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DE202023101662U1 - Optoelectronic sensor - Google Patents

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DE202023101662U1
DE202023101662U1 DE202023101662.6U DE202023101662U DE202023101662U1 DE 202023101662 U1 DE202023101662 U1 DE 202023101662U1 DE 202023101662 U DE202023101662 U DE 202023101662U DE 202023101662 U1 DE202023101662 U1 DE 202023101662U1
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optoelectronic sensor
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Abstract

Optoelektronischer Sensor (1), insbesondere Sicherheitslaserscanner, zur fehlersicheren Erfassung und Abstandbestimmung von Objekten in einem Überwachungsbereich (ÜB), mit
einem Lichtsender (2) zum Aussenden eines Sendelichtstrahls (2a),
einem Lichtempfänger (3) zum Empfangen eines Empfangslichtstrahls (2b), der von Objekten in dem Überwachungsbereich (ÜB) remittiertem oder reflektiertem Licht gebildet ist und zum Erzeugen eines Empfangssignals, einer Auswerteeinheit (4) zum Ermitteln eines Vorhandenseins eines Objektes und eines Abstandes zu diesem in dem Überwachungsbereich (ÜB) aus dem Empfangssignal,
einem Feuchtesensor (13) zur Ermittlung der relativen Luftfeuchte (F) im Überwachungsbereich (ÜB),
einem Temperatursensor (12) zur Ermittlung der Lufttemperatur (T),
wobei die Auswerteeinheit (4) ausgebildet ist, einen vom Temperatursensor (12) bereitgestellten Lufttemperaturwert und einen vom Feuchtesensor (13) bereitgestellten relativen Luftfeuchtigkeitswert (F) aus dem Überwachungsbereich (ÜB) zu erhalten, und einen Taupunkttemperaturwert (τ) des Überwachungsbereichs (ÜB) zu berechnen und einen Vergleich zwischen dem erhaltenen Lufttemperaturwert (T) und dem berechneten Taupunkttemperaturwert (τ) durchzuführen, um daraus ein Vorhandensein von Nebel im Überwachungsbereich (ÜB) abzuleiten.

Figure DE202023101662U1_0000
Optoelectronic sensor (1), in particular safety laser scanner, for fail-safe detection and distance determination of objects in a monitoring area (ÜB), with
a light transmitter (2) for emitting a transmitted light beam (2a),
a light receiver (3) for receiving a received light beam (2b) formed by light remitted or reflected by objects in the monitoring area (ÜB) and for generating a received signal, an evaluation unit (4) for determining the presence of an object and a distance to it in the monitoring area (ÜB) from the received signal,
a humidity sensor (13) for determining the relative humidity (F) in the monitoring area (ÜB),
a temperature sensor (12) for determining the air temperature (T),
wherein the evaluation unit (4) is designed to receive an air temperature value provided by the temperature sensor (12) and a relative air humidity value (F) provided by the humidity sensor (13) from the monitoring area (ÜB), and to calculate a dew point temperature value (τ) of the monitoring area (ÜB) and to carry out a comparison between the obtained air temperature value (T) and the calculated dew point temperature value (τ) in order to derive therefrom a presence of fog in the monitoring area (ÜB).
Figure DE202023101662U1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor, insbesondere Sicherheitslaserscanner, zur Erfassung und Abstandbestimmung von Objekten in einem Überwachungsbereich gemäß dem Anspruch 1.The present invention relates to an optoelectronic sensor, in particular a safety laser scanner, for detecting and determining the distance of objects in a monitoring area according to claim 1.

Ein optoelektronischer Sensor, insbesondere ein Laserscanner, wird in vielen Bereichen des industriellen Alltags eingesetzt und eignet sich besonders gut für Abstandmessungen, die einen großen horizontalen Winkelbereich eines Überwachungsbereiches erforderlich machen. Insbesondere wird der Laserscanner an vorzugsweise autonom fahrenden Fahrzeugen vorgesehen, um Daten bezüglich eines Überwachungsbereiches um das Fahrzeug herum an eine Steuerung des Fahrzeuges zu liefern, so dass ein kollisionsfreies Navigieren des Fahrzeuges möglich ist.An optoelectronic sensor, in particular a laser scanner, is used in many areas of everyday industrial life and is particularly well suited for distance measurements that require a large horizontal angle range of a monitoring area. In particular, the laser scanner is provided on preferably autonomously driving vehicles in order to deliver data regarding a monitoring area around the vehicle to a control system of the vehicle, so that collision-free navigation of the vehicle is possible.

Hierbei überstreicht ein von einem Lichtsender, beispielsweise Laser, erzeugter Lichtstrahl als Sendelicht periodisch den Überwachungsbereich. Der Sendelichtstrahl wird an Objekten im Überwachungsbereich remittiert und von einem Lichtempfänger empfangen. Das empfangene, im Folgenden als Empfangslicht bezeichnete Licht, wird in dem Laserscanner mittels einer Elektronik ausgewertet. Der Lichtsender und der Lichtempfänger bilden zusammen eine Signalerfassungseinheit des Laserscanners.In this case, a light beam generated by a light transmitter, such as a laser, periodically sweeps over the monitoring area as transmitted light. The transmitted light beam is remitted by objects in the monitoring area and received by a light receiver. The received light, referred to below as received light, is evaluated in the laser scanner using electronics. The light transmitter and the light receiver together form a signal detection unit of the laser scanner.

Solche Laserscanner werden in der Sicherheitstechnik zur Überwachung einer Gefahrenquelle eingesetzt, wie sie beispielsweise eine gefährliche Maschine darstellt. Ein derartiger Sicherheitslaserscanner ist aus der DE 43 40 756 A1 bekannt. Dabei wird ein Schutzfeld überwacht, das während des Betriebs der Maschine vom Bedienpersonal nicht betreten werden darf. Erkennt der Laserscanner einen unzulässigen Schutzfeldeingriff, etwa ein Bein einer Bedienperson, so löst er einen Nothalt der Maschine aus. In der Sicherheitstechnik eingesetzte Sensoren müssen besonders zuverlässig arbeiten und deshalb hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen, beispielsweise die Norm EN13849 für Maschinensicherheit und die Gerätenorm EN61496 für berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS). Zur Erfüllung dieser Sicherheitsnormen sind eine Reihe von Maßnahmen zu treffen, wie beispielsweise sichere elektronische Auswertung durch redundante, diversitäre Elektronik, Funktionsüberwachung oder speziell Überwachung der Verschmutzung optischer Bauteile, insbesondere einer Frontscheibe, und/oder Vorsehen von einzelnen Testzielen mit definierten Reflexionsgraden, die unter den entsprechenden Scanwinkeln erkannt werden müssen.Such laser scanners are used in safety technology to monitor a source of danger, such as a dangerous machine. Such a safety laser scanner is known from the DE 43 40 756 A1 known. A protective field is monitored that the operating personnel must not enter while the machine is in operation. If the laser scanner detects an inadmissible intrusion into the protective field, such as an operator's leg, it triggers an emergency stop of the machine. Sensors used in safety technology must work particularly reliably and therefore meet high safety requirements, for example the EN13849 standard for machine safety and the EN61496 device standard for non-contact protective devices (ESPD). To meet these safety standards, a number of measures must be taken, such as secure electronic evaluation using redundant, diverse electronics, function monitoring or special monitoring of the contamination of optical components, in particular a front screen, and/or the provision of individual test targets with defined degrees of reflection that must be detected at the corresponding scanning angles.

