TWI696843B - 光學式安全感測器 - Google Patents
光學式安全感測器 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI696843B TWI696843B TW107144678A TW107144678A TWI696843B TW I696843 B TWI696843 B TW I696843B TW 107144678 A TW107144678 A TW 107144678A TW 107144678 A TW107144678 A TW 107144678A TW I696843 B TWI696843 B TW I696843B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- light
- light projection
- receiver
- time
- projection
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 113
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims abstract description 91
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 79
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 60
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 122
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 description 39
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000002366 time-of-flight method Methods 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
- G01S5/30—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/28—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with deflection of beams of light, e.g. for direct optical indication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
- G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B15/00—Identifying, scaring or incapacitating burglars, thieves or intruders, e.g. by explosives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
- F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
- F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
- F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
- F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
- F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
- F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
- F16P3/144—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using light grids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Abstract
本發明經濟地實現光學式安全感測器。本發明的光學式安全感測器(1)包括:具備光投射部(21)及光接收部(22)的多個光投射接收器(第一光投射接收器(20A)、第二光投射接收器(20B))、使用從光投射起到光接收為止所需要的時間而測定距離的測距部(31)、以及根據測定結果而偵測多個光投射接收器的任一個所產生的異常的偵測部(32),多個光投射接收器所具備的光接收部各自接收從所有的多個光投射接收器的光投射部所投射的光的反射光。
Description
本發明涉及一種使用飛行時間(Time of Flight,TOF)方式測定距物體的距離,並根據此距離的變化來檢測物體對監視區域的侵入的光學式安全感測器。
使用TOF方式的感測器已為人所知,所述TOF方式使用從投射光起到接收對所述光的反射光為止的時間,測定距反射光的物體的距離。而且,使用TOF方式根據測距結果的變化來檢測物體對監視區域的侵入的光學式安全感測器已為人所知(例如歐洲專利第2315052B號說明書)。但是,使用TOF方式的光學式安全感測器為了滿足安全基準,需要設定測試目標(test target)的結構。例如,現有文獻1中公開了下述結構,即:具備與用於檢測物體對監視區域的侵入的光發送機及光接收器不同的、用於執行安全相關的自我測試(self-test)的基準光發送機及基準光接收器。
[專利文獻1]美國專利第2016/0327649A1號說明書(2016年11月10日公開)
但是,專利文獻1中,基準光發送機及基準光接收器是自我測試專用的結構,並不用於對監視區域的監視,而導致高成本。而且,考慮不使用自我測試專用的基準光發送機及基準光接收器,而使對監視區域進行監視的光學式安全感測器簡單地成雙的結構。根據此結構,即便任一感測器發生故障也可繼續監視,但有產生了異常時無法確定具體的異常部位等問題。
本發明的一形態是鑒於所述問題而成,其目的在於經濟地實現光學式安全感測器。
為了解決所述問題,本發明採用以下的結構。
即,本發明的一方面的光學式安全感測器包括:多個光投射接收器,具備向監視區域投射光的光投射部、及接收來自所述監視區域的反射光的光接收部;多個測距部,使用從所述光投射起至所述光接收為止所需的時間,測定距所述監視區域內的物件物的距離;以及多個偵測部,根據所述測距部的測定結果而偵測所述多個光投射接收器的任一個所產生的異常,一個所述光投射接收器與對應的一個所述測距部及對應的一個所述偵測部形成一個組,
所述多個光投射接收器所具備的所述光接收部分別接收從所有的所述多個光投射接收器的所述光投射部所投射的光的所述反射光。
根據所述結構,光學式安全感測器利用多個光投射接收器來測定距監視區域內的物件物的距離,因而即便在任一個光投射接收器產生了不良狀況時,也能夠繼續正常監視。而且,將各光投射接收器的距離測定結果進行比較,由此能夠在任一個光投射接收器產生了不良狀況時偵測出這一情況。而且,能夠將以TOF方式動作的市售的模組用作光投射接收器,因而與使用自我測試專用的基準光投射器及基準光接收器的專利文獻1所記載的結構相比,能夠經濟地實現光學式安全感測器。
進而,可在其他光投射接收器中接收來自一個光投射接收器的光投射,因而能夠在產生不良狀況時診斷各光投射接收器的光投射部及光接收部,確定異常部位。
所述一方面的光學式安全感測器中,也可還包括一個以上的包含與包含所述多個光投射接收器的群不同的多個光投射接收器的群,成為各群的物件的監視區域不同,所述測距部依次切換所述各群而進行所述距離的測定,並且所述偵測部依次切換所述各群而進行所述異常的偵測。根據所述結構,對於監視區域不同的多個群所含的光投射接收器的異常診斷,能夠利用一個測距部及偵測部來進行距離測定及異常診斷。因此,能夠在通過共用測距部及偵測部而將設備成本抑制得低的狀態下,安全地監視更廣的區域。
所述一方面的光學式安全感測器中,所述偵測部可在基於從第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與基於從第二光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第二光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離不一致時,判定為所述第一光投射接收器及所述第二光投射接收器的任一個產生了異常,其中所述第一光投射接收器為所述多個光投射接收器中的一個光投射接收器,所述第二光投射接收器與所述第一光投射接收器不同。根據此結構,能夠通過比較下述測定距離而判定第一光投射接收器及第二光投射接收器的任一個是否產生異常,所述測定距離是基於第一光投射接收器及第二光投射接收器的從光投射起到光接收為止的時間。
