Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen einer gestürzten Person in einem Raumbereich, insbesondere in einem geschlosse nen Innenraum.

Bei pflegebedürftigen Personen besteht eine nicht zu unterschätzende Gefahr, dass diese Personen in ihrer Wohnung oder bestimmten Räumen ihrer Woh nung stürzen und aufgrund von dabei zugezogenen Verletzungen oder auch allgemeiner Schwäche nicht in der Lage sind, alleine wieder aufzustehen. Um dennoch Hilfe holen zu können, sind mobile Notrufeinrichtungen, sog. „Notruf knöpfe“, verbreitet, die mitgeführt werden können und in einer derartigen Notsi tuation ausgelöst werden können. Leider sind Notfallsituationen nicht selten, in denen ein derartiger Notrufknopf entweder nicht mehr bedient werden kann oder nicht mitgeführt wurde.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Ver fahren zum Erkennen einer gestürzten Person bereitzustellen, das unabhängig von einem mitgeführten Notrufknopf ist und durch einen ausgelösten Alarm auf die Notfallsituation aufmerksam macht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen Abstandsscanner aufweist, der in einer zweidi mensionalen Ebene einen radialen Abstand bis zu Objekten oder Wänden im Raumbereich berührungslos ermittelt und weiter eine Analyseeinheit aufweist, die die ermittelten radialen Abstände mit gespeicherten radialen Abständen vergleicht und bei Unterschieden, die auf ein größeres hinzugekommenes Ob jekt hindeuten, ein Alarmsignal ausgibt.

Ein Verfahren zum Erkennen einer gestürzten Person, das mit der genannten Vorrichtung ausgeführt werden kann, weist die folgenden Schritte auf: Es wird ein erster Abstandsscan durchgeführt, bei dem in einer zweidimensionalen Ebene ausgehend von einem Abstandsscanner radiale Abstände bis zu Objek ten oderWänden innerhalb eines Raumbereichs erfasst und abgespeichert werden. Danach werden bevorzugt wiederholt vergleichbare Abstandsscans durchgeführt, wobei die dabei erfassten radialen Abstände mit den entspre chenden gespeicherten radialen Abständen verglichen werden. Wird ein signifi kanter Unterschied, der auf ein größeres hinzugekommenes Objekt hinweist, erkannt, wird ein Alarmsignal ausgegeben.

Der genannte Abstandsscanner erfasst die radialen Abstände bevorzugt berüh rungslos optisch, beispielsweise durch Einsatz eines LiDAR (Light Detection and Ranging) -Systems. Besonders bevorzugt wird das LiDAR-System mit ei nem Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) als Licht quelle betrieben. Zur Abstandsbestimmung kann das LiDAR-System eine Lauf zeitmessung (TOF -Time of Flight) oder auch eine Phasenmessung von reflek tiertem Licht oder auch eine Amplitudeninterferenzmessung durchführen. Alter nativ zu dem LiDAR-System kann auch ein auf anderen Wellen als Lichtwellen basierendes System, beispielsweise ein Radar (Radio Detection and Ranging)- System oder ein Ultraschallwellen-basiertes System eingesetzt werden.

Die zweidimensionale Ebene, in der der Scan vorgenommen wird, ist bevorzugt parallel zu einem Boden des Raumbereichs ausgerichtet und befindet sich wei ter bevorzugt in einem Abstand von etwa 10-30 Zentimetern (cm), bevorzugt etwa 20 cm von dem Boden. In diesem Höhenbereich eines Raums wird eine gestürzte Person mit der größten Wahrscheinlichkeit detektierbar sein, ohne dass Artefakte, z. B. durch Staub, Wollmäuse oder kleine heruntergefallene Gegenstände, einen Fehlalarm auslösen.