Bei einem Einsatz im Außenbereich (Outdoor) stellen die Umwelteinflüsse, insbesondere Nebel, Regen und Schnee, besondere Herausforderungen für die Zuverlässigkeit und den störungsfreien Betrieb dar. Während diese Wettereinflüsse im Innenbereich bestimmungsgemäß ausgeschlossen werden können, sind sie im Außenbereich zwangsläufig vorhanden und nicht kontrollierbar, jedoch sehr relevant für den produktiven Ablauf im Logistik- oder Produktionsumfeld. Eine vollständige Wechselwirkungsfreiheit zwischen dem optischen Sensor und den Wettereinflüssen ist in aller Regel nicht mit vertretbarem Aufwand möglich.When used outdoors, environmental influences, especially fog, rain and snow, pose particular challenges for reliability and trouble-free operation. While these weather influences can be excluded indoors as intended, they are inevitably present outdoors and cannot be controlled, but are very relevant for productive processes in the logistics or production environment. Complete freedom from interaction between the optical sensor and the weather influences is generally not possible with reasonable effort.

Laserscanner für reine Automatisierungs- und Messaufgaben können Nebeleffekte weitestgehend dadurch ausblenden, dass ihre Empfindlichkeit so weit reduziert wird, dass Nebel nur in Extremfällen sehr hoher Dichte störend wird. Selbst dann gibt es allenfalls einen Ausfall von nutzbaren Messdaten, jedoch keine sicherheitsrelevante Detektion, so dass keine weiteren Maßnahmen zur Beherrschung von Nebeldämpfung vorgesehen werden müssen.Laser scanners for pure automation and measurement tasks can largely suppress fog effects by reducing their sensitivity to such an extent that fog only becomes disruptive in extreme cases of very high density. Even then, there is at most a loss of usable measurement data, but no safety-relevant detection, so no further measures to control fog attenuation need to be provided.

Dagegen gibt es bisher keine befriedigenden Konzepte für Sicherheitslaserscanner im Außenbereich und auch keine anderen Sensortechnologien, die für sich allein Daten zur sicheren Überwachung liefern. Herkömmliche Sicherheitslaserscanner sind vielmehr überwiegend im Innenbereich eingesetzt. Der Betrieb unter Einfluss von Regen und Nebel ist hier im Sicherheitskonzept ausgeschlossen. Bei sicheren Anwendungen im Außenbereich, wie dem autonomen oder teilautonomen Fahren, werden Daten verschiedener Sensoren fusioniert.In contrast, there are currently no satisfactory concepts for outdoor safety laser scanners, nor are there any other sensor technologies that provide data for secure monitoring on their own. Conventional safety laser scanners are mainly used indoors. Operation under the influence of rain and fog is excluded from the safety concept. For safe outdoor applications, such as autonomous or semi-autonomous driving, data from different sensors is merged.

Setzt man einfach einen herkömmlichen Laserscanner für den Innenbereich im Außenbereich ein, so ergibt sich bei dichtem Nebel oder starker Beeinträchtigung der Sicht nur ein Verfügbarkeitsproblem. Das Nebelecho ist ausreichend stark, der Nebel wird als sicherheitsrelevantes Objekt behandelt. Deshalb ergibt sich kein sicherheitskritischer Ausfall, sondern nur eine unnötige Abschaltung. Bei mittleren Sichtweiten besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Nebel selbst kein überschwelliges Lichtecho verursacht, aber aufgrund seiner Dämpfungswirkung die Erkennung eines sicherheitsrelevanten Objekts verhindert, weil das Objektecho zu schwach wird. Der Nebel „schluckt“ das Licht. Das ist dann sogar ein gefahrbringender Fehlerfall, da das Lichtecho nicht ausreichend stark ist, auch wenn Objekte im Schutzbereich vorhanden sein sollten. Ein sicherer Laserscanner muss für diesen Fehlerfall eine Fehlerbeherrschungsmaßnahme vorsehen.If you simply use a conventional indoor laser scanner outdoors, the only problem that arises in the event of dense fog or severely impaired visibility is availability. The fog echo is sufficiently strong and the fog is treated as a safety-relevant object. Therefore, there is no safety-critical failure, just an unnecessary shutdown. At medium visibility, however, there is also the possibility that the fog itself does not cause a suprathreshold light echo, but its damping effect prevents the detection of a safety-relevant object because the object echo is too weak. The fog "swallows" the light. This is then even a dangerous error case, as the light echo is not sufficiently strong, even if objects are present in the protection area. A safe laser scanner must provide an error control measure for this error case.

In der EP 2 541 273 A1 wird das Empfangssignal an einem Splitterelement in zwei Pfade für einen hoch- und einen niederfrequenten Anteil geteilt. Mittels des hochfrequenten Anteils werden harte Ziele oder Objekte detektiert, während der niederfrequente Anteil zur Bestimmung der Sichttrübung genutzt wird. Das erfordert einen doppelten Auswertungspfad, der schon im analogen Teil der Auswertung beginnt.In the EP 2 541 273 A1 The received signal is split into two paths for a high and a low frequency component at a splitter element The high-frequency component is used to detect hard targets or objects, while the low-frequency component is used to determine the visibility. This requires a double evaluation path that begins in the analog part of the evaluation.

Gemäß der EP 1980871 B1 wird die Sicherheit dadurch erreicht, dass externe Referenzzellen vorgesehen sind, die an einem bestimmten Ort erkannt werden müssen. Eine solche Lösung ist nur für stationäre Anwendungen möglich und kann nicht für mobile Anwendungen, wie beispielsweise autonom fahrende Fahrzeuge, eingesetzt werden.According to the EP1980871B1 Safety is achieved by providing external reference cells that must be detected at a specific location. Such a solution is only possible for stationary applications and cannot be used for mobile applications, such as autonomous vehicles.

Die EP 3588139 B1 beschreibt eine Lösung, bei der zwei Abstandsmessungen bei unterschiedlichen Empfindlichkeiten vorgenommen werden und aus dem Vergleich der beiden Abstandsmessungen ein Rückschluss auf die Einschränkung der Sichtweite vorgenommen wird. Diese Lösung kann vielleicht beginnenden Nebel erkennen, aber löst das Problem des Fehlerfalls, bei dem Nebel das Licht schluckt, nicht.The EP3588139B1 describes a solution in which two distance measurements are taken at different sensitivities and a conclusion is drawn about the limitation of visibility from the comparison of the two distance measurements. This solution may be able to detect the onset of fog, but does not solve the problem of the error case in which fog absorbs the light.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den Einsatz eines optoelektronischen Sensors im Außenbereich zu ermöglichen.It is an object of the invention to enable the use of an optoelectronic sensor outdoors.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen optoelektronischen Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by an optoelectronic sensor having the features of claim 1.

