DE10157114A1

DE10157114A1 - Umgebungserfassungs- und Arbeitsmanagementsystem fürArbeiten in aerosolkontaminierter Umgebung

Info

Publication number: DE10157114A1
Application number: DE2001157114
Authority: DE
Inventors: Hendrik Rust; Markus Paarhammer; Evert Helms
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: DE10157114B4

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Erfassung räumlicher Abstände von Objekten relativ zu einer Person, die von der Person eigentragfähig mitführbar ist und folgende Komponenten aufweist: Wenigstens eine Entfernungserfassungseinheit, die unabhängig visueller Sichtbedingungen die Entfernung zwischen der Person und räumlich entfernter Objekte erfasst, wenigstens eine Wiedergabeeinheit, die der Person visuell, akustisch und/oder sensitiv die erfassten Entfernungen wahrnehmbar darstellt, und eine Kommunikationseinheit, die die erfassten Entfernungen an ein von der Person räumlich getrenntes Überwachungssystem überträgt.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung räumlicher Abstände von Objekten relativ zu einer Person, die von der Person eigentragfähig mitführbar ist, und die insbesondere als Umgebungserfassungs- und Arbeitsmanagementsystem für Arbeiten in Umgebungen mit eingeschränkten Lichtverhältnissen einsetzbar ist.

Stand der Technik

Teilweise müssen von Personen Arbeiten in Umgebungen durchgeführt werden, in denen sehr schlechte Sichtverhältnisse herrschen. Hierbei kann es sich sowohl um Arbeiten handeln, die in Räumen durchgeführt werden, in denen es dunkel ist, als auch um Arbeiten in Umgebungen, in denen der Mensch potenziell durch biologische, chemische Kontaminationen, Strahlenbelastungen oder andere Gefahrenherde gefährdet ist. Da die rasche und ordnungsgemäße Erledigung solcher Aufgaben oftmals von großer Bedeutung für die Sicherheit der Umgebung ist, ist es besonders wichtig, dass die handelnde Person die Situation, in der sie sich befindet, sowie die Umgebung, in der sie sich aufhält, richtig erfasst und korrekt einzuschätzen vermag.
Oftmals können derartige, für den Menschen gefährliche Arbeiten durch teleoperierte Manipulatorfahrzeuge ausgeführt werden. Hierbei handelt es sich um mobile umgebungserfassende Systeme, die fest in diesen Fahrzeugen installiert sind. Diese Systeme sind in der Lage, dem Bediener des Fahrzeugs Bild- und Entfernungsinformationen von der Umgebung zu liefern, selbst wenn durch Dunkelheit oder Aerosol-beladene Luft stark eingeschränkte Sichtverhältnisse vorherrschen.
Insbesondere in schwer zugänglichen Umgebungen, die für technisches Gerät weder befahrbar noch aufgrund bestehender zu großer Aufgabenkomplexität nicht zugänglich sind, ist es unvermeidbar, derartige Arbeiten durch den Menschen selbst - auszuführen. Sobald der Mensch allerdings für derartige sicherheitskritischen Einsätze eingesetzt wird, ist zu bedenken, dass er durch den zeitlichen Druck, dem er unterliegt, sowie durch die sich möglicherweise sehr schnell ändernden Umgebungsbedingungen einer hohen physischen und psychischen Beanspruchung unterliegt. Darüber hinaus sind die Einsatzumgebungen den Einsatzkräften oftmals weitgehend unbekannt. Dies bedeutet, dass ein vorhergehendes Training in den einzelnen Umgebungen nicht durchgeführt werden kann, obwohl die Einsatzumgebungen oftmals sehr komplex und unzugänglich sind. So ist etwa bei Feuerwehreinsätzen in Industrieanlagen die Orientierung für die Einsatzkräfte aufgrund der oftmals komplizierten Leitungs- bzw. Rohrführungen sowie bereits teilweise zerstörter Anlagenteile überaus schwierig.
Extrem widrige Einsatzbedingungen können neben Bergungs- oder Rettungssituationen auch bei Inspektions-, Reparatur-, Reinigungs-, Mess- oder Löscharbeiten vorherrschen.
So kann die Luft innerhalb der jeweiligen Arbeitsumgebung mit Aerosolen kontaminiert sein. Derartige Aerosolkontaminationen werden i.d.R. durch Rauch oder Dämpfe verursacht, wie sie z. B. bei Feuerwehreinsätzen auftreten. Ferner können auch chemische Luftkontaminationen auftreten, wie sie bei Reinigungsarbeiten in chemischen Anlagen oder bei Arbeiten mit aggressiven, chemisch wirkenden Mitteln vorkommen. Derartige Aerosole sind für eine Sichteinschränkung bis auf wenige Meter oder teilweise sogar Zentimeter verantwortlich und können zudem auch für den menschlichen Organismus hochtoxisch sein.
Bei den Einsatzorten, in denen entsprechende Arbeiten auszuführen sind, handelt es sich zumeist um industrielle, öffentliche oder private Gebäude. Teilweise werden derartige Einsätze aber auch in Kraftwerksanlagen oder großen Freigeländen durchgeführt. Dies bedeutet, dass sowohl die räumlichen Gegebenheiten als auch die Art der Kontamination der Luft mit Aerosolen von Einsatzort zu Einsatzort stark variiert. So ist es nahezu unmöglich, Einsätze bzw. Einsatzszenarien bereits im Vorfeld zu simulieren und einzuüben.

