BR112020019724A2 - sistema de localização para localizar trabalhadores, dispositivo usável para localizar um trabalhador e método para localizar trabalhadores - Google Patents

Abstract

''sistema de localização para localizar trabalhadores, dispositivo usável para localizar um trabalhador e método para localizar trabalhadores”. um sistema de localização para localizar trabalhadores compreende uma pluralidade de detectores de luz montados em locais conhecidos e configurados para detectar luz de um ou mais trabalhadores e um sistema de processamento configurado para determinar as localizações dos trabalhadores usando a luz detectada pelos detectores de luz. também é revelado um dispositivo usável para localizar um trabalhador, compreendendo um transceptor sem fio e uma fonte de luz de dispositivo usável e/ou um ou mais elementos refletivos. também é revelado um método para localizar trabalhadores, compreendendo detectar luz de um ou mais trabalhadores usando uma pluralidade de detectores de luz montados em locais conhecidos e determinar as localizações dos trabalhadores usando a luz detectada pelos detectores de luz.

Description

“SISTEMA DE LOCALIZAÇÃO PARA LOCALIZAR TRABALHADORES, DISPOSITIVO USÁVEL PARA LOCALIZAR UM TRABALHADOR E MÉTODO PARA LOCALIZAR TRABALHADORES”

[001] A invenção se refere a sistemas e métodos para localizar trabalhadores e/ou maquinarias, particularmente em ambientes industriais ou perigosos. Um dispositivo usável para localizar trabalhadores também é fornecido.

[002] Em muitas situações, é desejável ser capaz de rastrear a localização de trabalhadores e/ou maquinarias em ambientes industriais, ou ambientes que são potencialmente perigosos ou arriscados para os trabalhadores. Exemplos de tais ambientes incluem plataformas petrolífera, em particular a plataforma de perfuração de uma plataforma petrolífera. Isso garante que a ação adequada possa ser tomada se um trabalhador correr risco ao entrar em uma área insegura ou se mover muito perto de maquinarias perigosas.

[003] Embora esses sistemas sejam conhecidos, eles podem não ser confiáveis em algumas situações ou fornecer cobertura limitada da área relevante. É, portanto, desejável fornecer sistemas, métodos e dispositivos melhorados para localizar trabalhadores e/ou maquinarias.

[004] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um sistema de localização para localizar trabalhadores, compreendendo uma pluralidade de detectores de luz montados em locais conhecidos e configurados para detectar luz de um ou mais trabalhadores e um sistema de processamento configurado para determinar as localizações dos trabalhadores usando a luz detectada pelos detectores de luz.

[005] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é ainda configurado para determinar se a localização de um ou mais dos trabalhadores está dentro de uma área definida e emitir um sinal de alerta em resposta a isso. Isso permite que o trabalhador ou o pessoal de supervisão tome medidas para evitar um perigo.

[006] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é ainda configurado para controlar a atividade de maquinarias com base na localização determinada de um ou mais dos trabalhadores. Isso significa que as maquinarias podem ser controladas automaticamente para reduzir a chance de acidentes, de modo que o risco para os trabalhadores seja ainda mais reduzido.

[007] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é configurado para determinar as localizações dos trabalhadores usando a luz detectada pelos detectores de luz por triangulação de luz. Esta é uma técnica robusta para localizar objetos e, portanto, constitui uma escolha confiável de método de localização.

[008] Em uma forma de realização, a luz dos trabalhadores é a luz refletida dos trabalhadores. Isso significa que a luz das fontes de luz ao redor da área, ou mesmo a luz ambiente, pode ser usada para localizar o trabalhador, simplificando o sistema de localização.

[009] Em uma forma de realização, o sistema compreende ainda fontes de luz iluminante adjacentes aos respectivos detectores de luz, a luz refletida dos trabalhadores sendo luz da fonte de luz iluminante. O uso de fontes de luz iluminante garante que haja luz suficiente para identificar a posição dos trabalhadores, mesmo quando a luz ambiente é baixa ou os trabalhadores não carregam suas próprias fontes de luz.

[010] Em uma forma de realização, a fonte de luz iluminante emite luz modulada. Isso fornece um sistema que permite uma detecção mais robusta dos trabalhadores, pois a luz modulada pode ser facilmente distinguida no campo de visão das câmeras da luz não modulada.

[011] Em uma forma de realização, a fonte de luz iluminante é modulada em intensidade ao longo do tempo. A modulação de intensidade é simples de implementar na fonte de luz e, portanto, fornece um tipo conveniente de modulação.

[012] Em uma forma de realização, os detectores de luz são bloqueados em fase para a fonte de luz iluminante. Isso aumenta ainda mais a capacidade do sistema de localização de diferenciar a luz dos trabalhadores da luz de outras fontes e melhorar a capacidade de detectar, de forma robusta, suas localizações.

[013] Em uma forma de realização, o sistema compreende ainda pelo menos um elemento refletivo a ser montado nos respectivos trabalhadores, a luz refletida dos trabalhadores sendo luz refletida do elemento refletivo. Isso aumenta a luz refletida dos trabalhadores e os torna mais fáceis de identificar.

[014] Em uma forma de realização, o pelo menos um elemento refletivo é incorporado em itens de equipamento de proteção individual a serem usados pelos respectivos trabalhadores. Isso simplifica o fornecimento de elementos refletivos usando equipamentos já comumente usados pelos trabalhadores.

[015] Em uma forma de realização, o sistema pode compreender ainda um dispositivo usável a ser usado pelos respectivos trabalhadores, o pelo menos um elemento refletivo montado no dispositivo usável. Fornecer um dispositivo usável para cada trabalhador é uma forma alternativa de garantir que cada trabalhador carregue um elemento refletivo apropriado, por exemplo, se o seu EPI ainda não possuir elementos refletivos.

[016] Em uma forma de realização, o pelo menos um elemento refletivo compreende um retrorrefletor. Estes são particularmente eficazes na luz reflexiva, tornando os trabalhadores mais fáceis de detectar.

[017] Em uma forma de realização, a luz refletida do elemento refletivo é luz modulada. Isso tem vantagens semelhantes às da fonte de luz iluminante acima.

[018] Em uma forma de realização, a luz modulada é espacialmente modulada em intensidade. A modulação espacial é vantajosa por ser simples de fornecer nos elementos refletivos, por exemplo, por ter faixas de refletividade diferencial.

[019] Em uma forma de realização, a luz modulada codifica um identificador exclusivo. Isso permite que os trabalhadores sejam identificados e diferenciados de outros trabalhadores ou máquinas.

[020] Em uma forma de realização, o sistema compreende ainda dispositivos usáveis a serem usados pelos respectivos trabalhadores, em que cada dispositivo usável compreende uma fonte de luz de dispositivo usável, a luz dos trabalhadores sendo luz da fonte de luz de dispositivo usável. Isso aumenta a probabilidade de os trabalhadores serem visíveis em comparação com a simples reflexão, onde eles podem estar protegidos da fonte de luz iluminante.

[021] Em uma forma de realização, a fonte de luz de dispositivo usável emite luz modulada. Em uma forma de realização, a luz modulada é modulada em intensidade ao longo do tempo. Em uma forma de realização, os detectores de luz são bloqueados em fase para a fonte de luz. Estas formas de realização têm vantagens semelhantes às descritas acima para a fonte de luz iluminante.

[022] Em uma forma de realização, a luz modulada codifica um identificador exclusivo. Isso tem uma vantagem semelhante à descrita para os elementos refletivos acima.

[023] Em uma forma de realização, o sistema compreende ainda dispositivos usáveis a serem usados por um ou mais dos trabalhadores que estão autorizados, o dispositivo usável incluindo um transceptor sem fio e uma pluralidade de receptores sem fio montados em locais conhecidos e configurados para detectar transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável, o sistema de processamento sendo configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável detectadas pelos receptores sem fio. O uso da constatação de localização sem fio, além da constatação de localização óptica, pode melhorar a robustez da constatação de localização usando o sistema.

[024] É revelado um dispositivo para monitoramento de trabalhadores que operam em ambientes perigosos e ao lado de maquinarias robóticas e equipamentos automatizados. O dispositivo rastreia o movimento e a localização de um trabalhador e pode ser integrado ao equipamento de proteção individual ou usado nos membros. O dispositivo da invenção pode ser usado em um ambiente de trabalho perigoso, tal como uma plataforma de perfuração, convés ou em uma plataforma para perfuração e extração de hidrocarbonetos.

