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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines Abstandes von einem Messpunkt zu zumindest einer Person, insbesondere zum Zwecke des Infektionsschutzes.
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In Zeiten eines verstärkten Infektionsgeschehens mit Krankheiten, die insbesondere durch die Luft von Mensch zu Mensch übertragen werden, wird empfohlen, einen Mindestabstand von beispielsweise 2 m zu anderen Personen einzuhalten. Die Überprüfung des Abstands ist jedoch nicht durchgängig möglich, insbesondere dann, wenn sich Personen von hinten nähern und/oder die Aufmerksamkeit anderweitig beansprucht ist.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur automatischen Überwachung eines Abstands von einem Messpunkt zu zumindest einer Person anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Weitere Ausführungsformen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes von einem Messpunkt zu zumindest einer Person angegeben, umfassend zumindest einen Abstandssensor zur Ermittlung eines Abstands zwischen dem Messpunkt und einem Gegenstand in einem Messfeld des Abstandssensors sowie eine Auswerteeinheit zur Auswertung von Messdaten des zumindest einen Abstandssensors. Die Vorrichtung umfasst ferner zumindest eine Einrichtung zur Personenerkennung in dem Messfeld des zumindest einen Abstandssensors, um zu beurteilen, ob es sich bei dem Gegenstand im Messfeld des Abstandssensors um eine Person handelt, sowie eine Befestigungseinrichtung zur körpernahen Befestigung der Vorrichtung an einem Benutzer.
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Der Messpunkt befindet sich dabei vorteilhafter Weise in unmittelbarer Nähe zu der Person. Seine genaue Position ist abhängig von dem Aufbau der Vorrichtung sowie von der Art der Befestigung der Vorrichtung an dem Benutzer. Insbesondere kann es sich bei dem Messpunkt um die Position des Abstandssensors handeln.
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Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie eine automatische Überwachung des Abstandes zu anderen Personen erlaubt. Der Benutzer muss sich somit nicht mehr selbst um die Überwachung des Abstandes sorgen, was ungenau wäre und eine ständige Aufmerksamkeit erfordern würde. Zudem kann die Vorrichtung dazu dienen, sehbehinderten Menschen das Einhalten eines Sicherheitsabstands zu erleichtern. Auf diese Weise trägt die Vorrichtung zu einem besseren Infektionsschutz bei. Sie ist auch für andere Zwecke einsetzbar, beispielsweise zur Verhütung von Taschendiebstählen.
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Durch die Verwendung einer Mehrzahl von Abstandssensoren kann der Abstand rings um den Benutzer überwacht werden. Es ist jedoch auch denkbar, lediglich bestimmte Richtungen mithilfe der Vorrichtung zu überwachen, beispielsweise das Feld hinter dem Benutzer, das für diesen schwierig selbst zu überwachen ist.
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Die Auswerteeinheit zur Auswertung der Sensordaten kann entweder in einem Gehäuse der Vorrichtung angeordnet sein oder außerhalb. Gemäß einer Ausführungsform wird zur Auswertung der Messdaten ein mobiles Endgerät des Benutzers verwendet. In dieser Ausführungsform ist innerhalb eines Gehäuses der Vorrichtung lediglich eine Schnittstelle zu dem mobilen Endgerät angeordnet und gegebenenfalls eine Einrichtung zur Vorauswertung und/oder Aufbereitung der Messdaten. Ein großer Teil der Datenauswertung findet jedoch auf dem mobilen Endgerät des Benutzers statt. Das hat den Vorteil, dass die Rechenleistung sowie die Stromversorgung des mobilen Endgeräts für die Auswertung genutzt werden können.
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Die Datenübertragung zwischen der Vorrichtung und dem mobilen Endgerät kann insbesondere drahtlos erfolgen. Dafür kann die Vorrichtung eine entsprechende Funkschnittstelle aufweisen.
