使用选择的像素阵列分析的光学安全监视制造技术

本发明专利技术涉及使用选择的像素阵列分析的光学安全监视。本发明专利技术提供了成像传感器设备和用于监视图像数据的方法。该成像传感器设备包括像素阵列处理功能，其允许对于像素阵列的选择的部分执行飞行时间(TOF)分析，而对于阵列的其余部分执行二维成像分析，相对于对阵列的所有像素执行TOF分析，降低了处理负荷和响应时间。像素阵列的被指定TOF分析的部分可以通过成像传感器设备的配置预先定义。可替代地，成像传感器设备可以基于通过二维成像分析进行的对象检测和分类来动态地选择像素阵列的对其要执行TOF分析的部分。成像传感器设备的实施例还可以实现大量的安全和冗余功能以实现高度的安全完整性，使传感器适用于各种类型的安全监视应用。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2014年5月19日提交的题为“OPTICALSAFETYMONITORINGWITHSELECTIVEPIXELARRAYANALYSIS(使用选择性的像素阵列分析的光学安全监视)”的序列号62/000,483的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并到本文中。
本文中公开的主题总体涉及光学领域监视，更具体地，涉及能够对于像素阵列的特定部分执行选择的飞行时间(TOF)分析的成像传感器。
技术实现思路
下面呈现了简化概述以提供对本文描述的一些方面的基本理解。本概述不是详尽的综述，也不旨在识别关键/重要元素或记述本文中所描述的各个方面的范围。其唯一的目的在于以简化的形式呈现一些概念作为稍后呈现的更详细描述的前序。在一个或更多个实施例中，提供了一种成像传感器设备，其包括：像素阵列组件，其被配置成针对由成像传感器设备捕获的图像的像素阵列对像素阵列的像素进行分组以产生对其要执行二维(2D)分析的第一像素子集和对其要执行三维(3D)分析的第二像素子集；2D图像分析组件，其被配置成对第一像素子集执行2D分析；以及距离确定组件，其被配置成对第二像素子集执行3D分析。此外，一个或更多个实施例提供一种用于监视图像数据的方法，包括：由包括至少一个处理器的成像传感器设备采集图像数据；基于图像数据生成像素阵列；将像素阵列的像素分组成至少一个第一像素组和至少一个第二像素组；对至少一个第一像素组执行二维(2D)成像分析；以及对至少一个第二像素组执行飞行时间(TOF)分析。此外，根据一个或更多个实施例，提供了一种存储有指令的非暂态计算机可读介质，指令响应于执行来使成像传感器设备执行操作，操作包括：接收表示观看空间的图像的图像数据；基于图像数据来确定像素阵列的各个像素的值；识别对其要执行二维(2D)分析的第一像素子集；识别对其要执行飞行时间(TOF)分析的第二像素子集；对第一像素子集执行2D分析；以及对第二像素子集执行TOF分析。为了实现前述及相关目的，在本文中结合下面的描述和附图描述了某些说明性方面。这些方面指示可以实践的各种方式，而所有这些方式均意在被本文涵盖。在结合附图进行考虑时，其它的优点和新颖特征可以根据以下详细描述变得明显。附图说明图1是示出了使用二维成像传感器进行的对象在X维和Y维中的2D检测的示意图。图2A是示出了使用2D图像传感器进行的图像的2D图像分析的示意图。图2B是示出了使用3D图像传感器进行的图像的3D图像分析的示意图。图3是示例成像传感器设备的框图。图4是示出了成像传感器设备的操作的概述的功能框图。图5是示出了成像传感器设备的组件的框图。图6是示例像素阵列分组的图示。图7是示出了由成像传感器设备进行的2D(成像)和3D(距离)信息的关联性的框图。图8是可以集成在成像传感器设备的一个或更多个实施例中的示例安全组件的框图。图9是利用成像传感器设备的工业安全监视系统的示意图。图10是利用成像传感器设备的示例自动化安全应用的图示。图11是用于通过成像传感器设备对于像素阵列执行选择的三维分析的示例方法的流程图。图12是用于动态地选择用于选择的3D分析的像素阵列的部分的示例方法的流程图。图13是示例计算环境。图14是示例网络化环境。具体实施例现在参照附图描述本公开内容，其中贯穿全文使用相似的附图标记指代相似的元件。在下面的描述中，为了说明的目的，阐述了大量的具体细节以便提供其透彻的理解。然而，会明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容。在其它实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备以利于其描述。在本申请中使用的术语“组件”、“系统”、“平台”、“层”、“控制器”、“终端”、“站”、“节点”、“接口”意在指代计算机相关实体、或与具有一个或更多个特定功能的操作装置相关的或作为该操作装置的一部分的实体，其中，这样的实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，组件可以是但不限于：在处理器上运行的进程、处理器、硬盘驱动器、(光或磁存储介质的)多个存储驱动器(包括附接的(如螺纹连接或螺栓连接)的或可拆卸式附接的固态存储驱动器)；对象；可执行体；执行线程；计算机可执行程序、和/或计算机。通过说明的方式，在服务器上运行的应用以及该服务器均可以为组件。一个或更多个组件可以驻留在进程和/或执行线程内，并且组件可以定位在一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。此外，本文所描述的组件可从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读存储介质中执行。组件可以通过本地和/或远程进程如根据具有一个或更多个数据包(如来自与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互的一个组件的数据，和/或来自与经由信号跨网络(如因特网)与其它系统交互的一个组件的数据)的信号进行通信。作为另一个示例，组件可以是具有由电气或电子电路操作的机械组件所提供的特定功能的装置，其中所述电气或电子电路通过处理器执行的软件或固件应用来进行操作，其中处理器可以在该装置的内部或外部，并且执行软件或固件应用的至少一部分。作为又一个示例，组件可以是如下装置：其通过电子组件提供特定功能，而无需机械件，电子组件可以在其中包含处理器以执行提供电子组件的至少部分功能的软件或固件。作为又一示例，接口可以包括输入/输出(I/O)组件以及相关联的处理器、应用或应用编程接口(API)组件。虽然前述示例针对于组件的各个方面，但是所例示的方面或特征也适用于系统、平台、接口、层、控制器、终端等。本文中所使用的术语“推断(infer)”和“推断(inference)”一般是指根据经由事件和/或数据捕获的一组观察结果来推理或推断系统、环境和/或用户的状态的过程。例如，可以采用推断来识别特定的上下文或动作，或者可以生成状态的概率分布。推断可以是概率性的，也就是说，所关注的状态的概率分布的计算基于数据和事件的考虑。推断还可以指用于从一组事件和/或数据构成较高级别的事件的技术。这样的推断导致从一组观察到的事件和/或存储的事件数据来构造新的事件或动作，而无论事件是否是时间接近地相关，以及无论事件和数据是来自一个事件和数据源、还是若干个事件和数据源。此外，术语“或”意指包容性的“或”，而非排他性的“或”。也就是说，除非另外指明或者在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像传感器设备，包括：存储器，其存储计算机可执行组件；处理器，其操作上耦接至所述存储器，所述处理器执行所述计算机可执行组件，所述计算机可执行组件包括：像素阵列组件，其被配置成针对由所述成像传感器设备捕获的图像的像素阵列，对所述像素阵列的像素进行分组以产生对其要执行二维(2D)分析的第一像素子集和对其要执行三维(3D)分析的第二像素子集；图像分析组件，其被配置成对所述第一像素子集执行2D分析；以及距离确定组件，其被配置成对所述第二像素子集执行3D分析。

