[發明專利]節能型3D傳感器

在審

• 申請號: 201110462536.1
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102590820A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: B·德科伊;T·勒特尼格爾
• 申請（專利權）人: 塞德斯股份公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種按照權利要求1前序部分所述的3D傳感器(三維傳感器)。

背景技術

已經熟知，為了提高自動開/關的門和/或大門的運行安全，使用了商業通用的3D監控傳感器。當3D監控傳感器探測到一物體位于一由于要打開的門和/或要打開的大門的運動而形成的危險區域內時，該3D監控傳感器發信號通知(存在)一潛在的危險情況。例如，3D監控傳感器對此可向相關的門控制系統和/或大門控制系統傳輸相應的信號。

發明內容

本發明的目的是，對按照開頭所述現有技術的傳感器進行改進。

從權利要求1的前序部分出發，通過其特征部分的技術特征來實現所述目的。在從屬權利要求中對有利的和適宜的擴展形式進行說明。

本發明相應地涉及一種用于控制一控制過程的3D傳感器，該3D傳感器具有：一光源，該光源具有至少一個照射源；一接收矩陣，該接收矩陣適用于接收一空間段的由各個面反射的光的完整圖像；一用于確定所述面離接收矩陣的距離的分析裝置；和一用于識別物體的監控裝置。該3D傳感器的特征在于，光源照射空間段的部分區域，該部分區域具有至少一個中間間隙。

空間段在這里可尤其是通過空間的在接收矩陣與要在接收矩陣上成像的面之間延伸的那一部分來定義。例如，當3D傳感器中的接收矩陣固定在一個門的上側上時，要成像的面是門前地面上的一矩形面。這種成像尤其優選可以是雙射-成像。

對于接收矩陣的不同像素，接收矩陣與要在接收矩陣上成像的面之間的空間段的深度可以不同。這一方面可能產生于相關的空間射線的與可由接收矩陣探測到的場域的大小以及分別與其離散連接的距離的大小相對應的扇形放射。第二個原因可能在于要由接收矩陣探測的物品表面中的、像例如可由存在于其中的物體和/或進入其中的物體所造成的那樣的不平坦。

借此，可以相應地確定接收矩陣和對由光源發出的光進行反射的表面例如地面、墻壁或物體之間的分級的距離。這些距離的確定可以例如通過求得由相關表面反射到接收矩陣的相應像素的光的傳播時間來進行。這能以一種特別優選的方式借助可用接收矩陣的各像素的信號來加載的分析裝置來執行。監控裝置在此基礎上可檢查在要監控的空間段內是否存在有物體。

如果識別出這樣的物體，則在下一步就可以借助一位于潛在的危險源例如將要運動的門和/或將要運動的大門或類似物與被識別出的物體之間的可確定的危險距離發出分等級的危險信號，如低、中、高。

在按照本發明的3D傳感器的設計中，光源僅照射空間段的部分區域，該部分區域具有至少一個中間間隙，該中間間隙尤其是沒有被光源照射到或至少不會受到像空間段的部分區域那樣程度的照射，該設計的理論基礎是，通過把由光源發出的光的強度集中到這樣的部分區域上，可以決定性地提高由該部分區域的表面反射到接收矩陣上的光輻射。這又會根本性地改善信號識別，這是因為可以相應地提高用于屏蔽噪聲信號的信號分析處理的閾值的標準。

因此，總體而言，對于要監控的空間段的由3D傳感器分析處理的部分區域，在相同的發射功率下與全表面照射的空間段相比，可以大幅地提高開關靈敏度和開關精度。尤其是，可通過使發射功率集中來相應地提高傳感器的作用距離。

至于第二方面，這樣構造的3D傳感器與在幾乎相同的開關靈敏度的條件下對相同的空間段進行全表面照射的3D傳感器相比，可以實現明顯的節能。關于這一點，本發明的3D傳感器還使得由光源生成的廢熱明顯降低，而這又可以減少或必要時甚至完全取消冷卻劑。此外，損耗功率的降低和不生成廢熱也對3D傳感器及其零部件、尤其是溫度敏感元件的使用壽命有積極的影響。

為了能夠盡可能地在要監控的空間段的整個外邊界中監控是否有物體存在于和/或進入要監控的空間段中，通過限定至少一個沒有被光源清楚照射的中間間隙來對由光源照射的部分區域進行劃分。

與被照射的基面有關地，由此產生的要監控的空間段的被照射和未被照射的區域可能會呈現具有極其不同幾何輪廓的極其不同的幾何面區域。

通過把部分區域劃分成多個由一中間間隙隔開的子區域，可以在要監控的空間段的基面上實現例如均勻的信號采集。例如，可以借此把照明島分布在基面上。但是，也可以把多個子區域集中于要監控的空間段的基面的某些區域上，例如尤其是邊緣區域。因此，尤其是在通過光強度的這樣實現的局部提高來對一物體進入要監控的空間區域中進行監控這方面，可以例如在一相應可選的運行模式中來對傳感器進行特殊配置。