(57)【要約】      （修正有）【課題】誤った、又は不注意による監視ゾーンの選択が排除、低減され、システムの安全性が強化された領域監視装置を提供する。【解決手段】領域監視装置のゾーン検出ロジックは、ゾーン選択のセーフティクリティカル動作を悪化させること無く、制限された数の個別的なゾーン選択入力を使用して選択されるユニークな監視ゾーン選択の数を増加させる。装置は、個々の入力のセットの各々の入力の論理状態を監視して、ゾーン選択入力のユニークな論理結合の各々を異なるゾーン選択と認識する。例えば、２以上の構成済監視ゾーンの各々は、アサートされたゾーン選択入力信号の異なる組合せゾーン選択パターンと関連付けられる。同様に、領域監視装置内の制御回路は、個別的なゾーン選択入力を監視して、アサートされたゾーン選択信号に関連付けられた組合せゾーン選択パターンの認識に基づいて構成監視ゾーンの所与の１つをアクティブ化するように構成される。【選択図】図１
2015165237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域監視装置であって、
複数のゾーン選択入力信号を受信するように構成された個別的なゾーン選択入力のセットと、
２以上の構成済監視ゾーンのアクティブ化された１つを監視するように構成された検出システムであって、前記構成済監視ゾーンの各々はアサートされたゾーン選択入力信号の異なる組合せゾーン選択パターンに関連付けられている、前記検出システムと、
前記個別的なゾーン選択入力を監視し、アサートされたゾーン選択信号に関連付けられた組合せゾーン選択パターンの認識に基づいて、構成済監視ゾーンの所与の１つをアクティブ化するように構成された制御回路と、
を含むことを特徴とする領域監視装置。
【請求項２】
前記制御回路によって認識可能な組合せゾーン選択パターンの数は二項係数
2015165237.tif 000007
によって与えられ、！は階乗演算子を表し、ｎはゾーン選択における使用のために構成された個別的なゾーン選択入力の前記セット内のゾーン選択入力の数を表し、ｒは所望のゾーン選択の組合せを示すために同時にアサートされるゾーン選択入力信号の数を表し、ｒはｎ以下であることを特徴とする請求項１に記載の領域監視装置。
【請求項３】
個別的なゾーン選択入力の前記セットにはｍ個のゾーン選択入力があり、前記制御回路は、ゾーン選択における使用のために構成されるｎ個のゾーン選択入力として構成可能な値を使用するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の領域監視装置。
【請求項４】
前記領域監視装置は構成インタフェースを更に含み、前記領域監視装置は、監視ゾーンと該監視ゾーンに関連付けられた組合せゾーン選択パターンとを構成するために、前記構成インタフェースを介してゾーン構成及び選択の情報を受信するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の領域監視装置。
【請求項５】
ゾーン構成及び選択の前記情報を格納するように構成されたメモリを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の領域監視装置。
【請求項６】
前記領域監視装置は、監視ゾーンと該監視ゾーンに関連付けられた組合せゾーン選択パターンとのインシチュ構成を許可するように構成されたインタフェース及び制御のロジックを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の領域監視装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記ゾーン選択入力に印加される前記ゾーン選択入力信号の組合せゾーン選択パターンの動的な変化の認識に応答して、前記検出システムによる監視のためにアクティブ化された構成済監視ゾーンを動的に変更するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の領域監視装置。
【請求項８】
前記制御回路は、前記ゾーン選択入力がある有効組合せゾーン選択パターンから他の有効組合せゾーン選択パターンに状態を切り替える時間を確立する構成遅延時間を有して動作するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の領域監視装置。
