DE102015202857A1 - Personal device for detecting and reporting an accident situation and method for automatically detecting an accident situation - Google Patents

Personal device for detecting and reporting an accident situation and method for automatically detecting an accident situation Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein persönliches Gerät zur Erkennung und Meldung einer Unfallsituation. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur automatischen Erkennung einer Unfallsituation.The invention relates to a personal device for detecting and reporting an accident situation. The invention also relates to a method for automatically detecting an accident situation.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein persönliches Gerät zur Erkennung und Meldung einer Unfallsituation. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur automatischen Erkennung einer Unfallsituation. The invention relates to a personal device for detecting and reporting an accident situation. The invention also relates to a method for automatically detecting an accident situation.

Geräte zur Lokalisierung von Personen und Meldung von Notfallsituationen sind im Stand der Technik bekannt. Devices for locating people and reporting emergency situations are known in the art.

Emergency locator transmitter device for locating e.g. child, has control and activation circuitry that is activated when global positioning system receiver and cellular transceiver are activated either by remote/voice commands ( US-20050258958 A1 ). A protective system includes protective headgear housing a skin temperature sensor and a backpack holding a microprocessor ( US-6000395 A ).Remote locator transmitter device for locating eg child has been activated by remote / voice commands. US-20050258958 A1 ). A protective system includes protective headgear housing a skin temperature sensor and a backpack holding a microprocessor ( US-6000395A ).

Personal security backpack has audio alarm siren provided near siren window to generate loud distinctive noise when switch is in ON state ( US-6281800 B1 ).Personal security backpack has audio alarm siren provided near siren US-6281800 B1 ).

Multi-distress signal personal security backpack, has externally accessible alarm panic switch mounted on pair of shoulder straps which activates audio alarm siren and visual stroke lamp in its ON position ( US-6130616 A ).Multi-distress signal personal security backpack, has externally accessible alarm panic switch mounted on pair of straps which activates audio alarm siren and visual stroke lamp in its ON position ( US-6130616 A ).

Positional data communicating method for use in hazardous environment, involves gathering positional data indicative of physical location of personal communication system via positional data gathering device ( US-20070281745 A1 ).Positional data communicating method for use in a hazardous environment, involves gathering positional data indicative of physical location of personal communication system via positional data gathering device ( US-20070281745 A1 ).

Automatic portable backpack with emergency rescue function, has sound-producing device, wireless signal emitting device and flash device that are electrically connected with controller connected with power supply device ( CN-103750628 A ).Automatic portable backpack with emergency rescue function, has sound-emitting device, wireless device and flash device that are electrically connected with power supply device ( CN-103750628 A ).

Alarming backpack for disabled people in natural disaster, has bag body provided with alarm switch and alarm ( CN-202999736 U ).Alarming backpack for disabled people in natural disaster CN-202999736 U ).

Multi-functional electronic backpack for use by motorcyclist, has control unit, radio system, positioning system and acceleration sensor that are integrated into electronic circuits, and speed sensor linked with digital acceleration sensor ( PL-393793 A1 ).Multi-functional electronic backpack for use by motorcyclist, has control unit, radio system, positioning system and acceleration sensor that are integrated into electronic circuits PL-393793 A1 ).

Communication device e.g. mobile phone, for transmitting distress signal to e.g. third party response provider, to e.g. capture evidence, has ( US-20120282886 A1 ). Fall detection using sensor fusion ( US 8614630 B2 ).Communication device eg mobile phone, for transmitting distress signal to eg third party response provider, to eg capture evidence, has ( US-20120282886 A1 ). Case detection using sensor fusion ( US 8614630 B2 ).

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung betrifft ein persönliches Gerät zur Detektion und Meldung einer Unfallsituation. Das Gerät ist insbesondere zur Detektion und Meldung einer Unfallsituation ausgestaltet.The invention relates to a personal device for detecting and reporting an accident situation. The device is designed in particular for the detection and reporting of an accident situation.

Der Backpack Buddy ist vorteilhaft ein Gerät in einem Rucksack, unabhängig vom Einbauort, das automatisch folgende, verschiedene, insbesondere alpine, Unfallsituationen, wie Sturz, Überschlag und Verschüttung, erkennt, um nur einige Beispiele zu nennen. The Backpack Buddy is an advantage in a backpack, regardless of the installation location, which automatically recognizes the following different, especially alpine, accident situations, such as camber, rollover and spillage, just to name a few examples.

