DE202015009037U1

DE202015009037U1 - Körperschutzvorrichtung mit Helm und Warneinrichtung

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Publication number: DE202015009037U1
Application number: DE202015009037.0U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2016-07-18
Anticipated expiration: 2025-05-23

Abstract

Körperschutzvorrichtung (1) mit
– einem Helm (2) mit einer Warneinrichtung (4);
– wobei die Warneinrichtung (4) aufweist
– eine Sensoreinrichtung (41) mit mindestens einem Sensor (411) zum Erkennen von sich bewegenden Objekten (7, 7a) in einem Bereich (6) in der Umgebung des Helms (5);
– eine mit der Sensoreinrichtung (41) verbundene Verarbeitungseinrichtung (42) zum Empfangen von Sensordaten von der Sensoreinrichtung (41);
– eine mit der Verarbeitungseinrichtung (42) verbundene Signalerzeugungseinrichtung (43) mit mindestens einem Signalerzeuger (431) zum Erzeugen eines Warnsignals;
– wobei die Verarbeitungseinrichtung (42) derart konfiguriert ist,
– dass die empfangenen Sensordaten derart auswertbar sind, dass eines der sich bewegenden Objekte (7, 7a) anhand einer Klassifizierungsvorschrift als Gefahr klassifizierbar ist; und
– dass die Signalerzeugungseinrichtung (43) derart ansteuerbar ist, dass bei der Klassifikation eines der sich bewegenden Objekte (7, 7a) als Gefahr ein Warnsignal ausgebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Körperschutzvorrichtung aus einem Helm und einer Warneinrichtung.
Schutzvorrichtungen wie Schutzhelme und Protektoren sollen Personen bei Unfällen schützen und das Verletzungsausmaß begrenzen. Helme werden z.B., beim Skifahren, beim Fahrradfahren, beim Motorradfahren oder im Rennwagensport eingesetzt. Eine häufige Unfallursache stellen hierbei Kollisionen mit Hindernissen oder anderen beteiligten Personen wie z.B. Sporttreibenden oder Verkehrsteilnehmern dar.
Bekannte Helme und Protektoren können jedoch, als passive Sicherheitssysteme, Kollisionen nicht verhindern. Zudem betrifft eine Kollision die Unfallteilnehmer oft unvorbereitet, insbesondere wenn die Kollision seitlich oder von hinten aus der Sicht eines Unfallteilnehmers geschieht. Die Körperspannung kann nicht mehr rechtzeitig aufgebaut werden. Eine Abwehrhaltung kann nicht mehr eingenommen werden bzw. es kann nicht mehr der Versuch unternommen werden, der Kollision zu entgehen.
Außerdem können Helme und Protektoren das Sicht- und Hörfeld des Trägers einschränken und zusätzlich dazu beitragen, mögliche Kollisionen zu spät zu erkennen.
Des Weiteren fördern Helme und Protektoren rücksichtsloses und unsicheres Auftreten der Verkehrsteilnehmer bzw. Sporttreibenden, wie z.B. zu schnelles Fahren oder zu dichtes Auffahren, weil sie den Trägern ein subjektives Sicherheitsgefühl vermitteln.
Bei Körperschutzvorrichtungen ist zu beachten, dass sie am Körper getragen werden müssen und insoweit aufgrund ihres Gewichts oder ihrer Schutzwirkung als unkomfortabel empfunden werden. Daher sind zusätzliche Schutzvorrichtungen in der Regel unerwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Körperschutzvorrichtung anzugeben, die es dem Träger ermöglicht, sich rechtzeitig vor einer drohenden Kollision zu schützen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Körperschutzvorrichtung gemäß dem unabhängigen Schutzanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Eine Körperschutzvorrichtung weist einen Helm mit einer Warneinrichtung auf, wobei die Warneinrichtung eine Sensoreinrichtung mit mindestens einem Sensor zum Erkennen von sich bewegenden Objekten in einem Bereich in der Umgebung des Helms, eine mit der Sensoreinrichtung verbundene Verarbeitungseinrichtung zum Empfangen von Sensordaten von der Sensoreinrichtung, eine mit der Verarbeitungseinrichtung verbundene Signalerzeugungseinrichtung mit mindestens einem Signalerzeuger zum Erzeugen eines Warnsignals aufweist und wobei die Verarbeitungseinrichtung derart konfiguriert ist, dass die empfangenen Sensordaten derart auswertbar sind, dass eines der sich bewegenden Objekte anhand einer Klassifizierungsvorschrift als Gefahr klassifizierbar ist; und dass die Signalerzeugungseinrichtung derart ansteuerbar ist, dass bei der Klassifikation eines der sich bewegenden Objekte als Gefahr ein Warnsignal ausgebbar ist.
Somit wird ein Helm angegeben, der in bekannter Weise mechanisch aufgebaut sein kann. An dem Helm ist die Warneinrichtung vorgesehen, die mehrere Funktionen erfüllt: Mithilfe der Sensoreinrichtung, die einen Teil der Warneinrichtung bildet, können Objekte identifiziert werden, die sich in der Nähe des Helms und damit in der Nähe der den Helm tragenden Person bewegen. Die Verarbeitungseinrichtung ist in der Lage, die Objekte zu selektieren und insbesondere diejenigen Objekte zu identifizieren, die aufgrund ihres Bewegungsverhaltens eine Gefahr für den Träger darstellen könnten. Wenn durch die Verarbeitungseinrichtung ein Objekt als Gefahr klassifiziert wird, kann ein Warnsignal erzeugt werden, dass den Träger über die drohende Gefahr informiert. Der Träger hat dann noch Zeit, sich z.B. auf eine drohende Kollision vorzubereiten, indem er z.B. reflexartig seine Muskelspannung erhöht.
