[0001] Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem und ein Verfahren zum Betrieb eines Sensorsystems.
[0002] Derartige Sensorsysteme umfassen ein Kamerasystem, mit welchem in einem Innenraum
eines Gebäudes Objekte erfasst werden können.
[0003] Derartige Sensorsysteme können beispielsweise zur Überwachung von Innenräumen in
Gebäuden eingesetzt werden. Dann ist das Kamerasystem stationär in einem Innenraum
eines Gebäudes so angeordnet, dass in den Innenraum eindringende Personen erkannt
werden. Das Sensorsystem kann dann ein Alarmsystem ausbilden, das eine Alarmmeldung
generiert, wenn eine Person in den Innenraum eindringt.
[0004] Weiterhin ist es bekannt, mit Sensorsystemen mit Kamerasystemen Objekte hinsichtlich
bestimmter Objekteigenschaften zu prüfen. Derartige Sensorsysteme können beispielsweise
im Bereich der Qualitätssicherung eingesetzt werden.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensorsystem mit hoher Funktionalität
bereitzustellen.
[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der unabhängigen Ansprüche vorgesehen.
Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
[0007] Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem mit einem Kamerasystem zur Erfassung von
Objekten in einem Innenraum eines Gebäudes. Mit einer Steuer- und
[0008] Auswerteeinheit werden Sensorsignale des Kamerasystems ausgewertet. Mittels eines
IPS-Systems werden Positionen von Objekten im Innenraum bestimmt. In der Steuer- und
Auswerteeinheit werden Signale des IPS-Systems und Sensorsignale des Kamerasystems
gemeinsam ausgewertet, wobei in Abhängigkeit dieser Auswertung in der Steuer- und
Auswerteeinheit Ausgangssignale generiert werden.
[0009] Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren.
[0010] Bei dem erfindungsgemäßen Sensorsystem werden Sensorsignale eines Kamerasystems mit
Signalen eines IPS (Indoorpositioning system) -Systems kombiniert. Eine Steuer- und
Auswerteeinheit generiert abhängig von dieser Kombination Ausgangssignale. Damit können
mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem nicht nur Objekte erkannt werden. Vielmehr
ist eine ortsaufgelöste Objektverfolgung möglich, da mit dem IPS-System im gesamten
Innenraum hochgenaue und zeitaufgelöst Positionen von Objekten erfasst werden können.
Die Ortsauflösung bei der Positionsbestimmung von Objekten liegt vorteilhaft im Bereich
von 1 mm.
[0011] Während das IPS-System zur Positionsbestimmung von Objekten dient, werden mit dem
Kamerasystem für die einzelnen Positionen der Objekte Bilder in verschiedenen Ansichten
generiert. Durch die Verknüpfung der Sensorsignale des Kamerasystems mit den Signalen
des IPS werden somit zeitaufgelöst umfangreiche Informationen über die einzelnen Objekte
erhalten, die insbesondere zur Kontrolle, Steuerung und Überwachung industrieller
Prozesse eingesetzt werden können.
[0012] Die Steuer- und Auswerteeinheit ist vorteilhaft eine lokale Rechnereinheit, wie z.B.
ein Server, ein Prozessorsystem oder dergleichen. Die Steuer- und Auswerteeinheit
befindet sich dabei in enger räumlicher Zuordnung zum Kamerasystem und zum IPS. Vorteilhaft
erfolgt die Auswertung in der Steuer- und Auswerteeinheit in Echtzeit, so dass sehr
geringe Antwortzeiten bei der Auswertung der Signale des IPS-Systems und der Sensorsignale
des Kamerasystems erhalten werden. Weiterhin steuert die Steuer- und Auswerteeinheit
die Komponenten des Sensorsystems.
[0013] Vorteilhaft weist das IPS-System mehrere stationäre im Innenraum angeordnete IPS-Module
auf.
[0014] Die IPS-Module sind in vorgegebenen, im IPS-System bekannten Distanzen stationär
zueinander angeordnet, so dass durch Triangulation die Positionen von Objekten im
Innenraum bestimmt werden können.
[0015] Vorteilhaft sind die IPS-Module zum Senden und Empfangen von Funksignalen ausgebildet.
[0016] Korrespondierend hierzu ist einem Objekt oder einer Person ein IPS-Empfänger zugeordnet.
[0017] Das IPS-System kann dabei mit Ultrabreitbandsignalen, aber auch WIFI- oder Bluetooth-Signalen
arbeiten.
[0018] Vorteilhaft bildet der IPS-Empfänger eine Sende-Empfangseinheit, die auf empfangene
Funksignale entsprechende Antwortsignale an die IPS-Module zurücksendet.