Eine Verifikation und Bewertung der Unfallsituation und der Unfallschwere erfolgt durch Kopplung der erkannten Unfallsituationen und errechneten Wahrscheinlichkeiten. Eine Weitermeldung der Unfallsituation erfolgt per Nah-, Fernfunk sowie optisches oder auch akustisches Signal. Eine Benutzerinteraktion mit dem Gerät erfolgt vorzugsweise über Nahfunk, z.B. via Smartphone App. A verification and evaluation of the accident situation and the severity of the accident is carried out by coupling the detected accident situations and calculated probabilities. A further notification of the accident situation takes place by local and long distance radio as well as optical or also acoustic signal. User interaction with the device is preferably via near-field radio, e.g. via smartphone app.

Vorteile des Backpack Buddy gegenüber dem oben genannten Stand der Technik sind:

  • – automatische Erkennung verschiedener Unfallsituation durch Sensordaten Algorithmen
  • – Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Geräts als Zusatzmodul bzw. integriertes Gerät, unabhängig vom Einbauort, beispielsweise in einem Standardrucksack. Es ist kein dedizierter Rucksack(typ) erforderlich, sondern das erfindungsgemäße Gerät kann z.B. als Nachrüstkit einem vorhandenen Rucksack hinzugefügt werden.
Advantages of the Backpack Buddy over the above mentioned prior art are:
  • - Automatic detection of various accident situations by sensor data algorithms
  • - Configuration of the device according to the invention as an additional module or integrated device, regardless of the installation location, for example in a standard backpack. There is no dedicated backpack (type) is required, but the device according to the invention can be added eg as a retrofit kit to an existing backpack.

Das erfindungsgemäße Gerät ist vorteilhaft ein mobiles, autonomes Gerät, batteriebetrieben, vorzugsweise ohne Display.The device according to the invention is advantageously a mobile, autonomous device, battery-operated, preferably without a display.

Das erfindungsgemäße Gerät weist vorteilhaft zusätzliche Sensoren, z.B für Drehrate, Licht, Luftqualität und Beschleunigung auf.The device according to the invention advantageously has additional sensors, for example for yaw rate, light, air quality and acceleration.

Das erfindungsgemäße Gerät weist vorteilhaft Algorithmen für ein Event Cross-checking zum Verifizieren der Unfallsituation und Bewertung der Unfallschwere durch Wertepaare, z.B. Dauer eines Freien Falls und Stärke eines Aufpralls, auf.The device according to the invention advantageously has algorithms for event cross-checking for verifying the accident situation and evaluating the severity of the accident by value pairs, e.g. Duration of a free fall and strength of an impact, on.

Besonders vorteilhaft ist eine Reduktion von Fehlalarmen durch Event Cross-checking mit Wahrscheinlichkeiten und Wertepaaren möglich. Particularly advantageous is a reduction of false alarms by event cross-checking with probabilities and value pairs possible.

Vorteilhaft können neben Unfällen durch physische Einwirkungen, wie zum Beispiel Fall, Stoß, Schlag, oder Verschütten, auch allgemein physische Notfallsituationen erkannt werden. Dies ist beispielsweise durch Erkennen von längerer Bewegungslosigkeit oder auch ein länger andauerndes starkes Absinken bzw. Ansteigen der Umgebungstemperatur über den menschlichen Toleranzbereich hinaus möglich. Advantageously, in addition to accidents due to physical effects, such as case, shock, shock, or spillage, also generally physical emergency situations can be detected. This is for example by recognizing longer Motionless or even a prolonged strong decrease or increase in ambient temperature beyond the human tolerance range possible.

Zeichnungdrawing

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen persönlichen Geräts zur Detektion und Meldung einer Notfallsituation. 1 schematically shows an embodiment of a personal device according to the invention for the detection and reporting of an emergency situation.

2 zeigt eine zu erkennende Notfallsituation in Gestalt eines Unfalls durch Überschlag. 2 shows an emergency situation to be recognized in the form of an accident by rollover.

3 zeigt nachfolgend ein das Ablaufdiagram eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Unfallerkennung. 3 shows below the flowchart of a method according to the invention for automatic accident detection.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen Description of exemplary embodiments

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen persönlichen Geräts zur Detektion und Meldung einer Notfallsituation. 1 schematically shows an embodiment of a personal device according to the invention for the detection and reporting of an emergency situation.

