DE102020215090A1

DE102020215090A1 - head protection

Info

Publication number: DE102020215090A1
Application number: DE102020215090.7A
Authority: DE
Inventors: Andrea BAUMEISTER
Original assignee: Uvex Sports GmbH and Co KG
Current assignee: Uvex Sports GmbH and Co KG
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2022-06-02
Also published as: EP4014778A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kopfschutz zum Schutz eines Kopfschutz-Trägers. Der Kopfschutz hat einen Grundkörper (1), mindestens einen an dem Grundkörper (1) angeordneten Airbag (4) und eine an dem Grundkörper (1) angeordnete und mit dem mindestens einen Airbag (4) zumindest zeitweise in Verbindung stehende Unfall-Erfassungsanordnung zum Auslösen des mindestens einen Airbags (4) bei einem erkannten Unfall. Die Unfall-Erfassungsanordnung weist mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung (2) zum Erfassen einer jeweiligen Umgebung des Kopfschutz-Trägers auf. Sie veranlasst eine Auslösung des mindestens einen Airbags (4), wenn die jeweilige erfasste Umgebung auf einen Unfall schließen lässt.The invention relates to head protection for protecting a head protection wearer. The head protection has a base body (1), at least one airbag (4) arranged on the base body (1) and an accident detection arrangement arranged on the base body (1) and at least temporarily connected to the at least one airbag (4) for triggering the at least one airbag (4) when an accident is detected. The accident detection arrangement has at least one 3D environment detection device (2) for detecting a respective environment of the head protection wearer. It triggers the at least one airbag (4) to be deployed if the surroundings detected suggest an accident.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kopfschutz zum mindestens teilweisen bzw. bereichsweisen Schutz eines Kopfschutz-Trägers, insbesondere vor mechanischen Einwirkungen. Ferner richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum mindestens teilweisen Schutz eines Kopfschutz-Trägers.The invention relates to head protection for at least partial or area-wise protection of a head protection wearer, in particular against mechanical effects. Furthermore, the invention is directed to a method for at least partially protecting a head protection wearer.

Das Energieabsorptionsvermögen eines Schutzhelmes ist im Allgemeinen direkt abhängig von der Menge bzw. Masse eines verwendeten energieabsorbierenden Materials. Wird das energieabsorbierende Material bei dem Schutzhelm erhöht, so ist es im Allgemeinen erforderlich, dessen Wandstärke zu vergrößern. Dies führt zu einem schwereren und voluminösen Schutzhelm, was von dem Träger meistens als störend empfunden wird.The energy absorption capacity of a protective helmet is generally directly dependent on the amount or mass of energy-absorbing material used. In general, when the energy absorbing material is increased in the protective helmet, it is necessary to increase the wall thickness thereof. This leads to a heavier and bulkier protective helmet, which the wearer usually finds annoying.

Aus der WO 2019/004918 A1 ist eine Kragenanordnung bekannt, die in getragenem Zustand um den Hals eines Trägers läuft und bei Erkennung eines Unfalls imstande ist, den Kopf des Trägers mittels eines Airbags zu schützen. Verschiedene Sensoren können Anwendung finden. Nachteilig an dieser Kragenanordnung ist, dass diese nicht immer funktionssicher arbeitet und den Träger dann oftmals nicht ausreichend schützt.From the WO 2019/004918 A1 a collar assembly is known which, when worn, goes around a wearer's neck and upon detection of an accident is capable of protecting the wearer's head by means of an airbag. Various sensors can be used. The disadvantage of this collar arrangement is that it does not always work reliably and then often does not protect the wearer adequately.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kopfschutz bereitzustellen, der zum einen bei einem Unfall ein äußerst hohes Schutzvermögen hat und ansonsten einen besonders guten Tragekomfort bietet.The invention is based on the object of providing head protection which, on the one hand, has an extremely high level of protection in the event of an accident and, on the other hand, offers particularly good wearing comfort.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 19 angegebenen Merkmale gelöst. Der Kern der Erfindung liegt in dem mindestens einen Airbag und der mit diesem zumindest zeitweise in, insbesondere direkter oder indirekter, Verbindung stehenden Unfall-Erfassungsanordnung. Der mindestens eine Airbag wird im Falle eines Unfalls aufgeblasen. Er ist in aufgeblasenem Zustand imstande, Stoß- bzw. Aufprallenergie zu absorbieren und so den Kopf des Kopfschutz-Trägers bei dem Aufprall zu schützen. Die Schutzwirkung wird so erhöht.According to the invention, this object is achieved by the features specified in independent claims 1 and 19 . The essence of the invention lies in the at least one airbag and in the accident detection arrangement which is connected to it at least temporarily, in particular directly or indirectly. The at least one airbag is inflated in the event of an accident. When inflated, it is able to absorb shock or impact energy and thus protect the wearer's head in the event of an impact. This increases the protective effect.

Die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung ist insbesondere imstande, die jeweilige Umgebung des Kopfschutz-Trägers, beispielsweise kontinuierlich oder zeitweise bzw. periodisch, bevorzugt zumindest in einer/um eine vor allem horizontalen Ebene, zu erfassen und korrelierende weiterverarbeitbare elektrische Umgebungssignale zu erzeugen. Sie ist vorzugsweise imstande, die jeweilige Umgebung dreidimensional zu erfassen oder so zu erfassen, dass aus den erzeugten Umgebungssignalen ein dreidimensionales Abbild der jeweiligen Umgebung erzeugbar ist. Beispielsweise sind bis zu mehrere hundert Bilder pro Sekunde von der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung erfassbar bzw. erstellbar.The at least one 3D environment detection device is in particular able to detect the respective environment of the head protection wearer, for example continuously or intermittently or periodically, preferably at least in one/around a primarily horizontal plane, and to generate correlating electrical environment signals that can be further processed. It is preferably capable of capturing the respective environment three-dimensionally or in such a way that a three-dimensional image of the respective environment can be generated from the generated environment signals. For example, up to several hundred images per second can be captured or created by the at least one 3D environment capture device.

Es ist zweckmäßig, wenn die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung imstande ist, zumindest die jeweilige benachbarte Umgebung zu erfassen. Die maximale Reichweite der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung liegt vorzugsweise zwischen 200 m und 300 m, bevorzugt zwischen 225 m und 275 m. Die typische Reichweite liegt im Einsatz günstigerweise zwischen 10 m und 50 m, insbesondere zwischen 20 m und 30 m. Besonders relevant ist die Umgebung mit einer maximalen Entfernung von 25 m zu der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung, da dort eine Stärke des/der reflektierten Signals/Strahls/Welle, insbesondere Lichts, besonders hoch ist.It is expedient if the at least one 3D environment detection device is capable of detecting at least the respective neighboring environment. The maximum range of the at least one 3D environment detection device is preferably between 200 m and 300 m, preferably between 225 m and 275 m. The typical range in use is advantageously between 10 m and 50 m, in particular between 20 m and 30 m. The environment with a maximum distance of 25 m from the at least one 3D environment detection device is particularly relevant, since the strength of the reflected signal/beam/wave, in particular light, is particularly high there.

Beispielsweise sind Entfernungen zu Flächen, wie von sich bewegenden Objekten, stationären Objekten und/oder dem Boden, erfassbar. Eine Relativgeschwindigkeit ist bevorzugt durch eine Wegänderung zwischen zwei Aufnahmen bestimmbar.For example, distances to surfaces such as moving objects, stationary objects and/or the ground can be detected. A relative speed can preferably be determined by a change in path between two recordings.

