ES2937257T3 - Equipo y procedimiento para crear y vigilar un área de seguridad en un espacio de trabajo - Google Patents

Abstract

La solicitud se refiere a un dispositivo (1) para generar y monitorear un área de seguridad (2) en un espacio de trabajo (3). El dispositivo propuesto (1) comprende un dispositivo receptor (4). El dispositivo de grabación (4) está configurado para grabar imágenes en un área de vigilancia (8) que abarca el área de seguridad (2). Además, el dispositivo (1) comprende un dispositivo de iluminación (5) que está configurado para proyectar líneas (6) o patrones que definen el área de seguridad (2) en el espacio de trabajo (3). El dispositivo (1) también incluye un dispositivo de evaluación (9) que está configurado para evaluar las imágenes grabadas por el dispositivo de grabación (4) con respecto a una infracción del área de seguridad (2). El dispositivo de iluminación (5) está configurado para mostrar una secuencia codificada por tiempo (11, 11', 11", 11"', 11""') de las líneas (6) o patrones en el espacio de trabajo (3). Además, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Equipo y procedimiento para crear y vigilar un área de seguridad en un espacio de trabajo

La presente solicitud pertenece al campo de la explotación y automatización de fábricas. La solicitud se refiere a un equipo para generar y vigilar un área de seguridad en un espacio de trabajo. Además, la presente solicitud se refiere a un procedimiento para generar y vigilar el área de seguridad.

Para proteger una máquina peligrosa o un robot peligroso para garantizar la seguridad de una persona que trabaja en un espacio de trabajo pueden utilizarse sistemas de sensores basados en cámaras y en proyecciones que proyectan en el espacio de trabajo áreas de seguridad, por ejemplo, en forma de líneas o puntos, y vigilan con cámaras si se produce una interrupción. De esta manera, pueden detectarse infracciones en las áreas de seguridad.

Para la vigilancia de las áreas de seguridad mediante las cámaras es necesaria una extracción de los haces de proyección en las imágenes grabadas por las cámaras. Por ejemplo, el documento EP 2 558 886 B1 describe un equipo para vigilar al menos un área de seguridad tridimensional, en particular un espacio en áreas de trabajo comunes de personas y máquinas. En este sentido, las marcas que definen el área de seguridad se proyectan sobre un suelo de un área de vigilancia como luz modulada con una frecuencia predeterminada. La modulación puede realizarse en este sentido, por ejemplo, tomando como base cambios de brillo y/o de color. La modulación hace que las líneas que definen el área de seguridad se proyecten y no se proyecten alternativamente. Una grabación de imágenes de cámara mediante un dispositivo de grabación se sincroniza en este sentido con la frecuencia predeterminada de la modulación. Se utilizan dos imágenes de cámara consecutivas, que corresponden a una proyección y a una no proyección del área de seguridad, para evaluar y constatar si una persona o un objeto está ingresando en el área de seguridad. A partir de las dos imágenes de la cámara se genera una imagen diferente, que se evalúa a continuación en cuanto a una violación del área de seguridad. El documento DE 102016 101 793 B3 describe un dispositivo optoelectrónico para proteger una fuente de peligro en el área de un espacio. El dispositivo comprende un sensor de imagen que trabaja en el espectro infrarrojo y que puede generar datos del área de un espacio resueltos a distancia, así como una unidad de control y evaluación. La unidad de control y evaluación calcula datos de imágenes tridimensionales del área de un espacio con la ayuda de una estimación de disparidad estereoscópica. La unidad de evaluación evalúa estos datos de imagen para detectar intrusiones de objetos no permitidas en un espacio protegido.

Ante los antecedentes del estado de la técnica anteriormente conocido, el objetivo de la presente solicitud es proponer un equipo mejorado para generar y vigilar un área de seguridad en un espacio de trabajo. En particular, un objetivo es proponer un equipo que permita una detección particularmente fiable de un área de seguridad y esté diseñado a este respecto con una complejidad comparativamente pequeña. Además, un objetivo de la presente solicitud es proponer un procedimiento correspondientemente ventajoso para generar y vigilar un área de seguridad en un espacio de trabajo.

Estos objetivos se consiguen mediante un equipo según la reivindicación 1 así como mediante un procedimiento de acuerdo con una reivindicación adicional. Perfeccionamientos ventajosos resultan de las características de las reivindicaciones dependientes y de los ejemplos de realización.

