機械電氣安全 第2部分：保護人員安全的傳感器的應用示例

ICS29.020

CCSK09

中華人民共和國國家標準化指導性技術文件

GB/ZXXXXX—XXXX/IECTR62998-2:2020

`

機械電氣安全第2部分：保護人員安全的

傳感器的應用示例

Electricalsafetyofmachinery-Part2:Examplesofapplicationforsafety-related

sensorsusedtoprotectpersons

(IECTR62998-2:2020,Safetyofmachinery-Part2：Examplesofapplication,IDT)

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

GB/ZXXXXX—XXXX/IECTR62998-2:2020

目次

前言.................................................................................II

引言................................................................................III

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術語和定義、縮略語.................................................................1

4移動機器人的應用...................................................................1

概述...........................................................................1

郵件運輸移動機器人上的SRSS.....................................................2

SRSS清潔移動機器人............................................................11

5港口物流集裝箱裝卸設備的應用......................................................17

概述..........................................................................17

CHE的SRSS....................................................................17

參考文獻.............................................................................26

圖1室外場景.........................................................................2

圖2設有2個特定安全區(qū)域的移動機器人.................................................3

圖3將三個SRS組合成一個SRSS及其功能................................................4

圖4SRS的安裝位置和感應區(qū)域以及SRSS的安全相關區(qū)域..................................6

圖5SRS的安裝位置和感應區(qū)域以及SRSS的安全相關區(qū)域..................................6

圖6用于評估覆蓋間隔的測量數(shù)據(jù)示例...................................................8

圖7試驗裝置.........................................................................9

圖8CHE應用........................................................................17

圖9CHE的作業(yè)區(qū)域..................................................................18

圖10SRSS的結構和安全相關功能......................................................19

圖11SRSS的安全相關區(qū)域............................................................21

圖12SRS的安裝位置和感應區(qū)域以及SRSS的安全相關區(qū)域................................21

表1安全相關要求.....................................................................4

表2SRS的置信度信息示例.............................................................8

表3SRSS的使用信息..................................................................9

表4安全相關要求....................................................................12

表5SRSS的使用信息.................................................................15

表6安全相關要求....................................................................20

表7SRSS的環(huán)境限制.................................................................22

表8SRSS的使用信息.................................................................23

I

GB/ZXXXXX—XXXX/IECTR62998-2:2020

引言

安全相關傳感器主要用于存在人員受傷風險的機械設備上。安全相關傳感器可使機器在有人處于

危險狀況前回復到安全狀態(tài)，從而實現(xiàn)人員保護。目前，傳感器行業(yè)主要使用通用功能安全標準GB/T

20438（IEC61508）系列標準，或者具體領域的機械標準GB28526（IEC62061）標準GB/T16855（ISO

13849）系列標準作為安全相關產(chǎn)品的設計指南，但這些標準并未就對于在特定環(huán)境條件下如何避免設

計失敗或無法檢測指定物體，給出足夠的指導，可能導致無法承受的人員風險。本系列標準明確了傳感

器或傳感器系統(tǒng)的功能安全，規(guī)范了傳感器和傳感器系統(tǒng)的在系統(tǒng)性方面的開發(fā)與集成的要求，填補了

具體傳感器設計標準與電氣、電子和可編程電子控制系統(tǒng)的通用功能安全標準之間系統(tǒng)性能力驗證方

面的空白，本系列標準擬由2個部分組成：

——第1部分：用于保護人員安全的傳感器。目的在于提高我國機械電氣設備的安全水平，保障相

關從業(yè)人員的人身安全，指導保護人員安全的傳感器的設計制造與生產(chǎn)使用過程，規(guī)范保護人員安全的

傳感器的功能、安全及試驗要求。

——第2部分：保護人員安全的傳感器的應用示例。目的在于為使用第1部分提供指南和應用示例。

本文件為了第1部分的使用提供了指南和應用示例，對第1部分的貫徹和實施有重要意義。

III

GB/ZXXXXX—XXXX/IECTR62998-2:2020

機械電氣安全第2部分：保護人員安全的傳感器的應用示例

1范圍

本文件為GB/ZXXXX.1—XXXX的應用提供使用指南。

提供以下示例：

——與SRS/SRSS相關的應用；

——從應用的角度使用SRS/SRSS信息；

——針對特定應用將SRS融合到SRSS中；以及

——用于給定應用的適當使用說明。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/ZXXXX.1—XXXX，機械電氣安全第1部分：用于保護人員的安全相關傳感器(Electricalsafety

ofmachinery-Part1：Safety-relatedsensorsusedfortheprotectionofpersons)