Günstigerweise sind mehrere 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen vorhanden, um die jeweilige Umgebung des Kopfschutz-Trägers zumindest großteils, bevorzugt vollständig, zu erfassen. Die 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen sind bevorzugt derart an bzw. um den Grundkörper angeordnet, dass sich ihre Erfassungsfelder bzw. -bereiche zumindest bereichsweise, bevorzugt randseitig, vorzugsweise zumindest in einem Fernbereich, überlappen.Several 3D environment detection devices are advantageously present in order to at least largely, preferably completely, detect the respective environment of the person wearing the head protection. The 3D environment detection devices are preferably arranged on or around the base body in such a way that their detection fields or areas overlap at least in certain areas, preferably at the edges, preferably at least in a distant area.

Die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung erlaubt beispielsweise eine frühzeitige Unfallerkennung und eine Überwindung damit verbundener Probleme. Mit herkömmlichen Unfall-Erfassungsanordnungen, die sich auf eine reine Träger-Bewegungserkennung verlassen, sind Unfälle oftmals erst erkennbar, wenn entsprechende Bewegungen bzw. Kräfte bereits wirksam sind. Stürzt zum Beispiel der Träger ist in der Regel noch ausreichend Zeit vorhanden, um einen Airbag aufzublasen und so den Träger zu schützen. Bei einem Unfall mit einem gegnerischen fahrenden Objekt, wie Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder einem hohen Objekt, wie einem Lastkraftwagen, ist die Zeit für das Aufblasen des Airbags aber häufig nicht mehr ausreichend, so dass der Träger bei einer herkömmlichen reinen Träger-Bewegungserkennung durch den Airbag nicht geschützt ist. Demgegenüber erkennt die 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung bereits die drohende Gefahrensituation, also insbesondere noch vor Eintritt des Unfallgeschehens, so dass die Airbag-Auslösung früher verursacht werden kann. Dies verbessert die Schutzwirkung. The at least one 3D environment detection device allows, for example, an early detection of an accident and an overcoming of problems associated therewith. With conventional accident detection arrangements, which rely purely on carrier movement detection, accidents are often only recognizable when the corresponding movements or forces are already effective. For example, if the wearer falls, there is usually enough time to inflate an airbag and thus protect the wearer. In the event of an accident with an opposing moving object, such as a passenger car or truck, or a high object, such as a truck, the time for inflating the airbag is often no longer sufficient, so that the wearer with a conventional pure wearer movement detection by the Airbag is not protected. In contrast, the 3D environment detection device already recognizes the impending dangerous situation, ie in particular before the accident occurs, see above that the airbag deployment can be caused earlier. This improves the protective effect.

Günstigerweise steht die Unfall-Erfassungsanordnung zumindest zeitweise mit einer Kommunikationseinheit, insbesondere Sendeeinheit, in Signalverbindung, um im Falle eines erkannten Unfalls bzw. kurz nach diesem einen Notruf durchzuführen bzw. zu veranlassen. Es ist von Vorteil, wenn die Kommunikationseinheit alleine imstande ist, zu kommunizieren. Alternativ nutzt die Kommunikationseinheit für die Kommunikation ein mit dieser dann in Verbindung stehendes Mobiltelefon, wie Smartphone.The accident detection arrangement is favorably at least temporarily in signal connection with a communication unit, in particular a transmission unit, in order to make or initiate an emergency call in the event of a recognized accident or shortly thereafter. It is advantageous if the communication unit alone is able to communicate. Alternatively, the communication unit uses a mobile phone, such as a smartphone, which is then connected to it for the communication.

Bevorzugt sendet die Unfall-Erfassungsanordnung an ein Mobiltelefon, bevorzugt über Bluetooth, die Information, dass ein Unfall stattgefunden hat. Das Mobiltelefon informiert dann entsprechend von dem Kopfschutz-Träger festgelegte Kontakte und/oder andere Nutzer, die sich gerade in der Nähe des Unfallorts aufhalten.The accident detection arrangement preferably sends the information that an accident has occurred to a mobile phone, preferably via Bluetooth. The mobile phone then informs contacts specified by the head protection wearer and/or other users who are in the vicinity of the accident site.

Es ist zweckmäßig, wenn die Unfall-Erfassungsanordnung zumindest zeitweise mit einer Ortungseinheit, wie GPS-Einheit, in Signalverbindung steht, um im Falle eines erkannten Unfalls einen Unfallort über die Kommunikationseinheit anzugeben. Die Ortungseinheit ist imstande, eine Positionsbestimmung durchzuführen und entsprechende momentane Positionsdaten zu erzeugen, die repräsentativ für den aktuellen Ort der Ortungseinheit, des Kopfschutzes bzw. des Kopfschutz-Trägers sind. Es ist zweckmäßig, wenn die Ortungseinheit Bestandteil des Mobiltelefons ist.It is expedient if the accident detection arrangement is at least temporarily in signal connection with a locating unit, such as a GPS unit, in order to indicate an accident location via the communication unit if an accident is detected. The locating unit is able to carry out a position determination and to generate corresponding instantaneous position data which are representative of the current location of the locating unit, the head protection or the head protection wearer. It is useful if the locating unit is part of the mobile phone.

Es ist von Vorteil, wenn die Unfall-Erfassungsanordnung mindestens eine Recheneinheit/Verarbeitungseinrichtung, eine Energiequelle, eine Speichereinheit und/oder eine Benutzerschnittstelle, wie eine Anzeige, einen Einschalter und/oder Ausschalter, umfasst. Die Energiequelle steht zumindest zeitweise mit der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung und der mindestens einen Bewegungs-Erfassungseinrichtung, sofern vorhanden, sowie der Recheneinheit/Verarbeitungseinrichtung, sofern vorhanden, in direkter oder indirekter elektrischer Verbindung, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen. Die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung und die mindestens eine Bewegungs-Erfassungseinrichtung, sofern vorhanden, steht/stehen dann mindestens zeitweise mit der Recheneinheit/Verarbeitungseinrichtung in indirekter oder direkter Signalverbindung, um entsprechende Signale an diese zu liefern.It is advantageous if the accident detection arrangement comprises at least one computing unit/processing device, an energy source, a storage unit and/or a user interface, such as a display, an on switch and/or off switch. The energy source is at least temporarily in direct or indirect electrical connection with the at least one 3D environment detection device and the at least one movement detection device, if present, and the computing unit/processing device, if present, in order to supply them with electrical energy. The at least one 3D environment detection device and the at least one movement detection device, if present, is/are then at least temporarily in indirect or direct signal connection with the computing unit/processing device in order to supply corresponding signals to it.

Es ist zweckmäßig, wenn der mindestens eine Airbag in seinem Ruhezustand, also vor dem Aufblasen, flach gefaltet und bevorzugt verborgen in/an dem Grundkörper angeordnet ist. Er stört so nicht und ist klein. Der mindestens eine Airbag ist in aufgeblasenem Zustand bevorzugt kissenartig und wesentlich größer. Er umgibt dann vorzugsweise zumindest bereichsweise den Kopf des Kopfschutz-Trägers. Günstigerweise umgibt der mindestens eine Airbag dann den Kopf des Kopfschutz-Trägers ringförmig, zum Beispiel mittels mindestens eines Reifens, in Form mindestens einer Teilschale oder als durchgängiges Kissen. Er bedeckt dann vorzugsweise das Stirnbein, Schädelbein, Hinterhauptbein und/oder Schläfenbein.It is expedient if the at least one airbag is folded flat in its resting state, ie before inflation, and is preferably arranged in a concealed manner in/on the base body. It doesn't bother you and it's small. The at least one airbag is preferably cushion-like and substantially larger when inflated. It then preferably surrounds the head of the head protection wearer at least in certain areas. The at least one airbag then favorably surrounds the head of the head protection wearer in a ring shape, for example by means of at least one tire, in the form of at least a partial shell or as a continuous cushion. It then preferably covers the frontal bone, cranial bone, occipital bone and/or temporal bone.