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Zur Stromversorgung der Vorrichtung ist beispielsweise ein Akkumulator vorgesehen, der in einem Gehäuse zusammen mit dem Abstandssensor und /oder der Einrichtung zur Personenerkennung untergebracht sein kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der zumindest eine Abstandssensor als Infrarotsensor ausgebildet. Bei einem derartigen Infrarotsensor wird ein Abstand zu einem im Messfeld befindlichen Gegenstand mittels einer Triangulationsmethode ermittelt. Von dem Sensor ausgesandte und von dem Gegenstand reflektierte Infrarotstrahlung wird durch einen hinter einer Empfangslinse angeordneten optischen Positionssensor empfangen, so dass auf den Einfallswinkel des reflektierten Lichts rückgeschlossen werden kann. Mit dieser Methode ist eine Abstandsmessung in dem relevanten Bereich von wenigen Metern gefahrlos möglich und ausreichend genau.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine Abstandssensor als Laufzeitsensor ausgebildet. Dabei können sowohl Laserstrahlung als auch Ultraschall zur Anwendung kommen.
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Verschiedene Methoden zur Abstandsmessung können auch kombiniert werden, wenn die Vorrichtung verschiedenartige Abstandssensoren aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Einrichtung zur Personenerkennung eine optische Kamera. Dabei wird unter einer optischen Kamera eine Kamera verstanden zur Abbildung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts. Bei dieser Ausführungsform wird eine Bilderkennungssoftware eingesetzt, um Personen im Messfeld des Abstandssensors von Gegenständen wie beispielsweise Autos, Gebäuden, Supermarktregalen, Laternenpfosten etc. zu unterscheiden.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung zur Personenerkennung ein Pyrometer oder eine Wärmebildkamera umfassen, so dass aufgrund der Temperatur eines Gegenstandes darauf zurückgeschlossen werden kann, ob es sich dabei um eine Person handelt.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein bei verschiedenen Wellenlängen arbeitender Infrarotsensor sowohl als Abstandssensor als auch als Einrichtung zur Personenerkennung genutzt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung zur Personenerkennung auch eine Einrichtung zur Laufzeitmessung umfassen, um dreidimensionale Oberflächenstrukturen des im Messfeld befindlichen Gegenstandes erkennen zu können und Rückschlüsse darauf zu ziehen, ob es sich dabei um eine Person handelt.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung zur Personenerkennung eine Einrichtung zur Erkennung von Bewegungsmustern umfassen, die aufgrund charakteristischer Bewegungen des im Messfeld befindlichen Gegenstandes Rückschlüsse zieht, ob es sich dabei um eine Person handelt.
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Die verschiedenen Möglichkeiten zur Personenerkennung können in der Einrichtung zur Personenerkennung kombiniert sein, um genauere Aussagen zu erlauben.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ferner eine Einrichtung zur Ausgabe eines Alarms, wenn ein zwischen dem Messpunkt und einem Gegenstand ermittelter Abstand einen vorgegebenen Wert unterschreitet und der Gegenstand als Person identifiziert wurde.
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Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie sowohl den Benutzer als auch die in dem Messfeld befindlichen Personen auf die Unterschreitung eines vorgegebenen Mindestabstands aufmerksam macht. Dabei liegt es nicht mehr in der Verantwortung des Benutzers, die sich nähernde Person auf die Unterschreitung des Abstandes aufmerksam zu machen, sondern dies geschieht automatisiert.
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Der vorgegebene Wert für den Abstand kann softwareseitig vorgegeben werden. Er kann beispielsweise 1,5m oder 2m betragen, jedoch auch individuell anpassbar sein. Es ist auch möglich, diesen Wert hardwareseitig vorzugeben, beispielsweise durch die Wahl und Voreinstellung eines passenden Sensors.