Das persönliche Gerät zur Detektion und Meldung einer Notfallsituation, der sogenannte „Backpack Buddy“ 10, ist ein mobiles, insbesondere ein batteriebetriebenes Gerät, das einen Mikrokontroller (MCU) 110, Sensoren 140, internen Speicher 120, Nahfeldfunk 160 (z.B. Bluetooth, NFC, ...) und Fernfeldfunk 170 (GSM/UMTS, LoRa, ...), eine oder mehrere Antennen 180, sowie ein Outdoor Lokalisierungsmodul 145 (z.B. GNSS) und ein Indoor Lokalisierungsmodul 147 (z.B. Beacon) oder eine Indoor Lokalisierungsfunktion durch Koppelnavigation mittels Inertialsensoren oder auch Drucksensoren enthält. Notsituationen können akustisch und/oder optisch über Lautsprecher 195, LED, gekoppelte Geräte, z.B. Vibrationsarmband, Mobiltelefon angezeigt werden. Der Backpack Buddy 100 weist auch ein Userinterface 190 (z.B. LED, Knopf, Display) auf. Notsituationen werden vom System automatisch erkannt, bewertet und als Signal (akustisch, optisch, Funk) abgesetzt. Der Einbauort ist flexibel, z.B. in der Rucksack-Deckeltasche eines Rucksacks 10. Der Backpack Buddy 100 kann dabei fester Bestandteil des Rucksacks 10 sein und schnurlos, z.B. induktiv geladen werden. Er weist eine Ladeeinheit 150 und eine Batterie 130 auf. Vorstellbar sind aber auch alternative Einbau- und Einsatzorte, z.B. Schuh, Handgelenk, Helm, Körper. The personal device for the detection and reporting of an emergency situation, the so-called "backpack buddy" 10 , is a mobile, especially a battery powered device that uses a microcontroller (MCU) 110 , Sensors 140 , internal memory 120 , Near field radio 160 (eg Bluetooth, NFC, ...) and far-field radio 170 (GSM / UMTS, LoRa, ...), one or more antennas 180 , as well as an outdoor localization module 145 (eg GNSS) and an indoor localization module 147 (eg Beacon) or an indoor localization function by dead reckoning using inertial sensors or pressure sensors. Emergency situations can be audible and / or visual via loudspeakers 195 , LED, paired devices, such as vibration bracelet, mobile phone are displayed. The backpack buddy 100 also has a user interface 190 (eg LED, button, display). Emergency situations are automatically detected by the system, evaluated and transmitted as a signal (acoustic, optical, radio). The installation location is flexible, eg in the backpack lid pocket of a backpack 10 , The backpack buddy 100 can be an integral part of the backpack 10 be and cordless, for example, inductively charged. He has a loading unit 150 and a battery 130 on. However, alternative installation and installation locations are also conceivable, eg shoe, wrist, helmet, body.

Zu erkennende Notfallsituationen, z.B. in Gestalt eines Unfalls können durch den Einsatz von Inertialsensoren erkannt werden. Eine Sturzerkennung erfolgt durch Erkennung eines freien Falls und anschließend eines Aufpralls unter Verwendung von einem oder mehreren Beschleunigungssensoren. Das Gerät wird, durch die Positionierung am Körper des Benutzers, bei einem Sturz eine Weile fallen. Der freie Fall wird durch die Berechnung der Beschleunigung relativ zur Erdbeschleunigung erkannt. Es wird eine Wahrscheinlichkeit berechnet, dass ein freier Fall und nicht nur ein Sprung (Änderung in der Beschleunigungsrichtung) stattgefunden hat. Diese Wahrscheinlichkeit wird zusammen mit der Dauer des freien Falls an den Entscheider weitergegeben. Der Aufprall wird durch die Berechnung der Vektornorm des Beschleunigungsvektors erkannt. Es wird eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Aufprall und nicht nur ein z.B. Rempler oder Hinsetzen stattgefunden hat berechnet und zusammen mit dem Skalarwert (Vektornorm) weitergegeben. Emergency situations to be recognized, e.g. in the form of an accident can be detected by the use of inertial sensors. Fall detection occurs by detecting a free fall and then an impact using one or more acceleration sensors. The device will fall a while in a fall due to its positioning on the user's body. The free fall is detected by calculating the acceleration relative to the gravitational acceleration. It calculates a probability that a free fall has occurred and not just a jump (change in the direction of acceleration). This probability is passed on to the decision maker together with the duration of the free fall. The impact is detected by calculating the vector norm of the acceleration vector. There is a probability that an impact and not just one e.g. Remplers or sitting down has been calculated and passed along with the scalar value (vector norm).