Die Verbindung zwischen dem mindestens einen Airbag und der Unfall-Erfassungsanordnung ist beispielsweise mechanischer und/oder elektrischer Art. Beispielsweise kommt für eine mechanische Verbindung ein Seil, Hebel, Stift oder dergleichen zur Anwendung.The connection between the at least one airbag and the accident detection arrangement is mechanical and/or electrical, for example. For example, a cable, lever, pin or the like is used for a mechanical connection.

Es ist zweckmäßig, wenn die Auslösung des mindestens einen Airbags über eine Auslöseelektronik erfolgt. Günstigerweise ist dem mindestens einen Airbag mindestens ein Gasgenerator, wie eine Gaskartusche, zum Aufblasen desselben zugeordnet.It is expedient if the at least one airbag is triggered via triggering electronics. At least one gas generator, such as a gas cartridge, is advantageously assigned to the at least one airbag for inflating it.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims.

Mittels der mindestens einen Bewegungs-Erfassungseinrichtung gemäß dem Unteranspruch 2 sind Bewegungen des Kopfschutz-Trägers, insbesondere des Kopfs desselben, beispielsweise kontinuierlich oder zeitweise bzw. periodisch, nachvollziehbar und erfassbar. Günstigerweise sind kinematische Größen bzw. Messgrößen, wie Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung, des Kopfschutzes bzw. des den Kopfschutz tragenden Kopfschutz-Trägers erfassbar. Es ist zweckmäßig, wenn die mindestens eine Bewegungs-Erfassungseinrichtung imstande ist, entsprechende elektrische weiterverarbeitbare Bewegungssignale zu erzeugen, die mit den jeweiligen Bewegungen des Kopfschutz-Trägers korrelieren. Es ist zweckmäßig, wenn mehrere Bewegungs-Erfassungseinrichtungen vorhanden sind, um Bewegungen in unterschiedlichen Richtungen zu erfassen. Eine Ausgestaltung der Unfall-Erfassungsanordnung ohne Bewegungs-Erfassungseinrichtung ist alternativ möglich.By means of the at least one movement detection device according to dependent claim 2, movements of the head protection wearer, in particular of the head of the same, can be traced and detected, for example continuously or intermittently or periodically. Beneficially, kinematic variables or measured variables, such as speed and/or acceleration, of the head protection or of the head protection wearer wearing the head protection can be detected. It is expedient if the at least one movement detection device is able to generate corresponding electrical movement signals that can be processed further and that correlate with the respective movements of the head protection wearer. It is expedient if several movement detection devices are present in order to detect movements in different directions. An embodiment of the accident detection arrangement without a movement detection device is alternatively possible.

Der mindestens eine Bewegungs-Erfassungssensor gemäß dem Unteranspruch 3 ist bevorzugt imstande, eine entsprechende Messgröße bzw. Bewegungsgröße zu erfassen.The at least one motion detection sensor according to dependent claim 3 is preferably capable of detecting a corresponding measured variable or motion variable.

Der mindestens eine Beschleunigungssensor gemäß dem Unteranspruch 4 erlaubt eine besonders funktionssichere Erfassung einer jeweiligen entsprechenden Bewegung des Kopfschutz-Trägers. Er ist imstande, eine jeweilige Beschleunigung des Kopfschutz-Trägers, beispielsweise durch wirkende Trägheitskräfte, zu bestimmen. Beispielsweise umfasst die mindestens eine Bewegungs-Erfassungseinrichtung zusätzlich oder alternativ mindestens einen Drehratensensor und/oder Geschwindigkeitssensor.The at least one acceleration sensor according to dependent claim 4 allows a particularly functionally reliable detection of a respective corresponding movement of the head protection wearer. It is able to determine a respective acceleration of the head protection wearer, for example through acting inertial forces. For example the at least one movement detection device additionally or alternatively comprises at least one yaw rate sensor and/or speed sensor.

Die Unfall-Erfassungsanordnung gemäß dem Unteranspruch 5 ist äußerst funktionssicher. Falls beispielsweise die Unfall-Erfassungsanordnung aufgrund der jeweiligen erfassten Umgebung kein auffälliges Ereignis erkennt, veranlasst die Unfall-Erfassungsanordnung aufgrund der erfassten auffälligen Bewegung des Kopfschutz-Trägers dennoch den mindestens einen Airbag zum Schutz des Kopfschutz-Trägers.The accident detection arrangement according to dependent claim 5 is extremely reliable. If, for example, the accident detection arrangement does not detect a conspicuous event based on the respective detected environment, the accident detection arrangement nevertheless triggers the at least one airbag to protect the head protection wearer based on the detected conspicuous movement of the head protection wearer.

Die Unfall-Erfassungsanordnung ist gemäß dem Unteranspruch 6 imstande, entsprechende Signale der Bewegungs-Erfassungseinrichtung und der 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung zu verarbeiten bzw. auszuwerten. Durch den Einsatz unterschiedlich ausgebildeter Erfassungseinrichtungen ist die Unfall-Erfassungsanordnung besonders funktionssicher.According to dependent claim 6, the accident detection arrangement is capable of processing or evaluating corresponding signals from the movement detection device and the 3D environment detection device. The use of differently designed detection devices means that the accident detection arrangement is particularly reliable.

Fehlauslösungen, die vor allem für den Kopfschutz-Träger gefährlich sein können und nicht unerhebliche Kosten verursachen, sind vermeidbar, insbesondere wenn die Unfall-Erfassungsordnung eine Auslösung des mindestens einen Airbags nur veranlasst, wenn die jeweilige erfasste Bewegung und die jeweilige erfasste Umgebung beide zusammen auf einen Unfall schließen lassen. Beispielsweise schließt die Unfall-Erfassungsanordnung auf einen bevorstehenden Unfall und löst den mindestens einen Airbag aus, wenn die Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Kopfschutz-Trägers, insbesondere stark, zunimmt und gleichzeitig eine sich nähernde Fläche erfasst wird. Fehlauslösungen, wie bei einem Überfahren von Bodenunebenheiten, wie Bordsteinkanten, sind so beispielsweise vermeidbar. Die Unfall-Erfassungsanordnung erkennt hier aufgrund der erfassten Bewegung des Kopfschutz-Trägers ein auffälliges Ereignis, bemerkt aber aufgrund der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung gleichzeitig auch eine „Entwarnung“. Eine Auslösung des mindestens einen Airbags bleibt aus.Misdeployment, which can be particularly dangerous for the head protection wearer and cause not inconsiderable costs, can be avoided, especially if the accident detection regulation only triggers at least one airbag if the respective detected movement and the respective detected environment both occur together close an accident. For example, the accident detection arrangement concludes that an accident is imminent and triggers the at least one airbag if the acceleration or speed of the head protection wearer increases, particularly sharply, and at the same time an approaching surface is detected. False triggering, such as when driving over bumps in the ground, such as curbs, can thus be avoided, for example. Here, the accident detection arrangement recognizes a conspicuous event based on the detected movement of the head protection wearer, but at the same time also notices an “all clear” based on the at least one 3D environment detection device. The at least one airbag is not triggered.