3術語和定義、縮略語

術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1.1

移動機器人

能夠在自己控制下移動的機器人。

3.1.2

機器人

在兩個或多個軸上具有一定程度自主權，可在相應環(huán)境中執(zhí)行預期任務的可編程驅動設備。

[來源：ISO8373:2012，2.6，有修改。]

縮略語

下列縮略語適用于本文件。

CHE:集裝箱裝卸設備(Container-handlingEquipment)

ALARP:最低合理可行(AsLowAsReasonablyPractical)

LiDAR:光探測和測距(LightDetectionAndRanging)

MOR:氣象光學視程(MeteorologicalOpticalRange)

TOF:飛行時間(TimeofFlight)

SLAM:即時定位與地圖構建(SimultaneousLocalizationandMapping)

SRS:安全相關傳感器(Safety-relatedSensor)

SRSS:安全相關的傳感器系統(tǒng)(Safety-relatedSensorSystem)

SCS:安全相關控制系統(tǒng)(Safety-relatedControlSystem)

4移動機器人的應用

概述

1

GB/ZXXXXX—XXXX/IECTR62998-2:2020

此示例涵蓋了根據(jù)GB/ZXXXX.1—XXXX的第6章，將三個SRS融合到SRSS的集成和安裝階段，以

根據(jù)預期用途的要求改善感應區(qū)域和安全相關區(qū)域的內容。預期用途是根據(jù)ISO13482:2014的兩種不同

類型的在訪問受限的公共區(qū)域內自主運行的移動機器人形成的，。應當注意到以下說明并未基于全面的

分析，而僅是移動機器人的示例。

注：ISO13482:2014中稱為以自主方式運行的移動機器人。為了簡化名稱，從現(xiàn)在開始將使用術語“移動機器人”。

兩臺不同的移動機器人被放置在某個建筑物密集的大學校園里操作以實現(xiàn)：

在大學的辦公樓之間運輸內部郵件，以及清洗大學的人行道。

圖1顯示了大學校園中典型的戶外人行道。出現(xiàn)或者接近SRSS安全相關區(qū)域的人會被檢測到，并

且安全相關控制系統(tǒng)應令移動機器人做出適當?shù)姆磻?/p>

圖1室外場景

郵件運輸移動機器人上的SRSS

4.2.1預期用途

應由集成商確定預期用途（參閱GB/ZXXXX.1—XXXX的6.2.1）。它由以下選定的示例項定義：

a)該移動機器人為ISO13482:2014規(guī)定的1.1型機器人，其重量為30kg，尺寸為:500mm×500

mm×600mm；

b)移動機器人自動在連接大學辦公樓的人行道上進行導航。機器人的路徑是根據(jù)由SLAM技術所

創(chuàng)建的地圖以及物理約束預先確定的。該地圖中包含了沿人行道固定物體（例如護欄，建筑物

墻壁，樹木等）的位置信息。通過參考該地圖，機器人可以在移動時確定其自身的受限范圍

（ISO13482：2014，3.18.2）；

c)若移動機器人于白天在非行車道上移動，其中：

1)禁止輕型車輛（如自行車）進入；

2)輪椅可以進入；

3)如圖1所示，路面平整，某些區(qū)域的坡度最高為5度。

4)人行道上站立或行走的均為成年人和/或兒童。3歲以下的兒童被認為是受到控制的，4歲

到10歲的兒童被認為是由成年人陪同的。成人或許不會陪同10歲以上且未滿14歲的兒

童。就本示例而言，如果有人進入安全區(qū)域，則其朝向移動機器人的速度在0mm/s到800

mm/s之間。

注：在此應用中假設不同人員的行為時，本示例中的速度偏離了ISO13855：2010的標準。對于其他應用程序，更快

或更慢的速度可能更加合適。在校園中，人們會被組織措施和警告信號告知，在有移動機器人出現(xiàn)的區(qū)域內禁

止跑步。其他特性示例在4.2.4中給出。