El equipo propuesto para generar y vigilar un área de seguridad en un espacio de trabajo comprende un dispositivo de grabación. El dispositivo de grabación está configurado para grabar imágenes en un área de vigilancia que comprende el área de seguridad. El equipo comprende además un dispositivo de iluminación, que puede ser un proyector, por ejemplo. El dispositivo de iluminación está configurado para proyectar en el espacio de trabajo líneas o patrones que definen el área de seguridad. Además, el equipo comprende un dispositivo de evaluación que está configurado para evaluar las imágenes grabadas por el dispositivo de grabación con respecto a una violación del área de seguridad. El equipo difiere del estado de la técnica conocido al menos en que el dispositivo de iluminación está configurado para proyectar una secuencia de líneas o patrones codificada cronológicamente en el espacio de trabajo, en particular para proyectar en el espacio de trabajo repetidamente una secuencia de líneas o patrones codificada cronológicamente. Además, el dispositivo de evaluación está configurado para comparar imágenes de la secuencia de líneas o patrones codificada cronológicamente con una secuencia esperada y para emitir una señal de violación si las imágenes de la secuencia codificada cronológicamente no coinciden con la secuencia esperada. En particular, el dispositivo de evaluación puede estar configurado para comparar repetidamente imágenes de la secuencia de líneas o patrones codificada cronológicamente con la secuencia esperada y emitir una señal de violación si las imágenes de la secuencia codificada cronológicamente no coinciden con la secuencia esperada.

Una secuencia codificada cronológicamente en el sentido de esta solicitud ha de entenderse como una secuencia que va más allá de una proyección alterna de diferentes señales luminosas de la misma longitud, como un simple encendido/apagado o un simple cambio de intensidad o color, en un lugar en términos de tiempo y/o espacio. Por ejemplo, esta secuencia codificada cronológicamente puede estar dada por una modulación espacial de las líneas o patrones proyectados y/o por una secuencia con más de dos estados de proyección consecutivos, como se describe con más exactitud a continuación. La secuencia codificada cronológicamente también puede definirse porque el dispositivo de grabación evalúa más de dos imágenes consecutivas para detectar una violación del área de seguridad. Por lo tanto, la secuencia codificada cronológicamente no es una simple proyección de frecuencia fija que evalúa únicamente dos imágenes consecutivas. Un patrón proyectado también puede entenderse, por ejemplo, como una iluminación de área, una colección de puntos proyectados o un único punto proyectado. En algunas realizaciones, el patrón también puede presentar una pluralidad de rectángulos como elementos estructurales.

Mediante una detección de una violación del área de seguridad por parte del equipo propuesto y la emisión de una señal de violación en caso de una violación, pueden evitarse colisiones entre máquinas y personas, por ejemplo, para aumentar la seguridad laboral en el espacio de trabajo.

Para cada detección o no detección de una violación del área de seguridad, por regla general se evalúan imágenes de al menos una secuencia, en particular exactamente una. La secuencia codificada cronológicamente puede proyectarse en este sentido repetidamente en el espacio de trabajo y evaluarse para detectar posibles violaciones del área de seguridad en momentos posteriores. Una violación puede ser causada, por ejemplo, por la intrusión de un objeto, una máquina o una persona en el área de seguridad.

Debido a que se proyecta una secuencia codificada cronológicamente de líneas o patrones, cuyas imágenes se evalúan, se logra una extracción clara y robusta, es decir, confiable, de los haces de proyección en las imágenes. El equipo propuesto permite la extracción fiable, en particular en caso de interferencias repentinas del entorno, como, por ejemplo, cambios en la luz ambiental, en particular en caso de un flash. Por ejemplo, en equipos conocidos, el flash puede solapar la luz del dispositivo de iluminación si se incide al mismo tiempo que esta. Por consiguiente, con los equipos conocidos, existe una mayor probabilidad de que no se detecte erróneamente una violación del área de seguridad, aunque un objeto o una persona haya invadido el área de seguridad. En el presente caso este riesgo puede reducirse mediante el uso de la secuencia codificada cronológicamente.

Debido al hecho de que varias imágenes de proyección se proyectan y se graban nuevamente en una secuencia cronológica, el sistema puede descubrir interferencias (p. ej., un flash), que en principio pueden afectar o incluso impedir la funcionalidad y/o el rendimiento del sistema de vigilancia. El sistema puede entonces emitir una señal (señal de violación) que indica estas condiciones ambientales desfavorables para el sistema de vigilancia. Es importante a este respecto que el sistema de vigilancia no genere señales falsas y, por lo tanto, aún se encuentre en un estado seguro. Por ejemplo, en una secuencia de cinco imágenes de proyección, el sistema podría detectar una interferencia en la tercera imagen precisamente cuando en el momento de la tercera imagen aparece un flash y hace que se detecte el estado (encendido) en lugar del estado (apagado). Dado que los otros estados de las imágenes corresponden a los estados esperados, en este caso puede deducirse una interferencia. La diferencia con una violación "real" del área de seguridad por parte de un objeto, humano o máquina es que esta violación se detectaría en varias imágenes consecutivas (al menos dos). Para hacer esto, las imágenes deben grabarse con una tasa de fotogramas correspondientemente alta.

El procedimiento propuesto para generar y vigilar un área de seguridad en un espacio de trabajo es correspondientemente ventajoso. En este sentido se facilita el equipo configurado tal como se ha descrito o va a describirse. A continuación el dispositivo de iluminación proyecta repetidamente en el espacio de trabajo la secuencia codificada cronológicamente de las líneas o patrones que definen el área de seguridad. En una etapa adicional, las imágenes de la secuencia codificada cronológicamente de las líneas o patrones se graban por el dispositivo de grabación. Además, el dispositivo de evaluación compara repetidamente las imágenes de la secuencia codificada cronológicamente de las líneas o patrones con una secuencia esperada. Además, el dispositivo de evaluación emite una señal de violación si las imágenes de la secuencia codificada cronológicamente no coinciden con la secuencia esperada.

