DE102008009578B4

DE102008009578B4 - Method for detecting objects by means of a sensor arrangement

Info

Publication number: DE102008009578B4
Application number: DE200810009578
Authority: DE
Inventors: Martin Argast
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2008-02-16
Filing date: 2008-02-16
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2028-02-17
Also published as: DE102008009578A1

Abstract

Verfahren zur Erfassung von Objekten mittels einer optischen Sensoranordnung umfassend mehrere Sendelichtstrahlen (3a, 3b, 3c) emittierende Sender (2a, 2b, 2c), wobei die Sendelichtstrahlen (3a, 3b, 3c) von einem zu detektierenden Objekt auf einen gemeinsamen Empfänger (5) geführt sind, und räumlich getrennte Strahlachsen bilden, wobei ein zu detektierendes Objekt mit einer Objektgeschwindigkeit nacheinander an den Sensorachsen vorbeibewegt und dabei von den Sendelichtstrahlen erfasst wird, und die für die einzelnen Sensorachsen ermittelten Einzelsignalverläufe zeitversetzt zu einem Gesamtsignalverlauf addiert werden, wobei die Zeitversätze der Einzelsignalverläufe der Sensorachsen an Objektlaufzeiten des zu detektierenden Objekts (6) zwischen diesen Sensorachsen so angepasst sind, dass eine phasenrichtige Addition der Einzelsignalverläufe zu einem Gesamtsignalverlauf erfolgt, wobei aus dem Gesamtsignalverlauf ein Objektfeststellungssignal generiert wird.Method for detecting objects by means of an optical sensor arrangement comprising transmitters (2a, 2b, 2c) emitting a plurality of transmitted light beams (3a, 3b, 3c), the transmitted light beams (3a, 3b, 3c) being directed from an object to be detected onto a common receiver (5 ), and form spatially separate beam axes, wherein an object to be detected with an object speed successively moved past the sensor axes and thereby detected by the transmitted light beams, and the individual signal waveforms determined for the individual sensor axes are added to a total signal delay with time offset the time offsets Individual signal waveforms of the sensor axes at object delays of the object to be detected (6) are adjusted between these sensor axes so that a phase-correct addition of the individual signal waveforms to a total waveform, wherein an object detection signal is generated from the overall waveform.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method according to the preamble of the claim 1.

Bei derartigen Verfahren soll generell mit einer Sensoranordnung ein mit einer bestimmten Objektgeschwindigkeit bewegtes Objekt möglichst sicher und fehlerfrei erkannt werden. Verfahren der in Rede stehenden Art verwenden hierzu einzelne Sensoren, die stationär angeordnet werden, um damit das vorbeibewegte Objekt detektieren zu können.at Such method is generally intended with a sensor arrangement if possible with a certain object speed moving object be detected safely and without errors. Procedure of the in question Art use this single sensors, which are arranged stationary to be able to detect the object moved past.

Ein typisches Anwendungsbeispiel hierfür ist ein Förderband, auf welchem mit einer vorgegeben Fördergeschwindigkeit in einer Förderrichtung die zu detektierenden Objekte gefördert werden. Als Sensor zur Detektion der Objekte ist seitlich am Förderband beispielsweise ein optischer Sensor in Form eines Lichttasters platziert. Der Lichttaster weist einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger sowie eine Auswerteeinheit auf, in welcher aus den Empfangssignalen des Empfängers mittels einer Schwellwertbewertung ein binäres Schaltsignal generiert wird, dessen Schaltzustände angeben, ob ein Objekt vorhanden ist oder nicht. Die Strahlachse der vom Lichttaster emittierten Sendelichtstrahlen verläuft senkrecht zur Förderrichtung. Trifft ein Objekt in den Strahlengang des Lichttasters, werden die Sendelichtstrahlen vom Objekt auf den Lichttaster rückreflektiert. Ist kein Objekt vorhanden, wird das vom Lichttaster emittierte Licht gegebenenfalls von einem Hintergrund zurückreflektiert und gelangt zum Lichttaster.One typical example of this is a conveyor belt on which with a given conveyor speed in a conveying direction the objects to be detected are conveyed. As a sensor for Detection of the objects is laterally on the conveyor belt, for example placed optical sensor in the form of a light sensor. The light scanner has a transmitting light beam emitting transmitter, a receiving light beams receiving recipient and an evaluation unit, in which from the received signals Recipient a binary switching signal is generated by means of a threshold value evaluation, its switching states indicate whether an object exists or not. The beam axis the emitted light rays emitted by the light sensor are perpendicular to the conveying direction. If an object hits the beam path of the light scanner, the Transmitted light rays reflected back from the object to the light sensor. If there is no object, the light emitted by the light sensor becomes light optionally reflected back from a background and gets to Light switch.

Problematisch hierbei ist, dass ein detektiertes Objekt von dem Hintergrund sicher unterschieden werden muss. Eine genaue Objektdetektion wird generell dadurch erschwert, dass durch die Objektgeschwindigkeit des Objekts dieses nur kurzzeitig erfasst wird, während der statische Hintergrund für eine größere Zeit erfasst wird. Wenn dazu das Objekt noch Durchbrüche aufweist, so dass bei der Objektdetektion das Objekt von den Sendelichtstrahlen durchstrahlt wird, so dass dann die Sendelichtstrahlen auf den Hintergrund treffen, wird eine genaue Objektdetektion noch weiter beeinträchtigt, da so eine Unterscheidung von Objekt und Hintergrund erschwert wird. Weiterhin kann die Objektdetektion durch die Oberflächenbeschaffenheit des Objekts selbst erschwert sein. Weist das Objekt Rundungen, lokale Beschädigungen oder unterschiedlich stark reflektierte Oberflächensegmente auf, können die Sendelichtstrahlen bei der Reflexion an dem Objekt aufgestreut oder wegreflektiert werden, was dazu führt, dass die Kantenpositionen des Objekts nicht mehr genau erfasst werden.Problematic in this case, a detected object is safe from the background must be distinguished. Accurate object detection becomes general made difficult by the object speed of the object This is captured only briefly while the static background for a longer time is detected. If the object still has breakthroughs, so that at the Object detection radiates the object from the transmitted light beams so that then the transmitted light rays hit the background, if accurate object detection is further impaired, as this makes a distinction between object and background difficult. Furthermore, the object detection by the surface texture the object itself be difficult. Does the object have roundings, local damage or differently strongly reflected surface segments, the Transmitted light rays scattered in the reflection at the object or be reflected away, which causes the edge positions of the object can no longer be detected accurately.

Die Unzulänglichkeiten bei der Objektdetektion mittels eines derartigen Sensors können dadurch noch verstärkt werden, dass durch kurzzeitige Störlichteinstrahlungen das Vorhandensein eines Objekts vorgetäuscht wird. Letztlich wird die Objektdetektion durch Dejustagen des Sensors oder Beeinträchtigungen der Nachweisempfindlichkeit des Sensors bedingt durch Temperatureinflüsse, Verschmutzungen oder Alterung von Bauelementen des Sensors beeinträchtigt.The shortcomings in the object detection by means of such a sensor can thereby still reinforced be that by short-term Störlichteinstrahlungen the presence of an object becomes. Ultimately, the object detection by misalignment of the sensor or impairments the detection sensitivity of the sensor due to temperature influences, contamination or Aging of components of the sensor impaired.

Die DE 100 11 230 C5 betrifft ein Metallsuchgerät zur Überwachung eines Produktstromes auf unerwünschte metallisch leitende Partikel, bei dem in einem zu überwachenden Abschnitt des auf einem Transportband befindlichen Produktstromes mittels in Förderrichtung hintereinander angeordneten Einzelsensoren und einer diesen zugeordneten Auswerteschaltung ein materialspezifisches Erkennungssignal in der Weise abgeleitet wird, dass die Ausgangssignale der Sensoren derart gegeneinander zeitverzögert einer Additionsschaltung zugeführt werden, dass der durch den Abstand der Sensoren und die Fördergeschwindigkeit des Förderstromes bedingte Laufzeitunterschied zwischen den Sensorsignalen ausgeglichen wird und eine wenigstens nahezu arithmetische Addition der auf metallisch leitende Partikel im Fördergutstrom beruhenden Signalanteile in der Additionsschaltung erfolgt, deren Ausgangssignal der Auswerteschaltung zur Erzeugung des Erkennungssignals zugeführt wird. Die einzelnen Sensoren sind im Wesentlichen nur auf magnetisierbares Material ansprechende, den Einzelsensoren, wie z. B. Hallgeneratoren oder Feldplatten, die auf einer Seite des das Fördergut tragenden Transportbandes unter Bildung einer Sensor-Reihe hintereinander angeordnet sind.The DE 100 11 230 C5 relates to a metal detector for monitoring a product flow to unwanted metallic conductive particles, in which a material-specific detection signal is derived in a portion to be monitored of the product flow located on a conveyor belt by means arranged in the conveying direction one behind the other sensors and an evaluation circuit associated therewith in such a way that the output signals Sensors are supplied with such time delay of an addition circuit, that the time difference between the sensor signals is compensated by the distance of the sensors and the conveying speed of the flow and an at least almost arithmetic addition of based on metallic conductive particles in Fördergutstrom signal components in the addition circuit, the output signal the evaluation circuit for generating the detection signal is supplied. The individual sensors are essentially responsive only to magnetizable material, the individual sensors, such. B. Hall generators or field plates, which are arranged on one side of the conveyor belt carrying the conveyed to form a series of sensors one behind the other.

Weiterbildungen dieses Metallsuchgeräts sind in DE 10 2005 018 587 A1 , DE 10 2006 061 041 A1 und in DE 10 2005 018 590 A1 beschrieben.Further developments of this metal detector are in DE 10 2005 018 587 A1 . DE 10 2006 061 041 A1 and in DE 10 2005 018 590 A1 described.