【請求項９】
前記領域監視装置は光電子工学監視システムを含むことを特徴とする請求項１に記載の領域監視装置。
【請求項１０】
前記光電子工学監視システムはレーザスキャナを含むことを特徴とする請求項９に記載の領域監視装置。
【請求項１１】
前記光電子工学監視システムは撮像装置を含むことを特徴とする請求項９に記載の領域監視装置。
【請求項１２】
前記領域監視装置は自律ガイド車両システムの一部を含むことを特徴とする請求項１に記載の領域監視装置。
【請求項１３】
領域監視装置による監視のための異なる複数の監視ゾーンを有効化する前記領域監視装置における方法であって、
前記領域監視装置のゾーン選択入力に印加されるゾーン選択入力信号を監視するステップと、
２以上の構成済監視ゾーンの各々を、アサートされたゾーン選択入力信号の異なる組合せゾーン選択パターンと関連付けるステップと、
前記関連付けられた組合せゾーン選択パターンに一致するアサートされたゾーン選択入力信号の組合せパターンの認識に基づいて、構成済監視ゾーンの所与の１つをアクティブ化するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
認識可能な組合せゾーン選択パターンの数は二項係数
2015165237.tif 000008
によって与えられ、！は階乗演算子を表し、ｎはゾーン選択における使用のために構成された個別的なゾーン選択入力の前記セット内のゾーン選択入力の数を表し、ｒは所望のゾーン選択の組合せを示すために同時にアサートされるゾーン選択入力信号の数を表し、ｒはｎ以下であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ｒがｎ−１以下となるように構成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ゾーン選択における使用のために構成されるｍ個のゾーン選択入力のうちのｎ個として構成可能値を使用するステップを更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
外部のコンピュータシステムからのゾーン構成及び選択の情報の受信に基づいて、監視ゾーンと該監視ゾーンに関連付けられた組合せゾーン選択パターンとを構成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
ゾーン構成及び選択の前記情報を前記領域監視装置のメモリに格納するステップを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記領域監視装置のインタフェースを介して受信された入力に基づくゾーン構成及び選択の情報の受信に基づいて、監視ゾーンと該監視ゾーンに関連付けられた組合せゾーン選択パターンとを構成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記ゾーン選択入力に印加される前記ゾーン選択入力信号の組合せゾーン選択パターンの動的な変化の認識に応答して、前記領域監視装置による監視のためにアクティブ化された構成済監視ゾーンを動的に変更するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に領域監視装置（例えばレーザスキャナまたは他の光電子工学監視システム）に関し、特にこの種の装置におけるゾーン選択に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
領域監視装置（例えばレーザスキャナおよび他の光電子工学監視システム）は、多種多様なアプリケーションにおいて制御機能およびセーフティ機能を提供する。例えば、レーザスキャナは、危険なマシン領域を保護する固定装置に使用され、自律ガイド車両（ＡＧＶ）装置の衝突回避のために使用される。
【０００３】