[0019] Besonders vorteilhaft sind Objekte oder Personen jeweils mit einer im IPS-Empfänger
vorhandenen Objekt-ID gekennzeichnet, wobei die Objekt-IDs vom IPS-System erfasst
werden.
[0020] Anhand der Objekt-IDs können Personen und Objekte eindeutig identifiziert werden.
Die mit dem IPS-System ermittelten Positionswerte und die mit dem Kamerasystem ermittelten
Bildinformationen können in der Steuer- und Auswerteeinheit der jeweiligen Objekt-ID
zugeordnet werden. Damit ist eine zeitlich aufgelöste Objektverfolgung für bestimmte
mit Objekt-IDs gekennzeichnete Personen und Objekte möglich.
[0021] Entsprechend können in der Steuer- und Auswerteeinheit auf Objekt-IDs bezogene Ausgangssignale
generiert werden.
[0022] Diese Ausgangssignale können beispielsweise in der Steuer- und Auswerteeinheit abgerufen
werden. Vorteilhaft können in der Steuer- und Auswerteeinheit Zugangsberechtigungen
vergeben werden, so dass nur autorisierte Benutzer Informationen aus der Steuer- und
Auswerteeinheit abrufen können.
[0023] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist einem Objekt oder einer Person ein
Endgerät zugeordnet, wobei in der Steuer- und Auswerteeinheit generierte Ausgangssignale
an das Endgerät gesendet und dort angezeigt werden.
[0024] Zweckmäßig ist dann der IPS-Empfänger dieses Objekts oder dieser Person dem Endgerät
zugeordnet und sogar in diesem integriert.
[0025] Für den Fall, dass das Endgerät einer Person zugeordnet ist, ist das Endgerät vorteilhaft
ein mobiles Endgerät, wie z.B. ein Smartphone.
[0026] Ausgangssignale, die für die Person spezifisch in der Steuer- und Auswerteeinheit
generiert werden, können dann an deren mobiles Endgerät übertragen und dort angezeigt
werden.
[0027] Für den Fall, dass das Endgerät einem Objekt zugeordnet ist, kann dieses Endgerät
von einer mit dem Objekt verbundenen Rechnereinheit gebildet sein, die z.B. für die
Steuerung des Objekts ausgebildet ist. Ein Beispiel hierfür ist ein fahrbares Transportmittel,
wie z.B. ein FTS (fahrerloses Transportsystem). Die Rechnereinheit kann dann von der
Fahrzeugsteuerung gebildet sein.
[0028] Ausgangssignale, die für das Objekt spezifisch in der Steuer- und Auswerteeinheit
generiert werden, können an das Endgerät übertragen werden und dort zu Steuerungs-,
Kontroll- und/oder Überwachungsaufgaben für das Objekt, wie z.B. das Fahrzeug, genutzt
werden.
[0029] Die in der Steuer- und Auswerteeinheit generierten Ausgangssignale können insbesondere
Navigationssignale sein.
[0030] Beispielsweise können in der Steuer- und Auswerteeinheit Navigationssignale für eine
sich im Innenraum bewegende Person generiert werden, um der Person ein schnelles Erreichen
eines Zielorts zu ermöglichen.
[0031] Weiterhin können in der Steuer- und Auswerteeinheit Navigationssignale für ein sich
im Innenraum bewegendes Objekt, wie z.B. ein Fahrzeug, insbesondere ein FTS generiert
werden, wodurch das Fahrzeug selbsttätig einen Zielort ansteuern kann. Da mit dem
Sensorsystem im gesamten Innenraum Objekte erfasst werden können, können insbesondere
auch Hindernisse auf Fahrstrecken des Fahrzeugs erkannt werden. Abhängig hiervon können
als Ausgangssignale Umgehungsrouten in der Steuer- und Auswerteeinheit generiert und
an das Fahrzeug gesendet werden. Ist ein Ausweichen nicht möglich, kann dies dem Fahrzeug
dadurch signalisiert werden, dass von der Steuer- und Auswerteeinheit eine Gefahrenmeldung
in Form einer Warn- oder Alarmmeldung gesendet wird.
[0032] Generell können in der Steuer- und Auswerteeinheit durch die Kombination der Sensorsignale
des Kamerasystems und des IPS-Systems Positionen und Bewegungen von Objekten im Innenraum
erfasst werden. Abhängig hiervon können Gefahrenmeldungen generiert werden, die insbesondere
für ein spezifisches Objekt unter dessen Objekt-ID generiert und an dieses ausgegeben
werden.