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Bei dem Alarm kann es sich insbesondere um ein akustisches Signal handeln. Gemäß einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Signal seine Lautstärke oder eine Signalfrequenz ändert abhängig von dem gemessenen Abstand. Beispielsweise kann die Lautstärke des Signals mit sich verringerndem Abstand zunehmen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kleidungsstück mit der beschriebenen Vorrichtung bereitgestellt. Bei dem Kleidungsstück kann es sich insbesondere um einen Hut, eine Brille, einen Mundschutz, einen Gürtel, eine Armbanduhr, eine Weste oder eine Schärpe handeln. Das Kleidungsstück ermöglicht das bequeme Tragen der Vorrichtung am Körper des Benutzers.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung eines Abstandes von einem Messpunkt zu zumindest einer Person mittels der beschriebenen Vorrichtung angegeben, wobei die Ausgabe eines Alarms erfolgt, wenn ein zwischen dem Messpunkt und einem Gegenstand ermittelter Abstand einen vorgegebenen Wert unterschreitet und der Gegenstand als Person identifiziert wurde.
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Das Verfahren weist die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen Vorteile auf.
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Gemäß einer Ausführungsform werden dabei ermittelte Abstände zu Personen gespeichert und mit Standortdaten verknüpft. Insbesondere ist auch eine Verknüpfung mit Daten einer Infektionsschutz-App denkbar.
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Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand von schematischen Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt einen Benutzer mit einer Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 zeigt einen Benutzer mit verschiedenen Kleidungsstücken mit Vorrichtungen zur Überwachung des Abstandes gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
- 3 zeigt eine Brille mit einer Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
- 4 zeigt einen Mund-Nasenschutz mit einer Vorrichtung zur Überwachung eines Abstands gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt schematisch in einer Draufsicht einen menschlichen Benutzer 1, der sich in einer Umgebung mit verschiedenen Gegenständen 2 befindet. Einer dieser Gegenstände ist eine Person 20. Aus Gründen des Infektionsschutzes ist der Benutzer 1 bestrebt, einen festgelegten Mindestabstand von anderen Personen 20 einzuhalten. Der Benutzer 1 trägt dazu an seiner Kleidung eine Vorrichtung 4 zur Überwachung des Abstandes von einem Messpunkt P an der Vorrichtung 4 zu der Person 20.
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Die Vorrichtung 4 umfasst zumindest einen Abstandssensor 5 mit einem Messfeld 3, in dem sich die verschiedenen Gegenstände 2 befinden. Der Abstandssensor kann beispielsweise als Infrarotsensor, Lasersensor oder Ultraschallsensor ausgebildet sein. Er misst den Abstand a zwischen dem Messpunkt P und den verschiedenen Gegenständen 2. Da jedoch nur der Abstand zu Personen 20, nicht jedoch zu Gegenständen wie beispielsweise Gebäuden, Bäumen oder Möbeln relevant ist, weist die Vorrichtung 4 zur Vermeidung von Fehlalarmen darüber hinaus eine in 1 nicht gezeigte Einrichtung zur Personenerkennung im Messfeld 3 auf. Dies wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
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Die Vorrichtung 4 weist darüber hinaus auch eine ebenfalls nicht gezeigte Einrichtung zur Ausgabe eines Alarms auf, wenn der Abstand A zwischen dem Messpunkt P und einer Person 20 einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
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2 zeigt ebenfalls den menschlichen Benutzer 1, der beispielhaft verschiedene Kleidungsstücke 8 mit Vorrichtungen 4 zur Überwachung eines Abstands trägt.
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Bei den in 2 gezeigten Vorrichtungen 4 sind die einzelnen Elemente der Vorrichtung 4, insbesondere die Abstandssensoren 5, die Einrichtung 7 zur Personenerkennung sowie die Auswerteeinheit 6, nicht alle in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Vielmehr können die einzelnen Elemente an verschiedenen Positionen auf dem Kleidungsstück 8 angeordnet sein, um den Benutzer 1 möglichst wenig zu beeinträchtigen und gleichzeitig eine geeignete Position beispielsweise für die Abstandsmessung oder die Personenerkennung einzunehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Kleidungsstück 8 als Weste 9 oder Schärpe ausgebildet in der Art bekannter Warnschärpen. An der Weste 9 ist die Vorrichtung 4 zur Überwachung des Abstandes befestigt, die verschiedene Abstandssensoren 5 sowie eine Einrichtung 7 zur Personenerkennung umfasst. Die Vorrichtung 4 umfasst ferner auch eine Auswerteeinheit 6, die hier jedoch nicht gezeigt ist. Sie kann ferner auch im Bereich des Rückens des Benutzers 1 angeordnete, in 2 ebenfalls nicht sichtbare Abstandssensoren und/oder Einrichtungen 7 zur Personenerkennung aufweisen.