Hierbei umfasst der optoelektronische Sensor, insbesondere Sicherheitslaserscanner, zur fehlersicheren Erfassung und Abstandbestimmung von Objekten in einem Überwachungsbereich, einen Lichtsender zum Aussenden eines Sendelichtstrahls, einen Lichtempfänger zum Empfangen eines Empfangslichtstrahls, der von Objekten in dem Überwachungsbereich remittierten oder reflektiertem Licht gebildet ist und zum Erzeugen eines Empfangssignals, eine Auswerteeinheit zum Ermitteln eines Vorhandenseins eines Objektes und eines Abstandes zu diesem in dem Überwachungsbereich aus dem Empfangssignal, einen Feuchtesensor zur Ermittlung der relativen Luftfeuchte im Überwachungsbereich und einen Temperatursensor zur Ermittlung der Lufttemperatur im Überwachungsbereich, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, einen vom Temperatursensor bereitgestellten Lufttemperaturwert und einen vom Feuchtesensor bereitgestellten relativen Luftfeuchtigkeitswert aus dem Überwachungsbereich zu erhalten, und einen Taupunkttemperaturwert des Überwachungsbereichs zu berechnen und einen Vergleich zwischen dem erhaltenen Lufttemperaturwert und dem berechneten Taupunkttemperaturwert durchzuführen, um daraus ein Vorhandensein von Nebel im Überwachungsbereich abzuleiten.Here, the optoelectronic sensor, in particular a safety laser scanner, for the fail-safe detection and distance determination of objects in a monitoring area, comprises a light transmitter for emitting a transmitted light beam, a light receiver for receiving a received light beam formed by light remitted or reflected by objects in the monitoring area and for generating a received signal, an evaluation unit for determining the presence of an object and a distance to it in the monitoring area from the received signal, a humidity sensor for determining the relative humidity in the monitoring area and a temperature sensor for determining the air temperature in the monitoring area, wherein the evaluation unit is designed to receive an air temperature value provided by the temperature sensor and a relative air humidity value provided by the humidity sensor from the monitoring area, and to calculate a dew point temperature value of the monitoring area and to carry out a comparison between the received air temperature value and the calculated dew point temperature value in order to derive therefrom the presence of fog in the monitoring area.

Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass kritischer Nebel mit geringer Sichtweite sicher erkannt wird und ein entsprechendes Nebel-Status-Bit als Ausgangssignal für eine Schutzfeld-Überwachung oder eine Nebel-Warnung gesetzt wird. Bei erkanntem Nebel kann infolgedessen die Fahrzeug-Geschwindigkeit über eine Steuerung des autonom fahrenden Fahrzeugs reduziert und/oder das Schutzfeld entsprechend angepasst werden, so dass die Verfügbarkeit erhöht und die Detektionsfähigkeit nicht eingeschränkt wird. Die Fehlersicherheit wird erhöht, weil der oben erwähnte kritische Fehlerfall, wenn der Nebel das Sendelicht „schluckt“, als solcher erkannt wird.The advantage here is that critical fog with low visibility is reliably detected and a corresponding fog status bit is set as an output signal for protective field monitoring or a fog warning. If fog is detected, the vehicle speed can be reduced via a control of the autonomously driving vehicle and/or the protective field can be adjusted accordingly, so that availability is increased and detection capability is not restricted. The error safety is increased because the critical error case mentioned above, when the fog "swallows" the transmitted light, is recognized as such.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit ausgebildet, Ergebnisse des Vergleichs über eine definierte Zeitspanne oder über eine vorgegebene Anzahl von Messungen des optoelektronischen Sensors zu betrachten, um ein fehlerhaftes Ableiten des Vorhandenseins von Nebel auszuschließen. Durch die Auswertung über eine vorgegebene Zeitdauer ist sichergestellt, dass Nebel stets erkannt wird, um im Bedarfsfall eine Fehlerbeherrschungsmaßnahme einzuleiten.According to a preferred embodiment, the evaluation unit is designed to consider the results of the comparison over a defined period of time or over a predetermined number of measurements of the optoelectronic sensor in order to rule out incorrect deduction of the presence of fog. The evaluation over a predetermined period of time ensures that fog is always detected in order to initiate an error control measure if necessary.

Vorteilhafterweise ist die Auswerteeinheit ausgebildet, eine Konfiguration des optoelektronischen Sensors entsprechend einem Ergebnis des Vergleichs anzupassen. Insbesondere ist die Auswerteeinheit ausgebildet, den Überwachungsbereich zu verändern und/oder ein Warnsignal auszugeben, wenn nach der definierten Zeitspanne und/oder nach der vorgegebenen Anzahl an Messungen der Lufttemperaturwert kleiner gleich dem Taupunkttemperaturwert ist. Hierdurch kann der Überwachungsbereich des Sensors für eine verbesserte Verfügbarkeit angepasst werden, wenn beispielsweise zwar Nebel vorhanden ist, dieser aber noch nicht zu einer Abschaltung führen muss, sondern eine Größenreduzierung des Überwachungsbereichs ausreichen würde, um den Betrieb aufrechtzuerhalten.The evaluation unit is advantageously designed to adapt a configuration of the optoelectronic sensor according to a result of the comparison. In particular, the evaluation unit is designed to change the monitoring area and/or to issue a warning signal if, after the defined period of time and/or after the specified number of measurements, the air temperature value is less than or equal to the dew point temperature value. This allows the monitoring area of the sensor to be adapted for improved availability, for example if fog is present but this does not yet have to lead to a shutdown, but a reduction in the size of the monitoring area would be sufficient to maintain operation.

Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit ausgebildet, eine Änderung des Überwachungsbereichs und/oder das Warnsignal aufzuheben, wenn nach der definierten Zeitspanne und/oder nach der vorgegebenen Anzahl an Messungen der Lufttemperaturwert größer als der Taupunkttemperaturwert ist. Das heißt, bei einem großen Temperaturwert kann das Vorhandensein von Nebel ausgeschlossen werden, so dass beispielsweise der Überwachungsbereich dann wieder auf die nebelfrei konfigurierte Größe eingestellt wird.Preferably, the evaluation unit is designed to cancel a change in the monitoring area and/or the warning signal if the air temperature value is greater than the dew point temperature value after the defined period of time and/or after the specified number of measurements. This means that if the temperature value is high, the presence of fog can be ruled out, so that, for example, the monitoring area is then set back to the size configured for fog-free conditions.

