Persönliches Gerät zur Erkennung und Meldung einer Unfallsituation und

Verfahren zur automatischen Erkennung einer Unfallsituation

Titel

Persönliches Gerät zur Erkennung und Meldung einer Unfallsituation und Verfahren zur automatischen Erkennung einer Unfallsituation

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein persönliches Gerät zur Erkennung und Meldung einer

Unfallsituation. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur automatischen Erkennung einer Unfallsituation.

Geräte zur Lokalisierung von Personen und Meldung von Notfallsituationen sind im Stand der Technik bekannt.

Ein Notsituationslokalisierungssendegerät zum Lokalisieren zum Beispiel eines Kindes weist Steuerungs- und Aktivierungsschaltungen auf, die aktiviert werden, wenn ein Global- Positioning-System- Empfänger und ein Mobilfunk-Transceiver entweder durch Fern- oder Sprach-Befehle aktiviert werden (US-20050258958 AI).

Ein Schutzsystem umfasst eine Kopfschutzausrüstung, die einen Hauttemperatursensor beherbergt und einen Rucksack, der einen Mikroprozessor enthält (US-6000395 A).

Ein persönlicher Sicherheitsrucksack weist eine Audioalarmsirene auf, die nahe an einem Sirenenfenster vorgesehen ist, um ein lautes, markantes Geräusch zu erzeugen, wenn sich ein Schalter in einem EIN-Zustand befindet (US-6281800 Bl). Ein persönlicher Multinotsignal-Sicherheitsrucksack weist einen extern zugänglichen Panik- Alarmschalter auf, der an einem Paar von Schultergurten angebracht ist, der in seiner EIN- Position eine Audioalarmsirene und eine sichtbare Blinklampe aktiviert (US-6130616 A). Ein Positionsdaten-Kommunikationsverfahren zur Verwendung in einer gefährlichen Umgebung involviert das Sammeln von Positionsdaten, die einen physischen Ort eines persönlichen Kommunikationssystems angeben, über ein Positionsdatensammelgerät (US- 20070281745 AI).

Tragbarer, automatischer Rucksack mit Notsituationsrettungsfunktion, der ein

schallproduzierendes Gerät, ein drahtloses signalemittierendes Gerät und ein Blitzgerät aufweist, die elektrisch mit einer Steuerung, die mit einem Stromversorgungsgerät verbunden ist, verbunden sind (CN-103750628 A).

Alarmierungs-Rucksack für behinderte Personen, die einer Naturkatastrophe ausgesetzt sind, der einen Tascheukörper mit einem Alarmschalter und einem Alarm aufweist

(CN-202999736 U).

Multifunktionaler elektronischer Rucksack zur Verwendung durch Motorradfahrer, der eine Steuereinheit, ein Funksystem, ein Positionierungssystem und einen

Beschleunigungssensor, die in elektronische Schaltkreise integriert sind, und einen

Geschwindigkeitssensor aufweist, der mit einem digitalen Beschleunigungssensor verknüpft ist (PL-393793 AI).

Kommunikationsgerät, z.B. ein Mobiltelefon, zum Senden eines Notsignals an zum Beispiel einen drittseitigen Rettungsdienstanbieter, um zum Beispiel Beweise aufzunehmen, hat

(US-20120282886 AI). Eine Falldetektion, die eine Sensorfusion verwendet (US 8614630 B2).

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein persönliches Gerät zur Detektion und Meldung einer

Unfallsituation. Das Gerät ist insbesondere zur Detektion und Meldung einer Unfallsituation ausgestaltet. Der Backpack Buddy ist vorteilhaft ein Gerät in einem Rucksack, unabhängig vom

Einbauort, das automatisch folgende, verschiedene, insbesondere alpine, Unfallsituationen, wie Sturz, Überschlag und Verschüttung, erkennt, um nur einige Beispiele zu nennen.

Eine Verifikation und Bewertung der Unfallsituation und der Unfallschwere erfolgt durch Kopplung der erkannten Unfallsituationen und errechneten Wahrscheinlichkeiten. Eine Weitermeldung der Unfallsituation erfolgt per Nah-, Fernfunk sowie optisches oder auch akustisches Signal. Eine Benutzerinteraktion mit dem Gerät erfolgt vorzugsweise über Nahfunk, z.B. via Smartphone App.

