DE102021205860A1 - Sensor system, position determination device, automation system and method for position determination - Google Patents

Sensor system, position determination device, automation system and method for position determination Download PDF

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DE102021205860A1
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Marian Marcel Vorderer
Urs Leberle
Joachim Frangen
David Kampert
Sebastian Schroeck
Johannes Richter
Chee Hung Koo
Thomas Betzitza
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Sensoranlage 2 mit einer Auswerteeinheit 11 und einer Sensoranordnung 6, wobei die Sensoranordnung 6 eine erste Sensoreinheit 7a und eine zweite Sensoreinheit 7b umfasst, wobei die erste Sensoreinheit 7a ausgebildet ist, mindestens ein erstes Sensoreinheitsbild 9a eines ersten Abschnitts eines Markierungsbereichs 4 mit optischen Markierungen 5 aufzunehmen, wobei die zweite Sensoreinheit 7b ausgebildet ist, mindestens ein zweites Sensoreinheitsbild 9b eines zweiten Abschnitts des Markierungsbereichs 4 mit den optischen Markierungen 5 aufzunehmen, wobei die optischen Markierungen 5 jeweils Positionsinformationen zur Ihrer Position im Markierungsbereich 4 umfassen, wobei die Auswerteeinheit 11 ausgebildet ist, basierend auf dem ersten und/oder dem zweiten Sensoreinheitsbild 9a, 9b eine Lage der Sensoranlage 2 bezüglich des Markierungsbereichs 5 in bis zu sechs Freiheitsgraden zu bestimmen.Sensor system 2 with an evaluation unit 11 and a sensor arrangement 6, the sensor arrangement 6 comprising a first sensor unit 7a and a second sensor unit 7b, the first sensor unit 7a being designed to record at least a first sensor unit image 9a of a first section of a marking area 4 with optical markings 5 , wherein the second sensor unit 7b is designed to record at least a second sensor unit image 9b of a second section of the marking area 4 with the optical markings 5, the optical markings 5 each comprising position information about their position in the marking area 4, the evaluation unit 11 being designed based on to determine a position of the sensor system 2 with respect to the marking area 5 in up to six degrees of freedom on the first and/or the second sensor unit image 9a, 9b.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Sensoranlage mit einer Auswerteeinheit und einer Sensoreinheit zur Bestimmung einer Lage in bis zu sechs Freiheitsgraden.The invention relates to a sensor system with an evaluation unit and a sensor unit for determining a position in up to six degrees of freedom.

Die Bestimmung einer Position, Lage und/oder Orientierung ist insbesondere im Rahmen der Automatisierung, beispielsweise in Fertigungsanlagen, von zentraler Bedeutung. Beispielsweise ist dies nötig, um eine variabel einsetzbare Automatisierungsanlage betreiben zu können, Module auszutauschen und zu ihrer Verwendung exakt zu positionieren.The determination of a position, position and/or orientation is of central importance in particular in the context of automation, for example in production plants. This is necessary, for example, in order to be able to operate an automation system that can be used variably, to exchange modules and to position them exactly for their use.

Beispielsweise beschreibt die Druckschrift die 10 2016 216 196 A1 eine Sensoranlage mit einer optischen Sensoreinheit, die zur Positionsbestimmung und/oder Positionierung einsetzbar ist. Die Sensoreinheit ist zur Aufnahme eines Bildes von optischen Markierungen ausgebildet, wobei basierend hierauf eine Position und/oder Koordinate bestimmt wird.For example, publication DE 10 2016 216 196 A1 describes a sensor system with an optical sensor unit that can be used for position determination and/or positioning. The sensor unit is designed to record an image of optical markings, based on which a position and/or coordinate is determined.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die Erfindung betrifft eine Sensoranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Positionsbestimmungsvorrichtung, eine Automatisierungsanlage und ein Verfahren zur Positionsbestimmung. Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The invention relates to a sensor system with the features of claim 1. The invention also relates to a position determination device, an automation system and a method for position determination. Preferred and/or advantageous embodiments result from the dependent claims, the description and the figures.

Es wird eine Sensoranlage, insbesondere zum Einsatz in Automatisierungsanlagen, Fertigungen und/oder autonomen Fahrzeugen, insbesondere autonomen Fahrzeugen im industriellen Einsatz vorgeschlagen. In Bezug auf die Sensoranlage wird insbesondere Bezug genommen auf die Anmeldung DE 10 2016 216 196 A1 und in Bezug auf die optischen Markierungen auf die Druckschrift die 10 2016 216 221 A1, deren Inhalte hiermit in diese Anmeldung aufgenommen werden.A sensor system is proposed, in particular for use in automation systems, production facilities and/or autonomous vehicles, in particular autonomous vehicles in industrial use. With regard to the sensor system, reference is made in particular to the application DE 10 2016 216 196 A1 and with regard to the optical markings to the document 10 2016 216 221 A1, the contents of which are hereby incorporated into this application.

Die Sensoranlage ist insbesondere für eine Automatisierungsanlage, beispielsweise eine Fertigungsanlage, vorzugsweise mit mindestens einem Funktionsmodul. Die Automatisierungsanlage ist insbesondere ausgebildet, in der Fertigung, Produktion und/oder in der Automatisierung von anderweitigen Prozessen, wie zum Beispiel Labor- oder Prüfautomatisierung, eingesetzt zu werden. Insbesondere kann der Automatisierungsanlage, im speziellen können die Funktionsmodule, Teile eines Produktionsprozesses oder einen gesamten Produktionsprozess automatisieren.The sensor system is in particular for an automation system, for example a production system, preferably with at least one function module. The automation system is designed in particular to be used in manufacturing, production and/or in the automation of other processes, such as laboratory or test automation. In particular, the automation system, in particular the function modules, can automate parts of a production process or an entire production process.

Die Sensoranlage umfasst eine Auswerteeinheit. Die Auswerteeinheit ist insbesondere als ein Mikrocontroller, Mikrochip und/oder Mikroprozessor ausgebildet. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit als ein Computer- oder als ein Softwaremodul ausgebildet.The sensor system includes an evaluation unit. The evaluation unit is designed in particular as a microcontroller, microchip and/or microprocessor. The evaluation unit is preferably designed as a computer module or as a software module.

Die Sensoranlage umfasst eine Sensoranordnung mit einer ersten Sensoreinheit und einer zweiten Sensoreinheit. Die Sensoreinheiten sind jeweils als optische Sensoreinheiten zur Aufnahme mindestens eines Bildes ausgebildet. Insbesondere ist die Sensoranordnung in einem Funktionsmodul und/oder Automatisierungsmodul, beispielsweise Gerät angeordnet. Die erste Sensoreinheit ist ausgebildet mindestens ein erstes Sensoreinheitsbild eines ersten Abschnitts eines Markierungsbereichs aufzunehmen. Vorzugsweise umfasst und/oder bildet die optische Sensoreinheit eine Kamera, vorzugsweise zur Aufnahme von Bildern im sichtbaren Wellenlängenbereich. Die Kamera kann zum Beispiel als CCD-Kamera oder eine CMOS Kamera ausgebildet sein.The sensor system includes a sensor arrangement with a first sensor unit and a second sensor unit. The sensor units are each designed as optical sensor units for recording at least one image. In particular, the sensor arrangement is arranged in a function module and/or automation module, for example a device. The first sensor unit is designed to record at least one first sensor unit image of a first section of a marking area. The optical sensor unit preferably includes and/or forms a camera, preferably for recording images in the visible wavelength range. The camera can be designed as a CCD camera or a CMOS camera, for example.

Die optischen Markierungen sind vorzugsweise gleichmäßig in einem Markierungsbereich angeordnet. Der Markierungsbereich ist vorzugsweise ein ebener, alternativ ein gekrümmter Flächenabschnitt, beispielsweise eines Bodens. Die optischen Markierungen sind beispielsweise matrixartig und/oder mit äquidistanten Abständen im Markierungsbereich verteilt. Die optischen Markierungen zum beispielsweise als ein Etikett angebracht. Die optischen Markierungen und/oder der Markierungsbereich kann auf einem Objekt, einem Werkstück, einem Bauteil, einem Boden und/oder beliebigen Flächenabschnitt angebracht sein.The optical markings are preferably arranged uniformly in a marking area. The marking area is preferably a flat surface section, alternatively a curved surface section, for example a floor. The optical markings are, for example, distributed in a matrix-like manner and/or at equidistant intervals in the marking area. The optical markings can be attached as a label, for example. The optical markings and/or the marking area can be attached to an object, a workpiece, a component, a floor and/or any surface section.

Die optischen Markierungen weisen vorzugsweise eine identische Kontur auf. Beispielsweise sind die optischen Markierungen rechteckig, quadratisch oder kreisförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt umfassen die optischen Markierungen Basissymbole, beispielsweise Basissymbole eines Basissymbolsatzes zur Beschreibung eine Zahlenbasis, beispielsweise binär oder Hexadezimal. Im Speziellen sind die optischen Markierungen als optischer Code, beispielsweise Dot-Code, Strichcode, QR-Code oder Aruco-Code ausgebildet.The optical markings preferably have an identical contour. For example, the optical markings are rectangular, square or circular. The optical markings particularly preferably include basic symbols, for example basic symbols of a basic symbol set for describing a number base, for example binary or hexadecimal. In particular, the optical markings are in the form of an optical code, for example a dot code, bar code, QR code or Aruco code.

