用于对准传感器系统的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对准传感器系统的方法，和用于实施该方法的对准接收器。
【背景技术】
[0002]具体地，可以以光幕的形式实现这样的传感器系统。这种光幕包括具有发射光束的发射器的布置的发射器单元和具有接收光束的接收器的布置的接收器单元。为了在监视区域内检测目标，将发射器单元和接收器单元布置在监视区域的相对边缘，以使得如果监视区域为空，则从每个发射器发射的光束撞击其相应的接收器。进入监视区域的目标由于由光幕的光束形成的至少一个光轴被打断而被识别。
[0003]在将光幕投入工作之前，即，使得能够检测目标，发射器单元和接收器单元必需被适当地对准。作为用于这种对准的辅助，可以例如使用对准激光器，对准激光器发射可见波长范围内的对准光束。对准激光器可逆地安装在发射器单元或接收器单元上。为了对准发射器单元和接收器单元，随后执行对准激光器的对准光束是否撞击接收器单元上的标靶的检查；可以由标靶标记提供该标靶。
[0004]该过程的总体缺点在于，被对准的不是光幕自身的光轴，而是由发射器的各个光束形成的光轴。因此，作为附加光轴的对准光束仅提供关于发射器与接收器的实际对准的间接的并且因而不完整的信息。这种不准确性具体地起因于对准激光器的安装位置的容差。另外，一方面是对准激光器的发射特性，另一方面是发射器的发射特征，这两种发射特征经常不匹配。
[0005]通常，对准激光器发射具有窄辐射模式的对准光束。然而，特别地，在远距离上，对准光束撞击在接收器单元或发射器单元上的点很难可见。如果为了使得光的窄束撞击接收器单元或发射器单元的相应标靶，有必要准确地将对准激光器定位在发射器单元或接收器单元上，这使得调整过程很费力。最后，不利的一点是，当对准激光器安装在上面的单元为了进行调整过程而自身被对准时，当对准激光器从该单元解除安装时，经调整的位置会再次至少部分丢失。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种利用最少的时间和人力的投入实现传感器系统的准确和可再现对准的方法和系统。
[0007]独立权利要求的特征旨在解决该问题。在从属权利要求中描述了本发明的有利的实施方式和实用的进一步发展。
[0008]本发明涉及一种用于对准传感器系统的方法，该传感器系统具有:具有至少一个发射光束的发射器的发射器单元和具有至少一个分配给发射器的接收器的接收器单元，当传感器系统工作时，接收器单元接收发射器的光束。为了对准发射器单元，将对准接收器放置在接收器单元上、在接收器的之前前方；该对准接收器具有比接收器自身更大的孔径角。发射器发射的光束被对准接收器接收。根据来自由对准接收器接收的光束的光的质量，在显示单元上显示数据。
[0009]根据本发明的方法的重要优点在于:传感器系统的该(或一个)发射器的光束的光束路径自身被用于执行对准。用于该目的的对准接收器的信号因此提供对传感器系统的各个单元的正确对准的直接测量，因而能够实现传感器系统的各个单元、尤其是发射器单元和发射器单元的特别精确的对准。
[0010]极其重要的是将对准接收器定位在接收器单元的接收器的前方；对准接收器应当尽可能精确地定位在接收器的前方。对准接收器因此取代该接收器，使得利用对准接收器生成的信号提供发射器和接收器的对准的直接并精确的测量。
[0011]本发明的一个重要方面在于对准接收器的孔径角比接收器或多个接收器的孔径角大，并且优选地是显著的大。以此方式，获得了对于关联的发射器的光束的扩张的捕获区域，即，在发射器单元和接收器单元的对准尚不完美的情况下一一原因是发射器的光束将不再撞击接收器，然而发射器的光束仍然将撞击布置在接收器上的对准接收器，这样使得甚至在该情形中对准接收器的信号提供了对已有对准的测量。以此方式，由于在正常情况下在传感器系统被投入工作之前执行的对准过程期间，无需在对准过程开始时预先调整发射器单元和接收器单元，因而创造了用于对准的便利且可再现的选择；归因于对准接收器的大孔径角，其可以甚至在系统对准不充分的时候接收关联的发射器的光束，这样使得对准接收器生成的信号可用于对准传感器系统。