[0033] Beispielsweise können an ein Fahrzeug, wie ein FTS, Gefahrenmeldungen derart ausgegeben
werden, dass vor Hindernissen, in dessen Fahrbahn oder vor auf Kollisionskurs befindlichen
weiteren Fahrzeugen oder auch Personen gewarnt wird.
[0034] Die Funktionalität des erfindungsgemäßen Sensorsystems kann vorteilhaft dadurch erweitert
werden, dass in der Steuer- und Auswerteeinheit und/oder in IPS-Objekte zugeordnete
Informationen gespeichert sind, welche zur Generierung der Ausgangssignale herangezogen
werden.
[0035] Damit können die Ausgangssignale hinsichtlich der Eigenschaften der Objekte präzisiert
und optimiert werden.
[0036] Insbesondere charakterisiert eine einem Objekt zugeordnete Informationen dessen Beschaffenheit.
[0037] Das Objekt kann beispielsweise dahingehend präzisiert werden, ob dies ein stationärer
Gegenstand oder ein Fahrzeug ist, wobei auch die Art des Gegenstands, beispielsweise
in Form einer Ladung, oder des Fahrzeugs, beispielsweise in Form eines FTS, präzisiert
werden kann.
[0038] Spezifisch kann ein Objekt ein Transportmittel sein, wobei diesem Objekt zugeordnete
Informationen dessen Ladung charakterisieren.
[0039] Abhängig von der Charakteristik des Transportmittels und/oder der Ladung können,
z.B. als Ausgangssignale, geeignete Routen vorgegeben werden.
[0040] Weiter vorteilhaft sind einem Objekt zugeordnete Informationen Sicherheitsinformationen.
[0041] Eine derartige Sicherheitsinformation kann z.B. darin bestehen, dass ein vorgegebener
Sicherheitsabstand für ein Transportmittel vorgegeben wird, wenn es eine gefährliche
Ladung geladen hat. Dann wird das Sensorsystem als Kollisionsschutzsystem derart eingesetzt,
in dem geprüft wird, ob sich Personen oder andere Objekte auf Abstand kleiner oder
gleich dem Sicherheitsabstand genähert haben. Ist dies der Fall, generiert die Steuer-
und Auswerteeinheit als Ausgangssignal eine Alarmmeldung und/oder einen Stopp-Befehl
für das Transportmittel.
[0042] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- Figur 1:
- Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensorsystems
in einer Seitenansicht.
- Figur 2:
- Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur 1.
[0043] Figur 1 und 2 zeigen stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Sensorsystems 1.
[0044] Die Komponenten des Sensorsystems 1 sind in einem Innenraum 2 eines Gebäudes installiert,
wobei im vorliegenden Fall der Innenraum 2 eine Fabrikhalle ist.
[0045] Das Sensorsystem 1 umfasst ein IPS-System 3 mit mehreren IPS-Modulen 4, die in fester,
bekannter, räumlicher Zuordnung zueinander stationär an der Decke des Innenraums 2
angeordnet sind.
[0046] Die IPS-Module 4 sind zum Senden und Empfangen von Funksignalen ausgebildet.
[0047] Einem zu detektierenden Objekt, im vorliegenden Fall einem FTS 5, ist ein IPS-Empfänger
6 zugeordnet. Der IPS-Empfänger 6 ist über eine Datenverbindung an eine Fahrzeugsteuerung
7 des FTS 5 angebunden, die ein Endgerät ausbildet.
[0048] Über Triangulationsmessungen können mit dem IPS-System 3 die Positionen von Objekten
und Personen, insbesondere dem FTS 5 bestimmt werden.
[0049] Das Sensorsystem 1 umfasst weiterhin ein Kamerasystem 8. Das Kamerasystem 8 weist
im vorliegenden Fall mehrere Kameramodule 9, die an der Decke oder an Wänden des Innenraums
2 stationär angeordnet sind, auf.
[0050] Jedes Kameramodul 9 weist in bekannter Weise einen Bildsensor mit zugeordneter Optik
auf. Zudem kann das Kameramodul 9 eine Beleuchtungseinheit aufweisen. Schließlich
weist das Kameramodul 9 eine Auswerteeinheit auf, in welcher vom Bildsensor generierte
Empfangssignale ausgewertet werden, wodurch Bildinformationen gewonnen werden. Vorteilhaft
sind die Abstände der Kameramodule 9 zueinander in der Auswerteeinheit hinterlegt.
[0051] Weiterhin befindet sich in dem Innenraum 2 eine Steuer- und Auswerteeinheit 10 als
weiterem Bestandteil des Sensorsystems 1. Die Steuer- und Auswerteeinheit 10 ist von
einer lokalen Rechnereinheit, wie einem Server oder einem Mikroprozessorsystem, gebildet.
