入装置1736将命令或信息输入至计算机1712。输入装置1736包括但不限于指向装置，诸如鼠标、跟踪球、触针、触摸板、键盘、麦克风、控制杆、游戏板、卫星碟、扫描器、TV调谐卡、数码相机、数码摄像机、网络相机等。这些和其他输入装置通过系统总线1718、经由(一个或多个)接口端口 1738连接至处理单元1714。例如，(一个或多个)接口端口 1738包括串行端口、并行端口、游戏端口和通用串行总线(USB)。(一个或多个)输出装置1740使用一些相同类型的端口中的一部分作为(一个或多个)输入装置1736。因此，例如，USB端口可以用于向计算机1712提供输入，以及将来自计算机1712的信息输出至输出装置1740。提供输出适配器1742以说明在需要特殊适配器的其他输出装置1740当中有如监视器、扬声器以及打印机的一些输出装置1740。作为例示而非限制，输出适配器1742包括提供输出装置1740与系统总线1718之间的连接手段的视频卡和声卡。应该注意的是，其他装置或装置的系统提供输入性能和输出性能这两者，诸如(一个或多个)远程计算机1744。
[0118]计算机1712可以在使用至一个或多个远程计算机(诸如，(一个或多个)远程计算机1744)的逻辑连接的网络环境中工作。(一个或多个)远程计算机1744可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、工作站、基于微处理器的电器、对等装置或其他公共网络节点等，以及通常包括所描述的与计算机1712有关的许多元件或所有元件。为了简要的目的，仅示出了记忆存储装置1746与(一个或多个)远程计算机1744。(一个或多个)远程计算机1744通过网络接口 1748逻辑连接至计算机1712，然后经由网络连接1750物理连接至计算机1712。网络接口 1748包含通信连接，诸如局域网(LAN)和广域网(WAN)。LAN技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜分布式数据接口(⑶DI)、以太网/IEEE 802.3、令牌环/IEEE 802.5等。WAN技术包括但不限于点对点链接、如综合业务数字网络(ISDN)及其上的变型的电路切换网络、分组交换网络以及数字用户线路(DSL)。
[0119](一个或多个)通信连接1750指的是将网络接口1748连接至系统总线1718所采用的硬件/软件。虽然为了清楚说明的目的而示出的通信连接1750在计算机1712内部，但是通信连接1750也可以在计算机1712外部。仅仅为了示例性目的，连接至网络接口 1748所需的硬件/软件包括内部技术和外部技术，诸如包括常规电话级调制调解器的调制解调器、线缆调制调解器和DSL调制调解器、ISDN适配器以及以太网卡。
[0120]图18是所公开的主题可以与其交互的样本计算环境1800的示意性框图。样本计算环境1800包括一个或多个客户机1802。( 一个或多个)客户机1802可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算装置)。样本计算环境1800也包括一个或多个服务器1804。(一个或多个)服务器1804也可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算装置)。例如，服务器1804可以保存线程以通过采用如本文所述的一个或多个实施例来执行转换。在客户机1802与服务器1804之间的一种可能的通信可以是适于在两个或更多个计算机进程之间传送的数据分组的形式。样本计算环境1800包括通信框架1806，可以采用通信框架1806以利于在(一个或多个)客户机1802与(一个或多个)服务器1804之间的通信。(一个或多个)客户机1802可操作地连接至一个或多个客户机数据存储装置1808，一个或多个客户机数据存储装置1808可以用来存储在(一个或多个)客户机1802本地的信息。类似地，(一个或多个)服务器1804可操作地连接至一个或多个服务器数据存储装置1810，一个或多个服务器数据存储装置1810可以用来存储在服务器1804本地的信息。
[0121]上面已经描述的内容包括本发明的示例。当然，不可能为了描述所公开的本主题的目的而描述组件或方法的每个可能组合，但是本领域的普通技术人员可以认识到，本发明的许多另外的组合和置换是可能的。因此，所公开的本主题意在包括落入所附权利要求的精神与范围内的所有这样的改变、修改以及变型。
[0122]特别地并且关于由上述组件、装置、电路、系统等执行的各种功能，除非另外说明，用于描述这样的组件的术语(包括对“装置(means)”的提及)对应于执行所描述的组件的特定功能的任何组件(例如，功能上等同)，即便在结构上不等同于所公开的结构，其执行在本文中说明的所公开的主题的示例性方面的功能。在这点上，也要认识到，所公开的主题包括系统以及计算机可读介质，计算机可读介质具有用于执行所公开的主题的各种方法的动作和/或事件的计算机可执行指令。