Als Beispiel für einen Anwendungszweck sei ein Skihelm genannt. Die an dem Skihelm vorgesehene Warneinrichtung kann einen anderen Skifahrer identifizieren, der sich mit hoher Geschwindigkeit dem Träger des Skihelm z.B. von hinten annähert und insoweit eine Bedrohung (Gefahr) darstellt, weil der Träger die Gefahr nicht bemerkt. Wenn der heranfahrende Skifahrer als Gefahr klassifiziert wurde, wird ein lautes Warnsignal erzeugt, dass den Träger des Skihelms auf die drohende Gefahr hinweist. Der Träger hat dann noch genügend Zeit, z.B. seinen Kopf zu drehen und eine Abwehrhaltung einzunehmen. Allein durch die erhöhte Muskelanspannung können die Folgen einer möglicherweise unvermeidlichen Kollision gemildert und die Verletzungsgefahr verringert werden.
Die Warneinrichtung dient somit dazu, den Träger des Helms vor Objekten, die sich in der Umgebung des Helms bewegen, mit einem Warnsignal zu warnen, wenn diese Objekte nach einer Klassifizierungsvorschrift als Gefahr klassifiziert wurden. Die Objekte werden als Gefahr klassifiziert, wenn eine Kollision mit ihnen wahrscheinlich ist. Durch das Warnsignal wird der Träger des Helms vor einer möglichen Kollision gewarnt und kann sich in eine Abwehrhaltung begeben, indem er z.B. Körperspannung aufbaut. Außerdem kann er versuchen, durch eine geeignete Bewegung die Kollision zu vermeiden.
Von Vorteil ist es, wenn die Warneinrichtung oder das Warnsignal jederzeit, z.B. vom Träger selbst, abschaltbar ist. Dadurch kann eine Störung in Situationen, in denen ein Warnsignal nicht erwünscht oder nötig ist, vermieden werden. Beispiele sind Situation, in denen der Helm abgenommen wird bzw. wenn der Träger des Helms die Fahrt unterbricht.
Es hat sich als sinnvoll gezeigt, wenn das Warnsignal für den Träger des Helms deutlich gegenüber Sinneindrücken und Ablenkungen der Umwelt wahrnehmbar ist bzw. deutlich als Warnung aufgefasst werden kann. Dadurch kann die der Erfindung zugrunde liegende Körperschutzfunktion sichergestellt werden.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen dem Erkennen eines sich bewegenden Objekts und dem Ausgeben eines Warnsignals, sofern es sich um ein als Gefahr klassifiziertes Objekt handelt, nur wenige Sekundenbruchteile liegen. Die Warnung sollte also sehr schnell erfolgen. So hat der Träger möglichst lange Zeit, sich auf eine mögliche Kollision vorzubereiten bzw. auszuweichen. Erfolgt das Ausgeben des Warnsignals zu spät, ist es möglich, dass dem Träger des Helms nicht mehr genügend Zeit bleibt, um sich auf die mögliche Kollision vorzubereiten bzw. auszuweichen.
Es ist sinnvoll, nur vor als Gefahr klassifizierten Objekten zu warnen, bei welchen eine mögliche Kollision mit dem Träger des Helms unmittelbar bevorsteht. Die mögliche Kollision sollte dabei nicht länger als wenige Sekunden bevorstehen.
Eine Warnung vor Kollisionen, die erst später bevorstehen, würde zu einer übermäßigen Anzahl an Warnsignalen führen. Dies könnte für den Träger unangenehm sein. Bei einer Variante ist die Zeitspanne, bis zu welcher vor einer möglichen Kollision mit einem sich bewegenden, als Gefahr klassifizierten Objekt gewarnt wird, einstellbar.
Bei einer Ausführungsform ist die Warneinrichtung fest mit dem Helm verbunden.
Bei einer anderen Variante kann die Warneinrichtung mittels eines Befestigungsmechanismus, z.B. eines Klemmmechanismus, einer Schraubvorrichtung, einer magnetischen Halterung oder ähnlichem, vom Träger des Helms vom Helm gelöst werden. Dies kann dann Vorteile haben, wenn der Träger nicht beabsichtigt, die Körperschutzvorrichtung bzw. die Warnvorrichtung zu benutzen bzw. beabsichtigt, die Körperschutzvorrichtung lediglich als herkömmlichen Helm zu benutzen.
Bei einer weiteren Variante können die Warnvorrichtung oder Teile davon nicht am Helm selbst, sondern im vom Träger des Helms gesteuerten Fahrzeug oder am Körper angebracht sein. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn aufgrund von Platzmangel oder anderen Abwägungen, wie z.B. aerodynamischen Gesichtspunkten oder dem Gewicht, eine Anbringung am Helm nicht als geeignet erscheint. Die Kommunikation zwischen den Komponenten am Helm und den Komponenten am Körper oder am Fahrzeug kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen.
Ferner können sich wenigstens Teile der Warneinrichtung im Inneren des Helms befinden, z.B. zwischen einer äußeren und einer inneren Schale. Dies hat den Vorteil, dass die Warneinrichtung bei Unfällen geschützt ist und die passive Schutzwirkung des Helms nicht vermindert wird. Zudem kann dadurch vermieden werden, dass der Träger sich in seiner Bewegungsfreiheit durch eine vollständig außen am Helm angebrachte Warneinrichtung in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird.