d)移動機器人：

1)當站立或行走的人進入保護停止區(qū)域時，進行保護性停止（見圖2）；

2)當站立或行走的人進入安全區(qū)域時，進行降低速度(見圖2)；

3)最高驅動速度可達700mm/s，其速度可通過安全相關的速度控制功能降至300mm/s；

4)能夠在0.5s內將速度從700mm/s降低到300mm/s，再在0.2s內將速度降低為零；

5)在白天工作。

e)運行期間的室外環(huán)境條件：

1)降水量最高為10mm/h；

2

GB/ZXXXXX—XXXX/IECTR62998-2:2020

2)白天有光線干擾。

根據(jù)ISO13482:2014標準，移動機器人設有兩個特定區(qū)域。移動機器人執(zhí)行保護性停止的保護停止

區(qū)，和當檢測到與安全相關的對象時執(zhí)行與安全相關速度控制功能的保護區(qū)。根據(jù)GB/ZXXXX.1—

XXXX，將保護停止區(qū)和保護區(qū)定義為安全相關區(qū)域。

圖2設有2個特定安全區(qū)域的移動機器人

4.2.2SRSS性能等級的確定

在所選擇的方法中，使用ISO13482:2014所規(guī)定的1.1型移動機器人的安全功能性能等級須為符合

ISO13849-1:2015的PLb級別。安全功能包括通過SRSS啟動的符合ISO13482:2014的保護停止功能，安

全相關的速度控制功能，避免危險碰撞功能以及行駛面檢測功能。

對應于PLb級別的SRSS所需的性能等級是GB/ZXXXX.1—XXXX中所規(guī)定的傳感器性能等級B。

4.2.3SRS使用限制和SRSS的功能

SRSS由制造商定義的三個SRS組成，如下所示(見圖3)。

a)SRS1：一種適用于符合ISO13849-1:2015標準最高PLb等級的可檢測到人員和其他安全相關

物體并精確測量其位置和速度的二維激光雷達系統(tǒng)。系統(tǒng)性能根據(jù)GB/ZXXXX.1—XXXX進

行評估。感應區(qū)域的半徑最大為7000mm，視角為270°。安全相關對象的特性檢測能力為：

最小尺寸40mm×40mm；最小物體反射率5％；最大物體速度1600mm/s。響應時間為0.05

s。在規(guī)定的范圍內，其可以在室內和室外環(huán)境下使用；

b)SRS2：一種適用于符合ISO13849-1:2015標準最高PLb等級的TOF相機（新型3D圖像傳感

器），能夠使用3D成像技術檢測部分人體，道路表面和其他安全相關物體。此系統(tǒng)性能是根

據(jù)GB/ZXXXX.1—XXXX標準進行評估。SRS2能夠在3D傳感器坐標系內測量對象的位置和

速度。感應區(qū)域最大為4000mm，垂直和水平視角分別為60°和70°。安全相關對象的特性檢

測能力為：最小尺寸40mm×40mm×40mm；最小物體反射率5％;最大物體速度1600mm/s。

其可以立體區(qū)分開鋪砌的路面和其他物體。在規(guī)定的范圍內，其可以在室內和室外環(huán)境下使用；

c)SRS3：與SRS1的規(guī)格相同。

3

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SRSS安全相關功能1

決策信息機器人控制

在安全相關區(qū)域內檢

置信度信息系統(tǒng)

測人員和危險物品，

包含SCS

以啟動機器人的保護

停止功能

SRS2安全相關功能

3決策信息

3D圖像傳感器在安全相關區(qū)域中檢

置信度信息

垂直60°測行駛表面的幾何形

水平70°狀，以啟動機器人的執(zhí)行：

行駛表面檢測功能SLAM，

導航，

路徑控制，

安全相關功能2轉向控制，

SRS1+SRS3

SRS1檢測安全相關區(qū)域中速度控制，

的融合測量信息

2D激光雷達的人員和危險物體并…

置信度信息

270°提供其位置，以啟動

機器人的安全相關速

360°的

2D度控制功能和危險避

安全相關區(qū)

