[发明专利]一种用于监控区域的方法和设备

说明书

相关申请

本申请根据35 U.S.C. §119要求于2010年11月17日提交的美国临时专利申请61/414,761的优先权，并且其通过引用在这里被并入。

技术领域

本发明一般地涉及监控区域，诸如在危险机器、安全位置或自动导引车辆(AGV)附近的面积或体积，并且特别地涉及针对区域监控的多个传感器的使用。

背景技术

诸如激光扫描仪和立体相机系统之类的监控系统常常被用于监控由配置的边界所建立的区域。在运行时间期间，这样的系统检测存在并测量比最小对象检测尺寸更大的对象的位置，并且将这些位置与配置的监控边界相比较。这样的监控系统然后“决定”针对每个考虑的边界是否已发生侵入。面积的照明，无论它固有地是被监控环境的一部分还是由系统本身主动地供应，对于这样的系统的恰当的操作来说是必要的。

这样的系统能够实现远程面积或体积监控。这个特征具有优点：区域(例如，大面积或体积)可以从将区域监控系统放置在安全的地方的远处被监控。例如，用于这样的系统的传感器(例如，相机、激光扫描仪等)避免来自与在操作中的机器的碰撞或来自可能靠近或在被监控面积内存在的污染物的损害。为了促进区域边界和操作模式行为的配置，并且为了提供被监控边界的关联到安全或诊断输出，这样的监控系统的传感器与常常被安装在更方便访问的位置中的对应控制单元对接。

公知的例子包括由具有营业地址为7150 Commerce Boulevard, Canton, Michigan 48187的Pilz Automation Safety, L.P.所分发的SAFETYEYE系统。同样，参见相关的美国专利公布US 2009/0015663 A1。

注意当从远处操作传感器时，必须考虑光学阴影的问题，因为情况常常是这样的，过顶的光束、台架（gantry）、电缆或其它结构存在于被监控面积的视图中。移除这样的障碍表示对这样的阴影问题的明显解决方案，但障碍除去并不总是可行的或甚至可能的。另一个选项涉及使用从不同角度和位置瞄准被监控区域的多个传感器。在恰当放置的情况下，在任何给定时间至少一个传感器将具有被监控面积的清晰视图。来自不同视图的多个传感器的使用还解决了这样的情况：其中被监控面积中的高的结构在传感器视野中投下阴影，其可能与所意图的被监控面积重叠。

然而，如与许多解决方案一样，该解决方案本身引入了新的挑战。例如，对建立恰当的监控功能所需要的处理量随着传感器的数目按比例变化。因此，使用多个传感器的视觉系统具有非常高的总处理负担。那个负担最后使控制单元成本和性能随着用在应用中的传感器的数目按比例变化。进而，对高性能视觉处理的需要使得客户难以度量解决方案以恰当地匹配到监控任务。

另一问题是，多传感器系统中的每个传感器通常都提供有它自己的I/O。这个配置创建了丰富的布线和外部控制逻辑，其当例如对于大量传感器仅存在少量机器来控制时可能不被需要。注意，针对诸如自动导引车辆安全控制之类的应用情况也是这样的，其中在导引车辆上具有高达四个或更多个激光扫描仪是通常的。

发明内容

本发明包括用于监控区域的设备和方法，所述区域是连续或非连续的，二维（2D）面积或三维（3D）体积。在其数个优点之中，设备包括多个传感器，其监控区域的部分并且向控制单元报告侵入状态，控制单元基于用户输入将监控边界信息提供给传感器中的每一个，并进一步根据用户定义行为将每个传感器映射或者以其它方式关联到控制单元输出。还有另外，作为对于配置由传感器用于对象侵入检测的监控边界的有意义的帮助，在设备和方法的一个或多个实施例中，至少传感器的子集基于位于重叠传感器视野内的公共原点来使用参考公共坐标系。

然后，在一个方面，本发明包括包括了多个传感器的监控设备，每个传感器被配置成根据配置的边界对侵入进行监控并且每个传感器具有通信接口，用于发送指示侵入检测的监控信息，并接收定义由每个传感器监控的配置的边界的配置数据。在非限制性的例子中，还被称为“传感器头”的传感器每个都包括用于获得表示传感器的视野的原始传感器数据的感测电路，以及用于处理原始传感器数据的处理电路，用于对象检测和侵入监控。作为非限制性的例子，传感器包括立体相机系统或激光扫描仪或其混合。也就是说，传感器在类型方面可能是同质的或异构的。