Die erste Sensoreinheit ist ausgebildet ein erstes Sensoreinheitsbild aufzunehmen. Das erste Sensoreinheitsbild zeigt den ersten Abschnitt des Markierungsbereichs, wobei der erste Abschnitt mindestens eine optische Markierung des Markierungsbereichs zeigt. Die zweite Sensoreinheit ist ausgebildet, mindestens ein zweites Sensoreinheitsbild aufzunehmen, wobei das zweite Sensoreinheitsbild einen zweiten Abschnitt des Markierungsbereichs zeigt, wobei dieser zweite Abschnitt und/oder das zweite Sensoreinheitsbild mindestens eine der optischen Markierungen umfasst. Insbesondere sind erster Abschnitt und zweiter Abschnitt verschieden, bzw. erstes Sensoreinheitsbild und zweites Sensoreinheitsbild zeigen und/oder umfassen eine unterschiedliche optische Markierung. Die optischen Markierungen umfassen und/oder beschreiben jeweils eine Positionsinformation. Die Positionsinformation ist beispielsweise die Position, Lage und/oder Orientierung der jeweiligen optischen Markierung im Markierungsbereich, alternativ in einem absoluten oder relativen Bezugssystem. Die Positionsinformation beschreibt beispielsweise eine X- und/oder Y-Koordinate der optischen Markierung im Markierungsbereich, wobei der Markierungsbereich durch die Koordinatenachsen X und Y aufgespannt wird. The first sensor unit is designed to record a first sensor unit image. The first sensor unit image shows the first section of the marking area, the first section showing at least one optical marking of the marking area. The second sensor unit is formed, at least one second sensor unit image to be recorded, wherein the second sensor unit image shows a second section of the marking area, wherein this second section and/or the second sensor unit image comprises at least one of the optical markings. In particular, the first section and second section are different, or the first sensor unit image and second sensor unit image show and/or include a different optical marking. The optical markings each include and/or describe position information. The position information is, for example, the position, position and/or orientation of the respective optical marking in the marking area, alternatively in an absolute or relative reference system. The position information describes, for example, an X and/or Y coordinate of the optical marking in the marking area, the marking area being spanned by the X and Y coordinate axes.

Die Auswerteeinheit des ausgebildet, basierend auf dem ersten und/oder dem zweiten Sensoreinheitsbild, im speziellen basierend auf beiden, eine Lage, Position und/oder Orientierung der Sensoranordnung zu bestimmen. Insbesondere die Lage, Position und/oder Orientierung bezüglich des Markierungsbereichs und/oder der optischen Markierung. Die Lage, Position und/oder Orientierung wird insbesondere in mindestens drei, vorzugsweise in sechs Freiheitsgraden bestimmt. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise ausgebildet, die Lage, Position und/oder Orientierung basierend auf der Positionsinformation der optischen Markierungen des erste und des zweiten Sensoreinheitsbilds zu bestimmen. Beispielsweise ist die Auswerteeinheit ausgebildet, die gezeigten optischen Markierungen des ersten und des zweiten Sensoreinheitsbildes zu kodieren und/oder auszuwerten, wobei darauf basierend die Positionsinformation ermittelt wird, vorzugsweise wird auf den ermittelten zwei Positionsinformationen der zwei optischen Markierungen der Sensoreinheitsbilder die Lage, Position und/oder Orientierung bestimmt.The evaluation unit is designed to determine a location, position and/or orientation of the sensor arrangement based on the first and/or the second sensor unit image, in particular based on both. In particular, the location, position and/or orientation with respect to the marking area and/or the optical marking. The attitude, position and/or orientation is determined in particular in at least three, preferably in six, degrees of freedom. The evaluation unit is preferably designed to determine the location, position and/or orientation based on the position information of the optical markings of the first and the second sensor unit image. For example, the evaluation unit is designed to encode and/or evaluate the optical markings shown on the first and second sensor unit images, the position information being determined based thereon, preferably the location, position and/or or orientation determined.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass eine Positionsbestimmung insbesondere im Automatisierungssektor und/oder im industriellen Einsatz besonders genau insbesondere robust und verlässlich sein muss. Durch das Aufnehmen zweier Sensoreinheitsbilder von unterschiedlichen optischen Markierungen wird eine besonders robuste Sensoranlage zur Lage-, Position- und/oder Orientierungsbestimmung bereitgestellt. Durch diese Sensoranlage sind unterschiedlichste Fehler und/oder Ausfallumstände auslesbar, beispielsweise Beschädigungen einzelner optische Markierungen und/oder gegebenenfalls Fehldetektion optischer Markierungen die beschädigt sind, Defekte der Sensoreinheiten, schlechte Beleuchtungen und/oder Reflexionen. Die Sensoranlage ist besonders robust durch eine redundante Datenaufnahme und Auswertung.The invention is based on the consideration that a position determination must be particularly accurate, particularly robust and reliable, particularly in the automation sector and/or in industrial use. By recording two sensor unit images of different optical markings, a particularly robust sensor system for determining the location, position and/or orientation is provided. This sensor system can be used to read out a wide variety of faults and/or failure circumstances, for example damage to individual optical markings and/or incorrect detection of damaged optical markings, defects in the sensor units, poor lighting and/or reflections. The sensor system is particularly robust due to redundant data acquisition and evaluation.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Auswerteeinheit ausgebildet und/oder eingerichtet ist, basierend auf dem ersten Sensoreinheitsbild und dem zweiten Sensoreinheitsbild eine Plausibilitätsüberprüfung, Funktionsüberprüfung und/oder redundante Bestimmung der Lage durchzuführen. Beispielsweise umfasst die Plausibilitätsprüfung eine Prüfung, ob die ermittelten Positionsinformationen und/oder aufgenommenen optischen Markierungen der beiden Sensoreinheitsbilder prinzipiell zusammen durch die Sensoranordnung aufgenommen werden könnten, beispielsweise ob, diese zu weit beabstandet sind oder zu nahe beieinanderliegen. Die Funktionsprüfung ist beispielsweise die Prüfung, ob die Sensoreinheiten der Sensoranordnung entsprechend der Geräteparameter beabstandet und/oder zueinander angeordnet sind. Die redundante Bestimmung ist insbesondere eine Bestimmung der Auswertung der beiden Sensoreinheitsbilder, insbesondere die Aufnahme von zwei Bildern durch getrennte Sensoreinheiten, somit der Sicherstellung der Erkennung eines Ausfalls einer der Sensoreinheiten und/oder des Erkennens einer Fehldetektion einer der beiden Sensoreinheiten.One embodiment of the invention provides that the evaluation unit is designed and/or set up to carry out a plausibility check, functional check and/or redundant determination of the position based on the first sensor unit image and the second sensor unit image. For example, the plausibility check includes a check as to whether the determined position information and/or recorded optical markings of the two sensor unit images could in principle be recorded together by the sensor arrangement, for example whether they are too far apart or too close together. The functional test is, for example, the test as to whether the sensor units of the sensor arrangement are spaced apart and/or arranged relative to one another in accordance with the device parameters. The redundant determination is in particular a determination of the evaluation of the two sensor unit images, in particular the recording of two images by separate sensor units, thus ensuring the detection of a failure of one of the sensor units and/or the detection of an incorrect detection of one of the two sensor units.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Auswerteeinheit ausgebildet ist, basierend auf dem ersten Sensoreinheitsbild eine erste Lage der ersten Sensoreinheit bezüglich des Markierungsbereichs zu bestimmen und/oder ermitteln, insbesondere die Positionsinformation der in dem ersten Sensoreinheitsbild gezeigten optischen Markierung als erste Lage zu bestimmen. Die Auswerteeinheit ist dabei ferner ausgebildet, basierend auf dem zweiten Sensoreinheitsbild eine zweite Lage der zweiten Sensoreinheit bezüglich des Markierungsbereichs zu bestimmen und/oder durch Auswertung der optischen Markierung des zweiten Sensoreinheitsbilds die Positionsinformation als zweite Lage zu bestimmen. Die Auswerteeinheit ist hierbei ferner ausgebildet, die Lage, Position und/oder Orientierung der Sensoranordnung, insbesondere relativ zum Markierungsbereich und/oder einer optischen Markierung, im speziellen absolut oder relativ zu einem Referenzbezugssystem, basierend auf der ermittelten ersten Lage und zweiten Lage zu bestimmen. Beispielsweise wird die Lage, Position und/oder Orientierung basierend auf einer geometrischen Auswertung, Mittelwertsbildung und/oder statistischen Auswertung der ersten und zweiten Lage bestimmt. Beispielsweise ist der Auswerteeinheit ein Abstand, und/oder geometrische Beziehungen zwischen den Sensoreinheiten der Sensoranordnung bereitgestellt, wobei ich hierauf basierend und dem der ersten und zweiten Lage die Lage, Position und/oder Orientierung ermittelt wird.In particular, it is provided that the evaluation unit is designed to determine and/or determine a first position of the first sensor unit with respect to the marking area based on the first sensor unit image, in particular to determine the position information of the optical marking shown in the first sensor unit image as the first position. The evaluation unit is also designed to determine a second position of the second sensor unit with respect to the marking area based on the second sensor unit image and/or to determine the position information as the second position by evaluating the optical marking of the second sensor unit image. The evaluation unit is also designed to determine the location, position and/or orientation of the sensor arrangement, in particular relative to the marking area and/or an optical marking, in particular absolutely or relative to a reference reference system, based on the determined first position and second position. For example, the location, position and/or orientation is determined based on a geometric evaluation, averaging and/or statistical evaluation of the first and second location. For example, the evaluation unit is provided with a distance and/or geometric relationships between the sensor units of the sensor arrangement, with the location, position and/or orientation being determined based on this and the first and second layer.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Sensoreinheit und die zweite Sensoreinheit in der Sensoranordnung in einem festen und/oder einer bekannten Lage, Abstand und/oder Offset zueinander angeordnet sind. Die Lage und/oder der Abstand sind insbesondere ein 2-dimensionale Abstand und/oder Lage, im speziellen ist Lage und/oder Abstand als eine 3-dimensionale Größe ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es, dass der Abstand und/oder die Lage der Sensoreinheiten in der Sensoranordnung in sechs Freiheitsgraden bekannt und/oder bereitgestellt ist. Insbesondere ist der Auswerteeinheit der Abstand, die Lage und/oder Offset bereitgestellt, insbesondere zur Lagebestimmung und/oder Auswertung der ersten und/oder zweiten Lage bzw. deren Verknüpfung.An embodiment of the invention provides that the first sensor unit and the second sensor unit are arranged in the sensor arrangement in a fixed and/or a known position, distance and/or offset from one another. The position and/or the distance is in particular a 2-dimensional distance and/or position, in particular the position and/or distance is designed as a 3-dimensional variable. It is particularly preferred that the distance and/or the position of the sensor units in the sensor arrangement is known and/or provided in six degrees of freedom. In particular, the evaluation unit is provided with the distance, the position and/or the offset, in particular for determining the position and/or evaluating the first and/or second position or their combination.