Derzeit bekannte technische Hilfsmittel zur Orientierung, die als mobile Umgebungserfassungssysteme für Arbeiten in aerosolkontaminierten Umgebungen geeignet sind, stellen bspw. bildgebende Infrarotkamerasysteme dar. Derartige Infrarotkamerasysteme werden bspw. von Feuerwehrleuten zur Orientierung in verrauchten Gebäuden direkt am Mann getragen.

Die von diesen Systemen, z. B. von einer Wärmebildkamera, gelieferten Informationen stehen anschließend lediglich der Einsatzkraft selbst zur Verfügung. Eine Verbindung zu Personen außerhalb des Gefahrenbereiches, z. B. zum Einsatzleiter oder zu etwaigen Koordinatoren, besteht nur über Sprechfunk. Somit vermag sich die Einsatzleitung nur anhand der über Sprechfunk an sie weitergegebenen Informationen eine Vorstellung von der Situation vor Ort zu machen. Eine Unterstützung der Einsatzkräfte ist somit von externer Seite nur sehr eingeschränkt möglich, zumal die Informationen per Funk oftmals akustisch verzerrt und auch durch die persönliche Einschätzung der Einsatzkraft vor Ort stark "gefiltert" zur Einsatzleitung gelangen. Eine möglichst schnelle und präzise Reaktion auf sich ändernde Verhältnisse, z. B. auch in benachbarten Räumen, ist somit mit den zur Zeit verfügbaren Umgebungserfassungssystemen jedoch nicht möglich.

So beschreibt die EP 0 801 368 A1 eine Schutzmaske für Feuerwehrleute, die sowohl über eine Notrufeinheit als auch über einen Gasdrucksensor verfügt. Die Maske löst einen Alarm aus, sofern sich der Feuerwehrmann nicht mehr bewegt oder der Gasdruck in den Sauerstoffflaschen unter einen bestimmen Schwellenwert abgesunken ist. Über eine Infrarotschnittstelle können die Daten an eine Funksendeeinheit und von dort an die Einsatzleitstelle weitergeleitet werden. Jedoch bietet diese Maske der Einsatzkraft nicht die Möglichkeit, bei schlechten Sichtverhältnissen die Umgebung zu erfassen und diese Daten automatisch an eine übergeordnete Leitstelle zu übertragen. Sind die Sichtverhältnisse eingeschränkt, werden der Einsatzkraft vor Ort auch keine Hinweise darüber vermittelt, welchen Abstand sie zu Wänden, Rohrleitungen oder anderen Gefahrenquellen hat.

