EP2771720A1 - Überwachungseinrichtung, endgerät und überwachungssystem zur umweltüberwachung - Google Patents

Überwachungseinrichtung, endgerät und überwachungssystem zur umweltüberwachung

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Publication number
EP2771720A1
EP2771720A1 EP11790560.4A EP11790560A EP2771720A1 EP 2771720 A1 EP2771720 A1 EP 2771720A1 EP 11790560 A EP11790560 A EP 11790560A EP 2771720 A1 EP2771720 A1 EP 2771720A1
Authority
EP
European Patent Office
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terminals
monitoring device
measured
radiation
environmental
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11790560.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf-Dieter Klein
Mathias Reichl
Christoph Hoeschen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Helmholtz Zentrum Muenchen Deutsches Forschungszentrum fuer Gesundheit und Umwelt GmbH
Original Assignee
Helmholtz Zentrum Muenchen Deutsches Forschungszentrum fuer Gesundheit und Umwelt GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Helmholtz Zentrum Muenchen Deutsches Forschungszentrum fuer Gesundheit und Umwelt GmbH filed Critical Helmholtz Zentrum Muenchen Deutsches Forschungszentrum fuer Gesundheit und Umwelt GmbH
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Priority to EP11790560.4A priority patent/EP2771720A1/de
Publication of EP2771720A1 publication Critical patent/EP2771720A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
    • G01T1/2928—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using solid state detectors
    • G—PHYSICS
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    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]

Definitions

  • the invention relates to a monitoring device for monitoring To ⁇ world, in particular for the environmental monitoring of radioactive radiation. Furthermore, the invention relates to a
  • the invention also includes a monitoring system with numerous derar ⁇ term terminals and a central monitoring device.
  • ODL local dose rate
  • the German Federal Office for Radiation Protection operates a so-called ODL measuring network (ODL: local dose rate), which measures the local dose rate of the gamma radiation at the respective measuring location by means of a multitude of measuring points distributed over the whole area.
  • ODL local dose rate
  • the measured values of the individual measuring points wired via the telephone network to a measuring network node (evaluation unit).
  • the measuring network node can then calculate from the multiplicity of measured values from the various measuring points a radiation map which reproduces the geographical distribution of the local dose rate.
  • This known ODL measuring network Disadvantages of this known ODL measuring network are the high infrastructure costs for the provision and operation of the large number of measuring points as well as the high costs for high demands on spatially resolved knowledge about the distribution of the radioactive radiation.
  • the invention is therefore based on the object to provide a corresponding monitoring system with a much lower infrastructure costs. This object is achieved by a monitoring device (evaluation unit), correspondingly adapted terminals (measuring points) and a monitoring system according to the claims.
  • the invention is based on the technical-physical realization that radioactive radiation can be measured not only by radiation sensors designed especially for this purpose (eg Geiger-Müller counter tubes), but also by conventional image sensors (eg CCD sensors, CMOS sensors), which are contained in digital cameras of modern end devices (eg mobile phones, notebooks, laptops, etc.).
  • the invention therefore provides that such image sensors are also used in modern terminals for measuring radiation, which allows the construction of a monitoring network with a very low infrastructure costs, since the cost of providing and operating the individual measuring points omitted.
  • this technical idea allows the construction of a very dense network, as for example in Germany several million mobile phones are operated, which have an image sensor and are therefore suitable for radiation measurement. Due to the large number of terminals used for radiation measurement, there is also the advantageous possibility of a statistical evaluation of the multiplicity of measured values, as a result of which the accuracy can be significantly increased.
  • the invention therefore initially comprises a central monitoring device similar to the measuring network node of the known ODL Messnet zes.
  • This central monitoring device adds via a receiver for receiving measurements of a potentially harmful environmental quantity, which is preferably a radiation quantity representing radioactive radiation.
  • the invention is not limited to the monitoring of radioactive radiation in terms of the monitored environmental size, but can in principle be used to monitor other environmental variables that are potentially harmful to health.
  • the monitored environmental quantity may be pollutant concentrations. It is only decisive that the environmental variable of interest can be measured by the terminals.
  • the monitoring device has an arithmetic unit for calculating a hazard indication as a function of the measured values.
  • the monitoring device differs from the measuring network nodes of the known ODL measuring network in that the receiver is designed to receive the measured values from a plurality of spatially distributed electronic terminals (eg mobile phones with an image sensor for measuring the radioactive radiation), whereas the measuring network nodes of the ODL measuring network receive the measured values from permanently installed measuring points.
  • the receiver is designed to receive the measured values from a plurality of spatially distributed electronic terminals (eg mobile phones with an image sensor for measuring the radioactive radiation)
  • the measuring network nodes of the ODL measuring network receive the measured values from permanently installed measuring points.
  • the reception of the measured values from the individual terminals preferably takes place wirelessly, for example via a cellular mobile radio network.
  • the transmission of the measured values from the individual terminal advise a transmitter used in the terminals to the central monitoring device, which is already present for the fulfillment of the normal function of the terminal, so that in the context of the invention, conventional terminals are.
  • the monitoring device of the invention also includes a transmitter to transmit an indication of danger to the electronic devices where ⁇ informs the user of the terminal about a potential health hazard due to the measurement values of the environmental variable in the warning of danger.
  • a bidirectional communication between the individual terminals on the one hand and the monitoring device on the other hand preferably takes place in the invention.
  • the above-mentioned hazard warning the user of the terminal is preferably calculated in the scope of the invention in depen ⁇ dependence on the geographical position of the individual devices. This means that the users of the terminals receive different hazard warnings depending on their current geographical position. If game, a user of a terminal in an area is at ⁇ with high radiation, the hazard warning may instruct the user to leave the area at risk as quickly as possible. If, on the other hand, a user of a terminal is in an area with low and harmless radiation values, the hazard statement can inform the user about the safety of a further stay in this area and thereby avoid panic.
  • the geographical position of the individual terminals is determined in each case by the individual terminals, for which purpose modern cellular telephones have an integ- GPS module (GPS: Global Positioning System) can be used.
  • GPS Global Positioning System
  • the geographical position of the individual terminals is then transmitted from the individual terminals together with the respective measured value of the monitored environmental variable to the monitoring device.
  • the geographical position of the individual terminal can be determined not only by a GPS module, but also by another satellite navigation system, such as the Galileo system.
  • the geographical position of the individual terminals is not determined by the terminals themselves, but by the monitoring device. This offers the advantage that the geographical position of such terminals can be determined, which have no integrated GPS module.
  • the geographical position of the individual terminals can be determined, for example, by a cell location of the radio cell of the respective terminal in the cellular mobile radio network. This cell location can be performed in the mobile device or in the central monitoring device.
  • a further possibility of determining the geographical position of the individual terminals is that with a LAN connection (WLAN: Wireless Local Area Network) of the terminals of the associated wireless access point is located whose geographical position then approximately with the position of the respective Terminal matches.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • the monitoring device preferably comprises a geodatabase, which geographic Contains data of a geographical area in which the terminals are located.
  • terrain data relevant to the attenuation of radioactive radiation may be stored. If, for example, a radiation source is located in a valley, the radioactive radiation emanating from the radiation source is attenuated by surrounding mountains.
  • the geodatabase may also contain data on traffic routes (e.g., roads, railways, etc.) to inform the users of the terminals as part of the hazard statement about optimal routes for escape.
  • traffic routes e.g., roads, railways, etc.
  • the geodatabase may also contain information about building data (e.g., locations of guards, such as civil defense bunkers) to identify the users of the terminals as part of the hazard warnings
  • the arithmetic unit in the central monitoring device then calculates the danger indication not only as a function of the measured values of the monitored environmental variable received by the individual terminals but also as a function of the geographical data stored in the geodatabase.
  • the arithmetic unit in the central monitoring device calculates a spatial distribution of a radiation exposure as a function of the measured values received by the terminals, taking into account the geographic data stored in the geodatabase and also taking into account geographic positions of the individual terminals.
  • the monitoring device can generate a very accurate radiation map of the monitored area, the radiation map, for example, can reflect the geographical distribution of the local dose rate in the monitored area.
  • the monitoring device has a statistical unit in order to statistically evaluate the measured values of the environmental variable and the associated geographical position of the terminals measured by the terminals.
  • outliers of the measured values can be determined, so that the outliers are not adversely affected during the further evaluation.
  • the terminals are generally not designed for use as radiation measuring devices and therefore only output a relatively inaccurate, non-calibrated measured value.
  • CCD sensors Charge-Coupled Device
  • CMOS sensors Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • a reconstruction algorithm can be used for this evaluation, for example the so-called "filtered back projection" algorithm or the OPED algorithm (OPED: Orthogonal Polyonomic Expansion on the Disc) or another iterative reconstruction algorithm.
  • the statistical unit can also perform a smoothing of the measured values and / or calculate an average value of the measured values.
  • the statistics unit can subject the measured values of the environmental variable measured by the terminals to a plausibility check.
  • the central monitoring device transmits a danger warning to the individual terminals
  • the hazard statement may include, for example, an escape recommendation to allow the users of the terminals as fast as possible escape from an endangered area.
  • the escape recommendation may include a recommended direction of escape, a recommended means of transport (e.g., motor vehicle, railroad, on foot) and / or a recommendation of a particular traffic route (e.g., avoidance of highways).