Optional ist es vorgesehen, dass die Auswerteeinheit ein erstes und ein zweites Auswertemodul umfasst. Das erste und das zweite Auswertemodul sind vorzugsweise unabhängig ausgebildet, beispielsweise unabhängig Energieversorgt und/oder unabhängig im Datenfluss und/oder Datenverarbeitung. Besonders bevorzugt sind erstes und zweites Auswertemodul separate Baugruppen, beispielsweise unterschiedliche Hardwaremodule oder unterschiedliche Softwaremodule. Das erste Auswertemodul ist ausgebildet, das erste Sensoreinheitsbild auszuwerten, beispielsweise die gezeigte optische Markierung auszuwerten und/oder zu dekodieren, vorzugsweise die Positionsinformation und/oder Position der optischen Markierung zu ermitteln. Insbesondere ist das erste Auswertemodul ausgebildet, basierend auf dem ersten Sensoreinheitsbild, insbesondere der gezeigten optischen Markierung, die Position zu bestimmen. Das zweite Auswertemmodul ist ausgebildet, das zweite Sensoreinheitsbild auszuwerten, beispielsweise die gezeigte optische Markierung auszuwerten und/oder zu dekodieren, beispielsweise die Positionsinformation zu ermitteln. Insbesondere ist das zweite Auswertemodul ausgebildet, basierend auf dem zweiten Sensoreinheitsbild die zweite Lage und/oder Positionsinformation zu bestimmen. Insbesondere ist diese Ausgestaltung die Überlegung zugrunde gelegt, eine separate und redundante Auswertung von Sensoreinheitsbildern vorzusehen, sodass Position und/oder Lage separat auf unterschiedlichen Datenbasen, unabhängige Datenversorgung und/oder Energieversorgung sichergestellt ist. Insbesondere ist die Auswerteeinheit ausgebildet, die Lage basierend auf der bestimmten Position des ersten und zweiten Auswertemoduls zu ermitteln, beispielsweise durch statistische, geometrische und/oder analytische Verknüpfungen.It is optionally provided that the evaluation unit includes a first and a second evaluation module. The first and the second evaluation module are preferably designed independently, for example independently supplied with energy and/or independently in the data flow and/or data processing. The first and second evaluation modules are particularly preferably separate assemblies, for example different hardware modules or different software modules. The first evaluation module is designed to evaluate the first sensor unit image, for example to evaluate and/or decode the optical marking shown, preferably to determine the position information and/or the position of the optical marking. In particular, the first evaluation module is designed to determine the position based on the first sensor unit image, in particular the optical marking shown. The second evaluation module is designed to evaluate the second sensor unit image, for example to evaluate and/or to decode the optical marking shown, for example to determine the position information. In particular, the second evaluation module is designed to determine the second location and/or position information based on the second sensor unit image. In particular, this refinement is based on the consideration of providing a separate and redundant evaluation of sensor unit images, so that the position and/or attitude is ensured separately on different databases, independent data supply and/or energy supply. In particular, the evaluation unit is designed to determine the position based on the determined position of the first and second evaluation module, for example using statistical, geometric and/or analytical links.

Besonders bevorzugt ist es, dass dem ersten und dem zweiten Auswertemodul die Sensoreinheitsbilder unabhängig bereitgestellt sind, beispielsweise mittels unabhängig Datenkanäle und/oder elektronischer oder datentechnischer Verbindungen. Beispielsweise ist das erste Auswertemodul mit der ersten Sensoreinheit datentechnisch und/oder energietechnische verbunden, wobei das zweite Auswertemodul datentechnisch und/oder energietechnisch mit den zwei. Sensoreinheiten verbunden ist. Insbesondere ist ein Datenaustausch von erster Sensoreinheit mit zweitem Auswertemodul und zweiter Sensoreinheit mit erstem Auswertmodul nicht vorhanden. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zu Grunde, eine Sensoranlage bereitzustellen, bei der die Auswertung, insbesondere Auswertemodule, Datenverbindungen Datenkanäle und/oder Energieversorgung redundant ausgebildet sind, sodass eine besonders robuste Sensoranlage erhalten wird.It is particularly preferred that the sensor unit images are made available independently to the first and the second evaluation module, for example by means of independent data channels and/or electronic or data technology connections. For example, the first evaluation module is connected to the first sensor unit in terms of data technology and/or energy technology, with the second evaluation module being connected in terms of data technology and/or energy technology to the two. Sensor units is connected. In particular, there is no data exchange between the first sensor unit and the second evaluation module and the second sensor unit and the first evaluation module. This refinement is based on the consideration of providing a sensor system in which the evaluation, in particular evaluation modules, data connections, data channels and/or energy supply are designed to be redundant, so that a particularly robust sensor system is obtained.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass die erste Sensoreinheit und die zweite Sensoreinheit in der Sensoranordnung in einem festen und/oder bekanntem Abstand und/oder Lage zueinander angeordnet und/oder beabstandet sind. Der Abstand und/oder die Lage ist insbesondere ein 2-dimensionale Abstand und/oder eine zweidimensionale Lage, im speziellen ist der Abstand und/oder die Lage als eine 3-dimensionale Größe bekannt. Der Abstand und/oder der die Lage zwischen der ersten und der zweiten Sensoreinheit sind der Auswerteeinheit insbesondere bereitgestellt, im Speziellen zur Verknüpfung der ersten und der zweiten Lage, insbesondere zur Bestimmung der Lage, Position und/oder Orientierung.In particular, it is provided that the first sensor unit and the second sensor unit are arranged and/or spaced apart from one another in the sensor arrangement at a fixed and/or known distance and/or position. The distance and/or the position is in particular a 2-dimensional distance and/or a two-dimensional position, in particular the distance and/or the position is known as a 3-dimensional quantity. The distance and/or the location between the first and the second sensor unit are provided to the evaluation unit in particular, in particular for linking the first and the second location, in particular for determining the location, position and/or orientation.

Besonders bevorzugt ist es, dass die Sensoranordnung ausgebildet ist, die erste und die wzeite Sensoreinheit in unterschiedlichen Höhen zum Markierungsbereich anzuordnen, aufzunehmen und/oder zu beabstanden. Beispielsweise definierte Markierungsbereich eine Ebene, wobei die erste und zweite Sensoreinheit in der Sensoranordnung so angeordnet sind, dass diese, unterschiedlich beabstandet zur Ebene des Markierungsbereich sind. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Markierungsbereich eine Vorzugsrichtung definiert und/oder aufweist, beispielsweise durch die gerasterte Anordnung der optischen Markierungen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung die erste und die zweite Sensoreinheit diagonal anordnet sind, wobei diagonal beispielsweise eine Linearkombination mit Koeffizienten ungleich Null beider Achsen bildet. Alternativ kann es vorgesehen sein, das erste und zweite Sensoreinheit in der Sensoranordnung entlang einer der beiden Vorzugsrichtungen angeordnet und/oder beanstandet sind.It is particularly preferred that the sensor arrangement is designed to arrange, accommodate and/or space the first and the second sensor unit at different heights relative to the marking area. For example, the marking area defines a plane, with the first and second sensor units being arranged in the sensor arrangement in such a way that they are at different distances from the plane of the marking area. In particular, it can be provided that the marking area defines and/or has a preferred direction, for example through the grid arrangement of the optical markings. For example, provision can be made for the sensor arrangement to arrange the first and second sensor units diagonally, with diagonally forming, for example, a linear combination with coefficients not equal to zero on both axes. Alternatively, provision can be made for the first and second sensor units to be arranged and/or spaced apart in the sensor arrangement along one of the two preferred directions.