Ferner wird bei einer Variante auch ein Warnsignal für die in der Umgebung des Helms befindlichen Personen ausgegeben. Dies hat den Vorteil, dass diese ebenfalls vor einer möglichen Kollision mit dem Träger des Helms gewarnt werden, z.B. insbesondere dann, wenn sie selbst von der Warneinrichtung bzw. der Verarbeitungseinrichtung als Gefahr klassifiziert werden. So können sie noch kurzfristig bremsen oder ihre Bewegungsrichtung ändern oder anderweitig vor einem bevorstehenden Zusammenstoß warnen. Z.B. kann die Signalerzeugungseinrichtung ein akustisches Signal erzeugen, dass mit entsprechender Lautstärke dem sich annähernden Objekt entgegen schallt bzw. kann die Signalerzeugungseinrichtung ein helles optisches Signal, wie z.B. einen Lichtblitz abgeben, der für sich in der Nähe befindliche Personen wahrnehmbar ist.
Die Sensoreinrichtung dient unter anderem dazu, sich bewegende Objekte in der Umgebung des Helms zu erkennen. Dazu weist sie mindestens einen Sensor auf. Es kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Sensoreinrichtung vor allem Personen, Tiere, Fahrzeuge oder andere bewegliche Maschinen bzw. Objekte erkennt.
Die Sensoreinrichtung kann bei einer Variante die Anzahl der sich in einem oder mehreren Bereichen in der Umgebung des Helms bewegenden Objekte erkennen und an die Verarbeitungseinrichtung weiterleiten.
Ebenso ist es auch möglich, dass die Sensoreinrichtung bei jedem erkannten, sich bewegenden Objekt auch dessen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvektor, seine Distanz zum Schwerpunkt des Helms bzw. dessen äußerer Schale, die Lage des Objekts relativ zum Helm sowie Informationen über dessen räumliche Ausdehnung des Objekts in einer oder mehreren Richtungen bzw. entlang einer Kugeloberfläche mit dem Schwerpunkt des Helms als Mittelpunkt erkennt und diese an die Verarbeitungseinrichtung weiterleitet. Anhand dieser Informationen kann die Verarbeitungseinrichtung das Objekt unter anderem als etwaige Gefahr klassifizieren.
Es kann bereits eine Vorverarbeitung bzw. Filterung der Sensorrohdaten in der Sensoreinrichtung, z.B. mittels einer Sensorvorverarbeitungseinheit, erfolgen, um die Rechenlast für die Verarbeitungseinrichtung klein zu halten. Es können z.B. Störeffekte der Sensoren herausgefiltert und Informationen aggregiert und komprimiert werden.
Die Umgebung des Helms kann der Grund bzw. Boden verstanden werden, wie beispielsweise eine Skipiste, eine Straße oder eine Rennstrecke rund um den Helm. Die Umgebung kann als Kreis mit dem Träger des Helms als Mittelpunkt und mit einem maximalen Radius von ca. 250m definiert werden. Ein Bereich in der Umgebung des Helms ist eine Fläche auf dem Grund bzw. Boden und der Raum darüber, welche sich zumindest teilweise mit dem Kreis überlappt. Sie kann z.B. als Sektor des Kreises definiert werden.
Die Sensoreinrichtung kann einen oder mehrere Sensoren aufweisen. Dabei hat es sich als hilfreich erwiesen, wenn die Sensoren so am Helm, Körper oder Fahrzeug angebracht werden, wenn der typische Erkennungsbereich jedes Sensors möglichst gut ausgenutzt. Eine möglichst geringe Überschneidung der Erkennungsbereiche aller am Helm angebrachten Sensoren ist ebenfalls von Vorteil. Damit können einerseits möglichst große Bereich in der Umgebung des Helms überwacht werden und gleichzeitig Kosten für zusätzliche Sensoren gespart werden.
An dem Helm können ein oder mehrere Sensoren derart angebracht sein, dass sich die Erkennungsbereiche des oder der Sensoren möglichst wenig mit dem Sichtbereich des Trägers überschneiden. Bei einer Variante befinden sich die Erkennungsbereiche der Sensoren in der rückwärtigen und/oder seitlichen Umgebung des Helms. Somit können sich bewegende Objekte in Bereichen erkannt werden, die nicht für den Träger des Helms einsehbar sind, ohne den Kopf zu schwenken.
Beispiele für Sensoren sind Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Lasersensoren sowie Bildaufnehmer, z.B. Kameras, insbesondere 3D-Kamerasysteme.
In Ausführungsformen können die Sensoren, z.B. Ultraschall-, Radarsensoren mit geeigneter Sensorvorverarbeitung kombiniert sein, wie sie z.B. in der Automobilindustrie für Einparkassistenzsysteme, Spurhalteassistenzsysteme oder Abstandshalteassistenzsysteme eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann auch ein Lasersystem, wie z.B. LIDAR, als Sensoreinrichtung verwendet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform können die Sensoren auch dazu dienen, Ort, Geschwindigkeitsvektor, Beschleunigungsvektor und räumliche Ausdehnung des Helms bzw. des Trägers des Helms zu erkennen und an die Verarbeitungseinheit weiterzuleiten.
Es ist hilfreich, wenn Sensoren bzw. Sensorsysteme verwendet werden, die derart funktionieren, dass sie auch bei verschiedenen Witterungsverhältnissen, z.B. Schnee, Regen, Graupel, Windböen, Nebel, hellem Sonnenschein, sowie bei verschiedenen Tageszeiten, wie z.B. Tag, Nacht, Sonnenaufgang und Dämmerung sich bewegende Objekte mit ausreichender Sicherheit und Genauigkeit erkennen können. Bei einer Weiterentwicklung kann die Sensoreinrichtung für erkannte sich bewegende Objekte auch Informationen über die Genauigkeit der Sensordaten und ein Maß für die Genauigkeit der Erkennung des sich bewegenden Objekts an die Verarbeitungseinrichtung übertragen.