Insbesondere ist die Unfall-Erfassungsanordnung imstande, aus einer Wegdifferenz einer Umgebungsfläche bzw. eines Umgebungsobjekts deren/dessen Relativgeschwindigkeit zu dem Kopfschutz-Träger zu bestimmen. Zusätzlich oder alternativ ist sie imstande, Änderungen der Relativgeschwindigkeit zu erfassen. Die Unfall-Erfassungsanordnung ist so imstande, einen Unfall vorherzusagen. Zur Erhöhung der Sicherheit zieht die Unfall-Erfassungsanordnung neben Signalen der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung die Signale der mindestens einen Bewegungs-Erfassungseinrichtung auch heran und wertet diese vorzugsweise aus. Die Unfall-Erfassungsanordnung ist imstande, einen Unfall zu erkennen, während dieser abläuft bzw. geschieht.In particular, the accident detection arrangement is capable of determining its relative speed to the head protection wearer from a path difference of a surrounding surface or a surrounding object. Additionally or alternatively, it is capable of detecting changes in relative speed. The accident detection arrangement is thus able to predict an accident. In order to increase safety, the accident detection arrangement also uses signals from the at least one movement detection device in addition to signals from the at least one 3D environment detection device and preferably evaluates them. The accident detection arrangement is able to detect an accident while it is occurring.

Die mindestens eine TOF (ToF, time of flight)-Einrichtung gemäß dem Unteranspruch 7 arbeitet mit dem Laufzeitverfahren und ist insbesondere imstande, Entfernungen zu Flächen zu messen bzw. anhand von Laufzeitinformationen ein dreidimensionales Abbild/Profil der Umgebung zu erstellen. Licht wird von einem Sender der TOF-Einrichtung emittiert und von mindestens einer Fläche reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen bzw. entsprechende Anteile von Pulsenergie werden von einem Empfänger der TOF-Einrichtung empfangen und anhand einer Laufzeit von Photonen der Lichtstrahlen wird die Entfernung ermittelt. Die mindestens eine TOF-Einrichtung umfasst somit bevorzugt mindestens einen Sender, wie eine Lichtquelle, einen Empfänger, wie eine Optik, eine Ansteuerelektronik und eine Auswerteeinheit. Die mindestens eine TOF-Einrichtung ist beispielsweise als TOF-Kamera oder TOF-Sensor ausgeführt.The at least one TOF (ToF, time of flight) device according to dependent claim 7 works with the transit time method and is particularly capable of measuring distances to surfaces or using transit time information to create a three-dimensional image/profile of the environment. Light is emitted from a transmitter of the TOF device and reflected from at least one surface. The reflected light beams or corresponding portions of pulse energy are received by a receiver of the TOF device and the distance is determined using a propagation time of photons of the light beams. The at least one TOF device thus preferably comprises at least one transmitter, such as a light source, a receiver, such as optics, control electronics and an evaluation unit. The at least one TOF device is designed as a TOF camera or TOF sensor, for example.

Die 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen gemäß dem Unteranspruch 8 führen zu einer besonders funktionssicheren Unfall-Erfassungsanordnung. Sie sind bevorzugt beabstandet zueinander und an einander gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers angeordnet. Im Betrieb emittieren sie günstigerweise in unterschiedliche Richtungen Licht aus.The 3D environment detection devices according to dependent claim 8 result in a particularly functionally reliable accident detection arrangement. They are preferably arranged at a distance from one another and on opposite sides of the base body. In operation, they advantageously emit light in different directions.

Durch die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 9 wird im Vergleich mit der Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 8 die Erfassung der jeweiligen Umgebung weiter erhöht und verbessert. Bevorzugt sind die 3D-Umgebungs-Erfasssungseinrichtungen seitlich an einander gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers angeordnet und emittieren im Betrieb in unterschiedliche, insbesondere gegensinnige, Richtungen Licht. Sie sind günstigerweise beabstandet zueinander angeordnet.The configuration according to dependent claim 9 further increases and improves the detection of the respective environment in comparison with the configuration according to dependent claim 8 . The 3D environment detection devices are preferably arranged laterally on opposite sides of the base body and emit light in different directions, in particular in opposite directions, during operation. They are conveniently spaced apart from each other.

Das 3D-Abbild bzw. dreidimensionale Abbild gemäß dem Unteranspruch 10 ist besonders realitätsnah, was eine äußerst funktionssichere Unfall-Erfassungsanordnung ergibt.The 3D image or three-dimensional image according to dependent claim 10 is particularly realistic, which results in an extremely functionally reliable accident detection arrangement.

Das Bewegungsprofil des Kopfschutz-Trägers gemäß dem Unteranspruch 11 gibt die erfassten Bewegungen besonders exakt wieder, was zu einer sehr funktionssicheren Unfall-Erfassungsanordnung führt.The movement profile of the head protection wearer according to dependent claim 11 reproduces the detected movements particularly precisely, which leads to a very functionally reliable accident detection arrangement.

Die Verarbeitungseinrichtung gemäß dem Unteranspruch 12 ist bevorzugt eine zentrale Verarbeitungseinrichtung. Sie ist günstigerweise elektrischer bzw. elektronischer Art. Die Verarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise eine interne oder externe Verarbeitungseinrichtung. Es ist zweckmäßig, wenn die Verarbeitungseinrichtung einen Ausgang hat, der zumindest zeitweise mit dem mindestens einen Airbag, insbesondere dessen Auslöseelektronik, in Verbindung steht. Vorzugsweise hat die Verarbeitungseinrichtung mindestens einen Eingang, der zumindest zeitweise mit der 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung und der mindestens einen Bewegungs-Erfassungseinrichtung, sofern vorhanden, in Verbindung steht.The processing device according to dependent claim 12 is preferably a central processing device. It is advantageously of an electrical or electronic nature direction is preferably an internal or external processing device. It is expedient if the processing device has an output which is at least temporarily connected to the at least one airbag, in particular to its triggering electronics. The processing device preferably has at least one input which is at least temporarily connected to the 3D environment detection device and the at least one motion detection device, if present.

Auch die Unfall-Erfassungsanordnung gemäß dem Unteranspruch 14 ist besonders zuverlässig.The accident detection arrangement according to dependent claim 14 is also particularly reliable.

Gemäß dem Unteranspruch 15 laufen die Auswertungen eines Bewegungsprofils und eines Umgebungsprofils gleichzeitig, alternativ nacheinander, ab. Gleichzeitige Auswertungen erlauben eine besonders schnelle Auslösung des mindestens einen Airbags. Eine solche Unfall-Erfassungsanordnung ist besonders reaktionsschnell und sicher.According to dependent claim 15, the evaluations of a movement profile and an environment profile run simultaneously, alternatively one after the other. Simultaneous evaluations allow the at least one airbag to be deployed particularly quickly. Such an accident detection arrangement is particularly quick to react and safe.

Der Kopfschutz gemäß dem Unteranspruch 16 ist besonders benutzerfreundlich. Zum einen erlaubt er ein gutes Hören, was aus Sicherheitsgründen wichtig ist. Im Falle einer Auslösung des mindestens einen Airbags dämpft er dessen Auslösegeräusch, was einen Hörschaden des Kopfschutz-Trägers verhindert. Der Gehörschutz ist somit nur zeitweise, insbesondere kurzzeitig, aktiv.The head protection according to dependent claim 16 is particularly user-friendly. On the one hand, it allows good hearing, which is important for safety reasons. If the at least one airbag is triggered, it dampens its triggering noise, which prevents hearing damage to the person wearing the head protection. The hearing protection is therefore only active at times, in particular for a short time.

