Sistema y procedimiento de monitorización.

Un sistema para monitorizar una zona (A) próxima a una máquina de procesamiento

(M), teniendo la máquina (M) por lo menos un cabezal operativo móvil (2) en la zona (A) o próximo a la misma, que comprende una primera pareja (C1) de cámaras de video (T1, T2) situadas, en uso, en una posición recíproca predeterminada para adquirir imágenes tridimensionales de la zona (A), caracterizado porque el sistema comprende, además, en combinación:

- una segunda pareja (C2) de cámaras de video (T3, T4), situadas, en uso, en una posición recíproca predeterminada para tomar imágenes tridimensionales de la zona (A) desde un ángulo distinto con relación a la primera pareja (C1) de cámaras de video (T2, T3);

- medios de procesamiento (3) conectados a las cámaras de video (T1, T2, T3, T4) de la primera y segunda parejas para recibir las imágenes y configurado para:

a) analizar, en combinación, las imágenes de las cámaras de video (T1, T2) de la primera pareja y analizar, en combinación, las imágenes de las cámaras de video (T3, T4) de la segunda pareja para identificar la presencia de un objeto en la zona (A);

b) adquirir una posición del cabezal operativo (2) en la zona (A);

c) proporcionar una señal (SA) para detener la máquina (M) como función de la posición relativa del cabezal operativo (2) con respecto al objeto detectado en la zona (A).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13175585.

Solicitante: Wide Automation S.r.l.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Via Malpasso 1340 47842 San Giovanni in Marignano (RN) ITALIA.

Inventor/es: BOMBINI,LUCA, BUZZONI,MICHELE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD EN GENERAL > Dispositivos de seguridad funcionando en conjunción... > F16P3/14 (siendo los dispositivos células fotoeléctricas u otros dispositivos sensibles sin contacto mecánico)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o rerradiación... > G01S17/02 (Sistemas que utilizan la reflexión o rerradiación de ondas electromagnéticas que no sean ondas de radio (G01S 17/66 tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS... > Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas,... > G05B19/18 (Control numérico (NC), es decir, máquinas que funcionan automáticamente, en particular máquinas herramientas, p. ej. en un entorno de fabricación industrial, para efectuar un posicionamiento, un movimiento o acciones coordinadas por medio de datos de un programa en forma numérica (G05B 19/418 tiene prioridad))

PDF original: ES-2547691_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema y procedimiento de monitorización

Esta invención se refiere a un sistema y a un procedimiento de monitorización, en concreto de zonas próximas a una máquina herramienta.

En el campo de la máquina herramienta son conocidos diversos sistemas para permitir la monitorización, es decir, la supervisión, de una zona contigua a una máquina herramienta (que puede ser utilizada por un operario).

El objetivo de estos sistemas de monitorización es monitorizar una zona de funcionamiento predeterminada, próxima a la máquina herramienta, para identificar la presencia de una persona dentro de la zona de funcionamiento y, si es necesario, detener consecuentemente la máquina herramienta.

Los sistemas de supervisión anteriormente mencionados permiten así aumentar la seguridad de los operarios, ya que la máquina se detiene si un operario se aproxima a la máquina bajo condiciones de riesgo potencial.

Sin embargo, se ha percibido desde hace tiempo la necesidad de proporcionar un sistema de supervisión que sea particularmente fiable, es decir, en el que se reduzca la generación de alarmas indeseadas y en el que, por otro lado, se reduzca el riesgo de fallar en identificar a un operario dentro de la zona de supervisión.

El documento EP 1 933 167 da a conocer un escáner 3D que puede ser operado de acuerdo con dos procedimientos distintos, que puede ser utilizado para monitorizar una zona de funcionamiento.

El documento EP 2 023 160 da a conocer dos cámaras y una fuente de emisión, que se utilizan para monitorizar una zona.

El documento EP 2 386 876 muestra un sensor que es un receptor de luz configurado como escáner, que se puede utilizar para monitorizar una zona.

El documento DE 10 2005 063217 describe un sistema de vigilancia para un robot o una máquina que tiene dos cámaras para adquirir una imagen 3D. El documento EP 1 586 805 da a conocer un sistema de monitorización que tiene cuatro cámaras para adquirir imágenes individuales que se procesan separadamente, con el fin de identificar una pluralidad de "objetos virtuales".

El objetivo de esta invención es, por lo tanto, superar los inconvenientes anteriormente mencionados proporcionando un sistema de monitorización y un procedimiento de monitorización que sean eficientes y fiables.

De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue mediante un sistema y un procedimiento de monitorización que comprenden las características técnicas descritas en una o más de las reivindicaciones adjuntas.