In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung und des Verfah rens wird der Abstandsscan mit einer radialen Auflösung von bevorzugt höchs ten einigen wenigen Grad vorgenommen. Durch eine Auflösung dieser Grö ßenordnung kann bei typischen Raumdimensionen im Bereich von Metern auch in einem größeren Abstand vom Abstandsscanner ein Objekt hinsichtlich seiner Größe gut abgeschätzt werden, so dass beispielsweise gut zwischen stehenden und liegenden Personen unterschieden werden kann oder dass zu mindest kleinere Haustiere wie Katzen von gestürzten Personen unterschieden werden können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bereits klei nere erkannte Abweichungen von einem gespeicherten Abstandsabbild detek- tiert werden und nach einem Erkennen solcher Abweichungen ein Signal aus gegeben wird, das beispielsweise zum Einschalten einer Beleuchtung heran- gezogen wird. So kann beispielsweise eine aus einem Bett aufstehende Person erkannt werden und eine Beleuchtung eingeschaltet werden, die präventiv ei nem Sturz entgegenwirkt. Sollte sich eine größere Abweichung zeigen, wird neben dem Beleuchtungssignal zusätzlich das Alarmsignal ausgelöst.

Beleuchtungs- und insbesondere Alarmsignal können unmittelbar an entspre chenden Signalleitungen ausgegeben werden oder auch zusätzlich oder alter nativ in Form von drahtlosen Signalen. Über die drahtlosen Signale können beispielsweise Pflegekräfte informiert werden oder eine Beleuchtung über ein Smart Home-System geschaltet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung mit einem elektromotorischen Möbelantrieb eines Betts, insbesondere eines Pflegebetts gekoppelt, insbesondere elektrisch zur Energieversorgung und/oder elektrisch oder funktechnisch zur Informations- bzw. Datenübertragung. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine Stromversorgungseinheit, die für den elektromotorischen Möbelantrieb sowieso vorhanden ist, auch zur Versorgung der anmeldungsge mäßen Vorrichtung eingesetzt werden. Auch weitere Komponenten des elekt romotorischen Möbelantriebs, beispielsweise Auswerteeinheiten und/oder da tentechnische Einrichtungen, die den elektromotorischen Möbelantrieb mit ei nem Datennetz koppeln, können mitverwendet werden. Auf diese Weise wer den Komponenten mehrfach genutzt und das Gesamtsystem kann kostengüns tiger und nachhaltiger angeboten werden. Zudem bietet sich eine Aufstellung der Vorrichtung, insbesondere des Abstandsscanners im Randbereich eines Betts aus, da sie unter dem Bett oder am Rand des Betts in der entsprechen den Höhe über dem Boden gut versteckt und damit geschützt und nicht störend angeordnet werden kann.

Weiter bevorzugt wird bei Erkennung einer Abweichung in den radialen Ab ständen aus der Abweichung und der Berücksichtigung der radialen Auflösung und der gemessenen Abstände eine Größe des detektierten, neu hinzuge kommenen Objekts ermittelt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert ver glichen. Wird dieser Schwellenwert überschritten, könnte das Objekt eine ge stürzte Person sein und es wird entsprechend ein Alarmsignal ausgelöst. Wei ter bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Alarm erst dann ausgelöst wird, wenn das neu erkanntes Objekt länger als eine vorgegebene Zeitdauer detektiert wird. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem Ausführungsbeispiel mithilfe von Figuren näher erläutert.

Die Figuren zeigen:

Figur 1 eine isometrische Ansicht eines Raums mit einer gestürzten Per son;

Figur 2 der Raum der Figur 1 in einer Draufsicht;

Figur 3 wie Ansicht gemäß Figur 2 ohne die gestürzte Person; und Figur 4 ein Diagramm mit gemessenen radialen Abständen.

In Figur 1 ist schematisch ein Schlaf- und Wohnraum 1 , nachfolgend als Raum

I bezeichnet, dargestellt, der einen Boden 2 und Wände 3 aufweist. Eine De cke ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Auch sind die Wän de 3 durchscheinend gezeichnet, um einen Blick in den Raum 1 zu ermögli chen.

Im Raum 1 ist eine Reihe von nicht näher benannten Objekten 4, im Beispiel verschiedene Möbelstücke, verteilt positioniert. Weiter ist in dem Raum ein Bett 5. Das Bett 5 weist einen elektromotorischen Möbelantrieb zur Verstellung ei ner Auflagefläche des Betts 5 auf, wie es häufig z.B. bei Pflegebetten der Fall ist.