Derzeit sind keine mobilen Überwachungssysteme bekannt, in die sowohl bildgebende als auch entfernungsmessende Sensoren integriert sind und darüberhinaus von Personen mitgeführt werden können ohne sie in der Arbeitsfähigkeit einzuschränken. Die zur Zeit existierenden Systeme sind entweder zu groß und zu schwer, um mitgeführt werden zu können, oder liefern nicht genügend Informationen. Außerdem sind Arbeitsmanagementsysteme, durch die Personen auch außerhalb des Arbeitsbereiches Informationen über die Situation vor Ort erhalten können, nicht bekannt. So ist es bei herkömmlichen Systemen der Einsatzleitung nur durch eine Funkverbindung möglich, die verschiedenen Einsatzkräfte zu koordinieren und Informationen über den Einsatzort von den verschiedenen Einsatzkräften zu erhalten.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Erfassung räumlicher Abstände von Objekten relativ zu einer Person, die von der Person eigentragfähig mitführbar ist, derart auszubilden, dass die Entfernungsinformation zu Objekten innerhalb bspw. einer aerosolkontaminierten Umgebung, einerseits der systemtragenden Person vor Ort, als auch Personen außerhalb des Arbeitsbereiches zur Verfügung stehen. Insbesondere soll erreicht werden mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung ein Überwachungs- und Arbeitsmanagementsystem zu schaffen, mit dem das Gefahrenpotential, dem die jeweilige Person ausgesetzt ist entscheidend zu reduzieren.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden ist Gegenstand des Anspruchs 1. Im Anspruch 16 wird die Verwendung der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 beschrieben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche und überdies in der Beschreibung enthalten.

Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zur Erfassung räumlicher Abstände von Objekten relativ zu einer Person, die von der Person eigentragfähig mitführbar ist, folgende Komponenten auf:
Wenigstens eine Entfernungserfassungseinheit, die unabhängig visueller Sichtbedingungen die Entfernung zwischen der Person und räumlich entfernter Objekte erfasst, wenigstens eine Wiedergabeeinheit, die der Person visuell, akustisch und/oder sensitiv die erfassten Entfernungen wahrnehmbar darstellt, und eine Kommunikationseinheit, die die erfassten Entfernungen an ein von der Person räumlich getrenntes Überwachungssystem überträgt.

Die aus der Entfernungserfassungs-, der Wiedergabe- sowie der Kommunikationseinheit bestehende, erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zur Erfassung räumlicher Abstände von Objekten relativ zu einer Person beschreibt die Basisausrüstung eines Überwachungs- und Arbeitsmanagementsystems, das einerseits portabel und mobil vorzugsweise derart von einer Person mitführbar ist, dass die Vorrichtung weder die Beweglichkeit noch die Aktionsfähigkeit der Person in hinderlicher Weise einschränkt, und dass andererseits Entfernungsinformationen zu räumlich zu der Person beabstandeten Objekten erfasst, dies insbesondere innerhalb für die Person sichtbehinderten, wie beispielsweise Aerosol-kontaminierten Umgebungen und diese der Person in wahrnehmbarer Weise zugeführt, als auch an ein externes Überwachungssystem übertragen werden, so dass diese Entfernungsinformationen auch Dritten Personen zu Zwecken einer gezielten Unterstützung der Person von Außen zur Verfügung stehen.

Mit Hilfe einer derart ausgebildeten portablen Vorrichtung kann sich zum einen die innerhalb des Arbeitsbereiches befindliche Person besser und sicherer orientieren, zum anderen ist es möglich, die Person mit externen Informationen zu versorgen, zumal die an das getrennte Überwachungssystem übertragenen Entfernungsinformationen auch von dritter Seite analysiert und ausgewertet werden können.

In vorteilhafter Weise sieht die Entfernungserfassungseinheit einen oder mehrere Radar-, Ultraschall- und/oder Infrarot-Sensoren vor, die beispielsweise in einem Helm integriert sind, der von der Person während des Einsatzes getragen wird. Damit ist sichergestellt, dass die Aktionsfähigkeit der jeweiligen Person nicht eingeschränkt wird. Selbstverständlich ist die Verwendung auch alternativer Entfernungserfassungseinheiten möglich, wie beispielsweise auf einem Laser basierende Entfernungsmesssysteme mit entsprechend gewählter Wellenlänge, mit der es möglich ist, Entfernungsmessungen auch in stark Aaerosol-kontaminierter Luft durchzuführen.