[025] Em uma forma de realização, as transmissões de sinal sem fio compreendem transmissões de sinal de radiofrequência. Este é um tipo comum e bem conhecido de transmissão de sinal, tornando simples o projeto e a aquisição de equipamentos adequados.

[026] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados usando a localização de radiofrequência de banda ultra larga. Isso tem a vantagem de ser menos afetado por outros objetos na área que podem, de outro modo, impedir a detecção de sinais sem fio.

[027] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável por triangulação das transmissões de sinal sem fio. Isso tem vantagens semelhantes às descritas acima para a triangulação óptica.

[028] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados, combinando as localizações dos trabalhadores autorizados determinadas usando a luz detectada pelos detectores de luz e as localizações dos trabalhadores autorizados determinadas usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável. Isso fornece uma fonte alternativa ou adicional de informações de localização para melhorar a precisão e/ou confiabilidade das informações de localização.

[029] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é ainda configurado para identificar, como trabalhadores não autorizados, quaisquer trabalhadores cuja localização seja determinada usando a luz detectada pelos detectores de luz, que não são trabalhadores autorizados cuja localização é determinada usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável. Apenas trabalhadores autorizados recebem um dispositivo usável que compreende um transceptor sem fio. Isso fornece uma maneira de distinguir entre trabalhadores não autorizados, que ainda serão visíveis para a detecção de localização óptica, e trabalhadores autorizados, que serão visíveis por meios ópticos e sem fio.

[030] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é configurado para emitir um sinal de alerta se a localização de um ou mais dos trabalhadores identificados como trabalhadores não autorizados estiver dentro de uma área definida. Trabalhadores não autorizados podem ter treinamento ou espaço de segurança diferente dos trabalhadores autorizados, portanto, diferentes precauções de segurança podem ser necessárias para trabalhadores autorizados e não autorizados.

[031] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é ainda configurado para controlar a atividade de maquinarias com base na localização dos trabalhadores identificados como trabalhadores não autorizados. Isso permite que o risco para trabalhadores não autorizados, que podem não ter treinamento apropriado ou autorização para manusear maquinarias específicas, seja reduzido.

[032] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é ainda configurado para determinar localizações de maquinarias usando luz da maquinaria detectada pelos detectores de luz. A detecção de máquinas, além dos trabalhadores, pode ser particularmente importante onde as maquinarias estão em movimento, de modo que o risco para os trabalhadores pode ser ainda mais reduzido, pois eles podem não estar cientes da posição atual de uma máquina.

[033] Em uma forma de realização, a luz da maquinaria é a luz refletida da maquinaria. Isso significa que a luz das fontes de luz ao redor da área, ou mesmo a luz ambiente, pode ser usada para localizar a maquinaria, simplificando o sistema de localização.

[034] Em uma forma de realização, o sistema compreende ainda pelo menos um elemento refletivo a ser montado na maquinaria, a luz refletida da maquinaria sendo luz refletida do elemento refletivo. Isso aumenta a luz refletida da maquinaria e torna mais fácil de identificar.

[035] Em uma forma de realização, o pelo menos um elemento refletivo compreende um retrorrefletor. Estes são particularmente eficazes na luz reflexiva, tornando as máquinas mais fáceis de detectar.

[036] Em uma forma de realização, a luz refletida do elemento refletivo é luz modulada. Isso fornece um sistema que permite uma detecção mais robusta dos trabalhadores, já que a luz modulada pode ser diferenciada no campo de visão das câmeras da luz não modulada.

[037] Em uma forma de realização, a luz modulada é espacialmente modulada. A modulação espacial é vantajosa por ser simples de fornecer nos elementos refletivos, por exemplo, por ter faixas de refletividade diferencial.

[038] Em uma forma de realização, a luz modulada codifica um identificador exclusivo. Isso permite que os trabalhadores sejam identificados e diferenciados de outras máquinas ou trabalhadores.

[039] Em uma forma de realização, o sistema de localização compreende ainda dispositivos montáveis a serem montados na respectiva maquinaria, em que os dispositivos montáveis compreendem, cada um, uma fonte de luz de dispositivo montável, a luz da maquinaria sendo luz da fonte de luz de dispositivo montável. Isso aumenta a probabilidade de a maquinaria ser visível em comparação com a simples reflexão, onde pode estar protegida da fonte de luz iluminante.

[040] Em uma forma de realização, o sistema de localização compreende ainda dispositivos montáveis para serem montados em maquinaria que é autorizada, o dispositivo montável incluindo um transceptor sem fio e uma pluralidade de receptores sem fio montados em locais conhecidos e configurados para detectar transmissões de sinal sem fio do dispositivo montável, o sistema de processamento sendo configurado para determinar localizações da maquinaria autorizada usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo montável detectadas pelos receptores sem fio. O uso da constatação de localização sem fio, além da constatação de localização óptica, pode melhorar a robustez da constatação de localização usando o sistema.

[041] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é ainda configurado para identificar, como maquinaria não autorizada, qualquer maquinaria cuja localização é determinada usando a luz detectada pelos detectores de luz, que não é maquinaria autorizada cuja localização é determinada usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo montável.

Somente maquinarias autorizadas são fornecidas com um dispositivo montável compreendendo um transceptor sem fio. Isso fornece uma maneira de distinguir entre maquinarias não autorizadas, que ainda serão visíveis para a detecção de localização óptica, e maquinarias autorizadas, que serão visíveis por meios ópticos e sem fio.

[042] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é ainda configurado para comparar as localizações determinadas de trabalhadores com as localizações determinadas de maquinarias. Isso permite o monitoramento de áreas seguras ao redor das maquinarias.

[043] Em uma forma de realização, o sistema de processamento é ainda configurado para emitir um sinal de alerta e/ou controlar a atividade da maquinaria com base na comparação das localizações dos trabalhadores e as localizações das maquinarias. Isso permite que uma ação automática seja tomada se um trabalhador se mover muito perto de uma peça potencialmente perigosa da maquinaria.

[044] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecido um dispositivo usável para localizar um trabalhador, compreendendo um transceptor sem fio, uma fonte de luz de dispositivo usável e/ou um ou mais elementos refletivos. Este dispositivo pode ser usado no sistema de localização e dado aos trabalhadores conforme descrito acima. Dispositivos semelhantes podem igualmente ser montados em maquinarias.

[045] Em uma forma de realização, o dispositivo usável compreende uma fonte de luz de dispositivo usável e a fonte de luz de dispositivo usável emite luz modulada. Isso aumenta a probabilidade de os trabalhadores serem visíveis em comparação com a simples reflexão, onde eles podem estar protegidos da fonte de luz iluminante. A luz modulada pode ser facilmente distinguida no campo de visão das câmeras da luz não modulada.

[046] Em uma forma de realização, a fonte de luz de dispositivo usável é modulada em intensidade ao longo do tempo. A modulação de intensidade é simples de implementar na fonte de luz e, portanto, fornece um tipo conveniente de modulação.

[047] Em uma forma de realização, a luz modulada codifica um identificador exclusivo. Isso permite que os trabalhadores sejam identificados e diferenciados de outros trabalhadores ou máquinas.

[048] Em uma forma de realização, o dispositivo usável ou montável em máquina compreende um elemento refletivo e a luz refletida do elemento refletivo é luz modulada, opcionalmente em que a luz modulada é espacialmente modulada em intensidade. Isso tem vantagens semelhantes às descritas acima para a fonte de luz de dispositivo montável. A modulação espacial é vantajosa por ser simples de fornecer nos elementos refletivos, por exemplo, por ter faixas de refletividade diferencial.

[049] Em uma forma de realização, o dispositivo usável compreende ainda uma fonte de alimentação. A fonte de alimentação permite que o dispositivo usável opere sem fio e seja totalmente portátil.

[050] Em uma forma de realização, o dispositivo usável compreende ainda um acelerômetro e/ou um giroscópio. Sensores adicionais no dispositivo usável podem fornecer informações adicionais úteis para localizar trabalhadores e maquinarias. Os acelerômetros podem informar se um trabalhador ou peça de maquinaria está em movimento. Um giroscópio permite que a orientação do dispositivo também seja determinada.