  • the hazard statement indicates a specific escape destination in order to guide the users of the terminals, for example, to a nearby shelter.
  • the alarm message it is also possible for the alarm message to contain quantitative and / or qualitative information about the environmental variable at the respective location of the respective terminal.
  • the weather indicator in the monitoring device can also be used to calculate weather reports. those who predict the weather in the monitored area. This is useful because, for example, radiation clouds spread in the monitored area according to the particular weather and different precipitates apply radionuclides in an increased concentration to the affected areas.
  • traffic information about traffic in the monitored area may be taken into account when calculating the hazard statement. For example, escape recommendations can be calculated so that traffic jams are prevented if possible.
  • the central monitoring device actively polls the terminals ("polling"), whereupon the terminals then transmit to the monitoring device the measured value of the environmental variable and possibly the further variables described above (for example position).
  • the terminals actively transmit the measured value of the environmental variable and possibly also the further variables (for example position) described above to the monitoring device, for example if the measured value of the environmental variable exceeds a limit value.
  • Protection claimed for the above-described central monitoring device but also for a correspondingly adapted terminal (eg telecommunications terminal, mobile phone, laptop, netbook, notebook, etc.), which has a sensor that is suitable for measuring the environmental size and The measured value measured can then be transmitted to the monitoring device by means of a transmitter.
  • a sensor for the measurement of radioactive radiation for example, an image sensor (eg CCD sensor, CMOS sensor) can be used, which is present anyway in modern mobile phones and portable computers and therefore can also ver ⁇ used for radiation measurement.
  • the adaptation of the terminal used for the purpose of the invention can optionally be done by software (eg with a suitable application program) and / or hardware.
  • the image sensor is preferably covered by a cover during the measurement of the ionizing radiation, wherein the cover is impermeable to visible light, while the cover is permeable to radioactive radiation. This ensures that the radiation measurement is not disturbed by incident visible light.
  • the mobile phones preferably used as terminal equipment today usually have a program memory in which application programs ("apps") can be stored. These application programs can then be executed by a processor in the respective terminal (eg mobile phone).
  • the invention now provides for an application program to be stored in the program memory. is chert, which performs the inventive data acquisition and data communication.
  • the measured value of the radioactive radiation also depends on the spatial orientation of the digital camera used as a radiation sensor. For example, if the digital camera of the mobile phone is directly aligned with the radiation source, then a higher radiation value is measured than when the digital camera is facing away from the radiation source or when a
  • Obstacle e.g., the user between the digital camera and the radiation source.
  • the application program therefore measures the measured value of the environmental variable preferably iteratively in a plurality of iteration steps with different spatial orientations of the terminal.
  • a measured value is measured in each case, wherein between the individual iteration steps a direction recommendation is determined, which is displayed to the user of the terminal and causes the user to align the terminal for the measurement in a certain direction according to the directional recommendation.
  • the iteration is then preferably repeated until the orientation of the terminal has resulted in a maximum reading, which is then transmitted to the central monitoring device.
  • the invention also encompasses a complete monitoring system with the above-described central monitoring device and a multiplicity of electronic terminals for measuring the monitored environmental variable.
  • a direct data connection can be provided between the individual terminals.
  • a direct data connection can be provided between the individual terminals. in particular in the form of a Bluetooth connection or a WLAN connection.
  • this direct data connection between the individual terminals can be used to enable network access in a mobile network to a mobile phone via a detour.
  • this mobile phone can first establish a connection to another terminal and then transmit the measured value and the further information described above in this detour to the central monitoring device.
  • the direct connection between two terminals also enables a calibration of the terminals as well as the comparison of a measured radiation value with the value of the reconstructed radiation map.
  • the invention also includes corresponding operating methods for the individual terminals and for the central monitoring device, as already apparent from the above description.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a monitoring system for monitoring radioactive radiation with a central monitoring device and a multiplicity of radiation measuring terminals
  • 2 shows a schematic representation of the monitoring device from FIG. 1, FIG.
  • FIGS. 3A and 3B show the operating method of the terminals from FIG. 1 in the form of a flowchart.
  • FIG. 1 shows, in a schematic form, an inventive monitoring system for area-wide radiation monitoring, wherein the monitoring system makes it possible, for example, to detect a so-called dirty bomb 1 and also the
  • the monitoring system according to the invention is also suitable for determining the intensity and the geographic position of other radiation sources, such as, for example, radiation clouds that have arisen due to incidents in nuclear installations.
  • the monitoring system uses conventional mobile phones 2.1-2.4, which are present in any case in a very large number and with good spatial distribution in the monitored area.
  • the high number of mobile phones 2.1-2.4 used for the radiation measurement and the good spatial distribution ensure that a large number of measured values can be provided, which makes it possible to determine the spatial distribution of the radiation values very precisely by means of a statistical evaluation.
  • the ODL measuring network described in the beginning only has fewer than 3000 measuring points in Germany, whereas in Germany several million mobile phones are in use which have a digital camera and can therefore also be used for radiation measurement within the scope of the monitoring system according to the invention, especially in Focal points (eg stadiums, airports) such a density of mobile phones 2.1- 2.4 exists that a local hazard detection is possible.
  • Focal points eg stadiums, airports
  • the mobile phones 2.1-2.4 each have a digital camera 3.1-3.4, each containing an image sensor (eg CCD sensor, CMOS sensor), which is sensitive not only to visible light, but also for radioactive radiation and therefore to Radiation measurement can be used.
  • an image sensor eg CCD sensor, CMOS sensor
  • the individual mobile phones 2.1-2.4 each have a display on which a hazard statement 4.1-4.4 can be displayed, the hazard statement is explained in detail.
  • the individual mobile phones 2.1-2.4 each have an integrated GPS module (GPS: Global Positioning System) for determining the geographical position of the respective mobile phone 2.1-2.4 by means of a satellite-based GPS system 5, which is shown here only schematically and in itself is known from the prior art, so that can be dispensed with a description of the operation of the GPS system 5.
  • GPS Global Positioning System
  • the individual mobile phones 2.1-2.4 measure a radiation value at the location of the respective mobile phone 2.1-2.4 by means of the digital cameras 3.1-3.4.
  • the individual mobile phones 2.1-2.4 detect the respective geographical position of the mobile phone 2.1-2.4 by means of the integrated GPS module.
  • the measured value of the radiation value is then transmitted, together with the geographical position, from the individual mobile telephones 2.1- 2.4 to a central monitoring device 6, which uses the incoming measured values of the plurality of mobile telephones 2.1-2.4 to generate a radiation map which displays the geographic position. graphical distribution of the radiation values in the monitored area.
  • the monitoring device 6 determines on the basis of
  • Radiation map taking into account incoming traffic reports and weather reports the previously mentioned hazard warnings 4.1, 4.4, which may include, for example, a flight recommendation, as indicated by the arrows in the drawing, this calculation can alternatively be done in the mobile phones 2.1-2.4.
  • the hazard statements transmitted by the monitoring device to the terminals 2.1-2.4 may also contain information about the geographic position of the dirty bomb 1 or about the intensity of the radiation at the location of the respective mobile phone 2.1-2.4.
  • FIG. 2 shows, in a schematic form, the structure and mode of operation of the central monitoring device 6 from FIG. 1.
  • the monitoring device 6 has a first receptions and seminars ⁇ ger 7, wherein the receiver 7 2.1 2.4 receives the respective measured values of radiation and the respective geographic position of the respective Mobiltele- Fons 2.1-2.4 by the mobile phones.
  • the monitoring device 6 contains a calibration unit 8 in order to calibrate the incoming measured values of the radioactive radiation.
  • the individual mobile telephones 2.1-2.4 are not calibrated with regard to the radiation measurement and therefore transmit only relatively inaccurate, non-calibrated measured values to the transmission device 6.
  • the digital cameras 3.1-3.4 used for the radiation measurement each have image sensors with a uniform sensor characteristic, whereby the sensor characteristic is design-related.
  • the uniformity of the sensor characteristics in the various mobile phones 2.1-2.4 can be used in the calibration unit 8 by a reconstruction algorithm (eg "Orthogonal Polynomial Expansion on Disc", 0-PED) in order to calibrate the measured values.
  • a reconstruction algorithm eg "Orthogonal Polynomial Expansion on Disc", 0-PED
  • the monitoring device 6 has a statistical unit 9 in order to statistically evaluate the calibrated measured values.
  • a statistical unit 9 As part of the statistical evaluation in the statistical unit 9, for example, outliers of the measured values can be eliminated and, in addition, mean values of the numerous measured values can be formed, for example.
  • the statistics unit 9 then outputs a radiation map to a computing unit 10, the radiation map representing the geographical distribution of the measured radiation values (e.g., local dose rate).
  • the arithmetic unit then calculates the position and the strength of the dirty bomb 1 as a function of the radiation map in order to be able to locate the dirty bomb 1. In addition, the determined position and strength of the dirty bomb 1 is reported back to the calibration unit 8 to optimize the calibration.
  • the arithmetic unit 10 calculates from the radiation map, taking into account traffic reports and weather reports, a hazard warning transmitted by a transmitter 11 to the mobile phones 2.1-2.4 in order to inform the users of the mobile phones 2.1-2.4 of a possible danger.