Neben der Entfernungserfassungseinheit weist eine bevorzugte Ausführungsform eine im infraroten oder sichtbaren Frequenzbereich empfindliche Kameraeinheit auf, beispielsweise in Form einer CCD-Kamera, die in unmittelbarer Nähe zur Entfernungserfassungseinheit angebracht ist. So ist die Kamera vorzugsweise ebenfalls im oder am Helm integriert, deren Kamerasignale gleichsam der Entfernungssignale, über die Kommunikationseinheit an das externe Überwachungssystem übertragen werden. Da die Blickrichtung der Kamera, ebenso wie die der Entfernungserfassungseinheit mit der Blickrichtung der Person übereinstimmt, kann sich eine dritte Person durch die Übertragung der so gewonnenen Informationen an das externe Überwachungssystem ein besseres und vollständigeres Bild über die Situation verschaffen, in der sich die jeweilige Person innerhalb des Arbeitsbereiches befindet.

Zumindest die von der Entfernungserfassungseinheit aufgenommenen Entfernungsinformationen können der im Arbeitsbereich befindlichen Person über ein Helmvisier, das als teiltransparenter Durchsichtschirm ausgebildet ist, visuell dargestellt werden. Zudem ist auch die Abbildung der von der Kameraeinheit aufgenommenen Umgebungsbilder auf diesem Durchsichtschirm möglich. Alternativ zur visuellen Darstellung der Entfernungsinformationen ist es jedoch auch möglich, die Entfernungsinformationen der Person akustisch oder auch von der Person sensorisch wahrnehmbar zuzuführen. Akustische Signale, die über im Helm integrierte Lautsprecher der Person zugeführt werden, können Lautstärke- oder Tonhöhen-moduliert die Entfernungsinformation übermitteln. In ähnlicher Weise ist es vorstellbar, über die Haut wahrnehmbare Reize mit Hilfe geeigneter Aktoren zu erzeugen, beispielsweise in Form von Vibrationen oder thermischen Einwirkungen, durch die die Entfernungsinformationen entsprechend codiert an die Person wahrnehmbar übertragen werden können.

Neben den vorstehend beschriebenen Entfernungs- sowie Bildinformationen in Bezug auf die Umgebung, in der sich die jeweilige Person befindet, können vorzugsweise auch weitere Sensoren an der Person selbst vorgesehen sein, durch die die Vitalfunktionen der Person aufnehmbar sind. So betreffen die Vitalfunktion der Person aufnehmende Sensoren beispielsweise die Erfassung der Herzfrequenz, die Körpertemperatur, aber auch Informationen beispielsweise über den Atemluftvorrat mitgeführter Atemgeräte sowie die Einsatzdauer oder aber auch Informationen über die Umgebungsqualitäten wie Radioaktivität sowie auch die Präsenz toxischer Stoffe innerhalb der Atmosphäre, in der sich die Person aktuell befindet. All derartige, die Vitalfunktion bestimmende bzw. beeinflussende Informationen können mit geeigneten Sensoren, die allesamt ebenfalls in einem Helm oder in alternative, portabel mitführbare Ausrüstungsgegenstände integrierbar sind, erfasst werden. Die derart erfassten vitalbezogenen Daten werden ebenso der Person, aber insbesondere dem externen Überwachungssystem, übermittelt, so dass ein schnelles Reagieren auf plötzlich auftretende Umgebungsveränderungen zum Schutze der Person selbst getroffen werden können. Auf der Grundlage der von der Person an das externe Überwachungssystem übermittelten Informationen ist es insbesondere möglich, der innerhalb des jeweiligen Arbeitsbereiches befindlichen Person hilfreiche Informationen zukommen zu lassen, die entweder per Funk, also von der Person akustisch wahrnehmbar mitgeteilt werden können, aber auch in Form visuell wahrnehmbarer Informationen der Person zugeführt werden können. Beispielsweise ist es denkbar, der jeweiligen Person, die beispielsweise Wartungsarbeiten an einem Objekt durchführt, auf dem Helmvisier visuell wahrnehmbare Checklisten einzublenden, nach der die Person die entsprechenden Wartungsarbeiten zu verrichten hat. Durch dieses System wird es insbesondere ermöglicht, interaktiv mit der jeweiligen Person in Kontakt zu treten und ihr die gewünschten Informationen akustisch, aber insbesondere visuell darstellbar, zukommen zu lassen.