Der Kopfschutz gemäß dem Unteranspruch 17 bietet dem Kopfschutz-Träger eine besonders hohe Sicherheit. Beispielsweise ist der Helm als Sporthelm, wie Radsporthelm, Wintersporthelm, Reitsporthelm oder dergleichen, ausgebildet. Alternativ findet der Helm zum Beispiel im Arbeitsschutzbereich Anwendung. Es ist zweckmäßig, wenn der Helm eine Kinnriemenanordnung umfasst. Es ist von Vorteil, wenn der Helm eine Helmkalotte hat. Die Helmkalotte weist bevorzugt eine, insbesondere harte oder stabile, Außenschale auf. Es ist zweckmäßig, wenn die Helmkalotte eine Innenschale, beispielsweise aus einem (Hart)Schaummaterial, aufweist. The head protection according to dependent claim 17 offers the head protection wearer a particularly high level of security. For example, the helmet is designed as a sports helmet, such as a cycling helmet, winter sports helmet, equestrian helmet or the like. Alternatively, the helmet can be used, for example, in the area of occupational safety. It is useful if the helmet includes a chin strap arrangement. It is an advantage if the helmet has a helmet shell. The helmet shell preferably has an outer shell, in particular a hard or stable one. It is expedient if the helmet shell has an inner shell, for example made of a (rigid) foam material.

Das (Hart)Schaummaterial ist bevorzugt stoßabsorbierend. Vorzugsweise umfasst die Helmkalotte innenseitig ein Futter bzw. eine Polsterung. Alternativ ist die Helmkalotte beispielsweise durch eine Hartschale gebildet und bevorzugt ungepolstert. Günstigerweise befindet sich in der Hartschale dann eine Innenausstattung. Alternativ ist der Kopfschutz vorzugsweise als Kappe, Mütze oder dergleichen ausgeführt. Es ist von Vorteil, wenn der Kopfschutz größenverstellbar ist. Auch ohne ausgelöstem Airbag bietet ein solcher Kopfschutz bevorzugt eine, insbesondere normgerechte, hohe Schutzwirkung, insbesondere für den Kopf des Kopfschutz-Trägers.The (rigid) foam material is preferably shock-absorbing. The helmet shell preferably comprises a lining or padding on the inside. Alternatively, the helmet shell is formed, for example, by a hard shell and is preferably unpadded. Conveniently, there is an interior fitting in the hard shell. Alternatively, the head protection is preferably designed as a cap, hat or the like. It is an advantage if the head protection is adjustable in size. Even without a deployed airbag, such a head protection preferably offers a high level of protection, in particular one that conforms to standards, in particular for the head of the head protection wearer.

Das Stirnband gemäß dem Unteranspruch 18 zeichnet sich durch seinen hohen Tragekomfort aus. Es ist vergleichsweise leicht und erlaubt eine gute Belüftung des Kopfs des Kopfschutz-Trägers. Das Stirnband ist vorzugsweise endlos. Es ist günstigerweise längenveränderlich.The headband according to dependent claim 18 is characterized by its high wearing comfort. It is comparatively light and allows good ventilation of the head of the head protection wearer. The headband is preferably endless. Conveniently, it is variable in length.

Bevorzugt ist der Kopfschutz (im Wesentlichen) bezüglich einer Mittelebene symmetrisch ausgeführt.The head protection is preferably (substantially) symmetrical with respect to a central plane.

Es ist zweckmäßig, wenn die Unfall-Erfassungsanordnung den Kopfschutz-Träger vor möglichen Unfällen, Hindernissen oder dergleichen, beispielsweise optisch und/oder akustisch, frühzeitig warnt. Die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung ist imstande, Hindernisse bereits frühzeitig zu erkennen, die mit dem menschlichen Auge nicht bzw. nur schwer erkennbar sind. Besonders bei Dunkelheit, wie nachts, stellt dies einen bedeutenden Sicherheitsvorteil dar.It is expedient if the accident detection arrangement gives the wearer of the head protection early warning of possible accidents, obstacles or the like, for example optically and/or acoustically. The at least one 3D environment detection device is capable of early detection of obstacles that are difficult or impossible to detect with the human eye. Especially in the dark, such as at night, this represents a significant safety advantage.

Die auf den unabhängigen Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche betreffen auch bevorzugte Weiterbildungen des unabhängigen Verfahrensanspruchs.The dependent claims referring back to independent claim 1 also relate to preferred developments of the independent method claim.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kopfschutz mit aktiven 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen,
2 eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Kopfschutzes,
3 einen Längsschnitt durch den in 1, 2 veranschaulichten Kopfschutz,
4 eine Ansicht, die den in 1 bis 3 dargestellten Kopfschutz von hinten mit ausgelösten Airbags zeigt,
5 eine 4 entsprechende Ansicht, die den Kopfschutz von vorne mit ausgelösten Airbags zeigt,
6 eine perspektivische Ansicht, die den Kopfschutz gemäß 1 bis 5 mit ausgelösten Airbags veranschaulicht,
7 ein Blockschaltbild der Unfall-Erfassungsanordnung des in 1 bis 6 gezeigten Kopfschutzes,
8 ein Flussdiagramm, das die Funktion der Unfall-Erfassungsanordnung des in 1 bis 6 gezeigten Kopfschutzes erläutert,
9 eine Seitenansicht, die einen von einem Kopfschutz-Träger getragenen erfindungsgemäßen Kopfschutz gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht,
10 eine Ansicht, die den in 9 veranschaulichten Kopfschutz von vorne zeigt,
11 eine Draufsicht auf den in 9, 10 veranschaulichten Kopfschutz, und
12 eine perspektivische Ansicht, die den in 9 bis 11 dargestellten Kopfschutz in getragenem Zustand mit aktiven 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen zeigt

In the following, preferred embodiments of the invention are described by way of example with reference to the attached drawing. show:

1 a plan view of head protection according to the invention with active 3D environment detection devices,
2 a perspective view of the in 1 shown head protection,
3 a longitudinal section through the in 1 , 2 illustrated head protection,
4 a view that the in 1 until 3 shown head protection from behind with deployed airbags,
5 one 4 corresponding view showing the head protection from the front with deployed airbags,
6 a perspective view according to the head protection 1 until 5 illustrated with deployed airbags,
7 a block diagram of the accident detection arrangement of in 1 until 6 shown head protection,
8th a flow chart showing the function of the accident detection arrangement in 1 until 6 shown head protection explained,
9 a side view illustrating a head protection according to the invention worn by a head protection wearer according to a second embodiment,
10 a view that the in 9 illustrated headgear shows from the front,
11 a top view of the in 9 , 10 illustrated head protection, and
12 a perspective view showing the in 9 until 11 headgear as shown when worn with active 3D environment sensing devices

Ein in den 1 bis 6 gezeigter Schutzhelm für Fahrradfahrer umfasst als Grundkörper eine Helmkalotte 1.one in the 1 until 6 The protective helmet shown for cyclists comprises a helmet shell 1 as the base body.

