DE202022103669U1

DE202022103669U1 - Anordnung zur Kollisionsvermeidung

Info

Publication number: DE202022103669U1
Application number: DE202022103669.1U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2022-07-01
Filing date: 2022-07-01
Publication date: 2023-01-11
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: CN220801023U

Abstract

Anordnung (10) zur Kollisionsvermeidung für eine wenigstens teilweise autonom bewegte, mobile medizintechnische Einheit (11), aufweisend:
- zumindest eine Erfassungseinrichtung (12) zur Detektion von möglichen Kollisionsobjekten (13) im Umfeld der Einheit (11) und
- eine Steuereinrichtung (14) zur Auswertung der Erfassungsdaten der Erfassungseinrichtung (12), wobei die Steuereinrichtung (14) zum wenigstens teilweise autonomen Betrieb zur Bewegung der Einheit (11) unter Realisierung einer Kollisionsschutzfunktion ausgebildet ist,
wobei ein durch die Erfassungsdaten beschriebenes mögliches Kollisionsobjekt (13) durch Auswertung der Erfassungsdaten klassifizierbar ist,
wobei die Steuereinrichtung (14) zur Anpassung wenigstens eines auf das Verhalten gegenüber dem möglichen Kollisionsobjekt (13) im Rahmen des autonomen Bewegungsbetriebs bezogenen Betriebsparameters für mögliche Kollisionspartner wenigstens einer ausgewählten Objektlasse in Abhängigkeit von den Erfassungsdaten ausgebildet ist und
wobei die zumindest eine Erfassungseinrichtung (12) in einem Raum (15) ortsfest angeordnet ist und zur Erfassung der möglichen Kollisionsobjekte (13) auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kollisionsvermeidung für eine wenigstens teilweise autonom bewegte, mobile medizintechnische Einheit.
Im medizintechnischen Bereich wurden bereits Einheiten vorgeschlagen, die sich, beispielsweise in einem Krankenhaus und/oder in einer Radiologieabteilung, selbsttätig, das heißt autonom, bewegen sollen, beispielsweise zu einem Zielort. Dabei ist es im medizintechnischen Bereich wesentlich, Menschen, insbesondere Patienten, deren Besucher und das medizinische Personal, sowie andere, gegebenenfalls wertvolle medizintechnische Einrichtungen und Geräte zu schützen. Daher sind derartige autonom fahrende medizintechnische Einheiten üblicherweise mit einer Kollisionsschutzfunktion versehen, wobei üblicherweise eine Sensorik der medizintechnischen Einheit bzw. eine externe Sensorik genutzt wird, um Objekte im Bewegungsweg der mobilen medizintechnischen Einheit zu detektieren und durch eine entsprechende Anpassung des autonomen Betriebs der mobilen medizintechnischen Einheit eine Kollision zu vermeiden. Insbesondere sind Kollisionsschutzfunktionen, die durch Steuereinrichtungen von mobilen medizintechnischen Einheiten realisiert werden, meist so ausgebildet, dass bei Eintritt eines möglichen Kollisionsobjekts in einen gegebenenfalls gestaffelten Warnbereich langsamer gefahren wird bzw. gestoppt wird.
Problematisch ist hierbei allerdings, dass in manchen Situationen, in denen die mobile medizintechnische Einheit mit anderen Objekten interagieren soll, eine Kollision mit diesem Objekt erwünscht sein kann. Fährt beispielsweise ein autonom bewegbarer C-Bogen als mobile medizintechnische Einheit an eine Patientenlagerungseinrichtung heran, wird sich die Patientenlagerungseinrichtung im Kollisionsbereich bzw. gestaffelten Warnbereich befinden. Ein anderes Beispiel ist der Andockvorgang einer Patientenlagerungseinrichtung als mobile medizintechnische Einheit an eine Magnetresonanzeinrichtung oder sonstige Bildgebungseinrichtung. Hier muss beispielsweise der autonome Betrieb zur Bewegung beendet werden und die Interaktion manuell initiiert werden. Ein weiterer Nachteil bekannter Kollisionsschutzfunktionen ist, dass die Reaktionen der mobilen medizintechnischen Einheit auf ein mögliches Kollisionsobjekt im zukünftigen Bewegungsweg auf das die maximale Sicherheit erfordernde mögliche Kollisionsobjekt ausgelegt werden muss, was unter Umständen dazu führen kann, dass die autonome Bewegung der mobilen medizintechnischen Einheit gänzlich abgebrochen wird.
EP 3 454 754 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer wenigstens teilweise autonom bewegten, mobilen medizintechnischen Einheit, aufweisend wenigstens eine Erfassungseinrichtung zur Detektion von möglichen Kollisionsobjekten im Umfeld der Einheit und eine die Erfassungsdaten der Erfassungseinrichtung auswertende Steuereinrichtung, die zum wenigstens teilweise autonomen Betrieb zur Bewegung der Einheit unter Realisierung einer Kollisionsschutzfunktion ausgebildet ist, wobei ein durch die Erfassungsdaten beschriebenes mögliches Kollisionsobjekts durch Auswertung der Erfassungsdaten klassifiziert wird und die Klassifizierung bei dem autonomen Betrieb der Einheit, insbesondere bei der Berechnung einer abzufahrenden Trajektorie, berücksichtigt wird.
Weiterhin ist bekannt, dass die Bewegung einer solchen wenigstens teilweise autonom bewegten, mobilen medizintechnischen Einheit durch einen Nutzer, welcher unmittelbar Zugriff auf diese Einheit an, abgesichert wird. Für eine Erteilung einer Bewegungsfreigabe kommt insbesondere eine Totmanneinrichtung zum Einsatz. In diesem Fall ist insbesondere der Nutzer die Sicherheitsinstanz, welche das mögliche Kollisionsobjekt im zukünftigen Bewegungsweg erkennen soll und bei Gefahr die Totmanneinrichtung loslässt, um die wenigstens teilweise autonom bewegte, mobile medizintechnische Einheit zu stoppen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Anordnung zur Kollisionsvermeidung für eine wenigstens teilweise autonom bewegte, mobile medizintechnische Einheit anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Kollisionsvermeidung für eine wenigstens teilweise autonom bewegte, mobile medizintechnische Einheit weist

- zumindest eine Erfassungseinrichtung zur Detektion von möglichen Kollisionsobjekten im Umfeld der Einheit und
- eine Steuereinrichtung zur Auswertung der Erfassungsdaten der Erfassungseinrichtung auf,

Zur Lösung der zuvor beschriebenen Aufgabe ist vorteilhafterweise also vorgesehen, dass die zumindest eine Erfassungseinrichtung in einem Raum ortsfest angeordnet ist und zur Erfassung der möglichen Kollisionsobjekte auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich ausgebildet ist.
Die Erfassungsdaten umfassen insbesondere Positionsinformationen über zumindest ein mögliches Kollisionsobjekt und/oder über die mobile medizintechnische Einheit und/oder die zumindest eine Erfassungseinrichtung. Alternativ oder zusätzlich können die Erfassungsdaten relative Abstandsinformationen umfassen, welche einen Abstand beispielsweise zwischen der zumindest einen Erfassungseinrichtung und der mobilen medizintechnischen Einheit und/oder zwischen der mobilen medizintechnischen Einheit und dem möglichen Kollisionsobjekt beschreiben.
Abhängig von der Klassifizierung können insbesondere spezielle Verhaltensregeln gegenüber Objekten wenigstens einer ausgewählten Objektklasse vorgebbar sein, um somit den automatischen Betrieb kontextsensitiv zur Bewegung flexibler und situationsangepasster zu gestalten. Beispielsweise ist es möglich, unterschiedliche Sicherheitsforderungen abzubilden, insbesondere also von Personen einen größeren Abstand einzuhalten und langsamere Geschwindigkeiten zu wählen als für unbewegliche, statische Objekte. Auch können Interaktionen explizit zugelassen werden. Die statischen, insbesondere robusten, Objekte können eng umfahren werden bzw. zur Interaktion genutzt werden, während der Personenschutz weiterhin gewährleistet ist.