  • the arithmetic unit 10 When calculating the hazard statement, the arithmetic unit 10 also takes into account geographical data (eg terrain data, Building data, etc.) stored in a geodatabase 12. For example, terrain formations (eg mountains) can lead to a local attenuation of the radiation values, which should be taken into account when determining the hazard statement.
  • geographical data eg terrain data, Building data, etc.
  • terrain formations eg mountains
  • can lead to a local attenuation of the radiation values which should be taken into account when determining the hazard statement.
  • the geodatabase 12 may also contain, for example, building data, such as the position of shelters for the population, so that the arithmetic unit 10 can then issue corresponding escape recommendations to the users of the mobile phones 2.1-2.4.
  • FIGS. 3A and 3B show the operating method according to the invention for the mobile phones 2.1-2.4 in the form of a flow chart.
  • the drawings show an image sensor 15 with numerous matrix-like image elements for radiation measurement.
  • the image sensor 15 may be, for example, a CCD sensor or a CMOS sensor.
  • a value detection of the images measured by the image sensor 15 takes place at a frame rate of 40-60 fps (frames per second). Alternatively, for example, a frame rate of 15-24 fps is possible.
  • single images are possible, which then possibly with shutter times, the partial images correspond or vice versa long exposures with very large shutter times.
  • the measured images are then stored in a frame memory in a step 17.
  • a difference is formed between the current image stored in the step 17 and a reference image stored in a step 19, wherein a reference memory contains an average brightness per pixel (pixel) from the previous image recordings.
  • the averaging thus achieved can be effected as a function of the actual difference, for example according to the following formula:
  • Ref Ref 'n + new pixel "m / (n + m) with
  • n weighting factor for the consideration of the
  • a step 20 brightness of the new image
  • the difference thus determined is then compared in a step 20 with an upper limit and a lower limit, wherein a count event is triggered when the measured difference value is between the upper limit and the lower limit.
  • FIG. 3B there is the possibility shown in FIG. 3B of a memory 21 for pixel noise, which is filled with the noise values per pixel during a calibration process 22.
  • the individual differences between the current image and the last image are summed with a matrix (noise values per pixel) and then, for example, maximum values or, after statistical evaluation, the determined values are stored (Gaussian distribution taking into account incident background radiation).
  • an external threshold 23 may be added which can be added to the pixel threshold from the memory 21 in a step 24, providing more stable results.
  • a threshold comparison 25 then supplies an analog or digital signal if threshold values are exceeded or, in the case of a negative sign, undershot. In a step 26, the count events are then summed up over a certain time unit.
  • a step 27 the number of counts per minute is calculated.
  • the assignment to a dose rate (eg from counts per minute) or dose (from the total number of counts) is then created via a calibration table 28.
  • the calibration table can be created for a group of sensors or individually by a measurement procedure with a calibrated radiation source.
  • a correction factor can be provided for simplified calibration with one or two points.
  • a dose rate is then output in a step 29 and a dose in a step 30.
  • an image processing 31 for determining the energy values of the incident photons.
  • low energy photons typically trigger only one count event in a single pixel of the image sensor 6.
  • high-energy photons cause crosstalk between adjacent picture elements of the image sensor 6, so that one group (cluster) of several neighboring picture elements of the image sensor 6 triggers a counting event.
  • groups of activated picture elements can then be determined, whereby approximately a spectral distribution can be calculated.
  • the values thus obtained are compared with a database 32 of the energy values, whereupon in a step 33 a spectrum of the incident radiation is output.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung (6) zur Umweltüberwachung, insbesondere zur Umweltüberwachung von radioaktiver Strahlung, mit mindestens einem Empfänger zum Empfangen von Messwerten einer potentiell gesundheitsgefährdenden Umweltgröße, sowie mit einer Recheneinheit (10) zur Berechnung eines Gefahrenhinweises (4.1-4.4) in Abhängigkeit von den Messwerten. Es wird vorgeschlagen, dass der Empfänger ausgelegt ist für den Empfang der Messwerte von einer Vielzahl von räumlich verteilt angeordneten elektronischen Endgeräten (2.1-2.4), insbesondere von Mobiltelefonen mit einem Bildsensor zur Messung der radioaktiven Strahlung. Weiterhin umfasst die Erfindung ein entsprechendes Endgerät (2.1-2.4) und ein komplettes Überwachungssystem mit einer Überwachungseinrichtung und zahlreichen Endgeräten (2.1-2.4) zur Messung der Umweltgröße.

Description

BESCHREIBUNG Überwachungseinrichtung, Endgerät und Uberwachungssystem zur
Umwe1tüberwachung
Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung zur Um¬ weltüberwachung, insbesondere zur Umweltüberwachung von ra- dioaktiver Strahlung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein
Entgerät zur Bereitstellung von Messdaten für die erfindungs¬ gemäße Überwachungseinrichtung. Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch ein Überwachungssystem mit zahlreichen derar¬ tigen Endgeräten und einer zentralen Überwachungseinrichtung.
In Deutschland betreibt das Deutsche Bundesamt für Strahlenschutz ein sogenanntes ODL-Messnetz (ODL: Orts- Dosisj^eistung) , das mittels einer Vielzahl von flächendeckend verteilt angeordneten Messstellen die Orts-Dosisleistung der Gammastrahlung am jeweiligen Messort misst, wobei die Messwerte von den einzelnen Messstellen drahtgebunden über das Telefonnetz zu einem Messnetzknoten (Auswertungseinheit) ü- bertragen werden. Der Messnetzknoten kann dann aus der Vielzahl der Messwerte von den verschiedenen Messstellen eine Strahlungskarte berechnen, welche die geografische Verteilung der Orts-Dosisleistung wiedergibt.
Nachteilig an diesem bekannten ODL-Messnetz sind der hohe Infrastrukturaufwand für die Bereitstellung und den Betrieb der Vielzahl von Messstellen sowie die hohen Kosten bei hohen Ansprüchen an ortsaufgelöste Erkenntnisse über die Verteilung der radioaktiven Strahlung. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Überwachungssystem mit einem wesentlich geringeren Infrastrukturaufwand zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Überwachungseinrichtung (Auswertungseinheit) , entsprechend angepasste Endgeräte (Messstellen) und ein Überwachungssystem gemäß den Ansprüchen gelöst . Die Erfindung beruht auf der technisch-physikalischen Erkenntnis, dass radioaktive Strahlung nicht nur von speziell für diesen Zweck ausgelegten Strahlungssensoren (z.B. Geiger- Müller-Zählrohren) gemessen werden kann, sondern auch von herkömmlichen Bildsensoren (z.B. CCD-Sensoren, CMOS- Sensoren) , die in Digitalkameras von modernen Endgeräten (z.B. Mobiltelefone, Notebooks, Laptops, etc.) enthalten sind. Die Erfindung sieht deshalb vor, dass derartige Bildsensoren in modernen Endgeräten auch zur Strahlungsmessung eingesetzt werden, was den Aufbau eines Messnetzes mit einem sehr geringen Infrastrukturaufwand ermöglicht, da der Aufwand für die Bereitstellung und den Betrieb der einzelnen Messstellen entfällt. Darüber hinaus ermöglicht dieser technische Gedanke den Aufbau eines sehr dichten Messnetzes, da beispielsweise in Deutschland mehrere Millionen Mobiltelefone betrieben werden, die über einen Bildsensor verfügen und deshalb zur Strahlungsmessung geeignet sind. Durch die Vielzahl der zur Strahlungsmessung eingesetzten Endgeräte besteht darüber hinaus die vorteilhafte Möglichkeit einer statistischen Auswertung der Vielzahl von Messwerten, wodurch die Genauig- keit deutlich gesteigert werden kann.
Die Erfindung umfasst deshalb zunächst eine zentrale Überwachungseinrichtung ähnlich den Messnetzknoten des bekannten ODL-Messnet zes . Diese zentrale Überwachungseinrichtung ver- fügt über einen Empfänger zum Empfang von Messwerten einer potentiell gesundheitsgefährdenden Umweltgröße, wobei es sich vorzugsweise um eine Strahlungsgröße handelt, die radioaktive Strahlung wiedergibt.
Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der überwachten Umweltgröße nicht auf die Überwachung von radioaktiver Strahlung beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch zur Überwachung anderer Umweltgrößen einsetzen, die potentiell gesundheitsgefährdend sind. Beispielsweise kann es sich bei der ü- berwachten Umweltgröße um Schadstoffkonzentrationen handeln. Entscheidend ist lediglich, dass die interessierende Umweltgröße von den Endgeräten gemessen werden kann.
Darüber hinaus verfügt die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung über eine Recheneinheit zur Berechnung eines Gefahrenhinweises in Abhängigkeit von den Messwerten.
Die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung unterscheidet sich von den Messnetzknoten des bekannten ODL-Messnetzes dadurch, dass der Empfänger ausgelegt ist für den Empfang der Messwerte von einer Vielzahl von räumlich verteilt angeordneten elektronischen Endgeräten (z.B. Mobiltelefonen mit einem Bildsensor zur Messung der radioaktiven Strahlung) , wohingegen die Messnetzknoten des ODL-Messnetzes die Messwerte von fest installierten Messstellen empfangen.
