DE10210975B4

DE10210975B4 - Personenindividuelles Notfallerkennungssystem

Info

Publication number: DE10210975B4
Application number: DE10210975A
Authority: DE
Inventors: Joachim Rudhard; Klaus Heyers
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: US20030197608A1; DE10210975A1

Abstract

Personenindividuelles Notfallerkennungssystem mit mindestens einem Sensor (DMS), der in einem Schutzhelm angeordnet ist, zur Erfassung mindestens eines auf die Person einwirkenden mechanischen oder sonstigen physikalischen Ereignisses und zur Auslösung einer Sicherheitsfunktion, wobei der mindestens eine Sensor (DMS) mit Übertragungsmitteln (MS, ME) verbunden ist, mit denen eine Auslösung der Sicherheitsfunktion in einer vorgebbaren oder beliebig wählbaren Entfernung zum Ereignisort bewirkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (DMS) als Folie mit Dehnmessstreifen (DMS) ausgebildet ist, wobei die Dehnmessstreifen derart als Netzwerk miteinander verschaltet sind, dass durch den Sensor (DMS) plastische Verformungen des Schutzhelms sensiert werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein personenindividuelles Notfallerkennungssystem mit mindestens einem Sensor, der in einem Schutzhelm angeordnet ist, zur Erfassung mindestens eines auf die Person einwirkenden mechanischen oder sonstigen physikalischen Ereignisses und zur Auslösung einer Sicherheitsfunktion, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Für sich gesehen ist es bekannt, dass unfallgefährdete Personen Sensoren tragen, die bei bestimmten Ereignissen, wie z. B. der Einwirkung einer äußeren Kraft oder bei bestimmten Bewegungen oder Beschleunigungen, ein weiterzuverarbeitendes Signal erzeugen. Es ist zum Beispiel aus der DE 196 31 465 A1 bekannt, dass in einem Kopfschutzhelm für Motorradfahrer eine Sensoranordnung angebracht ist, mit der bei einem Unfall des Motorradfahrers eine sog. Airbag-Vorrichtung am Helm aktivierbar ist, die dann den Kopf- und Genickbereich des Motorradfahrers schützt.
Aus DE 100 16 991 A1 als nächstliegendem Stand der Technik, vom dem die Erfindung ausgeht, ist ein Schutzhelm mit einer Mikrophoneinrichtung und einer Lautsprechereinrichtung bekannt, wobei im Schutzhelm auch Kommunikationsmittel wie ein Telefon angeordnet sind. Darüber hinaus können im Helm ein Crashsensor und/oder ein Drucksensor integriert werden, um eine Notfallsituation zu erkennen. Aus DE 44 21 508 A1 ist ein System zum Herbeiholen von Hilfe für Personen oder Insassen von Fahrzeugen, die ein Mobiltelefon mit sich führen bekannt. Dafür wird das Fahrzeug mit einer Notrufauslöseelektronik ausgestattet, die das Mobiltelefon beim Erkennen eines vorbestimmten Auslösesignals derart in Gang setzt, dass das Mobiltelefon ein Notsignal aussendet, das von einer mit diesem in Verbindung stehenden Mobilfunkbetriebseinrichtung empfangen und an einen Rettungsdienst weitergeleitet wird. Dabei können auch Sensoren für die unbefugte Benutzung des Fahrzeugs vorgesehen sein.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, den Aufprall besser zu qualifizieren.
Vorteile der Erfindung
Bei einer Weiterbildung eines personenindividuelles Notfallerkennungssystem mit mindestens einem Sensor zur Erfassung mindestens eines auf die Person einwirkenden mechanischen oder sonstigen physikalischen Ereignisses und zur Auslösung einer Sicherheitsfunktion ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der mindestens eine Sensor mit Übertragungsmitteln verbunden ist, mit denen eine Auslösung der Sicherheitsfunktion in einer vorgebbaren oder beliebig wählbaren Entfernung zum Ereignisort bewirkbar ist.
Im einzelnen kann das System derart funktionieren, dass ein in einem Helm integriertes handelsübliches oder angepasstes spezielles Mobiltelefon automatisch einen Notruf an eine eingespeicherte dauerhaft besetzte Notrufzentrale sendet. Wenn die Unversehrtheit eines separat mitgeführten Mobiltelefons gewährleistet ist, könnte dies auch mit einer speziellen Funktion zum Senden des Notrufes versehen werden. Dabei werden die vom GPS-Empfänger ermittelten Daten der Ostskoordinaten und die Nummer des Telefonteilnehmers automatisch übermittelt. Wird der Notruf innerhalb einer bestimmten Zeit manuell von dem Verunglückten nicht zurückgesetzt, so kann der entsprechend informierte Notdienst mit den Koordinaten des GPS-Systems dem Verunglückten zu Hilfe kommen.