Weiterhin sind gemäß eines alternativen Ausführungsbeispiels der Temperatur- und der Luftfeuchtigkeitssensor in einem Thermo-Hygrometer vereint. Der Temperatur- und/oder der Luftfeuchtigkeitssensor oder der Thermo-Hygrometer können in dem optoelektronischen Sensor integriert sein, wobei Temperatur-/Feuchtesensor bzw. Thermo-Hygrometer dabei an das Außenklima, das in dem Überwachungsbereich herrscht, angebunden sein müssen. Dies kann zum Beispiel durch eine Luft- und Feuchte-durchlässige Membran oder ein Gitter erfolgen. Alternativ sind die Sensoren außerhalb des Laserscanners, zum Beispiel an seinem Gehäuse, angeordnet. Beide Anordnungen haben den Vorteil, dass die Umgebungssensoren zusammen mit dem Laserscanner eine kompakte Einheit bilden.Furthermore, according to an alternative embodiment, the temperature and humidity sensors are combined in a thermo-hygrometer. The temperature and/or humidity The temperature sensor or the thermo-hygrometer can be integrated into the optoelectronic sensor, whereby the temperature/humidity sensor or thermo-hygrometer must be connected to the external climate that prevails in the monitoring area. This can be done, for example, by means of an air and moisture-permeable membrane or a grid. Alternatively, the sensors are arranged outside the laser scanner, for example on its housing. Both arrangements have the advantage that the environmental sensors form a compact unit together with the laser scanner.

Wenn Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor außerhalb des Gehäuses des Laserscanners angeordnet sind, können die benötigten Temperatur- und relativen Luftfeuchtigkeitswerte eventuell in einem größeren Abstand zum Sensor erfasst werden, wodurch die Umgebungsbedingung des Sensors, insbesondere des Überwachungsbereichs, besser abgebildet werden kann.If the temperature and humidity sensors are located outside the laser scanner housing, the required temperature and relative humidity values may be able to be measured at a greater distance from the sensor, which can better reflect the environmental conditions of the sensor, especially the monitoring area.

Dann sind der Lufttemperatur- und der relative Luftfeuchtigkeitswert des Überwachungsbereichs vorteilhafterweise mittels Funksignals an die Auswerteeinheit übermittelbar. Vorzugsweise ist eine Funkantenne vorgesehen, um den Lufttemperaturwert und den relativen Luftfeuchtigkeitswert an die Auswerteeinheit zu übermitteln und zu empfangen.The air temperature and relative humidity values of the monitoring area can then advantageously be transmitted to the evaluation unit by means of a radio signal. A radio antenna is preferably provided in order to transmit and receive the air temperature value and the relative humidity value to the evaluation unit.

Der optoelektronische Sensor ist bevorzugt als Sicherheitslaserscanner, Solid-State-LIDAR Sensor, Kamera oder Lichtgitter ausgebildet.The optoelectronic sensor is preferably designed as a safety laser scanner, solid-state LIDAR sensor, camera or light grid.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile der Erfindung sind den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.Preferred embodiments and further developments as well as further advantages of the invention can be found in the dependent claims, the following description and the drawings.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Sensors; und
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels des optoelektronischen Sensors.
The invention is explained in detail below using exemplary embodiments with reference to the drawing. In the drawing:
  • 1 a schematic sectional view of a preferred embodiment of an optoelectronic sensor; and
  • 2 a schematic sectional view of another preferred embodiment of the optoelectronic sensor.

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensors 1, der zum Erfassen und Abstandsbestimmen von (nicht dargestellten) Objekten in einem Überwachungsbereich ÜB vorgesehen ist. Der Sensor 1 umfasst vorzugsweise einen Sicherheitslaserscanner, insbesondere einen LIDAR-Sensor, ganz besonders einen Solid-State-LIDAR Sensor. 1 shows a schematic sectional view of a preferred embodiment of an optoelectronic sensor 1 according to the invention, which is intended for detecting and determining the distance of objects (not shown) in a monitoring area ÜB. The sensor 1 preferably comprises a safety laser scanner, in particular a LIDAR sensor, very particularly a solid-state LIDAR sensor.

Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Sensor 1 einen Lichtsender 2, einen Lichtempfänger 3 und eine Auswerteeinheit 4 auf. Der Lichtsender 2, der vorzugsweise in Form einer Laserdiode oder eines Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs) ausgebildet ist, sendet einen Sendelichtstrahl 2a aus, der vorzugsweise periodisch amplitudenmoduliert ist oder vorzugsweise mindestens einen kurzen Lichtpuls aufweist. Der Sendelichtstrahl 2a wird über einen Umlenkspiegel 5 und eine bewegliche Ablenkeinheit 6 als ein ausgesandter Sendelichtstrahl 2a in den Überwachungsbereich ÜB gelenkt und dort von einem gegebenenfalls vorhandenen - in der 1 nicht dargestellten - Objekt remittiert oder reflektiert.In the preferred embodiment shown, the sensor 1 has a light transmitter 2, a light receiver 3 and an evaluation unit 4. The light transmitter 2, which is preferably designed in the form of a laser diode or a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), emits a transmitted light beam 2a, which is preferably periodically amplitude modulated or preferably has at least one short light pulse. The transmitted light beam 2a is directed via a deflection mirror 5 and a movable deflection unit 6 as an emitted transmitted light beam 2a into the monitoring area ÜB and there by a possibly present - in the 1 not shown - object remitted or reflected.

Ein Teil des ausgesandten Sendelichtstrahls 2a kehrt als einfallendes remittiertes Sendelicht 2b zum Sensor 1 zurück und wird von der beweglichen Ablenkeinheit 6 zu einer Empfangsoptik 7 umgelenkt. Von der Empfangsoptik 7 wird das remittierte Sendelicht 2b auf den Lichtempfänger 3 gebündelt, wobei der Lichtempfänger 3 beispielsweise aus mindestens einer Photodiode, Avalanche Photo Diode (APD) oder Single-Photon Avalanche Diode (SPAD) gebildet ist.A portion of the emitted transmitted light beam 2a returns to the sensor 1 as incident remitted transmitted light 2b and is deflected by the movable deflection unit 6 to a receiving optics 7. The remitted transmitted light 2b is bundled by the receiving optics 7 onto the light receiver 3, wherein the light receiver 3 is formed, for example, from at least one photodiode, avalanche photo diode (APD) or single-photon avalanche diode (SPAD).

Die Ablenkeinheit 6 ist in der Regel ein Drehspiegel, der insbesondere durch Antrieb eines Motors 8 kontinuierlich rotiert. Alternativ ist kein Drehspiegel als Ablenkeinheit 6 vorgesehen, sondern die Ablenkeinheit 6 ist als rotierender Messkopf samt Lichtsender 2 und Lichtempfänger 3 ausgebildet.The deflection unit 6 is generally a rotating mirror which rotates continuously, in particular by driving a motor 8. Alternatively, no rotating mirror is provided as the deflection unit 6, but the deflection unit 6 is designed as a rotating measuring head including a light transmitter 2 and a light receiver 3.