Mögliche Kollisionsobjekte können alle Objekte im erfassbaren Umfeld der mobilen medizintechnischen Einheit sein. Der Begriff des möglichen Kollisionsobjekts kann auf solche beschränkt sein, die mit einer aktuell geplanten und/oder prädizierten, abzufahrenden Trajektorie konfliktieren. Beispielsweise kann zur Selektion als relevantes Umgebungsobjekt, also mögliches Kollisionsobjekt, das klassifiziert werden soll, ein eine Kollisionswahrscheinlichkeit und/oder eine stattfindende prädizierte Kollision beschreibender Kollisionswert mit einem Schwellwert mittels der Steuereinrichtung verglichen oder anderweitig berücksichtigt werden.
Die Erfindung schlägt in ihren Ausführungsformen unter anderem vor, spezielle Verhaltensregeln bezüglich bestimmter Objektklassen insbesondere mittels der Steuereinrichtung umzusetzen, indem beispielsweise auf spezielle Eigenschaften von Objekten einer Objektklasse eingegangen wird und/oder eine Interaktion mit Objekten einer bestimmten Objektklasse gezielt zugelassen wird. Grundsätzlich kann ausreichend sein, wenn die Klassifizierung eines möglichen Kollisionsobjekts als zu einer bestimmten Objektklasse gehörig oder nicht zu dieser Objektklasse gehörig identifiziert wird. Beispielsweise kann im Fall einer anzudockenden Patientenlagerungseinrichtung, insbesondere eines Patiententisches, als mobile medizintechnische Einheit die bestimmte Objektklasse Objekte umfassen, an die die Patientenlagerungseinrichtung andocken soll, beispielsweise Magnetresonanzeinrichtungen. Für diese kann beispielsweise die Interaktion zugelassen werden, indem im einfachen Fall die Kollisionsschutzfunktion für dieses mögliche Kollisionsobjekt außer Kraft gesetzt wird. So können nicht der bestimmten Objektklasse angehörende Objekte geschützt werden, beispielsweise durch insbesondere großzügiges Umfahren, während die Interaktion nicht gestört wird. Im allgemeinen Fall werden jedoch viele verschiedene Objektklassen vorliegen, für die spezielle Verhaltensregeln definiert werden können.
Eine Objektklasse kann als nur ein einziges Objekt enthaltend definiert sein, beispielsweise, wenn die mobile medizintechnische Einheit einem bestimmten anderen medizinischen Gerät, beispielsweise einer Bildgebungseinrichtung, zugeordnet ist und insbesondere mit dieser wechselwirken soll oder in der Lage sein soll, zwischen mehreren zugeordneten medizintechnischen Geräten zu unterscheiden. In diesem Fall ist die Klassifizierung für zumindest die Objekte solcher Objektklassen konkret als Identifikation aufzufassen.
Auf diese Weise ergibt sich mit besonderem Vorteil eine kontextsensitive Bahnplanung und/oder kontextsensitive autonome Bewegung. Die Reaktion der mobilen medizintechnischen Einheit auf mögliche Hindernisse im Verfahrbereich ist vorzugsweise also abhängig von der Klassifizierung des möglichen Kollisionsobjektes und insbesondere seinen Eigenschaften. Der Anwendungsbereich für den autonomen Betrieb mobiler medizintechnischer Einheiten wird vorzugsweise erweitert, indem Interaktionen erlaubt werden können und/oder nicht zwangsläufig von der Objektklasse ausgegangen werden muss, für die das größte Schutzbedürfnis besteht.
Reaktionen der mobilen medizintechnischen Einheit auf mögliche Kollisionsobjekte, gegebenenfalls auch abhängig von der Objektklasse, können vorteilhafterweise eine Anpassung der Geschwindigkeit, eine Berechnung einer neuen, abzufahrenden Trajektorie, und/oder einen Wartevorgang umfassen. Alternativ oder zusätzlich ist eine Interaktion mittels der vorliegenden Anordnung denkbar.
Insbesondere kann die Steuereinrichtung eine Trajektorienermittlungseinheit für eine abzufahrende Trajektorie und eine Klassifizierungseinheit aufweisen, wobei die Klassifizierungseinheit die Erfassungsdaten auswertet und in Konsequenz Betriebsparameter zur Ermittlung der abzufahrenden Trajektorie direkt oder indirekt anpasst. Die mobile medizintechnische Einheit kann ferner eine Speichereinrichtung und/oder eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einer externen Recheneinrichtung aufweisen, wobei auf der Speichereinrichtung und/oder der externen Recheneinrichtung eine Referenzinformationsdatenbank und/oder eine Parameterdatenbank und/oder eine Kartendatenbank, bevorzugt eine alle diese Datenbanken zusammenfassende Gesamtdatenbank, abgespeichert sein können.
Es sei zur vorliegenden Erfindung angemerkt, dass die mobile medizintechnische Einheit regelmäßig zur autonomen Bewegung insbesondere innerhalb von Gebäuden vorgesehen ist, beispielsweise in Arztpraxen und/oder Radiologieabteilungen und/oder Krankenhäusern als Navigationsumgebung. Bei der mobilen medizintechnischen Einheit kann es sich bevorzugt um eine Patientenlagerungseinrichtung und/oder eine Patiententransporteinrichtung und/oder eine Komponente einer medizinischen Bildgebungseinrichtung und/oder einen mobilen medizintechnischen Roboter und/oder ein medizinisches Instrument handeln.
Gemäß einer Ausführungsform weist die zumindest eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der möglichen Kollisionsobjekte auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich einen ersten Radarsensor auf. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die zumindest eine Erfassungseinrichtung einen zweiten Radarsensor und/oder weitere Radarsensoren aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Anordnung eine weitere Erfassungseinrichtung zur Detektion von möglichen Kollisionsobjekten im Umfeld der Einheit auf, wobei die weitere Erfassungseinrichtung in dem Raum ortsfest angeordnet ist und einen bildgebenden Sensor, insbesondere eine Kamera, umfasst, wobei die Steuereinrichtung zur Auswertung weiterer Erfassungsdaten des bildgebenden Sensors durch eine Bildverarbeitung ausgebildet ist. Die Bilddaten des bildgebenden Sensors können als Erfassungsdaten beispielsweise durch entsprechende, grundsätzlich bekannte Bildverarbeitungsalgorithmen ausgewertet werden, um die Klassifizierung zu ermöglichen. Besonders vorteilhaft kann es sein, Marker zu verwenden, die die Identifikation eines möglichen Kollisionsobjekts erlauben, beispielsweise RFID-Marker. Alternativ oder zusätzlich können andere Erfassungseinrichtungen, insbesondere Sensoren, eingesetzt werden, um weitere Informationen über ein mögliches Kollisionsobjekt in Form von Erfassungsdaten zu sammeln.
Gemäß einer Ausführungsform sind die zumindest eine Erfassungseinrichtung und die weitere Erfassungseinrichtung zueinander beabstandet in dem Raum angeordnet. Die Erfassungseinrichtungen können grundsätzlich im Raum verteilt angeordnet sein und/oder je nach Art paarweise parallel angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung zum Ermitteln wenigstens einer ein Merkmal des möglichen Kollisionsobjekts beschreibende Merkmalsinformation aus den Erfassungsdaten und zum Klassifizieren des möglichen Kollisionsobjekts durch einen Vergleich mit das Merkmal für Objekte wenigstens einer Objektklasse beschreibenden Referenzinformationen ausgebildet. Die Steuereinrichtung ermittelt im Betrieb insbesondere wenigstens die das Merkmal des möglichen Kollisionsobjekts beschreibende Merkmalsinformation aus den Erfassungsdaten und/oder klassifiziert das mögliche Kollisionsobjekt durch den Vergleich mit den das Merkmal für Objekte wenigstens der Objektklasse beschreibenden Referenzinformationen.