典型的なレーザスキャナは、被監視”ゾーン”へのオブジェクト侵入の検出に応答して制御信号を提供する。例えば、レーザスキャナは、オブジェクト侵入の検出に応答して危険なマシンへの電力をオープンするセーフティクリティカル出力スイッチを含み得る。ＡＧＶアプリケーションにおいて、レーザスキャナは、ＡＧＶのセーフティクリティカル距離内におけるオブジェクトの検出に応答して、車両制動システムのアクティブ化、回避ステアリング動作の開始、または、ＡＧＶ移動の抑止をすることができる。
【０００４】
この種の監視の一態様においてはゾーン監視特性の動的変化が必要かもしれない。例えば、マシン保護のアプリケーションにおいて、レーザスキャナは、マシン操作のあるフェーズの間は第１のゾーンを監視し、マシン操作の他のフェーズの間は第２のゾーンを監視することを必要し得る。各ゾーンによってカバーされる物理的領域は同じ又は少なくとも重なり得るが、異なる警告距離やセーフティクリティカル距離又は異なるゾーン境界のような異なる監視パラメータが使用され得る。同様に、ＡＧＶアプリケーションでは、ＡＧＶコンテキストに依存して異なる複数のゾーンが必要となり得る。
【０００５】
ＡＧＶコンテキストは、例えば、ＡＧＶ周辺で検出された１以上のポテンシャル障害物、ＡＧＶ速度およびＡＧＶ位置に基づいて規定され得る。例えば、大規模工場環境は、速いＡＧＶ速度が許容される空き地又は労働者のいない領域、及び、遅いＡＧＶ速度が命令されるポテンシャル障害物があるか労働者がいる他の領域を含み得る。これらの種々のコンテキストにおける適切、安全なＡＧＶ動作のために、異なる監視ゾーン構成が必要である。
【０００６】
関連して、ＡＧＶ車両において、正常動作の過程の間、レーザスキャナが監視ゾーンを変更するように、動的に変化するゾーン選択入力を当該レーザスキャナに提供することは既知である。同様に、マシン操作のフェーズ変化に応じてレーザスキャナの監視ゾーンが切り替わるように、マシン制御システムもレーザスキャナへゾーン選択入力を提供し得る。
【０００７】
ゾーン選択は重要なセーフティの意味を含むため、レーザスキャナのゾーン選択入力は一般に多数のセーフティオブデザイン（safety-of-desigin）の考慮を含む。例えば、相補的（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）な個別的（ｄｉｓｃｒｅｔｅ）な電気入力の利用がゾーン選択のために使用され得る。この場合、レーザスキャナは、対応する所与の監視ゾーンをアクティブ化する前に入力（１つのＨＩＧＨおよび１つのＬＯＷ）を必要とするように構成され得る。その結果、入力の切断又は短絡を含む単一の障害状態が容易に検出され緩和され得る。
【０００８】
個別的な入力および相補的な入力アサートの要件の使用により、誤った又は不注意によるゾーン選択が排除され又は少なくとも非常に低減され、システム安全性が強化される。しかしながら、１つの不利な点は、個別的な入力の所与の数に対して安全に選択し得るゾーン数に重大な制限があるということである。
【発明の概要】
【０００９】
領域監視装置のゾーン検出ロジックは、ゾーン選択のセーフティクリティカル動作を悪化させること無く、制限された数の個別的ななゾーン選択入力を使用して選択されるユニークな監視ゾーン選択の数を増加させる。装置は、個々の入力のセットの各々の入力の論理状態を監視して、ゾーン選択入力のユニークな論理結合の各々を異なるゾーン選択と認識する。例えば、２以上の構成監視ゾーンの各々は、アサートされたゾーン選択入力信号の異なる組合せゾーン選択パターンを関連付けられる。同様に、領域監視装置内の制御回路は、個別的ななゾーン選択入力を監視して、アサートされたゾーン選択信号に関連付けられた組合せゾーン選択パターンの認識に基づいて構成監視ゾーンの所与の１つをアクティブ化するように構成される。
【００１０】
少なくとも１つの実施形態において、装置において全部でｍ個のゾーン選択入力が提供される場合、それらのうちｎ個がゾーン選択に使用されるよう構成され、当該装置によって認識可能なユニークなゾーン選択の組合せの数は二項係数
2015165237.tif 000003
によって与えられ、ここで、！は階乗演算子を表し（例えば５！＝５×４×３×２×１）、ｒはアサートされたアクティブなゾーン選択入力信号の数を表す。”アサートされた”は、ゾーン選択入力信号のラインが論理的にアサートされたゾーン選択入力を暗示する。
【００１１】