所述一方面的光學式安全感測器中,所述偵測部也可設為如下結構:當基於從所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與基於從所述第二光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離不一致時,判定為所述第一光投射接收器的所述光投射部及所述第二光投射接收器的所述光投射部的任一個產生了異常。根據此結構,能夠通過比較下述測定距離而判定第一光投射接收器的光投射部及第二光投射接收器的光投射部的至少任一個是否產生異常,所述測定距離是基
於特定的光接收部接收到互不相同的多個光投射部各自進行的光投射為止的時間。
所述一方面的光學式安全感測器中,所述偵測部也可在判定為所述第一光投射接收器的所述光投射部及所述第二光投射接收器的所述光投射部的任一個產生了異常時,當基於從第一時刻T=0開始的所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第一光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第一光投射接收器的所述光投射部產生了異常,當基於從第一時刻T=0開始的所述第二光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第二光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定所述第二光投射接收器的所述光投射部產生了異常。根據此結構,能夠使用基於從隔開時間的兩次光投射各自起到光接收為止的時間的測定距離之差,來分別判定第一光投射接收器的光投射部有無異常、及
第二光投射接收器的光投射部有無異常。
所述一方面的光學式安全感測器中,所述偵測部也可在基於從所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與基於從所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第二光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離不一致時,判定為所述第一光投射接收器的所述光接收部及所述第二光投射接收器的所述光接收部的任一個產生了異常。根據此結構,能夠通過比較下述測定距離而判定第一光投射接收器的光接收部及第二光投射接收器的光接收部的至少任一個是否產生異常,所述測定距離是基於利用互不相同的多個光接收部分別接收到特定的光投射部的光投射為止的時間。
所述一方面的光學式安全感測器中,所述偵測部也可在判定為所述第一光投射接收器的所述光接收部及所述第二光投射接收器的所述光接收部的任一個產生了異常時,當基於從第一時刻T=0開始的所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第一光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第一光投射接收器的所述光接收
部產生了異常,當基於從第一時刻T=0開始的所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第二光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第一光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第二光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,與基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第二光投射接收器的所述光接收部產生了異常。根據此結構,能夠使用基於從隔開時間的兩次光投射各自起到光接收為止的時間的測定距離之差,來分別判定第一光投射接收器的光接收部有無異常、及第二光投射接收器的光接收部有無異常。
所述一方面的光學式安全感測器中,也可將與所述第一光投射接收器形成一個組的所述偵測部的偵測結果、和與所述第二光投射接收器形成一個組的另一所述偵測部的偵測結果相互比較,當偵測結果互不相同時輸出錯誤。根據此結構,能夠將第一光投射接收器的偵測結果與第二光投射接收器的偵測結果相互比較。當偵測結果互不相同時,可認為至少任一個的偵測結果產生了異常,因而通過在這種情況下輸出錯誤,能夠更高精度地判定有無異常。
根據本發明的一形態,能夠經濟地實現光學式安全感測器。
1:光學式安全感測器
10A:第一輸出部
10B:第二輸出部
20A:第一光投射接收器(光投射接收部)
20B:第二光投射接收器(光投射接收部)
21:光投射部
22:光接收部
30A:第一評價單元
30B:第二評價單元
31:測距部
32:偵測部
100:機械臂
RA、RB:反射光
S:距離
S1~S5、S11~S13、S21~S32、S41~S52:步驟
TA、TB:光
t1、t2:時刻
△T:時間
圖1是表示本發明的實施方式1的光學式安全感測器的主要部分結構的一例的框圖。
圖2是表示本發明的適用例的光學式安全感測器的適用場景的一例的示意圖。
圖3是表示本發明的實施方式1的光學式安全感測器1中第一光投射接收器在異常診斷時進行的光投射控制的一例的時間圖,圖3的(a)表示在第一時刻T=0開始光投射,圖3的(b)表示從第一時刻T=0起經過時間△T後開始下一次光投射。
圖4是表示本發明的實施方式1的光學式安全感測器執行的診斷處理的流程的一例的流程圖。
圖5是表示本發明的實施方式1的光學式安全感測器在異常診斷處理中執行的處理的流程的一例的流程圖。
圖6是表示本發明的實施方式1的光學式安全感測器在光投射部診斷處理中執行的處理的流程的一例的流程圖。
圖7是表示本發明的實施方式1的光學式安全感測器在光接收部診斷處理中執行的處理的流程的一例的流程圖。
首先,使用圖2對適用本發明的場景的一例進行說明。圖2示意性地例示本實施方式的光學式安全感測器1的適用場景的一例。本實施方式的光學式安全感測器1將包含機械臂(robot arm)100進行作業的作業範圍的區域作為監視區域,用於避免侵入至此監視區域的使用者與所述機械臂100碰撞。
如圖2所示,光學式安全感測器1將包含機械臂100的作業範圍的區域作為監視區域而進行監視。當光學式安全感測器1根據使用TOF方式所測定的距離的變化而檢測出物體侵入至監視區域內時,將檢測結果發送至機械臂100。機械臂100從光學式安全感測器1接收檢測結果時,使自身的動作減速或停止以不碰撞物體。
光學式安全感測器1具備向相同的監視區域投射光並接收來自此監視區域的反射光的至少兩個光投射接收器。光學式安全感測器1根據至少兩個光投射接收器中第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B分別算出的距監視區域的距離,來判定有無異常。光學式安全感測器1在判定為產生了異常時,進行異常內容的診斷。具體而言,光學式安全感測器1在經過一定時間後,從第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B的至少任一個執行下一次光投射,基於根據此次光投射及其反射光的接收所測定的距監視區域的距離,來確定異常部位。光學式安全感測器1將診斷結果發送至機械臂100,此機械臂100進行與診斷結果相
應的動作。例如,針對所確定的光學式安全感測器1的異常部位,也可使用機械臂100的操作屏等輸出裝置進行輸出。
光學式安全感測器1能夠使用至少兩個光投射接收器,以TOF方式測定距監視區域及侵入至此監視區域的物體的距離。另外,光學式安全感測器1中,能夠在第一光投射接收器20A與第二光投射接收器20B之間分擔執行光投射與光接收。由此,例如能夠檢查各光投射接收器的光投射及光接收是否產生異常,並在產生了異常時確定產生了此異常的部位。而且,能夠將以TOF方式動作的市售的模組用作光投射接收器,因而與使用自我測試專用的基準光投射器及基準光接收器的專利文獻1所記載的結構相比,能夠經濟地實現光學式安全感測器1。因此,能夠實現抑制了因光投射接收器的異常而對監視區域的監視產生異常的、經濟且安全性高的光學式安全感測器1。
以下,使用圖1、圖3~圖7對本發明的一實施方式進行詳細說明。
使用圖1對本發明的一形態的光學式安全感測器1的概要及結構進行說明。圖1是表示光學式安全感測器1的主要部分結構的一例的框圖。光學式安全感測器1包括第一輸出部10A、第二輸出部10B、第一光投射接收器20A、第二光投射接收器20B、第一評價單元30A以及第二評價單元30B。第一光投射接收器20A