Die Steuer- und Auswerteeinheit 10 kommuniziert mit dem Kamerasystem 8 und dem IPS-System
3 über berührungslos arbeitende Schnittstellenmodule, die insbesondere in Form von
Funkverbindungen ausgebildet sind. Auch erfolgt mit der Steuer- und Auswerteeinheit
10 auf diese Weise eine Kommunikation mit Endgeräten, die Personen bzw. Objekten zugeordnet
sind.
[0052] In der Steuer- und Auswerteeinheit 10 erfolgt eine Auswertung der Sensorsignale des
Kamerasystems 8 und des IPS-Systems 3. Dadurch können zeitaufgelöst Positionen von
Objekten erfasst werden, wobei den einzelnen Positionen Bildinformationen zugeordnet
sind, die Objektdarstellungen aus verschiedenen Ansichten beinhalten. Die Auswertung
in der Steuer- und Auswerteeinheit 10 erfolgt in Echtzeit.
[0053] Vorteilhaft ist in jedem IPS-Empfänger 6 eine Objekt-ID hinterlegt, anhand derer
das Objekt in der Steuer- und Auswerteeinheit 10 eindeutig identifiziert wird.
[0054] Abhängig von Sensorsignalen des Kamerasystems 8 und Signalen des IPS-Systems 3 generiert
die Steuer- und Auswerteeinheit 10 für die einzelnen, insbesondere mit Objekt-IDs
gekennzeichneten Objekte Ausgangssignale, die in der Steuer- und Auswerteeinheit 10
abrufbereit zur Verfügung gestellt werden. Besonders vorteilhaft werden Ausgangssignale
in der Steuer- und Auswerteeinheit 10, die spezifisch für ein mit einer Objekt-ID
gekennzeichnetes Objekt generiert werden, an dieses Objekt, insbesondere dessen Endgerät
gesendet und dort angezeigt.
[0055] Vorteilhaft sind in der Steuer- und Auswerteeinheit 10 und/oder im IPS-System 3 Objekten
zugeordnete Informationen gespeichert, welche zur Generierung der Ausgangssignale
herangezogen werden.
[0056] Insbesondere charakterisiert eine einem Objekt zugeordnete Informationen dessen Beschaffenheit.
[0057] Im vorliegenden Fall kann die Beschaffenheit des Objekts als FTS 5 hinterlegt sein.
Zudem können Informationen über die Ladung 11 des FTS 5 hinterlegt sein.
[0058] Schließlich können als zugeordnete Informationen Sicherheitsinformationen hinterlegt
sein. Im vorliegenden Fall besteht eine Sicherheitsinformation darin, dass das FTS
5 eine gefährliche Ladung 11 geladen hat. Daher ist als weitere Sicherheitsinformation
hinterlegt, dass sich dem FTS 5 keine Objekte bis auf Distanzen nähern dürfen, die
kleiner oder gleich einem Sicherheitsabstand sind.
[0059] Diese zugeordneten Informationen werden in der Steuer- und Auswerteeinheit 10 zur
Generierung spezifischer, objektbezogener Ausgangssignale generiert.
[0060] Dies wird anhand von Figur 2 veranschaulicht.
[0061] In dem Innenraum 2 befindet sich eine Anordnung von Regallagern 12. Die zwischen
diesen Regallagern 12 freibleibenden Räume bilden Gänge 13, in denen sich das FTS
5 und weitere FTS 5' bewegen können, wobei jedes FTS 5, 5' mit einer Objekt-ID gekennzeichnet
ist.
[0062] Mit dem Sensorsystem 1 wird die aktuelle Position des FTS 5, 5' erfasst. Zudem werden
Bildinformationen des Kamerasystems 8 ausgewertet.
[0063] Beispielsweise werden von der Steuer- und Auswerteeinheit 10 für das FTS 5 Navigationssignale
generiert und an dieses gesendet, so dass das FTS 5 seinen Zielort ansteuern kann.
[0064] Im vorliegenden Fall liegt auf dem Weg des FTS 5 ein Hindernis 14, das mit dem Kamerasystem
8 und IPS-System 3 hinsichtlich Position, Größe und Lage im Gang 13 erfasst wird.
In der Steuer- und Auswerteeinheit 10 ergibt diese Auswertung, dass das FTS 5 das
Hindernis 14 nicht umfahren kann und gibt daher als Ausgangssignal eine Umleitung
15 vor, entlang derer das FTS 5 geführt wird und so das Hindernis 14 weiträumig umfahren
kann.