Die DE 102 42 695 A1 betrifft ein Detektionssystem und Detektionsverfahren zur Detektion und Verfolgung von optischen Codes an Objekten, die entlang eines Überwachungsbereichs transportiert werden, mit mehreren optoelektronischen Sensoren zum Einlesen der Codes und zum Erzeugen entsprechender Lesedaten und mit zumindest zwei Datenbussen, denen jeweils eine eigene Bussteuereinheit zugeordnet ist, wobei jeder der mehreren Sensoren sowohl an den einen als auch an den anderen der beiden Datenbusse angeschlossen ist und wobei der eine der beiden Datenbusse mit der zugeordneten Bussteuereinheit einerseits und der andere Datenbus mit der zugeordneten Bussteuereinheit andererseits unterteilt sind in einen Primärzweig und einen Sekundärzweig, der dem Primärzweig untergeordnet ist.The DE 102 42 695 A1 relates to a detection system and detection method for detecting and tracking optical codes on objects that are transported along a surveillance area, comprising a plurality of optoelectronic sensors for reading in the codes and generating corresponding read data and at least two data buses, each having its own bus control unit, wherein each of the plurality of sensors is connected both to one and to the other of the two data buses and wherein one of the two data buses with the associated bus control unit on the one hand and the other data bus with the associated bus control unit are subdivided into a primary branch and a secondary branch, respectively Subordinate primary branch.

Die EP 1 717 560 A2 betrifft ein Netzwerk von über einen Datenbus verbundenen Sensoren zur Detektion von Objekten. In den einzelnen Sensoren generierte Daten werden über den Datenbus an die weiteren Sensoren übertragen. In einem der Sensoren wird aus den Daten der einzelnen Sensoren ein Gesamtergebnis generiert, welches an eine übergeordnete Einheit ausgebbar ist.The EP 1 717 560 A2 concerns a network of sensors connected via a data bus for the detection of objects. Data generated in the individual sensors are transmitted via the data bus to the other sensors. In one of the sensors, a total result is generated from the data of the individual sensors, which can be output to a higher-level unit.

Die DE 10 2006 012 823 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenbereichs an einem Arbeitsmittel, welche eine Anordnung von Sensoren umfasst, welche jeweils eine Kamera zur Erfassung einer Schutzzone als Teil des Gefahrenbereichs aufweisen. Weiterhin ist eine Anschalteinheit vorgesehen, in welche von den Sensoren generierte Signale eingelesen werden, aus welchen in der Anschalteinheit ein Schaltsignal generiert wird. In Abhängigkeit des Schaltsignals ist das Arbeitsmittel aktiviert oder abgeschaltet.The DE 10 2006 012 823 A1 relates to a device for monitoring a hazardous area on a work equipment, which comprises an array of sensors, each having a camera for detecting a protection zone as part of the danger area. Furthermore, an interface unit is provided in which signals generated by the sensors are read, from which a switching signal is generated in the interface unit. Depending on the switching signal, the working means is activated or turned off.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels dessen bewegte Objekte sicher und zuverlässig erfasst werden können.Of the Invention has for its object to provide a method by means of which moving objects can be detected safely and reliably.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object is achieved by the features of claims 1 and 2. Advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Detektion eines bewegten Objekts nicht anhand der Signale einzelner Sensoren erfolgt. Die erfindungsgemäße Objektdetektion erfolgt vielmehr derart, dass Einzelsignalverläufe der Sensorachsen der Sensoranordnungen, welche von separaten Sensoren oder Elementen von Sensoren gebildet sind, zu einem Gesamtsignalverlauf beitragen.Of the The basic idea of the invention is that the detection of a moving object is not based on the signals of individual sensors. The Object detection according to the invention rather takes place in such a way that individual signal profiles of the sensor axes of the sensor arrangements, which are formed by separate sensors or elements of sensors contribute to a total waveform.

Wesentlich bei dem Verfahren ist die zeitversetzte Überlagerung der Einzelsignalverläufe zum Gesamtsignalverlauf. Die einzelnen Zeitversätze der Einzelsignalverläufe sind dabei an die Objektlaufzeiten des zu detektierenden Objekts und an die Abstände der Sensorachsen, das heißt an die Objektgeschwindigkeit des Objekts, angepasst. Durch diese zeitversetzte Überlagerung wird erreicht, dass die Zeitintervalle der Einzelsignalverläufe, in welchen das zu detektierende Objekt mit den jeweiligen Sensorachsen erfasst wird, übereinander liegen, so dass eine phasenrichtige Addition der Einzelsignalverläufe zum Gesamtsignalverlauf derart erfolgt, dass bei der Bildung des Gesamtsignalverlaufs des der Summe der Einzelsignalverläufe diese Zeitintervalle der Objekterfassungen aufintegriert werden, das heißt das Verfahren zur Generierung des Gesamtsig nalverlaufs entspricht einer Lock-in-Technnik. Durch die phasenrichtige Überlagerung wird ein kooperativer Effekt erzielt, denn der Gesamtsignalverlauf beinhaltet nun eine Mehrfacherfassung des Objekts, wobei durch die Summenbildung der Einzelsignalverläufe Störanteile aus den Einzelsignalverläufen herausgemittelt werden, wodurch die Objektdetektion gegenüber unabhängig voneinander durchgeführten Einzelmessungen, die durch eine isolierte Auswertung der Einzelsignalverläufe erhalten würde, erheblich verbessert ist.Essential In the method, the time-shifted superposition of the individual signal waveforms to the overall waveform. The individual time offenses the individual signal curves are in this case the object running times of the object to be detected and the distances the sensor axes, that is adapted to the object speed of the object. Through this time-shifted overlay is achieved that the time intervals of the individual signal waveforms, in which the object to be detected with the respective sensor axes is detected, one above the other lie, so that a phase-correct addition of the individual signal waveforms to Overall signal waveform is such that in the formation of the overall signal waveform of the sum of the individual signal waveforms these time intervals of Object captures are integrated, that is the method of generation of the overall trend corresponds to a lock-in technique. By the in-phase superposition a cooperative effect is achieved because of the overall waveform now includes a multiple detection of the object, wherein by the Summation of the individual signal waveforms Noise components from the individual signal waveforms averaged out which allows the object detection to be performed independently of each other obtained by an isolated evaluation of the individual signal waveforms would, is significantly improved.

Durch die Aufintegration der Einzelsignalverläufe zum Gesamtsignalverlauf wird insbesondere eine erhöhte Gesamtmesszeit auf dem Objekt erzielt, wodurch insbesondere auch eine sichere Unterscheidung des bewegten Objekts von einem Hintergrund, vor welchem das Objekt bewegt wird, gewährleistet wird.By the integration of the individual signal waveforms to the overall waveform In particular, an increased Total measuring time achieved on the object, which in particular also a safe distinction of the moving object from a background, before which the object is moved is ensured.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch darin, dass auch aus ungenauen und sogar zu einem gewissen Grad fehlerhaften Einzelmessungen mit den einzelnen Sensorachsen, das heißt Einzelsensoren oder Komponenten hiervon, durch die zeitversetzte, das heißt phasenrichtige Überlagerung der Einzelsignalverläufe zum Gesamtsignalverlauf dennoch zuverlässig ein Objektfeststellungssignal generiert werden kann, da sich bei der Bildung des Gesamtsignalverlaufs derartige Fehler herausmitteln.One An essential advantage of the method according to the invention also exists in that too inaccurate and even to some extent erroneous individual measurements with the individual sensor axes, the is called Individual sensors or components thereof, by the time-shifted, that is, in-phase superposition the individual signal curves to the overall waveform yet reliably an object detection signal can be generated because in the formation of the overall signal waveform remove such errors.

Damit können zur Ausbildung der Sensorachsen kostengünstige Sensoren eingesetzt werden, da an diese keine erhöhten Genauigkeitsanforderungen gestellt werden müssen. Die erfindungsgemäße Sensoranordnung kann somit kostengünstig hergestellt werden.In order to can used to form the sensor axes cost-effective sensors because there is no increase in these Accuracy requirements must be made. The sensor arrangement according to the invention can thus be produced inexpensively become.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist, dass die Objektgeschwindigkeit des zu detektierenden Objekts zumindest näherungsweise bekannt ist, damit die Zeitversätze der Einzelsignalverläufe an die Objektgeschwindigkeit und damit an die Objektlaufzeiten zwischen den einzelnen Sensorachsen angepasst werden können, beziehungsweise generell die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigten Auswerteparameter festgelegt werden können.Essential for the inventive method is that the object speed of the object to be detected at least approximately is known, so the time offenses the individual signal curves to the object speed and thus to the object running times between can be adapted to the individual sensor axes, or in general the for the implementation the method according to the invention required Evaluation parameters can be set.

Diese Festlegung der Auswerteparameter erfolgt bevorzugt in einem Einlernvorgang. Während des Einlernvorgangs wird ein Referenzobjekt mit einer Geschwindigkeit an der Sensorachse vorbeibewegt, welche der Objektgeschwindigkeit des zu detektierenden Objekts zumindest näherungsweise entspricht. Aus den dabei ermittelten Signalen der Sensorachse werden Auswerteparameter ermittelt. In diesem Einlernvorgang wird als Auswerteparameter die Reihenfolge der Sensorachsen, mit welchen das Referenzobjekt detektiert wird, ermittelt. Zudem werden als Auswerteparameter die Zeitversätze der Einzelsignalverläufe bestimmt. Weiterhin können als Auswerteparameter Skalierungsfaktoren für die Einzelsignalverläufe der Sensorachsen ermittelt werden.This determination of the evaluation parameters is preferably carried out in a teach-in process. During the teaching process, a reference object is moved past the sensor axis at a speed which at least approximately corresponds to the object speed of the object to be detected. Evaluation parameters are determined from the signals of the sensor axis determined in the process. In this teach-in process, the sequence of the sensor axes with which the reference object is detected is determined as the evaluation parameter. In addition, the time offsets of the individual signal profiles are determined as evaluation parameters. Furthermore, as Evaluation parameters Scaling factors for the individual signal curves of the sensor axes can be determined.