ｎの値は単にｍの値に等しくなることができ、すなわち、利用可能な入力の全てがゾーン選択のために使用される。しかしながら、少なくとも１つの実施形態において、ｎの値は可変でありｍより小さい値に設定され得、それは、ｍ個のゾーン選択入力のサブセットのみがゾーン選択のために能動的に監視されることを意味する。
【００１２】
もちろん、本発明は、上述の特徴および効果に限定されない。実際、当業者は、以下の詳細な説明を読み込むと即座に、そして、添付の図面を見ると即座に、更なる特徴および効果を認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本明細書において教示される監視ゾーン選択の方法及び装置を実装する領域監視装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】本明細書における教示に従って有利に領域監視装置によって認識される組合せゾーン選択パターンを示すテーブルを示す図である。
【図３】本明細書において教示される監視ゾーン選択の方法及び装置を実装する領域監視装置の一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
非制限の実施形態として、図１は、検出／検知システム１２、制御／処理回路１４（１以上のマイクロプロセッサ（μＰ）またはＡＳｌＣ／ＦＰＧＡ１６、及び関連する動作、プログラム及びコンフィギュレーションのメモリ１８を含む）を含む装置１０を示す。図示された装置１０は、個別的なな複数のゾーン選択入力２０（ＩＮＰＵＴ１．．．ＩＮＰＵＴｍ）及び関連するゾーン選択インタフェース回路２２を、１以上の付加的インタフェース回路２４とともに更に含む。
【００１５】
装置の一部として、装置ユーザは、個々のゾーン選択信号ライン３０（ＳＥＬ１．．．ＳＥＬｎ）をゾーン選択入力２０のそれぞれに接続する。装置１０に接続している個別的なな信号ライン３０の数ｎは、装置１０によって提供されるゾーン選択入力２０の合計数ｍより少なくてもよい。そのような場合、装置１０は、有効なゾーン選択入力としてｎ個のゾーン選択ラインのみを監視するように構成される。装置１０は、また、障害状態または配線エラーや構成エラーを示し得る予想外の入力信号アクティビティのために未使用のｍ−ｎ個のゾーン選択ラインを監視し得る。
【００１６】
個別的なゾーン選択信号ライン３０は、動作の間、２つ論理状態のうちの１つをとるために外部システムによって制御され得る。例えば、装置１０は、保護される危険なマシンに搭載されるか又は関連付けられ得、又は、ガイダンス／衝突回避のためにＡＧＶに搭載され得る。ゾーン選択信号ラインは、”アサートされた”状態を示すために第１の電圧閾値より高く（または低く）に駆動され得、”デアサートされた”状態を示すために第２の電圧閾値より低く（または高く）駆動され得る。代替の方式が使用され得る。例えば、信号ラインにおける電気的”オープン”または非通電状態は”デアサートされた”として認識され、通電状態は”アサートされた”として認識され得る。一実施形態において、オープン＝デアサートされた、であり、約２４ＶＤＣ＝アサートされた、である。
【００１７】
いずれにせよ、装置１０は、制限された数のゾーン選択入力により比較的多数のユニークな監視ゾーン選択を安全かつ確実に認識することができる有利なゾーン選択検出方法を実現する。少なくとも一つの実施形態において、制御／処理回路１４は、ゾーン選択入力のユニークな組合せを認識するように構成される。例えば、ゾーン選択入力のために装置１０によって監視される個別的ななゾーン選択入力が全部でｎ個あり、ゾーン選択入力信号３０を制御している外部のマシンまたはシステムが特定のゾーン選択を示すために一度にそれらのｒ個をアサートする場合、装置１０によって認識可能なユニークなゾーン選択の組合せの数は二項係数
2015165237.tif 000004
によって与えられ、再びここで、！は階乗演算子を表し（例えば５！＝５×４×３×２×１）、ｎはゾーン選択に対してアクティブなゾーン選択入力２０の数を表し、ｒは所望のゾーン選択の組合せを示すために同時にアサートされたゾーン選択入力の数を表す。なお、ｎ≦ｍであり、ｒ＜ｎである。（少なくとも一実施形態において、ｒは、好ましくは１≦ｒ≦ｎ−１の範囲にある。）