En general, se prevé que la secuencia codificada cronológicamente de líneas y patrones proyectados comprenda al menos dos estados de proyección consecutivos, de modo que se evalúen al menos dos imágenes para determinar la violación del área de seguridad. Puede ser particularmente ventajoso si la secuencia codificada cronológicamente de líneas y patrones proyectados comprende al menos tres estados de proyección consecutivos. En este caso, se evalúan al menos tres imágenes para determinar si se ha violado el área de seguridad. Por regla general, en la secuencia se proyecta el mismo número de estados de proyección consecutivos que evalúa el dispositivo de evaluación para determinar una violación individual en un momento dado.

Los estados de proyección consecutivos de la secuencia no necesariamente tienen que ser todos diferentes en pares. Sin embargo, al menos dos de los estados de proyección de la secuencia suelen ser diferentes. También puede estar previsto que la secuencia codificada cronológicamente conste de dos estados de proyección diferentes. Los diferentes estados de proyección de la secuencia pueden estar encendidos (se proyectan patrones o líneas) y apagados (no se proyecta luz). De esta manera, por regla general puede lograrse un buen contraste entre los estados de proyección, como resultado de lo cual puede simplificarse la evaluación por parte del dispositivo de evaluación. En este caso, un ejemplo de secuencia de proyecciones sería apagado/encendido/encendido/apagado/encendido, en la que se utilizan exactamente dos estados de proyección diferentes, apagado y encendido.

En algunas realizaciones puede estar previsto que la distribución espacial de la luz proyectada sea la misma en todos los estados de proyección de la secuencia en la que se proyecta la luz. De este modo puede ser suficiente una estructura comparativamente sencilla de una óptica de proyección del dispositivo de iluminación. La secuencia puede codificarse, por ejemplo, modulando la intensidad o la longitud de onda, en particular el color. Adicionalmente o como alternativa, puede ser útil y estar previsto que la secuencia codificada cronológicamente de las líneas o patrones proyectados también comprenda una modulación espacial de las líneas o patrones proyectados. En este caso, al menos dos de los estados de proyección consecutivos de la secuencia presentan una distribución espacial diferente de la luz proyectada. Por regla general, el dispositivo de iluminación está controlado por un ordenador o por la unidad de control que se describe a continuación, de modo que el dispositivo de iluminación proyecta las secuencias correspondientes en el espacio de trabajo. Los programas de control correspondientes se ejecutan en la computadora o la unidad de control. En otras realizaciones, sin embargo, el dispositivo de iluminación puede comprender, por ejemplo, un sistema de apertura de diafragma modulado en el tiempo que hace que se proyecten las secuencias correspondientes. Por ejemplo, el dispositivo de iluminación puede ser un proyector. Sin embargo, también puede estar previsto que el dispositivo de iluminación sea una matriz de ledes, una disposición de ledes o una pantalla led segmentada. Para proyectar la secuencia de líneas o patrones, el dispositivo de iluminación puede presentar una óptica correspondientemente adecuada, por ejemplo, que comprende elementos de espejo MEMs .

Si la secuencia codificada cronológicamente de las líneas o patrones proyectados comprende la modulación espacial, puede ser particularmente ventajoso si la secuencia únicamente comprende dos estados de proyección diferentes. En este caso, por regla general, únicamente se requieren dos imágenes para la detección o no detección de la violación del área de seguridad. En una realización de este tipo, la evaluación en cuanto a la violación puede realizarse muy rápidamente. De esta manera, por ejemplo, pueden reducirse ventajosamente las distancias de seguridad prescritas entre personas y máquinas peligrosas.

Un patrón o una línea proyectada por el dispositivo de iluminación puede corresponder, por ejemplo, a un borde del área de seguridad. Por ejemplo, el dispositivo de iluminación puede estar configurado para proyectar una línea de limitación del área de seguridad en el espacio de trabajo. En este caso, la línea de limitación por regla general define el área de seguridad. Con una modulación espacial de los estados de proyección de la secuencia, puede estar previsto que la secuencia codificada cronológicamente de las líneas o patrones proyectados comprenda una iluminación sucesiva de diferentes secciones de una línea de limitación del área de seguridad. Normalmente, la línea de limitación del área de seguridad forma una línea cerrada. La secuencia de las líneas o patrones proyectados puede comprender una iluminación secuencial de toda la línea de limitación por secciones. Por ejemplo, la línea de limitación puede iluminarse por secciones de forma circunferencial mediante la secuencia de estados de proyección. En este sentido puede estar previsto que la línea de limitación esté completamente iluminada dentro de la secuencia. La luz proyectada puede discurrir alrededor de la línea de limitación, por ejemplo, una o varias veces en la secuencia.