Gemäß einer Ausführungsform bildet ein Marker an dem möglichen Kollisionsobjekt und/oder eine geometrische Form des möglichen Kollisionsobjekts das Merkmal. In diesem Fall sind vorteilhafterweise aus den Erfassungsdaten Merkmale des möglichen Kollisionsobjekts ableitbar und/oder solche Merkmale sind grundlegend in diesen enthalten. Beispiele für Merkmale sind Marker an dem möglichen Kollisionsobjekt, bei denen es sich auch um optische, gezielt zur Identifikation bzw. Klassifizierung des möglichen Kollisionsobjekts mittels einer Kamera angebrachte Marker handeln kann, und/oder die geometrische Form des möglichen Kollisionsobjekts betreffende Merkmale. Alternativ oder zusätzlich sind verschiedenste andere Merkmale denkbar, die insbesondere auch aus Bilddaten als Erfassungsdaten eines bildgebenden Sensors ableitbar sind, beispielsweise erkennbare Komponenten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung zum Abrufen der Referenzinformationen aus einer in einer Speichereinrichtung der mobilen medizintechnischen Einheit und/oder einer externen Recheneinrichtung gespeicherten Referenzinformationsdatenbank ausgebildet. Die Referenzinformationsdatenbank enthält insbesondere die Referenzinformationen für alle Objektklassen, die betrachtet werden könnten, gegebenenfalls mit der Ausnahme einer Objektklasse, die anzeigen kann, dass das mögliche Kollisionsobjekt zu keiner der anderen Objektklassen gehört. Bevorzugt ist die Referenzinformationsdatenbank auf der externen Recheneinrichtung, insbesondere einem Server, gespeichert, so dass eine Mehrzahl von mobilen medizintechnischen Einheiten die entsprechenden Referenzinformationen abrufen können, wobei ferner die Möglichkeit besteht, diese zentral aktuell zu halten. Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Referenzinformationsdatenbank regelmäßig von der externen Recheneinrichtung abzurufen und lokal in der Steuereinrichtung vorzuhalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass bei einer zur Interaktion mit der mobilen medizintechnischen Einheit vorgesehene Objekte beschreibenden ausgewählten Objektklasse die Kollisionsschutzfunktion und/oder die Berechnung der abzufahrenden Trajektorie die vorgesehene Interaktion erlaubend angepasst wird und dass für zur Interaktion mit der mobilen medizintechnischen Einheit vorgesehene Objekte eine Berührung, insbesondere zur Durchführung der Interaktion und/oder mit einer als Betriebsparameter verwendeten zulässigen Interaktionskraft, zugelassen wird. Das bedeutet, die Interaktion selber kann insbesondere in den autonomen Betrieb inkludiert werden, so dass hier keine insbesondere manuelle weitere Interaktion erforderlich ist. Dies gelingt beispielsweise, ohne dass es erforderlich wird, Sicherheitsfunktionen zum Personenschutz und Beschädigungsschutz einzuschränken, weil Objekte, mit denen interagiert werden soll, durch die Klassifizierung erkannt werden können. Beispielsweise kann, wenn ein mögliches Kollisionsobjekt als Objekt einer Objektklasse von Objekten, mit denen interagiert werden soll, klassifiziert wird, ein Kollisionskurs aufrechterhalten werden, gegebenenfalls unter Anpassung der Geschwindigkeit, so dass beispielsweise ein Andocken einer Patientenlagerungseinrichtung an eine Magnetresonanzeinrichtung bzw. das Heranfahren eines mobilen C-Bogens an eine Patientenlagerungseinrichtung ermöglicht wird. Die Anpassung der Betriebsparameter bzw. allgemein des autonomen Betriebs kann vorzugsweise speziell auf die erfolgreiche und/oder sichere Durchführung der Interaktion durch Wahl geeigneter Annäherungsgeschwindigkeiten, geeigneter Berührungskräfte und dergleichen erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform sind die wenigstens eine Objektklasse, für die Anpassungen der Betriebsparameter mittels der Steuereinrichtung vornehmbar sind, abhängig von einem aktuellen Betriebsmodus und/oder einem aktuellen Betriebsziel dynamisch auswählbar und/oder die Anpassung mittels der Steuereinrichtung erfolgt in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebsmodus und/oder dem aktuellen Betriebsziel. Die ausgewählten Objektklassen können, zumindest teilweise, mit ihren Konsequenzen vorgegeben sein. Alternativ ist es möglich, abhängig vom aktuellen Betriebsmodus bzw. Betriebsziel das Verhalten gegenüber möglichen Kollisionsobjekten unterschiedlicher Objektklassen zu verändern. So kann beispielsweise bei einer mobilen Patientenlagerungseinrichtung als mobile medizintechnische Einheit zunächst ein Betriebsziel sein, Röntgenaufnahmen zu tätigen, so dass an eine Röntgeneinrichtung angedockt werden soll, später jedoch sich das Betriebsziel ändern, nachdem auch eine Magnetresonanzuntersuchung durchgeführt werden soll, so dass dann das Interaktionsziel eine Magnetresonanzeinrichtung ist. Mit dem zweiten Betriebsziel wäre die Röntgeneinrichtung dann ein zu umfahrendes Hindernis, wie es die Magnetresonanzeinrichtung beim ersten Betriebsziel ist. Grundsätzlich ist es in diesem Kontext auch denkbar, dass die Anpassung in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebsmodus und/oder dem aktuellen Betriebsziel erfolgt. Werden beispielsweise die angepassten Betriebsparameter aus einer Parameterdatenbank abgerufen, können dort auch mehrere Sätze von Betriebsparametern hinterlegt sein, die unterschiedlichen Betriebszielen und/oder Betriebsmodi zugeordnet sind. Auf diese Weise ist die Kontextsensitivität über ein verbessertes Umfeldverständnis hinaus auch auf den aktuellen Betriebszustand der mobilen medizintechnischen Einheit erweitert, so dass das Konzept der kontextsensitiven Bahnplanung bzw. Trajektorienplanung weitgehender angewendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Anpassung des Betriebsparameters mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit wenigstens eines ein Objekt der ausgewählten Objektklasse beschreibenden Objektparameters. Bei dem hier genannten Objekt kann es sich dabei sowohl um ein generelles, repräsentatives Objekt der ausgewählten Objektklasse handeln als auch um ein konkretes mögliches Kollisionsobjekt, das als Mitglied der ausgewählten Objektklasse klassifiziert wird. Die Verwendung von Objektparametern erlaubt es insbesondere, das Verhalten der mobilen medizintechnischen Einheit nochmals deutlich besser auf konkrete Eigenschaften des Objekts im Allgemeinen bzw. des möglichen Kollisionsobjekts im Speziellen abzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform bilden wenigstens eine Ausdehnung des Objekts der ausgewählten Objektklasse und/oder eine Mobilität des Objekts der ausgewählten Objektklasse und/oder ein Interaktionsbereich und/oder ein Interaktionspunkt des Objekts der ausgewählten Objektklasse und/oder eine Annäherungsrichtung an das Objekt der ausgewählten Objektklasse und/oder ein Bewegungsparameter, insbesondere eine Bewegungsrichtung, des Objekts der ausgewählten Objektklasse den Objektparameter. Grundsätzlich sind weitere, für den autonomen Betrieb der mobilen medizintechnischen Einheit nützliche, Objektparameter denkbar. Konkret kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einem als bewegbar angezeigten Objekt der ausgewählten Objektklasse und einer zu einer Kollision führenden, aktuellen, abzufahrenden Trajektorie des autonomen Betriebs auf ein Wegbewegen des möglichen Kollisionsobjekts gewartet wird, insbesondere für eine auf die ausgewählte Objektklasse abgestimmte Wartezeit als Betriebsparameter. Handelt es sich bei dem möglichen Kollisionsobjekt anhand seiner Objektklasse um ein Objekt, welches sich mit hoher Wahrscheinlichkeit bewegt, kann die Entscheidung getroffen werden, dass die mobile medizintechnische Einheit wartet, bis sich das mögliche Kollisionsobjekt wegbewegt hat. Insbesondere durch zusätzliche Beobachtung anhand der Erfassungsdaten, beispielsweise durch den bildgebenden Sensor, kann zudem auch die Bewegungsrichtung bestimmt werden und die kollisionsfreie Wegplanung kann sich hiernach richten. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine durch Betriebsparameter beschriebene Umfahrungstrajektorie des autonomen Betriebs für das mögliche Kollisionsobjekt in Abhängigkeit der Ausdehnung und/oder der Bewegungsrichtung als Objektparameter ermittelt wird. Auf diese Weise kann eine sichere, kollisionsfreie Umfahrung von möglichen Kollisionsobjekten erfolgen, unter Berücksichtigung einer aktuellen Bewegungsrichtung des möglichen Kollisionsobjekts sogar besonders effektiv, da es sich voraussichtlich bewegt haben wird, während sich die mobile medizintechnische Einheit ebenso weiterbewegt. Objektparameter sind ferner nützlich, wenn eine Interaktion mit dem möglichen Kollisionsobjekt vorgesehen ist. Dann kann eine zur Interaktion mit dem möglichen Kollisionsobjekt vorgesehene Interaktionstrajektorie in Abhängigkeit des Interaktionsbereichs und/oder des Interaktionspunktes und/oder der Annäherungsrichtung als Objektparameter ermittelt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Andockpunkt durch die Objektparameter genau bestimmt werden, so dass die Interaktionstrajektorie so bestimmt werden kann, dass die Annäherung aus der korrekten Richtung mit der korrekten Geschwindigkeit erfolgt und/oder eine korrekte Interaktionskraft gegeben ist. Doch auch allgemein lässt sich sagen, dass bei einer Parametrisierung von Verhaltensregeln gemäß den Eigenschaften eines möglichen Kollisionsobjekts, also den Objektparametern, Betriebsparameter wie die Annäherungsgeschwindigkeit, ein minimaler Abstand bei Annäherung oder beim Umfahren, die Wartezeit bei einer Begegnung mobilen Objekten, die maximal zulässige Interaktionskraft bei Berührung von Objekten, bei denen dies zulässig ist, und dergleichen angepasst werden können. Größe und Ausdehnung von möglichen Kollisionsobjekten geben Hinweise, um den Radius für Ausweichmanöver anzupassen, je nachdem, wie die Objektausdehnung des möglichen Kollisionsobjekts in Fahrtrichtung ist, und dergleichen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass zusätzlich zu den hier beschriebenen Objektparametern und der folgenden Anpassung des autonomen Betriebs im Allgemeinen bzw. von Betriebsparametern im Speziellen auch objektklassenspezifische bzw. auf die Objektklasse angepasste Betriebsparameter berücksichtigt werden können, beispielsweise minimale Abstände und/oder Dynamikbegrenzungen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung zum Ermitteln wenigstens eines Teils der Objektparameter durch Auswertung der Erfassungsdaten bezüglich des möglichen Kollisionsobjekts ausgebildet. In dieser Ausführungsform werden die Erfassungsdaten zweckmäßigerweise einem weiteren Verwendungszweck zugeführt, um den kontextsensitiven Betrieb zur Bewegung der mobilen medizintechnischen Einheit weiter zu verbessern. Werden Merkmalsinformationen ermittelt, lassen sich mit besonderem Vorteil dabei erhaltene Ergebnisse auch zur Ermittlung bzw. als Objektparameter weiterverwenden; zusätzliche Eigenschaften des möglichen Kollisionsobjekts können durch Bildverarbeitung oder ähnliche Datenauswertungsalgorithmen für Sensordaten unter den Erfassungsdaten bestimmt werden und/oder in aus Funkmarkern abgerufenen Erfassungsdaten vorliegen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung zum Abrufen wenigstens eines Teils der bezüglich einer ausgewählten Objektklasse zu verwendenden Betriebsparameter und/oder wenigstens eines Teils der Objektparameter bezogen auf ein für die ausgewählte Objektklasse repräsentatives Objekt aus einer in einer bzw. der Speichereinrichtung der mobilen medizintechnischen Einheit und/oder einer bzw. der externen Recheneinrichtung gespeicherten Parameterdatenbank, die insbesondere der Referenzinformationsdatenbank entspricht, ausgebildet. Für die Betriebsparameter und/oder die Objektparameter kann also vorgesehen sein, dass diese in einer Datenbank, hier einer Parameterdatenbank, vorgehalten werden, die lokal und/oder extern vorliegen kann. Auch in diesem Fall wird eine zumindest teilweise extern, also beispielsweise auf einem Server, vorliegende Parameterdatenbank, auf die über eine Kommunikationsverbindung zugegriffen werden kann, bevorzugt, da die darin existenten Daten dann für mehrere mobile medizintechnische Einheiten eingesetzt werden können. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Vergleich mit Referenzinformationen stattfindet, wenn die Parameterdatenbank und die Referenzinformationsdatenbank als eine Gesamtdatenbank zusammengefasst sind, in der Objektklassen sowohl die Referenzinformationen als auch Betriebsparameter und/oder Objektparameter zugeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform bilden ein minimal einzuhaltender Abstand und/oder eine Annäherungsgeschwindigkeit und/oder ein Annäherungsgeschwindigkeitsverlauf und/oder eine maximal zulässige Interaktionskraft den Betriebsparameter. Grundsätzlich sind eine Vielzahl anderer Betriebsparameter, die insbesondere für die Planung einer abzufahrenden Trajektorie verwendet werden, denkbar und können berücksichtigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass bei einem einer Personen umfassenden Objektklasse zugeordneten möglichen Kollisionsobjekt ein gegenüber einem Normalbetriebsmodus eine verringerte Dynamik bei dem autonomen Betrieb erlaubender Sicherheitsbetriebsmodus aktiviert wird. Die Aktivierung eines anderen Betriebsmodus geht insbesondere mit einer Anpassung von Betriebsparametern einher und somit sind die Ausführungen bezüglich der Betriebsparameter auch hinsichtlich von Betriebsmodi regelmäßig analog anwendbar. Auf diese Weise kann ein besonderer Schutz von Personen, die sich im Umfeld der mobilen medizintechnischen Einheit befinden können, gewährleistet werden, indem Personen enthaltenden Objektklassen nicht nur größere Sicherheitsabstände zugeordnet werden können, sondern auch insgesamt ein langsamerer, vorsichtigerer Betrieb der mobilen medizintechnischen Einheit angestrebt wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Objektklassen mehrere Personen, insbesondere eine Objektklasse für Personal und/oder eine Objektklasse für Patienten und/oder eine Objektklasse für Besucher und/oder eine Objektklasse für Kinder, wobei die Sicherheitsbetriebsmodi sich unterscheiden in Hinblick auf unterschiedliche Erfahrungen im Umgang mit mobilen medizintechnischen Einheiten aufweisende Personen. Insbesondere kann sich die Sicherheit erhöhen, je weniger Erfahrung der entsprechenden Personengruppe im Hinblick auf mobile medizintechnische Einheiten zugeordnet werden kann. Während also beispielweise Personal mobile medizintechnische Einheiten aus der täglichen Arbeit gewöhnt ist und mit diesen regelmäßig hervorragend umgehen kann, ist diese Gewöhnung und Erfahrung für Patienten geringer, dennoch aber in größerem Umfang gegeben. Besucher hingegen, insbesondere Kinder, können eine äußerst geringe Erfahrung im Umgang mit mobilen medizintechnischen Einheiten vorweisen, so dass durch einen diesen Personengruppen zugeordneten Sicherheitsbetriebsmodus die größtmögliche Sicherheit bereitgestellt werden kann. So kann beispielsweise hinsichtlich Kindern neben einem größeren vorgesehenen Sicherheitsabstand beim Umfahren der Kinder auch eine langsamere Geschwindigkeit vorgesehen sein, um Kinder weniger zu erschrecken und Verletzungsrisiken, insbesondere bei spielenden Kindern, zu minimieren.