Laserlichts auf einen zulässigen Wert in Abhängigkeit einer Annäherung oder einer Anwesenheit einer Person (9) in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laserlicht, und
- Anpassen der Belichtungsparameter (P) der Kamera (3) in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke (Ev) des Laserlichts. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Belichtungsparameter der Kamera (3) die Belichtungsdauer (t) ist und die Belichtungsdauer (t) in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke (Ev) des Laser-Lichts angepasst, entsprechend verlängert wird . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Belichtungsparameter der Kamera (3) die Aperturblende (D) ist und die Aperturblende (D) in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke (Ev) des Laser-Lichts angepasst, entsprechend geöffnet wird . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Bestrahlungsstärke (Ev) des Laser-Lichts auf einen Wert zwischen 90 Prozent und 99 Prozent der maximalen Bestrahlungsstärke (Ev) geregelt wird. Laser-optisches Erfassungssystem, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend:
- einen Laser-Projektor (7) , der ausgebildet ist, Laserlicht vorbestimmter Muster in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich mit einer vorbestimmten Bestrahlungsstärke (Ev) auszusenden, um es auf ein Objekt (2) zu projizieren,
- eine Kamera (3) , die ausgebildet ist zur optischen Erfassung des an dem Objekt (2) reflektierten Mus- ters, welches durch den Laser-Projektor (7) auf das Objekt (2) projiziert ist, wobei die Kamera (3) eingerichtet ist das reflektierte Muster durch ein optisches System (5) unter vorbestimmten Belichtungsparametern (P) zu erfassen,
- eine Steuervorrichtung (8) , die ausgebildet und eingerichtet, den Laser-Projektor (7) und die Kamera (2) anzusteuern, um Merkmale (14) des Objekts (2) zu bestimmen,
- eine Sensoreinrichtung (10) , die ausgebildet ist, eine Annäherung oder die Anwesenheit einer Person (9) in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser- Projektor (7) zu erfassen, und die eingerichtet ist, ein die Annäherung oder die Anwesenheit der Person (9) charakterisierendes Signal an die Steuervorrichtung (8) zu übertragen, so dass die Steuervorrichtung (8) aufgrund des charakterisierenden Signals die maximale Bestrahlungsstärke (Ev) des Laser-Projektors (7) in Abhängigkeit der Annäherung oder der Anwesenheit der Person (9) auf einen zulässigen Wert reduziert, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Steuervorrichtung (8) eingerichtet ist, in Abhängigkeit des von der Sensoreinrichtung (10) erhaltenen charakterisierenden Signals über die Annäherung oder die Anwesenheit der Person (9) in der kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Projektor (7) , die Belichtungsparameter (P) der Kamera (3) in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke (Ev) des Laser-Projektors (7) an die momentane Bestrahlungsstärke (Ev) des Laser-Projektors (7) anzupassen. 29 Laser-optisches Erfassungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (8) und die Kamera (3) in einem gemeinsamen Kameragerät (3a) zusammengefasst sind. Laser-optisches Erfassungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kameragerät (3a) einen sicheren Eingang (16) aufweist, über den das die Annäherung oder die Anwesenheit der Person (9) charakterisierende Signal aus der Sensoreinrichtung (10) in das Kameragerät (3a) in sicherer Technik zugeführt wird. Laser-optisches Erfassungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kameragerät (3a) einen die Steuervorrichtung (8) mit der Kamera (3) verbindende Schnittstelle (17) aufweist, über welche die aufgrund der Annäherung oder der Anwesenheit der Person (9) in einer kritischen räumlichen Nähe zu dem Laser-Projektor (7) erforderlichen, einzustellenden Belichtungsparameter (P) an die Kamera (3) übermittelt werden. Laser-optisches Erfassungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungsparameter (P) der Kamera (3) in Abhängigkeit der reduzierten maximalen Bestrahlungsstärke (Ev) des Laser- Projektors (7) an die momentane Bestrahlungsstärke (Ev) des Laser-Projektors (7) während einer laufenden Erfassung von Merkmalen (14) des Objekts (2) simultan angepasst werden. Laser-optisches Erfassungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorein- 30 richtung (10) eine sensitive Schutzeinrichtung, insbesondere eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung aus der Gruppe von Lichtvorhängen, Laserscannern, Über- wachungskameras, Türschalter und Näherungsschalter ist, oder insbesondere eine druckempfindliche Schutzeinrichtung aus der Gruppe von Schaltmatten, Schaltleisten oder Schaltpuffer ist. Roboterarbeitsplatz, aufweisend wenigstens einen Roboter (12) , einem dem Roboter (12) zugeordneten Arbeitsraum (Al, A2 ) , in dem wenigstens ein Objekt (2) vom Roboter
(12) gehandhabt oder behandelt wird, sowie ein Laseroptisches Erfassungssystem (1) nach einem der Ansprüche
5 bis 10 zur Erfassung von Merkmalen (14) des wenigsten einen Objekts (2) , wobei auf Grundlage der erfassten Merkmale (14) der Roboter (12) angesteuert wird.
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