在大批量的汽車自動化生產(chǎn)線上，工人的一個無意識的動作可能會使光電控制系統(tǒng)立即發(fā)出安全報警，使得正在工作的機(jī)器人馬上停止工作。戴姆勒－克萊斯勒公司首次在其C級轎車的生產(chǎn)中采用了視頻安全保護(hù)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)比死板的光電安全保護(hù)系統(tǒng)擁有更強(qiáng)大的功能。
為了使機(jī)器人恢復(fù)正常工作，負(fù)責(zé)設(shè)備維護(hù)的工程師必須投入很大精力重新調(diào)整程序。這種情況以前在戴姆勒－克萊斯勒公司位于德國Sindelfingen市的C級轎車車架生產(chǎn)廠的生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)，現(xiàn)在，由于采用了帶視頻攝像的安全保護(hù)系統(tǒng)，這種情況得到了很大程度的改善。
新舊安全保護(hù)技術(shù)的對比：原來的光電安全控制技術(shù)（黃色）和視頻安全保護(hù)裝置（中部上方）滿足了相同的安全保護(hù)要求
洞察秋毫的電子眼
視頻攝影系統(tǒng)中，“安全監(jiān)控電子眼”的觀察范圍不是光電控制系統(tǒng)能夠提供的那種二維安全保護(hù)，也不是機(jī)械式的安全保護(hù)區(qū)的形式。在計算機(jī)中，安全監(jiān)控電子眼的安保控制范圍是沒有界限的。
工人進(jìn)入安全保護(hù)區(qū)域的外層區(qū)域
一般應(yīng)用情況下，戴姆勒－克萊斯勒公司的安全技術(shù)人員首先會在計算機(jī)中繪制出機(jī)器人或加工機(jī)床運(yùn)動部件的包絡(luò)線，然后再圍繞著危險區(qū)確定直線型或者弧型的三維安全帶，并確定好不同的安全等級。
安裝在設(shè)備上方鋁合金安裝板上的安全監(jiān)控電子眼會根據(jù)三個CMOS攝像機(jī)提供的數(shù)據(jù)生成監(jiān)控圖像，提供及時的安全保障。電子眼每秒鐘可拍攝60幅照片，并分別將這些照片發(fā)送給兩個獨(dú)立的安全控制計算機(jī)，由它們分別進(jìn)行安全狀況的分析計算。當(dāng)連續(xù)三張照片上都發(fā)現(xiàn)有異物進(jìn)入危險區(qū)時，控制系統(tǒng)即可在180μs的時間內(nèi)發(fā)出安全保護(hù)的報警信號；如果異物僅是沿著切向方向進(jìn)入外層安全保護(hù)區(qū)時，控制系統(tǒng)會發(fā)送控制指令使機(jī)器人放慢運(yùn)動速度，且發(fā)出報警信號；只有在出現(xiàn)有危險的運(yùn)動時，機(jī)器人或加工機(jī)床才停止工作。
成功的合作
基于大批量汽車生產(chǎn)過程中的很多安全需求，戴姆勒－克萊斯勒公司與Pilz工業(yè)安全技術(shù)公司合作，共同實現(xiàn)了這種視頻安全保護(hù)系統(tǒng)在汽車生產(chǎn)線上的安全應(yīng)用。
Pilz公司研發(fā)和生產(chǎn)了這種視頻安全保護(hù)系統(tǒng)，并承擔(dān)了幾乎所有的軟件開發(fā)任務(wù)，還負(fù)責(zé)安全監(jiān)控系統(tǒng)在生產(chǎn)線中的集成以及這一技術(shù)的審批和認(rèn)證。
戴姆勒－克萊斯勒公司的研發(fā)中心則負(fù)責(zé)三維圖像分析的算法和系統(tǒng)標(biāo)定的工作，戴姆勒－克萊斯勒公司的生產(chǎn)和材料技術(shù)部門（PWT）則負(fù)責(zé)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用范圍的定義和日常生產(chǎn)中的安全保護(hù)試驗。
在PWT的試驗室中，他們專門為這個項目開辟了一個驗證這一技術(shù)的實驗場地。Anton Hirzle先生，PWT的自動化與控制技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人說到：“我們的同事在5年前就利用電子眼技術(shù)成功解決了車輛周圍環(huán)境的識別問題，現(xiàn)在，我們已掌握的技術(shù)又發(fā)揮了很有意義的作用——保護(hù)操作工人的人身安全。”
實施該電子眼項目所耗用的時間中，大部分時間耗在了專業(yè)協(xié)會的安全標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求的驗證上面了。Hirzle先生解釋說：“因為電子眼關(guān)系到人身安全問題，因此要滿足極高的行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求?！?/SPAN>
除了可以分為幾個不同的安全等級用攝像機(jī)對一個生產(chǎn)工序進(jìn)行監(jiān)控之外，安全監(jiān)控電子眼還可以對幾個生產(chǎn)工序的工位同時進(jìn)行監(jiān)控，對各個安全監(jiān)控區(qū)域采用不同的安全保護(hù)措施。
Hirzle先生說：“電子眼的監(jiān)控運(yùn)算速度很快，根據(jù)我們的計算，采用這一安全保護(hù)技術(shù)之后，整個生產(chǎn)線的平均收益率將提高70％。另外，安全監(jiān)控電子眼的安裝標(biāo)定以及安全保護(hù)空間的調(diào)整時間僅需幾個小時，在不影響正常生產(chǎn)的同時，可以通過軟件升級的方式來安裝部件?！?/SPAN>
下一步的研究與應(yīng)用
專家們認(rèn)為：未來的視頻圖像安全保護(hù)技術(shù)能夠?qū)⒐と撕蜋C(jī)器人更加緊密、更加安全可靠地融為一體，很好地保證生產(chǎn)現(xiàn)場的工人安全，另外，未來的圖像識別系統(tǒng)還將能識別不同的物體，也就是說：當(dāng)操作工人處于危險區(qū)內(nèi)時，機(jī)器人停止工作，當(dāng)進(jìn)入危險區(qū)的是一個塑料瓶或其他雜物時，機(jī)器人可能會照常工作，這顯然更加合理，減少了不必要的停工。
工程師在計算機(jī)中設(shè)定了三維的安全保護(hù)區(qū)，并定義了不同的安全保護(hù)等級
目前，戴姆勒－克萊斯勒公司僅在其汽車制造領(lǐng)域的C級至E級轎車生產(chǎn)過程中使用了與Pilz公司合作研發(fā)的這一技術(shù)，將來在其它領(lǐng)域中，這種視頻安全保護(hù)技術(shù)必定會有更加廣泛的應(yīng)用。
（轉(zhuǎn)載）