Besonders bevorzugt ist es, dass die optischen Markierungen erste und zweite optische Markierungen umfassen. Insbesondere sind erste und zweite optische Markierungen abwechselnd und/oder in regelmäßigen Wechsel im Markierungsbereich verteilt und/oder angeordnet. Die Auswerteeinheit ist dabei ausgebildet, dass erste Sensoreinheitsbild basierend auf den ersten optischen Markierungen auszuwerten, beispielsweise die Positionsinformation zu bestimmen und/oder die erste Lage. Insbesondere ist das erste Auswertemodul zur Auswertung des Sensoreinheitsbilds bezüglich der ersten Markierungen ausgebildet. Die Auswerteeinheit, insbesondere das zweite Auswertemodul ist ausgebildet, die das zweite Sensoreinheitsbild bezüglich der zweiten optischen Markierungen auszuwerten, beispielsweise darauf basierend die Positionsinformation zu bestimmen und/oder die zweite Lage. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zu Grunde, im Markierungsbereich unterschiedliche optische Markierungen vorzusehen, wobei die Sensoreinheitsbilder jeweils bezüglich unterschiedlicher optischer Markierungen ausgewertet werden. Beispielsweise können so unterschiedliche optische Markierungen verwendet werden, beispielsweise mit unterschiedlichen Absorptionsbereich. Beispielsweise kann so das erste Sensoreinheitsbild ein Bild im visuellen Wellenlängenbereich bilden, wobei das zweite Sensoreinheitsbild beispielsweise ein IR- oder UV-Bild bildet. So können insbesondere robustere Positionsbestimmungen und/oder Auswertungen erreicht werden, insbesondere robuster bezüglich Beleuchtung, Kontrast und/oder Alterungsprozessen.It is particularly preferred that the optical markings comprise first and second optical markings. In particular, first and second optical markings are alternate and/or which is distributed and/or arranged in regular alternation in the marking area. The evaluation unit is designed to evaluate the first sensor unit image based on the first optical markings, for example to determine the position information and/or the first position. In particular, the first evaluation module is designed to evaluate the sensor unit image with regard to the first markings. The evaluation unit, in particular the second evaluation module, is designed to evaluate the second sensor unit image with regard to the second optical markings, for example to determine the position information based thereon and/or the second position. This refinement is based on the idea of providing different optical markings in the marking area, with the sensor unit images being evaluated in each case with regard to different optical markings. For example, different optical markings can be used, for example with different absorption ranges. For example, the first sensor unit image can thus form an image in the visible wavelength range, with the second sensor unit image forming an IR or UV image, for example. In this way, in particular, more robust position determinations and/or evaluations can be achieved, in particular more robust with regard to lighting, contrast and/or aging processes.

Besonders bevorzugt ist es, dass die erste und die zweite optische Markierung sich hinsichtlich der Farbgebung unterscheiden, beispielsweise sind die ersten optische Markierungen als schwarz-weiß Markierungen ausgebildet, wobei die zweiten optischen Markierungen beispielsweise Farbmarkierungen bilden. Alternativ und/oder ergänzend unterscheiden sich die ersten und zweiten optischen Markierungen in ihren verwendeten Basissymbolen, beispielsweise sind die ersten optischen Markierungen als ein Dot Code ausgebildet wobei die zweiten optischen Markierungen als Strichcode ausgebildet sind.It is particularly preferred that the first and second optical markings differ in terms of coloring, for example the first optical markings are designed as black and white markings, with the second optical markings forming color markings, for example. Alternatively and/or additionally, the first and second optical markings differ in their basic symbols used, for example the first optical markings are in the form of a dot code, with the second optical markings being in the form of a bar code.

Optional ist es vorgesehen, dass die Sensoranlage ein Überprüfungsmodul aufweist. Das Überprüfungsmodul ist ausgebildet, dass erste Sensoreinheitsbild und das zweite Sensoreinheitsbild auf eine Auswertbarkeit zu überprüfen und/oder die bestimmten Lagen basierend auf dem ersten und zweiten Sensoreinheitsbild auf Plausibilität zu überprüfen. Beispielsweise ist das Überprüfungsmodul ausgebildet zu überprüfen, ob die optische Markierung und/oder der darin enthaltene Code auswertbar und/oder dekodieren ist. Insbesondere ist das Überprüfungsmodul ausgebildet zu überprüfen, ob die Positionsinformationen der optischen Markierungen des ersten und zweiten Sensoreinheitsbildes so aufnehmbar sind, beispielsweise ob der bestimmte Abstand, Lage und/oder Orientierung zueinander plausibel ist. Die Auswerteeinheit ist dabei ausgebildet, bei gegebener Auswertbarkeit bei der Sensoreinheitsbilder und/oder Plausibilität der ermittelten Position Informationen der beiden Sensoreinheitsbilder die Lage basierend auf der Auswertung bei der Sensoreinheitsbilder zu bestimmen. Bei Feststellung der Auswertbarkeit nur eines der beiden Sensoreinheitsbilder ist die Auswerteeinheit ausgebildet, die Lage nur basierend auf dem auswertbar Sensoreinheitsbild und/oder der darin gezeigten optischen Markierung durchzuführen, wobei das nicht auswertbar Sensoreinheitsbild nicht zur Lagebestimmung herangezogen wird. Insbesondere kann die Auswerteeinheit ausgebildet sein, bei Feststellung der Unauswertbarkeit eines der beiden Bilder für dieses Sensoreinheit zur Aufnahme weiterer Bilder Gegenmaßnahmen einzuleiten.It is optionally provided that the sensor system has a checking module. The checking module is designed to check that the first sensor unit image and the second sensor unit image can be evaluated and/or to check the determined positions based on the first and second sensor unit image for plausibility. For example, the checking module is designed to check whether the optical marking and/or the code contained therein can be evaluated and/or decoded. In particular, the checking module is designed to check whether the position information of the optical markings of the first and second sensor unit image can be recorded in this way, for example whether the determined distance, position and/or orientation to one another is plausible. The evaluation unit is designed to determine the position based on the evaluation of the sensor unit images if the sensor unit images can be evaluated and/or the determined position information of the two sensor unit images is plausible. If only one of the two sensor unit images can be evaluated, the evaluation unit is designed to carry out the position based only on the sensor unit image that can be evaluated and/or the optical marking shown therein, with the sensor unit image that cannot be evaluated not being used to determine the position. In particular, the evaluation unit can be designed to initiate countermeasures for this sensor unit to record further images when it is determined that one of the two images cannot be evaluated.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Auswerteeinheit ausgebildet ist, bei der Feststellung der Unauswertbarkeit der beiden Bilder eine Notabschaltung einzuleiten und/oder einen Alarm auszugeben.In particular, it is provided that the evaluation unit is designed to initiate an emergency shutdown and/or to issue an alarm when it is determined that the two images cannot be evaluated.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sensoranlage, insbesondere die Sensoranordnung eine dritte Sensoreinheit aufweist. Die dritte Sensoreinheit ist ausgebildet weitere Markierungen zu detektieren, insbesondere als Sensordaten bereitzustellen. Die weiteren Markierungen können ebenso optische Markierungen oder Markierungen auf einem anderen physikalischen Prinzip sein. Beispielsweise magnetische, elektrische, habtische, chemische oder mechanische Markierungen. Die dritte Sensoreinheit ist ausgebildet, die weiteren Markierungen im Markierungsbereich zu detektieren und in den Sensordaten bereitzustellen, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Lage basierend auf den Sensordaten, insbesondere den der detektierten weiteren Markierungen zu bestimmen. Vorzugsweise umfassen und/oder beschreiben die weiteren optischen Markierungen ebenso eine Positionsinformation, vorzugsweise der jeweiligen Markierung. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zu Grunde, eine weitere Redundanz und Sicherheit dadurch zu gewährleisten, dass ein anderes Meßprinzip zum Detektieren von Markierungen im Markierungsbereich angewendet wird.One embodiment of the invention provides that the sensor system, in particular the sensor arrangement, has a third sensor unit. The third sensor unit is designed to detect further markings, in particular to provide them as sensor data. The further markings can also be optical markings or markings on a different physical principle. For example magnetic, electrical, physical, chemical or mechanical markings. The third sensor unit is designed to detect the additional markings in the marking area and make them available in the sensor data, with the evaluation unit being designed to determine the position based on the sensor data, in particular that of the detected additional markings. Preferably, the further optical markings also include and/or describe position information, preferably of the respective marking. This refinement is based on the consideration of ensuring further redundancy and security by using a different measuring principle for detecting markings in the marking area.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Positionsbestimmungsvorrichtung, wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung die Sensoranlage umfasst sowie einen Markierungsbereich mit den optischen Markierungen. Der Markierungsbereich ist beispielsweise auf einem Boden, einer Oberfläche oder einem Gerät angeordnet, wobei die Sensoranlage ausgebildet ist, basierend auf den Markierungsbereich, eine Lage, Position und/oder Orientierung bezüglich des Markierungsbereiches, des Bodens, der Oberfläche und/oder des Gerätes zu bestimmen.A further object of the invention is a position determination device, wherein the position determination device comprises the sensor system and a marking area with the optical markings. The marking area is arranged, for example, on a floor, a surface or a piece of equipment, with the sensor system being designed based on the marking area, a location, position and/or orientation with respect to the marking area, of the ground, the surface and/or the device.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Automatisierungsanlage mit mindestens einer Prozesseinrichtung, wobei die Automatisierungsanlage einen Anlagenbereich aufweist, wobei die Prozesseinrichtung im Anlagenbereich angeordnet und/oder anordenbar ist und zur Durchführung einer Prozessfunktion ausgebildet ist, wobei die Prozesseinrichtung die Sensoranlage umfasst, wobei der Anlagenbereich den Markierungsbereich mit optischen Markierungen aufweist, wobei die erste Sensoreinheit ausgebildet ist, mindestens ein erstes Sensoreinheitsbild eines ersten Abschnitts des Markierungsbereichs aufzunehmen, wobei die zweite Sensoreinheit ausgebildet ist, mindestens ein zweites Sensoreinheitsbild eines zweiten Abschnitts des Markierungsbereichs aufzunehmen, wobei die optischen Markierungen jeweils Positionsinformationen zur Ihrer Position im Markierungsbereich umfassen, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, basierend auf dem ersten und/oder dem zweiten Sensoreinheitsbild eine Lage der der Prozesseinrichtung im Anlagenbereich in bis zu sechs Freiheitsgraden zu bestimmen.Another subject matter of the invention is an automation system with at least one process device, the automation system having a system area, the process device being and/or being arranged in the system area and being designed to carry out a process function, the process device comprising the sensor system, the system area being the Has a marking area with optical markings, the first sensor unit being designed to record at least a first sensor unit image of a first section of the marking area, the second sensor unit being designed to record at least a second sensor unit image of a second section of the marking area, the optical markings each containing position information about their Include position in the marking area, wherein the evaluation unit is formed based on the first and / or the second sensor unit image a position of of the process equipment in the plant area in up to six degrees of freedom.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Positionsbestimmung. Das Verfahren sieht vor, dass in einem Markierungsbereich optisch sehr Markierungen angeordnet sind. Ferner sie das Verfahren vor, dass mittels einer ersten Sensoreinheit ein erstes Sensoreinheitsbild aufgenommen wird, wobei mit einer zweiten Sensoreinheit ein zweites Sensoreinheitsbild an aufgenommen wird. Erste Sensoreinheit und zweite Sensoreinheit sind insbesondere Teil einer Sensoranordnung, wobei erste Sensoreinheit und zweite Sensoreinheit vorzugsweise in einem bekannten und/oder festen Abstand zueinander angeordnet sind. Das erste Sensoreinheitsbild zeigt einen ersten Abschnitt des Markierungsbereichs mit mindestens einer optischen Markierung, wobei das zweite Sensoreinheitsbild einen zweiten Abschnitt des gleichen Markierungsbereichs zeigt, wobei das zweite Sensoreinheitsbild eine andere optische Markierung umfasst und/oder zeigt. Die optischen Markierungen umfassen jeweils eine Positionsinformation zu ihrer Position im Markierungsbereich. Eine Auswerteeinheit wertet das erste Sensoreinheitsbild und das zweite Sensoreinheitsbild aus, beispielsweise bestimmt es die jeweiligen Lagen der Sensoreinheiten und optischen Markierungen zueinander. Basierend auf der Auswertung des ersten Sensoreinheitsbilds und des zweiten Sensoreinheitsbild wird die Lage bestimmt.A further subject of the invention is a method for position determination. The method provides that optically very markings are arranged in a marking area. Furthermore, the method proposes that a first sensor unit image is recorded using a first sensor unit, with a second sensor unit image being recorded using a second sensor unit. The first sensor unit and the second sensor unit are in particular part of a sensor arrangement, the first sensor unit and the second sensor unit preferably being arranged at a known and/or fixed distance from one another. The first sensor unit image shows a first section of the marking area with at least one optical marking, the second sensor unit image shows a second section of the same marking area, the second sensor unit image comprises and/or shows a different optical marking. The optical markings each include position information about their position in the marking area. An evaluation unit evaluates the first sensor unit image and the second sensor unit image, for example it determines the respective positions of the sensor units and optical markings relative to one another. The location is determined based on the evaluation of the first sensor unit image and the second sensor unit image.

