门系统技术方案

本发明专利技术涉及一种门系统，该门系统具有包含门开口（９６）和至少一个可移动门元件（７６；７６－１，７６－２，７６－３，７６－４）的门，并且具有用于检测在该门内和／或其附近的目标物体（５６）的门传感器系统（９０），所述门传感器系统包含至少一个光扫描器设备（１０），所述至少一个光扫描器设备能够通过用移动反射镜偏转光来以光学的方式测量离目标的距离，从而以规则的间隔在给定的扫描角度上进行这样的测量，并且，所述至少一个光扫描器设备产生至少一个检测的垂直平面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及一种光扫描器和感测设备，尤其涉及激光扫描器 设备，用于测量存在于被发射光束扫描的监视区域中的目标物体的范 围和角方向。这种设备可适用于门传感器系统，用于检测门中或门附 近的监视区域中的目标物体的存在和/或运动方向。
技术介绍
用于存在或运动检测的有源传感器设备一般依据如下原则，即 该设备包括发射器，该发射器沿某一区域(例如在地上或其上方)或 待测空间的立体角(这里称为监视区域)的方向发射辐射物(通常为 光或微波之类的电磁辐射)，还包括辐射检测器，其用于检测从监测 区域再次出现的部分辐射，该检测例如是基于其反射率进行的。当辐 射检测器方向的反射率改变时，再次出现的辐射量也发生变化。举例 来说，当物体进入监视区域时会发生这种情况。US 2002/0018198 Al涉及一种距离测量方法和距离测量设备，其 中旋转多角镜轮被用来产生扫描，在此期间，物体被扫描线扫过。至 少一部分发射的光信号不在物体上反射而是由接收器接收为参考光 信号并被转换为参考信号。物体的距离是通过确定光传播时间来测量 的。而光传播时间是通过确定反射信号与参考信号之间的相移来确定 的。US 2002/0008876 Al涉及一种发射测量装置的漫射光障结构，其中激光束经透镜发射至平面镜，随后通过间隔壁中的光束出口朝旋转 多角镜发射。由EP 0300663 Al和JP 05060994 A也可获知用旋转镜影响光束 轨线的作法。此外，EP 1016850 A2、 EP 0689033 Al、 US 2002/0196424 Al、 US 4864296和JP 2000028722 A公开了基于发送光束或脉冲反射测量 的光学设备及系统。
技术实现思路
本专利技术涉及一种有源光束发射传感器设备，包括含脉冲光源的发 射器，含光电检测器的接收器，和偏转装置，例如旋转镜，该设备适 合于使一束发射光脉冲扫过扫描区域以便覆盖监视区域。通过使用这 种光束扫描装置，可以在扫描被扫描区域中的一条或多条线，以便提 供沿着与位于一条(或多条)扫描线上的反射目标的距离的一条或多条线的完整分布情况。对目标的检测是基于朝被扫描区域发射并被反 射回接收器的光脉冲的行程时间(TOF)测量的。确定行程时间并基 于已知的光速推出距离。通过比较监测区内没有目标物体和出现目标物体的情况下所获得的的距离，可获得可靠的存在感测。通过比较运 动目标物体在监视区域中的不同距离处获得的距离分布情况，也可推出目标沿着一条或多条扫描线的移动速度。基于TOF测量所进行的存在检测有多个优点。由于测量是按距 离测量进行的，所以测量结果与监测区域中例如地面的反射率无关。 因此，测量结果也与例如由监视区域中的环境变化引起的反射率变化 无关，例如与由于雨、雪或者树叶之类的疏松小物体而引起的地面反 射率变化无关。当用脉冲激光作为脉冲光源时，可获得非常精确的检 测线，避免了可能出现在监视区域中的静止物体的任何干扰，这与使 用聚焦不那么强烈的传感器设备时可预期的情况相反。考虑到用作门传感器的情况，可将精确的检测线调整成覆盖例如 门开口的最大表面，以避免来自可移动门元件的干扰。激光扫描技术在现有技术中是已知的，例如参见美国专利5,949,530; 5,604,580和 5,291,262。相应类型的传感器基本上包括距离测量头和偏转系统。基 于光的TOF距离测量包含短时脉冲和高重复率，从而允许获得多个 釆样(扫描)的平均值以实现低噪音，以及允许在光束在目标物体和 反射位置间来回的轨线上进行极快的采集。检测系统使用了几种类型的技术，其中许多都包括镜。镜可放置 在马达驱动的轴上，并且连续旋转。镜的位置必须与处理单元同步， 以便在从沿扫描线的一次扫描到另一次扫描间获得可靠的结果。