An der Helmkalotte 1 sind mehrere TOF-Einrichtungen 2 beabstandet zueinander, vorzugsweise benachbart zu einem unteren Rand der Helmkalotte 1, angeordnet. Die TOF-Einrichtungen 2 sind (im Wesentlichen) gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet und identisch ausgebildet. Sie liegen bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene und sind derart an der Helmkalotte 1 angeordnet, dass deren Sender einem durch die Helmkalotte 1 räumlich begrenzten Innenraum abgewandt und im Stande sind, Licht von der Helmkalotte 1 nach außen weg zu emittieren, um die Umgebung zu erfassen. Wie 1 beispielsweise zeigt, senden die TOF-Einrichtungen 2 im Betrieb kreissektorförmige Erfassungsfelder 21 nach seitlich außen aus. Die Erfassungsfelder 21 erstrecken sich im Wesentlichen um eine gemeinsame horizontale Ebene, die senkrecht zu einer Längs-Mittelebene der Helmkalotte 1 verläuft. Es ist zweckmäßig, wenn sie die Umgebung über eine Höhe von maximal 3 m über einem Boden erfassen. Vorzugsweise überlappen sich die Erfassungsfelder 21 zumindest im Fernbereich, bevorzugt im Mittel- und Fernbereich.A plurality of TOF devices 2 are arranged on the helmet shell 1 at a distance from one another, preferably adjacent to a lower edge of the helmet shell 1 . The TOF devices 2 are arranged (substantially) evenly spaced apart from one another and are of identical design. They are preferably in a common plane and are arranged on the helmet shell 1 in such a way that their transmitters face away from an interior space spatially delimited by the helmet shell 1 and are able to emit light outwards from the helmet shell 1 in order to detect the surroundings. As 1 shows, for example, the TOF devices 2 emit detection fields 21 in the shape of a sector of a circle to the outside during operation. The detection fields 21 essentially extend around a common horizontal plane that runs perpendicular to a longitudinal center plane of the helmet shell 1 . It is useful if they detect the environment from a maximum height of 3 m above the ground. The detection fields 21 preferably overlap at least in the far range, preferably in the middle and far range.

Insgesamt sind hier vier TOF-Einrichtungen 2 vorhanden. Eine TOF-Einrichtung 2 befindet sich vorne an der Helmkalotte 1, während eine andere TOF-Einrichtung 2 hinten an der Helmkalotte 1 angeordnet ist. An jeder Seitenfläche der Helmkalotte 1 befindet sich eine weitere TOF-Einrichtung 2. Eine andere Anordnung bzw. Anzahl der TOF-Einrichtungen 2 ist alternativ möglich.A total of four TOF devices 2 are present here. A TOF device 2 is located at the front of the helmet shell 1, while another TOF device 2 is located at the rear of the helmet shell 1. A further TOF device 2 is located on each side surface of the helmet shell 1. A different arrangement or number of the TOF devices 2 is alternatively possible.

An der Helmkalotte 1 ist hinten eine Airbag-Anordnung 3 angeordnet. Die Airbag-Anordnung 3 umfasst zwei Airbag-Einrichtungen, die identisch sind und jeweils einen sackartigen Airbag 4 und eine mit dem Airbag 4 zumindest für das Aufblasen desselben in Strömungsverbindung stehende Gaskartusche 5 sowie eine mit der Gaskartusche 5 zumindest für das Aufblasen des Airbags 4 in Verbindung stehende Zündung als Auslöseeinheit 6 umfassen.An airbag arrangement 3 is arranged on the helmet shell 1 at the rear. The airbag arrangement 3 comprises two airbag devices, which are identical and each have a sac-like airbag 4 and a gas cartridge 5 which is in flow connection with the airbag 4 at least for inflating the same, and a gas cartridge 5 which is connected to the gas cartridge 5 at least for inflating the airbag 4 in Related ignition as trigger unit 6 include.

Die Airbag-Anordnung 3 trägt außerdem eine Beschleunigungssensor-Anordnung 7.The airbag arrangement 3 also carries an acceleration sensor arrangement 7.

An der Helmkalotte 1 sind außerdem eine Verarbeitungseinrichtung 8, eine Energiequelle 9 und eine Speichereinheit 10 sowie eine Benutzerschnittstelle 11 angeordnet. Die Energiequelle 9 ist beispielsweise als Batterie oder Akkumulator ausgeführt. Die Verarbeitungseinrichtung 8, Energiequelle 9 und/oder Speichereinheit 10 kann/können ein isoliertes Bauteil darstellen oder Bestandteil einer anderen elektrischen Komponente sein.A processing device 8 , an energy source 9 and a memory unit 10 as well as a user interface 11 are also arranged on the helmet shell 1 . The energy source 9 is designed, for example, as a battery or accumulator. The processing device 8, energy source 9 and/or storage unit 10 can represent an isolated component or be part of another electrical component.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 7 die Ausgestaltung der Unfall-Erfassungsanordnung näher erläutert.Below, with reference to 7 the design of the accident detection arrangement explained in more detail.

Die Verarbeitungseinrichtung 8 steht mit den Auslöseeinheiten 6 zumindest zeitweise in direkter Signalverbindung und ist imstande, bei Erkennung eines Unfalls Auslösesignale an diese zu schicken.The processing device 8 is at least temporarily in direct signal connection with the triggering units 6 and is able to send triggering signals to them when an accident is detected.

Jede Auslöseeinheit 6 wiederum steht zumindest zeitweise mit der zugehörigen Gaskartusche 5 in direkter Verbindung und ist imstande, das in dieser enthaltene komprimierte Gas freizusetzen, das dann in den zugeordneten Airbag 4 strömt und diesen aus seinem gefalteten Zustand zum Schutz des Kopfschutz-Trägers aufbläst.Each triggering unit 6, in turn, is at least temporarily in direct communication with the associated gas cartridge 5 and is able to release the compressed gas contained therein, which then flows into the associated airbag 4 and inflates it from its folded state to protect the head protection wearer.

Jede TOF-Einrichtung 2 steht zumindest zeitweise mit der Verarbeitungseinrichtung 8 in direkter Signalverbindung. Die Verarbeitungseinrichtung 8 empfängt dann entsprechende Umgebungssignale. Die Beschleunigungssensor-Anordnung 7 steht ebenfalls zumindest zeitweise mit der Verarbeitungseinrichtung 8 in direkter Signalverbindung. Die Verarbeitungseinrichtung 8 empfängt dann entsprechende Bewegungssignale.Each TOF device 2 is at least temporarily in direct signal connection with the processing device 8 . The processing device 8 then receives corresponding environmental signals. The acceleration sensor arrangement 7 is also at least temporarily in direct signal communication with the processing device 8 . The processing device 8 then receives corresponding motion signals.

Die Verarbeitungseinrichtung 8 und die Speichereinheit 10 stehen zumindest zeitweise in direkter Signalverbindung miteinander. Die Verarbeitungseinrichtung 8 ist imstande, zu speichernde Ereignisse an die Speichereinheit 10 zu schicken und bei Bedarf gespeicherte Ereignisse von dieser zu empfangen.The processing device 8 and the memory unit 10 are at least temporarily in direct signal connection with one another. The processing device 8 is capable of sending events to be stored to the storage unit 10 and, if necessary, receiving stored events from it.