En realizaciones particularmente preferidas, la secuencia codificada cronológicamente de las líneas o patrones proyectados puede constar de estados de proyección que corresponden a una línea de limitación discontinua. Por ejemplo, la línea de limitación discontinua puede presentar una forma de línea discontinua formada por secciones iluminadas y no iluminadas. En particular, cada uno de los estados de proyección puede corresponder a una línea de limitación discontinua. En una realización preferida, también se prevé que la secuencia codificada cronológicamente de las líneas o patrones proyectados comprenda una iluminación alterna de diferentes secciones de la línea de limitación. En este caso, la secuencia puede comprender exactamente dos estados de proyección. Esta realización permite una detección particularmente rápida y fiable de la violación del área de seguridad. Puede estar previsto que las secciones se seleccionen lo suficientemente pequeñas, de modo que una violación del área de seguridad por parte de un objeto con toda probabilidad tenga como consecuencia que se cubran dos secciones adyacentes que se iluminan alternativamente. De esta manera, también puede detectarse de forma fiable una violación del área de seguridad si, por ejemplo, uno de los estados de proyección está solapado por una señal interferente simultánea, por ejemplo, un flash. En algunas realizaciones posibles, al menos algunas de las secciones pueden ser comparativamente cortas y presentar una longitud máxima de 50 cm, preferentemente un máximo de 20 cm y de manera particularmente preferida un máximo de 5 cm, por ejemplo 1 cm.

Los estados de proyección pueden estar configurados ventajosamente de manera que la línea de limitación sea continua y cerrada cuando los estados de proyección se superponen imaginariamente, de modo que una intrusión en el área de seguridad pueda detectarse de forma fiable en cualquier punto de la línea de limitación.

En algunas realizaciones, el dispositivo de evaluación está configurado para formar imágenes de diferencia a partir de al menos dos de las imágenes de la secuencia codificada cronológicamente. Además, el dispositivo de evaluación puede estar configurado para comparar las imágenes de diferencia con la secuencia esperada. La formación de diferencias permite suprimir interferencias de manera sencilla, en cuyo caso únicamente o al menos principalmente los cambios en los estados de proyección sucesivos en la secuencia determinan las imágenes. Las interferencias en el área de vigilancia que no cambian en la misma escala de tiempo que los estados de proyección no influyen en las imágenes o solo lo hacen en pequeña medida.

Una sola secuencia por regla general corresponde siempre a solo un área de seguridad fija. Sin embargo, esto no tiene por qué ser estático, sino que puede cambiar con el tiempo, es decir, de forma dinámica. Por ejemplo, el área de seguridad puede cambiar si cambia una situación de trabajo en el espacio de trabajo. En particular, el tamaño, la forma y la posición del área de seguridad pueden ajustarse dinámicamente según el estado de una máquina o robot. Como resultado, pueden generarse y monitorearse áreas de seguridad mínimas y poner a disposición de las personas un área máxima. El equipo puede presentar, por ejemplo, una unidad de control conectada al dispositivo de iluminación. La unidad de control normalmente está conectada al dispositivo de grabación y/o al dispositivo de iluminación. La unidad de control puede estar configurada para controlar el dispositivo de iluminación para adaptar el área de seguridad a cambios en las situaciones de trabajo de tal manera que el dispositivo de iluminación proyecte secuencias de líneas o patrones que cambian con el tiempo en el espacio de trabajo. Un área de seguridad que está ubicada en un lugar diferente o que presenta una extensión diferente puede generarse y monitorearse en un momento en una secuencia posterior.

Puede estar previsto que el dispositivo de iluminación esté configurado para proyectar diferentes estados de proyección de una secuencia de líneas o patrones en el espacio de trabajo con una frecuencia de al menos 10 Hz, preferentemente de al menos 50 Hz, por ejemplo de al menos 200 Hz. La duración de una secuencia puede mantenerse particularmente corta mediante una proyección rápida de diferentes estados de proyección, de modo que el equipo pueda reaccionar rápidamente a las violaciones del área de seguridad. Además, la luz proyectada puede extraerse en este caso de manera especialmente fiable, ya que las interferencias se producen por regla general en escalas de tiempo más largas, lo que puede tener un efecto ventajoso, en particular, en la formación de imágenes diferenciales descritas anteriormente. En este sentido, el dispositivo de grabación está configurado en este sentido para grabar imágenes en una secuencia igualmente rápida. Normalmente, el dispositivo de iluminación y el dispositivo de grabación están sincronizados en el tiempo entre sí de manera que el dispositivo de grabación graba una imagen mientras el dispositivo de iluminación proyecta líneas o patrones de acuerdo con un estado de proyección deseado. La unidad de control puede presentar un generador de impulsos, por ejemplo, para sincronizar el dispositivo de iluminación y el dispositivo de grabación.

En la mayoría de las realizaciones, el dispositivo de grabación comprende una cámara, por ejemplo, una cámara CCD o una cámara CMOS.