当用在室外使用时， 一般会将传感器系统装在壳体内，以防恶劣 的环境条件，例如雨水和灰尘影响光轨线。装在经历诸如雨水或灰尘 等恶劣条件的壳体中的传感器将会经受发射前盖处或沿光脉冲轨线 的强反射。另一个问题是老化，其可能消弱镜和/或前盖的反射和/或 发射特性。这种作用导致接收器处的强烈反射，这在很长一段时间内 都会阻止传感器设备正常工作。因此本专利技术的一个目的在于提供一种适用于在诸如室外应用这 样的应用中使用的光扫描器设备，其中将会避免由于诸如雨水或灰尘 之类的作用而非位于被扫描区中的目标物体的反射引起的将发射光 反射到接收器上的反射(所谓的串扰)，或将该反射降低至仅为衰减 的程度。另 一个目的是提供一种确保长期使用时的良好可靠性的光扫 描器设备。根据本专利技术的第一方面，上述目的是通过提供一种用于测量目标 物体的范围和角方向的光扫描器设备而实现的。此设备包括脉冲源， 其适合于发射光脉冲；发射器偏转装置，其适合于使发射光脉冲在可 变的扫描方向上扫过扫描扇区；光电检测装置，其适合于检测已在扫 描扇区中被反射的接收光脉冲；接收器偏转装置，其适合于将已在扫 描平面(15)中反射的光脉冲重新定向到光电检测装置(42)。根据本专利技术，该设备还包括光屏蔽装置，其适合于从光学上屏蔽 在其从脉冲源到发射器偏转装置的轨线上的以及在其从发射器偏转 装置延伸到扫描扇区中的轨线的至少一部分上的发射光脉冲和在其在光电检测装置和接收器偏转装置之间的轨线上的以及在其在扫描 扇区中延伸并结束于接收器偏转装置上的轨线的至少一部分上的反 射光脉冲。光屏蔽装置减少或避免了设备中或附近生成的发射光脉冲 的反射或漫射光("串扰")到达光电检测器。这种设备适用于室外使用，这尤其是因为"分割的"光发射和接收 路径使得设备对于前板上的反射的敏感度比已知的传感器设备低。有利地，扫描扇区被包含在扫描平面内。优选地，该设备还包括壳体，该壳体适合于至少容纳脉冲源、发 射器偏转装置、接收器偏转装置、光电检测装置和光屏蔽装置，从而 光屏蔽装置至少屏蔽在其位于壳体内的全部轨线部分上的发射脉冲 和接收脉冲。壳体防止设备的元件免受环境中存在的灰尘及污物覆 盖。优选地，发射器偏转装置包括第一多面镜，该多面镜包括至少一个适于绕旋转轴旋转的面。第一多面镜可包括1至8个面。更为优选地，接收器偏转装置包括第二多面镜，该多面镜包括至少一个面，并且适合于与可变扫描方向同步地旋转。更为优选地，发射器偏转装置和接收器偏转装置都包括多面镜，该多面镜包括至少一个基本彼此平行的面，并且发射器偏转装置的多面镜和接收器偏转装置的多面镜适合于在公共旋转轴上彼此同步地旋转。有利地，发射器偏转装置的多面镜和接收器偏转装置的多面镜形 成分裂多面镜，该分裂多面镜包括凹槽，该凹槽适合于从光学上隔离 发射器偏转装置的多面镜与接收器偏转装置的多面镜。凹槽帮助屏蔽 镜装置内传播的漫射光。优选地，为了获得最有效的屏蔽，光学屏蔽设备延伸到发射器偏 置装置的多面镜和接收器偏转装置的多面镜之间的凹槽中。或者，接收器偏转装置包括固定的镜，该镜适合于接收在扫描平 面中反射的光脉冲。优选地，接收器偏转装置则包括平面形、球形或 圆柱形镜部分。8优选地，脉冲源为脉冲激光器或脉冲激光二极管。优选地，光检测设备包括诸如雪崩光电二极管的高速高增益光电 检测器，以使得接收器具有良好的灵敏性。有利地，发射器镜元件和接收器镜元件适合于使得扫描扇区的倾 斜角可变。优选地，扫描扇区的倾斜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种门系统，具有包含门开口（９６）和至少一个可移动门元件（７６；７６－１，７６－２，７６－３，７６－４）的门，并且具有用于检测在该门内和／或其附近的目标物体（５６）的门传感器系统（９０），所述门传感器系统包含至少一个光扫描器设备（１０），所述至少一个光扫描器设备能够通过用移动反射镜偏转光来以光学的方式测量离目标的距离，从而以规则的间隔在给定的扫描角度上进行这样的测量，并且，所述至少一个光扫描器设备产生至少一个检测的垂直平面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰扎姆博恩，
申请(专利权)人：BEA股份公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]