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Anordnung eine Positionsbestimmungseinrichtung zum Ermitteln der aktuellen Position der mobilen medizintechnischen Einheit innerhalb einer Betriebsumgebung und zum Abrufen der aktuellen Position zugeordneter Eigenschaftsinformationen aus einer Kartendatenbank auf, wobei die Eigenschaftsinformationen statische, für das Verhalten gegenüber anderen Objekten relevante Eigenschaften und/oder insbesondere dynamisch in der Kartendatenbank aktualisierte aktuelle Zustandsinformationen umfassen, wobei die statischen Eigenschaften die Bodenhaftung und/oder den zur Verfügung stehenden Ausweichraum betreffen und/oder als Zustandsinformationen ein Öffnungszustand einer Tür und/oder eine aktuelle Baustelle und/oder Problemstelle beschreiben. Dabei sind Möglichkeiten zur Positionsbestimmung grundsätzlich bekannt und dienen beispielsweise auch der grundsätzlichen Navigation in ausgedehnteren Navigationsumgebungen, beispielsweise Krankenhäusern und/oder Radiologieabteilungen. Die Positionsbestimmung basiert insbesondere auf den Positionsinformationen und/oder den relativen Abstandsinformationen beispielsweise zwischen der zumindest einen Erfassungseinrichtung und der mobilen medizintechnischen Einheit und/oder zwischen der mobilen medizintechnischen Einheit und dem Objekt. Verschiedene Möglichkeiten der Positionsbestimmung auf Basis der elektromagnetischen Wellen im Radiofrequenzbereich, über Funk, Kameras, Marker und dergleichen lassen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzen. Nachdem die mobile medizintechnische Einheit innerhalb ihrer Navigationsumgebung lokalisiert werden kann, kann in einer Kartendatenbank, insbesondere lokal in der bereits erwähnten Speichereinrichtung der mobilen medizintechnischen Einheit und/oder in der externen Recheneinrichtung, eine Vielzahl weiterer Informationen bereitgestellt werden, die bei dem autonomen Betrieb der mobilen medizintechnischen Einheit berücksichtigt werden können, insbesondere bei der Planung einer abzufahrenden Trajektorie. Die Eigenschaftsinformationen können statische, für das Verhalten gegenüber anderen Objekten relevante Eigenschaften und/oder insbesondere dynamisch in der Kartendatenbank aktualisierte aktuelle Zustandsinformationen umfassen. Konkrete statische Eigenschaften können beispielsweise die Bodenhaftung und/oder den zur Verfügung stehenden Ausweichraum betreffen, während als dynamische Zustandsinformationen ein Öffnungszustand einer Tür und/oder eine aktuelle Baustelle und/oder Problemstelle beschreibende Informationen verwendet werden können. Auf diese Weise können beispielsweise kritische Stellen für Ausweichmanöver aufgrund eines besonders engen Flurs und dergleichen identifiziert werden und es können mit besonderem Vorteil auch dynamische Eigenschaften der aktuellen Umgebung betrachtet werden, beispielsweise sich gerade schließende Türen, kurzzeitige Veränderungen des zur Verfügung stehenden Navigationsraums durch bauliche und/oder handwerkliche Maßnahmen (= Baustelle), Veränderungen der Navigationsbedingungen, beispielsweise Veränderungen der Bodenhaftung durch aktuelle Bodenzustandsveränderungen, beispielsweise Nässe, und dergleichen. Auf diese Weise wird die Kontextsensitivität des autonomen Betriebs der mobilen medizintechnischen Einheit auch auf nicht an spezielle mögliche Kollisionsobjekte gebundene, allgemeine Umgebungseigenschaften erweitert, insbesondere auch aktuelle Geschehnisse, wofür mit besonderem Vorteil die Kartendatenbank auf einer externen Recheneinrichtung abgelegt ist und dort ständig aktualisiert wird.
Gemäß einer Ausführungsform bilden wenigstens eine Personenklasse und/oder wenigstens eine Diagnostikeinrichtungsklasse und/oder wenigstens eine Patiententransporteinrichtungsklasse und/oder wenigstens eine Therapieeinrichtungsklasse die Objektklassen. Im Allgemeinen können, wie aus den diskutierten Beispielen auch hervorgeht, eine Vielzahl unterschiedlicher Objektklassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht bestimmter Begriffe (z.B. „Patient“ oder „Arzt“) sind Personen mit männlicher, weiblicher und anderer Geschlechteridentität gemeint. Abweichend davon kann sich aus dem Kontext dieser Anmeldung ergeben, dass primär oder ausschließlich Personen einer bestimmten Geschlechteridentität gemeint sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Grundsätzlich werden in der folgenden Figurenbeschreibung im Wesentlichen gleich bleibende Strukturen und Einheiten mit demselben Bezugszeichen wie beim erstmaligen Auftreten der jeweiligen Struktur oder Einheit benannt.
Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Anordnung und
2 einen Ablaufplan beim Betrieb der Anordnung.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 10 aus der Vogelperspektive.
Die Anordnung 10 zur Kollisionsvermeidung für eine wenigstens teilweise autonom bewegte, mobile medizintechnische Einheit 11 weist zumindest eine Erfassungseinrichtung 12 und eine Steuereinrichtung 14 auf.
Die Erfassungseinrichtung 12 ist zur Detektion von möglichen Kollisionsobjekten 13 im Umfeld der Einheit 11 ausgebildet. Die Erfassungsdaten beschreiben insbesondere das mögliche Kollisionsobjekt 13 und optional die Umgebung des möglichen Kollisionsobjekts 13. Ein durch die Erfassungsdaten der Erfassungseinrichtung 12 beschriebenes mögliches Kollisionsobjekt 13 ist durch Auswertung der Erfassungsdaten klassifizierbar. Die Erfassungsdaten können beispielsweise kabelgebunden oder kabellos von einer Datenschnittstelle der Erfassungseinrichtung 12 an zumindest eine Datenschnittstelle der Steuereinrichtung 14 übertragen werden.
Die zumindest eine Erfassungseinrichtung 12 ist in einem Raum 15 ortsfest angeordnet und zur Erfassung der möglichen Kollisionsobjekte 13 auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich ausgebildet. Die zumindest eine Erfassungseinrichtung 12 weist zur Erfassung der möglichen Kollisionsobjekte 13 auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich einen ersten Radarsensor auf. Wenn die Erfassungseinrichtung 12 einen zweiten Radarsensor oder weitere Radarsensoren aufweist, können die jeweiligen Erfassungsdaten der Radarsensoren beispielsweise an einer zentralen Datenschnittstelle der Erfassungseinrichtung 12 gebündelt oder separat voneinander an verteilten Datenschnittstellen der Radarsensoren abrufbar sein.
Es kann grundsätzlich vorteilhaft sein, wenn die Anordnung 10 eine weitere Erfassungseinrichtung zur Detektion von möglichen Kollisionsobjekten 13 im Umfeld der Einheit 11 aufweist, wobei die weitere Erfassungseinrichtung in dem Raum 15 ortsfest angeordnet ist und einen bildgebenden Sensor, insbesondere eine Kamera, umfasst, wobei die Steuereinrichtung 14 zur Auswertung weiterer Erfassungsdaten des bildgebenden Sensors durch eine Bildverarbeitung ausgebildet ist. In diesem Fall sind die zumindest eine Erfassungseinrichtung 12 und die weitere Erfassungseinrichtung vorzugsweise zueinander beabstandet in dem Raum 15 angeordnet.
