GB／T 41997.3-2022  机械电气安全 基于视觉的电敏保护设备 第3部分：采用立体视觉保护器件特殊要求

检测能力受限区内的物体不应降低检测区的检测能力。任何检测能力的降低应被检测到，VBP DST 应进入锁定状态(见, 4.2.2.2)

图2VBPDST的2D视图

敏感功能应在规定的检测区内有效。不使用安全措施（如钥匙、关键字或工具），应不能调整检测区 或检测能力。 当试件（静止或移动）处于（VBPDST的)检测区内的任何位置时办公楼标准规范范本，VBPDST应给出适当的输出信号 予以响应。 供方应规定检测能力限值。考虑到本文件列出的所有影响因素，供方应考虑最差工况，例如： 信噪比； 一传感器平面图像中的光强度； 传感器平面图像的对比度； （VBPDST的）图像在传感器平面中的位置

4.1.2.2光学性解

VBPDST的设计和构造应： a）在400nm～1500nm范围内，限制暴露于外部辐射时发生故障的可能性； b）限制环境影响（温度、振动和冲击、粉尘、潮湿、环境光线、外部反射、光照变化、背景阴影、背景 反射率）的影响； 限制正常工作中可能的偏差

VBPDST的设计和构造应： a）在400nm～1500nm范围内，限制暴露于外部辐射时发生故障的可能性； b）限制环境影响（温度、振动和冲击、粉尘、潮湿、环境光线、外部反射、光照变化、背景阴影、背 反射率）的影响； 限制正常工作中可能的偏差

GB/T 4199732022

4.1.3FSPE的类型

本文件只考虑3型ESPE。机械的供方和/或用户有责任规定此类型是否适用于特定应用。 3型ESPE应满足4.2.2.2的故障检测要求。在正常工作中，当敏感装置致动或当电源从装置中移 除时，3型ESPE的输出信号切换装置（OSSD，至少两个)中的每一个输出电路应进入断开状态

4.1.4类型和要求的安全性能

ESPE应符合GB28526一2012和/或GB/T16855.1一2018的安全性能等级

4.1.5要求的PLr或SIL以及相应的ESPE类型

4.1.6检测能力受限区

按照GB/T41997.1一2022的4.2.1的规定

4.2.2故障检测要求

4.2.2.1总体要求

按照GB/T41997.1—2022的4.2.2.1的规定

按照GB/T41997.1—2022的4.2.2.1的规定

4.2.2.23型ESPE的特殊要求

不应引起危险失效。 这项要求的验证见5.3.1

4.2.3ESPE的电气设备

4.2.4输出信号开关电器（OSSD)

4.2.5指示灯和显示器

4.2.7子系统的脱开

按照GB/T41997.12022的4.2.9的

4.2.10集成电路的软件、编程及功能设计

安照GB/T41997.1一2022的4.2.11的规

4.2.11VBPDST检测能力的完整性

4.2.11.1总体要求

GB/T 4199732022

VBPDST的设计应确保检测能力不低于供方和本文件规定的任何限值，但不限于下列项目： a （VBPDST的)评估图像上物体与参考模式之间的最小对比度； b) 检测区内物体的位置； 检测区内物体的数量； d) 检测区内物体的尺寸； e） 自动调整光学和电气特性； f) 光学和电子元件的性质/限制； g) （VBPDST的）图像中物体位置的准确性； 对准和/或调整的限制； i）组件老化； j）光学部件的性能和限制； k）组件容差； 1） 改变内部和外部参考点以确保检测能力：

VBPDST的设计应确保检测能力不低于供方和 （VBPDST的）评估图像上物体与参考模式 ） 检测区内物体的位置； 检测区内物体的数量； 检测区内物体的尺寸； 自动调整光学和电气特性； 光学和电子元件的性质/限制； g）（VBPDST的)图像中物体位置的准确性； h）对准和/或调整的限制； ）组件老化； ）光学部件的性能和限制； k）组件容差； 改变内部和外部参考点以确保检测能力：

GB/T 4199732022

4.2.11.2低对比度的目标检测

4.2.11.3高对比度的且标检测

在高对比度下，当VBPDST处于正常工作时，应检测试件。 注：高对比度是由背景和试件之间的漫反射值和/或光线变化差异较大造成的。对比度可能高于成像传感器的 态范围