Bei dem erfindungsgemäßen Notfallerkennungssystem werden vorzugsweise mikromechanische Sensoren zu einem Sicherheitssystem zusammengefasst und beispielsweise in einem Schutzhelm integriert. Diese Sensoren detektieren dann den Zustand des Helms und auch den Bewegungszustand von Helm und Helmträger, so dass das Gesamtsystem den ordnungsgemäßen Zustand überwacht, indem es die Istwerte mit vorgegebenen Grenzwerten vergleicht.
Die Übertragungsmittel können in vorteilhafter Weise Bestandteil eines Funksystems sein, das mindestens zur Übertragung und Auswertung von Notrufen ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der zu überwachenden Person eine Vorrichtung zur Bestimmung des Ereignisortes vorhanden ist, bei der die Daten des Ereignisortes über die Übertragungsmittel mitübertragbar sind. Das Funksystem zur Übertragung des Notrufes kann auf einfache Weise ein herkömmliches Mobilfunksystem für den Sprach- und/oder Datenverkehr sein und die Vorrichtung zur Bestimmung des Ereignisortes die Koordinaten des Ereignisortes kann auf einfache Weise mit einem herkömmlichen Global Positioning System (GPS) gekoppelt werden.
Bei vielen Anwendungsfällen, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, ist bereits ein für sich gesehen z. B. aus der DE 199 63 767 A1 bekannter GPS-Empfänger integriert und mit einem Navigationssystem vernetzt. Werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung die in einem Mikrocontroller des Systems hinterlegten und definierten normalen Betriebszustände verlassen und Grenzwerte dauerhaft oder aber über ein normales Zeitintervall hinaus sensiert, so dass es naheliegend erscheint, dass dem Helmtragenden ein Ereignis, sprich ein Unfall widerfahren ist, und er sich daher in eine Hilfe bedürftigen Situation befindet, dann wird die Notruffunktion ausgelöst.
Zur Verhinderung der Auslösung von Fehlalarmen können vor der Übertragung von ereignisrelevanten Daten die Sensorsignale mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden und lediglich für den Fall, dass ein Abweichen von diesen Grenzwerten in einer vorgegeben Richtung während einer vorgegebenen Zeitspanne auftritt, sollte die Übertragung zur Auslösung der Sicherheitsfunktion erfolgen. Nach der Übertragung von ereignisrelevanten Daten kann darüber hinaus noch in einer vorgegebenen Zeitspanne die Auslösung einer Sicherheitsfunktion, wie schon erwähnt, durch manuelles Zurücksetzen verhindert werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Anwendung sind die Sensoren in einem Schutzhelm, insbesondere für Motorradfahrer (sog. Motorradintegralhelm), Bergsteiger oder dergleichen, angeordnet. Sie bestehen zumindest teilweise aus Bewegungssensoren, Beschleunigungssensoren, Dehnungsmessstreifen zur Erfassung von mechanischen Deformationen, thermischen Sensoren zur Erfassung des Kontakts mit der benutzenden Person und/oder optischen Sensoren. Im Schutzhelm sind weiterhin elektronische Schaltungsmittel zur vernetzten Auswertung und Übertragung der Sensorsignale vorhanden. Hierbei werden die Daten der Sensoren ausgewertet und mit den zulässigen Werten mittels des zuvor erwähnten Mikrocontrollers verglichen. Wenn die Daten einen Unfall sensieren wird die Notruffunktion ausgelöst.
Beispielsweise kann der erwähnte Schutzhelm im Inneren mit einer entsprechenden Folie, welche sog. Dehnungsmessstreifen (DMS) beinhaltet, versehen sein, wobei entweder einzelne DMS aufgebracht sind oder die DMS können im Schutzhelm als solche im Material eingebettet sein. Dieses Netzwerk von miteinander verschalteten DMS sensiert den Helm bezüglich irreversiblen plastischen Verformungen. Ist der Schutzhelm aufgrund eines Stoßes, Schlages oder ähnlichem Einfluss in seiner Schutzfunktion beeinträchtigt, wird dies dem Benutzer entsprechend angezeigt.
Die Spannungsversorgung des Systems kann entweder über einen Pufferakku, beispielsweise von der Spannungsversorgung des Motorrades über eine Kabelverbindung erfolgen, oder aber durch einen Akku der sich ebenfalls im Helm befindet. Die für diesen Anwendungsfall benötigte Akkus mit relativ hoher Standby-Zeit von ca. 135 Stunden und länger, kleinem Gewicht und kleinen Abmessungen sind handelsüblich.