Die mobile medizintechnische Einheit 11 kann insbesondere eine mobile Patientenlagerungseinrichtung und/oder eine Patiententransporteinrichtung, beispielsweise ein mobiler Patiententisch, und/oder ein medizinisches Instrument sein. Die mobile medizintechnische Einheit 11 weist typischerweise Antriebsmittel und Lenkmittel auf. Die mobile medizintechnische Einheit 11 kann beispielsweise an verschiedene medizinische Bildgebungseinrichtungen andocken, wofür sie entsprechend ferner Andockmittel umfasst, die mit einer entsprechenden Andockeinrichtung wechselwirken. Alternativ kann die mobile medizintechnische Einheit 11 eine Schnittstelle zur kontaktbehafteten Interaktion mit einem weiteren Gerät umfassen. Es sei noch angemerkt, dass auch andere mobile medizintechnische Einheiten 11 denkbar sind, beispielsweise autonom bewegbare Komponenten von Bildgebungseinrichtungen, insbesondere mobile C-Bögen und dergleichen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 14 als Teil der mobilen medizintechnischen Einheit 11 ausgebildet. Alternativ kann die Steuereinrichtung 14 in einer Zentraleinheit angeordnet sein, beispielsweise als Teil eines Servers oder in einem Serverschrank.
Bei diesen Ausgestaltungen weist die Steuereinrichtung 14 beispielsweise eine zentrale Recheneinheit auf. Alternativ ist es denkbar, dass die Steuereinrichtung 14 mehrere Recheneinheiten umfasst, welche physisch und/oder logisch voneinander separiert sind. Die mehreren Recheneinheiten sind insbesondere netzwerktechnisch oder kabellos oder kabelgebunden direkt oder indirekt miteinander verbunden und können Signale und/oder Daten untereinander austauschen. Die mehreren Recheneinheiten können jeweils für alle oder einige oder nur eine einzige Funktion der Steuereinrichtung 14 ausgebildet sein. Die mehreren Recheneinheiten können insbesondere mehrere Prozessoren und/oder Logikbausteine umfassen. Die mehreren Recheneinheiten können die Funktionen der Steuereinrichtung 14 beispielsweise parallel durchführen. Die mehreren Recheneinheiten können vorteilhafterweise eine Redundanz für eine Erhöhung der Ausfallsicherheit beim Betrieb der Steuereinrichtung 14 ermöglichen. Es kann besonders vorteilhaft sein, rechenintensive Funktionen an einer zentralen leistungsfähigeren Recheneinheit auszuführen, um eine andere Recheneinheit, insbesondere wenn sie Teil der mobilen medizintechnischen Einheit 11 ist, mit einer geringeren Rechenleistung ausstatten zu können. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, weil dann insbesondere nur die von der Steuereinrichtung 14 ermittelten Betriebsdaten und nicht alle oder ein Teil der Erfassungsdaten an die mobile medizintechnische Einheit 11 übertragen werden, beispielsweise um eine Bandbreite bei der Übertragung zu sparen.
Die Steuereinrichtung 14 ist zum Empfang und zur Auswertung der Erfassungsdaten der Erfassungseinrichtung 12, zum wenigstens teilweise autonomen Betrieb zur Bewegung der Einheit 11 unter Realisierung einer Kollisionsschutzfunktion und zur Anpassung wenigstens eines auf das Verhalten gegenüber dem möglichen Kollisionsobjekt 13 im Rahmen des autonomen Bewegungsbetriebs bezogenen Betriebsparameters für mögliche Kollisionspartner wenigstens einer ausgewählten Objektlasse in Abhängigkeit von den Erfassungsdaten ausgebildet. Um einen kontextsensitiven autonomen Bewegungsbetrieb zu ermöglichen, insbesondere also bei der Bahnplanung, also der Ermittlung der abzufahrenden Trajektorie, nicht nur im Rahmen einer Kollisionsschutzfunktion allgemein andere Objekte zu beachten, sondern deren spezielle Eigenschaften und die Eigenschaften der Umgebung, wie sie aktuell vorliegt, berücksichtigen zu können, hat die Steuereinrichtung 14 typischerweise ferner über eine Kommunikationseinrichtung oder in einer Speichereinrichtung Zugriff auf eine Gesamtdatenbank, die auf einer externen Recheneinrichtung gespeichert sein kann, zu der mittels der Kommunikationseinrichtung eine drahtlose Kommunikationsverbindung aufgebaut werden kann.
Die Gesamtdatenbank umfasst typischerweise neben einer Kartendatenbank, die Eigenschaftsinformationen zu statischen und dynamischen Eigenschaften des aktuell befahrenen Umfelds enthält, auch eine kombinierte Parameter- und Referenzinformationsdatenbank, in der einer bestimmten Anzahl von Objektklassen Referenzinformationen zugeordnet sind, die die Steuereinrichtung 14 zur Zuordnung eines detektierten möglichen Kollisionsobjekts 13 zu einer Objektklasse mit aus den Erfassungsdaten der Erfassungseinrichtung 12 abgeleiteten Merkmalsinformationen vergleichen kann. Ferner enthält die kombinierte Parameter- und Referenzinformationsdatenbank vorzugsweise wenigstens einen Satz von Werten für Objekte der Objektklasse zu verwendender Betriebsparameter sowie Eigenschaften eines repräsentativen Objekts der Objektklasse beschreibende Objektparameter, aus denen sich gegebenenfalls Betriebsparameter ableiten lassen.
2 zeigt einen Ablaufplan beim Betrieb der Anordnung 10. Insbesondere die Steuereinrichtung 14 ist zur Durchführung der Verfahrensschritte S1 - S7 ausgebildet. 2 zeigt das Vorgehen, wenn durch die zumindest eine Erfassungseinrichtung 12 ein mögliches Kollisionsobjekt 13 im zukünftigen Bewegungsweg der mobilen medizintechnischen Einheit 11, also entlang der abzufahrenden Trajektorie, ermittelbar ist.
Die Steuereinrichtung 14 ist für den Schritt S1 zum Ermitteln wenigstens einer ein Merkmal des möglichen Kollisionsobjekts 13 beschreibende Merkmalsinformation aus den Erfassungsdaten und für den Schritt S2 zum Klassifizieren des möglichen Kollisionsobjekts 13 durch einen Vergleich mit das Merkmal für Objekte wenigstens einer Objektklasse beschreibenden Referenzinformationen ausgebildet.
Merkmalsinformationen können beispielsweise durch Bildverarbeitung aus Bilddaten eines nicht gezeigten bildgebenden Sensors abgeleitete geometrische Formgebungen sowie andere optisch auffällige Merkmale, beispielsweise Marker, beschreibende Merkmalsinformationen genauso wie durch Auslesen eines Funkmarkers gewonnene Merkmalsinformationen, beispielsweise Identifikationsinformationen, Geräteklasseninformationen und dergleichen, sein. Bei der Ermittlung von Merkmalsinformationen aus Bilddaten oder allgemeinen Sensordaten sowie sonstigen Erfassungsdaten können im Übrigen auch bereits später zu berücksichtigende Objektparameter, beispielsweise die Ausdehnung und/oder Größe betreffend, abgeleitet werden.