Durch die an die Objektgeschwindigkeit des zu detektierenden Objekts festgelegten Zeitversätze wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht, dass bei der Bildung des Gesamtsignalverlaufs aus der Summe der zeitversetzten Einzelsignalverläufe selektiv nur die Signalanteile verstärkt, das heißt hervorgehoben werden, die von dem mit der Objektgeschwindigkeit bewegten, zu detektierenden Objekt stammen. Demgegenüber werden Signalanteile von einem statischen Hintergrund oder von nicht zu detektierenden Fremdobjekten, die mit anderen Geschwindigkeiten als die Objektgeschwindigkeit bewegt werden, nicht verstärkt. Damit können die mit der Objektgeschwindigkeit bewegten, zu detektierenden Objekte nicht nur sicher von einem statischen Hintergrund, sondern auch von Fremdobjekten unterschieden werden.By the fixed to the object speed of the object to be detected Time offsets will in the method according to the invention achieved that in the formation of the overall waveform from the Sum of the delayed individual signal waveforms selectively only the signal components strengthened this means be highlighted by the object speed moved, to be detected object originate. In contrast, be Signal components from a static background or not to detecting foreign objects at different speeds as the object speed is moved, not amplified. In order to can the objects moving with the speed of the object to be detected not only safe from a static background, but also be differentiated from foreign objects.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch dann funktionsfähig, wenn die Objektgeschwindigkeit sich im Lauf der Zeit etwas ändert. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung können nämlich während des Messbetriebs der Sensoranordnung, das heißt während der Objektdetektion, die Zeitversätze der Einzelsignalverläufe nachgeführt und an die aktuelle Objektgeschwindigkeit angepasst werden.The inventive method is functional even then when the object speed changes slightly over time. In a particularly advantageous embodiment, namely during the measuring operation of the Sensor arrangement, that is during the Object detection, the time offsets the individual signal curves tracked and adapted to the current object speed.

Hierzu erfolgt die Nachführung in Abhängigkeit einer Korrelation von Gesamtsignalverläufen, die durch Einzelsignalverläufe mit unterschiedlichen Zeitversätzen erhalten werden.For this the tracking takes place dependent on a correlation of total signal waveforms, which by individual signal waveforms with different time offenses to be obtained.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine Selbstkontrolle der Sensoranordnung möglich ist, um einerseits die Güte des Objektfeststellungssignals prüfen zu können, und um andererseits selektiv feststellen zu können, welche der Sensorachsen fehlerfrei arbeiten und welche nicht.One Another advantage of the method according to the invention is that a self-control of the sensor arrangement is possible, on the one hand the quality of the object detection signal check to be able to and on the other hand to be able to selectively determine which of the sensor axes work without errors and which not.

Zur Überprüfung der einzelnen Sensorachsen werden die während der Objektdetektion ermittelten Einzelsignalverläufe der Sensorachsen mit dem Gesamtsignalverlauf korreliert und die so ermittelten Korrelationsgrade der Einzelsignalverläufe überwacht.To check the individual sensor axes are determined during object detection Single waveforms the sensor axes correlated with the overall waveform and the thus determined correlation levels of the individual signal waveforms monitored.

Für den Fall, dass der Korrelationsgrad für den Einzelsignalverlauf einer Sensorachse einen Mindestwert unterschreitet, wird die betreffende Sensorachse bei der Bildung des Gesamtsignalverlaufs und des daraus abgeleiteten Objektfeststellungssignals ausgeschlossen.In the case, that the degree of correlation for the Individual signal curve of a sensor axis falls below a minimum value, is the relevant sensor axis in the formation of the overall waveform and excluded from the derived object detection signal.

Weiterhin wird aus den einzelnen Korrelationsgraden eine Gesamtkorrelationsgüte abgeleitet, woraus ein Maß für die Gültigkeit des Objektfeststellungssignals abgeleitet wird.Farther From the individual degrees of correlation, a total correlation quality is derived, from which a measure of validity of the object detection signal is derived.

Für den Fall, dass die ermittelte Gesamtkorrelationsgüte einen Mindestwert unterschreitet, folgt eine Umschaltung auf einen Einzelbetrieb der Sensorachse.In the case, that the determined total correlation quality falls below a minimum value, follows a switch to a single operation of the sensor axis.

Zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Sensorachsen können unterschiedlich ausgebildete Sensoren oder Sensorkomponenten eingesetzt werden, das heißt die Sensoranordnung kann in unterschiedlichen Ausgestaltungen realisiert werden, wobei insbesondere die Reihenfolge der Sensoren in den Sensorachsen sowie die Abstände und/oder Orientierungen der Sensorachsen variabel gewählt werden können.to Formation of the sensor axes according to the invention can used differently shaped sensors or sensor components be, that is the sensor arrangement can be realized in different configurations In particular, the order of the sensors in the sensor axes and the distances and / or orientations of the sensor axes are variably selected can.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

1: Blockschaltbild einer Sensoranordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 : Block diagram of a sensor arrangement for carrying out the method according to the invention.

2: Applikation für eine Sensoranordnung gemäß 1. 2 : Application for a sensor arrangement according to 1 ,

3a–c: Zeitabhängigkeit von Einzelsignalverläufen von Sensorachsen der Sensoranordnung gemäß 1. 3a -C: time dependence of individual signal profiles of sensor axes of the sensor arrangement according to FIG 1 ,

4a: Zeitabhängigkeit eines aus den Einzelsignalverläufen gemäß 3a–c abgeleiteten Gesamtsignalverlaufs. 4a : Time dependence of one of the individual signal curves according to 3a -C derived total waveform.

4b: Zeitabhängigkeit eines aus dem Gesamtsignalverlauf gemäß 4a abgeleiteten Objektfeststellungssignals. 4b : Time dependence of one of the total waveform according to 4a derived object detection signal.

5: Ablaufschema für den Betrieb der Sensoranordnung gemäß Figur. 5 : Flow chart for the operation of the sensor arrangement according to FIG.

6: Räumliche Anordnung der Sensorachse der Sensoranordnung gemäß 1. 6 : Spatial arrangement of the sensor axis of the sensor arrangement according to 1 ,

7: Diagramm zur Definition des Zeitversatzes zwischen den Ein zelsignalverläufen zweier Sensorachsen der Sensoranordnung gemäß 1. 7 : Diagram for defining the time offset between the A zelsignalverläufen two sensor axes of the sensor arrangement according to 1 ,

8: Veränderung der Korrelation der Einzelsignalverläufe bei Variation deren Zeitversätze. 8th : Change in the correlation of the individual signal waveforms with variation of their time offsets.

9: Nachführung der Zeitversätze von Einzelsignalverläufen bei sich ändernder Objektgeschwindigkeit des zu detektierenden Objekts. 9 : Tracking the time offsets of individual signal profiles with changing object speed of the object to be detected.

10: Bewertung von Korrelationsgraden für einzelne Sensorachsen der Sensoranordnung gemäß 1 mit einem Schwellwert. 10 : Evaluation of correlation degrees for individual sensor axes of the sensor arrangement according to 1 with a threshold.

11a: Zeitlicher Verlauf von Einzelsignalverläufen einer Sensoranordnung mit vier Sensorachsen. 11a : Time course of individual signal curves of a sensor arrangement with four sensor axes.

11b: Normierte Einzelsignalverläufe der Sensoranordnung gemäß 11a. 11b : Standardized individual signal waveforms of the sensor arrangement according to 11a ,

12a: Zeitlich versetzte Darstellung der Einzelsignalverläufe gemäß 11a. 12a : Timed representation of the individual signal waveforms according to 11a ,

12b: Darstellung des durch Summation der zeitlich versetzten Einzelsignalverläufe gemäß 12b erhaltenen Gesamtsignalverlaufes. 12b : Representation of the summation of the time-shifted individual signal waveforms according to 12b obtained total signal waveform.

13: Aus dem Signalverlauf der Einzelsignalverläufe und Gesamtsignalverlauf gemäß 12a, b gewonnenen Gewichtungsfunktion. 13 : From the signal course of the individual signal waveforms and the overall signal waveform according to 12a , b gained weighting function.

14: Mit der Gewichtungsfunktion gemäß 13 gewichteter Gesamtsignalverlauf gemäß 12b. 14 : With the weighting function according to 13 weighted total waveform according to 12b ,

15: Schematische Darstellung einer Kontrolle von Objekten und Objektlücken mittels einer Sensoranordnung. 15 : Schematic representation of a control of objects and object gaps by means of a sensor arrangement.

16: Applikation einer Sensoranordnung. 16 : Application of a sensor arrangement.

17: Weitere Applikation einer Sensoranordnung. 17 : Further application of a sensor arrangement.

18: Einzelsignalverläufe für die Sensoranordnung gemäß 17. 18 : Individual signal waveforms for the sensor arrangement according to 17 ,

19: Weitere Applikation einer Sensoranordnung. 19 : Further application of a sensor arrangement.

20a: Weitere Applikation einer Sensoranordnung. 20a : Further application of a sensor arrangement.

20b: Draufsicht auf die Sensoranordnung gemäß 20a. 20b : Top view of the sensor arrangement according to FIG 20a ,

21: Weitere Applikation einer Sensoranordnung. 21 : Further application of a sensor arrangement.

22: Weitere Ausführungsform einer Sensoranordnung. 22 : Further embodiment of a sensor arrangement.

23: Weitere Ausführungsform einer Sensoranordnung
a) bei einer ersten Objektposition
b) bei einer zweiten Objektposition. 23 : Further embodiment of a sensor arrangement
a) at a first object position
b) at a second object position.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Sensoranordnung 1 zur Objektdetektion. Die Sensoranordnung 1 umfasst drei separate Sender 2a, 2b, 2c, welche jeweils Sendelichtstrahlen 3a, 3b, 3c in Form von Sendelichtpulsen emittieren. Allen drei Sendern 2a, 2b, 2c ist ein gemeinsamer Empfangslichtstrahlen 4 empfangender Empfänger 5 zugeordnet. Mit diesen Sensorkomponenten wird ein mit einer Objektgeschwindigkeit bewegtes Objekt 6 vor einem Hintergrund 7 erkannt. Die Bewegungsrichtung des Objekts 6 ist mit einem Pfeil bezeichnet. Die Strahlachsen der Sender 2a, 2b, 2c definieren drei räumlich getrennte, senkrecht zur Bewegungsrichtung des Objekts 6 orientierte Sensorachsen. Mit diesen Sensorachsen wird das mit der Objektgeschwindigkeit bewegte Objekt 6 zeitlich nacheinander detektiert. Für jede Sensorachse werden dabei die Sendelichtstrahlen 3a, 3b, 3c des jeweiligen Senders 2a, 2b, 2c vom Objekt 6 auf den Empfänger 5 reflektiert. Wird mit einer Sensorachse das Objekt 6 nicht detektiert, so werden die Sendelichtstrahlen 3a, 3b, 3c des jeweiligen Senders 2a, 2b, 2c vom Hintergrund zum Empfänger 5 reflektiert. 1 shows a block diagram of a sensor arrangement 1 for object detection. The sensor arrangement 1 includes three separate transmitters 2a . 2 B . 2c , which each transmit transmitted light rays 3a . 3b . 3c emit in the form of transmitted light pulses. All three channels 2a . 2 B . 2c is a common receive beams 4 receiving recipient 5 assigned. These sensor components become an object moved at an object speed 6 in front of a background 7 recognized. The direction of movement of the object 6 is indicated by an arrow. The beam axes of the transmitters 2a . 2 B . 2c define three spatially separated, perpendicular to the direction of movement of the object 6 oriented sensor axes. These sensor axes become the object moving at the object speed 6 detected in chronological succession. For each sensor axis thereby the transmitted light beams 3a . 3b . 3c of the respective transmitter 2a . 2 B . 2c from the object 6 on the receiver 5 reflected. Is the object with a sensor axis 6 not detected, then the transmitted light beams 3a . 3b . 3c of the respective transmitter 2a . 2 B . 2c from the background to the receiver 5 reflected.