[0123]此外，尽管所公开的主题的特定特征可能已经仅针对多种实现方式中之一来公开，但是这样的特征可以与其他实现方式的、可能是期望的以及对于任何给定的或特定的应用有利的一个或多个特征组合。此外，就在说明书或者权利要求书中使用用语“包括(includes和including) ”及其变型来说，这些术语以与术语“包括(comprising) ”类似的方式意为包括性的。
[0124]在本申请中，词语“示例性”用于表示作为示例、例子或例示。不需要将在本文中被描述为“示例性”的任何方面或设计解释为优选的或者优于其他方面或设计。更确切地说，词语“示例性”的使用意在用具体的方式呈现概念。
[0125]可以使用标准编程和/或工程技术来将在本文中描述的各个方面或特征实现为方法、设备或制品。在本文中使用的术语“制品”包含可从任何计算机可读装置、载体或介质存取的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁性存储装置(例如，硬盘、软盘、磁条...)、光盘[例如，致密盘(CD)、数字通用盘(DVD)...]、智能卡以及闪存装置(例如，卡、棒、键驱动...) O
【主权项】
1.一种光学安全系统，包括: 存储器，存储计算机可执行组件； 可操作地耦接至所述存储器的处理器，执行所述计算机可执行组件，所述计算机可执行组件包括: 像素阵列组件，被配置成针对由一个或多个成像传感器装置捕获的危险工业区域的一个或多个图像的一个或多个像素阵列，对所述一个或多个像素阵列的像素进行分组以得到要进行二维分析的所述像素的子集； 图像分析组件，被配置成对所述像素的子集进行二维分析； 距离确定组件，被配置成对从所述一个或多个成像传感器装置接收到的点云数据进行三维分析；以及 危险分析和判定组件，被配置成基于所述二维分析的结果和所述三维分析的结果来将所述图像中的第一对象分类为机动化工业设备并且将所述图像中的第二对象分类为人，将所述二维分析的结果和所述三维分析的结果进行关联以得到与所述人和所述机动化工业设备之间的关系有关的关联信息，并且基于所述关联信息生成控制所述机动化设备的控制输出。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述点云数据包括由所述一个或多个成像传感器装置针对所述一个或多个像素阵列中的选定像素所确定的距离信息，并且所述距离确定组件被配置成聚集来自所述一个或多个成像传感器装置的所述点云数据以得到所述危险工业区域的三维图像数据。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述危险分析和判定组件被配置成基于对所述三维图像数据和附加信息的分析来对所述第一对象和所述第二对象进行分类，所述附加信息包括被动红外数据、定位数据、对象标记数据或温度感测数据中的至少一个。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述危险分析和判定组件被配置成: 将所述第一对象和所述第二对象估计为由所述三维图像数据表示的三维空间内的相应的三维几何对象，其中，所述几何对象分别封装所述第一对象和所述第二对象，以及 确定所述几何对象之间的最小距离以得到所述第一对象与所述第二对象之间的估计距离。5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述危险分析和判定组件被配置成: 将由所述三维图像数据限定的所述第一对象和所述第二对象的三维表示投影到二维平面上以得到第一投影和第二投影；以及 确定所述第一投影与所述第二投影之间的最小距离以得到所述第一对象与所述第二对象之间的估计距离。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述危险分析和判定组件还被配置成: 将所述第一投影和所述第二投影封装在相应的几何对象内，以及 将所述最小距离估计为所述几何对象之间的距离。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述危险分析和判定组件还被配置成基于所述二维分析和所述三维分析中的至少一种来标识所述人相对于所述机动化工业设备的位置。8.根据权利要求1所述的系统，还包括安全组件，所述安全组件被配置成对所述一个或多个成像传感器装置的一个或多个内部组件进行监测以检测故障状况，并且基于一种或多种安全算法、响应于所述故障状况的检测而执行以下处理中的至少一种:生成安全输出或者修改所述二维分析的结果和所述三维分析的结果中的至少一个以对所述故障状况进行补偿。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述故障状况包括温度状况、电力状况、振动状况或组件故障状况中的至少一种。10.根据权利要求2所述的系统，其中，所述关联信息包括以下中的至少一个:所述人相对于所述机动化工业设备的位置、所述人的速度、所述机动化工业设备的速度、所述人的加速度、所述机动化工业设备的加速度、所述人的轨迹、所述机动化工业设备的轨迹、或所述人的轨迹与所述机动化工业设备的轨迹之间的预期交点。