引言

用于三維區域監控的安全照相系統由皮爾磁公司和戴姆勒－克萊斯勒公司共同研究開發，SafetyEYE可以在危險區域周圍設置一個特定的、三維的保護區域，其檢測區域可以快速靈活地在PC機上進行配置。SafetyEYE在一個系統中實現了保護、控制和監測的功能，安全部分的用戶從增長的靈活性和生產力中獲利，而保全部分則得益于連續的目標監控和訪問保護。

SafetyEYE不僅僅是一個傳感器，它是在三維空間中安全檢測目標的技術基礎，安全照相系統廣泛適用于工業領域的各行各業，如機器中心、輪胎、包裝工業、高空作業系統、車輛自動停放等等。

現有的安全相關解決方案存在局限性

下面以機器人工作站為例更好地進行說明，機器人工作站中包含有一個或多個機器人，通過安全柵欄進行保護。

通常來講，機器人要求一些額外的保護裝置，諸如光柵和連接區域限位開關的激光掃描儀，當有人進入或者是處于危險區域時，這些裝置就會檢測出來。然而現有的安全相關解決方案存在明顯的缺陷。

用基于光電器件的安全裝置最多只能監控一個平面而不是空間。而且如果自由視線受阻，還必須要加裝安全地毯等來進行工作站的安全防護，因此完全覆蓋工業機器人的活動半徑是不可能的，或者需要相當大的技術投資。此外，常用的安全裝置會使機器人突然在危險位置急停下來，而為了要重新啟動機器人，又必須得將其放回到它停止前相同的位置，這需要一定的成本同時也會對下游生產線產生影響。另一方面，該過程中包含大量的元件和復雜的接線，不但使得機器人工作站的保護變得十分昂貴而且對其實用性也會產生負面的影響。

創新的解決方案

現有的安全解決方案存在的局限性是皮爾磁開始考慮區域監控新概念和發展安全照相系統思想的原因，與此同時，戴姆勒-克萊斯勒的過程發展、自動化和控制技術部門也在思考一些新的監控策略。他們想綜合利用一些照相機在三維空間中重構需要監控的區域，這樣才使得利用圖像處理算法檢測進入危險區域目標的方法成為可能。以運用光學輔助系統為起點，戴姆勒-克萊斯勒研究中心的圖像處理實驗室可以使得汽車駕駛者意識到危險的發生，這也是皮爾磁和戴姆勒-克萊斯勒合作的原因。戴姆勒-克萊斯勒負責研發適用于三維圖像評估的算法，皮爾磁的任務則是使這些算法適用于工業應用并且生產制造出該系統。

一個系統完成控制、監控和保護

整個系統由三部分組成：傳感器單元、一臺高性能計算機和一個可編程的安全控制系統。傳感裝置由三個高精度的動態照相機組成，產生監測空間的圖像數據。高性能的計算機作為分析單元，通過光纜接收來自照相機的圖像數據并使用安全的算法產生空間圖像，這樣才可能從三維對目標進行觀測并且精確定義它們的位置。將此信息輸入到系統中配置的檢測區域用以確定是否有目標進入危險區域。例如，高性能的計算機將圖像處理結果傳輸到PSS可編程安全控制器，PSS控制器的輸入和輸出直接與機器自身的控制器連接，并負責整個SafetyEYE的運行。如果分析單元給出的信號說明有目標進入危險區域，那么配置系統的輸出就將被切斷。與其連接的外圍設備也可以通過SafetyBUS p的安全總線系統切斷，將來還有可能通過SafetyNET p 以太網來實現。檢測區域、警告區域以及其他一些操作安全照相系統所需的參數都可以通過配置好的PC機和專業的軟件包來進行設定。

完美兼容安全理念幫助預防停工

以一個利用SafetyEYE進行監控的機器人工作站為例，該工作站在工作的時候完全開放，不需要任何防護柵欄。在工作站上方安裝傳感裝置，全面監測機器人活動的范圍。從開始階段就將被人為操控的可能性排除在外，監視器顯示出正在工作的安全技術：顏色、半透明立方體及三維的警告和檢測區域被輸入到照相機采集來的圖像信息中（見圖1）。機器人在其工作周期內在這些區域內活動。將危險區域定義為虛擬層的形式，包含警告區域和檢測區域。只有進入這兩個區域的目標才存在潛在危險。

SafetyEYE特性是目標進入檢測區域并不會自動導致緊急停車，當人進入到虛擬檢測區域的某點而機器人還需要幾秒就將到達的時候，控制技術會保證機器人減速前進。如果人發覺警告信號退出危險區域，則機器人恢復至正常速度前進。只有當操作人員進入到警告區域時才會造成緊急停車。而常規的保護裝置在遇到危險情況時會立即停止機器人，這是SafetyEYE相對于常規保護裝置的明顯優勢。在SafetyEYE的幫助下，可以精確控制工作流程并且安全措施靈活。

在PC機的配置警告和保護區域

為了便于管理，可以將檢測區域和警告區域組合成一個復雜的區域，這可以快速、直觀地在PC中進行配置，如果一臺機器不同的操作模態要求不同的區域設置，可以在機器的工作周期中通過安全總線系統SafetyBUS p或者數字輸入的PSS可編程的安全控制系統進行動態的切換。使用非常靈活，一旦檢測區域確定下來，使用者也可以在SafetyEYE的配置器中通過鼠標進行改變，因此對于檢測區域進行的監控基礎不再是技術需求而是用戶對使用周期的要求，這樣設計起來可以享有最大的靈活機動性（見圖2），SafetyEYE的安裝和檢測區域的設置僅需幾個小時的時間，而定位、安裝、檢查常規的保護裝置往往需要花去至少一天的時間，相比較而言，使用SafetyEYE更加經濟實惠，當有人進入危險區域時，一個集成的診斷功能可以將停工期縮到最短。

人機的交互作用

安全照相系統與傳統的傳感技術相比有明顯的差別，這一個系統就可以實現保護、控制和監測。SafetyEYE也可以執行標準的控制功能，并且可以監測一些獨立的區域，這樣不僅降低了成本，而且最大限度地減少了元器件的數量。它能夠直接連到總線系統如SafetyBUSp甚至將來的SafetyNET p，更好地節約了原材料和安裝時間。

SafetyEYE能夠以鳥瞰的方式保護車間，使得人和機器和諧共存。利用安全照相系統能夠滿足最廣范圍內的機械工程應用的要求。

有價值物體和接近建筑物通路的完美監控

安全(Safety)描述的是保護環境不受物體的影響，而安全（Security）所關注的則是保護物體不受環境的影響，這包括保護通往大樓的通路或者是監測博物館中價值不菲的展品。例如，SafetyEYE可以不間斷地監控有價值目標，因為它監控的是一個三維的空間而不是像傳統的保護裝置一樣監控一個平面。(end)