Darüber hinaus können auch noch weitere Sensoren angebracht werden, mit denen weitere Voraussetzungen für ei ne Notfallsituation detektierbar sind. Es können z. B. zur Sensierung der Helmumgebung, beispielsweise ob der Helm getragen wird oder nicht, die schon erwähnten Temperaturfühler, sog. Thermopile, Thermopilearrays oder auch einfache Kameras zur Auswertung herangezogen werden. Der Temperatursensor liefert hierbei eine Vergleichstemperatur, wobei auch diese Sensoren Teil einer Sensorbox sein können, die über eine geeignete Verbindungen mit einem Mikrokontroller zu einem Gesamtsystem verbunden sind.
Gemäß eines anderen vorteilhaften Anwendungsfalls sind die Sensoren mittelbar oder unmittelbar an medizinisch zu überwachenden Personen angeordnet. Als automatische Notrufeinrichtung kann das erfindungsgemäße System z. B. in Helmen von Patienten in Krankenhäusern, Heimen, etc. in Kombination mit einem vorhandenen Notrufsystem angewendet werden. Patienten, die durch ihr Krankheitsbild zum Fallen neigen, oder Menschen mit Behinderungen kann durch den Einsatz eines entsprechend angepassten Schutzhelms in Kombination mit einem Rufsystem sofort nach deren Sturz durch das diensthabende Personal geholfen werden.
Ohne eine automatische Notrufeinrichtung können Patienten unter Umständen längere Zeit hilflos am Boden liegen. Mit dem oben beschriebenen Sicherheitssystem kann ihnen nach der automatischen Benachrichtigung des Pflegepersonals schnell geholfen werden. Hier könnte ein internes Funksystem eventuell auch ohne Ortsbestimmung die Übermittlung des Notrufes übernehmen.
Neben dem Straßenverkehr und dem medizinischen sowie therapeutischen Bereich kann auch überall dort, wo das Tragen eines Schutzhelms oder einer sonstigen Schutzbekleidung angezeigt ist, das erfindungsgemäße System entsprechend auf einfache Weise angepasst zum Tragen kommen.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert, die ein Blockschaltbild eines personenindividuellen Notfallerkennungssystems in einem Schutzhelm für Motorradfahrer zeigt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist eine Sensoranordnung S schematisch dargestellt, aus der anhand entsprechender Blockschaltbilder ein Notfallerkennungssystem für einen Schutzhelm SH für einen hier nicht gezeigten Motorradfahrer entnehmbar ist.
Im Schutzhelm SH sind beispielsweise ein Beschleunigungssensor BS zur Erfassung eines Aufpralls bzw. Crashs oder eines Stoßes und Dehnungsmessstreifen DMS zur Erfassung des Zustandes des Schutzhelmes SH im Hinblick auf Verformungen angebracht. Weiterhin sind ein Temperatursensor TS oder sogenannte Thermopile TP angeordnet, mit denen das Thermoumfeld im Schutzhelm SH sensiert wird und damit festgestellt werden kann, ob der Schutzhelm SH überhaupt aufgesetzt worden ist.
Außerdem ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein sogenanntes Global Positioning System GPS angekoppelt, mit dem die Ortskoordinaten des Ereignisortes bzw. Unfallortes ermittelt werden können. Alle diese beschriebenen Einzelsensoren werden einzeln, in Gruppen zusammengefasst oder als Sensorbox über einen Signalwandler SW1, wie dargestellt, mit einem Microcontroller μC verbunden, der die Auswertung der Sensorsignale zur Erkennung eines Unfalls nach einem entsprechend vorgegebenen Programm durchführt. Überschreitet z. B. ein oder mehrere Istwerte bei einem bestimmten Anwendungsfall den tolerierbaren Grenzwert, so wird automatisch eine Notruffunktion einge leitet.
Nach Durchführung einer eventuell notwendigen erneuten Signalwandlung in einem Signalwandler SW2 generiert der Microcontroller μC einen Notruf in einem Mobilfunksender MS, der entweder im Schutzhelm SH eingebaut sein kann, oder, wie hier dargestellt, ein separates herkömmliches Gerät ist. Die Spannungsversorgung der beschriebenen Bauteile kann hier entweder über einen internen Akku A1 oder einen externen Akku A2 erfolgen.
Weiterhin ist in der Figur ein Mobilfunkempfänger ME schematisch dargestellt, der das Notrufsignal des Senders MS empfängt und einer Notrufsignalauswerteschaltung NA übermittelt, in der der Notruf und insbesondere auch die Ortskoordinaten des Unfallortes ausgewertet werden, damit entsprechende Hilfsmaßnahmen eingeleitet werden können. Mit diesem System können somit zahlreiche Menschenleben gerettet werden, weil in vielen Fällen die Zeit vom Unfallereignis bis zum Auffinden des Verunglückten zu lange dauert.