[051] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é fornecido um método para localizar trabalhadores, compreendendo detectar luz de um ou mais trabalhadores usando uma pluralidade de detectores de luz montados em locais conhecidos e determinar as localizações dos trabalhadores usando a luz detectada pelos detectores de luz.

[052] As formas de realização do método podem compreender etapas de método e características equivalentes às características das formas de realização do sistema de localização e dispositivo usável conforme descrito acima.

[053] As formas de realização da presente invenção serão agora descritas a título de exemplo não limitativo com referência aos desenhos anexos, nos quais: - A Figura 1 é um esquema de um sistema de localização de acordo com uma forma de realização; - A Figura 2 é um esquema de um dispositivo usado por uma pessoa e uma luva que incorpora o dispositivo usado por uma pessoa; - A Figura 3 é um esquema de um trabalhador carregando um dispositivo usável de acordo com uma forma de realização; - A Figura 4 é um esquema de um item de maquinaria montado com um dispositivo montável para ser usado de acordo com uma forma de realização; - A Figura 5 é um esquema de uma plataforma de perfuração com um trabalhador, um dispositivo usado por uma pessoa e várias câmeras e transceptores sem fio; - A Figura 6 é um fluxograma de um método para localizar trabalhadores e/ou máquinas; - A Figura 7 é um fluxograma de um método para comparar localizações de trabalhadores e máquinas; e - A Figura 1 mostra um esquema de um sistema de localização (25) para localizar trabalhadores (2) compreendendo uma pluralidade de detectores de luz (8) montados em locais conhecidos e configurados para detectar luz de um ou mais trabalhadores (2). As câmeras montadas em torno de uma área perigosa ou zona de operações podem ser usadas para identificar de forma síncrona o pessoal, ou a maquinaria, detectando a luz refletida por superfícies retrorrefletivas, faixas ou materiais ou dispositivos montados em equipamentos de proteção individual (EPI) e/ou maquinaria. Além das câmeras, outros detectores de luz (8) podem ser usados e selecionados conforme apropriado, por exemplo, fotodiodos. Quando acoplado a uma câmera de obturador global, um sinal para ruído muito alto pode ser alcançado. Isso pode ser benéfico para detectar luz do trabalhador (2) em ambientes desordenados ou obscurecidos.

[054] Em algumas formas de realização, o sistema de localização (25) compreende ainda um dispositivo usável (6) com uma fonte de luz. Mais de uma câmera montada em um local conhecido e detectando a fonte de luz do dispositivo, ou uma câmera 360 ou alguma combinação de câmeras pode ser usada para triangular a localização exata do dispositivo a partir de mais de uma câmera usando a localização e ângulo da câmera conhecidos. Uma abordagem semelhante pode ser usada quando o dispositivo usável (6) não inclui uma fonte de luz (38), ou mesmo quando nenhum dispositivo usável (6) é fornecido, como será descrito mais abaixo.

[055] O sistema de localização (25) compreende ainda um sistema de processamento (12) configurado para determinar as localizações dos trabalhadores (2) usando a luz detectada pelos detectores de luz (8). O sistema de processamento (12) pode compreender uma ou mais unidades de processamento. Cada unidade de processamento pode ser fornecida no mesmo local ou peça de equipamento que outras unidades de processamento, ou pode ser fornecida separadamente. Em uma forma de realização, o sistema de processamento (12) é configurado para determinar as localizações dos trabalhadores (2) usando a luz detectada pelos detectores de luz (8) por triangulação de luz. Esta determinação é realizada por uma unidade de processamento óptico (14). Onde um dispositivo usável (6) é fornecido, a medição do ângulo de luz emitida incidente em cada câmera pode ser usada para calcular a localização do dispositivo usado por uma pessoa (6) e, portanto, o trabalhador (2), rapidamente e com alto grau de exatidão e precisão.

Alternativamente, outras técnicas podem ser usadas, tais como medir o tempo de voo dos sinais ópticos entre os trabalhadores (2) e os detectores de luz (8), ou realizar análises de vídeo para identificar os trabalhadores (2) em imagens de vídeo capturadas pelos detectores de luz (8).

[056] Em uma forma de realização, o sistema de localização (25) também é usado para localizar a maquinaria (3) e o sistema de processamento (12) é ainda configurado para determinar as localizações da maquinaria (3) usando a luz da maquinaria (3) detectada pelos detectores de luz (8). As mesmas técnicas e princípios podem ser aplicados para determinar as localizações de maquinarias (3) como para determinar as localizações de trabalhadores (2).

[057] Em uma forma de realização, a luz dos trabalhadores (2) usada para determinar suas localizações é a luz refletida dos trabalhadores (2).

Da mesma forma, em uma forma de realização onde o sistema é usado para localizar a maquinaria (3), a luz da maquinaria (3) é a luz refletida da maquinaria (3). As imagens coletadas pelo sistema de coleta podem ser processadas e comparadas para eliminar ruídos e registrar apenas a luz refletida. Qualquer tipo convencional de processamento de imagem pode ser usado para eliminar ruído ou interferência visual de outras fontes de luz e melhorar a qualidade das imagens processadas para fins de determinação de localização. Os exemplos incluem limiar ou média.

[058] Em uma forma de realização, o sistema de localização (25) compreende ainda fontes de luz iluminante (9) adjacentes aos respectivos detectores de luz (8), a luz refletida dos trabalhadores (2) ou da maquinaria (3) sendo luz da fonte de luz iluminante (9). Isso permite maior controle sobre a luz no ambiente, certificando-se de que há iluminação suficiente para detectar os trabalhadores (2) e as maquinarias (3). Também permite que as propriedades da luz sejam controladas. O contraste pode ser melhorado ainda mais colocando um filtro óptico de banda estreita na frente da câmera (8). Isso interrompe a maior parte da luz solar, mas permite que a fonte de luz (9) passe.

Fontes de luz adequadas incluem LEDs, lasers de baixa potência, incluindo laser diodo, ou mesmo fontes de luz convencionais, tais como lâmpadas de halogênio ou incandescentes. A fonte de luz iluminante (9) pode usar um comprimento de onda de luz invisível ao olho humano, a fim de evitar causar distração.

[059] Em uma forma de realização, a fonte de luz iluminante (9) emite luz modulada. A modulação é em geral de qualquer propriedade da luz, incluindo sua intensidade e comprimento de onda. Essas propriedades podem ser moduladas no tempo e/ou no espaço. Em uma forma de realização, a fonte de luz iluminante (9) é modulada em intensidade ao longo do tempo.

[060] A modulação pode ser alcançada controlando a saída da fonte de luz iluminante (9) diretamente ou aplicando um filtro à saída da fonte de luz iluminante (9), por exemplo, um obturador de LED.

[061] A fonte de luz modulada (9) pode usar um comprimento de onda que é invisível ao olho humano, tal como infravermelho próximo (NIR), montado como um agrupamento de LEDs NIR em torno de uma câmera e que modula a uma frequência que está sincronizada com a frequência de detecção da câmera (8), e que é refletido pelos retrorrefletores (4) montados ou incorporados no EPI usado pela pessoa (2) na plataforma de perfuração ou em torno da plataforma. A localização, em combinação com o tempo, pode ser usada para determinar a velocidade e aceleração do dispositivo (6) e, da mesma forma, a modulação da fonte de luz pode ser usada para transmitir informações, tais como velocidade, aceleração, ângulo e identificação.

[062] Em uma forma de realização em que a fonte de luz iluminante (9) é modulada no tempo, os detectores de luz (8) são bloqueados em fase para a fonte de luz iluminante (9). A luz pode estar piscando, e a câmera ou detector (8) pode ser sincronizado com a luz intermitente para melhorar as razões de sinal-ruído. A modulação da luz torna mais fácil para o sistema de localização (25) distinguir entre a luz da fonte de luz iluminante (9) e a luz de outras fontes. A fase da luz pode ser bloqueada para a fase da câmera (8) para excluir fontes estranhas de luz, tais como luz de fundo, iluminação de teto, lâmpadas, reflexos ou luz solar direta. A câmera (8) é conectada a um computador ou processador e detecta a pessoa (2) ou máquina (3) por imagem sincronizada de luz iluminante e refletida e comparando imagens gravadas com e sem iluminação. Se você tiver várias fontes de luz, poderá modulá-las em taxas diferentes. No tipo de sistema da invenção, isso é menos problemático, porque elas provavelmente serão espacialmente separadas, mas podem ser úteis quando dispositivos ou pessoas estão co-localizados.