Das Bett 5 ist mit einer Vorrichtung zum Erkennen einer gestürzten Person ausgestattet, von der ein Abstandsscanner 10 im Bereich einer in den Raum ragenden Ecke des Betts 5 angebracht ist. Vorteilhaft kann der Abstandsscan ner 10 insoweit unter dem Bett angeordnet sein, dass er nicht über dessen Be grenzungen seitlich hervorsteht, wodurch zum einen der Abstandsscanner 10 selbst geschützt ist und zum anderen hervorstehende Kanten vermieden wer den, die anderenfalls eine Verletzungsgefahr beinhalten könnten.

Der Abstandsscanner 10 sendet radial in einer Ebene Abstandsmessstrahlen

I I aus, um eine gestürzte Person 6 zu erkennen und ein Alarmsignal ausge ben zu können. In Figur 2 ist der Raum 1 einschließlich der gestürzten Person 6 in einer Drauf sicht wiedergegeben. Die Abstandsmessstrahlen 11 verlaufen ausgehend von der Scanvorrichtung 10 im Normalfall bis zu einem Objekt 4 oder einer Wand 3. Dieses ist auch nochmals in Figur 3 dargestellt, die in gleicher Weise wie die Figur 2 den Raum 1 ohne die gestürzte Person 6 wiedergibt. Ein Teil der Ab standsstrahlen 11 wird durch die gestürzte Person 6 beeinflusst. Diese Strahlen sind als veränderte oder blockierte Abstandsstrahlen 12 in der Figur 2 einge zeichnet. Der Strahlengang ohne die gestürzte Person 6 ist in der Figur 2 ge strichelt wiedergegeben.

Der Abstandsscanner 10 ist im dargestellten Beispiel ein LiDAR-System, das mit einem Laserstrahl als Abstandsmessstrahl 11 arbeitet. Mit einem derartigen System lässt sich eine hohe Winkelauflösung durch eine geringe Strahldiver genz erreichen. Bevorzugt wird ein Infrarot-Laser als Strahlenquelle benutzt, der Bewohner des Raums 1 nicht stört. Der Abstandsmessstrahl 11 wird in der Regel über einen rotierenden Spiegel ausgelenkt, um einen vorgegebenen Winkelbereich von hier etwa 270° abzutasten. Die in den Figuren dargestellten Abstandsstrahlen 11 liegen also nicht gleichzeitig vor, es handelt sich vielmehr um einen Strahl, der Abtastungen an verschiedenen Winkelpositionen vor nimmt. Die Zahl der Winkelpositionen, an denen eine Messung erfolgt, ist dabei in der Regel höher als in den Figuren symbolhaft dargestellt. Mit dem LiDAR- System lassen sich problemlos radiale Auflösungen im Bereich von einigen Graden oder auch Bruchteilen von Graden erzielen. Die Abstandsmessstrah len 11 liegen in einer Ebene, die in etwa parallel zum Boden 2 ausgerichtet ist und von diesem etwa 20 cm beabstandet ist.

In alternativen Ausgestaltungen des Abstandsscanners können auch andere elektromagnetische Strahlen als Lichtstrahlen eingesetzt werden, beispielswei se Radiowellen. Weiter alternativ können auch Ultraschallwellen eingesetzt werden, wobei die räumliche Auflösung, die sich damit erzielen lässt, das Sys tem nur für kleinere Raumgrößen geeignet macht.

Die Anordnung der Vorrichtung zum Erkennen einer gestürzten Person im Be reich des Betts 5 ist insofern vorteilhaft, als dass Komponenten des elektromo torischen Möbelantriebs des Betts 5, beispielsweise eine Stromversorgungs einheit und/oder Datenübertragungseinrichtungen mitgenutzt werden können. Auch kann eine Auswertung der Messergebnisse des Abstandsscanners 10 durch einen Mikroprozessor oder Controller ausgeführt werden, der in einer Steuereinrichtung des elektromotorischen Möbelantriebs sowieso vorhanden ist. Weiter vorteilhaft entfällt durch Anordnung der Vorrichtung im Bereich des Betts 5 eine zusätzliche, durch den Raum 1 offen verlaufende Verkabelung, wodurch eine zusätzliche Stolperquelle vermieden wird. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Vorrichtung zum Erkennen einer gestürzten Person un abhängig von einem elektromotorischen Möbelantrieb und unabhängig von ei nem Bett als eigenständiges Gerät zu betreiben, was beispielsweise in einer Raumecke oder an einer Raumwand positioniert wird.