2 zeigt eine zu erkennende Notfallsituation in Gestalt eines Unfalls durch Überschlag. Rotationen bei einem Überschlag oder einer Lawinenverschüttung werden durch einen Drehratensensor als Winkelgeschwindigkeiten erkannt. Hier wird abhängig von Anzahl und Geschwindigkeiten der Rotationen eine Wahrscheinlichkeit bewertet und die Schwere bestimmt. 2 shows an emergency situation to be recognized in the form of an accident by rollover. Rotations in a rollover or an avalanche burial are detected by a rotation rate sensor as angular velocities. Here, depending on the number and speed of the rotations, a probability is evaluated and the severity determined.

Alternativ zu o.g. freien Fall können die Beschleunigungssensordaten auch für die Detektion eines Rutschens verwendet werden, z.B. zu schnelle Beschleunigung beim Wandern vs. Radfahren. Im ersten ist die Wahrscheinlichkeit höher, im zweiten Fall die Wahrscheinlichkeit geringer. Durch erste Integration der Beschleunigung über Zeit ist die Berechnung und Wahrscheinlichkeitsbestimmung für Geschwindigkeit möglich. Alternatively to o.g. In the free fall, the accelerometer data may also be used for the detection of a skid, e.g. too fast acceleration when hiking vs. To go biking. In the first case the probability is higher, in the second case the probability is lower. By first integrating the acceleration over time, the calculation and probability determination for speed is possible.

Der Lichtsensor wird in Kombination mit einem Luftqualitätssensor verwendet, um Lawinenverschüttung zu erkennen. Ein abrupter Lichtwechsel von hell auf dunkel sowie eine abrupte Abnahme der Luftqualität wird jeweils mit einer hohen Wahrscheinlichkeit bewertet. Die Luftqualität beinhaltet z.B. CO2 Konzentration, Sauerstoffgehalt. The light sensor is used in combination with an air quality sensor to detect avalanche burial. An abrupt change of light from light to dark as well as an abrupt decrease in air quality are each assessed with a high probability. The air quality includes e.g. CO2 concentration, oxygen content.

Die Ereignisse aufeinanderfolgend werden je nach Muster, Schwere, sprich, Größe der Wertepaare von einem Entscheider Algorithmus bewertet und die Unfallschwere abgeschätzt. Bei einer geringen Schwere und wenn der Rucksack anschließend nicht ruhig liegen bleibt, wird z.B. kein Unfallevent ausgelöst. Bei einer mittleren Schwere wird ein vorläufiges Signal z.B. optisch und akustisch ausgelöst, um dem Benutzer die Bestätigung eines Fehlalarm zu ermöglichen und den detektierten Unfallevent abzubrechen. Bei einer hohen Unfallschwere wird sofort ein Unfallevent ausgelöst. Das Auslösen des Unfallevents wird dem Benutzer mitgeteilt bzw. bestätigt, z.B. optisch und/oder akustisch. The successive events are evaluated according to the pattern, severity, that is to say, the size of the value pairs by a decision algorithm and the severity of the accident is estimated. At a low severity and if the backpack subsequently does not lie still, e.g. no accident event triggered. At a medium severity, a preliminary signal, e.g. triggered visually and acoustically to allow the user to confirm a false alarm and cancel the detected accident event. In the event of a high level of accident severity, an accident event is triggered immediately. The triggering of the accident event is notified to the user, e.g. optically and / or acoustically.

Eine Notsituation kann alternativ auch direkt über einen dedizierten Knopf ausgelöst werden. Durch das Auslösen einer Notsituation (automatisch oder manuell) wird ein eCall Notruf abgesetzt, z.B. via GSM, LTE (= direkter Notruf) oder via gekoppelte Geräte (= indirekter Notruf). Der Alarm ist durch Knopfdruck an dem Gerät und/oder ein gekoppeltes Geräte bei Fehlalarm deaktivierbar. Das Zeitfenster für die Deaktivierung ist vom Benutzer konfigurierbar, z.B. Anwender- und Anwendungsspezifisch. Alternativ kann der Fehlalarm auch durch einstellbare Bewegungsmuster wieder deaktiviert werden, z.B. können die Sensoren ein wiederholtes auf und ab des Rucksacks erkennen. An emergency situation can alternatively be triggered directly via a dedicated button. By triggering an emergency situation (automatic or manual), an eCall emergency call is sent, eg via GSM, LTE (= direct emergency call) or via coupled devices (= indirect emergency call). The alarm can be deactivated by pressing a button on the device and / or a paired device in case of false alarm. The time window for deactivation can be configured by the user, eg user- and application-specific. Alternatively, the false alarm can also be deactivated again by means of adjustable movement patterns, eg the sensors can recognize a repeated up and down of the backpack.