Weitere Vorteile, Wirkungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den beigefügten Figuren und deren Beschreibung. Dabei zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer Positionsbestimmungsvorrichtung;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung eine Position;
  • 3 ein Ausführungsbeispiel einer Automatisierungsanlage;
  • 4 eine Seitenansicht der Automatisierungsanlage;
  • 5 einen Verfahrensablauf zur Plausibilitätsprüfung.
Further advantages, effects and configurations result from the accompanying figures and their description. show:
  • 1 an embodiment of a position determination device;
  • 2 a flowchart of a method for determining a position;
  • 3 an embodiment of an automation system;
  • 4 a side view of the automation system;
  • 5 a procedure for the plausibility check.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eine Positionsbestimmungsvorrichtung 1 mit einer Sensoranlage 2 und einem Objekt 3, beispielsweise einem Anlagenmodul, Boden oder Wandabschnitt eines Anlagenbereichs. Der Anlagenbereich, bzw. des Objekt 3, umfasst einen Markierungsbereich 4, der flächig ausgebildet ist. Im Markierungsbereich 4 sind eine Mehrzahl an optischen Markierungen 5, insbesondere 5a, b, angeordnet. Die optischen Markierungen 5,5a, b sind insbesondere als optische Code ausgebildet, beispielsweise Strichcodes, Dot-Codes oder anderweitige optisch lesbare Codes. Die optischen Markierungen 5,5a, b sind regelmäßig im Markierungsbereich 4 angeordnet, beispielsweise bilden diese ein Raster des Markierungsbereichs 4. Die optischen Markierungen 5, 5a, b sind beispielsweise rechteckig ausgebildet und/oder rechteckig begrenzt. Der die optischen Markierungen 5 umfassen unterschiedliche optische Markierungen, hier 5a und 5b, wobei die optische Markierung 5a als ein Dot-Code ausgebildet ist, wobei die optische Markierung 5b als ein Strichcode ausgebildet ist. Alternativ können die optischen Markierungen 5a, b sich in der Farbgebung oder Größe unterscheiden. Besonders bevorzugt ist die Anzahl an optischen Markierungen 5a gleich der Anzahl der optischen Markierungen 5b im Markierungsbereich 4 ist, wobei diese regelmäßig und/oder gleichmäßig verteilt sind. 1 shows an exemplary embodiment of a position determination device 1 with a sensor system 2 and an object 3, for example a system module, floor or wall section of a system area. The plant area, or the object 3, includes a marking area 4, which is flat. A plurality of optical markings 5, in particular 5a, b, are arranged in the marking area 4. The optical markings 5, 5a, b are designed in particular as optical codes, for example bar codes, dot codes or other optically readable codes. The optical markings 5, 5a, b are regularly arranged in the marking area 4, for example they form a grid of the marking area 4. The optical markings 5, 5a, b are, for example, rectangular and/or have a rectangular boundary. The optical markings 5 include different optical markings, here 5a and 5b, the optical marking 5a being in the form of a dot code, the optical marking 5b being in the form of a bar code. Alternatively, the optical markings 5a, b can differ in color or size. The number of optical markings 5a is particularly preferably equal to the number of optical markings 5b in the marking area 4, these being distributed regularly and/or evenly.

Die Sensoranlage 2 umfasst eine Sensoranordnung 3, wobei die Sensoranordnung 3 eine erste Sensoreinheit 7a und eine zweite Sensoreinheit 7b umfasst. Die Sensoreinheiten 7a und 7b sind mittels eines Abstands- und/oder Haltemoduls 8 in einem festen Abstand d, insbesondere relativen Lage zueinander angeordnet. Die Sensoreinheiten 7a, b umfassen jeweils eine Kamera zur Aufnahme mindestens eines Bildes, wobei die Kameras mit ihrer Blickrichtung zum Objekt 3 bzw. Markierungsbereich 4 angeordnet sind. Die erste Sensoreinheit 7a ist ausgebildet ein erstes Sensoreinheitsbild 9a aufzunehmen, wobei die zweite Sensoreinheit 7b ausgebildet ist ein zweites Sensoreinheitsbild 9b aufzunehmen. Die Sensoreinheitsbilder 9a und 9b zeigen jeweils einen Abschnitt des Markierungsbereichs 4, wobei jeweils mindestens eine der optischen Markierungen 5, 5a, bauf dem Bild gezeigt sind und/oder umfasst. Insbesondere ist die Sensoreinheit 7a ausgebildet, die optischen Markierungen 5a als erste Markierungen aufzunehmen, wobei die Sensoreinheit 7b ausgebildet ist die optischen Markierungen 5b als zweite Markierungen aufzunehmen und/oder im Bild zu zeigen. Durch die Anordnung der Sensoreinheiten 7a, b in der Sensoranordnung 3 bzw. durch die Halterung 8 werden in den Sensoreinheitsbilder 9a, 9b unterschiedliche Abschnitte des Markierungsbereichs 4, insbesondere unterschiedliche optische Markierungen 5 als Bild aufgenommen.The sensor system 2 comprises a sensor arrangement 3, the sensor arrangement 3 comprising a first sensor unit 7a and a second sensor unit 7b. The sensor units 7a and 7b are arranged by means of a spacer and/or holding module 8 at a fixed distance d, in particular in a relative position to one another. The sensor units 7a, b each comprise a camera for recording at least one image, the cameras being arranged with their line of sight towards the object 3 or marking area 4. The first sensor unit 7a is designed to record a first sensor unit image 9a, with the second sensor unit 7b being designed to record a second sensor unit image 9b. The sensor unit images 9a and 9b each show a section of the marking area 4, with at least one of the optical markings 5, 5a, b being shown on the image and/or includes. In particular, the sensor unit 7a is designed to record the optical markings 5a as first markings, with the sensor unit 7b being designed to record the optical markings 5b as second markings and/or to show them in the image. Due to the arrangement of the sensor units 7a, b in the sensor arrangement 3 or due to the holder 8, different sections of the marking area 4, in particular different optical markings 5, are recorded as an image in the sensor unit images 9a, 9b.