Las características técnicas de la invención, con referencia a los objetivos anteriores, se describen claramente en las reivindicaciones adjuntas y sus ventajas son aparentes de la descripción detallada que sigue, con referencia a los dibujos adjuntos, que ilustran un modo de realización preferido de la invención proporcionado meramente a modo de ejemplo sin restringir el ámbito del concepto inventivo, y en el cual:

- la figura 1 muestra una vista esquemática de una aplicación del sistema de monitorización de acuerdo con la invención;

- la figura 2 muestra un detalle del sistema de monitorización de acuerdo con la invención;

- la figura 3 muestra un diagrama de un modo de realización preferido del procedimiento de acuerdo con la invención;

- la figura 4 muestra una imagen adquirida utilizando el sistema de acuerdo con la invención;

- la figura 5 muestra un procesamiento de la imagen de la figura 4, que representa la distancia a lo largo de una dirección de alejamiento sustancialmente paralela al eje óptico de las cámaras de video.

Con referencia a los dibujos adjuntos, el número 1 denota un sistema para monitorizar una zona A próxima a una máquina de procesamiento M.

Se debe apreciar que la zona A tiene, preferiblemente, una extensión predeterminada.

Además, la zona A se sitúa preferiblemente en una posición predeterminada con relación a la máquina de procesamiento M. El término "máquina de procesamiento M" se utiliza con el significado de cualquier máquina para llevar a cabo procesos o tratamientos sobre objetos o productos, tales como, a modo de ejemplo, una máquina herramienta.

Se debe apreciar que estas máquinas tienen generalmente por lo menos un elemento móvil 2, que habitualmente transporta el útil de procesamiento.

Este elemento móvil 2 comprende un cabezal operativo 2 (estos dos elementos se utilizan en lo que sigue sin distinción).

En el ejemplo mostrado en la figura 1, la etiqueta P denota una parte que está siendo procesada y el número 2 denota un elemento móvil que forma parte de la máquina M.

Se debe apreciar que el elemento 2 es movible a lo largo de una dirección X.

El sistema 1 comprende una primera pareja C1 de cámaras de video (T1, T2) situadas, en uso, en una posición recíproca predeterminada para adquirir imágenes tridimensionales de la zona A.

Se debe apreciar que las cámaras de video (T1, T2) se sitúan de tal modo que, en combinación, permiten la adquisición de una imagen tridimensional de la zona A.

Preferiblemente, como se muestra en la figura 2, el sistema comprende además una segunda pareja C2 de cámaras de video (T3, T4) situadas, en uso, en una posición recíproca predeterminada para adquirir imágenes de la zona A.

Estas cámaras de video (T3, T2) de la segunda pareja C2 se ajustan en un ángulo en relación a las cámaras de video (T1, 12) de la primera pareja C1: dicho de otro modo, las cámaras de video toman imágenes de la zona A en diferentes trayectorias ópticas. Preferiblemente, las cámaras de video (T3, T4) se sitúan delante de las cámaras de video (T1,12) como se muestra en la figura 2.

Se debe apreciar que la presencia de la segunda pareja C2 de cámaras de video (T3, T4) es opcional y las ventajas de utilizar la segunda pareja C2 se describen en más detalle a continuación.

La figura 2 muestra una pareja C1 de cámaras de video (T1, T2).

Se debe apreciar que las cámaras de video (T1, 12) se sitúan dentro de un recipiente en forma de caja 5, preferiblemente, el recipiente en forma de caja 5 comprende un soporte 6 diseñado para apoyar sobre el suelo o para su conexión a uno o más elementos de la máquina M.

De acuerdo con la invención, el sistema 1 comprende medios de procesamiento 3 conectados a las cámaras de video (T1,12) para recibir las imágenes adquiridas por las cámaras de video (T1, T2).

Los medios de procesamiento se configuran para:

a) analizar, en combinación, las imágenes de las cámaras de video (T1,12) para Identificar la presencia de un objeto en la zona A monitorizada;

b) adquirir una posición del elemento móvil (2) en la zona A;

c) proporcionar una señal SA para detener la máquina M como función de la posición relativa del elemento móvil 2 con respecto al objeto detectado en la zona A.

Se debe apreciar que la etapa b) para adquirir la posición del elemento móvil 2 en la zona A comprende una lectura de la posición directamente por la máquina M o puede comprender un análisis de las Imágenes adquiridas por las cámaras de video para tener la posición del elemento móvil 2 en la zona A.

Preferiblemente, los medios de procesamiento 3 comprenden una unidad computerizada.

Todavía más preferiblemente, el sistema 1 comprende una unidad de control 4 para ¡nteraccionar con la máquina M conectada a los medios de procesamiento 3 y a la máquina M, para recibir la señal de parada de los medios de procesamiento 3 y enviar una señal de control a la unidad de control (por ejemplo, al PLC) de la máquina M.

Un modo de realización preferido del sistema 1 y del sistema de monitorización actuado por el mismo se describe a continuación en detalle.

... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema para monitorizar una zona (A) próxima a una máquina de procesamiento (M), teniendo la máquina (M) por lo menos un cabezal operativo móvil (2) en la zona (A) o próximo a la misma, que comprende una primera pareja (C1) de cámaras de video (T1, T2) situadas, en uso, en una posición recíproca predeterminada para adquirir imágenes tridimensionales de la zona (A), caracterizado porque el sistema comprende, además, en combinación:

- una segunda pareja (C2) de cámaras de video (T3, T4), situadas, en uso, en una posición recíproca predeterminada para tomar imágenes tridimensionales de la zona (A) desde un ángulo distinto con relación a la primera pareja (1) de cámaras de video (T2, T3);

- medios de procesamiento (3) conectados a las cámaras de video (T1, T2, T3, T4) de la primera y segunda parejas para recibir las imágenes y configurado para:

a) analizar, en combinación, las imágenes de las cámaras de video (T1, 12) de la primera pareja y analizar, en combinación, las imágenes de las cámaras de video (T3, T4) de la segunda pareja para identificar la presencia de un objeto en la zona (A);

b) adquirir una posición del cabezal operativo (2) en la zona (A);

c) proporcionar una señal (SA) para detener la máquina (M) como función de la posición relativa del cabezal operativo (2) con respecto al objeto detectado en la zona (A).

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de procesamiento (3) están configurados para:

-permitir la subdivisión de la zona (A) en una pluralidad de reglones (A1, A2, A3);

-analizar las Imágenes de las cámaras de video (T1, 12) para Identificar en cuál de las reglones (A1, A2, A3) se sitúa el objeto y asociar el objeto detectado con la región (A1, A2, A3) Identificada;

-proporcionar una señal (SA) para detener la máquina (M) como una función de la posición relativa del cabezal operativo (2) con respecto a los objeto identificado.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los medios de procesamiento (3) se configuran para identificar en qué región (A1, A2, A3) se sitúa el cabezal operativo (2) y proporcionar una señal (SA) para detener la máquina (M) cuando el cabezal operativo (2) y el objeto identificado se sitúan en la misma región (A1, A2, A3).

4. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de procesamiento (3) se configuran para analizar diferencias en las imágenes de la primera pareja (C1) de cámaras de video (T1,12) con el fin de obtener un mapa de las distancias de cada píxel con relación a un sistema de referencia compartido por las cámaras de video (T1, T2).

5. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las cámaras de video (T3, T4) de la segunda pareja (C2) de cámaras de video (T3, T4) se sitúan enfrentadas a las cámaras de video (T1,12) de la primera pareja (C1) de cámaras de video (T1,12).

6. Un procedimiento para monitorizar una zona (A) próxima a una máquina de procesamiento (M) que tiene por lo menos un cabezal operativo (2), caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

-adquirir imágenes de la zona (A) mediante por lo menos un primera pareja (C1) de cámaras de video (T1, 12) situadas en una posición recíproca predeterminada para adquirir imágenes tridimensionales de la zona (A) y mediante una segunda pareja (C2) de cámaras de video (T3, T4), situadas, en uso, en una posición recíproca predeterminada para tomar imágenes tridimensionales de la zona (A) desde un ángulo diferente con relación a la primera pareja (C1) de cámaras de video (12, T3);

-analizar, en combinación, las imágenes de las cámaras de video (T1, 12) de la primera pareja de cámaras de video (T1,12) y analizar, en combinación, las imágenes de la segunda pareja de cámaras de video (T3, T4) para identificar la presencia de un objeto en la zona (A);

-adquirir la posición del cabezal operativo (2) en la zona (A);

-proporcionar una señal (SA) para detener la máquina (M) como función de la posición relativa del cabezal operativo (2) y el objeto detectado en la zona (A).

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que este comprende una etapa de subdividir la zona (A) en una pluralidad de regiones (A1, A2, A3) y la etapa de análisis comprende analizar las imágenes de las cámaras de video (T1, T2) para identificar en qué región (A1, A2, A3) de las regiones (A1, A2, A3) se sitúa el objeto, proporcionándose la señal (SA) para detener la máquina (M) como función de la posición relativa del cabezal operativo (2) con respecto a la región (A1, A2, A3) identificada.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en el que la etapa de análisis comprende analizar las diferencias de las imágenes de las cámaras de video (T1, T2) con el fin de obtener un mapa de las distancias de cada píxel con relación aun sistema de referencia compartido por las cámaras de video (T1, T2).

5 9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la etapa de analizar para identificar un objeto en la

zona (A) comprende una etapa de buscar en el mapa distancias de porciones contiguas (01) que tienen sustancialmente el mismo valor de distancia con relación a la dirección (X) de alejamiento de las cámaras de video (T1, T2) paralela sustancialmente al eje óptico de las cámaras de video (T1, T2).

10 10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la etapa de búsqueda identifica un

obstáculo en la zona (A) si una porción contigua (01) tiene una extensión mayor que un valor predeterminado.

11. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que la etapa de análisis

comprende una etapa de clasificación de los objetos identificados basándose en parámetros de tipo dimensional.

12. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en el que la etapa de análisis

comprende analizar imágenes de las cámaras de video (T1, T2, T3, T4) adquiridas en instantes diferentes, para

identificar un objeto si este está presente en imágenes tomadas en instantes subsiguientes.