Die jeweilige Winkelstellung der Ablenkeinheit 6 wird über einen Encoder 9 erfasst. Der vom Lichtsender 2 erzeugte ausgesandte Sendelichtstrahl 2a überstreicht somit den durch die Bewegung der Ablenkeinheit 6 erzeugten Überwachungsbereich ÜB. Wird von dem Lichtempfänger 3 ein remittiertes Sendelicht 2b aus dem Überwachungsbereich ÜB empfangen, so kann aus der Winkelstellung der Ablenkeinheit 6 mittels des Encoders 9 auf eine Winkellage des Objektes im Überwachungsbereich ÜB geschlossen werden. Das beschriebene Ausführungsbeispiel basiert auf einer rotierenden signalgebenden Einheit, deren ausgesandter Sendelichtstrahl 2a den Überwachungsbereich ÜB überstreicht.The respective angular position of the deflection unit 6 is recorded via an encoder 9. The transmitted light beam 2a generated by the light transmitter 2 thus covers the monitoring area ÜB generated by the movement of the deflection unit 6. If a remitted transmitted light 2b from the monitoring area ÜB is received by the light receiver 3, the angular position of the object in the monitoring area ÜB can be deduced from the angular position of the deflection unit 6 by means of the encoder 9. The described embodiment is based on a rotating signal-emitting unit whose transmitted light beam 2a covers the monitoring area ÜB.

Der Sensor 1 kann auch als ein sogenannter (nicht-dargestellter) Solid-State-Sensor, insbesondere Solid-State-LIDAR-Sensor, ausgebildet sein, bei dem eine Vielzahl Sendelichtstrahlen 2a in verschiedene X- und Y-Richtungen in den Überwachungsbereich ÜB gelenkt werden, die dann das Überstreichen des Überwachungsbereichs mit nur einem Sendelichtstrahl ersetzen. Das remittierte bzw. reflektierte Sendelicht 2b wird von einem als Lichtempfänger 3 ausgebildeten Bildsensor mit zahlreichen Pixeln empfangen. Die Ortsauflösung wird also durch eine Vielzahl von Lichtstrahlen erreicht. Hierdurch kann auf bewegliche Teile im Sensor 1 verzichtet werden.The sensor 1 can also be designed as a so-called (not shown) solid-state sensor, in particular a solid-state LIDAR sensor, in which a large number of transmitted light beams 2a are directed into the monitoring area ÜB in different X and Y directions, which then allow the monitoring area to be covered with only a transmitted light beam. The remitted or reflected transmitted light 2b is received by an image sensor with numerous pixels designed as a light receiver 3. The spatial resolution is thus achieved by a large number of light beams. This means that moving parts in the sensor 1 can be dispensed with.

Zusätzlich wird eine Lichtlaufzeit vom Aussenden des Sendelichtstrahls 2a bis zum Empfang des remittierten Sendelichts 2b nach Reflexion an dem Objekt im Überwachungsbereich ÜB ermittelt. Dazu sind alle Lichtlaufzeitverfahren denkbar, insbesondere Phasenverfahren, Pulsverfahren oder Pulsmittelungsverfahren, wobei in Sicherheitsanwendungen vorzugsweise pulsbasierte Verfahren eingesetzt werden. Aus der Lichtlaufzeit wird unter Verwendung der Lichtgeschwindigkeit auf eine Entfernung des Objektes vom Sensor 1 geschlossen. Die Auswertung erfolgt in der Auswerteeinheit 4, die dafür mit dem Lichtsender 2, dem Lichtempfänger 3, dem Motor 8 und dem Encoder 9 verbunden ist.In addition, a light transit time is determined from the emission of the transmitted light beam 2a to the reception of the remitted transmitted light 2b after reflection on the object in the monitoring area ÜB. All light transit time methods are conceivable for this, in particular phase methods, pulse methods or pulse averaging methods, with pulse-based methods preferably being used in security applications. The distance of the object from the sensor 1 is determined from the light transit time using the speed of light. The evaluation takes place in the evaluation unit 4, which is connected to the light transmitter 2, the light receiver 3, the motor 8 and the encoder 9.

Über den Winkel und die Entfernung stehen dann zweidimensionale Polarkoordinaten aller Objekte im Überwachungsbereich ÜB zur Verfügung. Im Überwachungsbereich ÜB können somit beispielsweise zweidimensionale Schutzfelder definiert werden, in die unzulässige Objekte wie Bedienpersonen oder deren Körperteile nicht eingreifen dürfen. Erkennt die Auswerteeinheit 4 einen unzulässigen Schutzfeldeingriff, so wird über einen sicheren Ausgang Out (OSSD, Output Signal Switching Device) ein sicherheitsgerichtetes Abschaltsignal ausgegeben, um beispielsweise eine überwachte gefährliche Maschine, zum Beispiel das autonom fahrende Fahrzeug, anzuhalten oder in eine ungefährliche Position zu bringen. Das ist nur eine mögliche Anwendung des Sensors 1. Alternativ werden beispielsweise über den Ausgang Out Messdaten ausgegeben.Two-dimensional polar coordinates of all objects in the monitoring area ÜB are then available via the angle and distance. In the monitoring area ÜB, for example, two-dimensional protective fields can be defined into which unauthorized objects such as operators or their body parts are not allowed to intervene. If the evaluation unit 4 detects an unauthorized intervention in the protective field, a safety-related shutdown signal is output via a safe output Out (OSSD, Output Signal Switching Device) in order to stop a monitored dangerous machine, for example the autonomously driving vehicle, or to bring it into a safe position. This is just one possible application of the sensor 1. Alternatively, measurement data is output via the output Out, for example.

Alle genannten Funktionskomponenten sind in einem Gehäuse 10 angeordnet, das im Bereich des Lichtaus- und Lichteintritts ein optisches Fenster 11 aufweist. Das optische Fenster 11 ist bei einem Laserscanner häufig, aber nicht zwingend als Rotationskörper ausgebildet und muss sich auch nicht unbedingt über 360° erstrecken, so dass dann ein gewisser Winkelbereich als Totzone verbleibt. Abweichend von 1 ist statt einer im Querschnitt geraden Kontur auch eine Krümmung denkbar.All of the functional components mentioned are arranged in a housing 10, which has an optical window 11 in the area of the light exit and light entry. The optical window 11 in a laser scanner is often, but not necessarily, designed as a rotating body and does not necessarily have to extend over 360°, so that a certain angular range remains as a dead zone. Deviating from 1 Instead of a straight contour in cross-section, a curvature is also conceivable.