Claims

Personenindividuelles Notfallerkennungssystem mit mindestens einem Sensor (DMS), der in einem Schutzhelm angeordnet ist, zur Erfassung mindestens eines auf die Person einwirkenden mechanischen oder sonstigen physikalischen Ereignisses und zur Auslösung einer Sicherheitsfunktion, wobei der mindestens eine Sensor (DMS) mit Übertragungsmitteln (MS, ME) verbunden ist, mit denen eine Auslösung der Sicherheitsfunktion in einer vorgebbaren oder beliebig wählbaren Entfernung zum Ereignisort bewirkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (DMS) als Folie mit Dehnmessstreifen (DMS) ausgebildet ist, wobei die Dehnmessstreifen derart als Netzwerk miteinander verschaltet sind, dass durch den Sensor (DMS) plastische Verformungen des Schutzhelms sensiert werden.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel (MS, ME) Bestandteil eines Funksystem sind, das mindestens zur Übertagung und Auswertung von Notrufen ausgebildet ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Person eine Vorrichtung zur Bestimmung des Ereignisortes vorhanden und die Daten des Ereignisortes über die Übertragungsmittel (MS, ME) mitübertragbar sind.
System nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Funksystem zur Übertragung des Notrufes ein herkömmliches Mobilfunksystem für den Sprach- und/oder Datenverkehr ist.
System nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Bestimmung des Ereignisortes die Koordinaten des Ereignisortes mit einem herkömmlichen Global Positioning System (GPS) ermittelt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Übertragung von ereignisrelevanten Daten die Sensorsignale mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden und dass für den Fall, wenn ein Abweichen von diesen Grenzwerten in einer vorgegeben Richtung während einer vorgegebenen Zeitspanne auftritt, die Übertragung zur Auslösung der Sicherheitsfunktion erfolgt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Sensoren (TS, TP, BS) vorhanden sind, mit denen Vorraussetzungen für eine Notfallsituation detektierbar sind.