Die Verarbeitungseinrichtung 8 und die Benutzerschnittstelle 11 stehen zumindest zeitweise in direkter Signalverbindung miteinander. Beispielsweise schickt die Verarbeitungseinrichtung 8 an die Benutzerschnittstelle 11 Statusinformationen, die diese dann, beispielsweise über LEDs, anzeigt. Die Verarbeitungseinrichtung 8 ist zum Beispiel mittels der Benutzerschnittstelle 11 ein- und/oder ausschaltbar.The processing device 8 and the user interface 11 are at least temporarily in direct signal connection with one another. For example, the processing device 8 sends status information to the user interface 11, which the user interface then displays, for example via LEDs. The processing device 8 can be switched on and/or off using the user interface 11, for example.

Die Energiequelle 9 steht zumindest zeitweise mit den TOF-Einrichtungen 2, der Speichereinheit 10, der Verarbeitungseinrichtung 8, der Beschleunigungssensor-Anordnung 7, den Auslöseeinheiten 6 bzw. den Airbags 4 und der Benutzerschnittstelle 11 in elektrischer Verbindung, um diese mit elektrischer Energie, wie Strom, zu versorgen.The energy source 9 is at least temporarily electrically connected to the TOF devices 2, the storage unit 10, the processing device 8, the acceleration sensor arrangement 7, the triggering units 6 or the airbags 4 and the user interface 11 in order to supply them with electrical energy, such as electricity to supply.

Andere Schaltungen sind alternativ möglich, um den Betrieb der Unfall-Erfassungsanordnung und/oder die Auslösung des mindestens einen Airbags 4 sicherzustellen.Other circuits are alternatively possible in order to ensure the operation of the accident detection arrangement and/or the deployment of the at least one airbag 4.

Die Signalverbindungen können drahtgeführt oder drahtlos sein.The signal connections can be wired or wireless.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 8 die Funktion der Unfall-Erfassungsanordnung näher erläutert.Below, with reference to 8th the function of the accident detection arrangement explained in more detail.

In einem Schritt 12 wird die Umgebung des Schutzhelms bzw. des Kopfschutz-Trägers mittels der TOF-Einrichtungen 2 dreidimensional erfasst. Die TOF-Einrichtungen 2 erzeugen entsprechende repräsentative Umgebungssignale. Die Umgebungssignale basieren auf 3D-Laufzeitinformationen.In a step 12, the surroundings of the protective helmet or the head protection wearer are recorded three-dimensionally by means of the TOF devices 2. The TOF devices 2 generate corresponding representative environment signals. The environment signals are based on 3D transit time information.

In einem Schritt 13 wird eine gegebenenfalls aktuell vorliegende Bewegung/Beschleunigung des Schutzhelms bzw. des Kopfschutz-Trägers mittels der Beschleunigungssensor-Anordnung 7 erfasst. Die Beschleunigungssensor-Anordnung 7 erzeugt entsprechende repräsentative Bewegungssignale und/oder Beschleunigungssignale.In a step 13 , any currently existing movement/acceleration of the protective helmet or of the head protection wearer is detected by means of the acceleration sensor arrangement 7 . The acceleration sensor arrangement 7 generates corresponding representative movement signals and/or acceleration signals.

Die Beschleunigungssensor-Anordnung 7 und die TOF-Einrichtungen 2 sind bei Einsatz der Unfall-Erfassungsanordnung stets aktiv und im Stande, die Bewegung/Beschleunigung des Schutzhelms bzw. des Kopfschutz-Trägers und dessen Umgebung zu erfassen. Die Schritte 12 und 13 werden vorzugsweise gleichzeitig durchgeführt.The acceleration sensor arrangement 7 and the TOF devices 2 are always active when the accident detection arrangement is used and are able to detect the movement/acceleration of the protective helmet or the head protection wearer and its surroundings. Steps 12 and 13 are preferably performed simultaneously.

Die erfassten Umgebungssignale und Bewegungssignale/Beschleunigungssignale werden anschließend in einem Schritt 14 an die Verarbeitungseinrichtung 8 übergeben, in welcher dann deren Verarbeitung erfolgt.The detected environmental signals and movement signals/acceleration signals are then transferred in a step 14 to the processing device 8, in which they are then processed.

Die Umgebungssignale fügt die Verarbeitungseinrichtung 8 in einem nachfolgenden Schritt 15 zu einem dreidimensionalen Abbild der jeweiligen Umgebung zusammen. Ein jeweiliges Umgebungsprofil wird erzeugt.In a subsequent step 15, the processing device 8 combines the environmental signals into a three-dimensional image of the respective environment. A respective environment profile is generated.

In einem auf den Schritt 15 folgenden Schritt 16 wertet die Verarbeitungseinrichtung 8 das Umgebungsprofil aus.In a step 16 following step 15, the processing device 8 evaluates the environmental profile.

In einem Schritt 17 erstellt die Verarbeitungseinrichtung 8 aus den Bewegungssignalen/Beschleunigungssignalen ein Bewegungsprofil und/oder ein Beschleunigungsprofil. Dies erfolgt bevorzugt zeitgleich mit dem Schritt 15.In a step 17, the processing device 8 creates a movement profile and/or an acceleration profile from the movement signals/acceleration signals. This is preferably done at the same time as step 15.

In einem auf den Schritt 17 folgenden Schritt 18 wertet die Verarbeitungseinrichtung 8 das Bewegungsprofil und/oder das Beschleunigungsprofil aus. Dies erfolgt bevorzugt zeitgleich mit dem Schritt 16.In a step 18 following step 17, the processing device 8 evaluates the movement profile and/or the acceleration profile. This is preferably done at the same time as step 16.

Das Umgebungsprofil und Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil werden bevorzugt laufend, günstigerweise gleichzeitig, ausgewertet.The environment profile and movement profile/acceleration profile are preferably evaluated continuously, advantageously simultaneously.

Anschließend folgt auf die Schritte 16 und 18 der Schritt 19. In dem Schritt 19 erfolgt zum einen anhand der Auswertung des Umgebungsprofils und Bewegungsprofils/Beschleunigungsprofils eine Risikobewertung hinsichtlich eines (gerade schon stattfindenden) Unfalls und/oder einer (kurz bevorstehenden) Kollision. Zum anderen erfolgt insbesondere ein Abgleich der gewonnenen Informationen in der Verarbeitungseinrichtung 8. Beispielsweise gleicht die Verarbeitungseinrichtung 8 das Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil mit hinterlegten Referenzprofilen ab. Die Verarbeitungseinrichtung 8 macht bevorzugt einen Abgleich mit Erkenntnissen/Ergebnissen/Prüfungen, die auf dem jeweiligen Umgebungsprofil basieren.Step 19 then follows steps 16 and 18. In step 19, on the one hand, a risk assessment is carried out with regard to an accident (already taking place) and/or a collision (imminent) based on the evaluation of the environment profile and movement profile/acceleration profile. On the other hand, the information obtained is compared in particular in the processing device 8. For example, the processing device 8 compares the movement profile/acceleration profile with stored reference profiles. The processing device 8 preferably makes a comparison with findings/results/checks that are based on the respective environmental profile.

Auf den Schritt 19 folgt ein Schritt 20, bei welchem geprüft wird, ob aufgrund der erfolgten Risikobewertung und des Abgleichs eine Kollision, wie mit einer Fläche, wie einem Baum, einem Ast, einem Fahrzeug, einer Person oder dergleichen, zu erwarten ist, oder ein solcher Unfall gerade stattfindet.Step 19 is followed by step 20, in which it is checked whether a collision, such as with an area such as a tree, a branch, a vehicle, a person or the like, is to be expected based on the risk assessment and the comparison such an accident is taking place.