En realizaciones típicas, el dispositivo de iluminación está configurado para proyectar líneas o patrones en el espacio de trabajo que definen un área de seguridad con una superficie de al menos 1 m2. El dispositivo de grabación está configurado por regla general para grabar imágenes en un área de vigilancia que de al menos un tamaño correspondiente. Una área de seguridad de este tipo es adecuada para permitir una cooperación segura entre humanos y robots en el espacio de trabajo. Sin embargo, en particular en el campo de la robótica a gran escala, también puede estar previsto que el dispositivo de iluminación esté configurado para proyectar líneas o patrones en el espacio de trabajo, que definen un área de seguridad con una superficie de al menos 5 m2, por ejemplo 5 - 25 m2.

La secuencia esperada por regla general contiene información sobre una secuencia esperada de imágenes que, en el caso de una modulación espacial de los patrones o líneas proyectados, también contiene información sobre la distribución espacial de las imágenes esperadas. Normalmente, la secuencia esperada de imágenes corresponde a una situación en la que no hay violación del área de seguridad o únicamente se está produciendo una violación controlada o esperada. La secuencia esperada comprende, por ejemplo, un perfil de color y/o intensidad esperado dentro de la secuencia para píxeles relevantes de una imagen grabada. Para una evaluación simplificada y más rápida, puede estar previsto que únicamente se tengan en cuenta los píxeles relevantes en la evaluación, que corresponden a un subconjunto del total de píxeles registrados de las imágenes si la secuencia esperada sólo para estos píxeles indica información relevante sobre la violación del área de seguridad.

Cuando el equipo está instalado en el espacio de trabajo, el dispositivo de grabación y el dispositivo de iluminación pueden alinearse inicialmente entre sí y en relación con el área de seguridad deseada. A continuación, pueden calibrarse el dispositivo de grabación y el dispositivo de iluminación. En realizaciones preferidas, la secuencia esperada, es decir, una secuencia de referencia de imágenes teóricas, puede generarse de forma puramente virtual sin que sea absolutamente necesario registrar un área de seguridad no violada antes o durante la puesta en funcionamiento. El dispositivo de evaluación normalmente comprende un ordenador que está equipado con programas que llevan a cabo las etapas de procedimiento descritas anteriormente o a continuación.

Las características descritas anteriormente o a continuación con referencia al equipo para generar y vigilar un área de seguridad pueden trasladarse al procedimiento para generar y vigilar el área de seguridad y viceversa.

Los ejemplos de realización se describen a continuación con referencia a las ilustraciones. Muestran

Fig. 1 una vista esquemática de un equipo para generar y vigilar un área de seguridad en un espacio de trabajo,

Fig. 2 una secuencia de estados de proyección proyectados por un proyector,

Fig. 3 a 7 secuencias adicionales de estados de proyección proyectados por el proyector y

Fig. 8 (a) y (b) otra secuencia de estados de proyección proyectados por un dispositivo de iluminación.

La Fig. 1 muestra una vista esquemática de un equipo 1 para generar y vigilar un área de seguridad 2 en un espacio de trabajo 3. El equipo 1 comprende un dispositivo de grabación 4 realizado, por ejemplo, como cámara CMOS y un dispositivo de iluminación 5 realizado, por ejemplo, como proyector o, en otras realizaciones, como una matriz de ledes 0 una disposición de ledes. En el ejemplo mostrado, el proyector 5 proyecta una secuencia de marcas codificada cronológicamente y dado el caso de espacio, que se muestra en forma de una línea 6, sobre un suelo 7 del espacio de trabajo 3. La línea 6 representada se corresponde con un posible estado de proyección, pudiendo proyectarse, por ejemplo, con el proyector 5 estados de proyección que varían a una frecuencia de 200 Hz. En lugar de líneas, también pueden proyectarse puntos u otros patrones en el espacio de trabajo 3, por ejemplo. El dispositivo de grabación 4 graba imágenes de esta secuencia en un área de vigilancia 8.

El equipo 1 también presenta un dispositivo de evaluación 9 conectado al dispositivo de grabación 4, que puede ser una computadora, por ejemplo, y puede estar configurado para evaluar las imágenes de la secuencia de líneas 6 grabadas por el dispositivo de grabación 4 en cuanto a una violación del área de seguridad 2. Para este fin, el dispositivo de evaluación 9 puede comprender un programa de procesamiento de imágenes basado en algoritmos para la evaluación de datos de cámara presentes como mapas de píxeles. Adicionalmente, está prevista una unidad de control 10, que está conectada al proyector 5 y al dispositivo de grabación 4 y está configurada para sincronizar las grabaciones del dispositivo de grabación 4 con estados de proyección individuales de la secuencia de líneas 6 proyectada por el proyector 5. En algunas realizaciones, la unidad de control 10 y el dispositivo de evaluación 9 pueden estar realizados de manera independiente o como una sola computadora.

La línea 6 que se muestra en la Fig. 1 y en ilustraciones adicionales es una única línea de limitación continua que define el límite del área de seguridad 2. Un superficie del área de seguridad 2 puede ser, por ejemplo, de 1 a 25 m2, por ejemplo de 3 o 20 m2. Las dos líneas continuas representadas en la Fig. 1 pretenden representar los bordes de esta única línea 6 homogéneamente iluminada.