【００１８】
このように、装置１０は合計ｍ個の個別的ななゾーン選択入力２０を提供し、装置のオーナーやオペレータによって、所与の装置に対して使用されるｎ個の入力を考慮するように構成され得る。数ｎは、数ｍ以下であり得る（すなわち装置のオペレータは所与の装置に対してｍ個のゾーン選択入力２０の全てを使用するというわけではない）。使用されるｎ個のゾーン選択入力について、装置１０の制御／処理回路１４は、アサートされた／デアサートされたゾーン選択信号ライン３０のユニークな組合せを検出するように構成される。
【００１９】
特定の例において、装置１０は、入力専用インタフェースとして、ゾーン選択入力２０および関連するゾーン選択インタフェース回路２２を提供する。（ゾーン選択インタフェース回路２２は、ＥＳＤ保護回路、レベルシフト回路、その他を含み得るが、少なくとも１つの実施形態において、マイクロプロセッサまたは他のデジタル処理回路がゾーン選択入力信号３０の入力状態を評価することができるように、ゾーン選択入力２０のそれぞれに印加されるあらゆるゾーン選択入力２０に対する論理信号を提供するように動作する。
【００２０】
装置１０が監視ゾーン選択に対して５個のゾーン選択入力２０を使用するように構成されると仮定すると、外部の装置またはシステムは２４Ｖに接続することによってゾーン選択入力信号３０の所与の１つをアサートし、電気的にオープンのままにするか又は信号グラウンドに接続することによって信号ラインをデアサートする。アクティブな入力のための典型的接続は、リレーや他のスイッチ装置を介して選択的に２４Ｖ（または他の何らかの所定電圧レベル）に接続する。
【００２１】
一般に、利用可能なユニークなアクティブな組合せの数は、アクティブな入力の数ｎ、及び、ｎ個のアクティブな入力のうちゾーン選択のために同時にアサートされる数ｒに依存する。図２に示されるれるテーブルは、例示的な値ｎおよびｒに対して可能なゾーンセットの最大数を示す。
【００２２】
しかしながら、すべての可能な組合せに対してゾーンを割り当てる必要は無い。割り当てられていない組合せは無効であるとみなすことができる。この論理的選択方法により、装置１０は、非組合せ的な論理検出に必要とされるよりも少ないゾーン選択入力により、選択される監視ゾーン構成の潜在的に多くのセットを提供する。
【００２３】
更に詳細には、装置１０は、監視ゾーン構成情報を受信するように構成される。各々が、ゾーン選択入力２０を介して個々に選択され得る異なる監視ゾーンを規定する、異なる監視パラメータ・セットが当該装置にロードされるかまたは格納され得る。そして、各々の構成済監視ゾーンは、ｎ個のうちのｒ個のアサートされたゾーン選択入力信号の異なる論理的組合せに関連付けられる。装置１０の所与の監視ゾーンのアクティブ化は、関連付けられた論理的組合せに従って、ｎ個の信号ライン３０のｒ個をアサートすることによって達成される。
【００２４】
１以上の実施形態において、装置１０は、メモリ１８又は他のどこかに格納されるゾーン構成／選択情報を受信するためのコンピュータ・インタフェースまたは他の構成インタフェースを含む。同一又は他の実施形態において、装置１０は、インシチュ（in situ）での構成を可能にするインタフェース及び制御のロジックを提供する。いずれにせよ、装置１０は都合よく組合せゾーン選択パターンを認識し、ｎ個のゾーン選択入力信号のうちのｒ個の適切なアサートによって選択され得る個々の監視ゾーンの数Ｎは
2015165237.tif 000005
により与えられる。
【００２５】
非制限の実施形態として、装置１０は、レーザまたは他の光パルスの放射及びそれらの戻り反射の検出に基づいてい走査領域（監視領域）範囲内のオブジェクトを検出するように構成されたレーザスキャナを含む。距離検出は、例えば、飛行時間（time-of-flight）の測定原理に基づき、角度検出は、例えば、回転レーザー放射の瞬間的な走査角度の検出に基づいている。他の実施形態において、装置１０は、領域監視のためのカメラまたは他の撮像システムを含む。
【００２６】
もちろん、本明細書において提供される有利なゾーン選択の教示は、更に、超音波、熱、その他のタイプの監視装置に適用可能である。このように、本明細書において示される有利なゾーン選択教示は、監視装置の特定の実施に限定されない。