Falls die Verarbeitungseinrichtung 8 bei der Prüfung in Schritt 20 feststellt, dass ein/e Unfall/Kollision stattfindet bzw. in Kürze bevorsteht, aktiviert die Verarbeitungseinrichtung 8 in einem Schritt 23 die Auslöseeinheiten 6 und damit die Airbags 4 zum Schutz des Kopfschutz-Trägers.If the processing device 8 determines during the check in step 20 that an accident/collision is taking place or is imminent, in a step 23 the processing device 8 activates the triggering units 6 and thus the airbags 4 to protect the head protection wearer.

Die Aktivierung der Auslöseeinheiten 6 erfolgt, wenn nur das Umgebungsprofil oder nur das Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil oder das Umgebungsprofil gemeinsam mit dem Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil auf einen sicherheitsrelevanten Fall hinweist bzw. hinweisen. Sie erfolgt also, wenn das Umgebungsprofil und/oder das Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil auf einen sicherheitsrelevanten Fall hinweisen.The triggering units 6 are activated when only the environmental profile or only the movement profile/acceleration profile or the environmental profile together with the movement profile/acceleration profile indicates a safety-relevant case. It therefore takes place when the environment profile and/or the movement profile/acceleration profile indicate a safety-relevant case.

Bei einer besonderen Ausführung erfolgt eine Aktivierung der Auslöseeinheiten 6 nur dann, wenn sowohl das Umgebungsprofil als auch das Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil beide gemeinsam auf einen Unfall bzw. eine Kollision schließen lassen.In a special embodiment, the triggering units 6 are only activated if both the environmental profile and the movement profile/acceleration profile together indicate an accident or a collision.

Falls die Verarbeitungseinrichtung 8 in dem Schritt 20 feststellt, dass keine Kollision bzw. kein Unfall abzusehen ist, wird zu den Schritten 12 und 13 zurückgekehrt und das geschilderte Verfahren neu begonnen. Es erfolgt keine Aktivierung der Auslöseeinheiten 6.If the processing device 8 establishes in step 20 that no collision or accident is foreseeable, steps 12 and 13 are returned to and the method described is restarted. The trip units 6 are not activated.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 eine alternative Ausführungsform beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei der vorherigen Ausführungsform, auf deren Beschreibung explizit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedlich, jedoch funktionell gleichwertige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten „a“.In the following, with reference to the 9 until 12 an alternative embodiment described. Identical parts are given the same reference numbers as in the previous embodiment, to the description of which reference is explicitly made. Structurally different, but functionally equivalent parts are given the same reference numbers with an “a” after them.

Der Grundkörper ist hier als Stirnband 1a ausgeführt, das mittels einer Größenverstelleinrichtung 22 in der Größe verstellbar ist. In getragenem Zustand umläuft es den Kopf des Kopfschutz-Trägers, wobei dessen Oberkopf (im Wesentlichen) unbedeckt bleibt.The base body is designed here as a headband 1a, the size of which can be adjusted by means of a size adjustment device 22. When worn, it surrounds the head of the head protection wearer, with the top of the head remaining (essentially) uncovered.

Das Stirnband 1a trägt vorne und hinten jeweils eine TOF-Einrichtung 2. Es sind hier insgesamt zwei TOF-Einrichtungen 2 vorhanden, die einander gegenüberliegend angeordnet und identisch ausgebildet sind.The headband 1a carries a TOF device 2 at the front and rear. There are a total of two TOF devices 2 here, which are arranged opposite one another and are of identical design.

Hinten sind an dem Stirnband 1a sind zwei Airbag-Einrichtungen angeordnet. Zwischen den Airbag-Einrichtungen befindet sich eine Beschleunigungssensor-Anordnung 7.Two airbag devices are arranged at the rear of the headband 1a. An acceleration sensor arrangement 7 is located between the airbag devices.

Der Aufbau der Unfall-Erfassungsanordnung und deren Funktion sind wie bei der vorherigen Ausführungsform, auf die verwiesen wird.The construction of the accident detection arrangement and its function are the same as in the previous embodiment to which reference is made.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 2019/004918 A1 [0003]

Claims

Head protection for at least partial protection of a head protection wearer, a) with a base body (1; 1a), b) with at least one airbag (4) arranged on the base body (1; 1a), and c) with an accident detection arrangement arranged on the base body (1; 1a) and at least temporarily connected to the at least one airbag (4) for triggering the at least one airbag (4) when an accident is detected, the accident detection arrangement i) has at least one 3D environment detection device (2) for detecting a respective environment of the head protection wearer, and ii) causes the at least one airbag (4) to be triggered if the respective detected environment indicates an accident.

head protection after claim 1 , characterized in that the accident detection arrangement has at least one movement detection device (7) for detecting a respective movement of the head protection wearer.

head protection after claim 2 , characterized in that the at least one movement detection device (7) has at least one movement detection sensor.

head protection after claim 3 , characterized in that the movement detection sensor is designed as an acceleration sensor for detecting a respective acceleration of the head protection wearer.

Head protection according to one of the claims 2 until 4 , characterized in that the accident detection arrangement causes the at least one airbag (4) to be triggered if the movement detected in each case indicates an accident.

Head protection according to one of the claims 2 until 5 , characterized in that the accident detection arrangement causes the at least one airbag (4) to be triggered if the respective detected movement and the respective detected environment both together indicate an accident.

Head protection according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one 3D environment detection device has at least one TOF device (2), in particular a TOF camera.

Head protection according to one of the preceding claims, characterized by several of the 3D environment detection devices (2) on the base body (1; 1a) at the front for capturing a respective front environment in relation to the base body (1; 1a) and at the rear for capturing a respective rear environment in relation to the base body (1; 1a) are arranged.

head protection after claim 8 characterized by 3D environment detection devices (2) arranged laterally on the base body (1) for detecting a respective lateral environment in relation to the base body (1).

Head protection according to one of the preceding claims, characterized in that the accident detection arrangement creates a 3D image of the environment on the basis of the respective environment detected.

Head protection according to one of the preceding claims, characterized in that the accident detection arrangement creates a movement profile of the head protection wearer on the basis of a respective detected movement of the head protection wearer.

Head protection according to one of the preceding claims, characterized in that the accident detection arrangement has a processing device (8) for triggering the at least one airbag (4) when an accident is detected.

Head protection according to one of the claims 2 until 6 and after claim 12 , characterized in that the at least one movement detection device (7) and the at least one 3D environment detection device (2) are at least temporarily in signal communication with the processing device (8).

head protection after claim 11 and after claim 12 or 13 , characterized in that the processing device (8) takes into account movement profile signals and environment signals.

Head protection according to one of the preceding claims, characterized in that the accident detection arrangement continuously evaluates the respective detected environment and a respective detected movement of the head protection wearer.

Head protection according to one of the preceding claims, characterized by hearing protection which is only active when the at least one airbag (4) is deployed to dampen an airbag deployment noise.

Head protection according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (1) is designed as a helmet, in particular a protective helmet.

Head protection according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (1a) is designed as a headband.

A method for at least partially protecting a head protection wearer, comprising the steps of - Providing a base body (1; 1a) and at least one airbag (4) arranged on the base body (1; 1a) and one on the base body (1; 1a) and at least temporarily connected to the at least one airbag (4). accident registration arrangement, - detecting a respective environment of the head protection wearer by means of at least one 3D environment detection device (2) of the accident detection arrangement, and - causing the at least one airbag (4) to be triggered by the accident detection arrangement if the respective detected environment suggests an accident.