Die Verarbeitungseinrichtung ist mit der Sensoreinrichtung und der Signalerzeugungseinrichtung verbunden. Sie kann von der Sensoreinrichtung Sensordaten Informationen über die erkannten, sich bewegenden Objekte erhalten. Ferner kann sie derart konfiguriert werden, dass die in den Sensordaten enthaltenen Informationen über sich bewegende Objekte in einem Bereich im Umfeld des Helms auswertbar und auf jedes sich bewegende Objekt eine Klassifizierungsvorschrift anwendbar ist. Bei der Anwendung der Klassifizierungsvorschrift kann ein Objekt als etwaige Gefahr klassifiziert werden.
Die Signalerzeugungseinrichtung ist mit der Verarbeitungseinrichtung verbunden. Sie kann über die Verbindung Steuerungssignale von der Verarbeitungseinrichtung empfangen. Die Signalerzeugungseinrichtung dient zum Ausgeben eines Warnsignals, gesteuert von der Verarbeitungseinrichtung.
Wenn mindestens ein erkanntes, sich bewegendes Objekt als Gefahr klassifiziert wurde, kann die Verarbeitungseinrichtung die Signalerzeugungseinrichtung derart ansteuern, dass die Signalerzeugungseinrichtung ein Warnsignal für den Träger des Helms ausgeben kann.
Wenn hingegen keines der sich bewegenden Objekte als Gefahr klassifiziert, oder wurde kein sich bewegendes Objekt erkannt, steuert die Verarbeitungseinrichtung die Signalerzeugungseinrichtung derart an, dass die Signalerzeugungseinrichtung kein Warnsignal ausgibt.
Bei einer Ausführungsform weist die Signalerzeugungseinrichtung neben dem mindestens einen Signalerzeuger eine Ansteuereinheit auf, welche das Ansteuersignal der Verarbeitungseinheit auf ein Signal für die Signalerzeuger umsetzt.
Zumindest ein Teil der Sensoreinrichtung kann auf der Außenseite des Helms angebracht sein.
Damit können die Komponenten der Warneinrichtung in geeigneter Weise am Helm verteilt sein. Insbesondere können die Sensoren derart verteilt sein, dass sie die Umgebung in verschiedene Richtungen und in verschiedenen Bereichen um den Helm herum überwachen.
In einer anderen Variante können ein oder mehrere Sensoren der Sensoreinrichtung im Inneren des Helms, z.B. zwischen einer äußeren und einer inneren Schale angebracht sein. In diesem Fall können am Helm Aussparungen, z.B. Öffnungen in der äußeren und/oder inneren Schale, vorgesehen sein, sodass die im Inneren des Helms angebrachten Sensoren die Umgebung des Helms wahrnehmen können.
Das Warnsignal kann ein optisches bzw. ein akustisches bzw. ein mechanisches Signal sein.
Z.B. kann das Warnsignal ein kontinuierlicher Ton, bzw. ein Tonmuster, oder eine Stimme, z.B. eine computergenerierte Stimme (Sprachsynthese) sein.
Diese Warnsignale können über einen oder mehrere Tongeneratoren, z.B. auch Lautsprecher, welche am Helm angebracht sind, ausgegeben werden.
Bei einer Ausführung kann das Warnsignal mit einem Leuchtmittel als Signalerzeuger erzeugt werden. Dieses kann dabei kontinuierlich oder mit einem Leuchtmuster, z.B. einem Blinken, leuchten. Das Leuchten oder Leuchtmuster kann beispielsweise mit einer oder mehreren LEDs erfolgen, die am Helm innerhalb des Sichtfelds des Trägers des Helms, z.B. im Bereich des Visiers des Helms, angebracht sind.
Eine andere Variante ist das Verwenden einer oder mehrerer Vibrationselemente wie z.B. Vibrationsmotoren oder Piezo-Elemente. Diese können beispielsweise während der Warnsignalerzeugung durchgehend oder mit einem Vibrationsmuster vibrieren.
Bei einer weiteren Variante kann die Intensität des Warnsignals eingestellt werden. Beispielsweise kann die Lautstärke des akustischen Warnsignals, die Helligkeit des optischen Warnsignals, oder die Vibrationsstärke des mechanischen Signals angepasst werden.
Dabei können Symbole in das Blickfeld des Trägers, z.B. auf dem am Helm angebrachten Display, eingeblendet werden. Diese können durchgängig oder mit Unterbrechungen eingeblendet werden. Dazu eignen sich z.B. Symbole, wie z.B. Pfeile, die auf die Position, eines oder mehrerer erkannter sich bewegender Objekte hinweisen.
Die Signalerzeugungseinrichtung kann derart ansteuerbar sein, dass das Warnsignal an mindestens zwei räumlich verschiedenen Orten am Helm erzeugbar ist.
Z.B. kann das Warnsignal links oder rechts vom Kopf des Helmträgers erzeugt werden, um seine Aufmerksamkeit idealerweise in die Richtung zu lenken, aus der die Gefahr droht. Nähert sich z.B. ein anderer Skifahrer mit hoher Geschwindigkeit von rechts und wird daraufhin ein akustisches Warnsignal an der rechten Kopfseite (Helmseite) erzeugt, wird der Träger automatisch seinen Kopf in diese Richtung drehen. Daraufhin kann er den näherkommenden Skifahrer und damit die Gefahr erkennen.