及第二光投射接收器20B具備相同的光投射部21及光接收部22,第一評價單元30A及第二評價單元30B具備相同的測距部31及偵測部32。此外,光學式安全感測器1中,一個光投射接收器與對應的評價單元及輸出部形成一個組。圖示例中,第一光投射接收器20A與第一評價單元30A及第一輸出部10A形成一個組,第二光投射接收器20B與第二評價單元30B及第二輸出部10B形成一個組。
光學式安全感測器1能夠按照第一評價單元30A及第二評價單元30B的指示而使第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B動作。光學式安全感測器1例如是作為圖2所示的機械臂100的一部分而安裝於所述機械臂100並動作。
第一輸出部10A輸出從第一評價單元30A接收的資訊,第二輸出部10B輸出從第二評價單元30B接收的資訊。例如,第一輸出部10A從第一評價單元30A獲取此第一評價單元30A對第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B的至少任一個進行的異常診斷的診斷結果,並輸出至外部。此外,第一輸出部10A及第二輸出部10B也可為通過發光二極體(Light Emitting Diode,LED)的亮燈或熄滅等而通知從各評價單元接收的資訊的內容的指示器(indicator)。
第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B是按照第一評價單元30A及第二評價單元30B的指示而動作的模組。具體而言,從光投射部21對監視區域投射光,並利用光接收部22來
接收經監視區域反射的反射光。第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B向第一評價單元30A及第二評價單元30B發送與自身進行的光投射及光接收有關的資訊。圖示例中,第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B為具備相同的光投射部21及光接收部22的結構,但也可為具備互不相同的光投射部及光接收部的結構。
圖示例中,將第一光投射接收器20A使用光投射部21向監視區域投射的光設為TA,將使用光接收部22從監視區域接收的反射光設為RA。同樣,將第二光投射接收器20B使用光投射部21向監視區域投射的光設為TB,將使用光接收部22從監視區域接收的反射光設為RB。此外,注意有可能RA中包含對TB的反射光,同樣RB中包含對TA的反射光。
第一評價單元30A及第二評價單元30B總括控制光學式安全感測器1的各部。第一評價單元30A及第二評價單元30B各自使用測距部31,根據使第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B動作所得的資料,算出(測定)從光學式安全感測器1到監視區域的測定距離。然後,根據測定結果而進行利用偵測部32的異常診斷。而且,第一評價單元30A及第二評價單元30B能夠視需要而收發資訊。例如,當第二光投射接收器20B的光接收部22接收到對第一光投射接收器20A的光投射部21的光投射的反射光時,第一評價單元30A也可從第二評價單元30B獲取與第二光投射接收器20B的光接收有關的資訊。相反,第二評價單元30B
也可從第一評價單元30A獲取與第一光投射接收器20A的光投射有關的資訊。另外,第一評價單元30A及第二評價單元30B將與第一光投射接收器20A形成一個組的偵測部32的偵測結果(診斷結果)、和與第二光投射接收器20B形成一個組的偵測部32的偵測結果相互比較。即,第一評價單元30A及第二評價單元30B對一個光投射與光接收的組合進行相同的異常診斷,並比較診斷結果,由此判定評價單元有無故障。若相互比較中診斷結果相同,則第一評價單元30A及第二評價單元30B向第一輸出部10A及第二輸出部10B各自發送診斷結果並輸出。另一方面,當診斷結果互不相同時,向第一輸出部10A及第二輸出部10B各自發送錯誤(error)並輸出。
測距部31使用從光投射起到光接收為止所需要的時間,測定距監視區域內的物件物的距離。具體而言,測距部31從第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B的至少任一個接收與光投射及光接收有關的信息時,使用所接收到的資訊來算出從光學式安全感測器1到監視區域的測定距離。此外,測距部31也可經由與包含自身的評價單元不同的評價單元而接收與光投射及光接收有關的資訊。考慮第一光投射接收器20A的光投射部21投射光TA,且第一光投射接收器20A的光接收部22接收到對所述光投射的反射光RA的情況。此時,測距部31使用從投射光TA的開始時刻起到接收反射光RA的開始時刻為止的時間t及光速c,算出從光學式安全感測器1到監視區域的距離S。此外,以下的說明
中,S=R(T)是使用投射光T的開始時刻及接收反射光R的開始時刻而算出,且表示從光學式安全感測器1到監視區域的距離。即,當第一光投射接收器20A的光投射部21投射光TA,且第一光投射接收器20A的光接收部22接收到對所述光投射的反射光RA時,測距部31算出S=RA(TA)。而且,第一評價單元30A的測距部31及第二評價單元30B的測距部31對一個光投射與光接收的組合分別算出測定距離。另外,第一評價單元30A的測距部31將所算出的距離發送至此第一評價單元30A的偵測部32,第二評價單元30B的測距部31將所算出的距離發送至此第二評價單元30B的偵測部32。
偵測部32根據測距部31的測定結果,偵測第一光投射接收器20A或第二光投射接收器20B的任一個所產生的異常。更具體而言,偵測部32將第一光投射接收器20A所具備的光投射部21及光接收部22、與第二光投射接收器20B所具備的光投射部21及光接收部22進行各種組合,將測距部31所測定的多個距離進行比較,進行異常的偵測。此外,多個距離的比較是由第一評價單元30A的偵測部32與第二評價單元30B的偵測部32兩者分別進行。
使用圖3的(a)及圖3的(b)對本實施方式的光學式安全感測器1控制光投射時機而進行異常診斷的方法進行說明。圖3的(a)及圖3的(b)是表示光學式安全感測器1中第一光投射
接收器20A在異常診斷時進行的光投射控制的一例的時間圖。圖3的(a)表示在第一時刻T=0開始光投射,圖3的(b)表示從第一時刻T=0起經過時間△T後開始下一次光投射。
如圖3的(a)所示,第一光投射接收器20A使用光投射部21,在第一時刻T=0開始基於光投射信號的光投射。在光投射的同時,第一光投射接收器20A使用光接收部22接收對光投射的反射光,並以光接收信號的形式進行檢測。和光學式安全感測器1與監視區域之間的距離相應地,開始檢測出光接收信號的時機與第一時刻T=0相比而延遲。圖示例中,第一光投射接收器20A的光接收部22從時刻T=t1起開始接收光。光學式安全感測器1利用測距部31,根據從開始光投射的第一時刻T=0起到最初檢測出對此光投射的反射光作為光接收信號的時刻T=t1為止的時間,算出光學式安全感測器1與監視區域之間的距離S1。
如圖3的(b)所示,圖3的(a)後,第一光投射接收器20A在從第一時刻T=0起經過時間△T後,使用光投射部21開始基於光投射信號的光投射。△T合適的是相對於光的飛行時間而非常小的值,例如可為幾納秒。圖3的(b)中,相對於圖3的(a),光投射的開始時刻變化,因而光接收的開始時刻也變化為時刻T=t2。光學式安全感測器1利用測距部31,根據從第一時刻T=△T起到最初檢測出對光投射的反射光作為光接收信號的時刻T=t2為止的時間,算出光學式安全感測器1與監視區域之間的距離S2。
然後,光學式安全感測器1的偵測部32判定距離S1與
距離S2之間的差、和基於時間△T的距離差△S是否相等,當相等時判定為第一光投射接收器20A的光投射部21及光接收部22未產生異常。即,偵測部32利用下述情況來進行判定,即:當第一光投射接收器20A的光投射部21及光接收部22的任一個產生了異常時,由所述異常而導致距離S1與距離S2之間的差、和基於時間△T的理論上的距離差△S不一致。
此外,所述說明中使用第一光投射接收器20A的光投射部21及光接收部22,但光投射部21與光接收部22當然可為任何組合。光學式安全感測器1對與光投射部21及光接收部22有關的若干組合應用所述方法,確定產生了異常的部位。
使用圖4對本實施方式的光學式安全感測器1執行的診斷處理的流程進行說明。圖4是表示光學式安全感測器1執行的診斷處理的流程的一例的流程圖。
首先,第一評價單元30A向第一光投射接收器20A指示光投射。受到指示的第一光投射接收器20A使用光投射部21對監視區域投射光TA,並利用光接收部22來接收對所述光投射的反射光RA。第一光投射接收器20A向第一評價單元30A的測距部31發送包含光投射的開始時刻及光接收的開始時刻的資料。測距部31從第一光投射接收器20A接收資料時,使用從所述第一光投射接收器20A開始光投射起到光接收為止所需要的時間來算出距離RA(TA)(S1)。測距部31將所算出的距離RA(TA)發送至偵測部