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述危险分析和判定组件还被配置成基于所述关联信息来预测所述人或所述机动化工业设备的组件中的至少一个在所述危险工业区域内的未来位置，并且基于所述未来位置来生成所述控制输出。12.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置成通过网络与工业控制器交换数据的接口组件。13.一种用于控制机动化工业设备的方法，包括: 由包括至少一个处理器的安全系统从监测危险工业区的一个或多个成像传感器装置收集图像数据； 对所述图像数据的一组像素进行二维成像分析； 对点云数据进行三维分析，所述点云数据包括由所述一个或多个成像传感器装置针对所述图像数据的选定像素所计算的距离信息； 基于所述二维成像分析或所述三维分析中的至少一种来将所述图像数据中的第一对象分类为人； 基于所述二维成像分析或所述三维分析中的至少一种来将所述图像数据中的第二对象分类为机动化工业设备； 将所述二维成像分析的结果和所述三维分析的结果进行关联以得到与所述危险工业区内的所述人与所述机动化设备之间的关系有关的关联信息；以及 基于所述关联信息来发送用以改变所述机动化工业设备的操作的指令。14.根据权利要求13所述的方法，还包括:基于所述二维成像分析或所述三维分析中的至少一种来确定所述人相对于所述机动化工业设备的位置。15.根据权利要求13所述的方法，还包括:基于对来自所述一个或多个成像传感器装置的所述点云数据的聚集来生成所述危险工业区的三维图像数据。16.根据权利要求13所述的方法，还包括: 对所述一个或多个成像传感器装置的一个或多个内部组件进行监测以检测故障状况，以及 基于一种或多种安全算法、响应于所述故障状况的检测来生成安全输出。17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述关联包括:将以下中的至少一个确定为所述关联信息:所述人相对于所述机动化工业设备的位置、所述人的速度、所述机动化工业设备的速度、所述人的加速度、所述机动化工业设备的加速度、所述人的轨迹、所述机动化工业设备的轨迹、或所述人的轨迹与所述机动化工业设备的轨迹之间的预期交点。18.根据权利要求13所述的方法，还包括基于所述人相对于所述机动化工业设备的位置、所述机动化工业设备的速度或所述机动化工业设备的轨迹中的至少一个来选择所述选定像素，并且其中，所述选定像素包括单个连续像素组或多个非连续像素组之一。19.一种存储有指令的非暂态计算机可读介质，所述指令响应于执行而使包括处理器的系统执行操作，所述操作包括: 从监测危险工业区域的一个或多个成像传感器装置收集图像数据； 对包括所述图像数据的一个或多个像素组进行二维成像分析； 对点云数据进行三维分析，所述点云数据包括针对从所述一个或多个成像传感器装置接收到的所述图像数据的选定像素而生成的距离信息； 基于所述二维成像分析或所述三维分析中的至少一种来将所述图像数据中的第一对象分类为人； 基于所述二维成像分析或所述三维分析中的至少一种来将所述图像数据中的第二对象分类为机动化工业设备； 将所述二维成像分析的结果和所述三维分析的结果进行关联以得到与所述危险工业区内的所述人与所述机动化设备之间的关系有关的关联信息；以及 基于所述关联信息来发送用以改变所述机动化工业设备的操作的指令。20.根据权利要求19所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述关联信息包括以下中至少一个:所述人相对于所述机动化工业设备的位置、所述人的速度、所述机动化工业设备的速度、所述人的加速度、所述机动化工业设备的加速度、所述人的轨迹、所述机动化工业设备的轨迹或所述人的轨迹与所述机动化工业设备的轨迹之间的预期交点。
【专利摘要】提供了将光学安全监测与机器控制集成的工业安全系统。该安全系统包括支持像素阵列处理功能的成像传感器装置，这些像素阵列处理功能允许对像素阵列的选定部分进行飞行时间(TOF)分析，而对阵列的剩余部分进行二维成像分析，从而相对于对阵列的所有像素进行TOF分析而言，减小了处理负载和响应时间。像素阵列的为了进行TOF分析而指定的部分可以通过成像传感器装置的配置而被预定义，或者可以基于利用二维成像分析的对象检测和分类而动态地被选择。成像传感器装置还可以实现多种安全和冗余功能以实现高度的安全完整性。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105094005
【申请号】CN201510257307
【发明人】理查德·加莱拉, 安妮·博尔比, 德里克·W·琼斯, 尼莱什·普拉丹, 弗朗西斯·L·利尔德
【申请人】洛克威尔自动控制技术股份有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年5月19日
【公告号】EP2947604A1, US20150332463