碰功能

域

SRS3自動相關信息

3D歷史數(shù)據(jù)

2D激光雷達自動相關功能

（3D云+時間戳）

270°在SLAM機器人坐標系

統(tǒng)中提供帶有時間戳

的3D點云數(shù)據(jù)

圖3將三個SRS組合成一個SRSS及其功能

目標應用程序需要四個SRSS功能（見圖3）：

——安全相關功能1：當檢測到保護停止區(qū)域中的人員和危險物品時，啟動ISO13482:2014

6.2.2.3中指定的保護性停止功能；

——安全相關功能2：檢測人員和危險物體并提供符合ISO13482:2014中6.4和6.5.2.1規(guī)定的

作為安全相關信息的位置與速度信息給與安全有關的速度控制功能和/或危險碰撞避免功

能；

——安全相關功能3：按照ISO13482:2014中6.5.3規(guī)定對機器人行駛表面的幾何形狀進行檢

測。當機器人在其移動方向上觀察到允許移動的地面時，機器人執(zhí)行向前移動命令。如果機

器人需要往回移動，則必定存在其已行進的路面，因此不需要向回移動檢測路面功能；

——自動相關功能：在SLAM機器人坐標系統(tǒng)中提供帶有時間戳的3D點云數(shù)據(jù)。

4.2.4安全相關要求

SRSS安全相關要求應由集成商根據(jù)預期用途進行規(guī)定（參閱GB/ZXXXX.1—XXXX的6.2.1）。例

如，請參見表1中的需求定義。

表1安全相關要求

術語要求細節(jié)

見4.2.2

規(guī)定應由性能等

SRSS性能等級B

級相同的B級SRS

集成

SRSS安全相關功能的需求率10/h

SRSS響應時間0.1s

SRSS檢測能力例如，人員相關特性：見4.2.5

4

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代表處于直立姿勢的4歲兒童的尺寸；

最小反射值5％；

速度800mm/s

例如，危險物品特性：

代表輪椅的尺寸；

最小反射值5％；

速度800mm/s

例如，安全相關區(qū)域

2維S0=656mm和S1=1255mm的360°；

SRSS感應區(qū)域見4.2.6

3維垂直和水平視角60°；其中

S0=656mm和S1=1255mm

4.2.5對象類別和物理特性

SRSS的檢測能力應由集成商根據(jù)GB/ZXXXX.1—XXXX的6.2.3進行規(guī)定。下面是具體示例。

所分析的對象類別有:

a)用于執(zhí)行人體檢測功能的對象；

1)3歲及以下的受監(jiān)護兒童；

2)4歲至10歲的有人陪同兒童；

3)11歲至13歲的無人陪伴兒童；

4)14歲以上的成人。

b)用于執(zhí)行危險對象功能的對象；

1)輪椅

c)用于執(zhí)行自動相關功能的對象

1)用于導航的地標。

此外，只有有人陪同站立或行走的兒童特性會針對安全相關功能1和安全相關功能2進行分析。

對于安全相關功能2，SRS2的檢測極限是4歲兒童的前臂。簡化形狀約為直徑為40mm或更大，長度

為200mm的圓柱體。

注1：日本4歲兒童的手寬和手長的第5個百分位數(shù)分別為49mm和107mm。沒有兒童的手臂長度數(shù)據(jù)。

對于安全相關功能1，將4歲兒童的下肢作為最小識別尺寸。簡化形狀約為直徑為50mm的圓柱體，

對應SRS1和SRS3的安裝高度。

注2：周長的第5個百分位數(shù)是根據(jù)日本兒童的小腿和腳踝測量數(shù)據(jù)估算得出的[3]。

對于由SRSS的SRS2執(zhí)行的安全相關功能3，待測的行駛面須是連續(xù)平坦表面或平滑曲面，其在機器

人前方的坡度為5°或更小。

注3：SRS1可能在斜坡入口處將路面檢測為危險物體。可以采取其他措施來防止移動機器人永久停止。

在每個SRS通用的波長下，用于代表受雇人員，危險物體和行進表面的最小漫反射率被認為是5%或

更高。

注4：遵循最低合理可行原則，PLb等級的安全功能最小反射率值為5％。在安全和自動應用中，許多標準LiDAR傳感

器將最小反射率值規(guī)定為10％，而對于在自動引導車輛上使用傳感器進行人員檢測，則要求最小反射率值為

6%，配備符合B56.5：2012。通常情況下，在使用說明中，移動機器人可能需要在應用程序中進行額外的驗證，

以用于檢測使用過的物體特性或規(guī)定的性能（例如物體的速度或最小反射值）是否合適。針對許多人所關注的

在機械設備中使用傳感器進行人身保護的情況，在此專門討論了最小反射率值。需要考慮到，SRS的檢測能力

通常是基于不同特性的組合，而不是基于確定性分析的單個特性。例如，低反射值和小尺寸物體以及最大假定

速度的組合被認為出現(xiàn)的概率是極低的。在考慮其概率分布的情況下，實際應用和特性組合是SRS和SRS應用中

所面臨的一個越來越大的挑戰(zhàn)。

在白天向移動機器人移動的人員速度被認為800mm/s。

注5：在大學中行動的人員會被告知移動機器人正在工作中，并應與移動機器人保持一定距離。

5

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對于SRSS的自動相關功能，在SRSS感應區(qū)域內，移動機器人行走路徑上代表可靠的固定地標的所

有對象將在運行開始期間進行識別。

4.2.6感應區(qū)域

SRSS感應區(qū)域應由集成商根據(jù)GB/ZXXXX.1—XXXX的6.2.4進行規(guī)定。

圖4和圖5顯示了每個SRS的安裝位置和感應區(qū)域，以及融合后所得SRSS的改進安全相關區(qū)域。

SRS1和SRS3分別水平安裝在機器人的左前方和右后方，距地面高度為200mm。通過將SRS1和SRS3

安裝到機器人的相對角上，可以無盲點觀察到機器人的整個四周。

SRS2安裝在機器人正面的中心，高度為400mm，其用于測量機器人的運動方向。它可以實現(xiàn)在SRS1

的檢測平面上方檢測安全相關對象，并執(zhí)行行駛面檢測功能。

使用前，請使用專用的校準工具對SRS的安裝位置進行校準。

示例性頂視圖

圖4SRS的安裝位置和感應區(qū)域以及SRSS的安全相關區(qū)域

未對應頂視圖的示例性側視圖

圖5SRS的安裝位置和感應區(qū)域以及SRSS的安全相關區(qū)域

SRSS的安全相關區(qū)域對應于機器人的保護停止區(qū)和保護區(qū)。它們分別由距機器人外表面的距離S0

和S1定義，如圖4所示。

注1：這與ISO13482:2014中的資料性附錄C不符，后者引用了機器人的中心點，而不是機器人的外表面，為了避免

本文件假定造成的典型混淆，計算是基于ISO13855:2010中的概念，參見ISO13482:2014的5.10.8.3。ISO

13855:2010的概念是根據(jù)假定的、詳盡的、針對特定應用風險評估結果進行調整的。根據(jù)ISO13855:2010進行

6

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的現(xiàn)有計算似乎經(jīng)常是只考慮如PLd這樣的“高”性能類（對應SIL2）和不考慮上下文的參數(shù)（例如不考慮運

動方向的速度指標，達到危險點時停止危險運動或在運動過程中人員彎腰的情況）。

S0是移動機器人與安全相關物體之間的最小距離。它是根據(jù)ISO13855:2010的概念計算得出的，并

且根據(jù)ISO12100進行以下特定風險評估：

=×++=+×(+)+300+························(1)

式中：????0?????????????????????r?stop????obj?????SRSS????r????????????