Vorteile des Backpack Buddy gegenüber dem oben genannten Stand der Technik sind: - automatische Erkennung verschiedener Unfallsituation durch Sensordaten und mittels Algorithmen

- Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Geräts als Zusatzmodul bzw. integriertes Gerät, unabhängig vom Einbauort, beispielsweise in einem Standardrucksack. Es ist kein dedizierter Rucksack(typ) erforderlich, sondern das erfindungsgemäße Gerät kann z.B. als Nachrüstkit einem vorhandenen Rucksack hinzugefügt werden. Das erfindungsgemäße Gerät ist vorteilhaft ein mobiles, autonomes Gerät,

batteriebetrieben, vorzugsweise ohne Display.

Das erfindungsgemäße Gerät weist vorteilhaft zusätzliche Sensoren, z.B für Drehrate, Licht, Luftqualität und Beschleunigung auf.

Das erfindungsgemäße Gerät weist vorteilhaft Algorithmen für ein Event Crosschecking zum Verifizieren der Unfallsituation und Bewertung der Unfallschwere durch Wertepaare, z.B. Dauer eines Freien Falls und Stärke eines Aufpralls, auf. Besonders vorteilhaft ist eine Reduktion von Fehlalarmen durch Event Cross-checking mit

Wahrscheinlichkeiten und Wertepaaren möglich.

Vorteilhaft können neben Unfällen durch physische Einwirkungen, wie zum Beispiel Fall, Stoß, Schlag, oder Verschütten, auch allgemein physische Notfallsituationen erkannt werden. Dies ist beispielsweise durch Erkennen von längerer Bewegungslosigkeit oder auch ein länger andauerndes starkes Absinken bzw. Ansteigen der Umgebungstemperatur über den menschlichen Toleranzbereich hinaus möglich.

Zeichnung

Figur 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen persönlichen Geräts zur Detektion und Meldung einer Notfallsituation.

Figur 2 zeigt eine zu erkennende Notfallsituation in Gestalt eines Unfalls durch Überschlag.

Figur 3 zeigt nachfolgend ein das Ablaufdiagram eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Unfallerkennung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Figur 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen persönlichen Geräts zur Detektion und Meldung einer Notfallsituation.

Das persönliche Gerät zur Detektion und Meldung einer Notfallsituation, der sogenannte „Backpack Buddy" 100, ist ein mobiles, insbesondere ein batteriebetriebenes Gerät, das einen Mikrokontroller (MCU) 110, Sensoren 140, internen Speicher 120, Nahfeldfunk 160 (z.B. Bluetooth, Zigbee, N FC, ...) und Fernfeldfunk 170 (GSM/UMTS, LoRa, ...), eine oder mehrere Antennen 180, sowie ein Outdoor Lokalisierungsmodul 145 (z.B. GNSS) und ein Indoor Lokalisierungsmodul 147 (z.B. Beacon) oder eine Indoor Lokalisierungsfunktion durch Koppelnavigation mittels Inertialsensoren oder auch Drucksensoren enthält.

Notsituationen können akustisch und/oder optisch über Lautsprecher 195, LED, gekoppelte Geräte, z.B. Vibrationsarmband, Mobiltelefon angezeigt werden. Der Backpack Buddy 100 weist auch ein Userinterface 190 (z.B. LED, Knopf, Display) auf. Notsituationen werden vom System automatisch erkannt, bewertet und als Signal (akustisch, optisch, Funk) abgesetzt. Der Einbauort ist flexibel, z.B. in der Rucksack-Deckeltasche eines Rucksacks 10. Der Backpack Buddy 100 kann dabei fester Bestandteil des Rucksacks 10 sein und schnurlos, z.B. induktiv geladen werden. Er weist eine Ladeeinheit 150 und eine Batterie 130 auf. Vorstellbar sind aber auch alternative Einbau- und Einsatzorte, z.B. Schuh, Handgelenk, Helm, Körper.