【００２７】
概して、本明細書における教示は、複数のゾーン選択入力信号を受信するように構成された個別的なゾーン選択入力のセット（すなわち所定数のゾーン選択入力）と、２以上の構成済監視ゾーンのアクティブ化された１つを監視するように構成された検出システムと、を含む領域監視装置を提供する。各々の監視ゾーンは、アサートされたゾーン選択入力信号の異なる組合せのゾーン選択パターンに関連付けられ、領域監視装置は、個別的なゾーン選択入力を監視し、アサートされたゾーン選択信号に関連付けられた組合せゾーン選択パターンの認識に基づいて、構成済監視ゾーンの所与の１つをアクティブ化するように構成された制御回路を更に含む。
【００２８】
少なくとも１つの実施形態において、制御回路によって認識可能な組合せゾーン選択パターンの数は、二項係数
2015165237.tif 000006
によって与えられ、ここで、！は階乗演算子を表し、ｎは個別的なゾーン選択入力のセット内のゾーン選択での使用のために構成されたゾーン選択入力の数を表し、ｒは所望のゾーン選択の組合せを示すために同時にアサートされたゾーン選択入力信号の数を表す。ここで、ｒはｎ以下である。また更に、少なくとも１つの実施形態において、個別的なゾーン選択入力のセット内にはｍ個のゾーン選択入力があり、制御回路は、ゾーン選択における使用のために構成されるｎ個のゾーン選択入力として構成可能な値を使用するように構成される。更に、少なくとも１つの実施形態において、ｎがｍ未満の場合、制御回路は、障害状態または予想外の入力信号アクティビティのために未使用のｍ−ｎ個のゾーン選択入力を監視するように構成される。
【００２９】
少なくとも１つの実施形態において、領域監視装置は、構成インタフェースを更に含み、領域監視装置は、監視ゾーンと該監視ゾーンに関連付けられた組合せゾーン選択パターンとを構成するために、当該構成インタフェースを介してゾーン構成及び選択の情報を受信するよう構成される。対応して、領域監視装置の１以上の実施形態は、ゾーン構成及び選択の情報を格納するように構成されたメモリを含む。更に、又は代替として、１以上の実施形態において、領域監視装置は、監視ゾーンと該監視ゾーンに関連付けられた組合せゾーン選択パターンとのインシチュ構成を許可するように構成されたインタフェース及び制御のロジックを更に含む。
【００３０】
ともかく、１以上の実施形態において、領域監視装置の制御回路は、ゾーン選択入力に印加されるゾーン選択入力信号の組合せゾーン選択パターンの動的な変化の認識に応答して、検出システムによる監視のためにアクティブ化された構成済監視ゾーンを動的に変更するように構成される。
【００３１】
更に、少なくとも１つの実施形態において、領域監視装置は、レーザスキャナ又は撮像装置（例えばカメラまたは画素ベースのシステム）のような光電子工学監視システムを含む。いずれにせよ、１以上の実施形態において、領域監視装置は自律ガイド車両システムの一部を含み、１以上の他の実施形態において、領域監視装置はマシン保護セーフティシステムの一部を含む。
【００３２】
この種のアプリケーションの所与のセーフティ・クリティカルに対し、図３は、装置１０において実施されるゾーン選択インタフェースのための非制限の実施形態における接続コンセプトを示す。説明を簡単にするため、この図は、破線の縦線の左側に、外部システム（例えばそのゾーン選択入力信号を生成するＡＧＶまたはマシン保護システム）を示し、破線の縦線の右側に、装置１０を示す。更に、ゾーン選択入力信号インタフェース回路２２は、この図において参照番号を付与せず、分散保護および抵抗／コンデンサの入力回路として示されている。また更に、説明を簡単にするため、システムケーブル４０内に２つのゾーン選択入力信号３０−１および３０−２のみが示され、それぞれは２つのゾーン選択入力２０−１および２０−２に接続される。任意の数のゾーン選択入力信号３０が使用され得、装置１０は対応する数（またはより多い数）のゾーン選択入力２０を有する。
【００３３】