Das erste Sensoreinheitsbild 9a und das zweite Sensoreinheitsbild 9b sind einem Überprüfungsmodul 10 bereitgestellt. Das Überprüfungsmodul 10 ist ausgebildet zu prüfen, ob die Sensoreinheitsbilder 9a und 9b auswertbar sind, beispielsweise die optischen Markierungen 5,5a, b lesbar und auswertbar sind. Insbesondere kann das Überprüfungsmodul 10 beispielsweise prüfen, ob die aufgenommenen optischen Markierungen 5, 5a, b in einer plausiblen Lage zueinander liegen oder ob der Abstand die eine solche Aufnahme nicht zuließe. Die Ergebnisse der Überprüfung durch das Überprüfungsmodul 10 sind insbesondere einer Auswerteeinheit 11 bereitgestellt. Der Auswerteeinheit 11 sind ferner die Sensoreinheitsbilder 9a und 9b bereitgestellt. Die Auswerteeinheit 11 ist ausgebildet, basierend auf den Sensoreinheitsbilder 9a ,b insbesondere den darin gezeigten optischen Markierungen 5,5a, b eine Lage zu bestimmen, wobei die Lage insbesondere eine Lage des Objekts 3 und/oder der optischen Markierung 5,5a, b ist, wobei die Lage relativ zum Beispiel zur Sensoranlage und/oder der Sensoreinheit bestimmt werden kann oder absolut bezüglich eines Referenzkoordinatensystems, beispielsweise aufgestapelt durch den Markierungsbereich 4.The first sensor unit image 9a and the second sensor unit image 9b are provided to a verification module 10 . The checking module 10 is designed to check whether the sensor unit images 9a and 9b can be evaluated, for example the optical markings 5, 5a, b can be read and evaluated. In particular, the checking module 10 can check, for example, whether the recorded optical markings 5, 5a, b are in a plausible position relative to one another or whether the distance would not allow such a recording. The results of the check by the checking module 10 are made available in particular to an evaluation unit 11 . The evaluation unit 11 is also provided with the sensor unit images 9a and 9b. The evaluation unit 11 is designed to determine a position based on the sensor unit images 9a,b, in particular the optical markings 5,5a,b shown therein, the position being in particular a position of the object 3 and/or the optical marking 5,5a,b , whereby the position can be determined relative, for example, to the sensor system and/or the sensor unit, or absolutely with respect to a reference coordinate system, for example stacked up by the marking area 4.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung einer Position basierend auf der Sensoranlage 2 bzw. der Positionsbestimmungsvorrichtung 1 aus 1. In einem Verfahrensschritt 100 wird überprüft, ob die erhaltenen Daten, hier erstes und zweites Sensoreinheitsbild 9a, b vollständig vorliegen. Beispielsweise wird überprüft, ob das Bild vollständig ist oder ob Teile des Bildes nicht empfangen oder bereitgestellt wurden. In einem Verfahrensschritt 200 wird überprüft, ob erstes und zweites Sensoreinheitsbild 9a, b auswertbar sind, beispielsweise ob alle Objekte insbesondere optischen Markierungen 5 lesbar, scharf und/oder kontrastreich aufgenommen sind. Die Verfahrensschritte 100 und 200 werden beispielsweise durch das Überprüfungsmodul 10 ausgeführt. Hierauf basierend wird eine Unterscheidung getroffen, insbesondere im Überprüfungsmodul 10 oder der Auswerteeinheit 11, ob beide Sensoreinheitsbilder 9a und 9b weiterverwendbar sind, oder nur eines oder keines. 2 FIG. 1 shows a flow chart for determining a position based on the sensor system 2 or the position determination device 1. FIG 1 . In a method step 100, a check is made as to whether the data obtained, here the first and second sensor unit images 9a, b, are complete. For example, it is checked whether the image is complete or whether parts of the image have not been received or provided. In a method step 200, it is checked whether the first and second sensor unit images 9a, b can be evaluated, for example whether all objects, in particular optical markings 5, are readable, sharp and/or recorded with high contrast. Method steps 100 and 200 are carried out by checking module 10, for example. Based on this, a distinction is made, in particular in the checking module 10 or the evaluation unit 11, as to whether both sensor unit images 9a and 9b can be reused, or only one or none.

Für den Fall, dass beide Sensoreinheitsbilder 9a und 9b auswertbar sind, wird der Verfahrensschritt 300 ausgeführt. Im Verfahrensschritt 300 wird die Lage, Position und/oder Orientierung basierend auf der Auswertung beider Sensoreinheitsbilder 9a und 9b durchgeführt. Beispielsweise wird basierend auf dem ersten Sensoreinheitsbild 9a eine erste Lage P1 bestimmt und basierend auf dem zweiten Sensoreinheitsbild 9b eine zweite Lage P2 bestimmt. Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung der ersten und zweiten Lage mehrfach, beispielweise basierend auf mehreren ersten und zweiten Sensoreinheitsbilder. Beispielsweise wird dann im Verfahrensschritt 300 auf diese Werte eine statistische und/oder geometrische Auswertung angewendet. Hieraus erhält man die korrigierten und/oder ausgewerteten Positionen P1' und P2'. Im Verfahrensschritt 400 wird basierend auf den korrigierten Positionen P1' und P2' eine mittlere Position P̅, beispielsweise durch Mittelwert Bestimmung oder anderweitige geometrische statistische Auswertung bestimmt und im Schritt 500 ausgegeben und/oder zur weiteren Verwendung an die jeweiligen Module oder Verfahren weitergegeben.In the event that both sensor unit images 9a and 9b can be evaluated, method step 300 is carried out. In method step 300, the attitude, position and/or orientation is carried out based on the evaluation of both sensor unit images 9a and 9b. For example, a first position P1 is determined based on the first sensor unit image 9a and a second position P2 is determined based on the second sensor unit image 9b. The determination of the first and second position preferably takes place several times, for example based on a plurality of first and second sensor unit images. For example, in method step 300, a statistical and/or geometric evaluation is then applied to these values. The corrected and/or evaluated positions P1' and P2' are obtained from this. In method step 400, based on the corrected positions P1' and P2', an average position P - is determined, for example by averaging or other geometric statistical evaluation, and output in step 500 and/or forwarded to the respective modules or methods for further use.

Für den Fall, dass nur eines der beiden Sensoreinheitsbilder 9a, b auswertbar ist, hier beispielsweise das zweite Sensoreinheitsbild 9b, wird das nicht auswertbare Sensoreinheitsbild 9a nicht ausgewertet und zur Positions- bzw. Lagebestimmung lediglich das zweite Sensoreinheitsbild 9b ausgewertet. Basierend auf dem zweiten Sensoreinheitsbild 9b wird die Position P2(X,Y,Z) bestimmt, wobei hierauf eine im Wesentlichen an den Verfahrensschritt 300 angelehnte Verarbeitung angewendet wird, so dass die korrigierte Position P2' erhalten wird, die dann im Verfahren Schritt 500 ausgegeben wird oder weitergeleitet wird.In the event that only one of the two sensor unit images 9a, b can be evaluated, here for example the second sensor unit image 9b, the non-evaluable sensor unit image 9a is not evaluated and only the second sensor unit image 9b is evaluated to determine the position or position. The position P2(X,Y,Z) is determined based on the second sensor unit image 9b, with processing essentially based on method step 300 being applied thereto, so that the corrected position P2' is obtained, which is then output in method step 500 will or will be forwarded.

Für den Fall, dass weder das erstes noch zweites Sensoreinheitsbild 9a, b auswertbar sind, wird der Verfahrensschritt 700 ausgeführt, bei dem beispielsweise eine Fehlerbehebung eingeleitet wird und/oder die Anlage sicher geschalten wird, beispielsweise stromfrei, kraftfrei, druckfrei und/oder in einen Notauszustand geschalten wird.In the event that neither the first nor the second sensor unit image 9a, b can be evaluated, method step 700 is carried out, in which, for example, troubleshooting is initiated and/or the system is safely switched on, for example without current, without force, without pressure and/or in one emergency stop is switched.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Automatisierungsanlage 12. Die Automatisierungsanlage 12 umfasst einen Anlagenbereich 13, wobei auf einer Grundfläche, z.B. Boden, der Markierungsbereich 4 mit den optischen Markierungen 5 angeordnet ist. Ferner umfasst die Automatisierungsanlage 12 eine Mehrzahl an Prozesseinrichtungen 14, die im Anlagenbereich 13 angeordnet sind und zur Übernahme eines Prozessschrittes und/oder kollaborierend ausgebildet sind. Die Prozesseinrichtungen 14, insbesondere die verschiebbaren, austauschbaren und/oder positionierbaren Prozesseinrichtungen 14, umfassen zur Bestimmung der Position, Lage und oder Orientierung im Anlagenbereich 13 jeweils die Sensoranlage 2. Die Automatisierungsanlage und insbesondere die Prozesseinrichtungen 14 erfüllen die Sicherheitsanforderungen gemäß ISO/TS 15066 und ISO 13849-1. 3 shows an exemplary embodiment of an automation system 12. The automation system 12 comprises a system area 13, the marking area 4 with the optical markings 5 being arranged on a base area, for example the floor. Furthermore, the automation system 12 comprises a plurality of process devices 14 which are arranged in the system area 13 and are designed to take over a process step and/or to collaborate. The process devices 14, in particular the displaceable, exchangeable and/or positionable process devices 14, include for determination the position, location and/or orientation in the system area 13, the sensor system 2. The automation system and in particular the process devices 14 meet the safety requirements according to ISO/TS 15066 and ISO 13849-1.

Die Automatisierungsanlage 12, insbesondere deren Umgebung 15 und der Analgenbereich 13, umfassen sicherheitskritische Bereiche 16, 17 und sicherheitsunkritische Bereiche 18, 19. In dem sicherheitsunkritischen Bereich 19 sind für einen Benutzer 20 ungefährliche Prozesseinrichtungen 14 angeordnet, sodass der sicherheitsunkritische Bereich 19 einen Interaktionsbereich zwischen Benutzer 20 und Prozesseinrichtung 14 bildet. Um Werkstücke, Objekte, Material und/oder Prozesseinrichtungen 14 in den sicherheitskritischen Bereich 17 zu bringen und/oder dort zu positionieren, umfasst die Automatisierungsanlage 12 eine Handlingeinrichtung 21, die insbesondere basierend auf der Sensoranlage 2 navigiert, positioniert und/oder transportiert. Beispielsweise umfasst hierzu die Handlingeinrichtung 21 eine Sensoranlage 2.The automation system 12, in particular its surroundings 15 and the system area 13, include safety-critical areas 16, 17 and safety-uncritical areas 18, 19. In the safety-uncritical area 19, process devices 14 are arranged that are not dangerous for a user 20, so that the safety-uncritical area 19 is an interaction area between users 20 and process device 14 forms. In order to bring workpieces, objects, material and/or process devices 14 into the safety-critical area 17 and/or to position them there, the automation system 12 includes a handling device 21 which navigates, positions and/or transports based on the sensor system 2 in particular. For example, the handling device 21 includes a sensor system 2.