Zu erkennende Notfallsituationen, z.B. in Gestalt eines Unfalls können durch den Einsatz von Inertialsensoren erkannt werden. Eine Sturzerkennung erfolgt durch Erkennung eines freien Falls und anschließend eines Aufpralls unter Verwendung von einem oder mehreren Beschleunigungssensoren. Das Gerät wird, durch die Positionierung am Körper des Benutzers, bei einem Sturz eine Weile fallen. Der freie Fall wird durch die Berechnung der Beschleunigung relativ zur Erdbeschleunigung erkannt. Es wird eine Wahrscheinlichkeit berechnet, dass ein freier Fall und nicht nur ein Sprung (Änderung in der

Beschleunigungsrichtung) stattgefunden hat. Diese Wahrscheinlichkeit wird zusammen mit der Dauer des freien Falls an den Entscheider weitergegeben. Der Aufprall wird durch die Berechnung der Vektornorm des Beschleunigungsvektors erkannt. Es wird eine

Wahrscheinlichkeit, dass ein Aufprall und nicht nur ein z.B. Rempler oder Hinsetzen stattgefunden hat, berechnet und zusammen mit dem Skalarwert (Vektornorm)

weitergegeben.

Figur 2 zeigt eine zu erkennende Notfallsituation in Gestalt eines Unfalls durch Überschlag. Rotationen bei einem Überschlag oder einer Lawinenverschüttung werden durch einen

Drehratensensor als Winkelgeschwindigkeiten erkannt. Hier wird abhängig von Anzahl n und Geschwindigkeiten wi, 2, 3,...n der Rotationen eine Wahrscheinlichkeit bewertet und die Schwere bestimmt. Alternativ zu o.g. freien Fall können die Beschleunigungssensordaten auch für die Detektion eines Rutschens verwendet werden, z. B. zu schnelle Beschleunigung beim Wandern beispielsweise gegenüber Radfahren. Im ersten ist die Wahrscheinlichkeit höher, im zweiten Fall die Wahrscheinlichkeit geringer. Durch erste Integration der Beschleunigung über Zeit ist die Berechnung und Wahrscheinlichkeitsbestimmung für Geschwindigkeit möglich.

Der Lichtsensor wird in Kombination mit einem Luftqualitätssensor verwendet, um

Lawinenverschüttung zu erkennen. Ein abrupter Lichtwechsel von hell auf dunkel sowie eine abrupte Abnahme der Luftqualität wird jeweils mit einer hohen Wahrscheinlichkeit bewertet. Die Luftqualität beinhaltet z. B. CO2- Konzentration, Sauerstoffgehalt.

Die Ereignisse aufeinanderfolgend werden je nach Muster, Schwere, sprich, Größe der Wertepaare von einem Entscheider Algorithmus bewertet und die Unfallschwere

abgeschätzt. Bei einer geringen Schwere und wenn der Rucksack anschließend nicht ruhig liegen bleibt, wird z. B. kein Unfallevent ausgelöst. Bei einer mittleren Schwere wird ein vorläufiges Signal z.B. optisch und akustisch ausgelöst, um dem Benutzer die Bestätigung eines Fehlalarms zu ermöglichen und den detektierten Unfallevent abzubrechen. Bei einer hohen Unfallschwere wird sofort ein Unfallevent ausgelöst. Das Auslösen des Unfallevents wird dem Benutzer mitgeteilt bzw. bestätigt, z.B. optisch und/oder akustisch.

Eine Notsituation kann alternativ auch direkt über einen dedizierten Knopf ausgelöst werden. Durch das Auslösen einer Notsituation (automatisch oder manuell) wird ein eCall Notruf abgesetzt, z.B. via GSM, LTE (= direkter Notruf) oder via gekoppelte Geräte (= indirekter Notruf). Der Alarm ist durch Knopfdruck an dem Gerät und/oder ein gekoppeltes Gerät bei Fehlalarm deaktivierbar. Das Zeitfenster für die Deaktivierung ist vom Benutzer konfigurierbar, z.B. anwender-und anwendungsspezifisch. Alternativ kann der Fehlalarm auch durch einstellbare Bewegungsmuster wieder deaktiviert werden, z.B. können die Sensoren ein wiederholtes auf und ab des Rucksacks erkennen. Bei einer Notsituation wird die letzte bekannte Position mit übermittelt, z.B. an gekoppelte

Geräte. Zusätzlich wird die Art der Notsituation mit in die Nachricht gepackt, um die Helfer entsprechend vorzubereiten, z.B. für eine Lawinenverschüttung Schaufeln mitbringen. Der Backpack Buddy kann auch anwender- und anwendungsspezifische Daten, z.B. Blutgruppe, Notinformationen, Kontaktdaten mit übermitteln. In einer Notsituation kann der Backpack Buddy andere Geräte schnurlos zu Hilfe rufen und sie an die Unfallstelle navigieren.