ここで、外部システムは２４Ｖの電源（電源４２として示される）を含むかまたは関連付けられ、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を使用することにより、個々の入力信号３０−１及び３０−２の電源４２との接続が切り替えられる。この構成では、スイッチの状態に従い、入力信号３０−１および３０−２は高いか低いの何れかである。μＰ１６（図では”マイクロ”として示される）は、ゾーン選択入力信号３０−１が論理的にアサートされているかまたはデアサートされているかを、ゾーン選択入力２０−１の電圧を測定することによって決定し、同様に、ゾーン選択入力２０−２に印加されるゾーン選択入力信号３０−２に対して決定する。
【００３４】
この図において、μＰ１６は、ゾーン選択入力信号の電圧を測定するアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）５０を含むか関連付けられる。特に、μＰ１６は、ゾーン選択入力信号３０−１がアサートされているかまたはデアサートされているかどうかの指標として、ＡＤＣ入力５２−１の電圧を測定する。同様に、μＰ１６は、ゾーン選択信号３０−２がアサートされているかまたはデアサートされているかどうかの指標として、ノード５２−２の電圧を測定する。概して、装置１０によって提供されるゾーン選択入力２０のセットのそれぞれに接続するゾーン選択入力信号３０の所望の数について、μＰ１６は、印加されたゾーン選択入力信号３０によって示される組合せゾーン選択パターンを認識するメカニズムとして、対応するＡＤＣ入力５２に対応する電圧を検出するためにＡＤＣ５０を使用する。
【００３５】
しかしながら、安全のために、装置１０は個々のゾーン選択入力信号の論理状態を正確に検出する能力を検査し、この目的のためにシフトレジスタ５６からのテスト出力５４（例えば、信号５４−１、５４−２、その他）を使用する。装置１０の”通常の”動作の間、テスト出力５４はゼロ（０Ｖ）であり、従って、ゾーン１レベル及びゾーン２レベルとして示されるＡＤＣ入力ライン５２の電圧は、対応する印加されたゾーン選択入力信号３０−１および３０−２によって制御される。すなわち、シフトレジスタ５６のテスト出力５４−１および５４−２が０Ｖであると仮定し、ＡＤＣ入力５２−１の電圧はゾーン選択入力信号３０−１の状態により測定され、ゾーン選択入力信号３０−２に関するＡＤＣ入力５２−２について同様である。
【００３６】
具体的には、例示の実施形態に対して、ＳＷ１がオープンである場合、ＡＤＣ入力５２−１が０Ｖであり、ＳＷ１がクローズである場合、ゾーン選択入力２０−１に印加される２４Ｖは分割減少し所望の非ゼロの電圧がＡＤＣ入力５２−１に現れる。（ＳＷ２の動作に関して同じことがＡＤＣ入力５２−２にあてはまる。）このアプローチにより、スイッチＳＷ１（例えば、リレーであり得る）クローズする又はオープンすることにより、外部システムは、ゾーン選択入力２０−１が装置１０により論理Ｈｉｇｈ（アサートされている）または論理Ｌｏｗ（デアサートされている）状態として検出されるようにする。スイッチＳＷ２のクローズまたはオープンは同様に、装置１０がゾーン選択入力２０−２がＨｉｇｈ又はＬｏｗ状態を検出するかどうかを決定する。（もちろん、当業者は、その逆の、Ｌｏｗ状態がアサートされた状態である負論理が同様に用いられることができることを認識するであろう。）
【００３７】
しかしながら、”テスト”モード動作の間、装置１０は、シフトレジスタ５６が所望のタイミングおよびパターンに従ってテスト出力５４において論理Ｈｉｇｈ値を出力し、ＡＤＣ入力５２の電圧のタイミング／パターンが、シフトレジスタ５６から出力される既知のテスト出力を正しく反映することをチェックする。図示する実施形態では、例えば、装置１０は、各々のテスト出力５４−１および５４−２を個々にアクティブ化するために、シフトレジスタ５６を使用する。この種の各々のテスト出力の個々のアクティブ化の間、μＰ１６は全てのＡＤＣ入力５２を測定し、アクティブなテスト出力によって導出されるオフセット（電圧）が対応するＡＤＣ入力のみに検出されることを確認する。都合のよいことに、ＡＤＣ入力に対応するゾーン選択入力信号３０がアサートされるかまたはデアサートされるかどうかに関係なく、シフトレジスタ５６から出力される任意の個々のテスト出力５４の論理Ｈｉｇｈ出力は、対応するＡＤＣ入力５２の電圧を上げる。すなわち、テスト出力によって導出されるオフセットは、外部のゾーン選択入力信号３０の状態から独立して、ＡＤＣ５０を介してμＰ１６によって検出される。これは、装置１０内の集積回路（例えばμＰ／ＡＤＣ）レベルでの短絡やオープンの高信頼な検出を可能にする。