[063] Em uma forma de realização, o sistema de localização (25) compreende ainda pelo menos um elemento refletivo (4) a ser montado nos respectivos trabalhadores (2) ou maquinaria (3), a luz refletida dos trabalhadores (2) ou maquinaria sendo luz refletida do elemento refletivo (4). O pelo menos um elemento refletivo (4) pode compreender um retrorrefletor. Os retrorrefletores são particularmente eficazes para refletir a luz e tornam mais fácil discernir os trabalhadores (2) ou maquinarias (3) e determinar a sua posição. Isto também é vantajoso em uma forma de realização em que as fontes de luz iluminantes (9) estão localizadas adjacentes aos respectivos detectores de luz (8). Um retrorrefletor devolve a luz de volta na direção de onde veio. Portanto, eles refletem uma grande proporção da luz incidente de volta para os detectores de luz (8). Isso pode fornecer um sinal para ruído superior do que uma fonte de luz simples ou modulante no dispositivo (6) da invenção, uma vez que apenas uma fonte de luz muito perto da câmera fornece um reflexo muito brilhante enquanto a mesma fonte de luz a alguma distância pode ser um sinal centenas ou milhares de vezes mais fraco.

[064] Da mesma forma, pode ser adicionado a equipamentos e outros objetos ao redor do piso ou convés da plataforma. Portanto, em uma forma de realização, o sistema de localização (25) compreende ainda pelo menos um elemento refletivo (4) a ser montado na maquinaria (3), a luz refletida da maquinaria (3) sendo luz refletida a partir do elemento refletivo (4).

O pelo menos um elemento refletivo (4) pode compreender um retrorrefletor.

[065] O sistema retrorrefletor frequentemente reflete uma fonte de luz modulada e ajuda dramaticamente a melhorar o contraste na presença de luz forte ou contraste pobre. O retrorrefletor seria selecionado para ter uma razão de aspecto, ou área de superfície, para garantir que, embora possa ser parcialmente obscurecido por sujeira ou outros objetos, o restante do retrorrefletor seja visível para a câmera ou outro detector adequado sincronizado com fonte de luz modulada ou intermitente acionando o retrorrefletor. Da mesma forma, múltiplas faixas ou dispositivos retrorrefletivos podem ser adicionados ao dispositivo de localização usado por uma pessoa (6) e/ou ao equipamento (3) de interesse.

[066] A luz da fonte de luz ou retrorrefletor pode ser acoplada a um detector ou câmera e suas fases bloqueadas de forma que você tire uma imagem com a luz acesa e outra com a luz apagada. Desta maneira, a diferença de intensidade entre as duas imagens do retrorrefletor com a luz da fonte ligada e desligada (refletida e refletida, respectivamente) será muito substancial. Isso ajuda a tornar a luz refletida de um retrofletor visível mesmo sob luz solar direta.

[067] Alternativamente, em vez de uma fonte de luz modulada, tal como um LED intermitente, um retrorrefletor montado no dispositivo ou pessoa ou EPI pode ser usado (tão simples quanto uma faixa refletora que é comum em trajes de EPI e roupas de trabalho). Portanto, em uma forma de realização, o pelo menos um elemento refletivo (4) é incorporado em itens de equipamento de proteção individual (EPI) (11, 13) para ser usado pelos respectivos trabalhadores. Uma vez que tal EPI é normalmente usado por trabalhadores (2) em um ambiente industrial ou perigoso, o uso de elementos refletivos em EPI é uma maneira particularmente conveniente de fornecer aos trabalhadores (2) elementos refletivos compatíveis.

[068] Os equipamentos de proteção individual incluem botas, luvas, capacetes e jalecos e podem comumente incorporar faixas refletoras.

Essas faixas podem ser retrorrefletivas, ou não, podem ser atualizadas, substituídas ou complementadas com superfícies retrorrefletivas ou dispositivos ou faixas em todos os EPIs, incluindo botas, capacetes, luvas e jalecos. O dispositivo ou material ou superfície de retroflexão pode ser incorporado ao EPI como um dispositivo de remoção, ou costurado em materiais, ou como dragonas, etc. O retrorrefletor pode ser montado no item mais comum de EPI, tal como um capacete, luvas ou botas, ou todos os três. Este retrorrefletor pode ser um ponto, ou faixa, costura ou fio de material ou alguma combinação dos itens acima ou superfícies e formas que podem ser incorporadas ao EPI de modo que seja permanentemente fixado e possa ser visível de todos os ângulos.

[069] O sistema da invenção inclui fontes de luz intermitentes, câmeras (8) ou outros detectores de matriz adequados e superfícies retrorrefletivas (4) ou dispositivos ou faixas montadas ou incorporadas em todos os EPI de modo que, mesmo se uma peça de EPI estiver faltando, outra peça de EPI será detectada pelo sistema de localização (25) da invenção.

[070] Como mencionado acima, em algumas formas de realização, o sistema de localização (25) compreende ainda um dispositivo usável (6) a ser usado pelos respectivos trabalhadores (2), o pelo menos um elemento refletivo (4) montado no dispositivo usável (6). Finalmente, é possível modular o retrorrefletor (4). Em uma forma de realização, a luz refletida do elemento refletivo (4) é luz modulada. Quanto à fonte de luz iluminante (9) descrita acima, qualquer tipo adequado de modulação pode ser usado. Você pode ter retrorrefletores de luz branca que refletem todos os comprimentos de onda de visível e infravermelho próximo. Você também pode usar retrorrefletores coloridos. Em uma forma de realização, a luz modulada é espacialmente modulada em intensidade.

[071] Por exemplo, colocando um obturador de LED na frente dele. Isso pode ser usado para confirmar a identidade de um retrorrefletor específico, conforme descrito mais adiante. Portanto, é possível modular a luz refletida no espaço e no tempo. O retrofletor pode ser acionado por uma luz, ou uma matriz de luzes, co-localizadas ou nas proximidades da câmera (8).

[072] Existem muitas variantes desta técnica. Algumas dependem de filtragem por comprimento de onda ou frequência e outras dependem de codificação de fase e detecção óptica coerente, ou mesmo modulando um retrorrefletor (4) ou tornando-o específico para comprimento de onda. O material retrorrefletivo pode ser específico para comprimento de onda de modo que corresponda à luz emitida pelo sistema de localização de detecção (25) e reflita apenas quando iluminado e de volta na direção da iluminação.

[073] Além disso, o retrorrefletor pode ser codificado (por exemplo, refletir um determinado comprimento de onda, ou omitir um determinado comprimento de onda, ou filtrar a luz recebida para emitir em uma determinada frequência ou a faixa pode incluir filtragem para adsorver certos comprimentos de onda e emitir outros) para identificar um determinado indivíduo, peça de equipamento ou objeto quando acionado pela fonte de luz modulada. Portanto, em uma forma de realização, a luz modulada codifica um identificador exclusivo. Isso pode se aplicar a luz modulada refletida de elementos refletivos em trabalhadores (2) ou maquinaria (3). Como discutido acima, a modulação pode ser modulação espacial, por exemplo de intensidade.

Isso pode ser fornecido por, por exemplo, um código de barras ou código QR colocado nos trabalhadores (2) ou na maquinaria (3). Em formas de realização onde o sistema de localização (25) emite alarmes ou controla a maquinaria, como será descrito mais adiante, isso pode ser útil se pessoal diferente tiver diferentes treinamentos ou permissões, ou diferentes maquinarias requererem diferentes precauções de segurança.

[074] Em uma forma de realização, o sistema de localização (25) compreende ainda dispositivos usáveis (6) a serem usados pelos respectivos trabalhadores (2), em que os dispositivos usáveis (6) compreendem cada um uma fonte de luz de dispositivo usável (38), a luz dos trabalhadores sendo luz da fonte de luz de dispositivo usável (38). A fonte de luz pode ser detectada usando pelo menos uma câmera (8), ou fotodetector, e mensagens recebidas por meio de detecção e monitoramento da modulação da pelo menos uma fonte de luz (38).