其中Vr-stop代表啟動保護停止時機器人的最大速度，Vobj代表物體的接近速度，TSRSS和Tr分別代表

SRSS和機器人的響應時間，M為根據(jù)4.2.8規(guī)定的測量不確定度，它可以是測量距離周圍的覆蓋間隔的

一半值（有關值見本文件表2）。

距離C是以mm為單位的額外距離，根據(jù)ISO13855:2010的概念，其基于在防護設備啟動前進入危險

區(qū)域的情況得出。C的值是對下肢潛在危害進行分析的結果。對于上肢，由于移動機器人的特性，不會

對人體造成明顯的危害。

注2：如果存在有必要情況，則在計算S0時可以考慮額外的停止距離。

S1定義了在啟動安全限速功能時，以最大速度Vr-reduce移動的機器人將速度降低至Vr-stop的保護區(qū)域距

離。計算公式如下：

=+×(+)++············································(2)

式中：????1???????????????????????????????????????????????????????SRSS????r????????

SRSS感應區(qū)域的安全相關區(qū)域依照如下確定：

S0=(300mm/s+800mm/s)×(0.1s+0.2s)+300mm+26mm=656mm

S1=(700mm/s+800mm/s)×(0.1s+0.5s)+300mm+55mm=1255mm

SRSS的自動相關區(qū)域是SRS感應區(qū)域的并集。

4.2.7環(huán)境影響下的可靠性

SRSS集成商應指定所有相關環(huán)境影響的限制（參閱GB/ZXXXX.1—XXXX的6.2.5）。

在下文中，集成商驗證了在4.2.1規(guī)定的降水和直射陽光的環(huán)境影響限制下，移動機器人沒有發(fā)生危

險事故并且可以正常運行。

注：GB/ZXXXX.1—XXXX的附錄F提供了有關符合IEC60721系列標準的影響和環(huán)境使用等級的進一步信息。

4.2.8安全相關信息

SRSS集成商應指定在SRSS處理單元中執(zhí)行的邏輯功能，并應指定SRSS提供的安全相關信息（參閱

GB/ZXXXX.1—XXXX的6.2.6）。在以下段落中給出了安全相關信息的示例。

SRSS提供作為輸出信號的安全相關信息。SRSS的安全相關信息（見圖3）包括：

——安全相關功能1相關的決策信息，二進制；

——安全相關功能3相關的決策信息，二進制；

——安全相關功能2相關的測量信息，n元關系；

——所有安全相關功能的置信度信息，n元關系。

SRSS輸出功能的自動相關信息包括：

——SLAM的點云，n元關系。

在制造商規(guī)定的使用信息中所提供的置信度信息如下。

對于每個SRS，規(guī)定的SRS性能等級為B。SRSS所要求的性能等級也為B。

規(guī)定的覆蓋概率或決策概率為1×10-6。按照GB/ZXXXX.1—XXXX中公式(1)的規(guī)定確定如下:

覆蓋概率或決策概率>1×（對應于SRS/SRSS性能等級B的PFH（點特征直方圖）上限）/（應用具體

需求率）=1×10-5/10=1×10-6。

制造商根據(jù)檢測距離提供每個SRS的置信度信息結果。覆蓋間隔的值由SRS的不確定性統(tǒng)計確定。

除了制造商提供的使用信息外，集成商還應根據(jù)圖6執(zhí)行自己的測量。測試是在3m處使用一塊反射

率約為5%的測試片進行的。通過測量SRS1，SRS3和SRS2的不確定度獲得的實驗結果得出，在4m距離

處標準偏差分別為76.29mm（SRS1和3）和48.24mm（SRS2）。

7

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由于對應于覆蓋概率1-10-6的覆蓋區(qū)間被計算為2×4.89σ，假設SRS1和SRS2分別將此LiDAR和TOF