32。
接著,第二評價單元30B向第二光投射接收器20B指示光投射。受到指示的第二光投射接收器20B使用光投射部21對監視區域投射光TB,並利用光接收部22來接收對所述光投射的反射光RB。第二光投射接收器20B向第二評價單元30B的測距部31發送包含光投射的開始時刻及光接收的開始時刻的資料。測距部31從第二光投射接收器20B接收資料時,使用從所述第二光投射接收器20B開始光投射起到光接收為止所需要的時間來算出距離RB(TB)(S2)。測距部31將所算出的距離RB(TB)發送至偵測部32。
然後,第一評價單元30A及第二評價單元30B的偵測部32判定第一評價單元30A的測距部31所算出的距離RA(TA)、與第二評價單元30B的測距部31所算出的距離RB(TB)是否相等(S3)。當判定為相等時(S3中為是(YES)),偵測部32判定為對監視區域的監視無問題。然後,光學式安全感測器1結束一系列處理。
另一方面,當S3中判定為距離RA(TA)與距離RB(TB)不相等時(S3中為否(NO)),第一評價單元30A及第二評價單元30B的偵測部32輸出錯誤(S4)。然後,光學式安全感測器1執行後述的異常診斷處理(S5)。執行異常診斷處理後,光學式安全感測器1結束一系列處理。
使用圖5對本實施方式的光學式安全感測器1執行的異常診斷處理的流程進行說明。圖5是表示光學式安全感測器1執行的異常診斷處理的流程的一例的流程圖。
首先,光學式安全感測器1執行後述的光投射部診斷處理,診斷第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20各自具備的光投射部21是否產生異常(S11)。
然後,光學式安全感測器1執行後述的光接收部診斷處理,診斷第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B各自具備的光接收部22是否產生異常(S12)。
接著,第一評價單元30A及第二評價單元30B的偵測部32將光投射部診斷處理(S11)及光接收部診斷處理(S12)各自的診斷結果匯總。然後,偵測部32向第一輸出部10A及第二輸出部10B輸出匯總的結果(S13)。然後,處理向異常診斷處理的調出源過渡。
使用圖6對本實施方式的光學式安全感測器1執行的光投射部診斷處理的流程進行說明。圖6是表示光學式安全感測器1執行的光投射部診斷處理的流程的一例的流程圖。
首先,執行與圖4的S1同樣的處理,算出距離RA(TA)。即,從第一評價單元30A受到光投射指示的第一光投射接收器20A投射光TA,並接收對所述光投射的反射光RA。第一光投射接收器20A向第一評價單元30A的測距部31發送包含光投射的開始時
刻及光接收的開始時刻的資料。第一評價單元30A的測距部31從第一光投射接收器20A接收資料時,算出測定距離RA(TA),此測定距離RA(TA)是基於從所述第一光投射接收器20A開始光投射起到光接收為止的時間(S21)。
接著,第二評價單元30B向第二光投射接收器20B指示光投射。受到指示的第二光投射接收器20B對監視區域投射光TB。然後,第一光投射接收器20A利用光接收部22來接收反射光RA。第一評價單元30A的測距部31經由第二評價單元30B從第二光投射接收器20B獲取光投射的開始時刻,從第一光投射接收器20A獲取光接收的開始時刻。然後,第一評價單元30A的測距部31算出測定距離RA(TB),此測定距離RA(TB)是基於從第二光投射接收器20B的光投射部21投射光TB起到第一光投射接收器20A的光接收部22接收反射光RA為止的時間(S22)。
S22之後,第一評價單元30A的偵測部32判定S21中算出的距離RA(TA)、與S22中算出的距離RA(TB)是否一致(S23)。當判定為一致時(S23中為是(YES)),偵測部32判定為第一光投射接收器20A的光投射部21及第二光投射接收器20B的光投射部21未產生異常。然後,處理進入S30。
另一方面,當S23中判定為距離RA(TA)與距離RA(TB)不一致時(S23中為否(NO)),偵測部32判定為第一光投射接收器20A的光投射部21及第二光投射接收器20B的光投射部21的至少任一個產生了異常。接著,第一評價單元30A將S21中第一
光投射接收器20A的光投射部21開始光投射的時刻設為第一時刻T=0,從所述第一時刻T=0起經過時間△T後,向第一光投射接收器20A指示重新開始光投射。受到指示的第一光投射接收器20A對監視區域投射光TA。然後,第一光投射接收器20A利用光接收部22接收反射光RA。第一評價單元30A的測距部31算出基於從第一時刻T=0起到光接收為止的時間的測定距離RA(TA)(S24)。
然後,第一評價單元30A的偵測部32判定S21中算出的距離RA(TA)與使用時間△T後的光投射所算出的測定距離RA(TA)之差RA(△T)、和基於時間△T的距離差△S是否一致(S25)。RA(△T)的算出是通過使用圖3的(a)及圖3的(b)所說明的方法來進行。當判定為RA(△T)與△S一致時(S25中為是(YES)),偵測部32判定為第一光投射接收器20A的光投射部21未產生異常,處理進入S27。另一方面,當判定為RA(△T)與△S不一致時(S25中為否(NO)),偵測部32判定為第一光投射接收器20A的光投射部21產生了異常(S26)。然後,處理進入S27。
S27中,第二評價單元30B將S22中第二光投射接收器20B的光投射部21開始光投射的時刻設為第一時刻T=0,從所述第一時刻T=0起經過時間△T後,向第二光投射接收器20B指示重新開始光投射。受到指示的第二光投射接收器20B對監視區域投射光TB。然後,第一光投射接收器20A利用光接收部22來接收反射光RA。與S22同樣,第一評價單元30A的測距部31算出
測定距離RA(TB),此測定距離RA(TB)是基於從第二光投射接收器20B在時間△T後開始光投射起到第一光投射接收器20A接收光為止的時間(S27)。
然後,第一評價單元30A的偵測部32判定S22中算出的距離RA(TB)與基於從時間△T後的光投射起到光接收為止的時間的測定距離RA(TB)之差RA(△T)、和基於時間△T的距離差△S是否一致(S28)。當判定為RA(△T)與△S一致時(S28中為是(YES)),偵測部32判定第二光投射接收器20B的光投射部21未產生異常。然後,光學式安全感測器1結束光投射部診斷處理,以到此為止的診斷結果向所述光投射部診斷處理的調出源過渡。另一方面,當判定為RA(△T)與△S不一致時(S28中為否(NO)),偵測部32判定第二光投射接收器20B的光投射部21產生了異常(S29)。然後,處理進入S30。
S30中,第二評價單元30B執行與第一評價單元30A在S21~S29中執行的內容同樣的處理,對第一光投射接收器20A的光投射部21及第二光投射接收器20B的光投射部21進行異常診斷(S30)。即,第二評價單元30B算出兩個測定距離RA(TA)及RA(TB)並進行比較,當不一致時,將使用時間△T後的光投射所算出的測定距離RA(△T)與距離差△S進行比較。接著,第二評價單元30B根據比較結果而判定第一光投射接收器20A的光投射部21及第二光投射接收器20B的光投射部21是否產生異常。然後,第一評價單元30A及第二評價單元30B判定第一評價單元
30A通過S21~S29的處理所診斷的結果、與S30中第二評價單元30B所診斷的結果是否一致(S31)。當判定為一致時(S31中為是(YES)),光學式安全感測器1結束光投射部診斷處理,以到此為止的診斷結果向所述光投射部診斷處理的調出源過渡。另一方面,當判定為不一致時(S31中為否(NO)),光學式感測器1設定產生異常的部位不明的錯誤(S32),向光投射部診斷處理的調出源過渡。
此外,第一評價單元30A用於診斷的光投射接收、與第二評價單元30B用於診斷的光投射接收相同。換言之,第一評價單元30A及第二評價單元30B以相同時機分別執行S21~S29的處理及S30的處理。另外,S31中將各評價單元的診斷結果進行比較。由此,光學式安全感測器1能夠較評價單元為一個的結構而更高精度地進行對光投射部的異常診斷。
使用圖7對本實施方式的光學式安全感測器1執行的光接收部診斷處理的流程進行說明。圖7是表示光學式安全感測器1執行的光接收部診斷處理的流程的一例的流程圖。
首先,執行與圖4的S1同樣的處理,算出距離RA(TA)(S41)。接著,第一評價單元30A向第一光投射接收器20A指示光投射。受到指示的第一光投射接收器20A對監視區域投射光TA。然後,第二光投射接收器20B利用光接收部22來接收反射光RB。第一評價單元30A的測距部31從第一光投射接收器20A獲取光
投射的開始時刻,經由第二評價單元30B從第二光投射接收器20B獲取光接收的開始時刻。然後,測距部31算出測定距離RB(TA),此測定距離RB(TA)是基於從第一光投射接收器20A的光投射部21投射光TA起到第二光投射接收器20B的光接收部22接收反射光RB為止的時間(S42)。