4.2.11.4最小检测区

供方应规定最小检测区。 供方应考虑最差工况，例如包括： 响应时间； 试件的最小直径； 试件的最大速度

4.2.11.5响应时间

在规定的响应时间内，ESPE应检测到检测区内静止或以最高1.6m/s速度移动的最小可检测尺 十的物体。供方应考虑最坏情况（例如速频率、评估时间、试件的最小直径，试件的最大速度和检测区 内的物体数量以及环境影响)来确定响应时间。如果供方声明VBPDST可用于检测速度大于1.6m/s 的物体，在任何达到和包括所述最大速度下都应满足要求

4.2.11.6检测区和公差带

4.2.11.7定位精度

确定位置精度时，应考虑下列系统和随机影响 a）敏感装置的校准

b）光学/成像传感器的特性，例如： 1）（传感器的）像素数量和（传感器的）像素大小； 2） 信噪比； 3） 光学的调制传递函数。 c） 算法影响，例如： 平滑算法； 基于特征的检测算法，例如边缘检测算法； 3） 模板匹配； 颜色传感器和算法； 5） 全局算法，例如簇算法； 6） 光流分析算法； 对象跟踪算法； 8 立体视觉算法。 d） 成像传感器之间的同步。 e） 试件的特性。 f) 照明限度。 组件和基准的老化和公差。 4.2.11.8模式投影技术（PAPT） 如果使用模式投影技术增强场景中的对比度，则应将模式投影仪视为VBPDST的一部分。照明模 块应能够将足够的对比度投射到规定（VBPDST的）检测区内任何地方的场景上，以使该系统符合本文 件的要求。检测能力不应低于供方规定的限值，不限于下列影响： a） 投影模式元素之间的对比； b） 投影模式元素内的对比度变化； c 投影模式元素的大小和差异以及用于对比度增强的投影模式元素的数量； d） 与使用的投影模式元素相比，（图像的）像素的大小和（图像的）像素的数量； e 算法/例行程序的自动适应； 与投影模式相比，物体和场景的大小、形状、颜色、反射率、位置和表面结构； 导致自然物体/场景对比度和由模式投影产生的对比度的叠加； h） 模式投影仪的位置和场所。

4.2.11.8模式投影技术（PAPT）

如果使用模式投影技术增强场景中的对比度，则应将模式投影仪视为VBPDST的一部分。照明模 快应能够将足够的对比度投射到规定（VBPDST的）检测区内任何地方的场景上，以使该系统符合本文 件的要求。检测能力不应低于供方规定的限值，不限于下列影响： a 投影模式元素之间的对比； b 投影模式元素内的对比度变化； ） 投影模式元素的大小和差异以及用于对比度增强的投影模式元素的数量； d） 与使用的投影模式元素相比，（图像的）像素的大小和（图像的）像素的数量； e） 算法/例行程序的自动适应； f） 与投影模式相比，物体和场景的大小、形状、颜色、反射率、位置和表面结构； 导致自然物体/场景对比度和由模式投影产生的对比度的叠加； h）模式投影仪的位置和场所

4.2.11.9周期性表面结构对背景的影响

背景上的周期性表面结构不应导致危险失效。 导致VBPDST规定的检测能力完全丧失的周期性表面结构应使ESPE在规定的响应时间内进入 锁定状态。 导致VBPDST规定的检测能力退化的周期性表面结构应使ESPE在出现周期性表面结构之后5s 的时间段内进人锁定状态。 这些要求由5.2.1.5的试验来验证。

4.2.12型式试验的试件

4.2.12.1总体要求

GB/T 4199732022

试件应不透明。试验程序的不同阶段可能要求不同的试件。 应考虑的试件的特性是： a）大小； b)形状； c）颜色； d）反射率： 1）在具有PAPT的VBPDST照明波长处； 2）在具有环境照明技术（AIT)的VBPDST传感器的最大灵敏度波长处 e）与背景对比； f)质地。 在定义试件的特性时，应考虑防止背景伪装对试件的影响

4.2.12.2圆柱形试件

如果VBPDST预期用于手指检测.试件应为圆柱形.圆柱试件直径应为14mm，长度应便于试验。

4.2.12.3锥形试件

如果VBPDST预期用于手部检测，试件应为截头圆锥体，其直径从20mm开始增加到40mm，长 变超过160mm。 如果VBPDST预期用于手臂检测，试件应为与圆柱组合的截锥，圆锥直径从40mm开始增加到 55mm，长度超过180mm，与圆锥相接的圆柱直径为55mm，总长度为440mm 如果VBPDST预期用于腿部检测，试件应为截头圆锥体，其直径从50mm开始增加到117mm。 长度超过1000mm。 如果VBPDST预期用于检测身体的不同部位，最合适试件的选择应取决于设计和预期应用的分 析。某些情况，可能要求测试所有试件