La figura 2 muestra una secuencia 11 de estados de proyección 12, 12', 12'', 12"", 12"", que se proyectan de izquierda a derecha en secuencia cronológica por el proyector 5 en el espacio de trabajo 3. Las características recurrentes están provistas de las mismas referencias en esta ilustración y en las siguientes. Los estados de proyección 12, 12', 12", 12'", 12"" corresponden a las imágenes registradas por el dispositivo de grabación 4. Mientras que la línea 6 se proyecta en los estados de proyección con las referencias 12, 12" y 12"", los estados de proyección 12', 12''" intercalados en el tiempo no presentan ninguna línea proyectada, lo que se indica mediante las líneas discontinuas con la referencia 13. Los estados de proyección 12, 12', 12", 12'", 12"" forman así la secuencia 11, que se proyecta repetidamente en el espacio de trabajo 3 por el proyector 5. Esta secuencia 11 corresponde a la secuencia de estados encendido/apagado/encendido/apagado/encendido. Para evaluar si se ha violado el área de seguridad 2, la unidad de evaluación 9 evalúa las cinco imágenes de la secuencia 11 comparando la secuencia de imágenes registrada con una secuencia de imágenes esperada. La secuencia esperada de imágenes se calcula mediante un programa informático y contiene una secuencia cronológica de píxeles de las imágenes con valores de brillo y/o tricromáticos esperados que corresponden a una situación en un área de seguridad 2 que no ha sido violada. Para evaluar la secuencia de imágenes, puede estar previsto que la unidad de evaluación 9 forme imágenes diferenciales a partir de las imágenes y las evalúe.

Si se infringe el área de seguridad 2, por ejemplo, por una persona, una máquina, por ejemplo, un robot industrial u otro objeto que penetra en el área de seguridad 2, los haces de proyección se interrumpen de modo que la línea 6 se solapa al menos parcialmente. En este caso, la línea presenta, por ejemplo, una interrupción o un cambio de curso en la imagen. La secuencia de imágenes grabadas por el dispositivo de grabación 4 ya no corresponde a la secuencia esperada. Si se detecta una desviación de este tipo, el dispositivo de evaluación 9 emite una señal de violación, que puede conducir a una parada de emergencia de máquinas móviles en el área del área de seguridad 2, por ejemplo, para que las colisiones en el espacio de trabajo 3 puedan evitarse.

Puede estar previsto que la unidad de control 10 adapte la zona de seguridad 2 a situaciones de trabajo modificadas en un momento posterior. Por ejemplo, para ello la unidad de control 10 puede controlar el proyector 5 de manera que, a partir de un momento posterior, proyecte secuencias que definan una línea de limitación con forma, posición y/o tamaño diferente. En este caso, pueden calcularse nuevas secuencias de imágenes esperadas y utilizarse en la evaluación en cuanto a la violación del área de seguridad 2.

Una secuencia adicional 11' de estados de proyección se muestra en la Fig. 3. Esta secuencia corresponde a la secuencia de estados apagado/encendido/encendido/apagado/encendido, que puede interpretarse como código. En este sentido, por consiguiente, se trata de una secuencia irregular de estados de proyección. Como se ha descrito anteriormente, el dispositivo de evaluación 9 evalúa imágenes de la secuencia 11' completa para constatar si el área de seguridad 2 ha sido violada o no en un momento determinado. En este sentido, como antes, los píxeles de la imagen de la cámara que reproducen el área de seguridad 2 extraen el código descrito anteriormente (por ejemplo, "0 1 1 01"). En cambio, por regla general no hay cambios en las áreas de imagen restantes de la imagen de la cámara, por lo que los píxeles correspondientes extraen el código "00000". En este sentido para constatar que el área de seguridad 2 no ha sido violada, las imágenes no solo deben presentar la detección de la imagen esperada para cada posición de píxel, sino que además también deben contener la secuencia precisa.

La figura 4 muestra una realización a modo de ejemplo en la que la secuencia está modulada tanto en el tiempo como en el espacio. En el ejemplo mostrado, la secuencia 11'' presenta únicamente dos estados de proyección 14, 14'. Los estados de proyección 14, 14' en cada caso comprenden secciones proyectadas de la línea de limitación del área de seguridad 2, en donde dos secciones para cada uno de los dos estados de proyección 14, 14' están señalados con las referencias 15 y 15' o 15'' y 15 '''. Las secciones 15, 15' o 15", 15"' están separadas unas de otras por secciones no iluminadas de la línea de limitación. Las secciones de la línea de limitación que no se proyectan en el primer estado de proyección 14 se proyectan en el siguiente estado de proyección 14'. Sin embargo, en lugar de secciones no iluminadas, también pueden estar previstas secciones con una proyección de un color o intensidad diferente. Debido a la proyección de las secciones, puede mejorarse un rendimiento de detección del equipo 1, ya que los objetos también provocan un desplazamiento de una o más secciones 15, 15' o 15", 15"" si la línea de limitación del área de seguridad 2 se interrumpe. Por lo tanto, estas secciones 15, 15' o 15'', 15'''' se perciben en una posición de imagen diferente de la esperada en la imagen de la cámara. Además de la posición de la imagen en la que se espera el área de seguridad 2, una imagen teórica asociada también puede definir la sección que se espera como un código en este punto. En algunas realizaciones también es posible que las secciones 15, 15' o 15", 15"" no estén iluminadas alternativamente. En su lugar, puede estar previsto que se proyecte un código unívoco para cada sección, que a su vez debe extraerse en la posición de imagen esperada. En este caso, las imágenes y las imágenes esperadas contienen diferentes códigos para las secciones individuales.