S42之後,第一評價單元30A的偵測部32判定S41中算出的距離RA(TA)與S42中算出的距離RB(TA)是否一致(S43)。當判定為一致時(S43中為是(YES)),偵測部32判定為第一光投射接收器20A的光接收部22及第二光投射接收器20B的光接收部22未產生異常。然後,處理進入S50。
另一方面,當S43中判定距離RA(TA)與距離RB(TA)不一致時(S43中為否(NO)),偵測部32判定為第一光投射接收器20A的光接收部22及第二光投射接收器20B的光接收部22的至少任一個產生了異常。然後,第一評價單元30A將S41中第一光投射接收器20A的光投射部21開始光投射的時刻設為第一時刻T=0,從所述第一時刻T=0起經過時間△T後,指示第一光投射接收器20A重新開始投射光。受到指示的第一光投射接收器20A對監視區域投射光TA。然後,第一光投射接收器20A利用光接收部22來接收反射光RA。第一評價單元30A的測距部31算出測定距離RA(TA),此測定距離RA(TA)是基於從第一光投射接收器20A在時間△T後開始光投射起到光接收為止的時間(S44)。
然後,第一評價單元30A的偵測部32判定S41中算出的
距離RA(TA)與基於從時間△T後的光投射起到光接收為止的時間的測定距離RA(TA)之差RA(△T)、和基於時間△T的距離差△S是否一致(S45)。當判定為RA(△T)與△S一致時(S45中為是(YES)),偵測部32判定為第一光投射接收器20A的光接收部22未產生異常,處理進入S47。另一方面,當判定為RA(△T)與△S不一致時(S45中為否(NO)),偵測部32判定為第一光投射接收器20A的光接收部22產生了異常(S46)。然後,處理進入S47。
S47中,第一評價單元30A將S42中第一光投射接收器20A的光投射部21開始光投射的時刻設為第一時刻T=0,從所述第一時刻T=0起經過時間△T後,指示第一光投射接收器20A重新開始光投射。受到指示的第一光投射接收器20A對監視區域投射光TA。然後,第二光投射接收器20B利用光接收部22來接收反射光RB。第一評價單元30A的測距部31算出測定距離RB(TA),此測定距離RB(TA)是基於從第一光投射接收器20A在時間△T後開始光投射起到第二光投射接收器20B接收光為止的時間(S47)。
然後,第一評價單元30A的偵測部32判定S42中算出的距離RB(TA)與基於從時間△T後的光投射起到光接收為止的時間的測定距離RB(TA)之差RB(△T)、和基於時間△T的距離差△S是否一致(S48)。當判定為RB(△T)與△S一致時(S48中為是(YES)),偵測部32判定為第二光投射接收器20B的光接收部22未產生異常。然後,處理進入S50。另一方面,當判定為RB(△T)
與△S不一致時(S48中為否(NO)),偵測部32判定為第二光投射接收器20B的光接收部22產生了異常(S49)。然後,處理進入S50。
S50中,第二評價單元30B執行與第一評價單元30A在S41~S49中執行的內容同樣的處理,對第一光投射接收器20A的光接收部22及第二光投射接收器20B的光接收部22進行異常診斷(S50)。即,第二評價單元30B算出兩個測定距離RA(TA)及RB(TA)並進行比較,當不一致時,將使用時間△T後的光投射所算出的測定距離RA(△T)與距離差△S進行比較。接著,第二評價單元30B根據比較結果而判定第一光投射接收器20A的光接收部22及第二光投射接收器20B的光接收部22是否產生異常。然後,第一評價單元30A及第二評價單元30B判定第一評價單元30A通過S41~S49的處理所診斷的結果、與S50中第二評價單元30B所診斷的結果是否一致(S51)。當判定為一致時(S51中為是(YES)),光學式安全感測器1結束光接收部診斷處理,以到此為止的診斷結果向所述光接收部診斷處理的調出源過渡。另一方面,當判定為不一致時(S51中為否(NO)),光學式感測器1設定產生異常的部位不明的錯誤(S52),向光投射部診斷處理的調出源過渡。
此外,第一評價單元30A用於診斷的光投射接收、與第二評價單元30B用於診斷的光投射接收相同。換言之,第一評價單元30A及第二評價單元30B以相同時機分別執行S41~S49的
處理及S50的處理。另外,S51中將各評價單元的診斷結果進行比較。由此,光學式安全感測器1能夠較評價單元為一個的結構而更高精度地進行對光接收部的異常診斷。
通過以上的處理,光學式安全感測器1通過將各光投射接收器的距離測定結果進行比較,能夠在任一光投射接收器產生了不良狀況時偵測出這一情況。而且,能夠將以TOF方式動作的市售的模組用作光投射接收器,因而與使用自我測試專用的基準光投射器及基準光接收器的專利文獻1所記載的結構相比,能夠經濟地實現光學式安全感測器。
進而,可在其他光投射接收器中接收來自一個光投射接收器的光投射,因而能夠在產生不良狀況時診斷各光投射接收器的光投射部及光接收部,確定異常部位。進而,能夠將對每個評價單元進行異常診斷的結果進行比較,提高診斷結果的精度。
所述結構例中,光學式安全感測器1為僅包括包含第一光投射接收器20A及第二光投射接收器20B的一個群的結構。但是,例如也可為以下結構,即:包括一個以上的包含與所述群不同的多個光投射接收器,且將與所述群監視的監視區域不同的區域作為監視物件的群。即,第一評價單元30A及第二評價單元30B也可為了監視多個區域而將多個光投射接收器連接。但是,必須使第二評價單元30B也可監視第一評價單元30A所監視的多個區域各自。此時,第一評價單元30A及第二評價單元30B依次切換監
視相同區域的光投射接收器的群而進行距離的測定及異常診斷。具體而言,測距部31可依次切換各群而對每個監視區域進行距離的測定,偵測部32可依次切換各群而對每個群進行異常的偵測。另外,第一評價單元30A及第二評價單元30B也可使用第一輸出部10A及第二輸出部10B而輸出測定距離等。
本發明的形態1的光學式安全感測器(1)構成為包括:多個光投射接收器(第一光投射接收器20A、第二光投射接收器20B),具備對監視區域投射光的光投射部(21)、及接收來自所述監視區域的反射光的光接收部(22);多個測距部(31),使用從所述光投射到所述光接收為止所需要的時間,測定距所述監視區域內的物件物的距離;以及多個偵測部(32),根據所述測距部的測定結果而偵測所述多個光投射接收器的任一個所產生的異常,一個光投射接收器與對應的一個測距部及一個偵測部形成一個組,所述多個光投射接收器所具備的所述光接收部分別接收從所有的所述多個光投射接收器的所述光投射部所投射的光的所述反射光。
根據所述結構,利用多個光投射接收器來測定距監視區域內的物件物的距離,因而即便在任一個光投射接收器產生了不良狀況時,也能夠繼續正常監視。而且,通過將各光投射接收器的距離測定結果進行比較,能夠在任一個光投射接收器產生了不良狀況時偵測出這一情況。而且,能夠將以TOF方式動作的市售的模組用作光投射接收器,因而與使用自我測試專用的基準光投射
器及基準光接收器的專利文獻1所記載的結構相比,能夠經濟地實現光學式安全感測器。
進而,可在其他光投射接收器中接收來自一個光投射接收器的光投射,因而能夠在產生不良狀況時診斷各光投射接收器的光投射部及光接收部,確定異常部位。
本發明的形態2的光學式安全感測器(1)也可設為如下結構:在所述形態1中,還包括一個以上的包含與包含所述多個光投射接收器(第一光投射接收器20A、第二光投射接收器20B)的群不同的多個光投射接收器的群,成為各群的物件的監視區域不同,所述測距部(31)依次切換所述各群而進行所述距離的測定,並且所述偵測部(32)依次切換所述各群而進行所述異常的偵測。
根據所述結構,對於監視區域不同的多個群所含的光投射接收器的異常診斷,能夠利用一個測距部及偵測部來進行距離測定及異常診斷。因此,能夠在通過共用測距部及偵測部而將設備成本抑制得低的狀態下,安全地監視更廣的區域。
本發明的形態3的光學式安全感測器(1)也可設為如下結構:在所述形態1或2中,所述偵測部(32)在基於從第一光投射接收器(20A)的所述光投射部(21)的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部(22)的所述光接收為止的時間的測定距離、與基於從第二光投射接收器(20B)的所述光投射部(21)的所述光投射起到所述第二光投射接收器的所述光接收部(22)的所述光接收為止的時間的測定距離不一致時,判定為所述
第一光投射接收器及所述第二光投射接收器的任一個產生了異常,其中所述第一光投射接收器(20A)為所述多個光投射接收器(第一光投射接收器20A、第二光投射接收器20B)中的一個光投射接收器,所述第二光投射接收器(20B)與所述第一光投射接收器不同。
根據所述結構,能夠通過比較下述測定距離而判定第一光投射接收器及第二光投射接收器的任一個是否產生異常,所述測定距離是基於第一光投射接收器及第二光投射接收器的從光投射起到光接收為止的時間。