【００３８】
他のセーフティクリティカル動作の態様において、外部システムがゾーンを切替えるとき（すなわちあるゾーン選択パターンから他のゾーン選択パターンへ変更するとき）、多数のゾーン選択入力２０が同時に切り替わらないことが考えられる。更に、切り替えの間の無効の期間を考慮するため、ユーザは、ゾーン変更に関連する遅延時間を構成することが可能である。この遅延は、ユーザにとって２つのものを意味する。第１に、全てのゾーン選択入力２０が構成済時間内に切り替わることを必要とする。第２に、一旦全ての入力が所望の新規の状態に達すると、当該新規なゾーンが監視されることを装置１０が保証することができる前に、当該構成済時間が経過しなければならない。このように、１以上の実施形態において、装置１０は、タイミング回路（例えば、ハードウェアおよび／またはソフトウェアのタイマ）を含み、あるゾーン選択パターンから他のゾーン選択パターンへの転換を計時するのに使用される。ユーザは、この転換時間をアプリケーションの特性に合うように手動で構成することができ、ゾーン選択パターンの転換が構成された時間よりも長くかかる場合、装置１０はエラーを宣言するように構成され得る。
【００３９】
本明細書において示されるゾーン選択の安全動作の更なる態様は、有効なゾーン選択の組合せ（パターン）がゾーン選択入力２０において示されるという予想に基づいている。短絡故障が無いと仮定すると、この単独の緩和は、装置１０内のゾーン選択信号パスにおける任意のオープン回路故障を検出するのに十分である。すなわち、装置１０によって検出されている無効なゾーン選択パターンに結果としてなるオープン回路は、エラーまたは他の所望の応答をトリガするであろう。
【００４０】
短絡回路故障の緩和に関して、ゾーン選択インタフェースは２のセクションに分解される。ゾーン選択入力信号３０の装置１０への印加の関連する外部ケーブルおよびコネクタにおいて、防止メカニズムを使用して短絡回路が緩和される。装置内のＡＤＣ５０において、短絡は、実際的な感覚において一般に予防され得ず、集積回路レベルで発生し得る短絡回路故障にフォーカスするための付加的な検出緩和が使用される。このように、例えば上述のシフトレジスタ５６のようなテスト信号の挿入が使用される。テスト信号の挿入において、ＡＤＣ５０の適切な動作は、例えば、ＡＤＣ入力５２の最小及び最大レベルの挿入を行うことにより確認され、この種のＡＤＣ入力５２は、個々のゾーン選択入力２０／ゾーン選択入力信号３０を監視するために使用される。
【００４１】
もちろん、当業者は、例示的実施形態に関する上述の議論によって又は添付の図面によって本発明が制限されないことを認識するであろう。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的等価物によってのみ制限される。
【図１】
2015165237.tif 000009
【図２】
2015165237.tif 000010
【図３】
2015165237.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月7日(2015.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域監視装置であって、
複数のゾーン選択入力信号を受信するように構成された個別的なゾーン選択入力のセットと、
２以上の構成済監視ゾーンのアクティブ化された１つを監視するように構成された検出システムであって、前記構成済監視ゾーンの各々はアサートされたゾーン選択入力信号の異なる組合せゾーン選択パターンに関連付けられている、前記検出システムと、
前記個別的なゾーン選択入力を監視し、アサートされたゾーン選択信号に関連付けられた組合せゾーン選択パターンの認識に基づいて、構成済監視ゾーンの所与の１つをアクティブ化するように構成された制御回路と、
を含むことを特徴とする領域監視装置。
【外国語明細書】
2015165237000001.pdf