Beispielsweise kann auch ein optisches Warnsignal, wie z.B. ein Blinken oder Leuchten, im linken oder rechten Bereich des Sichtfelds bzw. des Visiers des Helms erzeugt werden. So kann ein Blinken oder Leuchten rechts bzw. rechts vor einem Skifahrer warnen, welcher sich z.B. von hinten rechts bzw. hinten links nähert.
Ein sich bewegendes Objekt kann dann als Gefahr klassifizierbar sein, wenn die Klassifizierungsvorschrift mindestens eines der folgenden Kriterien aufweist:
die Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts ist größer als ein bestimmter Geschwindigkeitsschwellwert;
die räumliche Ausdehnung des Objekts ist größer als ein bestimmter Ausdehnungsschwellwert;
der Abstand des sich bewegenden Objekts zum Helm ist kleiner als ein bestimmter Abstandsschwellwert;
die Beschleunigung des sich bewegenden Objekts ist größer als ein bestimmter Beschleunigungsschwellwert;
das Objekt bewegt innerhalb eines bestimmten Raumwinkels auf den Helm zu.
Anhand der Klassifizierungsvorschrift kann die Verarbeitungseinheit für jedes erkanntes, sich bewegendes Objekt entscheiden, ob es eine Gefahr für den Träger des Helms darstellt, und dann dementsprechend die Signalerzeugungseinrichtung ansteuern, um ein Warnsignal auszugeben. Diese Entscheidung kann die Verarbeitungseinheit anhand einer Klassifizierungsvorschrift treffen, welche für jedes erkannte, sich bewegende Objekt das Überprüfen bestimmter Kriterien vorsieht.
In einer Weiterentwicklung überträgt die Sensoreinrichtung für jedes erkannte, sich bewegende Objekt weitere Information, wie z.B. den Geschwindigkeitsvektor, den Beschleunigungsvektor, Informationen über die räumliche Ausdehnung des Objekts oder die Position des sich bewegenden Objekts relativ zum Helm. Diese Informationen können kontinuierlich oder regelmäßig als Momentanwerte übertragen werden. Die Verarbeitungseinheit kann dann diese Informationen zum Überprüfen der Kriterien der Klassifizierungsvorschrift heranziehen.
Insbesondere kann die Verarbeitungseinheit für jedes erkannte, sich bewegende Objekt beispielsweise überprüfen, ob seine Geschwindigkeit höher als ein bestimmter Geschwindigkeitsschwellwert ist, ob sein Abstand zum Helm bzw. zum Träger des Helms kleiner als ein bestimmter Abstandsschwellwert ist, ob seine Beschleunigung größer als ein bestimmter Beschleunigungsschwellwert ist. Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit überprüfen, ob das erkannte Objekt sich auf den Helm bzw. dessen Träger, mit einer hinreichenden Genauigkeit, auf den Träger zubewegt. Dabei kann die Verarbeitungseinheit vorausberechnen und unterscheiden, ob nur ein Touchieren bzw. Streifen oder ein Frontalzusammenstoß des sich bewegenden Objekts mit dem Träger des Helms stattfinden wird.
Der Ausdehnungsschwellwert kann beispielsweise als Fläche angegeben werden.
Bei einer Variante kann die Verarbeitungseinrichtung bei zu wenigen oder zu ungenauen Informationen über ein erkanntes, sich bewegendes Objekt entscheiden, ob und anhand welcher alternativen Klassifizierungsvorschrift bzw. anhand welcher alternativer Klassifizierungskriterien es dieses Objekt als Gefahr klassifiziert. So kann die Verarbeitungseinheit das Objekt nur dann als Gefahr klassifizieren, wenn sich der Helm bzw. der Träger des Helms bewegt, oder nur dann als Gefahr klassifizieren, wenn sich der Träger des Helms bzw. der Helm mit einer bestimmten Geschwindigkeit oder schneller bewegt.
Der Geschwindigkeitsschwellwert und/oder der Ausdehnungsschwellwert und/oder Abstandsschwellwert und/oder Beschleunigungsschwellwert können einstellbar sein.
Der Geschwindigkeitsschwellwert, der Ausdehnungsschwellwert, der Abstandsschwellwert und/oder der Beschleunigungsschwellwert, welche in der Klassifizierungsvorschrift Verwendung finden, können einstellbar sein. Die Einstellung der Werte kann beispielsweise vom Träger des Helms vor oder während der Fahrt geschehen.
Bei einer Ausführungsform kann das Einstellen anhand einer Bedien- bzw. Einstellungsvorrichtung. welche am Helm, am Körper oder am Fahrzeug angebracht ist, erfolgen.
In einer weiteren Variante kann aus einer Menge an Klassifizierungsvorschriften eine Klassifizierungsvorschrift ausgewählt werden. So ist es möglich, in Abhängigkeit von den Interessen des Trägers, also z.B. des Skifahrers unterschiedliche Klassifizierungsvorschriften auszuwählen. Beispielsweise kann es die Klassifizierungsvorschriften „Sicher“ und „Schnell“ geben, um die Schwerpunkte des Fahrerinteresses abzubilden. Die Klassifizierungsvorschrift „Sicher“ kann eingestellt werden, wenn ein möglichst sicheres Fahren gewünscht ist, bzw. wenn vor Kollisionen mit möglichst großer Genauigkeit vorhergesagt werden sollen. Die Klassifizierungsvorschrift „Schnell“ kann eingestellt werden, wenn Kollisionen mit möglichst geringer Zeitverzögerung vorhergesagt werden sollen. Eine Klassifizierungsvorschrift "Sportlich" kann gewählt werden, um eine größere Annäherung zwischen dem Träger des Helms und anderen Objekten zuzulassen, also insgesamt ein höheres Kollisionsrisiko zu akzeptieren.