4 zeigt die Automatisierungsanlage 12 aus 3 in einer Seitenansicht. Die Automatisierungsanlage 12 weist einen Bodenbereich, beispielsweise Bodenplatte, auf, auf welchem die optischen Markierungen 5 angeordnet sind, beispielsweise aufgeklebt sind. Die Teilung des Analagenbereich 13 in den sicherheitskritischen Bereich 17 und in den sicherheitsunkritischen Bereich 19 ist durch eine Linie 22 angedeutet. Die Sensoranlage 2 ist in den Prozesseinrichtungen 14 in einem unteren Abschnitt, zum Beispiel Fuß- oder Sockelbereich, angeordnet, wobei die Sensoranlage 2 für die erfindungsgemäße Redundanz die zwei Sensoreinheiten 7a, 7b umfasst. Die Bestimmung der Lage, Position und/oder Orientierung erfolgt in der Auswerteeinheit 11 der jeweiligen Sensoranordnung. Die Sensoranlage 2 ist ausgebildet die bestimmte Lage, Position und/oder Orientierung einer Zentralauswertungseinheit 23 bereitzustellen, wobei die Zentralauswerteeinheit 23 ausgebildet ist, die Positionierung, das Bringen, Transportieren und/oder Anordnen von Material, Werkstücken, Objekten und/oder Prozesseinrichtungen durch die Handlingeinrichtung 21 basierend auf den bereitgestellten Lagen, Positionen und/oder Orientierungen zu planen, zu steuern, zu regeln und/oder zu managen. 4 shows the automation system 12 3 in a side view. The automation system 12 has a floor area, for example a floor plate, on which the optical markings 5 are arranged, for example glued. The division of the system area 13 into the safety-critical area 17 and the safety-uncritical area 19 is indicated by a line 22 . The sensor system 2 is arranged in the process devices 14 in a lower section, for example the foot or base area, with the sensor system 2 comprising the two sensor units 7a, 7b for the redundancy according to the invention. The location, position and/or orientation is determined in the evaluation unit 11 of the respective sensor arrangement. The sensor system 2 is designed to provide the specific location, position and/or orientation of a central evaluation unit 23, with the central evaluation unit 23 being designed to position, bring, transport and/or arrange material, workpieces, objects and/or process devices using the handling device 21 plan, control, regulate and/or manage based on the provided attitudes, positions and/or orientations.

5 zeigt beispielhaft einen Ablauf zur Plausibilitätsprüfung der Sensoranlage 2. Nach einem Start 800 werden in einem Ausleseschritt 900 von der Auswerteeinheit 11 alle Sensoreinheiten 7a, 7b ausgelesen und die Sensoreinheitsbilder 9a, b bezogen. Anschließend wird in einem Prüfschritt 100 geprüft, ob alle, im Speziellen das erste und das zweite, Sensoreinheitsbild 9a, 9b, bezogen werden konnten. Liegen nicht alle benötigten, redundanten Sensoreinheitsbilder 9a, b vor, wird der Schritt 1100 eingeleitet, der einen Maschinenstopp 1200 und eine Warnung des Benutzers veranlasst. Konnten alle benötigten, redundanten Sensoreinheitsbilder 9a, b bezogen werden, wird basierend auf einem bereitgestellten, anlagenbedingten Offset 0 im Auswerteschritt 1300 eine Offsetkorrektur auf die Sensoreinheitsbilder 9a, b angewendet. Im Plausibilitätsprüfschritt 1400 wird geprüft, ob die gezeigten optischen Markierungen 5a, b in den offsetkorregierten Sensoreinheitsbilder 9a, b plausibel sind, zum Beispiel ob mit den entsprechend beabstandeten Sensoreinheiten 7a, b die Sensoreinheitsbilder so aufgenommen werden könnten. Anschließend wird eine Konsistenzentscheidung 1500 getroffen, wobei bei gegebener Plausibilität eine Bestimmung der Lage im Schritt 1600 erfolgt und bei Unplausibilität der Schritt 1100 und der Maschinenstopp 1200 veranlasst wird. 5 shows an example of a sequence for the plausibility check of the sensor system 2. After a start 800, all sensor units 7a, 7b are read out by the evaluation unit 11 in a readout step 900 and the sensor unit images 9a, b are obtained. Then, in a checking step 100, it is checked whether all, specifically the first and the second, sensor unit image 9a, 9b could be obtained. If not all the required, redundant sensor unit images 9a, b are available, step 1100 is initiated, which causes a machine stop 1200 and a warning to the user. If all required, redundant sensor unit images 9a, b can be obtained, an offset correction is applied to the sensor unit images 9a, b based on a provided, plant-related offset 0 in the evaluation step 1300. In plausibility check step 1400 it is checked whether the optical markings 5a, b shown in the offset-corrected sensor unit images 9a, b are plausible, for example whether the sensor unit images could be recorded in this way with the correspondingly spaced sensor units 7a, b. A consistency decision 1500 is then made, with the situation being determined in step 1600 if there is plausibility, and step 1100 and machine stop 1200 being initiated if it is implausible.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102016216196 A1 [0005]DE 102016216196 A1 [0005]

Claims (18)