Die Ansteuerung der Sender 2a, 2b, 2c und die Auswertung der Empfangssignale erfolgt in einer Auswerteeinheit 8. In Abhängigkeit der Empfangssignale der Empfänger 5 wird ein Objektfeststellungssignal in Form eines binären Schaltsignals generiert, welches über einen Schaltausgang 9 ausgegeben wird. Die Schaltzustände des Schaltsignals geben an, ob das zu detektierende Objekt 6 vorhanden ist oder nicht. Eine Schnittstelle 10 dient zur Eingabe von Parameterwerten.The control of the transmitter 2a . 2 B . 2c and the evaluation of the received signals takes place in an evaluation unit 8th , Depending on the received signals of the receiver 5 an object detection signal is generated in the form of a binary switching signal, which via a switching output 9 is issued. The switching states of the switching signal indicate whether the object to be detected 6 exists or not. An interface 10 is used to enter parameter values.

2 zeigt eine typische Applikation der Sensoranordnung 1 gemäß 1. Objekte 6 werden auf einem Transportband 11 in x-Richtung bewegt und werden durch die Sensoranordnung 1 detektiert. Durch das seitliche Eintauchen des Objektes 6 werden nacheinander die einzelnen Sensoranordnungen 1 angesprochen, das heißt die Sendelichtstrahlen 3a, 3b, 3c dieser Sensorachsen werden auf das Objekt 6 geführt. Der Hintergrund 7 ist im vorliegenden Fall von einer Person gebildet, die sich im Bereich des Transportbands 11 bewegen kann. 2 shows a typical application of the sensor arrangement 1 according to 1 , objects 6 be on a conveyor belt 11 moved in the x direction and are passed through the sensor assembly 1 detected. By the lateral immersion of the object 6 successively the individual sensor arrangements 1 addressed, that is the transmitted light rays 3a . 3b . 3c These sensor axes are on the object 6 guided. The background 7 is formed in the present case by a person located in the area of the conveyor belt 11 can move.

Durch die Fördergeschwindigkeit des Transportbereichs sind die Objektgeschwindigkeiten an der Sensorachse gleich und zumindest näherungsweise konstant.By the conveying speed of the transport area are the object speeds at the sensor axis equal and at least approximately constant.

Aufgrund der Abstände zwischen den Sensorachsen wird ein auf dem Transportband 11 bewegtes Objekt 6 von den einzelnen Sensorachsen zeitversetzt nacheinander detektiert.Due to the distances between the sensor axes becomes one on the conveyor belt 11 moving object 6 delayed detection of the individual sensor axes.

Die 3a–c zeigen die zeitlichen Einzelsignalverläufe U1(t), U2(t), U3(t) der drei Sensorachsen bei der Detektion eines solchen Objekts 6. In den 3a–c entsprechen die Signalwerte U1-max, U2-max, U3-max einer Objektdetektion und die Signalwerte U1-min, U2-min, U3-min einer Hintergrunddetektion.The 3a C show the temporal individual signal profiles U1 (t), U2 (t), U3 (t) of the three sensor axes in the detection of such an object 6 , In the 3a -C correspond to the signal values U1-max, U2-max, U3-max of an object detection and the signal values U1-min, U2-min, U3-min of a background detection.

Die in den 3a–c dargestellte Erfassung eines typischen zu detektierenden Objekts 6 wird in einem vor dem Messbetrieb durchgeführten Einlernvorgang (Teachvorgang) dazu benutzt, um relevante Auswerteparameter für die Objektdetektion während des Messbetriebs zu bestimmen. Vorzugsweise wird während des Einlernvorgangs ein gut detektierbares Objekt 6 vor einem statischen Hintergrund 7 vorbeibewegt. Ein typischer Einlernvorgang wird im Folgenden anhand der 3a–3c erläutert.The in the 3a C shown acquisition a typical object to be detected 6 is used in a pre-measuring operation (teaching process) to determine relevant evaluation parameters for object detection during measurement operation. Preferably, during the learning process, a good detectable object 6 against a static background 7 moved past. A typical teach-in process is described below with reference to 3a - 3c explained.

3a zeigt den typischen Empfangssignalverlauf am Empfänger 5, der beim Vorbeibewegen des Objektes 6 in der ersten Sensorachse entsteht. Aus dem Minimalwert u1_mm und dem Maximalwert u1_max wird der Schwellwert s1, z. B. als Mittelwert gebildet, mit dessen Hilfe der Eintauchzeitpunkt t1 des Objekts 6 in die erste Sensorachse ermittelt wird. Entsprechend wird für die Einzelsignalverläufe U2, U3 für die zweite und dritte Sensorachse verfahren. 3a shows the typical received waveform at the receiver 5 , the passing of the object 6 arises in the first sensor axis. From the minimum value u1_mm and the maximum value u1_max, the threshold value s1, z. B. formed as an average, with the help of the immersion time t1 of the object 6 is determined in the first sensor axis. Accordingly, the individual signal curves U2, U3 are traversed for the second and third sensor axes.

3b zeigt den Verlauf für die zweite Lichtachse. Der zeitliche Versatz tv1 zwischen dem Eintauchzeitpunkt t1 und t2, das heißt den Einzelsignalverläufen für die erste und zweite Sensorachse wird als Teachergebnis gespeichert. 3b shows the course for the second light axis. The temporal offset tv1 between the immersion time t1 and t2, that is to say the individual signal profiles for the first and second sensor axes, is stored as a teaching result.

Bei äquidistanten Abständen der Sensorachsen ist auch der Zeitversatz tv2 (3c) zwischen dem Eintauchzeitpunkt t2 und t3, das heißt zwischen den Einzelsignalverläufen U2, U3 der zweiten und dritten gleich. Die Objektgeschwindigkeit ist dann v_obj = dx/tvdabei ist dx der Abstand zwischen den Lichtachsen und tv der mittlere Zeitversatz, der im Idealfall genau tv1 beziehungsweise tv2 entspricht.With equidistant distances of the sensor axes, the time offset tv2 ( 3c ) between the immersion time t2 and t3, that is between the individual signal waveforms U2, U3 of the second and third equal. The object speed is then v_obj = dx / tv where dx is the distance between the light axes and tv is the mean time offset, which ideally corresponds exactly to tv1 or tv2.

Nach dem Einlernvorgang wird der Messbetrieb der Sensoranordnung 1 gestartet. Während des Messbetriebs werden die Objekte 6 auf dem Transportband 11 erfasst. Dabei können wiederum Einzelsignalverläufe für die einzelnen Sensorachsen wie in den 3a–c dargestellt, erhalten werden. Zur Generierung des Objektfeststellungssignals erfolgt erfindungsgemäß keine Einzelauswertung der Einzelsignalverläufe. Vielmehr erfolgt eine kooperative Gesamtberücksichtigung aller Einzelsignalverläufe derart, dass die Einzelsignalverläufe der Sensorachse (im Fall des Beispiels der 3a–c die Empfangssignalverläufe U1, U2, U3) zeitversetzt zu einem Gesamtsignalverlauf (der in 4a dargestellt ist) addiert werden.After the learning process, the measuring operation of the sensor arrangement 1 started. During measurement, the objects become 6 on the conveyor belt 11 detected. In turn, individual signal curves for the individual sensor axes as in the 3a -C are obtained. In order to generate the object detection signal according to the invention, there is no individual evaluation of the individual signal profiles. Rather, a cooperative overall consideration of all individual signal waveforms takes place in such a way that the individual signal waveforms of the sensor axis (in the case of the example of FIG 3a -C the received signal waveforms U1, U2, U3) offset in time to a total waveform (in 4a is shown) are added.

Dabei werden die Zeitversätze tv1, tv2 verwendet, die im Einlernvorgang bestimmt werden. Die Auswertung erfolgt damit derart, dass U2 aus 3b bezüglich U1 in 3a um den Versatz tv1 nach rechts verschoben, das heißt zu größeren Zeiten hin versetzt wird. Ebenso wird U3 um tv1 + tv2 nach links verschoben, so dass dann die Signale U1, U2, U3 phasenrichtig so vorliegen, dass die Zeitintervalle in welchen bei U1, U2, U3 jeweils eine Objektdetektion erfolgte, das heißt die Signalwerte U1_max, U2_max, U3_max annehmen, übereinander liegen. Die so zeitversetzten Einzelsignalverläufe U1, U2, U3 werden zu dem in 4a dargestellten Gesamtsignalverlauf aufsummiert. Der in 4a dargestellte Gesamtsignalverlauf ist bereits derart normiert, dass dessen Maximalwert dem Wert 1 und dessen Minimalwert dem Wert –1 entspricht. Aus diesem Gesamtsignalverlauf wird dann durch eine Schwellwertbewertung das in 4b dargestellte Schaltsignal Q generiert. Der Schaltzustand „Ein” des Schaltsignals entspricht einer Objektdetektion. Der Schaltzustand „Aus” gibt an, dass kein Objekt 6 vorhanden ist.The time offsets tv1, tv2 are used, which are determined during the teach-in process. The evaluation is done so that U2 off 3b regarding U1 in 3a shifted by the offset tv1 to the right, that is offset to longer times. Similarly, U3 is shifted to the left by tv1 + tv2, so that then the signals U1, U2, U3 are in the correct phase such that the time intervals in which there was an object detection at U1, U2, U3, ie the signal values U1_max, U2_max, U3_max suppose to lie on top of each other. The time-shifted individual signal waveforms U1, U2, U3 become the in 4a total signal waveform summed up. The in 4a shown overall signal waveform is already normalized such that its maximum value of the value 1 and its minimum value corresponds to -1. From this total signal curve is then by a threshold value evaluation in 4b shown switching signal Q generated. The switching state "on" of the switching signal corresponds to an object detection. The switching state "Off" indicates that no object 6 is available.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren. Im ersten Teil ist der bereits erläuterte Teachvorgang (Einlernvorgang) gezeigt, der damit beginnt, dass Teach-Messwerte eingelesen und in definierten Abtastschritten dt (für alle Sensorachsen gleichzeitig) nach Lichtachsen getrennt gespeichert werden. Der Speichervorgang wird abgeschlossen, sobald die Vorderkante des seitlich vorbeibewegten Objektes 6 durch alle Sensorachsen erfasst wurde. Die Reihenfolge der Sensorachsen wird für den nachfolgenden Messbetrieb der Sensoranordnung 1 festgeschrieben. 5 shows a flowchart for the inventive method. In the first part, the teach process (teach-in process) already described is shown, which begins by reading in teaching measured values and storing them separately in defined sampling steps dt (for all sensor axes) according to light axes. The storage process is completed as soon as the leading edge of the laterally moved object 6 was detected by all sensor axes. The order of the sensor axes is for the subsequent measurement operation of the sensor arrangement 1 committed.