Ein sich bewegendes Objekt kann als Gefahr klassifizierbar sein, wenn die Klassifizierungsvorschrift eine Kollisionsprognose auf Basis von mindestens einer der folgenden Informationen vorsieht: Geschwindigkeitsvektor des Helms, Geschwindigkeitsvektor des sich bewegenden Objekts, Ort des sich bewegenden Objekts, Abstand des sich bewegenden Objekts zum Helm, Räumliche Ausdehnung des sich bewegenden Objekts, Beschleunigungsvektor des sich bewegenden Objekts.
Das Identifizieren eines sich bewegenden Objekts als Gefahr kann anhand einer Klassifizierungsvorschrift erfolgen, welche nicht nur die zu einem Zeitpunkt über das Objekt vorliegenden Informationen berücksichtigt, sondern auch eine Prognose vornimmt.
Anhand der Prognose kann beispielsweise die Verarbeitungseinheit vorhersagen, ob und ggf. wann es zu einer Kollision des sich bewegenden Objekts mit dem Träger des Helms bzw. mit dem Helm kommt, bzw. mit welcher Wahrscheinlichkeit die Kollision eintreten wird.
Die Kollisionsprognose kann beispielsweise aufgrund der zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Informationen über das sich bewegende Objekt und über den Träger des Helms, wie z.B. Ort, Geschwindigkeitsvektor, Beschleunigungsvektor etc., eine Vorhersage über die zurückgelegten Wege beider treffen und daraus ableiten, ob es zu einem Zeitpunkt in der Zukunft zu einer Kollision kommen wird.
Wenigstens ein Merkmal des Warnsignals kann verändert werden, in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Merkmale eines als Gefahr klassifizierten sich bewegenden Objekts: Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts, Bewegungsrichtung des Objekts, räumliche Ausdehnung des Objekts, Abstand des sich bewegenden Objekts zum Helm, Beschleunigung des sich bewegenden Objekts, Beschleunigungsrichtung des sich bewegenden Objekts.
Bei einer Weiterentwicklung können sich Eigenschaften des akustischen Signals abhängig von dem Merkmal eines oder mehrerer erkannter sich bewegender Objekte verändern. So kann sich beispielsweise die Tonhöhe mit dem Abstand eines sich bewegenden, insbesondere eines sich dem Helm annähernden Objekts, z.B. dem sich zum Helm am nächsten befindlichen Objekt, verändern.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann sich die Lautstärke des Tons oder Tonmusters mit einer oder mit mehreren Merkmalen eines oder mehrerer sich bewegender Objekte verändern.
Ebenso kann eine Stimme generiert werden, die verschiedene Textbausteine in Abhängigkeit von der Position des erkannten sich bewegenden Objekts relativ zum Helm ausgibt. Beispielsweise kann über einen Lautsprecher „Achtung! Skifahrer links“ ausgegeben werden, wenn die Warneinrichtung ein mögliche Kollision mit einem Skifahrer, welcher sich im hinteren linken Bereich des Trägers des Helms auf den Träger zubewegt, bzw. „Gefahr von rechts“, für einen Skifahrer im hinteren rechten Bereich, oder ähnliches.
Die Sensoreinrichtung kann ein 3D-Kamerasystem mit mindestens einer Kamera aufweisen.
In einer Variante kann das 3D-Kamerasystem den rückwärtigen oder seitlichen Bereich des Helms erfassen.
Die Warnsignaleinrichtung kann eine Bildschirmeinrichtung mit mindestens einem Head-Up-Display aufweisen und das Warnsignal kann auf dem Head-Up-Display ausgebbar sein.
Bei einer Variante kann das Signal eines oder mehrerer Bildaufnehmer, wie z.B. das Videosignal einer Videokamera, an das Head-Up-Display weitergeleitet und dort angezeigt werden. Zusätzlich dazu können Informationen, wie z.B. Warnsignale, auf dem Head-Up-Display angezeigt werden und das Videobild überlagern.
Bei einer anderen Variante können auch zu jedem erkannten, sich bewegenden Objekt Informationen, wie z.B. Geschwindigkeit, Abstand zum Schwerpunkt des Helms oder ähnliches, auf dem Display angezeigt werden.
Bei einer weiteren Variante können als Sensoren auch Bilderfassungseinrichtungen, wie z.B. Videokameras, eingesetzt werden. In diesem Fall ist es hilfreich, wenn die Verarbeitungs- oder Sensoreinrichtung mit Hilfe eines Bilderkennungsalgorithmus sich bewegende Objekte aus dem Videobild einer oder mehrerer Kameras erkennt. Geeignete Kameras sind z.B. derartige, die auch in der Automobilindustrie, z.B. als Rückfahrkamera, eingesetzt werden.
Ein Körperschutzverfahren kann die folgenden Schritte aufweisen:
Erkennen von sich bewegenden Objekten in einem Bereich in der Umgebung eines Helms;
Klassifizieren eines erkannten, sich bewegenden Objekts anhand einer Klassifizierungsvorschrift;
Ausgeben eines Warnsignals, solange ein erkanntes, sich bewegendes Objekt als Gefahr klassifiziert ist.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Körperschutzvorrichtung in schematischer Seitenansicht;
2a ein Beispiel für eine Gefahrensituation in einem Bereich im Umfeld eines Helms in Draufsicht;
2b einen Helm in schematischer Draufsicht; und
3 den Aufbau einer Warneinrichtung in schematischer Blockbilddarstellung.
Die erfindungsgemäße Körperschutzvorrichtung lässt sich auf verschiedene Art und Weise realisieren. Eine konkrete Ausführung in Form eines Schutzhelms ist in 1 in schematischer Seitenansicht gezeigt. Bei dem Schutzhelm kann es sich z.B. auch um einen Skihelm handeln, der dann z.B. auch ohne den in 1 gezeigten Kinnbügel ausgeführt sein kann.