Die Auswerteeinheit 4 ist ausgebildet, einen Lufttemperatur- und einen relativen Luftfeuchtigkeitswert T und F des Überwachungsbereichs ÜB zu erhalten. Der Lufttemperatur- und der relative Luftfeuchtigkeitswert T und F des Überwachungsbereichs ÜB sind durch einen Temperatursensor 12 und einen Luftfeuchtigkeitssensor 13 oder ein Thermo-Hygrometer 14 erfassbar, wobei der Temperatursensor 12 und der Luftfeuchtigkeitssensor 13 oder das Thermo-Hygrometer 14 die erfassten Lufttemperatur- T und relativen Luftfeuchtigkeitswerte F an die Auswerteeinheit 4 übermitteln.The evaluation unit 4 is designed to receive an air temperature and a relative humidity value T and F of the monitoring area ÜB. The air temperature and the relative humidity value T and F of the monitoring area ÜB can be detected by a temperature sensor 12 and a humidity sensor 13 or a thermo-hygrometer 14, wherein the temperature sensor 12 and the humidity sensor 13 or the thermo-hygrometer 14 transmit the detected air temperature T and relative humidity values F to the evaluation unit 4.

Aus den erhaltenen Lufttemperaturwerten T und relativen Luftfeuchtigkeitswerten F berechnet die Auswerteeinheit 4 einen im Überwachungsbereich ÜB vorherrschenden Taupunkttemperaturwert τ. Die Auswerteeinheit 4 führt einen Vergleich zwischen dem erhaltenen Lufttemperaturwert T und dem berechneten Taupunkttemperaturwert τ durch. Aus dem Vergleich leitet die Auswerteeinheit 4 ein Vorhandensein von Nebel im Überwachungsbereich ÜB ab. Das heißt, wenn der im Überwachungsbereich ÜB erfasste Lufttemperaturwert T unterhalb des errechneten Taupunkttemperaturwerts τ liegt, wird dies als Nebelerkennung in der Auswerteeinheit 4 bewertet und das Vorhandensein von Nebel im Überwachungsbereich ÜB als geeignetes Signal ausgegeben. Ist der erfasste Lufttemperaturwert T größer als der errechnete Taupunkttemperaturwert τ, liegt kein Nebel im Überwachungsbereich ÜB vor.From the obtained air temperature values T and relative air humidity values F, the evaluation unit 4 calculates a dew point temperature value τ prevailing in the monitoring area ÜB. The evaluation unit 4 compares the obtained air temperature value T and the calculated dew point temperature value τ. From the comparison, the evaluation unit 4 deduces the presence of fog in the monitoring area ÜB. This means that if the air temperature value T recorded in the monitoring area ÜB is below the calculated dew point temperature value τ, this is evaluated as fog detection in the evaluation unit 4 and the presence of fog in the monitoring area ÜB is output as a suitable signal. If the recorded air temperature value T is greater than the calculated dew point temperature value τ, there is no fog in the monitoring area ÜB.

Ist ein Vorhandensein von Nebel im Überwachungsbereich ÜB abgeleitet, weil der Taupunkttemperaturwert τ unterschritten ist, ist die Auswerteeinheit 4 ausgebildet, beispielsweise ein Warnsignal für vorhandenen Nebel für alle Schutzfelder auszugeben. Zusätzlich oder alternativ kann die Geschwindigkeit des autonom fahrenden (nicht dargestellten) Fahrzeugs reduziert werden. Hierbei ist die Auswerteeinheit 4 insbesondere ausgebildet, eine Konfiguration des optoelektronischen Sensors 1 entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs anzupassen, indem beispielsweise die Schutzfelder entsprechend des Vorhandenseins von Nebel verkleinert werden. Bei autonom fahrenden Fahrzeugen wäre dies typischerweise eine Verkleinerung der Überwachungsbereichsgrenze auf zum Beispiel kleiner oder gleich 2 m. Hierdurch ist die sichere Abtastung des Überwachungsbereichs ÜB durch den Sensor 1 und die Verfügbarkeit des Sensors 1 verbessert, da die Auswirkung der Signaldämpfung durch den Nebel auf das Empfangslicht 2b erkannt wird und durch die entsprechenden Maßnahmen, wie Verlagerung der Überwachungsbereichsgrenze, ein komplettes Abschalten verhindert werden kann.If the presence of fog in the monitoring area ÜB is inferred because the dew point temperature value τ is undershot, the evaluation unit 4 is designed, for example, to output a warning signal for the presence of fog for all protective fields. Additionally or alternatively, the speed of the autonomously driving vehicle (not shown) can be reduced. In this case, the evaluation unit 4 is particularly designed to adapt a configuration of the optoelectronic sensor 1 according to the result of the comparison, for example by reducing the protective fields according to the presence of fog. In the case of autonomously driving vehicles, this would typically be a reduction of the monitoring area boundary to, for example, less than or equal to 2 m. This improves the reliable scanning of the monitoring area ÜB by the sensor 1 and the availability of the sensor 1, since the effect of the signal attenuation by the fog on the receiving light 2b is recognized and a complete shutdown can be prevented by taking appropriate measures, such as shifting the monitoring area boundary.

Da Nebel grundsätzlich ein träges Wetter-Phänomen ist, ist die Auswerteeinheit 4 vorteilhafterweise ausgebildet, Ergebnisse des Vergleichs über eine definierte Zeitspanne oder über eine vorgegebene Anzahl von Messungen des optoelektronischen Sensors 1 zu betrachten, um ein fehlerhaftes Ableiten des Vorhandenseins von Nebel auszuschließen. Mit anderen Worten, die Auswerteeinheit 4 umfasst insbesondere einen auf eine Zeitdauer eingestellten Tiefpass-Filter, mit dem eine Temperaturdifferenz zwischen dem erhaltenen Lufttemperaturwert T und dem errechneten Taupunkttemperaturwert τ über die definierte Zeitspanne von beispielsweise größer gleich eine Sekunde betrachtet wird. Ist in dieser gesamten Zeitspanne der Lufttemperaturwert T bei dem erfassten relativen Luftfeuchtigkeitswert F niedriger als der errechnete Taupunkttemperaturwert τ, dann kann die Auswerteinheit 4 mit hoher Sicherheit auf das Vorhandensein von Nebel schließen.Since fog is basically a slow weather phenomenon, the evaluation unit 4 is advantageously designed to consider results of the comparison over a defined period of time or over a predetermined number of measurements of the optoelectronic sensor 1 in order to exclude an erroneous deduction of the presence of fog. In other words, the evaluation unit 4 comprises in particular a low-pass filter set to a time period with which a temperature difference between the obtained air temperature value T and the calculated dew point temperature value τ is considered over the defined period of time of, for example, greater than or equal to one second. If, over this entire period of time, the air temperature value T at the recorded relative humidity value F is lower than the calculated dew point temperature value τ, then the evaluation unit 4 can conclude with a high degree of certainty that fog is present.