Sensoranlage (2) mit einer Auswerteeinheit (11) und einer Sensoranordnung (6), wobei die Sensoranordnung (6) eine erste Sensoreinheit (7a) und eine zweite Sensoreinheit (7b) umfasst, wobei die erste Sensoreinheit (7a) ausgebildet ist, mindestens ein erstes Sensoreinheitsbild (9a) eines ersten Abschnitts eines Markierungsbereichs (4) mit optischen Markierungen (5) aufzunehmen, wobei die zweite Sensoreinheit (7b) ausgebildet ist, mindestens ein zweites Sensoreinheitsbild (9b) eines zweiten Abschnitts des Markierungsbereichs (4) mit den optischen Markierungen (5) aufzunehmen, wobei die optischen Markierungen (5) jeweils Positionsinformationen zur Ihrer Position im Markierungsbereich (4) umfassen, wobei die Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, basierend auf dem ersten und/oder dem zweiten Sensoreinheitsbild (9a, 9b) eine Lage der Sensoranlage (2) bezüglich des Markierungsbereichs (5) in bis zu sechs Freiheitsgraden zu bestimmen.Sensor system (2) with an evaluation unit (11) and a sensor arrangement (6), the sensor arrangement (6) comprising a first sensor unit (7a) and a second sensor unit (7b), the first sensor unit (7a) being designed to have at least one first sensor unit image (9a) of a first section of a marking area (4) with optical markings (5), the second sensor unit (7b) being designed to record at least a second sensor unit image (9b) of a second section of the marking area (4) with the optical markings (5), the optical markings (5) each comprising position information about their position in the marking area (4), the evaluation unit (11) being designed based on the first and/or the second sensor unit image (9a, 9b) of a position of the sensor system (2) with respect to the marking area (5) in up to six degrees of freedom. Sensoranlage (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, basierend auf dem ersten und dem zweiten Sensoreinheitsbild (9a, 9b) eine Plausibilitätsüberprüfung, Funktionsprüfung und/oder redundante Bestimmung der Lage durchzuführen.Sensor system (2) after claim 1 , characterized in that the evaluation unit (11) is designed to carry out a plausibility check, functional check and/or redundant determination of the position based on the first and the second sensor unit image (9a, 9b). Sensoranlage (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (11) ein erstes und ein zweites Auswertemodul umfasst, wobei das erste Auswertemodul ausgebildet ist, das erste Sensoreinheitsbild (9a) auszuwerten und/oder basierend auf dem ersten Sensoreinheitsbild (9a) die Position zu bestimmen, wobei das zweite Auswertemodul ausgebildet ist, das zweite Sensoreinheitsbild (9b) auszuwerten und/oder basierend auf dem zweiten Sensoreinheitsbild (9b) die Position zu bestimmen.Sensor system (2) after claim 1 or 2 , characterized in that the evaluation unit (11) comprises a first and a second evaluation module, the first evaluation module being designed to evaluate the first sensor unit image (9a) and/or to determine the position based on the first sensor unit image (9a), the second evaluation module is designed to evaluate the second sensor unit image (9b) and/or to determine the position based on the second sensor unit image (9b). Sensoranlage (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass erstes und zweites Auswertemodul unabhängig ausgebildet sind und/oder die Bereitstellung der Sensoreinheitsbilder (9a, 9b) auf unabhängigen Datenkanälen erfolgt.Sensor system (2) after claim 3 , characterized in that the first and second evaluation module are designed independently and/or the sensor unit images (9a, 9b) are provided on independent data channels. Sensoranlage (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, basierend auf dem ersten Sensoreinheitsbild (9a) eine erste Lage der ersten Sensoreinheit (7a) bezüglich des Markierungsbereichs (4) zu bestimmen und basierend auf dem zweiten Sensoreinheitsbild (9b) eine zweite Lage der zweiten Sensoreinheit (7b) bezüglich des Markierungsbereichs (4) zu bestimmen, wobei die Lage, Position und/oder Orientierung der Sensoranlage (2) basierend auf der ersten und der zweiten Lage ermittelt wird.Sensor system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit (11) is designed, based on the first sensor unit image (9a) to determine a first position of the first sensor unit (7a) with respect to the marking area (4) and based on the second sensor unit image (9b) to determine a second location of the second sensor unit (7b) with respect to the marking area (4), the location, position and/or orientation of the sensor system (2) being determined based on the first and the second location. Sensoranlage (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensoreinheit (7a) und die zweite Sensoreinheit (7b) in der Sensoranordnung (6) in einem festen und/oder bekannten Abstand (d) und/oder Lage beabstandet sind.Sensor system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the first sensor unit (7a) and the second sensor unit (7b) in the sensor arrangement (6) are spaced at a fixed and/or known distance (d) and/or position . Sensoranlage (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) ausgebildet ist, die erste und die zweite Sensoreinheit (7a, b) in einer unterschiedlichen Höhe zum Markierungsbereich (4) zu beabstanden.Sensor system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement (6) is designed to space the first and the second sensor unit (7a, b) at a different height from the marking area (4). Sensoranlage (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Markierungen (5) erste und zweite Markierungen (5a, b) umfassen, wobei die Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, die erste Lage basierend auf einer Auswertung der vom ersten Sensoreinheitsbild (9a) umfassten ersten Markierungen (5a) zu bestimmen und/oder die die zweite Lage basierend auf einer Auswertung der vom zweiten Sensoreinheitsbild (9b) umfassten zweiten Markierungen (5b) zu bestimmen.Sensor system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the optical markings (5) comprise first and second markings (5a, b), the evaluation unit (11) being designed to determine the first position based on an evaluation of the first to determine the first markings (5a) included in the sensor unit image (9a) and/or to determine the second position based on an evaluation of the second markings (5b) included in the second sensor unit image (9b). Sensoranlage (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten optischen Markierungen (5a, b) farblich unterschiedlich ausgebildet sind.Sensor system (2) after claim 8 , characterized in that the first and second optical markings (5a, b) are designed with different colors. Sensoranlage (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Überprüfungsmodul (10), wobei das Überprüfungsmodul (10) ausgebildet ist, erstes und zweites Sensoreinheitsbild (9a, b)auf eine Auswertbarkeit zu überprüfen, wobei die Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, bei Auswertbarkeit beider Sensoreinheitsbilder (9a, b) die Lage, Position und/oder Orientierung basierend auf beiden Sensoreinheitsbildern (9a, b) zu bestimmen und/oder bei Auswertbarkeit nur eines der Sensoreinheitsbilder (9a, b) die Lage, Orientierung und/oder Position basierend auf dem auswertbaren Sensoreinheitsbild (9a ,b)zu bestimmen.Sensor system (2) according to one of the preceding claims, characterized by a checking module (10), the checking module (10) being designed to check the first and second sensor unit images (9a, b) for evaluability, the evaluation unit (11) being embodied to determine the position, position and/or orientation based on both sensor unit images (9a, b) if both sensor unit images (9a, b) can be evaluated and/or to determine the position, orientation and/or if only one of the sensor unit images (9a, b) can be evaluated to determine position based on the evaluable sensor unit image (9a,b). Sensoranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, bei Unauswertbarkeit der beiden Sensoreinheitsbilder (9a, b) eine Notabschaltung einzuleiten und/oder Gegenmaßnahmen einzuleiten.sensor system claim 10 , characterized in that the evaluation unit (11) is designed to initiate an emergency shutdown and/or initiate countermeasures if the two sensor unit images (9a, b) cannot be evaluated. Sensoranlage (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine dritte Sensoreinheit, wobei die Sensoreinheit ausgebildet ist, weitere Markierungen des Markierungsbereichs (4) auf einem magnetischen, elektrischen, haptischen und/oder mechanischen Messprinzip zu detektieren und Sensordaten bereitzustellen, wobei die Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, die Lage, Position und/oder Orientierung basierend auf den Sensordaten zu ermitteln.Sensor system (2) according to one of the preceding claims, characterized by a third sensor unit, the sensor unit being designed to detect further markings of the marking area (4) on a magnetic, electrical, haptic and/or mechanical measuring principle and to provide sensor data, the evaluation unit (11) is formed, the location, position and/or to determine orientation based on the sensor data. Positionsbestimmungsvorrichtung (1) mit der Sensoranlage (2) nach einem der vorherigen Ansprüche und einem Markierungsbereich (4) mit optischen Markierungen (5).Position determination device (1) with the sensor system (2) according to one of the preceding claims and a marking area (4) with optical markings (5). Automatisierungsanlage (12) mit mindestens einer Prozesseinrichtung (14), wobei die Automatisierungsanlage (12) einen Anlagenbereich (13) aufweist, wobei die Prozesseinrichtung (14) im Anlagenbereich (13) angeordnet und/oder anordenbar ist und zur Durchführung einer Prozessfunktion ausgebildet ist, wobei die Prozesseinrichtung (14) eine Sensoranlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst, wobei der Anlagenbereich den Markierungsbereich (4) mit optischen Markierungen (5) aufweist, wobei die erste Sensoreinheit (7a) ausgebildet ist, mindestens ein erstes Sensoreinheitsbild (9a) eines ersten Abschnitts des Markierungsbereichs (4) aufzunehmen, wobei die zweite Sensoreinheit (7b) ausgebildet ist, mindestens ein zweites Sensoreinheitsbild (9b) eines zweiten Abschnitts des Markierungsbereichs (4) aufzunehmen, wobei die optischen Markierungen (5) jeweils Positionsinformationen zur Ihrer Position im Markierungsbereich (4) umfassen, wobei die Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, basierend auf dem ersten und/oder dem zweiten Sensoreinheitsbild (9a, 9b) eine Lage der der Prozesseinrichtung (14) im Anlagenbereich in bis zu sechs Freiheitsgraden zu bestimmen.Automation system (12) with at least one process device (14), wherein the automation system (12) has a system area (13), wherein the process device (14) is and/or can be arranged in the system area (13) and is designed to carry out a process function, wherein the process device (14) has a sensor system (2) according to one of Claims 1 until 11 comprises, wherein the system area has the marking area (4) with optical markings (5), wherein the first sensor unit (7a) is designed to record at least a first sensor unit image (9a) of a first section of the marking area (4), the second sensor unit ( 7b) is designed to record at least one second sensor unit image (9b) of a second section of the marking area (4), the optical markings (5) each including position information about their position in the marking area (4), the evaluation unit (11) being designed to determine a position of the process device (14) in the plant area in up to six degrees of freedom based on the first and/or the second sensor unit image (9a, 9b). Automatisierungsanlage (12) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesseinrichtung (14) benutzerkollaborierend ausgebildet ist.Automation system (12) after Claim 14 , characterized in that the process device (14) is designed to be user-collaborative. Automatisierungsanlage (12) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenbereich (13) einen sicherheitskritischen (17) und einen sicherheitsunkritischen (19) Abschnitt umfasst, wobei sicherheitskritische, benutzer-, umgebungs- und/oder interaktionsgefährdende Prozesseinrichtungen (14) im sicherheitskritischen Abschnitt (17) angeordnet, anordenbar, betreibbar und/oder betrieben sind.Automation system (12) after Claim 14 or 15 , characterized in that the system area (13) comprises a safety-critical (17) and a safety-uncritical (19) section, with safety-critical, user, environment and/or interaction endangering process devices (14) being arranged in the safety-critical section (17), can be arranged, are operable and/or operated. Automatisierungsanlage (12) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch eine Handlingeinrichtung (21), wobei die Handlingeinrichtung (21) im Anlagenbereich (13) angeordnet ist und ausgebildet ist, die Prozesseinrichtung (12), Objekte, Material und/oder Werkstücke basierend auf dem ersten und/oder zweiten Sensoreinheitsbild (9a, 9b) und/oder der bestimmten Lage im Anlagenbereich (13) zu positionieren, transportieren und/oder orientieren.Automation system (12) according to one of Claims 14 until 16 , characterized by a handling device (21), wherein the handling device (21) is arranged in the system area (13) and is designed to process the process device (12), objects, material and/or workpieces based on the first and/or second sensor unit image (9a , 9b) and/or the specific location in the plant area (13) to position, transport and/or orient. Verfahren zur Lage-, Orientierungs- und/oder Positionsbestimmung, wobei von einem Markierungsbereich (4) mit optischen Markierungen (5) mittels einer ersten Sensoreinheit (7a) ein erstes Sensoreinheitsbild (9a) und mit einer zweiten Sensoreinheit (7b) ein zweites Sensoreinheitsbild (9b) aufgenommen wird, wobei erste und zweite Sensoreinheit (7a, b) beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei das erste Sensoreinheitsbild (9a) einen ersten Abschnitt des Markierungsbereichs (4) mit mindestens einer optischen Markierung (5) zeigt und das zweite Sensoreinheitsbild (9b) einen zweiten Abschnitt des gleichen Markierungsbereichs (4) mit mindestens einer optischen Markierung (5) zeigt, wobei die optischen Markierungen jeweils eine Positionsinformation zu ihrer Position im Markierungsbereich (4) umfassen, wobei basierend auf dem ersten und zweiten Sensoreinheitsbild (9a, b) eine Lage, Position und/oder Orientierung zum Markierungsbereich (4) bestimmt wird.A method for determining the position, orientation and/or position, a first sensor unit image (9a) of a marking area (4) with optical markings (5) using a first sensor unit (7a) and a second sensor unit image ( 9b) is recorded, with the first and second sensor units (7a, b) being arranged at a distance from one another, with the first sensor unit image (9a) showing a first section of the marking area (4) with at least one optical marking (5) and the second sensor unit image (9b ) shows a second section of the same marking area (4) with at least one optical marking (5), the optical markings each comprising position information about their position in the marking area (4), based on the first and second sensor unit images (9a, b) a location, position and/or orientation to the marking area (4) is determined.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102016216196A1 (en) 2016-08-29 2018-03-01 Robert Bosch Gmbh Sensor system with an optical sensor unit and an automation system

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