[0012]对准接收器的大孔径角赋予的另外的优点在于，随着对准过程推进，当接收到发射器的光束时在对准接收器处获得了浅截尾的光分布函数。这意味着，随着接近对准接收器上的光束的最优对准，对准接收器的信号在幅度上缓慢但是稳定地增加，这样，对准接收器生成的信号提供了对准准确性的定量测量。
[0013]根据本发明的方法可用于具有单个发射器和接收器的光屏障和具有多个阵列的发射器和接收器的光幕。对于光幕来说，取决于光幕的功能和各个光束轴的光束导引的质量，对准接收器可以从不只一个而是从若干个发射器接收光束。由于对准接收器精确地定位在属于光幕的接收器的前方，其还可以精确地反映当光幕工作时的状况。
[0014]根据本发明的方法还可以用于更复杂的传感器系统。特别地，除了发射器单元和接收器单元之外，传感器系统可包括具有至少一个偏转镜的偏转器单元，这样，当传感器系统工作时，发射器单元的发射器发射的光束借助于偏转镜被发送到接收器单元的关联接收器。为了相对于偏转器单元对准发射器单元，对准接收器被定位在偏转镜的前方。
[0015]—旦发射器单元已经相对于偏转器单元对准，就将对准接收器定位在接收器单元的关联接收器的前方，以便相对于接收器单元对准偏转器单元。
[0016]根据本发明的对准接收器是对准接收器单元的部件，对准接收器单元还包括处理单元。出现在对准接收器的输出处的信号在处理单元中被评估，并且基于这些信号生成代表对准的质量的测量的输出变量。处理单元具有用于将输出变量传输到显示单元的装置。对准接收器单元具有用于附接到接收器单元或偏转器单元的装置。
[0017]利用这些附接装置，对准接收器单元可以可逆地贴附到接收器单元或偏转器单元。这些装置可包括例如维可牢(Velcro)条、带或或螺旋连接件。
[0018]在对准接收器单元的处理单元中，基于对准接收器接收的信号生成输出变量，并且所述输出变量代表待调整的单元的对准的质量的测量。在对准过程中，这些输出变量可以连续地显示在显示单元上，以使得操作员可借助于这些输出变量来控制对准过程。为了获得可再现的显示，可借助于由处理单元控制的增益调整来归一化输出变量。这些输出变量特别地借助于由对准接收器记录的光强度来形成。
[0019]根据第一变型，显示单元被集成到对准接收器自身，以使得操作员可直接在对准接收器处控制对准过程。
[0020]在该情形中，显示单元有利地实施为光学显示器。光学显示器可以例如通过不同颜色红、绿和蓝的三种发光二极管而形成。例如，蓝光LED在对准接收器被接通并且没有接收到信号时，即当待调整的单元完全没有对准、使得没有任何来自关联的发射器的光到达对准接收器时，其自身点亮。当对准接收器记录到来自关联的发射器的微弱光信号时，即当单元仍然不充分对准时，例如，仅红光LED点亮。最后，当记录到足够数量的光对准时，例如数量超过预定门限值，仅绿光LED能够点亮。
[0021 ] 可选地，可使用闪烁LED作为光学显示器。LED闪烁的频率理想地随着对准质量的改善而增加，即随着对准接收器记录到的光的数量的增加而增加。因此，显示器可以形成按比例的显示，通过按比例的显示可以以特定的精度执行对准程序。
[0022]在可选的实施方式汇总，显示单元可形成空间上与对准接收器单元分离的单元。在该情形中，显示单元具有传输装置，数据包、特别是直接在处理单元中生成的输出变量通过该传输装置被发送到显示单元并显示在显示单元上。
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