Denkbar wäre auch beispielsweise die Ausbildung eines Überwachungs- und Arbeitsmanagementsystems für den Unterwassereinsatz, mit dem es möglich ist, Arbeitsvorgänge, die von Tauchern durchgeführt werden müssen, extern zu überwachen und entsprechend von externer Warte aus interaktiv mit dem Taucher zu kommunizieren. Hierbei wäre die Entfernungserfassungseinheit sowie auch gegebenenfalls eine bildgebende Kamera im Bereich der Tauchermaske zu integrieren, wobei die Wiedergabeeinheit einerseits als Lautsprecher, andererseits aber insbesondere als teiltransparenter Durchsichtschirm in Form der Taucherbrillenscheibe ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung zur Erfassung räumlicher Abstände von Objekten relativ zu einer Person, die insbesondere als Überwachungs- und Arbeitsmanagementsystem verwendet werden kann, können folgende Ziele und Vorteile erreicht werden:
Schaffung besserer Umgebungsinformationen für die Einsatzkräfte, die sich in Umgebungen aufhalten, zur Erfüllung bestimmter Aufgaben, in denen sichtbehinderte Atmosphären, beispielsweise durch Aerosol-kontaminierte Luft, vorherrschen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sich die Einsatzkräfte besser orientieren und ihre Aufgaben schneller und sicherer erfüllen.

Bereitstellen der Umgebungsinformationen für externe Personen außerhalb des jeweiligen Arbeitsbereiches zur Erfassung von Einsatzstatusinformationen über den jeweiligen Arbeitsvorgang.

Aufgrund der besseren Informationen kann einem Einsatzleiter eine geeignetere Entscheidungsgrundlage gegeben werden, mit Hilfe der die Einsatzkräfte effizienter koordiniert werden können. Auch können dadurch Informationen, die der Einsatzkraft vor Ort entgehen sollten, durch die Einsatzleitung oder andere Einsatzkräfte erkannt werden und daraufhin entsprechende Maßnahmen getroffen werden.

Durch die Übertragung von Ausrüstungs- und Vitalfunktionen bezogenen Daten der Einsatz-Arbeitskräfte, wie beispielsweise Übertragung von Herzfrequenz, Atemluft mitgeführter Atemgeräte, Einsatzdauer etc., kann der Einsatzleiter dessen Gesundheitszustand und die noch mögliche Einsatzdauer genauer abschätzen. Einsatzkräfte können aufgrund dieser Informationen frühzeitig aus möglichen Gefahrenbereichen abgezogen oder entsprechend ersetzt werden. Im Falle von Unfällen von Einsatzkräften vor Ort kann dies der Einsatzleiter schnell erkennen und geeignete Maßnahmen einleiten, wie beispielsweise das Bereitstellen entsprechender Rettungstrupps.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 Helm mit Gesichtsschutz,