Der Empfang der Messwerte von den einzelnen Endgeräten erfolgt vorzugsweise drahtlos, beispielsweise über ein zelluläres Mobilfunknetz. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung grundsätzlich auch möglich, die Messwerte von den einzelnen Endgeräten drahtgebunden zu der Überwachungseinrichtung zu übertragen oder über eine Funkverbindung. Vorzugsweise wird jedoch zur Übertragung der Messwerte von den einzelnen Endge- raten zu der zentralen Überwachungseinrichtung ein Sender in den Endgeräten genutzt, der für die Erfüllung der normalen Funktion des Endgeräts ohnehin vorhanden ist, so dass sich im Rahmen der Erfindung herkömmliche Endgeräte eignen.
Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung vorzugsweise auch einen Sender auf, um einen Gefahrenhinweis an die elektronischen Endgeräte zu übertragen, wo¬ bei der Gefahrenhinweis die Nutzer der Endgeräte über eine mögliche Gesundheitsgefahr aufgrund der Messwerte der Umweltgröße informiert. Im Gegensatz zu dem eingangs beschriebenen herkömmlichen ODL-Messnetz erfolgt also bei der Erfindung vorzugsweise eine bidirektionale Kommunikation zwischen den einzelnen Endgeräten einerseits und der Überwachungseinrichtung andererseits.
Der vorstehend erwähnte Gefahrenhinweis für die Nutzer der Endgeräte wird im Rahmen der Erfindung vorzugsweise in Abhän¬ gigkeit von der geografischen Position der einzelnen Endgeräte berechnet. Dies bedeutet, dass die Nutzer der Endgeräte in Abhängigkeit von ihrer aktuellen geografischen Position unterschiedliche Gefahrenhinweise erhalten. Falls sich bei¬ spielsweise ein Nutzer eines Endgeräts in einem Gebiet mit hoher Strahlung befindet, so kann der Gefahrenhinweis den Nutzer anweisen, das gefährdete Gebiet schnellstmöglich zu verlassen. Falls sich dagegen ein Nutzer eines Endgeräts in einem Gebiet mit geringen und gesundheitlich unbedenklichen Strahlungswerten befindet, so kann der Gefahrenhinweis den Nutzer über die Unbedenklichkeit eines weiteren Aufenthalts in diesem Gebiet informieren und dadurch Panik vermeiden.
In einer Variante der Erfindung wird die geografische Position der einzelnen Endgeräte jeweils von den einzelnen Endgeräten ermittelt, wozu bei modernen Mobiltelefonen ein integ- riertes GPS-Modul (GPS: Global Positioning System) verwendet werden kann. Die geografische Position der einzelnen Endgeräte wird dann von den einzelnen Endgeräten zusammen mit dem jeweiligen Messwert der überwachten Umweltgröße an die Überwachungseinrichtung übertragen. Hierbei ist zu erwähnen, dass die geografische Position der einzelnen Endgerät nicht nur durch ein GPS-Modul ermittelt werden kann, sondern auch durch ein anderen Satellitennavigationssystems, wie beispielsweise das Galileo-System.
In einer anderen Variante der Erfindung wird die geografische Position der einzelnen Endgeräte dagegen nicht durch die Endgeräte selbst ermittelt, sondern von der Überwachungseinrichtung. Dies bietet den Vorteil, dass auch die geografische Position von solchen Endgeräten ermittelt werden kann, die kein integriertes GPS-Modul aufweisen.
Bei einem zellulären Mobilfunknetz kann die geografische Position der einzelnen Endgeräte beispielsweise durch eine Zellenortung der Funkzelle des jeweiligen Endgeräts in dem zellulären Mobilfunknetz ermittelt werden. Diese Zellenortung kann in dem Mobilfunkgerät oder in der zentralen Überwachungseinrichtung durchgeführt werden.
Eine weitere Möglichkeit der Bestimmung der geografischen Position der einzelnen Endgeräte besteht darin, dass bei einer LAN-Anbindung (WLAN: Wireless Local Area Network) der Endgeräte der zugehörige Wireless-Access-Point geortet wird, dessen geografische Position dann näherungsweise mit der Position des jeweiligen Endgeräts übereinstimmt.
Darüber hinaus umfasst die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung vorzugsweise eine Geodatenbank, welche geografische Daten eines geografischen Gebiets enthält, in dem sich die Endgeräte befinden.
Beispielsweise können in der Geodatenbank Geländedaten ge- speichert sein, die für die Abschwächung radioaktiver Strahlung relevant sind. Falls sich beispielsweise eine Strahlungsquelle in einem Tal befindet, so wird die von der Strahlungsquelle ausgehende radioaktive Strahlung von umgebenden Bergen abgeschwächt.
Darüber hinaus kann die Geodatenbank auch Daten über Verkehrswege (z.B. Straßen, Schienenwege, etc.) enthalten, um die Nutzer der Endgeräte im Rahmen des Gefahrenhinweises über optimale Verkehrswege für eine Flucht zu informieren.
Ferner kann die Geodatenbank auch Informationen über Gebäudedaten (z.B. Positionen von Schutzeinrichtungen, wie beispielsweise Zivilschutzbunkern) enthalten, um die Nutzer der Endgeräte im Rahmen der Gefahrenhinweise zu bestimmten
Schutzeinrichtungen zu leiten.
Die Recheneinheit in der zentralen Überwachungseinrichtung berechnet dann den Gefahrenhinweis nicht nur in Abhängigkeit von den in von den einzelnen Endgeräten empfangenen Messwer- ten der überwachten Umweltgröße, sondern auch in Abhängigkeit von den in der Geodatenbank gespeicherten geografischen Daten .
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung be- rechnet die Recheneinheit in der zentralen Überwachungseinrichtung eine räumliche Verteilung einer Strahlenexposition in Abhängigkeit von den von den Endgeräten empfangenen Messwerten unter Berücksichtigung von den in der Geodatenbank gespeicherten geografischen Daten und auch unter Berücksichti- gung der geografischen Positionen der einzelnen Endgeräte. Auf diese Weise kann die Überwachungseinrichtung eine sehr genaue Strahlungskarte des überwachten Gebiets erstellen, wobei die Strahlungskarte beispielsweise die geografische Verteilung der Orts-Dosisleistung in dem überwachten Gebiet wiedergeben kann.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Überwachungseinrichtung eine Statistikeinheit auf, um die von den Endgeräten gemessenen Messwerte der Umweltgröße und der zugehörigen geografischen Position der Endgeräte statistisch auszuwerten.
Im Rahmen der statistischen Auswertung können beispielsweise Ausreißer der Messwerte ermittelt werden, damit die Ausreißer bei der weiteren Auswertung nicht verfälschend berücksichtigt werden .
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Endgeräte in der Regel nicht für einen Einsatz als Strahlungsmessgeräte ausgelegt sind und deshalb nur einen relativ ungenauen, nicht kalibrierten Messwert ausgeben. Allerdings haben beispielsweise die als Bildsensoren in den Endgeräten vorhandenen CCD- Sensoren (CCD: Charge-Coupled Device) oder CMOS-Sensoren (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor ) bauartbedingt eine bestimmte Kennlinienform, die zwischen den Endgeräten nicht schwankt, so dass durch eine statistische Auswertung der Vielzahl von Messwerten eine äußerst genaue Bestimmung der Umweltgröße möglich ist. Für diese Auswertung kann beispielsweise ein Rekonstruktionsalgorithmus eingesetzt werden, wie beispielsweise der sogenannte "Filtered Back Projection"- Algorithmus oder der OPED-Algorithmus (OPED: Orthogonal Poly- nomial Expansion on the Disc) oder ein sonstiger iterativer Rekonstruktionsalgorithmus. Diese Rekonstruktionsalgorithmen sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb nicht näher beschrieben werden.
Denkbar ist im Rahmen der Erfindung auch die Nutzung eines Mikrofons zur Strahlungsmessung.
Im Rahmen der statistischen Auswertung der Vielzahl von Messwerten kann die Statistikeinheit auch eine Glättung der Messwerte vornehmen und/oder einen Mittelwert der Messwerte berechnen. Darüber hinaus besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Statistikeinheit die von den Endgeräten gemessenen Messwerte der Umweltgröße einer Plausibilitätsprü- fung unterzieht.
Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass die zentrale Überwachungseinrichtung einen Gefahrenhinweis an die einzelnen Endgeräte überträgt, wobei der Gefahrenhinweis beispielsweise eine Fluchtempfehlung enthalten kann, um den Nutzern der Endgeräte eine möglichst schnelle Flucht aus einem gefährdeten Gebiet zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Fluchtempfehlung eine empfohlene Fluchtrichtung, ein empfohlenes Verkehrsmittel (z.B. Kraftfahrzeug, Eisenbahn, zu Fuß) und/oder eine Empfehlung eines bestimmten Verkehrsweges (z.B. Vermeidung von Autobahnen) enthalten. Darüber hinaus besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass der Gefahrenhinweis ein bestimmtes Fluchtziel angibt, um die Nutzer der Endgeräte beispielsweise zu einem nahegelegten Schutzraum zu leiten. Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass die Alarmmeldung eine quantitative und/oder qualitative Information über die Umweltgröße an dem jeweiligen Standort des jeweiligen Endgeräts enthält.