In einem Schritt S2 werden die Merkmalsinformationen mit entsprechenden, aus der Gesamtdatenbank für eine zu überprüfende Objektklasse abgerufenen Referenzinformationen verglichen. Ist, vgl. Schritt S3, keine Übereinstimmung gegeben, kann in einem Schritt S4 überprüft werden, ob noch weitere Objektklassen vorliegen, bei denen ein Vergleich stattfinden soll, wobei dann wieder zu Schritt S2 verzweigt wird. Wird allerdings im Schritt S4 festgestellt, dass das mögliche Kollisionsobjekt 13 aufgrund der fehlgeschlagenen Vergleiche scheinbar keiner der in der Gesamtdatenbank spezifisch erfassten Objektklassen zugeordnet ist, wird das mögliche Kollisionsobjekt 13 gemäß dem Pfeil 19 einer Objektklasse verbleibender Objekte zugeordnet; hat sich im Vergleich jedoch schon vorher herausgestellt, vgl. Schritt S3, dass eine hinreichende Übereinstimmung mit Referenzinformationen einer bestimmten Referenzklasse vorliegt, wird das mögliche Kollisionsobjekt 13 im Schritt S5 dieser Objektklasse zugeordnet. Nachdem Objektklassen auch nur ein Objekt enthalten können, ist als Spezialform der Klassifizierung mithin auch eine Identifizierung möglich.
Nachdem das mögliche Kollisionsobjekt 13 im Schritt S5 klassifiziert wurde, ist die Steuereinrichtung 14 für den Schritt S6 ausgebildet zur Anpassung des autonomen Bewegungsbetriebs aufgrund der für das mögliche Kollisionsobjekt 13 ermittelten Objektklasse. Bei dieser Anpassung wird vorzugsweise ein aktueller Betriebsmodus bzw. ein aktuelles Betriebsziel der mobilen medizintechnischen Einheit 11 berücksichtigt, beispielsweise, dass gerade mittels der Andockmittel an eine Magnetresonanzeinrichtung angedockt werden soll, welche ein Objekt einer eigenen Objektklasse von Magnetresonanzeinrichtungen darstellt.
Zunächst werden die der Objektklasse des möglichen Kollisionsobjekts 13 zugeordneten Betriebsparameter und Objektparameter aus der Gesamtdatenbank mittels der Steuereinrichtung 14 abgerufen, welche zum Abrufen der Referenzinformationen aus einer in einer Speichereinrichtung der mobilen medizintechnischen Einheit 11 und/oder einer externen Recheneinrichtung gespeicherten Referenzinformationsdatenbank ausgebildet ist. Liegen mehrere Sätze von Werten für Betriebsparameter vor, handelt es sich dabei üblicherweise um einen Standardsatz und einen Interaktionssatz. Zeigt der aktuelle Betriebsmodus bzw. das aktuelle Betriebsziel an, dass eine Interaktion mit Objekten dieser Objektklasse gewünscht ist, wird der Interaktionssatz von Betriebsparametern gewählt und eingestellt. Ansonsten wird der Standardsatz benutzt. Betriebsparameter können dabei beispielsweise einen minimal einzuhaltenden Abstand, eine Annäherungsgeschwindigkeit, einen Annäherungsgeschwindigkeitsverlauf, eine maximal zulässige Interaktionskraft und dergleichen umfassen. Sie werden mithin konkret bei der Ermittlung der abzufahrenden Trajektorie der mobilen medizintechnischen Einheit 11 berücksichtigt, was jedoch auch für die Eigenschaften des möglichen Kollisionsobjekts 13 der Objektklasse beschreibenden Objektparameter gilt, bei denen es sich beispielsweise um eine Ausdehnung, eine Mobilität, einen Interaktionsbereich, einen Interaktionspunkt, eine Annäherungsrichtung, oder einen Bewegungsparameter, insbesondere eine Bewegungsrichtung, handeln kann. Dabei sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Objektparameter insbesondere wenigstens teilweise auch aus den Erfassungsdaten bestimmt werden. Die durch die Objektparameter konkret beschriebenen Eigenschaften des möglichen Kollisionsobjekts werden also ebenso bei der Ermittlung der abzufahrenden Trajektorie berücksichtigt, resultieren also ebenso in bestimmten für die Präsenz des möglichen Kollisionsobjekts 13 der Objektklasse angepassten Betriebsparametern.
Es sei angemerkt, dass der Ablaufplan gemäß 2 selbstverständlich immer dann durchgeführt wird, wenn ein neues mögliches Kollisionsobjekt detektiert wird. Selbstverständlich können auch mehrere klassifizierte mögliche Kollisionsobjekte 13 in den autonomen Bewegungsbetrieb Eingang finden.
Zur Auswirkung der angepassten Betriebsparameter auf den autonomen Bewegungsbetrieb der mobilen medizintechnischen Einheit 11 existieren eine Vielzahl an Möglichkeiten. Beispielsweise kann bei einem als bewegbar angezeigten Objekt der Objektklasse des möglichen Kollisionsobjekts 13 und einer zu einer Kollision führenden, aktuellen, abzufahrenden Trajektorie auf ein Wegbewegen des möglichen Kollisionsobjekts 13 gewartet werden. Ein hierbei nützlicher Betriebsparameter kann eine Wartezeit für die spezielle Objektklasse umfassen, die abbildet, wie wahrscheinlich eine Bewegung des möglichen Kollisionsobjekts 13 ist. In einem weiteren Beispiel kann die bisherige abgefahrene Trajektorie geändert werden, um eine Umfahrungstrajektorie für das mögliche Kollisionsobjekt 13 zu ermitteln und dieses mithin zu umfahren, wobei neben Betriebsparametern wie dem minimal erlaubten Abstand und erlaubten Bewegungsgeschwindigkeiten als Objektparameter die Ausdehnung und die Bewegungsrichtung berücksichtigt werden können. Ein besonderer Fall ist gegeben, wenn ein zur Interaktion vorgesehenes mögliches Kollisionsobjekt 13 anhand der Klassifizierung festgestellt wurde, denn dann kann entsprechend eine Interaktionstrajektorie in Abhängigkeit von Parametern wie Interaktionsbereich, Interaktionspunkt, Annäherungsrichtung, Annäherungsgeschwindigkeit bzw. Annäherungsgeschwindigkeitsverlauf, maximal erlaubte Einwirkkraft und dergleichen bestimmt werden, das bedeutet, die Interaktion, im hier beschriebenen Beispiel das Andocken, in den autonomen Betrieb inkludiert werden.
Ein wichtiger Betriebsparameter in Bezug auf Objektklassen kann auch eine maximal zulässige Bewegungsgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Vorgabebereich um mögliche Kollisionsobjekte einer Objektklasse sein, insbesondere bei Personenklassen. Dabei werden bevorzugt mehrere Personenklassen bzw. Personen umfassende Objektklassen verwendet, vorliegend eine Objektklasse für Personal, eine Objektklasse für Patienten, eine Objektklasse für Besucher und eine Objektklasse für Kinder, wobei die maximal zulässige Bewegungsgeschwindigkeit für Kinder, die am wenigsten Erfahrung mit mobilen medizintechnischen Einheiten 11 haben, am geringsten ist und mit zunehmender Erfahrung im Umgang mit mobilen medizintechnischen Einheiten 11 ansteigen kann, so dass insgesamt die maximal erlaubte Bewegungsgeschwindigkeit für Personal insbesondere größer ist als für Patienten, welche wiederum größer ist als für Besucher, welche vorzugsweise wiederum größer ist als für Kinder.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass während dem autonomen Bewegungsbetrieb ständig, wie durch den Schritt S7 in 2 angedeutet, auch die Kartendatenbank als Teil der Gesamtdatenbank genutzt werden kann. Nachdem dank der Positionsbestimmungseinrichtung die Position der Einheit 11 in der ihr zugeordneten Navigationsumgebung bekannt ist, können statische Eigenschaften und dynamische Eigenschaften der Umgebung an der aktuellen Position berücksichtigt werden, beispielsweise, ob sich eine vorausliegende Tür gerade schließt, ob eine Baustelle vorliegt, ein für Ausweichmanöver eher unkritischer Engpass vorliegt und dergleichen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3454754 A1 [0004]

Claims

Anordnung (10) zur Kollisionsvermeidung für eine wenigstens teilweise autonom bewegte, mobile medizintechnische Einheit (11), aufweisend: - zumindest eine Erfassungseinrichtung (12) zur Detektion von möglichen Kollisionsobjekten (13) im Umfeld der Einheit (11) und - eine Steuereinrichtung (14) zur Auswertung der Erfassungsdaten der Erfassungseinrichtung (12), wobei die Steuereinrichtung (14) zum wenigstens teilweise autonomen Betrieb zur Bewegung der Einheit (11) unter Realisierung einer Kollisionsschutzfunktion ausgebildet ist, wobei ein durch die Erfassungsdaten beschriebenes mögliches Kollisionsobjekt (13) durch Auswertung der Erfassungsdaten klassifizierbar ist, wobei die Steuereinrichtung (14) zur Anpassung wenigstens eines auf das Verhalten gegenüber dem möglichen Kollisionsobjekt (13) im Rahmen des autonomen Bewegungsbetriebs bezogenen Betriebsparameters für mögliche Kollisionspartner wenigstens einer ausgewählten Objektlasse in Abhängigkeit von den Erfassungsdaten ausgebildet ist und wobei die zumindest eine Erfassungseinrichtung (12) in einem Raum (15) ortsfest angeordnet ist und zur Erfassung der möglichen Kollisionsobjekte (13) auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich ausgebildet ist.