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Mit einer derartigen Weste 9 kann, wenn auch auf der nicht gezeigten Rückseite Abstandssensoren 5 angeordnet sind, eine Überwachung über 360 Grad erzielt werden.
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Der Benutzer 1 trägt ferner ein Kleidungsstück 8 in Form eines Hutes 10, an dem eine Vorrichtung 4 zur Überwachung eines Abstandes angebracht ist, umfassend verschiedene Abstandssensoren 5, eine Auswerteeinheit 6 sowie eine hier nicht gezeigte Einrichtung zur Personenerkennung. Auch mit einem derartigen Hut 10 kann eine Überwachung über 360 Grad erzielt werden.
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Ferner trägt der Benutzer 1 ein Kleidungsstück 8 in Form eines Gürtels 11 mit einer daran angebrachten Vorrichtung 4 zur Überwachung des Abstandes, die ebenfalls verschiedene Abstandssensoren 5, eine Auswerteeinheit 6 sowie eine nicht gezeigte Einrichtung zur Personenerkennung aufweist. Auch mit einem derartigen Gürtel 11 kann eine Überwachung über 360 Grad erzielt werden.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Kleidungsstück 8 in Form einer Uhr 12, die ebenfalls eine Vorrichtung 4 zur Überwachung eines Abstands umfasst.
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Weitere Beispiele für Kleidungsstücke mit Vorrichtungen 4 zur Überwachung eines Abstands sind in den 3 und 4 gezeigt. Im Gegensatz zu den anderen in 2 gezeigten „Wearables“ dient die Uhr in dieser Ausführungsform nicht zur rundum-Überwachung des Abstands. Sie kann insbesondere zur gezielten Abstandsmessung in eine definierte Richtung verwendet werden. In gleicher Weise kann auch ein Mobiltelefon zur Abstandsmessung eingesetzt werden. Es ist jedoch auch denkbar, eine Uhr oder ein Mobiltelefon zur rundum-Überwachung einzusetzen.
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3 zeigt eine Brille 14, die ebenfalls Abstandssensoren 5 und weitere, nicht gezeigte Elemente einer Vorrichtung 4 zur Überwachung eines Abstandes aufweist.
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4 zeigt einen Mund-Nasenschutz 15 mit einem Grundkörper 16, der über Mund und Nase getragen wird und der eine Filteröffnung 17 sowie Bänder 18 zur Befestigung am Kopf aufweist. An dem Grundkörper 16 sind Abstandssensoren 5 sowie die weiteren, hier nicht gezeigten Elemente der Vorrichtung 4 angebracht.
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Die Vorrichtung 4 kann insbesondere über eine drahtlose Verbindung, beispielsweise eine Bluetooth-Verbindung, mit einem mobilen Endgerät 13 des Benutzers 1 kommunizieren, beispielsweise mit einem Mobiltelefon. Dabei kann das mobile Endgerät 13 als Auswerteeinheit 6 genutzt werden. Es kann jedoch auch genutzt werden, um Daten der Vorrichtung 4 mit Positionsdaten des Benutzers 1 und/oder mit Daten einer Infektionsschutz-App zu verknüpfen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Benutzer
- 2
- Gegenstand
- 3
- Messfeld
- 4
- Vorrichtung
- 5
- Abstandssensor
- 6
- Auswerteeinheit
- 7
- Einrichtung zur Personenerkennung
- 8
- Kleidungsstück
- 9
- Weste
- 10
- Hut
- 11
- Gürtel
- 12
- Uhr
- 13
- mobiles Endgerät
- 14
- Brille
- 15
- Mund-Nasenschutz
- 16
- Grundkörper
- 17
- Filteröffnung
- 18
- Band
- 20
- Person
- a
- Abstand
- P
- Messpunkt