[075] Dispositivos semelhantes também podem ser montados na maquinaria (3) para localizar a maquinaria (3). Em uma forma de realização, o sistema compreende ainda dispositivos montáveis (7) a serem montados na respectiva maquinaria (3), em que os dispositivos montáveis (7) compreendem cada um uma fonte de luz de dispositivo montável, a luz da maquinaria (3) sendo luz da fonte de luz de dispositivo montável. Os dispositivos montáveis (7) para a maquinaria (3) são substancialmente os mesmos que os dispositivos usáveis (6) fornecidos para os trabalhadores (2), embora possam existir algumas diferenças. Por exemplo, os dispositivos usáveis (6) podem ser menores do que os dispositivos montáveis (7) para permitir que eles sejam mais facilmente transportados pelos trabalhadores (2).

[076] A fonte de luz de dispositivo usável (38) ou a fonte de luz de dispositivo montável pode ser qualquer fonte de luz adequada, tal como um LED. O uso de uma fonte de luz, tal como um LED, pode superar as limitações da tecnologia da câmera, como forte iluminação de fundo, brilho, contraste baixo ou pobre, luz solar direta, neblina, névoa, chuva e vapor ou fumaça. Da mesma forma, múltiplas fontes de luz moduladas podem ser usadas no dispositivo (6) para garantir redundância e sujeira, revestimentos, graxa, etc.

Para evitar distração, a fonte de luz (38) pode usar um comprimento de onda invisível, tal como UV ou IR ou alguma combinação de comprimentos de onda.

[077] Em uma forma de realização, a fonte de luz de dispositivo usável (38) ou a fonte de luz de dispositivo montável emite luz modulada. Isto pode ser fornecido de uma maneira semelhante à da fonte de luz iluminante (9) descrita acima. Em uma forma de realização, a luz modulada é modulada em intensidade ao longo do tempo. A fonte de luz modulada (38) pode piscar em intervalos conhecidos a fim de identificar a fonte. A fonte de luz modulada (38) tem alto contraste de forma que pode ser detectada por uma câmera (8) mesmo na presença de luz solar direta, neblina ou condições de iluminação insuficientes.

[078] Além de permitir que a fonte de luz de dispositivo usável (38) ou a fonte de luz de dispositivo montável seja facilmente identificada, a modulação de luz da fonte de luz de dispositivo usável (38) ou fonte de luz de dispositivo montável pode ser usada para transmitir informações sobre o dispositivo usável (6) e/ou o trabalhador (2) carregando-o, ou dispositivo montável e/ou maquinaria na qual ele está montado. Da mesma forma, a fonte de luz (38) pode modular no tempo, cor ou comprimento de onda para transmitir informações em larguras de banda relativamente altas. A fonte de luz modulada (38) com base em um LED ou fonte de laser pode transmitir informações sobre localização, velocidade, aceleração e identificadores exclusivos, tais como nome, número de série e registro do sistema. Em uma forma de realização, a luz modulada codifica um identificador exclusivo.

[079] Onde a fonte de luz (38) é modulada, os detectores de luz podem ser bloqueados em fase para a fonte de luz (38). A luz intermitente (38) pode ser bloqueada em fase com um dispositivo de detecção de imagem (8), tal como uma câmera, de modo que, bloqueando a detecção de imagem na frequência da luz intermitente, uma razão sinal/ ruído muito mais alta pode ser alcançada.

[080] Em uma forma de realização, o sistema de processamento (12) é ainda configurado para determinar se a localização de um ou mais dos trabalhadores (2) está dentro de uma área definida e emitir um sinal de alerta em resposta a isso. As áreas definidas podem incluir áreas em torno de maquinarias perigosas ou áreas onde um trabalhador (2) está em maior risco devido, por exemplo, à exposição às condições ambientais. Os avisos podem compreender alertas visuais, sonoros ou táteis. Os avisos podem ser fornecidos por um dispositivo usável (6) a um respectivo trabalhador (2) em formas de realização que incluem um dispositivo usável (6). Os avisos podem ser fornecidos ao trabalhador (2) que entra nas áreas definidas, ou a outros trabalhadores fora da área definida para alertá-los para uma situação potencialmente perigosa.

[081] Em uma forma de realização, o sistema de processamento (12) é ainda configurado para controlar a atividade da maquinaria (3) com base na localização determinada de um ou mais dos trabalhadores (2). A localização e a velocidade podem ser usadas, através de uma interface, para intertravar ou ajustar a atividade de maquinarias ou equipamentos robóticos para evitar acidentes e colisões entre o pessoal e a maquinaria. Isso permite que o sistema desligue automaticamente ou mova a maquinaria para reduzir a chance de um acidente sem a necessidade de intervenção humana.

[082] A provisão de avisos e controle de maquinarias é realizada por uma unidade de controle (20). A unidade de controle pode ser uma parte do sistema de processamento (12), ou pode ser uma parte de outro sistema com o qual o sistema de processamento (12) interage.

[083] Em uma forma de realização, o sistema de localização (25) compreende ainda dispositivos usáveis (6) para serem usados por um ou mais dos trabalhadores (2) que são autorizados, o dispositivo usável incluindo um transceptor sem fio (32). Da mesma forma, o sistema de localização (25) pode compreender dispositivos montáveis (7) para serem montados na maquinaria (3) que é autorizada, o dispositivo montável (7) incluindo um transceptor sem fio (32). O dispositivo montável (7) é substancialmente o mesmo que o dispositivo usável (6).

[084] A Figura 2 representa um dispositivo usado por uma pessoa (6) para localizar um trabalhador (2) que incorpora uma fonte de alimentação (40), um processador (34), uma fonte de luz modulada (38), tal como um LED ou retrorrefletor e um transceptor de rádio sem fio (32). O dispositivo de localização usado por uma pessoa (6) pode ser incorporado em um item de EPI, tal como uma luva (11). O dispositivo (6) pode compreender ainda um acelerômetro (36), um transceptor GPS (42) e um elemento refletivo (4). Alguns ou todos esses elementos podem ser fornecidos em dispositivos usáveis (6) de acordo com as formas de realização aqui descritas. O dispositivo usável pode ser incorporado ao equipamento de proteção individual.

[085] A Figura 3 representa um trabalhador (2) usando equipamento de proteção individual (EPI) (11, 13) incorporando um dispositivo usado por uma pessoa (6) que pode localizar com precisão e exatidão a posição do trabalhador (2) por meio de triangulação de emissões de uma fonte de luz de modulação, ou retrorrefletida de retrofletores no dispositivo usado por uma pessoa (6) e detectado a partir de múltiplas câmeras (8) em locais conhecidos, ou por meio de triangulação de emissões de radiofrequência por múltiplos receptores sem fio (10) em locais conhecidos.

[086] A Figura 4 mostra um dispositivo montável (7) semelhante montado em um item da maquinaria (3). Na forma de realização da Figura 4, a maquinaria (3) também é fornecida com elementos refletivos (4).

[087] A Figura 5 mostra um exemplo de detecção da posição do trabalhador (2) por detectores de luz (8) e receptores sem fio (10) do sistema de localização (25). Como na Figura 3, o trabalhador (2) carrega um dispositivo usável (6), bem como elementos refletivos (4) incorporados em um item do EPI (13).

[088] Em uma forma de realização, as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável (6) e/ou dispositivo montável (7) compreendem transmissões de sinal de radiofrequência. As transmissões de radiofrequência de onda longa podem ser exploradas para localizar o dispositivo da invenção dentro de 10 centímetros. A vantagem dos sinais de RF de onda longa é que eles não podem ser afetados pela presença de maquinarias, tubulares e outras objeções de aço ao redor da plataforma que podem atenuar ou refletir o sinal.

Esses transceptores de transmissão LW podem localizar pessoas e maquinarias nas quais os dispositivos foram montados. Um exemplo é o sistema My Zone Global para montagem em um capacete.

[089] Tecnologias alternativas para localização de dispositivos em ambientes desordenados incluem a exploração de localização de RF de banda ultra larga (como aquela fabricada pela DecaWave, Dublin, Irlanda) e radar de baixa potência para detectar ou localizar a presença de um objeto, máquina ou pessoa nas proximidades. Em uma forma de realização, o sistema de processamento é configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados (2) usando localização de radiofrequência de banda ultra larga.