如果VBPDST预期用于手部检测，试件应为截头圆锥体，其直径从20mm开始增加到40mm，长 变超过160mm。 如果VBPDST预期用于手臂检测，试件应为与圆柱组合的截锥，圆锥直径从40mm开始增加到 55mm，长度超过180mm，与圆锥相接的圆柱直径为55mm，总长度为440mm 如果VBPDST预期用于腿部检测，试件应为截头圆锥体，其直径从50mm开始增加到117mm 长度超过1000mm。 如果VBPDST预期用于检测身体的不同部位，最合适试件的选择应取决于设计和预期应用的分 析。某些情况，可能要求测试所有试件，

4.2.12.4球形试件

如果VBPDST预期用于全身检测，试件应是最大直径为200mm的球体，连接到最大直径为 50mm的圆柱体上，选择的长度要便于使用。 注：直径200mm的球形试件表示厚度。

4.2.12.5灰色试件（GTP）

.2.12.6黑色试件（BTP

4.2.12.7自色试件（WTP）

4.2.12.8逆反射试件（RRTP

试件应具有逆反射表面，符合ISO20471:2013或同等标准的单独性能逆反射材料

VBPDST应在400nm~1500nm波长范围内

如果PAPT装置的发射器采用LED技术，VBPDST 生和发射的辐射强度应符合IEC62471： 2006豁免组的要求。 注：豁免组等于零风险组（IEC62471：2006）。 如果PAPT装置的发射器采用激光技术，VBPDST产生和发射的辐射强度在任何时间都不应超过 GB7247.1一2012中8.2的1M类器件的可达发射限值（AEL）

摩擦力。 注：使用不带附加装

4.3.1环境空气温度范围和湿度

当温度和湿度迅速变化导致光学玻璃冷凝时，ESPE不应出现危险 这项要求通过5.4.2的冷凝试验进行验证

VBPDST应在1001x～15001x的背景照明范围（由5.1.3.4定义）内继续正常工作。如果供方规 定的背景特性有更低的限值，应使用该限值。试验应在这些规定的限值内进行。在规定范围或限值之 外，VBPDST不应有危险失效。

遇有下列情况，VBPDST应继续正常工作 白炽灯； 闪烁信标； 采用高频电子和线路电源的荧光灯。 遇有下列情况，VBPDST不应危险失效： 一白炽灯； 一频闪灯； 采用高频电子和线路电源的荧光灯； 照度衰减到01x； 相同设计的VBPDST辐射：

GB/T 4199732022

平行激光束； 阳光直射。 这些要求应通过5.4.6的光干扰测试进行验证。 供方应告知用户本文件要求未覆盖的潜在问题。 基于所使用的技术和算法和5.2.9的分析，可能要求进行附加试验。

平行激光束； 阳光直射， 这些要求应通过5.4.6的光干扰测试进行验证。 供方应告知用户本文件要求未覆盖的潜在问题， 基于所使用的技术和算法和5.2.9的分析，可能要求进行附加试验。

4.3.7.1光学窗口的污染

光学窗口的污染不应导致危险失效。 导致VBPDST规定的检测能力完全丧失的污染应使ESPE在规定的响应时间内进入锁定状态， 导致VBPDST规定的检测能力退化的污染应使ESPE在出现污染干扰后的5s内进入锁定状态

4.3.7.2检测区内的污染

检测区或检测能力受限区内的污染不应导致危险失效。 导致VBPDST规定的检测能力完全丧失的污染应使ESPE在规定的响应时间内进入锁定状态 导致VBPDST规定的检测能力退化的污染应在出现污染于扰后的5s内使ESPE进入锁定状态

下列情况不应降低规定的检测能力或修改检测区： 覆盖VBPDST外壳或其他部件的一个或多个光学窗口（如果适用）； 将物体放置在检测能力受限区内。 在这些情况下，VBPDST应在5s的时间内进入断开状态予以响应，并应保持断开状态，直到手动 干扰消除。