Während des Messbetriebs erfolgt generell, das heißt zwingend ein Einlesen der Messwerte, das heißt der Einzelsignalverläufe der einzelnen Sensorachsen. Weiterhin wird, wie anhand des Beispiels in 4 erläutert, durch die Bildung der Summensignale, das heißt die Addition der zeitversetzten Einzelsignalverläufe, der Gesamtsignalverlauf gebildet, aus welchem dann das Schaltsignal abgeleitet wird.During measuring operation, there is a general, ie imperative reading of the measured values, that is, the individual signal waveforms of the individual sensor axes. Furthermore, as in the example in FIG 4 explains, formed by the formation of the sum signals, that is, the addition of time-shifted individual signal waveforms, the overall waveform, from which then the switching signal is derived.

Optimal kann im Messbetrieb eine Kontrolle von Korrelationswerten und eine Nachführung einer Abtastschrittweite durchgeführt werden. Diese Verfahrensschritte werden unter Bezug auf die weiteren Figuren erläutert.Optimal can in the measuring mode control of correlation values and a tracking a Abtastschrittweite be performed. These process steps will be explained with reference to the other figures.

6 zeigt die räumliche Anordnung der drei Sensorachsen der Sensoranordnung 1 gemäß 1. Die von den Strahlachsen der Sendelichtstrahlen 3a–c gebildeten Sensorachsen liegen bei den Positionen x1, x2, x3. Der Abstand zwischen der ersten und zweiten Sensorachse beträgt dx1, der Abstand zwischen der zweiten und dritten Strahlachse beträgt dx2. Im vorliegenden Fall sind die Abstände zwischen den Strahlachsen gleich groß, das heißt es gilt die Beziehung dx1 = dx2 = dx. 6 shows the spatial arrangement of the three sensor axes of the sensor arrangement 1 according to 1 , The of the beam axes of the transmitted light beams 3a C sensor axes are located at the positions x1, x2, x3. The distance between the first and second sensor axis is dx1, the distance between the second and third beam axis is dx2. In the present case, the distances between the beam axes are the same size, that is, the relationship applies dx1 = dx2 = dx.

Die Bildung des Gesamtsignalverlaufs aus den Einzelsignalverläufen und der Ableitung des Schaltsignals aus dem Gesamtsignalverlauf erfolgt erst, wenn alle Einzelsignalverläufe in die Auswerteeinheit 8 eingelesen wurden. Zudem benötigt die Auswertung eine gewisse Zeit, so dass das Schaltsignal Q erst eine gewisse Zeit nach Ermittlung des letzten Einzelsignalverlaufs vorliegt. In dieser Zeit hat sich das Objekt 6 bereits in x-Richtung weiterbewegt und befindet sich zum Zeitpunkt der Schaltsignalgenerierung in der Position x_q, das heißt um dx_q zur dritten Sensorachse versetzt. Die Position x_q ist dabei unabhängig von der Objektgeschwindigkeit ortsfest.The formation of the overall signal course from the individual signal curves and the derivative of the Switching signal from the total signal waveform occurs only when all individual signal waveforms in the evaluation 8th were read in. In addition, the evaluation requires a certain amount of time, so that the switching signal Q is present only a certain time after determining the last individual signal waveform. During this time, the object has become 6 already moved in the x-direction and is located at the time of switching signal generation in the position x _q , that is offset by dx _q to the third sensor axis. The position x _q is stationary regardless of the object speed.

Durch den räumlichen Versatz der Strahlachsen wird das vorbeibewegte Objekt 6 von diesen Sensorachsen zeitlich versetzt registriert. 7 zeigt beispielhaft die Einzelsignalverläufe der ersten Sensorachse (U1(t)) und der zweiten Sensorachse (U2 (t)). Das Objekt 6 wird mit der ersten Sensorachse beginnend zur Zeit t1 und mit der zweiten Sensorachse beginnend mit der Zeit t2 registriert. Die Zeitdifferenz t2 – t1 bildet den zeitlichen Versatz tv der Objektdetektion des Objekts 6 mit der ersten und zweiten Sensorachse.Due to the spatial offset of the beam axes, the object moved past 6 registered offset from these sensor axes. 7 shows by way of example the individual signal waveforms of the first sensor axis (U1 (t)) and the second sensor axis (U2 (t)). The object 6 is registered with the first sensor axis beginning at time t1 and with the second sensor axis beginning with time t2. The time difference t2-t1 forms the temporal offset tv of the object detection of the object 6 with the first and second sensor axis.

Der zeitliche Versatz wird, wie aus 7 ersichtlich, durch die Beziehung tv = m·dtdefiniert. Dabei definiert dt eine Abtastschrittweite, m bildet eine Konstante.The time offset will, as of 7 seen through the relationship tv = m · dt Are defined. In this case, dt defines a sampling step size, m forms a constant.

Die Abtastschrittweite definiert eine zeitliche Rasterung der mit allen Sensorachsen generierten Messwerte. Dabei definiert die Abtastschrittweite das Zeitraster, in dem zeitgleich die Empfangssignale aller Sensorachsen in die Auswerteeinheit 8 eingelesen werden.The sampling increment defines a temporal screening of the measured values generated with all sensor axes. In this case, the sampling step size defines the time grid, in which at the same time the received signals of all sensor axes in the evaluation 8th be read.

Entsprechend der im Einlernvorgang ermittelten Zeitversätze der Einzelsignalverläufe U1, U2, U3 wird in der Auswerteeinheit 8 der Gesamtsignalverlauf Ug aus der Summe der zeitversetzten Einzelsignalverläufe gemäß der nachfolgenden Beziehung gebildet: Ug = U3(t) + U2 (t + m·dt) + U1 (t + 2·m·dt)) In accordance with the time offsets of the individual signal profiles U1, U2, U3 determined in the learning process, the evaluation unit is used 8th the total signal waveform Ug is formed from the sum of the time-shifted individual signal waveforms according to the following relationship: Ug = U3 (t) + U2 (t + m · dt) + U1 (t + 2 · m · dt))

Der Zeitversatz des Einzelsignalverlaufs U2, m dt, sowie der Zeitversatz des Einzelsignalverlaufs U3, 2·m·dt, entsprechen den im Einlernvorgang ermittelten Zeitversätzen, das heißt sie werden an die Objektgeschwindigkeit des im Einlernvorgang verwendeten Objektes 6 angepasst.The time offset of the individual signal waveform U2, m dt, as well as the time offset of the individual signal waveform U3, 2 · m · dt, correspond to the time offsets determined in the teach-in process, ie they are applied to the object velocity of the object used in the teach-in process 6 customized.

Wird während des Messbetriebs das zu detektierende Objekt 6 exakt mit dieser Objektgeschwindigkeit bewegt, so liegen die zeitversetzten Einzelsignalverläufe gemäß der vorstehenden Beziehung für die Ermittlung des Gesamtsignalverlaufs genau phasenrichtig übereinander, so dass die Zeitintervalle der Objekterfassung (entsprechend den Zuständen U1_max U2_max, U3_max in den 3a–c) genau übereinander liegen und sich so um zum Gesamtsignal Ug addieren.Is during the measuring operation, the object to be detected 6 moved exactly with this object speed, the time-shifted individual signal waveforms according to the above relationship for the determination of the overall waveform exactly one above the other, so that the time intervals of the object detection (corresponding to the states U1_max U2_max, U3_max in the 3a -C) lie exactly above one another and thus add up to the total signal Ug.

Variiert jedoch die Objektgeschwindigkeit während des Messbetriebs, ist mit den gemäß der vorstehenden Beziehung zur Bildung von Ug keine exakt phasenrichtige Überlagerung der Einzelsignalverläufe U1, U2, U3 mehr gegeben.varies however, the object speed during the measuring operation is with the according to the above Relationship to the formation of Ug no exactly in-phase superposition the individual signal curves U1, U2, U3 given more.

Um die phasenrichtige Korrelation der Einzelsignalverläufe bei sich gegebenenfalls ändernder Objektgeschwindigkeit zu prüfen, werden durch Variation der Zeitversätze dadurch, dass anstelle der Versätze mdt und 2mdt die Versätze (m + 1)dt, 2(m + 1)dt beziehungsweise (m – 1)dt, 2(m – 1)dt gewählt werden, die entsprechend variierten Summensignale Ug+, Ug– gemäß den folgenden Beziehungen gebildet: Ug+ = U3(t) + U2(t + (m + 1)·dt) + U1(t +2·(m + 1)·dt)) Ug– = U3(t) + U2(t + (m – 1)·dt) + U1(t +2·(m – 1)·dt)) In order to check the in-phase correlation of the individual signal waveforms with possibly changing object velocity, by varying the time offsets, instead of the offsets mdt and 2mdt, the offsets (m + 1) dt, 2 (m + 1) dt or (m-1) dt, 2 (m-1) dt are selected, the correspondingly varied sum signals Ug +, Ug- are formed according to the following relationships: Ug + = U3 (t) + U2 (t + (m + 1) · dt) + U1 (t + 2 · (m + 1) · dt)) Ug- = U3 (t) + U2 (t + (m-1) · dt) + U1 (t + 2 · (m-1) · dt))

Aus den Differenzen der Summenfunktionen Ug, Ug+, Ug– mit den einzelnen Einzelsignalverläufen U1, U2, U3 wird die Kreuzkorrelationsfunktion berechnet und daraus ein von dem Versatz abhängiger Korrelationswert K, der in 8 dargestellt ist.From the differences of the sum functions Ug, Ug +, Ug- with the individual individual signal profiles U1, U2, U3, the cross-correlation function is calculated and from this a correlation value K dependent on the offset is calculated 8th is shown.