Bei der Berechnung des Ge ahrenhinweises in der Überwachungs- einrichtung können auch Wettermeldungen berücksichtigt wer- den, die das Wetter in dem überwachten Gebiet vorhersagen. Dies ist sinnvoll, da sich beispielsweise Strahlungswolken entsprechend dem jeweiligen Wetter in dem überwachten Gebiet ausbreiten und verschiedene Niederschläge Radionuklide in er- höhter Konzentration auf betroffene Gebiete aufbringen.
Ferner beseht auch die Möglichkeit, dass bei der Berechnung des Gefahrenhinweises Verkehrsmeldungen über den Verkehr in dem überwachten Gebiet berücksichtigt werden. So können bei- spielsweise Fluchtempfehlungen so berechnet werden, dass Verkehrsstaus nach Möglichkeit verhindert werden.
Hinsichtlich der Kommunikation zwischen den einzelnen Endgeräten und der zentralen Überwachungseinrichtung bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten.
Eine Möglichkeit sieht vor, dass die zentrale Überwachungseinrichtung die Endgeräte aktiv abfragt ("Polling"), woraufhin dann die Endgeräte den Messwert der Umweltgröße und ggf. die vorstehend beschriebenen weiteren Größen (z.B. Position) an die Überwachungseinrichtung übertragen.
Eine andere Möglichkeit sieht dagegen vor, dass die Endgeräte den gemessenen Wert der Umweltgröße und ggf. auch die vorste- hend beschriebenen weiteren Größen (z.B. Position) aktiv an die Überwachungseinrichtung übertragen, beispielsweise, wenn der Messwert der Umweltgröße einen Grenzwert übersteigt.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur
Schutz beansprucht für die vorstehend beschriebene zentrale Überwachungseinrichtung, sondern auch für ein entsprechend angepasstes Endgerät (z.B. Telekommunikations-Endgerät , Mobiltelefon, Laptop, Netbook, Notebook, etc.), das einen Sensor aufweist, der zum Messen der Umweltgröße geeignet ist und den gemessenen Messwert dann mittels eines Senders an die Ü- berwachungseinrichtung übertragen kann. Als Sensor für die Messung von radioaktiver Strahlung kann beispielsweise ein Bildsensor (z.B. CCD-Sensor, CMOS-Sensor) eingesetzt werden, der in modernen Mobiltelefonen und tragbaren Computern ohnehin vorhanden ist und deshalb auch zur Strahlungsmessung ver¬ wendet werden kann. Die Anpassung des verwendeten Endgeräts für den erfindungsgemäßen Zweck kann wahlweise softwaremäßig (z.B. mit einem geeigneten Anwendungsprogramm) und/oder hardwaremäßig erfolgen.
Bei der Verwendung eines herkömmlichen Bildsensors zur Strahlungsmessung erfolgt eine statistische Auswertung der Ausgangssignale der einzelnen Bildelemente des Bildsensors, wobei die zur Bilderfassung erforderliche Ortsauflösung verloren geht, aber dadurch ein relativ genauer Messwert erhalten werden kann.
Bei der Verwendung eines Bildsensors zur Strahlungsmessung wird der Bildsensor während der Messung der ionisierenden Strahlung vorzugsweise durch eine Abdeckung abgedeckt, wobei die Abdeckung für sichtbares Licht undurchlässig ist, während die Abdeckung für radioaktive Strahlung durchlässig ist. Dadurch wird erreicht, dass die Strahlungsmessung nicht durch einfallendes sichtbares Licht gestört wird.
Ferner ist zu erwähnen, dass die als Endgerät vorzugsweise verwendeten Mobiltelefone heute üblicherweise einen Programmspeicher aufweisen, in dem Anwendungsprogramme ("Apps") gespeichert werden können. Diese Anwendungsprogramme können dann von einem Prozessor in dem jeweiligen Endgerät (z.B. Mobiltelefon) ausgeführt werden. Die Erfindung sieht nun vor, dass in dem Programmspeicher ein Anwendungsprogramm gespei- chert wird, das die erfindungsgemäße Messwerterfassung und die Datenkommunikation durchführt.
Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der Messwert der radio- aktiven Strahlung auch von der räumlichen Ausrichtung der als Strahlungssensor verwendeten Digitalkamera abhängt. Falls beispielsweise die Digitalkamera des Mobiltelefons unmittelbar auf die Strahlungsquelle ausgerichtet ist, so wird ein höherer Strahlungswert gemessen, als wenn die Digitalkamera von der Strahlungsquelle abgewandt ist bzw. wenn sich ein
Hindernis (z.B. der Benutzer) zwischen der Digitalkamera und der Strahlungsquelle befindet. Das Anwendungsprogramm misst den Messwert der Umweltgröße deshalb vorzugsweise iterativ in mehreren Iterationsschritten mit unterschiedlichen räumlichen Ausrichtungen des Endgeräts. In den einzelnen Iterationsschritten wird jeweils ein Messwert gemessen, wobei zwischen den einzelnen Iterationsschritten eine Richtungsempfehlung bestimmt wird, die dem Benutzer des Endgeräts angezeigt wird und den Benutzer veranlasst, das Endgerät für die Messung in eine bestimmte Richtung entsprechend der Richtungsempfehlung auszurichten. Die Iteration wird dann vorzugsweise so lange wiederholt, bis die Ausrichtung des Endgeräts zu einem maximalen Messwert geführt hat, der dann an die zentrale Überwachungseinrichtung übertragen wird.
Schließlich ist noch zu erwähnen, dass die Erfindung auch ein komplettes Überwachungssystem umfasst mit der vorstehend beschriebenen zentralen Überwachungseinrichtung und einer Vielzahl von elektronischen Endgeräten zur Messung der überwach- ten Umweltgröße.
In einem derartigen Überwachungssystem kann eine direkte Datenverbindung vorgesehen sein zwischen den einzelnen Endgerä- ten, insbesondere in Form einer Bluetooth-Verbindung oder einer WLAN-Verbindung .
Zum einen kann diese direkte Datenverbindung zwischen den einzelnen Endgeräten genutzt werden, um in einem Mobilfunknetz einem Mobiltelefon einen Netzzugang über einen Umweg zu ermöglichen. Falls also ein Mobiltelefon keinen unmittelbaren Netzzugang hat, so kann dieses Mobiltelefon zunächst eine Verbindung zu einem anderen Endgerät herstellen und dann den Messwert und die vorstehend beschriebenen weiteren Informationen auf diesem Umweg an die zentrale Überwachungseinrichtung übertragen .
Zum anderen ermöglicht die direkte Verbindung zwischen zwei Endgeräten aber auch eine Kaiibrierung der Endgeräte ebenso wie den Vergleich eines gemessenen Strahlungswerts mit dem Wert der rekonstruierten Strahlungskarte .
Ferner ist zu erwähnen, dass die Erfindung auch entsprechende Betriebsverfahren für die einzelnen Endgeräte und für die zentrale Überwachungseinrichtung umfasst, wie sich bereits aus der vorstehenden Beschreibung ergibt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Überwachungssystems zur Überwachung radioaktiver Strahlung mit einer zentralen Überwachungseinrichtung und einer Vielzahl von Endgerä- ten zur Strahlungsmessung, Figur 2 schematische Darstellung der Überwa chungseinrichtung aus Figur 1,
Figuren 3A und 3B das Betriebsverfahren der Endgeräte aus Fi- gur 1 in Form eines Flussdiagramms.
Figur 1 zeigt in schematischer Form ein erfindungsgemäßes Ü- berwachungssystem zur flächendeckenden Strahlungsüberwachung, wobei das Überwachungssystem beispielsweise die Detektion ei- ner sogenannten schmutzigen Bombe 1 ermöglicht und auch die
Bestimmung der geografischen Position der schmutzigen Bombe 1 erlaubt. Das erfindungsgemäße Überwachungssystem eignet sich jedoch auch zur Bestimmung der Intensität und der geografi- schen Position anderer Strahlungsquellen, wie beispielsweise von Strahlungswolken, die durch Störfälle in kerntechnischen Anlagen entstanden sind.
Zur Strahlungsmessung setzt das erfindungsgemäße Überwachungssystem herkömmliche Mobiltelefone 2.1-2.4 ein, die in sehr großer Anzahl und guter räumlicher Verteilung in dem ü- berwachten Gebiet ohnehin vorhanden sind. Die hohe Anzahl der zur Strahlungsmessung eingesetzten Mobiltelefone 2.1-2.4 und die gute räumliche Verteilung sorgen dafür, dass eine Vielzahl von Messwerten bereitgestellt werden kann, was im Wege einer statistischen Auswertung eine sehr genaue Bestimmung der räumlichen Verteilung der Strahlenwerte ermöglicht. So weist das eingangs beschriebene ODL-Messnetz in Deutschland nur weniger als 3000 Messstellen auf, wohingegen in Deutschland mehrere Millionen Mobiltelefone im Einsatz sind, die ü- ber eine Digitalkamera verfügen und deshalb im Rahmen des erfindungsgemäßen Überwachungssystems auch zur Strahlungsmessung eingesetzt werden können, zumal in Brennpunkten (z.B. Stadien, Flughäfen) eine solche Dichte der Mobiltelefone 2.1- 2.4 vorhanden ist, dass eine lokale Gefährdungsdetektion möglich ist.