Eine Körperschutzvorrichtung 1 weist einen Helm 2 mit einem Visier 3 auf. Am Helm 2 ist eine Warneinrichtung 4 angebracht. Die Warneinrichtung 4 weist eine Sensoreinrichtung 41, eine Verarbeitungseinrichtung 42 und eine Signalerzeugungseinrichtung 43 auf. Zwischen der Sensoreinrichtung 41 und der Verarbeitungseinrichtung 42 besteht eine erste Verbindung 44. Zwischen der Verarbeitungseinrichtung 42 und der Signaleinrichtung 43 besteht eine zweite Verbindung 45.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Warneinrichtung 4 vollständig im Inneren des Helms 2 angeordnet und fest am Helm montiert. In einer nicht gezeigten Variante kann zumindest ein Teil der Warneinrichtung 4 auf der Außenseite des Helms angebracht und/oder mittels eines Mechanismus vom Helm 2 lösbar sein.
2a zeigt eine beispielhafte Gefahrensituation in schematischer Draufsicht. In einem Umfeld 5 des Helms 2 mit dem Schwerpunkt 22, welcher von einem nicht dargestellten Skifahrer mit einem Geschwindigkeitsvektor 21 getragen wird, befindet sich ein sich bewegendes Objekt 7 (z.B. ein zweiter Skifahrer) mit dem Geschwindigkeitsvektor 71 in einem Bereich 6. Ein zweites sich bewegendes Objekt 7a (z.B. ein dritter Skifahrer) mit dem Geschwindigkeitsvektor 71a bewegt sich in demselben Bereich 6.
2b zeigt einen Helm 2 in schematischer Draufsicht. Ein Sichtbereich 23 ist jener Raumwinkel, welcher für den Träger des Helms 2 im Sichtfeld liegt, ohne den Kopf drehen zu müssen. Ein Blindbereich 24 ist dementsprechend der Raum außerhalb des Sichtbereichs 23. Der Sichtbereich 23 befindet sich demnach vorwiegend im vorderen Bereich um den Helm 2, der Blindbereich 24 vorwiegend im seitlichen und hinteren Bereich um den Helm.
3 zeigt den Aufbau einer Warneinrichtung in schematischer Blockbilddarstellung. Die Sensoreinrichtung 41 weist eine Vorverarbeitungseinheit 412 auf und mindestens einen Sensor 411. Weitere Sensoren sind gestrichelt dargestellt. Die Sensoreinrichtung 41 ist verbunden mit der Verarbeitungseinrichtung 42 über die erste Verbindung 44.
Die Verarbeitungseinrichtung 42 weist in dieser Aufführungsform einen Prozessor 421, eine Speichereinheit 422 sowie eine Einstellungseinrichtung 423 mit einer Benutzerschnittstelle auf. Die Verarbeitungseinrichtung 42 ist über die zweite Verbindung 45 mit der Signalerzeugungseinrichtung 43 verbunden.
Die Signalerzeugungseinrichtung 43 weist mindestens einen Signalerzeuger 431 und eine Ansteuereinheit 432 auf. Weitere Signalerzeuger sind gestrichelt dargestellt.
Die Sensoreinrichtung 41 erkennt mithilfe der Sensoren 411 sich bewegende Objekte 7, 7a im Umfeld 5 des Helms 2. Die auf diese Weise generierten Sensordaten mit Informationen über die erkannten, sich bewegenden Objekte 7, 7a werden kontinuierlich bzw. regelmäßig über die Verbindung 44 an die Verarbeitungseinrichtung 42 gesendet.
Die Verarbeitungseinrichtung 42 klassifiziert die erkannten, sich bewegenden Objekte 7, 7a anhand einer Klassifizierungsvorschrift als Gefahr oder als keine Gefahr. In der in 2a gezeigten beispielhaften Gefahrensituation wird das Objekt 7, beispielsweise aufgrund seiner Bewegungsrichtung 71 als Gefahr klassifiziert, weil die Kollisionsprognose ergibt, dass das Objekt 7 mit dem Helm 2 und damit mit dem Träger des Helms kollidieren könnte. Objekt 7a, wird als ungefährlich eingestuft, z.B. weil es sich aus der Umgebung 5 des Helms 2 herausbewegt.
Die Verarbeitungseinheit 42 steuert nun die Signalerzeugungseinrichtung 43 an, um aufgrund der identifizierten Kollisionsgefahr ein Warnsignal für den Träger des Helms 2 auszugeben. Dies kann beispielsweise über ein Blinken eines als Signalerzeuger 431 dienenden Leuchtmittels, welches im Kinnschutz des Helms 2 angebracht ist, geschehen. Wenn – wie bei einem Skihelm – kein Kinnschutz vorgesehen ist, kann das Leuchtmittel auch an einer anderen Stelle im Gesichtsausschnitt des Helms 2 angeordnet sein.
Sobald das Objekt 7 von der Verarbeitungseinheit 42 nicht mehr als Gefahr klassifiziert wird, steuert die Verarbeitungseinheit 42 die Signalerzeugungseinrichtung 43 an, kein Warnsignal mehr auszugeben.
Die Einstelleinrichtung 423 ermöglicht das Verändern verschiedener Einstellungen bzw. Parameter. Die Einstellungen können auf der Speichereinheit 422 abgespeichert werden.