Bei einer Notsituation wird die letzte bekannte Position mit übermittelt, z.B. an gekoppelte Geräte. Zusätzlich wird die Art der Notsituation mit in die Nachricht gepackt, um die Helfer entsprechen vorzubereiten, z.B. für eine Lawinenverschüttung Schaufeln mitbringen. Der Backpack Buddy kann auch Anwender- und Anwendungsspezifische Daten, z.B. Blutgruppe, Notinformationen, Kontaktdaten mit übermitteln. In einer Notsituation kann der Backpack Buddy andere Geräte schnurlos zu Hilfe rufen und sie an die Unfallstelle navigieren. In an emergency situation, the last known position is transmitted, e.g. to coupled devices. In addition, the nature of the emergency situation is included in the message to prepare the assistants, e.g. bring shovels for avalanche burial. The Backpack Buddy can also store user and application specific data, e.g. Blood group, emergency information, contact details. In an emergency situation, the Backpack Buddy can call other devices without assistance and navigate them to the scene of the accident.

Die Sensitivität ist konfigurierbar, z.B. innerstätisch (sehr sensitiv), On-track (normal sensitiv), Off-road Modus (gering sensitiv) oder applikationsspezifisch, z.B. Radfahren unterschiedlich zu Wandern. The sensitivity is configurable, e.g. internal (very sensitive), on-track (normal sensitive), off-road (low sensitivity) or application specific, e.g. Cycling differently to hiking.

3 zeigt nachfolgend ein Ablaufdiagram eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Unfallerkennung. Ein Wertepaar besteht aus zwei oder mehr ausgewerteten Sensorgrößen, Messgrößen. 3 shows a flow chart of a method according to the invention for automatic accident detection. A value pair consists of two or more evaluated sensor sizes, measured quantities.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 8614630 B2 [0010] US 8614630 B2 [0010]

Claims (2)

Persönliches Gerät zur Detektion und Meldung einer Unfallsituation (100), mit wenigstens einem Sensor (140, 145, 147), mit einer Sendeeinheit (160, 170, 180), und mit einer Verarbeitungseinheit (110), wobei die Sendeeinheit (160, 170, 180) dazu eingerichtet ist, eine Unfallsituation zu melden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (110) dazu eingerichtet ist, aus Sensordaten des wenigstens einen Sensors (140, 145, 147) ein erstes Ereignis zu einem ersten Zeitpunkt zu erfassen, ein zweites Ereignis zu einem zweiten Zeitpunkt zu erfassen, und eine Unfallsituation aufgrund der Kombination des ersten Ereignisses des zweiten Ereignisses zu bewerten. Personal device for detecting and reporting an accident situation ( 100 ), with at least one sensor ( 140 . 145 . 147 ), with a transmitting unit ( 160 . 170 . 180 ), and with a processing unit ( 110 ), wherein the transmitting unit ( 160 . 170 . 180 ) is adapted to report an accident situation, characterized in that the processing unit ( 110 ) is adapted from sensor data of the at least one sensor ( 140 . 145 . 147 ) to detect a first event at a first time, to detect a second event at a second time, and to assess an accident situation due to the combination of the first event of the second event. Verfahren zur automatischen Unfallerkennung, insbesondere auf einem persönlichen Gerät nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Erfassen eines ersten Ereignisses zu einem ersten Zeitpunkt und Zuordnen einer ersten Wahrscheinlichkeit, – Erfassen eines zweiten Ereignisses zu einem zweiten Zeitpunkt und Zuordnen einer zweiten Wahrscheinlichkeit, – Bewerten einer Unfallsituation aufgrund der Kombination des ersten Ereignisses und des zweiten Ereignisses, sowie der ersten Wahrscheinlichkeit und der zweiten Wahrscheinlichkeit. Method for automatic accident detection, in particular on a personal device according to claim 1, with the steps: Detecting a first event at a first time and assigning a first probability Detecting a second event at a second time and assigning a second probability - Evaluating an accident situation due to the combination of the first event and the second event, as well as the first probability and the second probability.
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