[发明专利]用于监控空间区域的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于监控具有多个可移动的物体的空间区域的方法，该方法包括如下步骤：

提供第一图像记录单元和第二图像记录单元，该第一图像记录单元和第二图像记录单元设置在距彼此限定的距离处，

通过第一图像记录单元记录空间区域的第一图像并通过第二图像记录单元记录空间区域的第二图像，

基于第一图像和第二图像确定多个物体位置，其中每个物体位置表示物体相对于图像记录单元的空间距离，以及

以取决于物体位置的方式生成切换信号。

本发明还涉及一种用于监控具有多个可移动的物体的空间区域的设备，该设备包括用于记录空间区域的第一图像的第一图像记录单元和用于记录空间区域的第二图像的第二图像记录单元，其中，第一图像记录单元和第二图像记录单元设置在距彼此限定的距离处，并且该设备包括评估和控制单元，该评估和控制单元设计成基于第一图像和第二图像确定多个物体位置并且以取决于物体位置的方式生成切换信号，其中，每个物体位置表示物体相对于图像记录单元的空间距离。

从EP 1 543 270B1已知这种方法和这种设备。

本专利说明书公开了用于防护以自动方式操作的机器的危险区域的方法和设备。该设备具有设置在距彼此限定的距离处的至少两个图像记录单元。每个图像记录单元提供机器设置于其中的空间区域的图像。通过至少两个不同的景物分析方法来评估两个图像记录单元的图像，以便获得所监控的空间区域的三维图像。换言之，基于并行地记录的图像确定空间区域中的单独的物体的位置，其中，所述位置还包括距离信息。之后，基于限定的保护区域或保护空间，例如，可以确定物体——例如，人员——是否与以自动方式操作的机器接近到存在危险的程度。如果适当，则可以关闭机器或以减小的速度操作机器。

利用这种设备，景物分析方法以及特别是物体距离的确定典型地是基于在两个记录图像的每一个中的物体和/或结构，所述物体必须被识别并且彼此认定。由于两个图形记录单元设置成彼此间隔一定距离，因此每个图像记录单元具有不同的视角。因此，相同的物体和/或结构在两个图像中相对于彼此出现偏移，其中，在两个图像中的物体的相对偏移取决于在图像记录单元之间的限定距离以及物体相对于图像记录单元的距离。因此，给定在图像记录单元之间的已知的距离，可以基于图像确定与物体的距离。功能性原理以一定的方式对应于人员的三维视觉。

申请人员利用这种类型的设备的实践经验显示：如果在所监控的空间区域内存在具有多个至少基本上平行的边缘的结构，则利用该原理的可靠且精确的距离测量将非常复杂和困难。例如，这种边缘能够是诸如楼梯、格栅栅栏或竖直的百叶窗的三维结构，或者它们能够是诸如地面或墙壁上的条状图案的二维结构。平行的边缘使得在两个记录图像中明确地认定单元更加困难。错误的认定——其中，彼此认定不同的边缘——通常导致错误的距离测量。例如，如果该设备和方法用于防护危险区域——例如，以自动方式操作的机器的危险区域，则这是特别成问题的。

DE 10 2005 063 217A1描述了用于构造用以监控空间区域的现有技术设备的方法。该构造包括基于可变几何形状元件限定保护空间和/或保护区域。在一个示例性实施方式中，在待监控的空间区域的实际图像中或上方以图形方式产生几何形状元件。实际图像可包括用于限定构造平面的多个参考标记。然后相对于构造平面产生可变几何形状元件，以便提供在“虚拟”几何形状元件与实际空间区域之间的明确的关系。然而，利用已知的方法不能够避免平行边缘的错误认定以及由此造成的测量错误。

在该背景下，本发明的目的是提供在开头所提及的类型的方法和设备，该方法和设备使得能够以最简单和尽可能节省成本的方式可靠地监控空间区域，即使当在该空间区域中存在具有基本上平行的边缘的结构时也是如此。特别是，目的在于提供一种方法和设备，该方法和设备使得能够防错地防护以自动方式操作的机器的危险区域，即使在机器的附近存在具有基本上平行的边缘的结构也是如此。

根据本发明的一方面，提供了在开头所提及的类型的方法，其中，空间区域包括具有多个至少基本上平行的边缘的结构，其中，在该结构处设置多个限定的参考标记，其中，确定在图像记录单元与参考标记之间的多个参考距离，并且其中，基于参考距离确定结构的结构位置。

根据本发明的另外的方面，提供了在开头所提及的类型的设备，其中，评估和控制单元进一步设计成：基于在图像记录单元与设置于结构处的参考标记之间的多个限定的参考距离，确定具有多个基本上平行的边缘的结构的结构位置。

通过包括在前述设备的评估和控制单元中执行的程序代码的计算机程序，有利地实施创新方法和创新设备。