Die Einstellungen ermöglichen es beispielsweise, die Warneinrichtung 4 oder das Warnsignal abzuschalten, die Empfindlichkeit der Sensoreinrichtung 41 bzw. Sensoren 411 beim Erkennen von sich bewegenden Objekten zu verändern. Ebenfalls können ein Geschwindigkeitsschwellwert, ein Ausdehnungsschwellwert, ein Abstandsschwellwert und/oder ein Beschleunigungsschwellwert aber auch z.B. die Reichweite bzw. Größe der Umgebung 5 bzw. des Bereichs 6 eingestellt werden.
Des Weiteren kann die Art oder die Intensität des Warnsignals eingestellt werden.
Mithilfe der einen Helm und eine Warneinrichtung aufweisenden Körperschutzvorrichtung ist es somit möglich, den Träger des Helms wirksam vor einer drohenden Kollision zu warnen. Dazu werden Objekte, die sich in der Umgebung bewegen, erfasst. Wenn aufgrund der Überschreitung eines bestimmten Klassifizierungsvorschrift oder einer Kollisionsprognose zu befürchten ist, dass eine Kollision bevorsteht, können geeignete Warnsignale erzeugt werden, um den Träger zu warnen. Dem Träger bleibt dann die Möglichkeit, durch geeignete Maßnahmen auszuweichen oder zumindest reflexartig seine Körperspannung zu erhöhen, so dass dann auch im Falle einer Kollision das Verletzungsrisiko verringert bzw. mögliche Verletzungen gemildert werden.

Claims

Körperschutzvorrichtung (1) mit – einem Helm (2) mit einer Warneinrichtung (4); – wobei die Warneinrichtung (4) aufweist – eine Sensoreinrichtung (41) mit mindestens einem Sensor (411) zum Erkennen von sich bewegenden Objekten (7, 7a) in einem Bereich (6) in der Umgebung des Helms (5); – eine mit der Sensoreinrichtung (41) verbundene Verarbeitungseinrichtung (42) zum Empfangen von Sensordaten von der Sensoreinrichtung (41); – eine mit der Verarbeitungseinrichtung (42) verbundene Signalerzeugungseinrichtung (43) mit mindestens einem Signalerzeuger (431) zum Erzeugen eines Warnsignals; – wobei die Verarbeitungseinrichtung (42) derart konfiguriert ist, – dass die empfangenen Sensordaten derart auswertbar sind, dass eines der sich bewegenden Objekte (7, 7a) anhand einer Klassifizierungsvorschrift als Gefahr klassifizierbar ist; und – dass die Signalerzeugungseinrichtung (43) derart ansteuerbar ist, dass bei der Klassifikation eines der sich bewegenden Objekte (7, 7a) als Gefahr ein Warnsignal ausgebbar ist.
Körperschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil der Sensoreinrichtung (41) auf der Außenseite des Helms (2) angeordnet ist.
Körperschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Warnsignal ein optisches und/oder akustisches und/oder mechanisches Signal ist.
Körperschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalerzeugungseinrichtung (43) derart ansteuerbar ist, dass das Warnsignal an mindestens zwei räumlich verschiedenen Orten am Helm (2) erzeugbar ist.
Körperschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein sich bewegendes Objekt (7, 7a) als Gefahr klassifizierbar ist, wenn die Klassifizierungsvorschrift mindestens eines der folgenden Kriterien aufweist: – die Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts (7, 7a) ist größer als ein bestimmter Geschwindigkeitsschwellwert; – die räumliche Ausdehnung des Objekts (7, 7a) ist größer als ein bestimmter Ausdehnungsschwellwert; – der Abstand des sich bewegenden Objekts (7, 7a) zum Helm ist kleiner als ein bestimmter Abstandsschwellwert; – die Beschleunigung des sich bewegenden Objekts (7, 7a) ist größer als ein bestimmter Beschleunigungsschwellwert; – das Objekt bewegt sich innerhalb eines bestimmten Raumwinkels auf den Helm zu.
Körperschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei der Geschwindigkeitsschwellwert und/oder der Ausdehnungsschwellwert und/oder Abstandsschwellwert und/oder Beschleunigungsschwellwert einstellbar sind.
Körperschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein sich bewegendes Objekt (7, 7a) als Gefahr klassifizierbar ist, wenn die Klassifizierungsvorschrift eine Kollisionsprognose auf Basis von mindestens einer der folgenden Informationen vorsieht: – Ort des Objekts (7, 7a) – Ort des Objekts (7, 7a) relativ zu dem Helm (2) – Geschwindigkeitsvektor des Helms (2) – Geschwindigkeitsvektor des sich bewegenden Objekts (7, 7a) – Abstand des sich bewegenden Objekts (7, 7a) zu dem Helm (2) – Räumliche Ausdehnung des sich bewegenden Objekts (7, 7a) – Beschleunigungsvektor des sich bewegenden Objekts (7, 7a)
Körperschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich wenigstens ein Merkmal des Warnsignals verändert, in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Merkmale eines als Gefahr klassifizierten sich bewegenden Objekts (7, 7a): – Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts (7, 7a); – Bewegungsrichtung des Objekts (7, 7a); – räumliche Ausdehnung des Objekts (7, 7a); – Abstand des sich bewegenden Objekts (7, 7a) zu dem Helm (2); – Beschleunigung des sich bewegenden Objekts (7, 7a); – Beschleunigungsrichtung des sich bewegenden Objekts (7, 7a).
Körperschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinrichtung (41) ein 3D-Kamerasystem mit mindestens einer Kamera aufweist.
Körperschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Warnsignaleinrichtung (43) eine Bildschirmeinrichtung mit mindestens einem Head-Up-Display aufweist und das Warnsignal auf dem Head-Up-Display ausgebbar ist.