Alternativ hierzu, kann der Tiefpass-Filter auch derart eingestellt sein, dass der Vergleich über eine vorgegebene Anzahl an Messungen des Sensors 1 betrachtet wird. Wenn der Lufttemperaturwert T beispielsweise über 100 Messungen des Sensors 1 oder beispielsweise über 100 von 200 Messungen des Sensors 1 im Durchschnitt unterhalb des errechneten Taupunkttemperaturwerts τ liegt, dann kann die Auswerteeinheit 4 mit Sicherheit auf das Vorhandensein von Nebel im Überwachungsbereich ÜB schließen. Dies hat den Vorteil, dass bei einer kurzzeitigen fehlerhaften Bestimmung eines Nicht-Vorhandenseins von Nebel der Sensor 1 trotzdem sichere Schutzfelder für den Überwachungsbereich ÜB vorsehen kann.Alternatively, the low-pass filter can also be set in such a way that the comparison is considered over a predetermined number of measurements from sensor 1. If the air temperature value T is, for example, below the calculated dew point temperature value τ over 100 measurements from sensor 1 or, for example, over 100 of 200 measurements from sensor 1, on average, then the evaluation unit 4 can conclude with certainty that fog is present in the monitoring area ÜB. This has the advantage that if there is a brief, incorrect determination of the absence of fog, sensor 1 can still provide safe protective fields for the monitoring area ÜB.

Vorteilhafterweise sind der Temperatursensor 12 und der Luftfeuchtigkeitssensor 13 an dem Sensor 1 vorgesehen, wobei der Temperatursensor 12 den Lufttemperaturwert T und der Luftfeuchtigkeitssensor 13 den relativen Luftfeuchtigkeitswert F des Überwachungsbereichs ÜB erfasst und an die Auswerteeinheit 4 übermittelt. Insbesondere können der Temperatursensor 12 und der Luftfeuchtigkeitssensor 13 in dem Sensor 1 integriert angeordnet sein. Hierbei sind der Temperatursensor 12 und der Luftfeuchtigkeitssensor 13 durch eine (nicht dargestellte) Membrane mit dem Überwachungsbereich ÜB in Kontakt, wobei die Membrane semipermeabel ausgebildet ist, um Wasser am Eindringen in den optoelektronischen Sensor 1 zu hindern. Alternativ zu einer Membrane wäre auch ein mechanisches Gitter zum Schutz von Temperatur- und Feuchte im Sensor denkbar. Ebenso können in einer Alternative diese Sensoren ungeschützt am Außengehäuse liegen. Über Verbindungsdrähte, die in das Gehäuseinnere abgedichtet geführt sind, können die Sensoren ausgelesen werden.The temperature sensor 12 and the humidity sensor 13 are advantageously provided on the sensor 1, with the temperature sensor 12 recording the air temperature value T and the humidity sensor 13 recording the relative humidity value F of the monitoring area ÜB and transmitting it to the evaluation unit 4. In particular, the temperature sensor 12 and the humidity sensor 13 can be integrated in the sensor 1. The temperature sensor 12 and the humidity sensor 13 are in contact with the monitoring area ÜB through a membrane (not shown), the membrane being semi-permeable in order to prevent water from penetrating the optoelectronic sensor 1. As an alternative to a membrane, a mechanical grid to protect the temperature and humidity in the sensor would also be conceivable. In an alternative, these sensors can also be located unprotected on the outer housing. The sensors can be read out via connecting wires that are sealed into the interior of the housing.

Der Temperatur- 12 und der Luftfeuchtigkeitssensor 13 können, wie in 2 dargestellt, insbesondere als ein Thermo-Hygrometer 14 ausgebildet sein. Das Thermo-Hygrometer 14 ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel außerhalb des optoelektronischen Sensors 1 angeordnet und übermittelt den Lufttemperaturwert T und den relativen Luftfeuchtigkeitswert F mittels Funksignalen 14a an die Auswerteeinheit 4 des optoelektronischen Sensors 1. Hierzu ist insbesondere jeweils eine Funkantenne 15 an dem Thermo-Hygrometer 14 und an dem optoelektronischen Sensor 1 vorgesehen.The temperature 12 and the humidity sensor 13 can, as in 2 shown, in particular as a thermo-hygrometer 14. In the preferred embodiment, the thermo-hygrometer 14 is arranged outside the optoelectronic sensor 1 and transmits the air temperature value T and the relative humidity value F by means of radio signals 14a to the evaluation unit 4 of the optoelectronic sensor 1. For this purpose, in particular a radio antenna 15 is provided on the thermo-hygrometer 14 and on the optoelectronic sensor 1.

Der Thermo-Hygrometer 14 kann vorzugsweise auch am optoelektronischen Sensor 1 angeordnet und mittels einer elektrischen Leitung mit der Auswerteeinheit 4 verbunden sein.The thermo-hygrometer 14 can preferably also be arranged on the optoelectronic sensor 1 and connected to the evaluation unit 4 by means of an electrical line.

Ferner ist der optoelektronische Sensor 1 mit einem zusätzlichen Sensor, wie beispielsweise einem Drucksensor oder einem optischen Sensor zur Bestimmung einer Sichtweite, verbindbar, so dass das abgeleitete Ergebnis des optoelektronischen Sensors 1 unter Berücksichtigung eines Messergebnisses des zusätzlichen Sensors verifiziert bzw. auf Plausibilität geprüft werden kann. Hierdurch ist die Nebelerkennung des optoelektronischen Sensors 1 noch sicherer und genauer.Furthermore, the optoelectronic sensor 1 can be connected to an additional sensor, such as a pressure sensor or an optical sensor for determining visibility, so that the derived result of the optoelectronic sensor 1 can be verified or checked for plausibility taking into account a measurement result of the additional sensor. This makes the fog detection of the optoelectronic sensor 1 even more reliable and precise.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
optoelektronischer Sensoroptoelectronic sensor
22
LichtsenderLight transmitter
2a2a
SendelichtstrahlTransmitted light beam
2b2 B
Empfangslicht bzw. remittiertes SendelichtReceived light or remitted transmitted light
33
LichtempfängerLight receiver
44
AuswerteeinheitEvaluation unit
55
UmlenkspiegelDeflecting mirror
66
bewegliche Ablenkeinheitmovable deflection unit
77
EmpfangsoptikReception optics
88th
Motorengine
99
EncoderEncoders
1010
GehäuseHousing
1111
optisches Fensteroptical window
1212
TemperatursensorTemperature sensor
1313
relativer Luftfeuchtigkeitssensorrelative humidity sensor
1414
Thermo-HygrometerThermo-hygrometer
14a14a
FunksignalRadio signal
1515
Funkantenne Radio antenna
FF
relativer Luftfeuchtigkeitswertrelative humidity value
TT
LufttemperaturwertAir temperature value
ττ
TaupunkttemperaturwertDew point temperature value
OutOut
sicherer Ausgangsafe exit
ÜBÜB
ÜberwachungsbereichMonitoring area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4340756 A1 [0004]DE 4340756 A1 [0004]
  • EP 2541273 A1 [0009]EP 2541273 A1 [0009]
  • EP 1980871 B1 [0010]EP1980871B1 [0010]
  • EP 3588139 B1 [0011]EP 3588139 B1 [0011]