Der Korrelationswert ist dabei so definiert, dass dessen Minimum die Lage des optimalen Versatzes definiert.Of the Correlation value is defined so that its minimum the Location of the optimal offset defined.

8 zeigt den Fall, dass der im Einlernvorgang eingestellte Versatz m (das heißt Versatz mdt für U2 und Versatz 2mdt für U1) die optimale Korrelation aufweist. In diesem Fall sind die im Einlernvorgang eingestellten Versätze noch optimal. 8th shows the case that the offset m set in the teaching operation (that is, offset mdt for U2 and offset 2mdt for U1) has the optimum correlation. In this case, the offsets set in the teach-in process are still optimal.

Läge das Minimum des Korrelationswerts nicht beim Wert m, sondern beispielsweise bei m + 1 oder m – 1, so bedeutete dies, dass sich die Objektgeschwindigkeit geändert hat und die im Einlernvorgang ermittelten Versätze, mit welchen die Einzelsignalverläufe zeitversetzt zum Gesamtsignalverlauf addiert werden, keine phasenrichtige Addition zum Gesamtsignalverlauf gewährleisten würden.The minimum would be the correlation value not at the value m, but for example at m + 1 or m-1, this meant that the object speed has changed and the offsets determined in the teach-in process, with which the individual signal waveforms are offset in time are added to the overall waveform, no in-phase addition to ensure the overall waveform would.

In einem solchen Fall werden die zeitlichen Versätze der Einzelsignalverläufe abhängig von der geänderten Objektgeschwindigkeit, das heißt der geänderten Objektlaufzeit zwischen den Sensorachsen nachgeführt.In In such a case, the temporal offsets of the individual signal profiles become dependent on the changed one Object speed, that is the changed one Object runtime tracked between the sensor axes.

Um eine einfache und schnelle Auswertung zu ermöglichen, wird zur Nachführung der Zeitversätze der Einzelsignalverläufe die Anzahl m der Abtastschritte von einer zur nächsten Sensorachse als Konstante definiert. Wenn sich das Minimum k_min zum Beispiel zur Stelle m – 1 hin verschoben hat, wird die Abtastschrittweite dt nach diesem Messvorgang um ein Inkrement dekrementiert, was einer I-Regelung auf konstanten Wert von m entspricht. Mit sich ändernder Objektgeschwindigkeit wird dann die Abtastschrittweite dt, wie in 9 gezeigt, nach der folgenden Formel nachgeführt: dt = dx/(m·v) To enable a simple and fast evaluation, the number m of the scan is used to track the time offsets of the individual signal profiles Steps from one to the next sensor axis defined as a constant. For example, if the minimum k_min has shifted to location m-1, then the sample increment dt will be decremented by one increment after this measurement, which corresponds to an I-control to a constant value of m. As the object speed changes, the sample pitch dt is then incremented as in 9 shown following the following formula: dt = dx / (mxv)

Erhöht sich die Objektgeschwindigkeit v, wird der Wert von dt reduziert, bis der Minimalwert dt_min erreicht wird. Steigt die Objektgeschwindigkeit weiter an, wird die Abtastanzahl m um einen Faktor (zum Beispiel 4) umgeschaltet. Sinkt die Objektgeschwindigkeit unter einen Minimalwert, wird auf Einzelachsenauswertung umgeschaltet, wobei die letzte in x-Richtung angeordnete Sensorachse abgefragt wird. Bei der Einzelachsenauswertung werden die. Einzelsignalverläufe der Sensorachsen isoliert voneinander ausgewertet, das heißt es wird kein Gesamtsignalverlauf mehr gebildet. Dadurch können sehr langsam bewegte Objekte 6 oder zeitweise statisch angeordnete Objekte 6 erkannt werden.As the object velocity v increases, the value of dt is reduced until the minimum value dt_min is reached. If the object speed continues to increase, the sampling number m is switched over by a factor (for example 4). If the object speed drops below a minimum value, the system switches to single-axis evaluation, with the last sensor axis arranged in the x-direction being interrogated. In the single-axis evaluation, the. Single signal curves of the sensor axes are evaluated in isolation from each other, that is, no overall signal waveform is formed. This allows very slow moving objects 6 or temporarily static objects 6 be recognized.

Weiterhin wird während des Messbetriebs fortlaufend für jede Sensorachse der Korrelationsgrad des Einzelsignalverlaufs dieser Sensorachse mit dem Gesamtsignalverlauf ermittelt. 10 zeigt beispielhaft zu einem bestimmten Zeitpunkt die ermittelten Korrelationsgrade K_i = K_a, K_b, K_c für die einzelnen Sensorachsen der Sensoranordnung 1 gemäß 1. Die Korrelationsgrade werden mit einem Schwellwert S4 verglichen. Sinkt ein Korrelationsgrad K_i einer Sensorachse unter den Schwellwert (im Fall von 10 die mit a bezeichnete Sensorachse), so bedeutet dies, dass diese Sensorachse in ihrem Detektionsverhalten deutlich von den anderen abweicht, stark gestört oder ganz ausgefallen ist. Für die weitere Auswertung, z. B. die Bildung des Gesamtsignalverlau fes Ug zur Generierung des Schaltsignals wird der Beitrag dieser Sensorachse ausgeschlossen. Zusätzlich kann nach ein- oder mehrmaliger Überschreitung des Schwellwertes s4 eine Warnmeldung mit Angabe der gestörten Sensorachse ausgegeben werden.Furthermore, during the measuring operation, the degree of correlation of the individual signal waveform of this sensor axis with the overall waveform is continuously determined for each sensor axis. 10 shows by way of example at a certain point in time the determined correlation degrees K _i = K _a , K _b , K _c for the individual sensor axes of the sensor arrangement 1 according to 1 , The degrees of correlation are compared with a threshold S4. If a correlation degree K _{i of} a sensor axis falls below the threshold value (in the case of 10 the sensor axis designated by a), this means that this sensor axis deviates significantly in their detection behavior from the other, is greatly disturbed or completely failed. For further evaluation, z. B. the formation of the Gesamtsignalverlau fes Ug for generating the switching signal, the contribution of this sensor axis is excluded. In addition, after exceeding the threshold value s4 once or several times, a warning message indicating the faulty sensor axis can be output.

11a zeigt schematisch die Zeitabhängigkeit der Einzelsignalverläufe U1', U2', U3', U4' einer Sensoranordnung 1 mit vier Sensorachsen. Wie aus 11a ersichtlich, sind die Amplitudenverläufe der Einzelsignalverläufe der einzelnen Sensorachsen stark unterschiedlich. Diese Unterschiede können darauf beruhen, dass für die einzelnen Sensorachsen unterschiedliche Sensortypen eingesetzt werden. Um eine gleichmäßige Gewichtung der Einzelsignalverläufe bei der Bildung des Gesamtsignalverlaufs zu erhalten, werden aus den in 11a dargestellten Einzelsignalverläufen U1', U2', U3', U4' normierte Einzelsignalverläufe U1, U2, U3, U4 gebildet, die in 11b dargestellt sind. Die Normierung erfolgt zweckmäßig derart, dass die Signalpeaks, der Einzelsignalverläufe, welche einer Objektdetektion entsprechen, dieselben Flächen aufweisen. Die Normierung erfolgt entsprechend 5 während des Einlernvorganges. 11a shows schematically the time dependence of the individual signal profiles U1 ', U2', U3 ', U4' of a sensor arrangement 1 with four sensor axes. How out 11a can be seen, the amplitude characteristics of the individual signal waveforms of the individual sensor axes are very different. These differences may be due to the fact that different sensor types are used for the individual sensor axes. In order to obtain a uniform weighting of the individual signal waveforms in the formation of the overall signal waveform, from the in 11a illustrated individual signal waveforms U1 ', U2', U3 ', U4' normalized individual signal waveforms U1, U2, U3, U4 formed in 11b are shown. The standardization is expediently carried out in such a way that the signal peaks, the individual signal waveforms which correspond to an object detection, have the same areas. The normalization takes place accordingly 5 during the teach-in process.

12a zeigt die zeitlichen Verläufe der Einzelsignalverläufe einer Sensoranordnung 1 mit vier Sensorachsen. Dabei sind in 12a bereits die zueinander zeitversetzten Einzelsignalverläufe, die zur Bildung des Gesamtsignalverlaufs aufsummiert werden, dargestellt. Die Zeitachse ist mit w bezeichnet. Die Zeitversätze sind an die Objektgeschwindigkeit eines zu detektierenden Objekts 6 angepasst. Der Bereich I in 12a zeigt die Signalanteile der Einzelsignalverläufe, in welchen das mit der Objektgeschwindigkeit bewegte, zu detektierende Objekt 6 mit den einzelnen Sensorachsen erfasst wird. Da die Zeitversätze der Einzelsignalverläufe an die Objektlaufzeit dieses Objekts 6 angepasst sind, liegen diese Signalanteile phasenrichtig übereinander und werden so bei der Bildung des Gesamtsignalverlaufs Ug, der in 12b darge stellt ist, aufsummiert. Da diese Signalanteile phasenrichtig übereinander liegen, werden diese durch die Bildung des Gesamtsignalverlaufs verstärkt. 12a shows the temporal courses of the individual signal waveforms of a sensor arrangement 1 with four sensor axes. Here are in 12a already the mutually time-shifted individual signal waveforms that are summed to form the overall waveform, shown. The time axis is designated w. The time offsets are related to the object speed of an object to be detected 6 customized. The area I in 12a shows the signal components of the individual signal waveforms, in which the moved with the object speed, to be detected object 6 is detected with the individual sensor axes. Since the time offsets of the individual signal waveforms to the object runtime of this object 6 are adapted, these signal components are in phase one above the other and so in the formation of the overall waveform Ug, the in 12b is presented, summed up. Since these signal components are in the correct phase one above the other, they are amplified by the formation of the overall signal waveform.