[090] Em uma forma de realização que usa dispositivos usáveis (6) que incorporam transceptores sem fio (32), o sistema de localização (25) compreende ainda uma pluralidade de receptores sem fio (10) montados em locais conhecidos e configurados para detectar transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável (6). Da mesma forma que os detectores de luz (8) usados na determinação de localização óptica, os receptores sem fio permitem que a localização do trabalhador (2) seja determinada usando os sinais do dispositivo usável (6).

[091] Onde o sistema de localização (25) compreende dispositivos montáveis (7) montados na respectiva maquinaria (3), a pluralidade de receptores sem fio (10) é configurada para detectar transmissões de sinal sem fio do dispositivo montável (7).

[092] Onde o sistema de localização (25) compreende uma pluralidade de receptores sem fio (10), os receptores (10) são preferencialmente montados para maximizar a cobertura e recepção de uma ampla área, tal como uma plataforma de perfuração. Os receptores sem fio (10) são preferencialmente montados em uma altura acima da região de interesse onde os trabalhadores (2) e a maquinaria (3) estão localizados. Além disso, os receptores sem fio (10) montados em altura podem ser invertidos em 180 graus para maximizar a cobertura sobre a área em que os trabalhadores (2) e a maquinaria (3) devem estar localizados, que pode ser uma área de plataforma de perfuração.

[093] Opcionalmente, os receptores sem fio (10) são montados de maneira semelhante, invertida, para alarmes de fumaça para garantir cobertura de até 360 graus para receber a força de sinal máxima de dispositivos montáveis e usáveis (6). Da mesma forma, os detectores de luz (8) podem ser montados invertidos e em altura para maximizar a captura de luz da luz refletida dos trabalhadores (2) ou da maquinaria (3), ou luz emitida por dispositivos montáveis ou usáveis (6).

[094] Os detectores de luz (8) podem ser dispositivos de captura de imagem de 360 graus, câmeras ou esferas de câmera 360 e podem ser montados invertidos como alarmes de fumaça na altura acima da área em que os trabalhadores (2) e as maquinarias (3) devem estar localizados, como uma área de plataforma de perfuração. Os receptores (10) e detectores de luz (8) são preferencialmente montados a uma altura de dois metros ou mais acima da plataforma de perfuração. Os receptores sem fio (10) ou detectores de luz (8) podem ser montados firmemente por meio de submontagens magnéticas em superfícies metálicas, estruturas rígidas, suportes principais ou vigas.

[095] Nessas formas de realização, o sistema de processamento (12) é configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável (6) detectadas pelos receptores sem fio (10). Da mesma forma, o sistema de processamento (12) é configurado para determinar as localizações das maquinarias autorizadas usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo montável (7) detectadas pelos receptores sem fio. Tal determinação é realizada pela unidade de processamento sem fio (16).

[096] Em uma forma de realização, o sistema de processamento (12) é configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável (6) por triangulação das transmissões de sinal sem fio. Por exemplo, o tempo de voo das transmissões de sinal sem fio pode ser usado.

[097] Em uma forma de realização, o dispositivo de localização usado por uma pessoa pode ser combinado com a detecção de câmera síncrona de superfícies retrorrefletivas. Em tal forma de realização, o sistema de processamento (12) é configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados, combinando as localizações dos trabalhadores autorizados determinadas usando a luz detectada pelos detectores de luz (8) e as localizações dos trabalhadores autorizados determinadas usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável (6). A combinação pode ser tal que uma determinação de localização seja usada como cópia de segurança ou sistema redundante no caso de a outra falhar ou se tornar indisponível ou não confiável. Alternativamente, a combinação pode ser usada para melhorar a precisão da localização determinada de trabalhadores e/ou maquinaria, fornecendo uma única localização combinada. O processamento combinado é realizado pela unidade de processamento combinado (18).

[098] Ter dois mecanismos de determinação de localização também fornece um método para identificar a autorização de trabalhadores e maquinarias para estar em uma determinada área. As pessoas ou máquinas detectadas podem ser comparadas usando o computador com dispositivos em pessoal ou maquinaria localizados por meio de triangulação de radiofrequência usando localização de RF de onda longa ou banda ultra larga.

[099] Em uma forma de realização, o sistema de processamento (12) é configurado para identificar, como trabalhadores não autorizados, quaisquer trabalhadores cuja localização seja determinada usando a luz detectada pelos detectores de luz (8), que não são trabalhadores autorizados cuja localização é determinada usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável (6). Da mesma forma, o sistema de processamento (12) é ainda configurado para identificar, como maquinaria não autorizada, qualquer maquinaria cuja localização é determinada usando a luz detectada pelos detectores de luz (8), que não é maquinaria autorizada cuja localização é determinada usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo montável (7).

[0100] O pessoal e o equipamento autorizados possuirão um retrorrefletor(es), bem como um dispositivo de triangulação RF para localização e confirmação de identidade, enquanto todas as outras pessoas e equipamentos possuirão um retrorrefletor sozinho. Isso fornece uma maneira de distinguir e detectar maquinarias ou trabalhadores não autorizados.

[0101] Em uma forma de realização, o sistema de processamento (12) é configurado para usar esta informação para determinar se um alarme deve ser soado ou se a maquinaria deve ser controlada. Se as pessoas ou maquinarias detectadas por imagem síncrona de luz retrofletida estão entre aquelas pessoas ou máquinas que são detectadas por meio de dispositivos de transporte pessoal ou de máquina usando triangulação de radiofrequência, então nenhum alarme é soado e ação evasiva, ou intertravamento de maquinaria, pode não ser necessário. Se, por outro lado, as pessoas ou maquinarias detectadas por imagem síncrona de luz retrofletida não estiverem entre aquelas detectadas por meio de triangulação de RF de dispositivos de transporte pessoal ou de máquina, então um alarme pode ser soado e uma ação evasiva pode ser necessária. Em uma forma de realização, o sistema de processamento pode ser configurado para emitir um sinal de alerta se a localização de um ou mais dos trabalhadores identificados como trabalhadores não autorizados estiver dentro de uma área definida. As pessoas ou máquinas assim identificadas podem ser comparadas com a localização de dispositivos de RF triangulados ou localizados sem fio usados por máquinas e pessoal para determinar quem está presente em uma determinada área e quem está autorizado a estar presente nessa área, a fim de acionar ou cancelar um alarme. Desta forma, um sistema pode ser fornecido que emite um alarme quando pessoal ou equipamento não autorizado entra em uma zona perigosa ou área definida.

[0102] Em uma forma de realização, o sistema de processamento (12) é ainda configurado para controlar a atividade de maquinarias com base na localização dos trabalhadores identificados como trabalhadores não autorizados.

[0103] Em uma forma de realização, o sistema de processamento (12) é ainda configurado para comparar as localizações determinadas de trabalhadores com as localizações determinadas de maquinarias. Isso pode fornecer uma medida mais direta de se um trabalhador (2) está em risco devido à proximidade da maquinaria (3). Em uma forma de realização, o sistema de processamento (12) é ainda configurado para emitir um sinal de alerta e/ou controlar a atividade da maquinaria (3) com base na comparação das localizações dos trabalhadores (2) e as localizações das maquinarias (3).

[0104] O projeto do dispositivo usável para uso em formas de realização do sistema de localização é um exemplo de um dispositivo usável para localizar um trabalhador. Este é um dispositivo usado por uma pessoa (6) para rastrear a localização e a velocidade de um trabalhador (2) em um ambiente perigoso por meio de triangulação de sinais ópticos modulados (de uma fonte de luz coerente ou semicoerente, tal como pelo menos um LED ou laser) e vários detectores (8), tais como câmeras ou fotodetectores, mesmo em condições de iluminação muito ruins (por exemplo, nevoeiro, vapor, névoa, chuva, fumaça) ou muito fortes (por exemplo, luz solar direta) e incorporando um processador (34), uma fonte de alimentação (40) e sensores para monitorar a velocidade, aceleração, aspecto e saúde do trabalhador (36). O dispositivo usado por uma pessoa (6) também incorpora comunicações sem fio de radiofrequência (42) para geo-localização do dispositivo e comunicação da rapidez, velocidade, aceleração, ângulo, altitude, energia da bateria e integridade do dispositivo.