3.9光学遮挡（被小物体

当位于（VBPDST的）检测区或检测能力 限区的移动或静止的物体或机械部件（物体或机械部件 的尺寸小于检测能力），可能遮挡被探测物体的视野时，应保持VBPDST的检测能力。如果 VBPDST的检测能力无法保持，OSSD应进人断开状态，如果物体被移开，应保持断开状态。这应通过 分析和依照5.4.9的试验来验证。

4.3.10组件漂移或老化

使检测能力降低到规定值以下的组件漂移或老化不应使ESPE危险失效，应在5S内被检测到并 导致OSSD的断开状态， 如果参考物体用于监测组件的老化和漂移，参考物体的特性（例如反射）的变化不应造成ESPE的 危险失效。如果参考物体用于监测组件的老化和漂移，则应将其视为VBPDST的一部分，并应由VBP DST的供方提供

满足GB/T41997.1一2022的5.1的要求外，还凡

除应满足GB/T41997.1一2022的5.1的要求外，还应满足下列要求：

基于VBPDST设计和光学性能分析的结果，应根据本文件中陈述的试验条件和参数制定试验 划。 最低测试条件应符合本文件或供应商的规定，以较严格者为准。除非另有说明，试验应在表1中规 定的最小检测区进行。 在下列试验中，应验证当OSSD处于断开状态，试件出现在检测区时，OSSD应保持断开状态。 在以下试验中，灰色背景（GB)被定义为具有27%～33%的漫反射率的平坦表面： 具有PAPT的VBPDST的照明波长； 具有环境照明技术（AIT）的VBPDST传感器的最大灵敏度波长

表1检测能力要求的验证

GB/T 4199732022

表1检测能力要求的验证（续）

图像中心或图像角落的位置和操作距离表示检测区域的位置。 或更高，如果制造商规定。 VBPDST在试验室（箱）内，通过室（箱）窗口或检测区在室（箱）内或开放试验室（箱）进行试验一在1min内 开始试验。

5.1.2.1试验样品

按照GB/T41997.12022的5.1.2.1的规定

5.1.2.2 工作条件

5.1.2.3模拟入侵检测区

按照GB/T41997.12022的5.1.2.3的规定。

5.1.3.1试验环境

应在下列条件下运行ESPE进行试验： 额定电压（或额定电压范围内的电压）； 额定频率（或额定频率范围内的频率）； 环境温度：20℃±5℃； 相对湿度：25%~75%； 气压：86kPa~106kPa; 无明显表面结构性背景的均匀漫反射率； 作为设计分析的结果，表明其他非均匀表面是至关重要的，应选择关键背景 注：标志和随附文件中所述数值视为额定值。 VBPDST应依下列项目设置试验： 符合5.1.3.4的典型条件； 在背景上测量的501x和3001x之间的环境光强度

环境光源宜提供均匀分布的照明 试验期间，夹持试件的夹具不宜被传感器可见

5.1.3.2测量精度

5.1.3.3ESPE与安全相关通信接口一起测试的

5.1.3.4典型试验条件设置（TTC

试验条件应由本文件规定的最小检测能力的限值或由供方定义，以较严格的条件为准。在这些限 值内，VBPDST应按照供方的规定工作，在这些限值之外，VBPDST不应危险失效。 应使用下列设置： 灰色背景（GB）； 白色试件（WTP）。 背景环境光强应在501x~3001x（TI）的范围内

5.1.3.5设置低对比度（LC)

应使用以下列设置： 灰色背景(GB)； 灰色试件(GTP)

5.2.1.1总体要求

应验证所要求的敏感功能以及检测能力完整性，需考虑下列情况。 试验应验证试件（静止在检测区或以0m/s～1.6m/s内任何速度移入检测区）均被检测到 当供方声称可以检测具有更高移动速度的物体时，在任何速度（供方声明的最大速度范围内） 下都应满足要求。 关于检测能力完整性，试验应验证当试件放置在达到规定检测能力的检测区内，试件是否被检测到。 应在检测区域内靠近背景、靠近检测能力受限区、靠近公差带的区域进行适当的测试。根据设 计分析和最差工况考虑，可能需要在其他地点进行测试。 一对于带有两个成像装置的VBPDST，试件应平行于立体基座放置。该试验不适用于球形试件。 一单独试验的数量、选择和条件应按4.2.11的验证要求。 如果检测能力取决于运动方向，应对设计和光学性能进行分析以确定最坏工况 应验证敏感装置可被持续触发，在合适时，在下列描述情况下OSSD进入断开状态，同时考虑VB OST的工作原理，以及尤其是用于环境干扰耐受的技术。 表1显示了验证检测能力所需的最低试验要求。如果对VBPDST的分析显示它们被其他更严格 试验所验证,表1的试验可以忽略

