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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein System zur Überwachung
eines Schwimmbeckens, insbesondere eines Schwimmbeckens in einem
Hallen- oder Freibad.
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In Schwimmbädern ertrinken immer wieder Menschen,
weil diese nicht zeitgerecht vor dem Ertrinkungstod aus dem Wasser
gerettet werden. So wird oftmals zu spät erkannt, dass ein Mensch
leblos im Wasser treibt oder bereits leblos auf den Grund des Beckens
gesunken ist. Oftmals verzögern
sich dadurch Hilfs- oder Rettungsaktionen, so dass wertvolle Zeit
zur Reanimierung bzw. zur Verhinderung möglicherweise bleibender körperlicher
Schäden verlorengeht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
das Problem zugrunde, eine Möglichkeit
bereitzustellen, mit der Ertrinkende schnell und sicher erkannt
werden können.
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Dieses Problem wird durch eine Anordnung, ein
System, ein Verfahren sowie eine Verwendung nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Insbesondere wird dieses Problem
gelöst durch
ein System zur Überwachung
eines Schwimmbeckens, insbesondere eines Schwimmbeckens in einem
Hallen- oder Freibad, umfassend ein dem Schwimmbecken zugeordnetes
Bildverarbeitungssystem mit mindestens einem Detektionsmittel sowie einer
mit dem Detektionsmittel gekoppelten Auswerteeineheit. Unter Schwimmbecken
sind hier jegliche mit Wasser gefüllte Becken zu verstehen, unabhängig von
deren Tiefe oder Größe. Dies
können
beispielsweise auch Tret- oder Planschbecken für Kinder sein, ebenso Wasserflächen, die
ansich nicht zum Schwimmen gedacht sind, bei denen aber die Gefahr
besteht, dass Menschen oder Tiere hineinstürzen können, z.B. Wasserflächen in
Parkanlage oder dgl. Unter Bildverarbeitungssystem wird hier insbesondere
ein elektronisches System verstanden, welches in elektronischer
Form vorliegende Bilder eines Detektionsmittels auswerten kann.
Dies können analog
oder digital arbeitende Geräte
sein. Unter Detektionsmittel werden hier Vorrichtungen verstanden, die
eine flächige
oder räumliche
Abbildung eines zu überwachenden
Bereiches ermöglichen,
beispielsweise Kameras, die im sichtbaren oder nicht sichtbaren
Spektrum arbeiten. Alternativ können
dies auch Schallmessgeräte
sein, die eine Zuordnung des Schalls zu einer bestimmten Richtung
ermöglichen, oder
Aufnahmegeräte
für sonstige
elektromagnetische oder akustische Wellen. Es können auch Detektionsmittel,
die in unterschiedlichen Spektren arbeiten, parallel bzw. miteinander
gemischt eingesetzt werden.
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Die mindestens eine Kamera ist vorzugsweise
eine analoge oder digitale Kamera wie eine Videokamera oder dgl.
Die Auswerteeinheit arbeit vorzugsweise digital, es kann sich hier
um einen Computer mit einem Auswerteprogram handeln. Bei Verwendung
einer analogen Kamera kann zwischen Kamera und einem digitalen Bildverarbeitungssystem eine
Digitalisierung der Bilder stattfinden, bei Verwendung eines ebenfalls
analogen Bildverarbeitungssystems kann zwischen Bildverarbeitungssystem
und Auswerteeinheit eine Digitalisierung der Informationen stattfinden.
Die Anordnung einer oder mehrerer Kameras ist prinzipiell beliebig,
die Kameras können
z.B. unter Wasser angeordnet sein oder können über Wasser beispielsweise oberhalb
des Schwimmbeckens eine Draufsicht auf das Schwimmbecken ermöglichen.