相機作為傳感器單元，SRS1在3m距離處的覆蓋區(qū)間為2×4.89×76.29=746.10mm（±373.05mm），而

SRS2在4m處的覆蓋間隔為2×4.89×48.24=471.75mm（±235.88mm）。這些值低于SRS制造商所聲明的

數(shù)值。對于5.2.6中的計算，集成商決定使用表2中所述的方法。

表2SRS的置信度信息示例

距離SRS1/3的覆蓋間隔SRS2的覆蓋間隔

覆蓋率

mmmmm

11-10-651.6762.89

21-10-653.43110.60

31-10-657.37232.46

41-10-672.08471.75

51-10-677.06-

61-10-6106.17-

71-10-6746.10-

注：為了計算公式（1）和（2）中的M，可以在假設正態(tài)分布的條件下，使用表2的一半值。

圖6用于評估覆蓋間隔的測量數(shù)據(jù)示例

4.2.9驗證與確認

SRSS集成商應根據(jù)GB/ZXXXX.1—XXXX的6.2.3、6.2.4和6.2.7對SRSS核實查證和/或確認生

效。

下面以安全相關功能1和2的正常運行實驗室測試為例，對SRSS進行了驗證。

正常運行測試的試驗裝置如下：

按照制造商的定義，將SRS1，SRS2和SRS3用支架安裝在機器人的預定位置上；

將4.2.6中所描述的安全區(qū)域確定為S0=656mm和S1=1255mm;

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GB/ZXXXXX—XXXX/IECTR62998-2:2020

如4.2.5中所述，選擇直徑為40mm，高度為200mm，表面反射率為5％的黑色圓柱體代表具有兒

童特性的安全相關物體測試件。

圖7展示了試驗裝置的示例。線性滑塊放置在與SRSS的保護停止區(qū)和/或保護區(qū)相交的位置。

頂視圖

圖7試驗裝置

測試步驟如下：

a)啟動SRSS；

b)構建地圖以注冊測試設備，例如線性滑塊；

c)將測試件放在線性滑塊上；

d)開始移動滑塊，讓測試件以最大相對速度進入安全相關區(qū)域；

e)記錄帶有時間戳的SRSS安全相關信息和線性滑塊的運動情況；

f)關閉SRSS；。

g)改變線性滑塊的相對位置，并至少重復從機器人的前，左，右，后方接近測試件位置的操作，

試驗要涵蓋不同SRS的所有視野范圍以及測試件的各個相關速度；

h)分析記錄的安全相關信息和滑塊運動情況；

在集成商的進一步驗證過程中，應確保在每個SRS的制造商定義的使用范圍內使用SRSS。

4.2.10SRSS的使用信息

本條款描述了符合GB/ZXXXX.1—XXXX的6.2.2使用限制文件。表3展示了有關SRSS使用信息中記

錄的SRSS使用限制示例。

表3SRSS的使用信息

GB/ZXXXX.1—

提供的使用信息概述SRSS的使用信息

XXXX的條款

供應商應說明SRS/SRSS的SRSS性能等級按GB/ZXXXX.1—

性能等級和安全性能等級XXXX規(guī)定為B，符合按ISO

4.3

(PL、SIL或SILCL)及參考13849-1:2015規(guī)定的安全性能等

標準。級PLb。

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安全相關功能1：當檢測到保護停

止區(qū)域中的人員和危險物品時，啟

動ISO13482:20146.2.2.3中指

定的保護性停止功能。

安全相關功能2：檢測人員和危險

物體并提供符合ISO13482:2014、

6.4和6.5.2.1規(guī)定的作為安全相

關信息的位置與速度信息給與安

全有關的速度控制功能和/或危險

制造商應根據(jù)GB/Z碰撞避免功能。

5.2XXXX.1—XXXX表2的一安全相關功能3：按照ISO13482：

般描述來定義SRSS的功能。2014，6.5.3中規(guī)定對機器人行走

表面的幾何形狀進行檢測。當機器

人在其移動方向上觀察到允許移

動的地面時，機器人執(zhí)行向前移動

命令。如果機器人需要往回移動，

則必定存在其已行進的路面，因此

不需要向回移動檢測路面功能。

自動相關功能：在SLAM機器人坐

標系統(tǒng)中提供帶有時間戳的3D點

云數(shù)據(jù)。

由作為SRSS一部分的SRS1和SRS3

實現(xiàn)。最大尺寸的半徑為7000mm，

水平視角為360°，垂直視角為

如果適用，供應商應提供有0.5°。

5.5

關感應區(qū)域的信息。由作為SRSS一部分的SRS2實現(xiàn)。

最大尺寸的半徑為4000mm，垂直視

角為60°，水平視角為70°。

細節(jié)詳見圖4。

安全相關區(qū)域“S0”：

5.6安全相關區(qū)域規(guī)范

對應于移動機器人的保護停止區(qū)