GB/T 4199732022

5.2.1.2VBPDST检测能力的完整性

应通过对VBPD设计的系统分析来！ 的检测能力能连续地保持或ESPE不会出现 效，适当和/或要求时参考4.2.11.1和4.2.11.5进行测试

5.2.1.3检测能力的耐久性试验

应通过下列耐久性试验来验证检测能力保持。依据5.2.1.2的分析和试验结果应被用于确定试验 条件和适用的试件（见4.2.12）。 限制功能试验B(B试验，依照GB/T41997.1一2022的5.2.3.3)应在ESPE在连续工作下进行，试 验条件为试件保持在检测区内的位置96h

5.2.1.4位置精度

公差带的尺寸应按照4.2.11.6和4.2.11.7的要求和结果进行验证。根据5.1.3.5（LC)，试验至少应 设置处于图像角落的试件为最大工作距离

周期性表面结构对背景的

有关周期性表面结构对检测能力影响的设计分析结果应被用于确定4.2.11.9的要求可以满足，并 定试验设置的细节。 应识别系统的局限性，考虑到规定的检测能力和考虑有关模式元素特征的最坏工况，例如包括： 一尺； 形状； 一对比度。 涉及周期性表面结构对检测能力影响的试验应使用下列试验设置程序进行： a） 根据最差工况考虑确定模式元素的特征，尤其是考虑对比度和立体算法； b） 试件：GTP或WTP，取决于最坏工况； 试件以0m/s~1.6m/s的任何速度移动（或更高，如果供方有规定）； 背景上试件与周期性表面结构之间的最差工况距离应通过测量确定，

图3背景上的周期性表面结构示例

5.2.3限定功能的试验

按照GB/T41997.1—2022的5.2.3的规定 注：在以下章节中限定功能试验A简称A试验，限定功能试验B简称B试验.限定功能试验C简称C

按照GB/T41997.1—2022的5.2.4的规定。

5.2.5指示灯和显示器

按照GB/T41997.1—2022的5.2.6的规定。

5.2.7元件的额定值

5.2.8输出信号开关电器（OSSD

5.2.9光学性能的验证

应对电子光学子系统进行系统分析，以便： a）验证所采用的任何过滤技术（尤其是软件过滤算法)及其特性； 确定用于判断所述试件是否处于检测区内被检测到的准则； c）按照4.2.2.2确定未检测到的故障对电光特性的影响； d）确定最坏工况下的响应时间； e）确定环境影响的作用。 这个分析的结果应用于确定是否可以满足4.1.2的要求

VBPDST使用的波长应通过检查器件数据表或通过测量来验证。

如果PAPT装置的发射器采用LED技术，应依据IEC62471：2006进行测量和供方提供的技术文 件的检查验证辐射强度， 如果PAPT装置的发射器采用激光技术，辐射强度应依据GB7247.1一2012进行测量和供方提供 的技术文件的检查进行验证。

市政工程施工组织设计5.3故障条件下的性能试验

41997.1—2022的5.3.1

GB/T 4199732022

GB/T 4199732022

5.3.23 型 ESPE

除应满足GB/T41997.1一2022的5.3.4的要求外，满足下列要求： 应验证影响检测能力的组件的漂移或老化将在5s(按照4.3.11)的时段内被检测到，并应导致锁定 伏态。 实际上，通过实际试验不可能将单一故障与4.2.11.1所列的所有工作条件和/或影响组合。下列 个或多个组合足以验证是否依4.2.2.2所要求的将单个故障与工作条件/影响组合： 一分析； 模拟； 在出现单一故障时进行相关试验

污水标准规范范本5.4.1额定电源电压

5.4.2环境温度变化和湿度

除应满足GB/T41997.1一2022的5.4.2的要求外，还应满足下列要求： VBPDST应经受以下冷凝试验：应进行C试验，使用TTC，试件保持在检测区内10min； 作为替代，可以对VBPDST的电子光学子系统的设计进行系统分析，以证明在光学窗口试验 取代了冷凝试验（见5.4.7）