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Die mindestens eine Kamera weist
vorteilhaft einen Sichtbereich auf, der das gesamte Schwimmbecken
umfasst. Auf diese Weise soll verhindert werden, dass sich tote
Räume innerhalb
des Schwimmbeckens ergeben, in denen keine Überwachung durch das System
gegeben ist. Ebenso können
mehrere Kameras derart angeordnet sein, dass deren Sichtbereiche
zusammengenommen das gesamte Schwimmbecken umfassen. Die Sichtbereiche
der Kameras können
sich dabei überdecken.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit
eine Vorrichtung umfasst, die menschliche Körper erkennen kann. Die Auswerteeinheit
bzw. eine der Auswerteeinheit zugeornete Vorrichtung ist dazu in
der Lage, über
entsprechende Bilderkennungsalgorithmen menschliche und/oder tierische
Körper
zu erkennen und voneinander zu unterscheiden, insbesondere aber
leblos wirkende Körper
zu erkennen. Dazu kann Auswerteeinheit vorzugsweise nach einem Algorithmus
arbeiten, der leblose Körper
erkennen kann. Der Algorithmus wird vorzugsweise durch einen elektronischen
Computer als Rechenprogramm ausgeführt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit Körper, die sich über einen
vorbestimmten Zeitraum nicht bewegen, erkennen kann. Dies wird als
Indiz dazu verwendet, dass es sich um einen Ertrinkenden handeln könnte. Alternativ
können
auch andere Kriterien, die sich mit einer Kamera erkennen lassen,
herangezogen werden Werden unterschiedliche Spektren, beispielsweise
sichtbares Licht und Infrarotlicht, aufgenommen, so können auch
komplexere Muster zum Erkennen möglicherweise
Ertrinkender herangezogen werden, beispielsweise Leblosigkeit über einen bestimmten
Zeitraum in Verbindung mit einer Temperaturerniedrigung oder Aussetzen
der Atmung oder dgl.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung weist das System des Weiteren ein akustisches
und optisches Alarmsystem auf. Dies kann beispielsweise ein Monitor
und eine Schalttafel oder dgl. umfassen, sowie einen akustischen
Alarmgeber wie eine Glocke oder dgl. Des Weiteren kann das Alarmsystem
optische und akustische Anzeigemittel in der Nähe des Schwimmbeckens umfassen, z.B.
Blitzlampen, Glocken, eine Alarmsirene oder dgl. Das Alarmsystem
ist vorzugsweise in einen Überwachungsraum
beispielsweise eines Bademeisters installiert.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung ist vorgesehen, dass das Alarmsystem eine optische Anzeige
umfasst, die einen Bereich des Schwimmbeckens darstellen kann, in
dem ein Ertrinkender in Form eines leblos wirkenden menschlichen Körpers identifiziert
wurde. Zusammen mit dem Alarm wird also gleichzeitig der Ort, an
dem ein möglicherweise
Ertrinkender durch das System identifiziert wurde, angegeben. Dies
ermöglicht
eine gezielte Rettung.
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Das System kann in einer weiteren
Ausgestaltung eine Speichereinheit, die die Bilder speichern kann,
umfassen. Sämtliche
oder ein Teil der durch die Detektionsmittel erstellten Bilder können so abgespeichert
werden. Die Bilder können
auch nach Verstreichen einer gewissen Zeit, beispielsweise einigen
Minuten oder Stunden, automatisch wieder gelöscht werden. Mit Hilfe der
aufgezeichneten Bilder können
beispielsweise Unfälle
rekonstruiert werden.
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Das eingangs genannte Problem wird
auch durch eine Anordnung umfassend ein Schwimmbecken und ein System
nach einem der vorhergehenden Ansprüche gelöst. Ebenso wird das eingangs
genannte Problem durch ein Verfahren zum Erkennen Ertrinkender,
insbesondere Ertrinkender in einem Schwimmbecken unter Verwendung
einer erfindungsgemäßen Anordnung
umfassend die Schritte Aufnahme eines Bildes und einer Abfolge von
Bildern durch mindestens eine Kamera und Übergabe des oder der Bilder
an ein Bildverarbeitungssystem, Suche nach leblosen menschlichen
Körper
durch die Auswerteeinheit des Bildverarbeitungssystems, optische
und/oder akustische Anzeige eines erkannten leblosen Körpers gelöst. Das
Verfahren kann dabei so ausgestaltet sein, dass die Suche nach leblosen menschlichen
Körpern
durch einen Vergleich einer Bildfolge geschieht, wobei die zu der
Bildfolge gehörenden
Bilder zu aufeinander folgenden Zeitpunkten aufgenommen werden und
ein Körper
als leblos eingestuft wird, wenn sich dessen Position und/oder Haltung über einen
bestimmten Zeitraum nicht ändert.
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Des Weiteren wird das eingangs genannte Problem
durch die Verwendung eines Bildverarbeitungssystems mit mindestens
einer Kamera zur Erkennung ertrinkender Menschen in einem Schwimmbecken
gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine
Skizze einer erfindungsgemäßen Anordnung;
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2 eine
Prinzipskizze der Kameras sowie des Bildverarbeitungssystems.
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Ein Schwimmbecken 1, das
beispielsweise eine Länge
l von etwa 50 m und eine Breite b von etwa 25 m aufweisen kann,
ist an dessen Seitenrändern
mit einer ersten Kamera 2.1, einer zweiten Kamera 2.2,
einer dritten Kamera 2.3, sowie einer vierten Kamera 2.4 ausgestattet.