本發明的形態4的光學式安全感測器(1)也可設為如下結構:在所述形態3中,所述偵測部(32)在基於從所述第一光投射接收器(20A)的所述光投射部(21)的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部(22)的所述光接收為止的時間的測定距離、與基於從所述第二光投射接收器(20B)的所述光投射部(21)的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離不一致時,判定為所述第一光投射接收器的所述光投射部及所述第二光投射接收器的所述光投射部的任一個產生了異常。
根據所述結構,能夠通過比較下述測定距離而判定第一光投射接收器的光投射部及第二光投射接收器的光投射部的至少任一個是否產生異常,所述測定距離是基於特定的光接收部接收到互不相同的多個光投射部各自進行的光投射為止的時間。
本發明的形態5的光學式安全感測器(1)也可設為如下結構:在所述形態4中,當判定為所述第一光投射接收器(20A)的所述光投射部(21)及所述第二光投射接收器(20B)的所述光投射部(21)的任一個產生了異常時,所述偵測部(32)在基於從第一時刻T=0開始的所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部(22)的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第一光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第一光投射接收器的所述光投射部產生了異常,當基於從第一時刻T=0開始的所述第二光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部(22)的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第二光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第二光投射接收器的所述光投射部產生了異常。
根據所述結構,能夠使用基於從隔開時間的兩次光投射各自起到光接收為止的時間的測定距離之差,來分別判定第一光投射接收器的光投射部有無異常、及第二光投射接收器的光投射
部有無異常。
本發明的形態6的光學式安全感測器(1)也可設為如下結構:在所述形態3至5的任一個中,所述偵測部(32)在基於從所述第一光投射接收器(20A)的所述光投射部(21)的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部(22)的所述光接收為止的時間的測定距離、與基於從所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第二光投射接收器(20B)的所述光接收部(22)的所述光接收為止的時間的測定距離不一致時,判定為所述第一光投射接收器的所述光接收部及所述第二光投射接收器的所述光接收部的任一個產生了異常。
根據所述結構,能夠通過比較下述測定距離而判定第一光投射接收器的光接收部及第二光投射接收器的光接收部的至少任一個是否產生異常,所述測定距離是基於利用互不相同的多個光接收部接收到特定的光投射部的光投射為止的時間。
本發明的形態7的光學式安全感測器(1)也可設為如下結構:在所述形態6中,所述偵測部(32)在判定為所述第一光投射接收器(20A)的所述光接收部(22)及所述第二光投射接收器(20B)的所述光接收部(22)的任一個產生了異常時,當基於從第一時刻T=0開始的所述第一光投射接收器的所述光投射部(21)的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第一光投射接收器的所述光投射部的光投射時
的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第一光投射接收器的所述光接收部產生了異常,當基於從第一時刻T=0開始的所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第二光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第一光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第二光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第二光投射接收器的所述光接收部產生了異常。
根據所述結構,能夠使用基於從隔開時間的兩次光投射各自起到光接收為止的時間的測定距離之差,來分別判定第一光投射接收器的光接收部有無異常、及第二光投射接收器的光接收部有無異常。
本發明的形態8的光學式安全感測器(1)也可設為如下結構:在所述形態3至7的任一個中,將與所述第一光投射接收器(20A)形成一個組的偵測部(32)的偵測結果、和與所述第二光投射接收器(20B)形成一個組的另一偵測部(32)的偵測結果相互比較,當偵測結果互不相同時輸出錯誤。
根據所述結構,能夠將第一光投射接收器的偵測結果與第二光投射接收器的偵測結果相互比較。當偵測結果互不相同時,
可認為至少任一個偵測結果產生異常,因而通過在這種情況下輸出錯誤,能夠更高精度地判定有無異常。
光學式安全感測器1的控制塊(特別是測距部31及偵測部32)既可由形成為積體電路(積體電路(Integrated Circuit,IC)晶片)等的邏輯電路(硬體)來實現,也可由軟體來實現。
後者的情況下,光學式安全感測器1包括電腦,此電腦執行作為實現各功能的軟體的程式的命令。所述電腦例如具備一個以上的處理器,並且具備存儲有所述程式的電腦可讀取的記錄介質。而且,所述電腦中,通過所述處理器從所述記錄介質讀取所述程式並執行,而達成本發明的目的。所述處理器例如能夠使用中央處理器(Central Processing Unit,CPU)。作為所述記錄介質,除了“非臨時的有形介質”、例如唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)等以外,還能夠使用帶(tape)、盤(disk)、卡(card)、半導體記憶體、可程式設計的邏輯電路等。而且,也可還具備展開所述程式的隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)等。而且,所述程式也可經由可傳輸所述程式的任意傳輸介質(通信網路或廣播波等)而提供給所述電腦。此外,本發明的一形態也能以通過電子傳輸來將所述程式具現化的、被嵌入載波中的資料信號的形態來實現。
本發明不限定於所述各實施方式,可在權利要求所示的範圍內進行各種變更,將不同實施方式中分別公開的技術部件適
當組合而獲得的實施方式也包含于本發明的技術範圍內。
1‧‧‧光學式安全感測器
10A‧‧‧第一輸出部
10B‧‧‧第二輸出部
20A‧‧‧第一光投射接收器(光投射接收部)
20B‧‧‧第二光投射接收器(光投射接收部)
21‧‧‧光投射部
22‧‧‧光接收部
30A‧‧‧第一評價單元
30B‧‧‧第二評價單元
31‧‧‧測距部
32‧‧‧偵測部
RA、RB‧‧‧反射光
TA、TB‧‧‧光
Claims (6)
- 一種光學式安全感測器,其特徵在於包括:多個光投射接收器,具備對監視區域投射光的光投射部、及接收來自所述監視區域的反射光的光接收部;多個測距部,使用從所述光投射起到所述光接收為止所需要的時間,測定距所述監視區域內的物件物的距離;以及多個偵測部,根據所述測距部的測定結果而偵測所述多個光投射接收器的任一個所產生的異常,一個所述光投射接收器與對應的一個所述測距部及對應的一個所述偵測部形成一個組,所述多個光投射接收器所包括的所述光接收部分別接收從所有的所述多個光投射接收器的所述光投射部所投射的光的所述反射光,其中所述偵測部在基於從第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與基於從第二光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離不一致時,判定為所述第一光投射接收器的所述光投射部及所述第二光投射接收器的所述光投射部的任一個產生了異常,其中所述第一光投射接收器是所述多個光投射接收器中的一個光投射接收器,所述第二光投射 接收器與所述第一光投射接收器不同。
- 如申請專利範圍第1項所述的光學式安全感測器,更包括一個以上的包含與包含所述多個光投射接收器的群不同的多個光投射接收器的群,成為各群的物件的監視區域不同,所述測距部依次替換所述各群而進行所述距離的測定,並且所述偵測部依次替換所述各群而進行所述異常的偵測。