【技术特征摘要】
2014.05.19 US 62/000,483;2014.10.27 US 14/525,1251.一种成像传感器设备，包括：
存储器，其存储计算机可执行组件；
处理器，其操作上耦接至所述存储器，所述处理器执行所述计算机可
执行组件，所述计算机可执行组件包括：
像素阵列组件，其被配置成针对由所述成像传感器设备捕获的图
像的像素阵列，对所述像素阵列的像素进行分组以产生对其要执行二维
(2D)分析的第一像素子集和对其要执行三维(3D)分析的第二像素子
集；
图像分析组件，其被配置成对所述第一像素子集执行2D分析；
以及
距离确定组件，其被配置成对所述第二像素子集执行3D分析。
2.根据权利要求1所述的成像传感器设备，其中，所述图像分析组
件进一步被配置成识别所述图像内的对象，并且基于所述2D分析来确定
所述对象的分类和位置。
3.根据权利要求1所述的成像传感器设备，其中，所述距离确定组
件进一步被配置成基于所述3D分析来生成所述第二像素子集中的各个像
素的距离信息。
4.根据权利要求1所述的成像传感器设备，进一步包括照明组件，
其被配置成向由所述成像传感器设备监视的观看空间发射光束脉冲。
5.根据权利要求4所述的成像传感器设备，进一步包括波形重构组
件，其被配置成针对所述第二像素子集中的像素，生成表示与该像素对应
的反射的光脉冲的波形数据，其中，所述距离确定组件被配置成基于所述
波形数据来生成所述距离信息。
6.根据权利要求1所述的成像传感器设备，进一步包括安全组件，
其被配置成对所述成像传感器设备的一个或更多个内部组件的故障状态
执行监视，并且响应于检测到的故障状态基于一个或更多个安全算法来生
成安全输出。
7.根据权利要求6所述的成像传感器设备，进一步包括危险分析和
判定组件，其被配置成基于所述2D分析的第一结果、所述3D分析的第

\t二结果和所述安全输出之间的关联性来生成控制输出或消息输出中的至
少一种。
8.根据权利要求7所述的成像传感器设备，其中，所述危险分析和
判定组件进一步被配置成基于所述第一结果和所述第二结果之间的关联
性来生成包括针对在所述图像内检测到的对象的三维位置数据、三维速度
数据、三维加速度数据或三维轨迹数据中的至少一种的相关数据，并且基
于所述相关数据来生成所述控制输出或所述消息输出中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的成像传感器设备，其中，所述危险分析和
判定组件进一步被配置成基于所述三维位置数据、所述三维速度数据、所
述三维加速度数据或所述三维轨迹数据中的至少一种来预测所述对象在
所述观看空间内的未来位置，并且基于所述未来位置来生成所述控制输出
或所述消息输出中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·加莱拉，安妮·博尔比，德里克·W·琼斯，尼莱什·普拉丹，弗朗西斯·L·利尔德，
申请(专利权)人：洛克威尔自动控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US