Der Bereich II in 12a zeigt dagegen die Detektion eines Fremdobjekts, das mit einer anderen Geschwindigkeit als das zu detektierende Objekt 6 bewegt wird. Da die Geschwindigkeit des Fremdobjekts nicht mit der Objektgeschwindigkeit des zu detektierenden Objekts 6 übereinstimmt, sind die Zeitversätze der Einzelsignalverläufe an die Objekteinheit des Fremdobjekts nicht angepasst, so dass die Signalpeaks der Einzelsignalverläufe, die der Detektion des Fremdobjekts entsprechen, im Bereich II nicht übereinander liegen. Daher werden diese Anteile bei der Summation der Einzelsignalverläufe zur Bildung des Gesamtsignalverlaufs in (12b) weniger verstärkt als die phasenrichtig addierten Signalanteile des zu detektierenden Objekts 6 im Bereich II von 12b.The area II in 12a on the other hand shows the detection of a foreign object that is at a different speed than the object to be detected 6 is moved. Since the speed of the foreign object does not match the object speed of the object to be detected 6 coincides, the time offsets of the individual signal waveforms are not adapted to the object unit of the foreign object, so that the signal peaks of the individual signal waveforms corresponding to the detection of the foreign object, not overlapping in area II. Therefore, these contributions in the summation of the individual signal waveforms to form the overall signal waveform in ( 12b ) less amplified than the phase-correct added signal components of the object to be detected 6 in area II of 12b ,

Damit ergibt sich, dass durch die um die Objektlaufzeiten des mit der Objektgeschwindigkeit bewegten Objekts 6 angepassten Zeitversätze der Einzelsignalverläufe bei der Bildung des Gesamtsignalverlaufs die Signalanteile, die von diesem Objekt 6 stammen, verstärkt werden, jedoch nicht die Signalanteile von Objekten 6, die mit anderen Geschwindigkeiten bewegt werden oder stationär angeordnet sind. Die mit der Objektgeschwindigkeit bewegten Objekte 6 können somit gut von den anderen Objekten 6 unterschieden werden.This results in that the object moved by the object running times of the object moving at the object speed 6 adapted time offsets of the individual signal waveforms in the formation of the total signal waveform, the signal components of this object 6 are amplified, but not the signal components of objects 6 which are moved at different speeds or arranged stationary. The objects moving at the speed of the object 6 can thus be good from the other objects 6 be differentiated.

Um die Signalanteile, die vom zu detektierenden Objekt 6 stammen, im Gesamtsignalverlauf von den übrigen Signalanteilen weiter hervorzuheben, wird die in 13 dargestellte Gewichtungsfunktion G(w) definiert.To detect the signal components to be detected object 6 originate in the overall waveform of the remaining signal components continue to highlight the in 13 shown weighting function G (w) defined.

Diese ergibt sich aus den Einzelsignalverläufen U1(w), U2(w), U3(w), U4(w) gemäß 12a und dem Gesamtsignalverlauf Ug(w) gemäß 12b gemäß der folgenden Beziehung G = 1/(IU1 – UgI + IU2 – UgI + IU3 – UgI) This results from the individual signal curves U1 (w), U2 (w), U3 (w), U4 (w) according to FIG 12a and the overall waveform Ug (w) according to 12b according to the following relationship G = 1 / (IU1-UgI + IU2-UgI + IU3-UgI)

Der mit der Gewichtungsfunktion gewichtete Gesamtsignalverlauf Ua ist in 14 dargestellt. Wie aus 14 ersichtlich, sind die Signalanteile im Bereich II unterdrückt und die Signalanteile im Bereich I weiter hervorgehoben.The weighted function weighted overall signal waveform Ua is in 14 shown. How out 14 As can be seen, the signal components in region II are suppressed and the signal components in region I are further emphasized.

Bei der in 2 dargestellten Applikation der Sensoranordnung 1 ist durch die Förderung der Objekte 6 auf dem Transportband 11 die Objektgeschwindigkeit für alle Objekte 6 gleich. Da die Zeitversätze der Einzelsignalverläufe der Sensorachse, die zur Bildung des Gesamtsignalverlaufs an diese Objektgeschwindigkeit angepasst sind, können wie in 15 dargestellt die Langen der Objekte 6 (x-obj) und die Lücken zwischen den Objekten 6 (x-löcke) fortlaufend kontrolliert werden.At the in 2 illustrated application of the sensor arrangement 1 is by promoting the objects 6 on the conveyor belt 11 the object speed for all objects 6 equal. Since the time offsets of the individual signal waveforms of the sensor axis, which are adapted to the formation of the overall signal waveform to this object speed, as in 15 represented the lengths of the objects 6 (x-obj) and the gaps between the objects 6 (x-blocks) are continuously monitored.

16 zeigt eine Variation der Anordnung gemäß 2 dahingehend, dass die Sensoranordnung oberhalb des Transportbands 11 angeordnet ist. Damit sind die die Sensorachsen bildenden Sendelichtstrahlen 3a, 3b, 3c auf das Transportband 11 gerichtet. 16 shows a variation of the arrangement according to 2 in that the sensor arrangement is above the conveyor belt 11 is arranged. Thus, the transmitting light rays forming the sensor axes 3a . 3b . 3c on the conveyor belt 11 directed.

Durch die erfindungsgemäße Bildung des Gesamtsignalverlaufs aus zeitversetzten Einzelsignalverläufen, deren Zeitversätze an die Objektgeschwindigkeit der auf dem Transportband 11 bewegten Objekte 6 angepasst sind, werden diese genau erfasst. Fremdobjekte im Vordergrund, beispielsweise der Arm einer Person, der zwischen Transportband 11 und Sensoranordnung 1 in den Strahlengang der Sendelichtstrahlen 3a, 3b, 3c geführt ist, werden dagegen ausgeblendet.Due to the inventive formation of the overall signal waveform from time-shifted individual signal waveforms whose time offsets to the object speed of the on the conveyor belt 11 moving objects 6 adjusted, they are recorded accurately. Foreign objects in the foreground, for example, the arm of a person between the conveyor belt 11 and sensor arrangement 1 in the beam path of the transmitted light rays 3a . 3b . 3c is guided, are hidden on the other hand.

17 zeigt eine Erweiterung der Applikation von 2. Die Sensoranordnung 1 ist in diesem Fall seitlich an zwei Transportbändern 11a, 11b angeordnet, auf welchen in entgegengesetzter Richtung zu detektierende Objekte 6a, 6b gefördert werden. 17 shows an extension of the application of 2 , The sensor arrangement 1 is in this case laterally on two conveyor belts 11a . 11b arranged on which in opposite direction to be detected objects 6a . 6b be encouraged.

18a zeigt die mit den Sensorachsen der Sensoranordnung 1 ermittelten Einzelsignalverläufe. In diesem Fall werden in der Auswerteeinheit 8 aus diesen Einzelsignalverläufen zwei Gesamtsignalverläufe gebildet. Die Gesamtsignalverläufe U_ga, U_gb sind in 18b dargestellt. Dabei wird der Gesamtsignalverlauf U_ga zur Detektion der Objekte 6a auf dem Transportband 11a herangezogen. Der Gesamtsignalverlauf U_ga wird dadurch gebildet, dass die mit den Objektlaufzeiten der Objekte 6a zeitversetzten Einzelsignalverläufe addiert werden. Der Gesamtsignalverlauf U_gb wird zur Detektion der Objekte 6b herangezogen. Der Gesamtsignalverlauf U_gb wird dadurch gebildet, dass die mit den Objektlaufzeiten der Objekte 6b zeitversetzten Einzelsignalverläufe addiert werden. 18a shows the with the sensor axes of the sensor assembly 1 determined individual signal waveforms. In this case, in the evaluation unit 8th formed from these individual signal waveforms two overall waveforms. The total _{signal curves} U _ga , U _gb are in 18b shown. In this case, the total signal waveform U _ga for detecting the objects 6a on the conveyor belt 11a used. The total signal profile U _ga is formed by the fact that the object transit times of the objects 6a time-shifted individual signal waveforms are added. The overall _{signal course} U _gb becomes the detection of the objects 6b used. The overall _{signal course} U _gb is formed by the fact that the object transit times of the objects 6b time-shifted individual signal waveforms are added.

19 zeigt eine Applikation, die hinsichtlich ihres Aufbaus der Anordnung gemäß 2 entspricht. In 19 sind mit x1, x2, x3 die Positionen der Sensorachse der Sensoranordnung 1 bezeichnet. Bei der vorliegenden Applikation soll die Ausgabe des Schaltsignals, das aus den Signalen der Sensorachse bei x1, x2, x3 zeitlich verzögert, generiert werden, so dass die dem Zeitpunkt der Schaltsignalgenerierung entsprechende Objektposition x_q an einer Stelle liegt, wo keine Sensorik vorhanden ist, im vorliegenden Fall in einem von Wanden 12 umgebenden Bereich. Hierzu wird die Ausgabe des Schaltsignals entsprechend verzögert. 19 shows an application that in terms of their structure of the arrangement according to 2 equivalent. In 19 with x1, x2, x3 are the positions of the sensor axis of the sensor arrangement 1 designated. In the present application, the output of the switching signal which are generated from the signals of the sensor axis at x1, x2, x3 delayed in time to so that the corresponding to the time of the switching signal generating object position x _q is at a position where no sensor is present, in the present case in one of walls 12 surrounding area. For this purpose, the output of the switching signal is delayed accordingly.

20a zeigt eine Applikation, die sich von der Anordnung gemäß 2 nur dadurch unterscheidet, dass die Sensoranordnung 1 bezüglich des Transportbands 11 schräg gestellt ist. 20b zeigt eine Seitenansicht der Sensoranordnung 1 gemäß 20a mit der Lage der Sensorachsen X1, X2, X3 in der x-y-Ebene. 20a shows an application that differs from the arrangement according to 2 only differs in that the sensor array 1 concerning the conveyor belt 11 is tilted. 20b shows a side view of the sensor assembly 1 according to 20a with the position of the sensor axes X1, X2, X3 in the xy plane.