Die Kameras sind in dem vorliegenden Beispiel unterhalb der Wasserlinie an
der längeren
Seite des Beckens, dies ist die mit 1 bezeichnete Seite,
angeordnet. In dem Schwimmbecken können in der Nähe der Kameras
zusätzlich
beispielsweise Bullaugen 3, die eine Beobachtung des Unterwasserbereichs
des Schwimmbecken 1 von außerhalb des Schwimmbeckens
ermöglichen,
angebracht sein. Jede der Kameras 2.1 bis 2.4 ist
jeweils einem Sektor 4 zugeordnet. Der ersten Kamera 2.1 ist
ein erster Sektor 4.1, der zweiten Kamera 2.2 ein zweiter
Sektor 4.2, der dritten Kamera 2.3 ein dritter Sektor 4.3 und
der vierten Kamera 2.4 ein vierter Sektor 4.4 zugeordnet.
Die Sektoren sind im vorliegenden Beispiel in etwa rechteckig dargestellt,
es kann sich hier aber auch um z.B. kreissegmentförmige Sektoren
handeln. Je nach Größe, Tiefe
und zu erwartender Sichtweite innerhalb des Schwimmbeckens können statt
vier Kameras auch z.B. fünf, sechs,
acht oder beliebig viele Kameras angeordnet sein. Diese können bei
einer hohen Wassertiefe z.B. auch übereinander angeordnet sein.
Des Weiteren ist es möglich,
Kameras auch z.B. am Beckengrund vorzusehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
steigt die Tiefe des Beckens von einer Tiefe t1 =
1,8 m bis zu einer Tiefe t2 = 3 m an, hier
genügt
die Ausstattung mit je weils einer Kamera pro Sektor, es bedarf also nicht
der Übereinanderanordnung
mehrerer Kameras.
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2 zeigt
eine Prinzipskizze der Kameras sowie des Bildverarbeitungssystems.
Jede der Kameras 2.1 bis 2.4 ist gekoppelt mit
einem Bildverarbeitungssystem 5, welches eine Auswerteeinheit 6 umfasst.
Das Bildverarbeitungssystem 5 ist in der Lage, die von
den Kameras 2 gelieferten Bilder nach logischen Gesichtspunkten
aufzubereiten, beispielsweise also geometrische Elemente zu extrahieren. Die
Auswerteeinheit 6 ist in der Lage, aus den aufbereiteten
geometrischen Elementen insbesondere menschliche Körper zu
erkennen. Die Auswerteeinheit 6 ist des Weiteren gekoppelt
mit einem Alarmsystem 7. Wurde durch den Auswertealgorithmus
der Auswerteeinheit 6 ein lebloser menschlicher Körper erkannt,
so wird ein Signal an das Alarmsystem 7 weitergegeben,
welches mit einem akustischen Alarmierungsmittel 8, einem
optischen Alarmierungsmittel 9 und einem Warnmittel 10 verbunden
ist. Das akustische Alarmierungsmittel 8 kann beispielsweise ein
Warnsignal sein, das in einem Überwachungsraum
aufläuft.
Das optische Alarmierungsmittel 9 kann beispielsweise ein
Warnlicht oder eine Monitoranzeige in einem Überwachungsraum sein, ebenfalls können beide
Mittel aber auch z.B. mittels eines Funkempfängers oder eines Pagers oder
dgl. unmittelbar an eine Person übermittelt
werden. Zusätzlich ist
das Warnmittel 10 vorgesehen, diese kann ein Schallsignal
in Verbindung mit einem Lichtsignal an dem Schwimmbecken sein. Wurde
durch die Auswerteeinheit 6 eine möglicherweise ertrinkende Person
erkannt, so wird durch das Alarmsystem 7 ein entsprechender
Alarm ausgelöst.
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- 1
- Schwimmbecken
- l
- Länge
- b
- Breite
- 2.1
- Erste
Kamera
- 2.2
- Zweite
Kamera
- 2.3
- Dritte
Kamera
- 2.4
- Vierte
Kamera
- 3
- Bullaugen
- 4.1
- Erster
Sektor
- 4.2
- Zweiter
Sektor
- 4.3
- Dritter
Sektor
- 4.4
- Vierter
Sektor
- T1,
T2
- Tiefe
- 5
- Bildverarbeitungssystem
- 6
- Auswerteeineheit
- 7
- Alarmsystem
- 8
- Akustische
Alarmierungsmittel
- 9
- Optisches
Alarmierungsmittel
- 10
- Warnmittel