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

Die einzige Fig. 1 zeigt einen Schutzhelm 1, der über ein Helmvisier 2 verfügt, in das, wie nachstehend erläutert wird, visuelle Daten bzw. Bilder einblendbar sind. Der Helm 1 verfügt unterhalb einer Schutzkappe 3 über einen nicht dargestellten Entfernungssensor sowie einer in den Heim integrierten, ebenfalls unterhalb der Schutzkappe 3 befindlichen Infrarot-Bildkamera. Die zur Versorgung der Sensoren bzw. Kamera notwendigen elektrischen Energie wird in einem Rucksack oder in geeigneter Weise in einem Gürtel, beispielsweise in Form einer entsprechend dimensionierten und geformten Batterie, mitgeführt. Ebenso sind die Entfernungsmesseinheit sowie die Kameraeinheit über ein entsprechendes Datenkabel mit einer beispielsweise im Rucksack befindlichen Kommunikationseinheit verbunden, über die die aufgenommenen Informationen an ein extern befindliches Überwachungssystem kontaktfrei übertragen werden können.
Zur Verwertung der erfassten Informationen von der, den Helm tragenden Person selbst, vermag der Helm insbesondere die Entfernungsinformationen der Person akustisch codiert, beispielsweise über im Helm integrierte Lautsprecher, übermitteln. Andererseits ist es möglich, die Informationen im Wege einer visuellen Datenausgabe direkt auf dem Helmvisier darzustellen.
Befindet sich die Person z. B. in einem ihr unbekannten Raum, der durch Aerosolkontamination keine optische Sicht oder nur eine eingeschränkte Sicht gestattet, so kann durch Vorsehen einer auf Radartechnik basierenden Entfernungsmessung die Orientierung der Person erheblich erleichtert werden.
Hierfür ist der Einsatz eines Radarsensors zur Entfernungsmessung besonders vorteilhaft, der 1D-, 2D oder 3D-Entfernungsdaten mit oder ohne Geschwindigkeitsinformationen zu erfassen vermag. Bei der eindimensionalen Bertriebsart kann beispielsweise der Person die aktuelle Entfernung zu einem in Blickrichtung befindlichen Objekt akustisch codiert mittels im Helm integrierter Kopfhörer mitgeteilt werden. Die Entfernungsdaten können der Person auch als akustische Meldungen ("10 Meter" . . . "5 Meter") oder durch Variation der Tonhöhe, Modulation oder des Puls-Pausenverhältnisses akustisch mitgeteilt werden. Somit ist es der Person möglich, auch bei sehr geringer optischer Sichtweite sich ein grobes Bild über die geometrischen Umgebungsverhältnisse in der aktuellen Blickrichtung zu verschaffen. Derartige 1D-Radarsensoren arbeiten typischerweise bei Frequenzen zwischen 8 und 300 GHz, vorzugsweise bei 8, 24, 76, 94 GHz. Auch können 1D- Ultraschallsensoren oder 1D-Infrarot-Sensoren verwendet werden. Bei der Verwendung eines Infrarot-Sensors zur Entfernungsmessung hängt die Wahl der Wellenlängenempfindlichkeit von der Qualität der durch Aerosole beeinträchtigten Sichtbedingungen ab. Bei besonders stark, durch Aerosole beeinträchtigte Sichtbedingungen eignen sich bevorzugt Infrarot-Sensoren mit einer Wellenlängenempfindlichkeit von größer als 8 µm. Handelt es sich um mittelstark durch Aerosole beeinträchtigte Sichtbedingungen, so können Infrarot-Sensoren mit einer Empfindlichkeit von größer als 5 µm und bei schwach durch Aerosole beeinträchtigte Sichtbedingungen Infrarot-Sensoren mit einer Empfindlichkeit von größer als 800 nm verwendet werden.
Eine weitere Möglichkeit der Datenausgabe für die Person selbst ist die Anzeige der Messwerte in optischer Form, beispielsweise über das visuell optisch aktiv gestaltete Helmvisier 3 oder eine entsprechende LED- oder LCD-Anzeige, die die Person in ihrem Sichtbereich am Körper trägt. Auch können die erfassten Messdaten in Abhängigkeit der Zeit dargestellt werden, wodurch es der Person ermöglicht wird, sich auch bei sehr starker Aerosol-Kontamination im Raum durch bloße Kopfbewegungen zu orientieren.
Auch ist es denkbar, durch geeigneten Einsatz eines Bildspeichers ein vollständiges räumliches Bild zu erzeugen, indem die Helmneigung in vertikaler sowie horizontaler Richtung erfasst wird. Hierzu können aus der Entfernung und Empfangssignalstärke eine optische Abbildung der Umgebung anhand der Helmneigung in einer Graustufe oder Farbskala realisiert werden. Die Daten werden hierzu in einem voll- oder halbdurchlässigen Display der Person jeweils angezeigt. Die so gewonnenen Daten können der Person direkt angezeigt oder durch geeignete Datenübertragungssysteme an die Einsatzleitstelle übertragen werden.
Grundsätzlich lässt sich ein derartiges System in verschiedenen Anwendungsbereichen einsetzen, wie beispielsweise für Brandbekämpfung und Menschenrettung, zu Inspektionsarbeiten, Reparaturarbeiten, Reinigungsarbeiten sowie zu Messaufgaben und Überwachungsaufgaben.