[0105] O dispositivo da invenção incorpora uma fonte de alimentação (40), tal como uma bateria, e também pode incorporar comunicações sem fio de radiofrequência (32), uma fonte de luz (38) que pode ser modulada, tal como um LED, e meios para localizar o dispositivo no trabalhador com alto grau de precisão e exatidão por meio de geo-localização (42) acoplada a um mecanismo de localização e correção, tal como a triangulação por meio de transmissões sem fio de radiofrequência de uma rede de portas sem fio de balizamento.

[0106] Em particular, o dispositivo usável (6) compreende um transceptor sem fio e uma fonte de luz de dispositivo usável (38) e/ou um ou mais elementos refletivos (4). O dispositivo da invenção combina comunicações sem fio de radiofrequência com comunicações ópticas usando uma luz modulada. A luz pode ser um LED ou laser ou outro emissor de comprimentos de onda visíveis ou quase visíveis, tais como UV ou infravermelho.

[0107] Em uma forma de realização com uma fonte de luz de dispositivo usável (38), a fonte de luz de dispositivo usável (38) emite luz modulada. Isso tem vantagens conforme descrito acima para tipos semelhantes de fonte de luz modulada. Em uma forma de realização, a fonte de luz de dispositivo usável (38) é modulada em intensidade ao longo do tempo. No entanto, em outras formas de realização, outros tipos de modulação podem ser usados. Os exemplos incluem modulação de comprimento de onda e modulação no espaço em vez de no tempo. Em uma forma de realização, a luz modulada codifica um identificador exclusivo.

[0108] A principal característica da luz é avisar os colegas da presença de um trabalhador não autorizado em uma zona restrita, alertar os trabalhadores sobre os perigos e interagir com os mecanismos de detecção, tais como câmeras ou fotodetectores, atuando como um método de comunicação redundante para complementar as comunicações de radiofrequência de e para o dispositivo.

[0109] Em uma forma de realização com elementos refletivos (4),

a luz refletida do elemento refletivo é luz modulada. Isso pode ser alcançado, conforme descrito acima, usando reflexão seletiva de comprimento de onda, filtros ou outros meios.

[0110] Em uma forma de realização, a luz modulada é espacialmente modulada em intensidade. Isso poderia ser alcançado usando códigos de barras, códigos QR ou marcadores semelhantes, que fornecem modulação espacial da intensidade refletida. Em uma forma de realização, a luz modulada codifica um identificador exclusivo.

[0111] Em uma forma de realização, o dispositivo usável compreende ainda uma fonte de alimentação e/ou um acelerômetro. O dispositivo da invenção incorpora um processador e sensores para monitorar o movimento, tais como acelerômetros de 3 eixos, inclinômetros, sensores de proximidade, sensores eletromagnéticos, giroscópios, localização de RF de banda ultra larga RF ID, radar de baixa potência e altímetros. Temperatura, pressão e frequência cardíaca também podem ser monitoradas para registro de saúde ou condição do sensor. As informações desses outros sensores podem ser combinadas com a determinação de localização óptica e sem fio para melhorar a precisão ou para fornecer redundância adicional. Elas também podem ser usadas para alertar os trabalhadores se o dispositivo não estiver funcionando corretamente ou para alertar os supervisores se as medições sugerirem que o trabalhador pode estar ferido ou em risco.

[0112] Em uma forma de realização, o dispositivo usável compreende ainda um acelerômetro e/ou um giroscópio. Estes permitem a detecção do movimento dos trabalhadores (2) e/ou da maquinaria (3), bem como a detecção da orientação dos sensores.

[0113] O dispositivo da invenção pode ser usado ou incorporado em roupas adequadas, tais como um colete, casaco, equipamento de proteção individual, calçados, luvas, toucas, golas, dragonas, botões, cintos ou cadarços.

[0114] O sistema e o dispositivo revelados neste documento são adequados para uso na implementação de um método para localizar trabalhadores compreendendo detectar luz de um ou mais trabalhadores (2) usando uma pluralidade de detectores de luz (8) montados em locais conhecidos e determinar localizações dos trabalhadores (2) usando a luz detectada pelos detectores de luz (8).

[0115] As formas de realização deste método podem incluir características correspondentes às características do sistema descrito acima.

Por exemplo, o método pode compreender ainda detectar a transmissão de sinal sem fio de um ou mais dispositivos usáveis (6) usados pelos respectivos trabalhadores (2) usando uma pluralidade de receptores sem fio (10) montados em locais conhecidos e determinar as localizações dos trabalhadores (2) usando os sinais sem fio detectados pelos receptores sem fio (10).

[0116] Um fluxograma de exemplo para tal método é mostrado na Figura 6. Na etapa (S1), a localização de um trabalhador (2) ou máquina (3) é determinada usando a luz detectada por detectores de luz (8). Na etapa (S2), a localização do trabalhador (2) ou máquina (3) é determinada usando transmissões de sinal sem fio detectadas por receptores sem fio (10). Na etapa (S3), as localizações determinadas por meios ópticos e sem fio são combinadas. Nas etapas (S4) e (S5), a determinação de localização combinada é usada para emitir um aviso ou controlar a maquinaria. Conforme descrito acima, isso pode ocorrer se um trabalhador (2) entrar em uma área definida, ou se um trabalhador não autorizado for detectado por uma diferença entre a determinação de localização óptica e sem fio.

[0117] Um fluxograma de exemplo para uma outra forma de realização do método é mostrado na Figura 7. Neste método, as localizações dos trabalhadores (2) e das máquinas (3) determinadas nas etapas (S10) e

(S11), usando o método, são comparadas na etapa (S12). O resultado da comparação é usado para controlar a maquinaria na etapa (S13) ou emitir alarmes na etapa (S14). Por exemplo, um alarme pode ser dado ou a maquinaria desligada se um trabalhador se mover muito perto de uma máquina.

[0118] As seguintes cláusulas numeradas representam aspectos adicionais da invenção. As características reveladas nessas cláusulas podem ser usadas em combinação com aquelas descritas acima.

[0119] 1. Um dispositivo sem fio para localizar um trabalhador, o dispositivo incorporando um processador, uma fonte de alimentação, um acelerômetro e comunicações sem fio e uma fonte de luz modulada.

[0120] 2. O dispositivo da cláusula 1, pelo qual a sua localização e posição podem ser determinadas por meio de triangulação usando vários detectores de luz, tais como fotodetectores ou câmeras montadas em posições conhecidas e detectando as emissões de luz modulada do dispositivo de vários ângulos.

[0121] 3. Um dispositivo sem fio para localizar um trabalhador, o dispositivo incorporando um processador, uma fonte de alimentação, um acelerômetro e comunicações de rádio sem fio e pelo menos um retrorrefletor, refletindo luz de uma fonte de luz modulada e detectada por uma câmera.

[0122] 4. Um dispositivo sem fio da cláusula 3 com pelo menos um retrorrefletor, refletindo luz de uma fonte de luz e detectado por uma câmera, por meio do qual o retrorrefletor ou luz pode ser modulado ou codificado para identificar um objeto ou trabalhador.

[0123] 5. O dispositivo da cláusula 1, pelo qual sua posição pode ser determinada por meio de triangulação de radiofrequência usando vários receptores sem fio montados em posições conhecidas e detectando as transmissões do dispositivo.

[0124] 6. Um dispositivo para rastrear a localização de um trabalhador em um ambiente perigoso por meio da triangulação de um sinal óptico modulado de vários detectores e incorporando um processador, uma fonte de alimentação e sensores para monitorar a aceleração do trabalhador.

[0125] 7. O dispositivo da cláusula 1, por meio do qual a fonte de alimentação é reabastecida usando energia eliminada do movimento ou vibração ou pressão do ar.

[0126] 8. O dispositivo da cláusula 1 pelo qual a fonte de alimentação pode ser recarregada ou carregada indutivamente.

[0127] 9. Método para detectar objetos em uma zona ou área definida, que compreende: a. Montar um retrorrefletor em um primeiro conjunto de objetos, b. Incorporar um dispositivo de rádio-triangulação em um primeiro conjunto de objetos, c. Montar um retrorrefletor em um segundo conjunto de objetos, d. Iluminar os objetos com luz modulada emitida de, ou perto de, um dispositivo de imagem ou câmera, e. Detectar objetos que refletem a luz de modulação pelos retrorrefletores montados no objeto, f. Localizar objetos que incorporam dispositivos de rádio- triangulação, g. Comparar a localização do primeiro e do segundo conjunto de objetos, e h. Determinar quais objetos estão dentro de uma zona ou área definida.