Anordnung (10) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Erfassungseinrichtung (12) zur Erfassung der möglichen Kollisionsobjekte (13) auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich einen ersten Radarsensor aufweist.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung (10) eine weitere Erfassungseinrichtung zur Detektion von möglichen Kollisionsobjekten (13) im Umfeld der Einheit (11) aufweist, wobei die weitere Erfassungseinrichtung in dem Raum (15) ortsfest angeordnet ist und einen bildgebenden Sensor, insbesondere eine Kamera, umfasst, wobei die Steuereinrichtung (14) zur Auswertung weiterer Erfassungsdaten des bildgebenden Sensors durch eine Bildverarbeitung ausgebildet ist.
Anordnung (10) nach Anspruch 3, wobei die zumindest eine Erfassungseinrichtung (12) und die weitere Erfassungseinrichtung zueinander beabstandet in dem Raum (15) angeordnet sind.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (14) zum Ermitteln wenigstens einer ein Merkmal des möglichen Kollisionsobjekts (13) beschreibende Merkmalsinformation aus den Erfassungsdaten und zum Klassifizieren des möglichen Kollisionsobjekts (13) durch einen Vergleich mit das Merkmal für Objekte wenigstens einer Objektklasse beschreibenden Referenzinformationen ausgebildet ist.
Anordnung (10) nach Anspruch 5, wobei ein Marker an dem möglichen Kollisionsobjekt (13) und/oder eine geometrische Form des möglichen Kollisionsobjekts (13) das Merkmal bildet.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Steuereinrichtung (14) zum Abrufen der Referenzinformationen aus einer in einer Speichereinrichtung der mobilen medizintechnischen Einheit (11) und/oder einer externen Recheneinrichtung gespeicherten Referenzinformationsdatenbank ausgebildet ist.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (14) derart ausgebildet ist, dass bei einer zur Interaktion mit der mobilen medizintechnischen Einheit (11) vorgesehene Objekte beschreibenden ausgewählten Objektklasse die Kollisionsschutzfunktion und/oder die Berechnung der abzufahrenden Trajektorie die vorgesehene Interaktion erlaubend angepasst wird und dass für zur Interaktion mit der mobilen medizintechnischen Einheit (11) vorgesehene Objekte eine Berührung, insbesondere zur Durchführung der Interaktion und/oder mit einer als Betriebsparameter verwendeten zulässigen Interaktionskraft, zugelassen wird.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Objektklasse, für die Anpassungen der Betriebsparameter mittels der Steuereinrichtung (14) vornehmbar sind, abhängig von einem aktuellen Betriebsmodus und/oder einem aktuellen Betriebsziel dynamisch auswählbar sind und/oder die Anpassung mittels der Steuereinrichtung (14) in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebsmodus und/oder dem aktuellen Betriebsziel erfolgt.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anpassung des Betriebsparameters mittels der Steuereinrichtung (14) in Abhängigkeit wenigstens eines ein Objekt der ausgewählten Objektklasse beschreibenden Objektparameters erfolgt.
Anordnung (10) nach Anspruch 10, wobei wenigstens eine Ausdehnung des Objekts der ausgewählten Objektklasse und/oder eine Mobilität des Objekts der ausgewählten Objektklasse und/oder ein Interaktionsbereich und/oder ein Interaktionspunkt des Objekts der ausgewählten Objektklasse und/oder eine Annäherungsrichtung an das Objekt der ausgewählten Objektklasse und/oder ein Bewegungsparameter, insbesondere eine Bewegungsrichtung, des Objekts der ausgewählten Objektklasse den Objektparameter bilden.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Steuereinrichtung (14) zum Ermitteln wenigstens eines Teils der Objektparameter durch Auswertung der Erfassungsdaten bezüglich des möglichen Kollisionsobjekts (13) ausgebildet ist.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (14) zum Abrufen wenigstens eines Teils der bezüglich einer ausgewählten Objektklasse zu verwendenden Betriebsparameter und/oder wenigstens eines Teils der Objektparameter bezogen auf ein für die ausgewählte Objektklasse repräsentatives Objekt aus einer in einer bzw. der Speichereinrichtung der mobilen medizintechnischen Einheit (11) und/oder einer bzw. der externen Recheneinrichtung gespeicherten Parameterdatenbank, die insbesondere der Referenzinformationsdatenbank entspricht, ausgebildet ist.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein minimal einzuhaltender Abstand und/oder eine Annäherungsgeschwindigkeit und/oder ein Annäherungsgeschwindigkeitsverlauf und/oder eine maximal zulässige Interaktionskraft den Betriebsparameter bilden.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (14) derart ausgebildet ist, dass bei einem einer Personen umfassenden Objektklasse zugeordneten möglichen Kollisionsobjekt (13) ein gegenüber einem Normalbetriebsmodus eine verringerte Dynamik bei dem autonomen Betrieb erlaubender Sicherheitsbetriebsmodus aktiviert wird.
Anordnung (10) nach Anspruch 15, wobei die Objektklassen mehrere Personen umfassen, insbesondere eine Objektklasse für Personal und/oder eine Objektklasse für Patienten und/oder eine Objektklasse für Besucher und/oder eine Objektklasse für Kinder, wobei die Sicherheitsbetriebsmodi sich unterscheiden in Hinblick auf unterschiedliche Erfahrungen im Umgang mit mobilen medizintechnischen Einheiten aufweisende Personen.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung (10) eine Positionsbestimmungseinrichtung zum Ermitteln der aktuellen Position der mobilen medizintechnischen Einheit (11) innerhalb einer Betriebsumgebung und zum Abrufen der aktuellen Position zugeordneter Eigenschaftsinformationen aus einer Kartendatenbank aufweist, wobei die Eigenschaftsinformationen statische, für das Verhalten gegenüber anderen Objekten relevante Eigenschaften und/oder insbesondere dynamisch in der Kartendatenbank aktualisierte aktuelle Zustandsinformationen umfassen, wobei die statischen Eigenschaften die Bodenhaftung und/oder den zur Verfügung stehenden Ausweichraum betreffen und/oder als Zustandsinformationen ein Öffnungszustand einer Tür und/oder eine aktuelle Baustelle und/oder Problemstelle beschreiben.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Personenklasse und/oder wenigstens eine Diagnostikeinrichtungsklasse und/oder wenigstens eine Patiententransporteinrichtungsklasse und/oder wenigstens eine Therapieeinrichtungsklasse die Objektklassen bilden.