Einkerbungen, Durchbrüche oder Beschädigungen an der Kante des Objektes 6 können dazu führen, dass die Objektkante zu spät erkannt wird und die ermittelte Kantenposition variiert. Wie in der Ansicht von 20b dargestellt, treffen die Sendelichtstrahlen 3a, 3b, 3c der schräg angeordneten Sensorachse je weils auf eine geringfügig andere Stelle der Objektkante. Der Fehler oder Versatz bei einer einzelnen Sensorachse wird durch die anderen kompensiert, beziehungsweise ausgemittelt.Notches, breakthroughs or damage to the edge of the object 6 can cause the object edge to be detected too late and the determined edge position to vary. As in the view of 20b represented, meet the transmitted light beams 3a . 3b . 3c the obliquely arranged sensor axis depending Weil on a slightly different location of the object edge. The error or offset in a single sensor axis is compensated by the others, or averaged out.

21 zeigt eine der Anordnung gemäß 2 weitgehend entsprechende Anordnung. Im Unterschied zur Anordnung gemäß 2 ist bei der Anordnung gemäß 21 eine Sensoranordnung 1 mit drei zueinander geneigten, sich in einem Schnittpunkt schneidenden Sensorachsen vorgesehen. 21 shows one of the arrangement according to 2 largely corresponding arrangement. In contrast to the arrangement according to 2 is in the arrangement according to 21 a sensor arrangement 1 provided with three mutually inclined, intersecting in an intersection sensor axes.

Die Seitenflächen des Objektes 6 können im vorliegenden Fall spiegelnde Stellen, wie zum Beispiel bei metallischen oder in Folien verpackten Gegenständen, aufweisen. Die Spiegelung kann zu Übersteuerungen in den Sensoren der Sensorachse führen und eine Objektlücke vortäuschen. Durch die Verschränkung der Sensorachsen zueinander wird die Übersteuerung einer Sensorachse durch die anderen kompensiert.The side surfaces of the object 6 may in the present case have specular areas, such as metallic or foil wrapped articles. The reflection can lead to overloading in the sensors of the sensor axis and simulate an object gap. By the entanglement of the sensor axes to each other, the override of a sensor axis is compensated by the other.

Die 22 und 23 zeigen spezifische Ausführungsformen von optischen Sensorelementen zur Realisierung einer Sensoranordnung 1 mit mehreren Sensorachsen.The 22 and 23 show specific embodiments of optical sensor elements for realizing a sensor arrangement 1 with several sensor axes.

Die Sensoranordnung 1 gemäß 22 umfasst drei Sensorachsen. Diese Sensorachsen werden von den Sendelichtstrahlen 3a, 3b, 3c der Sender 2a, 2b, 2c generiert, welche quer zur Bewegungsrichtung x des Objekts 6 auf den Hintergrund 7 und auf das seitlich eintauchende Objekt 6 gerichtet sind. Der in Bewegungsrichtung schräg angeordnete Empfänger 5 erfasst nacheinander die Empfangslichtstrahlen 4a bis 4c. Bei der gezeigten Momentaufnahme kann der Empfangslichtstrahl 4b wegen der Abschattung durch die Kante des Objektes 6 nicht zum Empfänger 5 gelangen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Kante des Objektes 6, das sich bezüglich seiner Oberflächenreflexion nicht oder nur geringfügig vom Hintergrund 7 unterscheidet, durch die Abschattung sicher erkannt werden kann.The sensor arrangement 1 according to 22 includes three sensor axes. These sensor axes are from the transmitted light beams 3a . 3b . 3c the transmitter 2a . 2 B . 2c generated, which transverse to the direction of movement x of the object 6 on the background 7 and on the side dipping object 6 are directed. The obliquely arranged in the direction of movement receiver 5 successively detects the received light beams 4a to 4c , In the snapshot shown, the received light beam 4b because of the shading by the edge of the object 6 not the recipient 5 reach. This ensures that the edge of the object 6 that is not or only slightly off the background in terms of surface reflection 7 differs, can be reliably detected by the shading.

Die 23a und b zeigen eine Sensoranordnung 1 mit einem in x-Richtung, das heißt in Bewegungsrichtung eines Objektes 6 aufgeweiteten Sendelichtstrahls 3, der über eine Sendeoptik 13 schräg auf den Hintergrund 7 gerichtet ist. Durch die Kante des Objektes 6 ergibt sich ein Schatten. Der Empfänger 5 wird durch eine Empfangszeile mit den Pixeln 5a bis 5n gebildet. Das vom Objekt 6 beziehungsweise vom Hintergrund 7 reflektierte Empfangslicht 4 wird durch die Empfangsoptik 14 auf den Empfänger 5 abgebildet. Der durch die Kante des Objektes 6 bedingte Schatten erscheint auf der Empfangszeile auf einem oder mehreren Pixeln 5a bis 5n als Signal niedriger Intensität. Diese Schattenabbildung wandert entsprechend der Objektbewegung auf der Empfangszeile, wodurch die Objektbewegung und Objektposition berechnet werden kann.The 23a and b show a sensor arrangement 1 with an in the x-direction, that is in the direction of movement of an object 6 expanded transmitted light beam 3 , which has a transmission optics 13 at an angle on the background 7 is directed. Through the edge of the object 6 there is a shadow. The recipient 5 is through a receive line with the pixels 5a to 5n educated. The object 6 or from the background 7 reflected reception light 4 is through the receiving optics 14 on the receiver 5 displayed. The one through the edge of the object 6 conditional shadow appears on the receiving line on one or more pixels 5a to 5n as a low intensity signal. This shadow image moves according to the object movement on the receive line, whereby the object movement and object position can be calculated.

11: Sensoranordnungsensor arrangement
2a2a: Sendertransmitter
2b2 B: Sendertransmitter
2c2c: Sendertransmitter
3a3a: SendelichtstrahlenTransmitted light beams
3b3b: SendelichtstrahlenTransmitted light beams
3c3c: SendelichtstrahlenTransmitted light beams
44: EmpfangslichtstrahlenReceiving light rays
55: Empfängerreceiver
5a–n5a-n: Pixelpixel
66: Objektobject
6a6a: Objektobject
6b6b: Objektobject
77: Hintergrundbackground
88th: Auswerteeinheitevaluation
99: Schaltausgangswitching output
1010: Schnittstelleinterface
1111: Transportbandconveyor belt
11a11a: Transportbandconveyor belt
11b11b: Transportbandconveyor belt
1212: Wandwall
1313: Sendeoptiktransmission optics
1414: Empfangsoptikreceiving optics

Claims

Method for detecting objects by means of an optical sensor arrangement comprising a plurality of transmitted light beams ( 3a . 3b . 3c ) emitting transmitters ( 2a . 2 B . 2c ), the transmitted light beams ( 3a . 3b . 3c ) from an object to be detected to a common receiver ( 5 ), and form spatially separate beam axes, wherein an object to be detected with an object speed successively moved past the sensor axes and thereby detected by the transmitted light beams, and the individual signal waveforms determined for the individual sensor axes are added to a total signal delay with time offset the time offsets Individual signal curves of the sensor axes at object transit times of the object to be detected ( 6 ) are adjusted between these sensor axes in such a way that a phase-correct addition of the individual signal profiles to an overall signal profile takes place, wherein an object detection signal is generated from the overall signal profile.

Method for detecting objects by means of an optical sensor arrangement comprising a plurality of receivers ( 5 ) and a transmitter ( 2a ), whereby the transmitter ( 2a ) divergent transmitted light beams ( 3a ) emitted to the receivers ( 5 ), whereby spatially separated beam axes are formed, wherein an object to be detected with an object speed successively moved past the sensor axes and thereby by the transmitted light beams ( 3a . 3b . 3c ) and the individual signal waveforms determined for the individual sensor axes are added in a time-offset manner to an overall signal waveform, the time offsets of the individual signal waveforms of the sensor axes being based on object propagation times of the object to be detected (FIG. 6 ) are adjusted between these sensor axes in such a way that a phase-correct addition of the individual signal profiles to an overall signal profile takes place, wherein an object detection signal is generated from the overall signal profile.

Method according to claim 1 or 2, characterized the object detection signal is a binary switching signal which obtained by a threshold value evaluation of the overall signal waveform becomes.

Method according to Claim 3, characterized in that the switching states of the switching signals indicate whether the object to be detected ( 6 ) is present or not.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that in a learning process for needed the object detection Evaluation parameters are determined.

A method according to claim 5, characterized in that during the teaching process, a reference object is moved past the sensor axes at a speed which corresponds to the object speed of the object to be detected ( 6 ) corresponds at least approximately, and that evaluation parameters are determined from the signals of the sensor axes determined thereby.

Method according to Claim 6, characterized that as an evaluation parameter, the order of the sensor axes, with which the reference object is detected is determined.

Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that the time offsets of the individual signal profiles are determined as evaluation parameters become.

Method according to one of claims 6 to 8, characterized that the evaluation parameters are scaling factors for the individual signal waveforms of the Sensor axes are determined.

Method according to one of claims 5 to 9, characterized that while the object detection following the teach - in process the time offsets of the Single waveforms dependent on currently determined object run times are tracked.

Method according to claim 10, characterized in that that tracking depending on one Correlation of overall signal curves, by individual signal curves with different time offsets to be obtained takes place.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized that during the the object detection determined individual signal waveforms of the sensor axes with the Total signal waveform are correlated and determined the correlation of the Individual signal traces monitored become.

Method according to claim 12, characterized in that that for the case that the degree of correlation for the single waveform of a Sensor axis falls below a minimum value, the relevant sensor axis in the formation of the overall waveform and the derived therefrom Object detection signal is excluded.

Method according to claim 13, characterized in that that a total correlation quality is derived from the individual degrees of correlation becomes, from which a measure for the validity of the object detection signal is derived.

Method according to claim 14, characterized in that that for the case that the determined total correlation quality one Minimum value, a switch to a single operation of Sensor axes takes place.

Method according to claims 1 to 15, characterized that from the differences of the time-shifted individual signal waveforms with the total waveform a weighting function is derived, with which the total waveform is weighted, thereby signal components be suppressed by non-detectable foreign objects.