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung räumlicher Abstände von Objekten relativ zu einer Person, die von der Person eigentragfähig mitführbar ist und folgende Komponenten aufweist:

- wenigstens eine Entfernungserfassungseinheit, die unabhängig visueller Sichtbedingungen die Entfernung zwischen der Person und räumlich entfernter Objekte erfasst,

- wenigstens eine Wiedergabeeinheit, die der Person visuell, akustisch und/oder sensitiv die erfassten Entfernungen wahrnehmbar darstellt, und

- eine Kommunikationseinheit, die die erfassten Entfernungen an ein von der Person räumlich getrenntes Überwachungssystem überträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor vorgesehen ist, der wenigstens eine Vitalfunktion der Person erfasst, und dass die vitalfunktionbezogenen Daten auf der Wiedergabeeinheit darstellbar und/oder über die Kommunikationseinheit an das Überwachungssystem übertragbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Erfassungseinheit in einer für den Kopfbereich der Person konzipierten Körperschutzausrüstung integriert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Körperschutzausrüstung ein Helm ist, in dem zusätzlich die Wiedergabeeinheit integriert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeeinheit als Lautsprecher oder als teiltransparenter Durchsichtschirm in Form eines Helmvisiers ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über die Kommunikationseinheit von dem Überwachungssystem ausgehende Informationen empfangen und mittels der Wiedergabeeinheit darstellbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine im IR- und/oder im sichtbaren Frequenzbereich empfindliche Kameraeinheit in unmittelbarer Nähe zur Entfernungserfassungseinheit vorgesehen ist, deren Kamerasignale zumindest an das Überwachungssystem übertragbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamerasignale mittels der Wiedergabeeinheit für die Person wahrnehmbar darstellbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungserfassungseinheit ein Lasersensor ist oder als Radar-, Ultraschall- und/oder Infrarotsensor ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotsensor mit einer Wellenlänge
größer als 8 µm bei stark durch Aerosole beeinträchtigten Sichtbedingungen,
größer als 5 µm bei mittleren durch Aerosole beeinträchtigten Sichtbedingungen oder
größer als 800 nm bei nur schwach durch Aerosole beeinträchtigten Sichtbedingungen arbeitet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor mit Radarfrequenzen zwischen 1 und 300 GHz arbeitet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungserfassungseinheit als 1D- oder 2D- Sensor ausgebildet ist, mit der die Entfernung zu einem Objekt in Blickrichtung der Person erfassbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungserfassungseinheit auf einer Schwenk-Neigeeinrichtung angebracht ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungserfassungseinheit als Sensorarray ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenverarbeitungseinheit vorgesehen ist, in der die von der Entfernungserfassungseinheit herrührenden Daten derart aufbereitet werden, dass Relativgeschwindigkeiten zwischen der Person und von dieser beabstandete Objekte ermittelbar und von der Wiedergabeeinheit darstellbar sind.

16. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als ein von einer Person eigentragfähiges Überwachungs- und Arbeitsmanagementsystem zur Durchführung von Inspektions-, Reparatur-, Reinigungs-, Meß-, Lösch-, Rettungs- oder Bergungsarbeiten in aerosolkontaminierten Umgebungen.