- 如申請專利範圍第1項所述的光學式安全感測器,其中所述偵測部在判定為所述第一光投射接收器的所述光投射部及所述第二光投射接收器的所述光投射部的任一個產生了異常時,當基於從第一時刻T=0開始的所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第一光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第一光投射接收器的所述光投射部產生了異常,當基於從第一時刻T=0開始的所述第二光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第二光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第一光投 射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第二光投射接收器的所述光投射部產生了異常。
- 如申請專利範圍第1項所述的光學式安全感測器,其中所述偵測部在基於從所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與基於從所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第二光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離不一致時,判定為所述第一光投射接收器的所述光接收部及所述第二光投射接收器的所述光接收部的任一個產生了異常。
- 如申請專利範圍第4項所述的光學式安全感測器,其中所述偵測部在判定為所述第一光投射接收器的所述光接收部及所述第二光投射接收器的所述光接收部的任一個產生了異常時,當基於從第一時刻T=0開始的所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第一光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第一光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,與基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第一光投射接收器的所述光接收部產生了異常, 當基於從第一時刻T=0開始的所述第一光投射接收器的所述光投射部的所述光投射起到所述第二光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離、與從所述第一時刻T=0起經過時間△T後開始所述第一光投射接收器的所述光投射部的光投射時的、基於從所述第一時刻T=0起到所述第二光投射接收器的所述光接收部的所述光接收為止的時間的測定距離之間的差,和基於時間△T的距離差△S不同時,判定為所述第二光投射接收器的所述光接收部產生了異常。
- 如申請專利範圍第1項所述的光學式安全感測器,其中將與所述第一光投射接收器形成一個組的所述偵測部的偵測結果、和與所述第二光投射接收器形成一個組的另一所述偵測部的偵測結果相互比較,當偵測結果互不相同時輸出錯誤。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018044575A JP6904284B2 (ja) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | 光学式安全センサ |
JP2018-044575 | 2018-03-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201939066A TW201939066A (zh) | 2019-10-01 |
TWI696843B true TWI696843B (zh) | 2020-06-21 |
Family
ID=64664101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW107144678A TWI696843B (zh) | 2018-03-12 | 2018-12-12 | 光學式安全感測器 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11543488B2 (zh) |
EP (1) | EP3540458B1 (zh) |
JP (1) | JP6904284B2 (zh) |
KR (1) | KR102204120B1 (zh) |
CN (1) | CN110261863B (zh) |
TW (1) | TWI696843B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7312129B2 (ja) * | 2020-02-27 | 2023-07-20 | 株式会社日立製作所 | 計測装置、エレベーターシステム、および計測方法 |
JPWO2021177361A1 (zh) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 | ||
DE102020106161B3 (de) * | 2020-03-06 | 2020-11-26 | Sick Ag | System |
JPWO2023281824A1 (zh) * | 2021-07-06 | 2023-01-12 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020003617A1 (en) * | 1999-03-18 | 2002-01-10 | Guenter Doemens | Spatially resolving range-finding system |
CN1444009A (zh) * | 2002-03-13 | 2003-09-24 | 欧姆龙株式会社 | 监视装置 |
US8224032B2 (en) * | 2005-11-14 | 2012-07-17 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Apparatus and method for monitoring a spatial area, in particular for safeguarding a hazardous area of an automatically operated installation |
EP2487504A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-15 | Technische Universität München | Method of enhanced depth image acquisition |
EP2769864A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-27 | Robby Moto Engineering S.r.l. | Racing engine for kart or the like |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2101302B (en) * | 1981-06-22 | 1985-03-27 | Ici Plc | Optical fibre sensor |
JP4352167B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2009-10-28 | オプテックス株式会社 | 赤外線検知センサ |
JP4525253B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2010-08-18 | オムロン株式会社 | 光センサおよび測距方法 |
JP2007245898A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Denso Corp | センサ異常検出装置 |
EP2315052B1 (de) | 2009-10-22 | 2012-02-29 | Sick Ag | Sicherheitsscanner |
JP5970230B2 (ja) * | 2012-05-08 | 2016-08-17 | アツミ電氣株式会社 | 測距型防犯センサ |
JP6103179B2 (ja) | 2012-09-13 | 2017-03-29 | 株式会社リコー | 距離測定装置 |
JP5950834B2 (ja) * | 2013-01-16 | 2016-07-13 | 三菱電機株式会社 | 異常計測器判定システム |