So verfügen die Mobiltelefone 2.1-2.4 jeweils über eine Digi- talkamera 3.1-3.4, die jeweils einen Bildsensor (z.B. CCD- Sensor, CMOS-Sensor) enthält, der nicht nur für sichtbares Licht empfindlich ist, sondern auch für radioaktive Strahlung und deshalb zur Strahlungsmessung eingesetzt werden kann. Darüber hinaus verfügen die einzelnen Mobiltelefone 2.1-2.4 jeweils über ein Display, auf dem ein Gefahrenhinweis 4.1-4.4 angezeigt werden kann, wobei der Gefahrenhinweis noch eingehend erläutert wird. Ferner verfügen die einzelnen Mobiltelefone 2.1-2.4 jeweils über ein integriertes GPS-Modul (GPS: Global Positioning System) zur Bestimmung der geografischen Position des jeweiligen Mobiltelefons 2.1-2.4 mittels eines satellitengestützten GPS- Systems 5, das hier nur schematisch dargestellt ist und an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist, so dass auf eine Beschreibung der Funktionsweise des GPS-Systems 5 verzichtet werden kann.
Die einzelnen Mobiltelefone 2.1-2.4 messen mittels der Digi- talkameras 3.1-3.4 einen Strahlungswert am Ort des jeweiligen Mobiltelefons 2.1-2.4. Darüber hinaus erfassen die einzelnen Mobiltelefone 2.1-2.4 mittels des integrierten GPS-Moduls die jeweilige geografische Position des Mobiltelefons 2.1-2.4. Der Messwert des Strahlungswerts wird dann zusammen mit der geografischen Position von den einzelnen Mobiltelefonen 2.1- 2.4 an eine zentrale Überwachungseinrichtung 6 übertragen, die aus den eingehenden Messwerten der Vielzahl der Mobiltelefone 2.1-2.4 eine Strahlungskarte erstellt, welche die geo- grafische Verteilung der Strahlungswerte in dem überwachten Gebiet wiedergibt.
Die Überwachungseinrichtung 6 ermittelt dann anhand der
Strahlungskarte unter Berücksichtigung von eingehenden Verkehrsmeldungen und Wettermeldungen die bereits vorstehend erwähnten Gefahrenhinweise 4.1, 4.4, die beispielsweise eine Fluchtempfehlung enthalten können, wie durch die Pfeile in der Zeichnung angedeutet wird, wobei diese Berechnung alter- nativ auch in den Mobiltelefonen 2.1-2.4 erfolgen kann. Darüber hinaus können die von der Überwachungseinrichtung an die Endgeräte 2.1-2.4 übertragenen Gefahrenhinweise auch eine Information enthalten über die geografische Position der schmutzigen Bombe 1 oder über die Intensität der Strahlung am Ort des jeweiligen Mobiltelefons 2.1-2.4.
Figur 2 zeigt in schematischer Form den Aufbau und die Funktionsweise der zentralen Überwachungseinrichtung 6 aus Figur 1.
So weist die Überwachungseinrichtung 6 zunächst einen Empfän¬ ger 7 auf, wobei der Empfänger 7 von den Mobiltelefonen 2.1- 2.4 die jeweiligen Messwerte der radioaktiven Strahlung und die jeweilige geografische Position des jeweiligen Mobiltele- fons 2.1-2.4 empfängt.
Darüber hinaus enthält die Überwachungseinrichtung 6 eine Kalibriereinheit 8, um die eingehenden Messwerte der radioaktiven Strahlung zu kalibrieren. Hierbei ist zu erwähnen, dass die einzelnen Mobiltelefone 2.1-2.4 hinsichtlich der Strahlungsmessung nicht kalibriert sind und deshalb nur relativ ungenaue, nicht kalibrierte Messwerte an die Übertragungseinrichtung 6 übertragen. Allerdings weisen die zur Strahlungsmessung eingesetzten Digitalkameras 3.1-3.4 jeweils Bildsen- soren mit einer einheitlichen Sensorkennlinie auf, wobei die Sensorkennlinie bauartbedingt ist. Die Einheitlichkeit der Sensorkennlinien in den verschiedenen Mobiltelefonen 2.1-2.4 kann in der Kalibriereinheit 8 von einem Rekonstruktionsalgo- rithmus (z.B. "Orthogonal Polynomial Expansion on Disc", 0- PED) genutzt werden, um die Messwerte zu kalibrieren.
Darüber hinaus weist die Überwachungseinrichtung 6 eine Statistikeinheit 9 auf, um die kalibrierten Messwerte statis- tisch auszuwerten. Im Rahmen der statistischen Auswertung in der Statistikeinheit 9 können beispielsweise Ausreißer der Messwerte eliminiert werden und darüber hinaus können beispielsweise Mittelwerte der zahlreichen Messwerte gebildet werden. Die Statistikeinheit 9 gibt dann eine Strahlungskarte an eine Recheneinheit 10 aus, wobei die Strahlungskarte die geografische Verteilung der gemessenen Strahlungswerte (z.B. Orts-Dosisleistung) wiedergibt.
Die Recheneinheit berechnet dann in Abhängigkeit von der Strahlungskarte die Position und die Stärke der schmutzigen Bombe 1, um die schmutzige Bombe 1 lokalisieren zu können. Darüber hinaus wird die ermittelte Position und Stärke der schmutzigen Bombe 1 an die Kalibriereinheit 8 zurückgemeldet, um die Kalibrierung zu optimieren.
Darüber hinaus berechnet die Recheneinheit 10 aus der Strahlungskarte unter Berücksichtigung von Verkehrsmeldungen und Wettermeldungen einen Gefahrenhinweis, der von einem Sender 11 an die Mobiltelefone 2.1-2.4 übertragen wird, um die Nut- zer der Mobiltelefone 2.1-2.4 über eine mögliche Gefahr zu informieren .
Bei der Berechnung des Gefahrenhinweises berücksichtigt die Recheneinheit 10 auch geografische Daten (z.B. Geländedaten, Gebäudedaten, etc.), die in einer Geodatenbank 12 gespeichert sind. So können beispielsweise Geländeformationen (z.B. Berge) zu einer lokalen Abschwächung der Strahlungswerte führen, was bei der Bestimmung des Gefahrenhinweises berücksichtigt werden sollte.
Darüber hinaus kann die Geodatenbank 12 beispielsweise auch Gebäudedaten enthalten, wie beispielsweise die Position von Schutzräumen für die Bevölkerung, damit die Recheneinheit 10 dann entsprechende Fluchtempfehlungen an die Nutzer der Mobiltelefone 2.1-2.4 ausgeben kann.
Zwischen der Recheneinheit 10 und dem Sender 11 ist hierbei ein Freigabeelement 13 angeordnet, das es erlaubt, die Ausga- be des Gefahrenhinweises und der Informationen über die Posi¬ tion und Stärke der schmutzigen Bombe 1 wahlweise freizugeben oder zu sperren, um beispielsweise Panik in der Bevölkerung zu vermeiden. Darüber hinaus ist noch zu erwähnen, dass der Sender 11 den Gefahrenhinweis und die Position und Stärke der schmutzigen Bombe 1 auch an Behörden 14 weitergibt, um Maßnahmen gegen die schmutzige Bombe 1 ergreifen zu können. Die Figuren 3A und 3B zeigen das erfindungsgemäße Betriebsverfahren für die Mobiltelefone 2.1-2.4 in Form eines Flussdiagramms .
Zunächst zeigen die Zeichnungen einen Bildsensor 15 mit zahl- reichen matrixförmig angeordneten Bildelementen zur Strahlungsmessung. Bei dem Bildsensor 15 kann es sich beispielsweise um einen CCD-Sensor oder um einen CMOS-Sensor handeln. In einem Schritt 16 erfolgt eine Werteerfassung der von dem Bildsensor 15 gemessenen Bilder mit einer Frame-Rate von 40- 60 fps (frames per second) . Alternativ ist beispielsweise auch eine Frame-Rate von 15-24 fps möglich. Optional sind auch Einzelbilder möglich, die dann ggf. mit Shutter-Zeiten, die Teilbilderaufnahmen entsprechen oder umgekehrt Langzeitbelichtungen mit ganz großen Shutter-Zeiten.
Die gemessenen Bilder werden dann in einem Schritt 17 in ei- nem Bildspeicher gespeichert.
Anschließend erfolgt in einem Schritt 18 eine Differenzbildung zwischen dem in dem Schritt 17 gespeicherten aktuellen Bild und einem in einem Schritt 19 gespeicherten Referenz- bild, wobei ein Referenzspeicher eine Durchschnittshelligkeit pro Bildelement (Pixel) von den vorherigen Bildaufnahmen enthält. Die somit erreichte Mittelung kann in Abhängigkeit von der aktuellen Differenz erfolgen, beispielsweise nach folgender Formel:
Ref = Ref ' n + neues Pixel " m/ (n+m) mit
Ref: Helligkeit des Referenzbilds
n: Gewichtungsfaktor für die Berücksichtigung des
Referenzbildes mit n+m=l
m: Gewichtungsfaktor für die Berücksichtigung des neuen Bildes mit n+m=l
neues Pixel: Helligkeit des neuen Bildes Die so ermittelte Differenz wird dann in einem Schritt 20 mit einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert verglichen, wobei ein Zählereignis ausgelöst wird, wenn der gemessene Differenzwert zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegt. Optional besteht die in Figur 3B dargestellte Möglichkeit eines Speichers 21 für Pixelrauschen, der bei einem Kalibriervorgang 22 mit den Rauschwerten pro Pixel gefüllt wird. Dazu werden mehrere Messungen bei Dunkelheit und ohne zusätzliche Bestrahlung durchgeführt. Die einzelnen Differenzen zwischen aktuellem Bild und letztem Bild werden mit einer Matrix aufsummiert (Rauschwerte pro Pixel) und dann z.B. maximale Werte bzw. nach statistischer Auswertung die ermittelten Werte ge- speichert (Gauß-Verteilung unter Berücksichtigung von einfallender Background-Strahlung) . Darüber hinaus kann eine externe Schwelle 23 hinzugefügt werden, die auf die Pixelschwelle aus dem Speicher 21 in einem Schritt 24 aufaddiert werden kann, was für stabilere Ergebnisse sorgt.