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域；用于執(zhí)行SRSS的安全相關功

能1，且是2維的S0=656mm是360°

的；距地面200mm。

安全相關區(qū)域“S1”：

對應于移動機器人的保護區(qū)域；用

于執(zhí)行SRSS的安全相關功能2，是

3維的；垂直、水平視角為60°;

S1=1255mm;距地面400mm,且是2維

的;S1=11255mm是360°的;距地面

200mm。

細節(jié)詳見圖4。

SRSS的自動相關區(qū)域是SRS感應

5.7自動區(qū)域規(guī)范（如果適用）。

區(qū)域的并集。

注：作為示例，僅使用了GB/ZXXXX.1—XXXX表7的第1至5行。

SRSS清潔移動機器人

4.3.1預期用途

應由集成商確定預期用途（參閱GB/ZXXXX.1—XXXX的6.2.1）。預定用途由以下選定的示例項定

義：

a)該移動機器人為ISO13482：2014中規(guī)定的1.2型機器人，其重量為100kg，尺寸

為:800mm×800mm×1000mm；

注1：根據(jù)ISO13482:2014，1.2型機器人被定義為大型的或輕型的或快速型的，或帶有機械手的。

b)移動機器人在連接大學辦公樓的人行道上自動進行導航。機器人的路徑是根據(jù)由SLAM技術[1]

以及物理約束所創(chuàng)建的地圖預先確定的。該地圖中包含了沿人行道固定物體（例如護欄，建筑

物墻壁，樹木等）的位置信息。通過參考該地圖，機器人可以在移動時確定其自身的受限范圍

（ISO13482:2014，3.18.2）；

c)移動機器人于夜間在非行車道上移動，其中：

1)校園從凌晨2點至凌晨5點不對公眾開放，并且將在凌晨2點至凌晨4點進行夜間清潔，

此時只有服務人員在場；

2)如圖1所示，路面平整，某些區(qū)域的坡度最高為5°。

注2：在樓梯上機器人的移動假定被可靠的SLAM技術所控制。該機器人不適用于與人行橫道相交的普通人行道，其也

不會沿著有通向不同樓層向下臺階的交叉路口車道行進。

3)在人行道上站立或行走的是被告知的超過18歲的成年人，如果他們進入移動機器人的安

全區(qū)，移動速度在0mm/s到1600mm/s之間。

注3：進一步信息在4.3.4中給出。

d)移動機器人：

1)當站立或行走的人進入保護停止區(qū)域時，進行保護性停止（見圖2）；

2)當站立或行走的人進入安全區(qū)域時，進行降低速度(見圖2)；

3)驅動速度最高可達到700mm/s，可通過安全相關的速度控制功能降至300mm/s；

4)能夠在0.6s內將速度從700mm/s降低到300mm/s，再在0.3s內將速度降低為零。

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e)運行期間的室外環(huán)境條件：

1)降水量最高為10mm/h；

2)夜間在校園內有光干擾。

4.3.2SRSS性能等級的確定

在所選擇的方法中，使用ISO13482:2014所規(guī)定的1.2型移動機器人的安全功能性能等級須為符合

ISO13849-1:2015的PLd級別。安全功能包括通過SRSS啟動的保護停止功能，安全相關的速度控制功能，

避免危險碰撞功能以及行駛面檢測功能。

對應于SRSS所需的性能等級PLd的是GB/ZXXXX.1—XXXX中所規(guī)定的傳感器性能等級D。

4.3.3SRS使用限制和SRSS功能

SRSS由制造商定義的三個SRS組成，如下所示(見圖3)。

a)SRS1：一種適用于符合ISO13849-1:2015標準最高PLd等級的二維激光雷達；其符合