Claims (50)

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA DE LOCALIZAÇÃO PARA LOCALIZAR TRABALHADORES, caracterizado por compreender: - uma pluralidade de detectores de luz montados em locais conhecidos e configurados para detectar luz de um ou mais trabalhadores; e - um sistema de processamento configurado para determinar as localizações dos trabalhadores usando a luz detectada pelos detectores de luz.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de processamento ser ainda configurado para determinar se a localização de um ou mais dos trabalhadores está dentro de uma área definida e emitir um sinal de alerta em resposta a isso.

3. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo sistema de processamento ser ainda configurado para controlar a atividade de maquinarias com base na localização determinada de um ou mais dos trabalhadores.

4. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo sistema de processamento ser configurado para determinar as localizações dos trabalhadores usando a luz detectada pelos detectores de luz por triangulação de luz.

5. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela luz dos trabalhadores ser a luz refletida dos trabalhadores.

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo sistema compreender ainda fontes de luz iluminante adjacentes aos respectivos detectores de luz, a luz refletida dos trabalhadores sendo luz da fonte de luz iluminante.

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela fonte de luz iluminante emitir luz modulada.

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela fonte de luz iluminante ser modulada em intensidade ao longo do tempo.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelos detectores de luz serem bloqueados em fase para a fonte de luz iluminante.

10. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado pelo sistema compreender ainda pelo menos um elemento refletivo a ser montado nos respectivos trabalhadores, a luz refletida dos trabalhadores sendo luz refletida do elemento refletivo.

11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por dito pelo menos um elemento refletivo ser incorporado em itens de equipamento de proteção individual a serem usados pelos respectivos trabalhadores.

12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ainda um dispositivo usável a ser usado pelos respectivos trabalhadores, o pelo menos um elemento refletivo montado no dispositivo usável.

13. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado por dito pelo menos um elemento refletivo compreender um retrorrefletor.

14. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pela luz refletida do elemento refletivo ser luz modulada.

15. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pela luz modulada ser espacialmente modulada em intensidade.

16. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 14, caracterizado pela luz modulada codificar um identificador exclusivo.

17. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado por compreender ainda dispositivos usáveis a serem usados pelos respectivos trabalhadores, em que cada um dos dispositivos usáveis compreende uma fonte de luz de dispositivo usável, a luz dos trabalhadores sendo luz da fonte de luz de dispositivo usável.

18. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pela fonte de luz de dispositivo usável emitir luz modulada.

19. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pela luz modulada ser modulada em intensidade ao longo do tempo.

20. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 19, caracterizado pela luz modulada codificar um identificador exclusivo.

21. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelos detectores de luz serem bloqueados em fase para a fonte de luz.

22. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado por compreender ainda: - dispositivos usáveis a serem usados por um ou mais dos trabalhadores que estão autorizados, o dispositivo usável incluindo um transceptor sem fio; - uma pluralidade de receptores sem fio montados em locais conhecidos e configurados para detectar as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável; e - o sistema de processamento sendo configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável detectadas pelos receptores sem fio.

23. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelas transmissões de sinal sem fio compreenderem transmissões de sinal de radiofrequência.

24. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo sistema de processamento ser configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados usando a localização de radiofrequência de banda ultra larga.

25. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 24, caracterizado pelo sistema de processamento ser configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável por triangulação das transmissões de sinal sem fio.

26. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizado pelo sistema de processamento ser configurado para determinar as localizações dos trabalhadores autorizados, combinando as localizações dos trabalhadores autorizados determinadas usando a luz detectada pelos detectores de luz e as localizações dos trabalhadores autorizados determinadas usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável.

27. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 26, caracterizado pelo sistema de processamento ser ainda configurado para identificar, como trabalhadores não autorizados, quaisquer trabalhadores cuja localização seja determinada usando a luz detectada pelos detectores de luz, que não são trabalhadores autorizados cuja localização é determinada usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo usável.

28. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo sistema de processamento ser configurado para emitir um sinal de alerta se a localização de um ou mais dos trabalhadores identificados como trabalhadores não autorizados estiver dentro de uma área definida.

29. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 28, caracterizado pelo sistema de processamento ser configurado para controlar a atividade de maquinarias com base na localização dos trabalhadores identificados como trabalhadores não autorizados.

30. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 29, caracterizado pelo sistema de processamento ser ainda configurado para determinar localizações de maquinarias usando luz da maquinaria detectada pelos detectores de luz.

31. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 30, caracterizado pela luz da maquinaria ser a luz refletida da maquinaria.

32. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo sistema compreender ainda pelo menos um elemento refletivo a ser montado na maquinaria, a luz refletida da maquinaria sendo luz refletida do elemento refletivo.

33. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado por dito pelo menos um elemento refletivo compreender um retrorrefletor.

34. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 a 33, caracterizado pela luz refletida do elemento refletivo ser luz modulada.

35. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pela luz modulada ser espacialmente modulada.

36. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 35, caracterizado pela luz modulada codificar um identificador exclusivo.

37. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 36, caracterizado por compreender ainda dispositivos montáveis a serem montados na respectiva maquinaria, em que os dispositivos montáveis compreendem, cada um, uma fonte de luz de dispositivo montável, a luz da maquinaria sendo luz da fonte de luz de dispositivo montável.

38. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 37, caracterizado por compreender ainda: - dispositivos montáveis para serem montados em maquinaria que é autorizada, o dispositivo montável incluindo um transceptor sem fio; - uma pluralidade de receptores sem fio montados em locais conhecidos e configurados para detectar transmissões de sinal sem fio do dispositivo montável; e - o sistema de processamento sendo configurado para determinar localizações da maquinaria autorizada usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo montável detectadas pelos receptores sem fio.

39. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo sistema de processamento ser ainda configurado para identificar, como maquinaria não autorizada, qualquer maquinaria cuja localização é determinada usando a luz detectada pelos detectores de luz, que não é maquinaria autorizada cuja localização é determinada usando as transmissões de sinal sem fio do dispositivo montável.

40. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 39, caracterizado pelo sistema de processamento ser ainda configurado para comparar as localizações determinadas de trabalhadores com as localizações determinadas de maquinarias.

41. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo sistema de processamento ser ainda configurado para emitir um sinal de alerta e/ou controlar a atividade de maquinarias com base na comparação das localizações dos trabalhadores e as localizações das maquinarias.

42. DISPOSITIVO USÁVEL PARA LOCALIZAR UM TRABALHADOR, caracterizado por compreender: - um transceptor sem fio; e - uma fonte de luz de dispositivo usável e/ou um ou mais elementos refletivos.

43. DISPOSITIVO USÁVEL, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo dispositivo usável compreender uma fonte de luz de dispositivo usável e a fonte de luz de dispositivo usável emitir luz modulada.

44. DISPOSITIVO USÁVEL, de acordo com a reivindicação 43,

caracterizado pela fonte de luz de dispositivo usável ser modulada em intensidade ao longo do tempo.

45. DISPOSITIVO USÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 43 a 44, caracterizado pela luz modulada codificar um identificador exclusivo.

46. DISPOSITIVO USÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 42 a 45, caracterizado pelo dispositivo usável compreender um elemento refletivo e a luz refletida do elemento refletivo ser luz modulada, opcionalmente em que a luz modulada é espacialmente modulada em intensidade.

47. DISPOSITIVO USÁVEL, de acordo com a reivindicação 46, caracterizado pela luz modulada codificar um identificador exclusivo.

48. DISPOSITIVO USÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 42 a 47, caracterizado pelo dispositivo usável compreender ainda uma fonte de alimentação.

49. DISPOSITIVO USÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 42 a 48, caracterizado pelo dispositivo usável compreender ainda um acelerômetro e/ou um giroscópio.

50. MÉTODO PARA LOCALIZAR TRABALHADORES, caracterizado por compreender: - detectar luz de um ou mais trabalhadores usando uma pluralidade de detectores de luz montados em locais conhecidos; e - determinar as localizações dos trabalhadores usando a luz detectada pelos detectores de luz.