La figura 5 muestra una secuencia 11''' que corresponde a la secuencia 11'', en donde las secciones 15, 15' están configuradas más pequeñas y puntiformes. En este sentido los círculos rellenos pretenden representar secciones puntiformes iluminadas 15, 15', en donde los círculos sin rellenar pretenden representar secciones no iluminadas 16, 16' (o iluminadas con diferente color y/o intensidad). Las secciones puntiformes pueden presentar un diámetro comparativamente pequeño de, por ejemplo, 2 cm.

En la figura 6 se muestra esquemáticamente otra secuencia 11''''. En este sentido, dos estados de proyección 17, 17' diferentes se muestran solo a modo de ejemplo, en donde la secuencia 11''' presenta otros estados de proyección no representados. En esta realización, las secciones 15, 15' se proyectan como se ha descrito anteriormente. Estas secciones proyectadas 15, 15' discurren alrededor de la línea de limitación del área de seguridad 2, por ejemplo en el sentido de las agujas del reloj, en una pluralidad de estados de proyección consecutivos de la secuencia 11'''', como indica la flecha con el número de referencia 18. Dentro de la secuencia 11"", por regla general está previsto que la línea de limitación se ilumine completamente. En este sentido, el estado de proyección 17 puede formar el primer estado de proyección de la secuencia y el estado de proyección 17' puede formar el último estado de proyección de la secuencia.

La figura 7 muestra esquemáticamente una secuencia 11..adicional. Esta puede presentar, por ejemplo, únicamente dos estados de proyección diferentes. En este sentido, como se ha descrito anteriormente, diferentes secciones 19, 19' de la línea de limitación del área de seguridad 2 se iluminan en estados de proyección 20, 20' consecutivos. Las secciones 19, 19' discurren en cada caso por completo alrededor de la línea de limitación del área de seguridad 2 y están encajadas unas en otras. En el primer estado de proyección 20, la primera sección 19 se ilumina, mientras que la posición de la segunda sección 19' únicamente se indica mediante una línea discontinua. Por el contrario, en el segundo estado de proyección 20', por el contrario, la segunda sección 19' se ilumina mientras que la posición de la primera sección 19 únicamente está indicada por una línea discontinua.

Como se muestra en las Fig. 8(a) y (b), los rectángulos también pueden utilizarse como elementos estructurales de un patrón. Por ejemplo, puede utilizarse una especie de patrón de tablero de ajedrez, en donde se proyectan campos directamente adyacentes en cada caso en distintos momentos. A diferencia de los puntos no estructurados, que cambian según la forma y la posición de la línea de manera correspondiente, los campos del tablero de ajedrez tendrían una relación espacial fija. Por lo tanto, las posiciones de todos los campos del patrón de tablero de ajedrez pueden calcularse previamente y durante la generación del área de seguridad (2) pueden seleccionarse exactamente los campos que están en la posición del área de seguridad (2) que va a proyectarse o en su delimitación. En el ejemplo mostrado las secciones constan de campos rectangulares. Las posiciones de los campos se pueden calcular previamente y tienen una referencia fija al mundo. Los campos que finalmente se utilizan para representar el área de seguridad actual (2) pueden activarse o desactivarse individualmente. Los campos directamente adyacentes normalmente se representan en el otro estado de proyección en cada caso. Así, por ejemplo, como se describió anteriormente con referencia a la Fig. 5, existen secciones adyacentes alternas que se cubren al violar el área de seguridad, por ejemplo, con una mano humana. Los estados de proyección mostrados en las Fig. 8(a) y (b) pertenecen a una secuencia. A este respecto se proyectan los campos que se muestran rellenados, dos de los cuales están provistos de las referencias 21 y 21' a modo de ejemplo. En total, el conjunto de todos los campos da como resultado la línea de limitación cerrada del área de seguridad (2).

Las realizaciones de las distintas ilustraciones pueden combinarse entre sí, de modo que, por ejemplo, las secciones encajadas unas en otras pueden subdividirse a su vez en distintas secciones a lo largo de la línea de limitación. También puede estar previsto, por ejemplo, que estas secciones discurran alrededor de la línea de limitación dentro de la secuencia. En general, las secciones pueden estar dispuestas de forma regular o irregular y/o presentar formas o tamaños uniformes o diferentes.