Claims (9)

Optoelektronischer Sensor (1), insbesondere Sicherheitslaserscanner, zur fehlersicheren Erfassung und Abstandbestimmung von Objekten in einem Überwachungsbereich (ÜB), mit einem Lichtsender (2) zum Aussenden eines Sendelichtstrahls (2a), einem Lichtempfänger (3) zum Empfangen eines Empfangslichtstrahls (2b), der von Objekten in dem Überwachungsbereich (ÜB) remittiertem oder reflektiertem Licht gebildet ist und zum Erzeugen eines Empfangssignals, einer Auswerteeinheit (4) zum Ermitteln eines Vorhandenseins eines Objektes und eines Abstandes zu diesem in dem Überwachungsbereich (ÜB) aus dem Empfangssignal, einem Feuchtesensor (13) zur Ermittlung der relativen Luftfeuchte (F) im Überwachungsbereich (ÜB), einem Temperatursensor (12) zur Ermittlung der Lufttemperatur (T), wobei die Auswerteeinheit (4) ausgebildet ist, einen vom Temperatursensor (12) bereitgestellten Lufttemperaturwert und einen vom Feuchtesensor (13) bereitgestellten relativen Luftfeuchtigkeitswert (F) aus dem Überwachungsbereich (ÜB) zu erhalten, und einen Taupunkttemperaturwert (τ) des Überwachungsbereichs (ÜB) zu berechnen und einen Vergleich zwischen dem erhaltenen Lufttemperaturwert (T) und dem berechneten Taupunkttemperaturwert (τ) durchzuführen, um daraus ein Vorhandensein von Nebel im Überwachungsbereich (ÜB) abzuleiten.Optoelectronic sensor (1), in particular a safety laser scanner, for fail-safe detection and distance determination of objects in a monitoring area (ÜB), with a light transmitter (2) for emitting a transmitted light beam (2a), a light receiver (3) for receiving a received light beam (2b) which is formed by light remitted or reflected by objects in the monitoring area (ÜB) and for generating a received signal, an evaluation unit (4) for determining the presence of an object and a distance to it in the monitoring area (ÜB) from the received signal, a humidity sensor (13) for determining the relative air humidity (F) in the monitoring area (ÜB), a temperature sensor (12) for determining the air temperature (T), wherein the evaluation unit (4) is designed to receive an air temperature value provided by the temperature sensor (12) and a relative air humidity value (F) provided by the humidity sensor (13) from the monitoring area (ÜB) and to calculate a dew point temperature value (τ) of the monitoring area (ÜB) and to make a comparison between the obtained air temperature value (T) and the calculated dew point temperature value (τ) in order to deduce the presence of fog in the monitoring area (ÜB). Optoelektronischer Sensor (1) nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit (4) ausgebildet ist, Ergebnisse des Vergleichs über eine definierte Zeitspanne oder über eine vorgegebene Anzahl von Messungen des optoelektronischen Sensors (1) zu betrachten, um ein fehlerhaftes Ableiten des Vorhandenseins von Nebel auszuschließen.Optoelectronic sensor (1) according to Claim 1 , wherein the evaluation unit (4) is designed to consider results of the comparison over a defined period of time or over a predetermined number of measurements of the optoelectronic sensor (1) in order to exclude an erroneous derivation of the presence of fog. Optoelektronischer Sensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auswerteeinheit (4) ausgebildet ist, eine Konfiguration des optoelektronischen Sensors (1) entsprechend einem Ergebnis des Vergleichs anzupassen.Optoelectronic sensor (1) according to Claim 1 or 2 , wherein the evaluation unit (4) is designed to adapt a configuration of the optoelectronic sensor (1) according to a result of the comparison. Optoelektronischer Sensor (1) nach Anspruch 3, wobei die Auswerteeinheit (4) ausgebildet ist, den Überwachungsbereich (ÜB) zu verändern und/oder ein Warnsignal auszugeben, wenn nach der definierten Zeitspanne und/oder nach der vorgegebenen Anzahl an Messungen der Lufttemperaturwert (T) kleiner gleich dem Taupunkttemperaturwert (τ) ist.Optoelectronic sensor (1) according to Claim 3 , wherein the evaluation unit (4) is designed to change the monitoring area (ÜB) and/or to issue a warning signal if, after the defined period of time and/or after the predetermined number of measurements, the air temperature value (T) is less than or equal to the dew point temperature value (τ). Optoelektronischer Sensor (1) nach Anspruch 4, wobei die Auswerteeinheit (4) ausgebildet ist, eine Änderung des Überwachungsbereichs (ÜB) und/oder das Warnsignal aufzuheben, wenn nach der definierten Zeitspanne und/oder nach der vorgegebenen Anzahl an Messungen der Lufttemperaturwert (T) größer als der Taupunkttemperaturwert (τ) ist.Optoelectronic sensor (1) according to Claim 4 , wherein the evaluation unit (4) is designed to cancel a change in the monitoring area (ÜB) and/or the warning signal if, after the defined period of time and/or after the predetermined number of measurements, the air temperature value (T) is greater than the dew point temperature value (τ). Optoelektronischer Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Temperatur- und/oder der Luftfeuchtigkeitssensor (12 und/oder 13) oder der Thermo-Hygrometer (14) in dem optoelektronischen Sensor (1) integriert oder außerhalb des optoelektronischen Sensors (1) angeordnet sind.Optoelectronic sensor (1) according to one of the preceding claims, wherein the temperature and/or humidity sensor (12 and/or 13) or the thermo-hygrometer (14) are integrated in the optoelectronic sensor (1) or arranged outside the optoelectronic sensor (1). Optoelektronischer Sensor (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lufttemperatur- und der relative Luftfeuchtigkeitswert (T und F) des Überwachungsbereichs (ÜB) mittels Funksignals (14a) an die Auswerteeinheit (4) übermittelbar sind.Optoelectronic sensor (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the air temperature and the relative humidity value (T and F) of the monitoring area (ÜB) can be transmitted to the evaluation unit (4) by means of a radio signal (14a). Optoelektronischer Sensor (1) nach Anspruch 7, wobei eine Funkantenne (15) vorgesehen ist, um den Lufttemperaturwert und den relativen Luftfeuchtigkeitswert (T und F) an die Auswerteeinheit (4) zu übermitteln und zu empfangen.Optoelectronic sensor (1) according to Claim 7 , wherein a radio antenna (15) is provided to transmit and receive the air temperature value and the relative humidity value (T and F) to the evaluation unit (4). Optoelektronischer Sensor (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der optoelektronische Sensor (1) als Sicherheitslaserscanner, LIDAR-Sensor, Kamera oder Lichtgitter ausgebildet ist.Optoelectronic sensor (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the optoelectronic sensor (1) is designed as a safety laser scanner, LIDAR sensor, camera or light grid.
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