Die Sensitivität ist konfigurierbar, z.B. innerstätisch (sehr sensitiv), On-track (normal sensitiv) , Off-road Modus (gering sensitiv) oder applikationsspezifisch, z.B. Radfahren unterschiedlich zu Wandern.

Figur 3 zeigt nachfolgend ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Unfallerkennung. Ein Wertepaar besteht aus zwei oder mehr ausgewerteten Sensorgrößen, Messgrößen.

Sensoren 140 nehmen Meßwerte auf. Dies können Inertialsensoren, Druck-, Temperatur-, Licht-, Luftqualitäts-sensoren oder auch andere Sensoren sein.

Die Sensordaten werden einer Datenverarbeitung mittels MCU (Algorithmen) 110 zugeführt. Die MCU 110 führt hierbei eine Ereigniserkennung durch. So werden

beispielsweise freier Fall 310, Aufprall 320, Rotationen 330 wie beispielsweise

Überschläge, Lichtwechsel 340 und Änderungen der Luftqualität 350 oder auch weitere Ereignisse erkannt. Die Ereignisse 310, 320, 330, 340, 350 werden einer weiteren

Datenverarbeitung mittels MCU (Algorithmen) 110 zugeführt. Den Ereignissen 310, 320, 330, 340, 350 wird dabei jeweils eine Wahrscheinlichkeit 311, 321, 331, 341, 351 zugeordnet. Die Wahrscheinlichkeiten 311, 321, 331, 341, 351 werden einem Entscheider 360 zugeführt. Der Entscheider 360 wird beispielsweise durch einen Algorithmus dargestellt.

Der Entscheider 360 entscheidet aufgrund von Kombinationen und Wahrscheinlichkeiten über das Vorliegen eines Unfalls. Hierdurch wird eine Unfallsituation detektiert.

Anschließend erfolgt eine Bewertung der Unfallsituation, insbesondere eine Bewertung der Unfallschwere 370 aufgrund der Wertepaare. Die Bewertung ergibt beispielsweise einen leichten Unfall 371, einen mittleren Unfall 372 oder einen schweren Unfall 373. Die

Bewertung wird anschließend verifiziert.

Dazu werden nach einem vorläufig als leichter Unfall 371 klassifizierten Ereignis

beispielsweise Bewegungsdaten 380 erhoben. Bleibt z.B. der Rucksack mit dem Backpack Buddy ruhig oder bewegt er sich erneut bzw. in einem normalen Bewegungsmuster weiter?

Falls das persönliche Gerät zur Detektion und Meldung einer Notfallsituation, der sogenannte„Backpack Buddy" 100 sich nicht mehr bewegt, erfolgt eine Ausgabe Unfall: ,ja" 395. Zu dieser Ausgabe können gegebenenfalls auch noch Daten und Angaben zur

Schwere des Unfalls hinzugefügt werden. Falls das persönliche Gerät zur Detektion und Meldung einer Notfallsituation 100 sich erneut bewegt oder weiter bewegt, erfolgt eine

Ausgabe Unfall:„nein" 390.

Nach einem vorläufig als mittlerer Unfall 372 klassifizierten Ereignis wird geprüft, ob es sich um einen Fehlalarm 385 handelt. Dazu wird der Benutzer aufgefordert eine Eingabe zu tätigen. Falls der Benutzer bestätigt, dass es sich um einen Fehlalarm handelt erfolgt die Ausgabe Unfall:„nein" 390. Falls der Benutzer bestätigt, dass es sich um einen Unfall handelt, oder auch falls keine Eingabe des Benutzers festgestellt wird, erfolgt die Ausgabe Unfall: ,ja" 395.

Nach einem vorläufig als schwerer Unfall 372 klassifizierten Ereignis erfolgt die Ausgabe Unfall: ,ja" 395.