[发明专利]作为标准光电传感器替换的飞行时间传感器

说明书

技术领域

要求保护的主题总体上涉及工业控制系统，更具体而言，涉及采用飞行时间(TOF，time of flight)感测来使在工业环境中通常由标准光电传感器执行的功能实现的方法和系统。

背景技术

在工业应用中广泛利用了标准光电传感器。例如，利用了光电传感器来升高和/或降低与迅速和/或力大的工业机械移动和/或旋转相关联的保护闸门，以防止肢体和/或手指意外或无意中进到运行中的这些机器中。

不过，标准光电传感器的性能会非常取决于要感测目标的纹理、反射率、以及颜色。标准光电传感器发出撞击目标的光。返回光的量需要符合设置的阈值以确定是否存在目标。差的目标(例如，颜色深、非常有纹理、有光泽等)不会返回足够触发传感器输出的光。

大比例的光电传感器应用利用回归反射或偏光回归反射传感器。这些传感器发出撞击反射器以及使光回到接收器的调制光源。发射器与反射器之间出现的任何物品阻挡发射器与反射器之间的光束，因而表征目标的存在。

进一步地，图像传感器或光电传感器检测的每个像素可以包含数据点。相应地，如果存在具有多个数据点的图像，则多于一个像素会影响图像的评估。例如，在利用摄像器传感器技术的应用中，用以评估包括多个数据点的图像的许多图像处理算法是已知的。此外，在需要冗余(例如，在安全系统中)的摄像器传感器技术的领域中，会需要多个摄像器。

在如同背景抑制的单个像素或单个波束应用中，通常只采用一个像素，通常无法使用多于一个像素。因而，在这些应用中需要提供和利用栅栏，无法比较多于一个像素。进一步地，在单个像素应用中也会难以检测有光泽对象。此外，在这些系统中无法在不实施冗余路径的情况下具有冗余。

发明内容

以下发明内容呈现简化概述，以提供对本文中描述的某些方面的基本理解。此发明内容并非广泛概述，也并非意在标识关键元素或界定本文中描述的方面的范围。此发明内容的唯一目的是以简化形式呈现一些特征作为对后面呈现的更详细描述的序言。

按照本文中公开和描述的各种实施例和/或方面公开了用于在工业自动化环境中利用飞行时间传感器的方法。该方法包括：采用与飞行时间传感器相关联的单像素摄像器、单波束摄像器、或者多像素摄像器来检测和/或捕捉位于目标区域内的对象的图像；将和对象的图像相关联的第一像素与相邻像素做比较；将对象识别成有色、有纹理、或者高反射性的对象；以及基于对象的识别来控制或致动工业机械执行各种任务。

按照进一步的方面和/或实施例，公开和描述了用于在工业自动化环境中采用飞行时间传感器来控制工业自动化机械的系统。该系统可以包括：多像素摄像器、单波束摄像器、或者单像素摄像器，与捕捉进入或离开多像素摄像器、单波束摄像器、或者单像素摄像器所监测的目标区域的对象的图像的飞行时间传感器相关联；以及工业控制器，用于将和所捕捉的图像相关联的第一像素与一个或更多个相邻像素做比较，并且至少部分地基于所述比较工业控制器指示工业自动化机械执行一个或更多个动作。

按照再进一步的方面和/或实施例，提供了用于在工业自动化环境中利用飞行时间传感器来控制工业自动化机械的系统。该系统可以包括：用于采用飞行时间传感器来检测位于目标区域内的对象的部件；用于将和与飞行时间传感器相关联的用于捕捉的部件所获得的对象的图像相关联的第一像素与相邻像素做比较的部件；用于至少部分地基于所述比较来将对象识别成有纹理或深色对象的部件；以及用于至少部分地基于对象的识别来控制工业机械的部件。

为了以上和相关目标的完成，以下描述和附图详细叙述某些示例性方面。这些方面只是表明可以采用本文中描述的原理的数个各种方式。其它优点和新颖特征会在结合图考虑时从以下详细描述中变得明显。

附图说明

图1是示例了在工业自动化环境中利用飞行时间传感器的工业控制系统的示意性方框图。

图2是描绘了在工业自动化环境中利用飞行时间传感器的工业控制系统的进一步示意性方框图。

图3是示例了用于在工业自动化环境中利用飞行时间传感器来控制工业机械或设备的过程的流程图。

图4是示例了在工业自动化环境中采用飞行时间传感器来控制工业机械或设备的过程的进一步流程图。

图5是在工业自动化环境中采用飞行时间传感器来控制工业机械或设备的示例系统。

图6是在工业自动化环境中利用飞行时间传感器来控制工业机械或设备的进一步示例系统。

图7是工业自动化环境中利用的飞行时间传感器的示意性方框图。

图8-10示例了示例性飞行时间传感器概念。