Bei einem Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung ist vorgesehen, dass zu nächst eine Referenzmessung durchgeführt wird, in der Abstände ausgehend von der Scanvorrichtung 10 zu Objekten 4 bzw. Wänden 3 gemessen und ab gespeichert werden, wenn sich keine Person im Erfassungsbereich der Scan vorrichtung 10 befindet. In Figur 4 ist in einem Diagramm 20 eine derartige Re ferenzmesskurve 21 dargestellt.

Auf einer horizontalen Achse des Diagramms 20 ist die Winkelstellung der je weiligen Abstandsmessung angegeben und auf der vertikalen Achse ein jeweils bestimmte Abstand a in Dezimetern. Bei der Winkelskala auf der horizontalen Achse entspricht einer Messung von 0°, eine Messung entlang der Längskante des Betts 5 und ein Winkel von 270° Grad einer Messung entlang der Querkan te des Betts 5.

Nach erfolgter Referenzmessung wird im Betrieb der Vorrichtung eine ver gleichbare Abstandsmessung in regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise alle 10 oder 15 Sekunden, wiederholt. Das Ergebnis einer derartigen Betriebs messung ist als Betriebsmesskurve 21 ebenfalls im Diagramm 20 dargestellt. Die Messsituation entspricht der gemäß den Figuren 1 und 2, bei der die ge stürzte Person 6 im Erfassungsbereich der Scanvorrichtung liegt.

Der Einfluss der gestürzten Person 6 ist deutlich in dem entsprechenden Win kelbereich zwischen zu erkennen. Anhand der Größe des beeinträchtigten Winkelbereichs und dem gemessenen Abstand kann auf eine (sichtbare) Grö ße des detektierten Objekts geschlossen werden. Auch wenn die sichtbare Größe aufgrund der Radialprojektion bei der Abbildung von der Scanvorrich tung 10 aus nicht der tatsächlichen Größe des Objekts entspricht, sondern nur eine Mindestgröße in eine Ausdehnungsrichtung des Objekts ist, können zu kleine Objekte als Alarmgrund ausgeschlossen werden. Erst wenn eine gewis se sichtbare Größe überschritten wird, wird von daher ein Alarmsignal von der Vorrichtung ausgegeben. Weiter kann vorgesehen sein, dass ein Alarmsignal erst ausgelöst wird, wenn sich die gemessenen Abstände im Bereich des hin zugekommenen Objekts für einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise 1 Minute (min), nicht oder nur wenig ändern. Das Alarmsignal kann unmittelbar ausgegeben werden, beispielsweise in Form eines akustischen Signals. Bevorzugt ist die alternative oder zusätzliche Aus gabe eines Alarms, der entfernt ausgegeben wird, beispielsweise über elektri sche Leitungen oder ein Funksignal oder ein Datensignal. Das Datensignal kann beispielsweise über eine Bluetooth- oder WLAN-Verbindung oder auch eine Telefonleitung an einen Pflegedienst ausgegeben werden, der daraufhin entsprechende Notfallmaßnahmen einleitet.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass jedes Erkennen eines Objekts, auch wenn dessen sichtbare Größe nicht ausreichend ist, um einen Alarm auszulö- sen, ein Einschalten einer Beleuchtung hervorruft. Dazu kann an der Vorrich tung ein weiterer Signalausgang angeordnet sein oder ein entsprechendes Da tensignal ausgegeben werden, das von einer Beleuchtungseinrichtung oder ei ner übergeordneten Steuereinrichtung eines Smart Home-Systems, ausgewer tet wird. In dem Fall wird eine Beleuchtung eingeschaltet, wenn z. B. eine Per- son den Raum betritt oder aus dem Bett aufsteht und einen Fuß absetzt. Eine derart eingeschaltete automatische Beleuchtung stellt auch eine Präventions maßnahme gegen Stürze vor, insbesondere wenn pflegebedürftige Personen nachts im Dunkeln aus dem Bett aufstehen und eine Stolpergefahr gegeben ist.

Bezugszeichenliste

1 Raum

2 Boden 3 Wand

4 Objekt

5 Bett

6 Person 10 Scanvorrichtung

11, 12 Abstandsmessstrahl

20 Diagramm

21 Referenzmesskurve 22 Betriebsmesskurve