KR102151708B1 (ko) * | 2013-11-06 | 2020-09-03 | 현대모비스(주) | 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치 |
EP3091271B1 (de) | 2015-05-05 | 2018-07-11 | Sick Ag | Lichttaster |
JP6584947B2 (ja) * | 2015-12-25 | 2019-10-02 | 大塚電子株式会社 | プレチルト角測定装置及びプレチルト角測定方法 |
JP6819098B2 (ja) * | 2016-07-01 | 2021-01-27 | 株式会社リコー | 物体検出装置、センシング装置及び移動体装置 |
JP6304321B2 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-04-04 | オムロン株式会社 | 測距センサおよび測距方法 |
JP6927083B2 (ja) * | 2018-03-01 | 2021-08-25 | オムロン株式会社 | 判定装置および判定装置の制御方法 |
-
2018
- 2018-03-12 JP JP2018044575A patent/JP6904284B2/ja active Active
- 2018-12-10 KR KR1020180158301A patent/KR102204120B1/ko active IP Right Grant
- 2018-12-10 EP EP18211234.2A patent/EP3540458B1/en active Active
- 2018-12-11 CN CN201811509664.5A patent/CN110261863B/zh active Active
- 2018-12-12 TW TW107144678A patent/TWI696843B/zh active
- 2018-12-14 US US16/219,946 patent/US11543488B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020003617A1 (en) * | 1999-03-18 | 2002-01-10 | Guenter Doemens | Spatially resolving range-finding system |
CN1444009A (zh) * | 2002-03-13 | 2003-09-24 | 欧姆龙株式会社 | 监视装置 |
US8224032B2 (en) * | 2005-11-14 | 2012-07-17 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Apparatus and method for monitoring a spatial area, in particular for safeguarding a hazardous area of an automatically operated installation |
EP2487504A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-15 | Technische Universität München | Method of enhanced depth image acquisition |
EP2769864A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-27 | Robby Moto Engineering S.r.l. | Racing engine for kart or the like |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102204120B1 (ko) | 2021-01-18 |
JP2019158525A (ja) | 2019-09-19 |
KR20190107560A (ko) | 2019-09-20 |
US11543488B2 (en) | 2023-01-03 |
CN110261863B (zh) | 2023-09-22 |
JP6904284B2 (ja) | 2021-07-14 |
TW201939066A (zh) | 2019-10-01 |
US20190277944A1 (en) | 2019-09-12 |
EP3540458A1 (en) | 2019-09-18 |
CN110261863A (zh) | 2019-09-20 |
EP3540458B1 (en) | 2024-08-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI696843B (zh) | 光學式安全感測器 | |
US9986035B2 (en) | Synchronous measurement system | |
US10435030B2 (en) | Function monitor | |
US20190271778A1 (en) | Determination device and control method of determination device | |
JP2004514215A (ja) | プロセッサを監視するための装置 | |
US11614525B2 (en) | Determination device and control method of determination device | |
US11370131B2 (en) | Abnormality detecting device and abnormality detecting method | |
KR20140147621A (ko) | 수질 센서 장애 제어 장치 및 방법 | |
WO2013123768A1 (zh) | 编码器的故障检测方法、装置和系统 | |
US10007570B2 (en) | Monitoring unit, control system, and computer readable medium | |
KR20150011620A (ko) | 차간 거리용 센서 고장 보상 시스템 및 방법 | |
US20120150492A1 (en) | Method and Device for Monitoring a Device Equipped with a Microprocessor | |
JP2009156636A (ja) | 距離測定装置 | |
JP3451345B2 (ja) | 光電センサの同期制御方式 | |
CN108445472A (zh) | 一种超声波传感器无法正常探测障碍物的故障检测方法 | |
US12024185B2 (en) | Method and system for synchronizing at least two sensor systems | |
KR101045644B1 (ko) | 적외선 감지 장치 및 그 방법 | |
US11144327B2 (en) | Method for operating a control unit, and device having an associated control unit | |
CA3162936A1 (en) | Device and method for generating test data for testing a distance determination in an optical time-of-flight measurement | |
JP5172771B2 (ja) | 距離測定装置 | |
CN109724642B (zh) | 具备多个传感器的物体监视装置 | |
CN111007470B (zh) | 一种基于交通测速雷达的自检方法及交通测速雷达 | |
US10969468B2 (en) | Recursive real time positioning system setup method for immediate convergence of functional system setup | |
JP2018120454A5 (zh) | ||
US10528417B2 (en) | Clock signal inspection device, plant monitoring controller, and method for diagnosing clock signal inspection device |