[0065] Gleichzeitig wird mit dem Sensorsystem 1 eine Kollisionsüberwachung für das FTS 5
durchgeführt. Mit der Kollisionsüberwachung wird überwacht, ob sich ein anderes Objekt,
wie z.B. das FTS 5' bis auf den Sicherheitsabstand oder noch näher nähert. Ist dies
der Fall, generiert die Steuer- und Auswerteeinheit 10 eine Gefahrenmeldung. Diese
kann in Form einer Alarmmeldung ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich generiert
die Steuer- und Auswerteeinheit 10 einen Stopp-Befehl, der an das FTS 5 ausgegeben
wird, wodurch dieses angehalten wird.
Bezugszeichenliste
[0066]
- (1)
- Sensorsystem
- (2)
- Innenraum
- (3)
- IPS-System
- (4)
- IPS-Modul
- (5)
- fahrerloses Transportsystem (FTS)
- (5')
- fahrerloses Transportsystem (FTS)
- (6)
- IPS-Empfänger
- (7)
- Fahrzeugsteuerung
- (8)
- Kamerasystem
- (9)
- Kameramodul
- (10)
- Steuer- und Auswerteeinheit
- (11)
- Ladung
- (12)
- Regallager
- (13)
- Gang
- (14)
- Hindernis
- (15)
- Umleitung
1. Sensorsystem (1) mit einem Kamerasystem (8) zur Erfassung von Objekten in einem Innenraum
(2) eines Gebäudes und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (10), in welcher Sensorsignale
des Kamerasystems (8) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein IPS-System (3) vorhanden ist, mittels dessen Positionen von Objekten im Innenraum
(2) bestimmt werden, und dass in der Steuer- und Auswerteeinheit (10) Signale des
IPS-Systems (3) und Sensorsignale des Kamerasystems (8) gemeinsam ausgewertet werden,
wobei in Abhängigkeit dieser Auswertung in der Steuer- und Auswerteeinheit (10) Ausgangssignale
generiert werden.
2. Sensorsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das IPS-System (3) mehrere stationäre im Innenraum (2) angeordnete IPS-Module (4)
aufweist.
3. Sensorsystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die IPS-Module (4) zum Senden und Empfangen von Funksignalen ausgebildet sind.
4. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einem Objekt oder einer Person ein IPS-Empfänger (6) zugeordnet ist.
5. Sensorsystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Objekte oder Personen jeweils mit einer im IPS-Empfänger (6) vorhandenen Objekt-ID
gekennzeichnet sind, wobei die Objekt-IDs vom IPS-System (3) erfasst werden.
6. Sensorsystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuer- und Auswerteeinheit (10) auf Objekt-IDs bezogene Ausgangssignale generiert
werden.
7. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuer- und Auswerteeinheit (10) und/oder im IPS-System (3) Objekten zugeordnete
Informationen gespeichert sind, welche zur Generierung der Ausgangssignale herangezogen
werden.
8. Sensorsystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass einem Objekt zugeordnete Informationen dessen Beschaffenheit charakterisieren.
9. Sensorsystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt ein Transportmittel ist, wobei diesem Objekt zugeordnete Informationen
dessen Ladung (11) charakterisieren, oder dass einem Objekt zugeordnete Informationen
Sicherheitsinformationen sind.
10. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass einem Objekt oder einer Person ein Endgerät zugeordnet ist, wobei in der Steuer-
und Auswerteeinheit (10) generierte Ausgangssignale an das Endgerät gesendet und dort
angezeigt werden.
11. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Endgerät ein IPS-Empfänger (6) zugeordnet ist.
12. Sensorsystem (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Endgerät Ausgangssignale angezeigt werden, die der Objekt-ID im zugeordneten Empfänger
zugeordnet sind.
13. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgangssignale Navigationssignale und/oder Gefahrenmeldungen sind.
14. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (10) eine lokale Rechnereinheit ist, und/oder dass
die Auswertung der Steuer- und Auswerteeinheit (10) in Echtzeit erfolgt.
15. Verfahren zum Betrieb eines Sensorsystems (1) mit einem Kamerasystem (8) zur Erfassung
von Objekten in einem Innenraum (2) eines Gebäudes und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit
(10), in welcher Sensorsignale des Kamerasystems (8) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein IPS-System (3) vorhanden ist, mittels dessen Positionen von Objekten im Innenraum
(2) bestimmt werden, und dass in der Steuer- und Auswerteeinheit (10) Signale des
IPS-Systems (3) und Sensorsignale des Kamerasystems (8) gemeinsam ausgewertet werden,
wobei in Abhängigkeit dieser Auswertung in der Steuer- und Auswerteeinheit (10) Ausgangssignale
generiert werden.