Las características de las distintas formas de realización divulgadas únicamente en los ejemplos de realización pueden combinarse entre sí y reivindicarse individualmente.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Equipo (1) para generar y vigilar un área de seguridad (2) en un espacio de trabajo (3), que comprende un dispositivo de grabación (4) que está configurado para grabar imágenes en un área de vigilancia (8) que comprende el área de seguridad (2),

un dispositivo de iluminación (5) que está configurado para proyectar en el espacio de trabajo (3) líneas o patrones (6) que definen el área de seguridad (2), y

un dispositivo de evaluación (9) que está configurado para evaluar las imágenes grabadas por el dispositivo de grabación (4) con respecto a una violación del área de seguridad (2),

caracterizado por que el dispositivo de iluminación (5) está configurado para proyectar una secuencia (11, 11', 11", 11'", 11"", 11... ) codificada cronológicamente de las líneas o de los patrones (6) en el espacio de trabajo (3), en donde el dispositivo de evaluación (9) está configurado para comparar imágenes de la secuencia (11, 11', 11", 11'", 11"", 11...) codificada cronológicamente de las líneas o de los patrones (6) con una secuencia esperada y emitir una señal de violación si las imágenes de la secuencia (11, 11', 11", 11'", 11"", 11.. ) codificada cronológicamente no coinciden con la secuencia esperada.

2. Equipo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que la secuencia (11, 11', 11"") codificada cronológicamente de líneas y patrones (6) proyectados comprende al menos tres estados de proyección consecutivos, de tal modo que se evalúan al menos tres imágenes para determinar la violación del área de seguridad (2).

3. Equipo (1) según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la secuencia (11, 11', 11", 11'", 11...) codificada cronológicamente consta de dos estados de proyección diferentes.

4. Equipo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la secuencia (11", 11'", 11"", 11...) codificada cronológicamente de las líneas o de los patrones (6) proyectados también comprende una modulación espacial de las líneas o de los patrones (6) proyectados.

5. Equipo (1) según la reivindicación 4, caracterizado por que la secuencia (11", 11'", 11"", 11 ) codificada cronológicamente de las líneas o de los patrones (6) proyectados comprende una iluminación consecutiva de diferentes secciones (15, 15', 15", 15''") de una línea de limitación del área de seguridad (2).

6. Equipo (1) según la reivindicación 5, caracterizado por que la secuencia (11", 11'", 11.. ) codificada cronológicamente de las líneas o de los patrones (6) proyectados comprende una iluminación alterna de diferentes secciones (15, 15', 15", 15"") de la línea de limitación.

7. Equipo (1) según una de las reivindicaciones 6, caracterizado por que la secuencia 11'', 11''') codificada cronológicamente de las líneas o de los patrones (6) proyectados consta de estados de proyección que corresponden a una línea de limitación discontinua.

8. Equipo (1) según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que la línea de limitación del área de seguridad (2) forma una línea cerrada, en donde la secuencia (11", 11'", 11''", 11...) de las líneas o de los patrones (6) proyectados comprende una iluminación consecutiva por secciones de toda la línea de limitación.

9. Equipo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el dispositivo de evaluación (9) está configurado para formar imágenes de diferencia a partir de al menos dos de las imágenes de la secuencia (11, 11', 11", 11'", 11...) codificada cronológicamente y para compararlas con la secuencia esperada.

10. Equipo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por una unidad de control conectada al dispositivo de iluminación (5) que está configurada para accionar el dispositivo de iluminación (5) para adaptar el área de seguridad (2) a cambios en las situaciones de trabajo de tal manera que el dispositivo de iluminación (5) proyecta en el espacio de trabajo (3) secuencias (11, 11', 11" 11'", 11...) variables en el tiempo de líneas o de patrones (6). 11. Equipo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el dispositivo de iluminación (5) está configurado para proyectar en el espacio de trabajo (3) diferentes estados de proyección de una secuencia (11, 11', 11", 11'",

11...) de líneas o de patrones (6) con una frecuencia de al menos 10 Hz, preferentemente de al menos 50 Hz.

12. Equipo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el dispositivo de iluminación (5) está configurado para proyectar en el espacio de trabajo (3) líneas o patrones (6) que definen un área de seguridad (2) con una superficie de al menos 1 m2.

13. Procedimiento para generar y vigilar un área de seguridad (2) en un espacio de trabajo (3), que comprende las siguientes etapas:

- facilitar un equipo (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

- proyectar en el espacio de trabajo (3) mediante el dispositivo de iluminación (5) una secuencia (11, 11', 11", 11'", 11.. ) codificada cronológicamente de líneas o de patrones (6) que definen el área de seguridad (2)

- grabar, mediante el dispositivo de grabación (4), imágenes de la secuencia (11, 11', 11", 11'", 11...) codificada cronológicamente de las líneas o de los patrones (6),

- comparar mediante el dispositivo de evaluación (9) las imágenes de la secuencia (11, 11', 11", 11'", 11...) codificada cronológicamente de las líneas o de los patrones (6) con una secuencia esperada y

- emitir una señal de violación por el dispositivo de evaluación (9) cuando las imágenes de la secuencia (11, 11', 11", 11'", 11...) codificada cronológicamente no coinciden con la secuencia esperada.