Ein Schwellenwertvergleich 25 liefert dann ein analoges oder digitales Signal, wenn Schwellenwerte überschritten bzw. - bei negativem Vorzeichen - unterschritten werden. In einem Schritt 26 werden die Zählereignisse dann über eine bestimmte Zeiteinheit aufsummiert.
Daraufhin wird in einem Schritt 27 die Anzahl der Zählereignisse (Counts) pro Minute berechnet. Über eine Kalibriertabelle 28 wird dann die Zuordnung zu einer Dosisleistung (z.B. aus Counts pro Minute) bzw. Dosis (aus Gesamtzahl der Counts) erstellt. Die Kalibrierungstabelle kann für eine Gruppe von Sensoren oder individuell erstellt werden durch einen Messvorgang mit kalibrierter Strah- lungsquelle. Optional kann ein Korrekturfaktur zur vereinfachten Kalibrierung mit ein oder zwei Punkten vorgesehen sein . Im Ergebnis wird dann in einem Schritt 29 eine Dosisrate und in einem Schritt 30 eine Dosis ausgegeben.
Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit für eine Bildver- arbeitung 31 zur Ermittlung der Energiewerte der einfallenden Photonen. So lösen niedrigenergetische Photonen in der Regel nur ein Zählereignis in einem einzigen Bildelement des Bildsensors 6 aus. Hochenergetische Photonen führen dagegen zu einem Übersprechen zwischen benachbarten Bildelementen des Bildsensors 6, so dass eine Gruppe (Cluster) von mehreren benachbarten Bildelementen des Bildsensors 6 ein Zählereignis auslöst. Durch die Bildverarbeitung 31 können dann derartige Gruppen von aktivierten Bildelementen ermittelt werden, wodurch sich näherungsweise eine Spektralverteilung berechnen lässt. Die so gewonnenen Werte werden mit einer Datenbank 32 der Energiewerte verglichen, woraufhin dann in einem Schritt 33 ein Spektrum der einfallenden Strahlung ausgegeben wird.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen be- vorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen . Bezugszeichenliste :
I Schmutzige Bombe 15 Bildsensor
2.1 Mobiltelefon 16 Schritt "Werteerfassung"
2.2 Mobiltelefon 17 Schritt "Speichern"
2.3 Mobiltelefon 18 Schritt "Differenzbildung"
2.4 Mobiltelefon 19 Schritt "Referenzbild"
3.1 Digitalkamera 20 Schritt "Schwellenwertprü¬
3.2 Digitalkamera fung"
3.3 Digitalkamera 21 Speicher für Pixelrauschen
3.4 Digitalkamera 22 Kalibriervorgang
4.1 Gefahrenhinweis 23 Externe Schwelle
4.2 Gefahrenhinweis 24 Schritt "Summenbildung"
4.3 Gefahrenhinweis 25 Schwellenwertvergleich
4.4 Gefahrenhinweis 26 Schritt "Aufsummierung pro
5 GPS-Systems Zeiteinheit"
6 Überwachungseinrichtung 27 Schritt "Counts pro Minu¬
7 Empfänger te"
8 Kalibriereinheit 28 Kalibriertabelle
9 Statistikeinheit 29 Ausgabe Dosisrate
10 Recheneinheit 30 Ausgabe Dosis
II Sender 31 Bildverarbeitung
12 Geodatenbank 32 Datenbank der Energiewerte
13 Freigabeelement 33 Ausgabe Spektrum
14 Behörden

Claims

ANSPRÜCHE 1. Überwachungseinrichtung (6) zur Umweltüberwachung, insbesondere zur Umweltüberwachung von radioaktiver Strahlung, mit
a) mindestens einem Empfänger (7) zum Empfangen von Messwerten einer potentiell gesundheitsgefährdenden Umwelt- große,
b) einer Recheneinheit (10) zur Berechnung eines Gefahrenhinweises (4.1-4.4) in Abhängigkeit von den Messwerten, dadurch gekennzeichnet,
c) dass der Empfänger (7) ausgelegt ist für den Empfang der Messwerte von einer Vielzahl von räumlich verteilt angeordneten elektronischen Endgeräten (2.1-2.4), insbesondere von Mobiltelefonen (2.1-2.4) mit einem Sensor zur Messung der radioaktiven Strahlung, insbesondere mit einem Bildsensor.
2. Überwachungseinrichtung (6) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sender (11) zum Übertragen des Gefahrenhinweises (4.1-4.4) an die elektronischen Endgeräte (2.1- 2.4), wobei der Gefahrenhinweis (4.1-4.4) die Nutzer der End- geräte (2.1-2.4) über eine mögliche Gesundheitsgefahr aufgrund der Messwerte der Umweltgröße informiert.
3. Überwachungseinrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (10) den Gefahrenhinweis (4.1-4.4) in Abhängigkeit von der geografischen Position der einzelnen Endgeräte (2.1-2.4) berechnet .
4. Überwachungseinrichtung (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die geografische Position der einzelnen Endgeräte
(2.1-2.4) jeweils von den einzelnen Endgeräten (2.1- 2.4) ermittelt wird, insbesondere mittels eines Satellitennavigationssystems, und zusätzlich zu dem Messwert der Umweltgröße an die Überwachungseinrichtung (6) ü- bertragen wird, und/oder
b) dass die Überwachungseinrichtung (6) die geografische
Position der einzelnen Endgeräte (2.1-2.4) ermittelt, insbesondere durch
bl) eine Zellenortung der Funkzelle des jeweiligen Endgeräts in einem zellulären Mobilfunknetz, oder b2) eine Ortung des zugehörigen Wireless-Access-Points bei einer WLAN-Anbindung der Endgeräte (2.1-2.4).
5. Überwachungseinrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Überwachungseinrichtung (6) eine Geodatenbank
(12) aufweist, welche geografische Daten eines geogra- fischen Gebiets enthält, in dem sich die Endgeräte (2.1-2.4) befinden,
b) dass die Recheneinheit (10) den Gefahrenhinweis (4.1- 4.4) in Abhängigkeit von den in der Geodatenbank (12) gespeicherten geografischen Daten berechnet.
6. Überwachungseinrichtung (6) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die von den Endgeräten (2.1-2.4) gemessene Umwelt¬ größe eine Strahlungsgröße ist, die eine radioaktive Strahlung wiedergibt,
b) dass die in der Geodatenbank (12) gespeicherten geogra- fischen Daten dreidimensionale Geländedaten und
und/oder dreidimensionale Bauwerksdaten umfassen, die einen Einfluss auf die Abschwächung der radioaktiven Strahlung haben,
dass die Recheneinheit (10) eine räumliche Verteilung einer Strahlenbelastung berechnet in Abhängigkeit von cl) den in der Geodatenbank (12) gespeicherten geogra- fischen Daten, insbesondere unter Berücksichtigung der Abschwächung der radioaktiven Strahlung, und c2) den von den Endgeräten (2.1-2.4) gemessenen Mess¬ werten der Strahlungsgröße, und
c3) den geografischen Positionen der Endgeräte (2.1- 2.4).
7. Überwachungseinrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
a) dass die Überwachungseinrichtung (6) eine Statistikein¬ heit (9) aufweist zur statistischen Auswertung der von den Endgeräten (2.1-2.4) gemessenen Messwerte der Umweltgröße und der zugehörigen geografischen Positionen der Endgeräte (2.1-2.4), und/oder
b) dass die Statistikeinheit (9) die von den Endgeräten
(2.1-2.4) gemessenen Messwerte der Umweltgröße statistisch glättet, und/oder
c) dass die Statistikeinheit (9) aus den von den Endgeräten (2.1-2.4) gemessenen Messwerten einen Mittelwert berechnet, und/oder
d) dass die Statistikeinheit (9) die von den Endgeräten
(2.1-2.4) gemessenen Messwerte der Umweltgröße einer Plausibilitätsprüfung unterzieht, und/oder
e) dass die Statistikeinheit (9) aus den von den Endgeräten (2.1-2.4) gemessenen Messwerten Ausreißer ermittelt und die Ausreißer bei der weiteren Auswertung nicht berücksichtigt .
8. Überwachungseinrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Endgeräte (2.1-2.4) übertragene Gefahrenhinweis (4.1-4.4) mindestens eine der folgenden Informationen enthält:
a) eine Fluchtempfehlung, insbesondere mit einer Empfehlung
al) einer bestimmten Fluchtrichtung und/oder
a2) eines bestimmten Verkehrsmittels und/oder
a3) eines bestimmten Verkehrsweges und/oder
a4) eines bestimmten Fluchtziels,
b) eine Alarmmeldung mit einer quantitativen und/oder qualitativen Information über die Umweltgröße.
9. Überwachungseinrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (10) den Gefahrenhinweis (4.1-4.4) in Abhängigkeit von mindestens einer der folgenden Informationen berechnet:
a) Wettermeldungen über das Wetter in dem Gebiet, in dem sich die Endgeräte (2.1-2.4) befinden,
b) Verkehrsmeldungen über den Verkehr in dem Gebiet, in dem sich die Endgeräte (2.1-2.4) befinden.
10. Überwachungseinrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die von den Endgeräten (2.1-2.4) gemessene Umweltgröße eine Strahlungsgröße ist, die eine radioaktive Strahlung wiedergibt, die von einer Strahlungsquelle herrührt, insbesondere von einer schmutzigen Bombe, b) dass die Recheneinheit (10) aus den geografischen Positionen der Endgeräte (2.1-2.4) und den von den Endgeräten (2.1-2.4) gemessenen Messwerten der Strahlungsgröße die geografische Position der Strahlungsquelle und/oder die Strahlungsleistung der Strahlungsquelle berechnet, insbesondere mittels eines Rekonstruktionsalgorithmus.
11. Überwachungseinrichtung (6) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Messwerte ungleichmäßig verteilt sind, und b) dass der Rekonstruktionsalgorithmus einen der folgenden
Rekonstruktionsalgorithmen umfasst :
bl) Filtered back projection,
b2) Orthogonal Polynomial Expansion on the Disc, b3) einen iterativen Rekonstruktionsalgorithmus.
12. Überwachungseinrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Überwachungseinrichtung (6) die Endgeräte
(2.1-2.4) aktiv abfragt, wobei die Endgeräte (2.1-2.4) bei einer Abfrage durch die Überwachungseinrichtung (6) den iMesswert der Umweltgröße an die Überwachungseinrichtung (6) übertragen, oder
b) dass die Endgeräte (2.1-2.4) den gemessenen Wert der
Umweltgröße aktiv an die Überwachungseinrichtung (6) übertragen, insbesondere wenn der Messwert der Umweltgröße einen Grenzwert übersteigt.
13. Endgerät (2.1-2.4), insbesondere Mobiltelefon, mit a) einem Sender,
dadurch gekennzeichnet,
b) dass das Endgerät (2.1-2.4) einen Sensor (3.1-3.4) aufweist zum Messen eines Messwerts einer potentiell gesundheitsgefährdenden Umweltgroße,
c) dass der Sender den Messwert an eine Überwachungsein- richtung (6) überträgt.
14. Endgerät (2.1-2.4) nach Anspruch 13,
gekennzeichnet durch einen Programmspeicher zur Speicherung eines Anwendungsprogramms,
einen Prozessor zum Ausführen des in dem Programmspei eher gespeicherten Anwendungsprogramms, wobei das Abwendungsprogramm die Messung und Übertragung der Mess werte steuert.
15. Endgerät (2.1-2.4) nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Anwendungsprogramm den Messwert der Umweltgröße iterativ in mehreren Iterationsschritten ermittelt, b) dass in den einzelnen Iterationsschritten jeweils ein Messwert der Umweltgröße gemessen wird,
c) dass zwischen den einzelnen Iterationsschritten eine Richtungsempfehlung bestimmt wird, die dem Benutzer des Endgerätes angezeigt wird und den Benutzer veranlasst, das Endgerät (2.1-2.4) für die Messung in eine bestimmte Richtung entsprechend der Richtungsempfehlung auszurichten,
d) dass die Richtungsempfehlung in Abhängigkeit von den in den einzelnen Iterationsschritten gemessenen Messwerten bestimmt wird,
e) dass von den in den einzelnen Iterationsschritten gemessenen Messwerten der größte Messwert für die Übertragung an die Überwachungseinrichtung (6) ausgewählt wird .
16. Endgerät (2.1-2.4) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Sensor (3.1-3.4) ein Bildsensor ist mit einer Vielzahl von Bildelementen zur Aufnahme eines Bildes, wobei der Bildsensor (3.1-3.4) nicht nur für sichtbares Licht empfindlich ist, sondern auch für radioaktive Strahlung, und/oder b) dass der Bildsensor (3.1-3.4) von einer Abdeckung abgedeckt ist, wobei die Abdeckung für sichtbares Licht undurchlässig und für die radioaktive Strahlung durchlässig ist.
17. Überwachungssystem zur Umweltüberwachung, insbesondere zur Umweltüberwachung von radioaktiver Strahlung, mit
a) einer Überwachungseinrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, und
b) zahlreichen elektronischen Endgeräten (2.1-2.4) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16.
18. Überwachungssystem nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine direkte Datenverbindung zwischen mindestens einem Paar der Endgeräte (2.1-2.4), insbesondere in Form einer Bluetooth-Verbindung oder einer WLAN-Verbindung .
19. Überwachungssystem nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Endgeräte (2.1-2.4) die Messwerte der Umweltgröße über ein Mobilfunknetz an die Überwachungseinrichtung (6) übertragen,
b) dass die Endgeräte (2.1-2.4) die Messwerte bei fehlendem Netzzugang zu dem Mobilfunknetz über die direkte Datenverbindung zu einem anderen Endgerät (2.1-2.4) mit Netzzugang übertragen von wo die Messwerte dann über das Mobilfunknetz an die Uberwachungseinrichtung (6) übertragen werden.
20. Überwachungssystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Endgeräte (2.1-2.4) über die direkte Datenverbindung wechselseitig kalibrieren.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9482583B1 (en) * 2011-10-06 2016-11-01 Esolar, Inc. Automated heliostat reflectivity measurement system
AU2011379626A1 (en) 2011-10-24 2014-06-12 Helmholtz Zentrum Munchen Deutsches Forschungszentrum Fur Gesundheit Und Umwelt (Gmbh) Method for measuring radiation by means of an electronic terminal having a digital camera
MX350468B (es) 2012-08-28 2017-09-07 Delos Living Llc Sistemas, metodos y articulos para mejorar el bienestar asociado con ambientes habitables.
EP2917753B1 (de) * 2012-11-12 2023-07-26 Image Insight, Inc. Auf crowd-sourcing basierende hardware-kalibrierung
EP3111411A4 (de) 2014-02-28 2017-08-09 Delos Living, LLC Systeme, verfahren und artikel zur verbesserung des wohlbefindens in bewohnbaren umgebungen
US9818279B2 (en) * 2014-07-23 2017-11-14 The Boeing Company Blast sensor and mobile communication device
CN107251031A (zh) 2015-01-13 2017-10-13 戴尔斯生活有限责任公司 用于监测和增强人体健康的系统、方法和制品
FR3036811A1 (fr) * 2015-06-01 2016-12-02 Areva Systeme et procede d'estimation d'une radioactivite en chacune d'une pluralite de zones, produit programme d'ordinateur associe
JP6477287B2 (ja) * 2015-06-25 2019-03-06 富士電機株式会社 放射線管理システム及び線量計
US10710162B2 (en) * 2015-07-23 2020-07-14 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Apparatus and method for manufacturing metal nanoparticle dispersion, method for manufacturing metal nanoparticle support, metal nanoparticle, metal nanoparticle dispersion, and metal nanoparticle support
US9712985B2 (en) * 2015-08-26 2017-07-18 Razer (Asia-Pacific) Pte. Ltd. Repurposing a mobile device
KR20170046437A (ko) * 2015-10-21 2017-05-02 을지대학교 산학협력단 스마트폰의 카메라를 이용한 전리 방사선의 광량 검출 방법 및 이를 수행할 수 있는 스마트폰
US10326733B2 (en) 2015-12-30 2019-06-18 Symantec Corporation Systems and methods for facilitating single sign-on for multiple devices
WO2017196868A1 (en) 2016-05-09 2017-11-16 Image Insight, Inc. Medical devices for diagnostic imaging
US10375114B1 (en) 2016-06-27 2019-08-06 Symantec Corporation Systems and methods for enforcing access-control policies
US10462184B1 (en) 2016-06-28 2019-10-29 Symantec Corporation Systems and methods for enforcing access-control policies in an arbitrary physical space
US11330430B2 (en) * 2016-08-18 2022-05-10 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and device for enhancing VOIP security by selectively scrutinizing caller's geographical location
WO2018039433A1 (en) 2016-08-24 2018-03-01 Delos Living Llc Systems, methods and articles for enhancing wellness associated with habitable environments
US10469457B1 (en) 2016-09-26 2019-11-05 Symantec Corporation Systems and methods for securely sharing cloud-service credentials within a network of computing devices
JP6953147B2 (ja) * 2017-02-27 2021-10-27 雅人 山内 線量評価装置、線量測定装置、照射時間評価装置、線量評価方法および線量評価プログラム
US10812981B1 (en) 2017-03-22 2020-10-20 NortonLifeLock, Inc. Systems and methods for certifying geolocation coordinates of computing devices
WO2019046580A1 (en) 2017-08-30 2019-03-07 Delos Living Llc SYSTEMS, METHODS AND ARTICLES FOR EVALUATING AND / OR IMPROVING HEALTH AND WELL-BEING
WO2020055872A1 (en) 2018-09-14 2020-03-19 Delos Living Llc Systems and methods for air remediation
WO2020176503A1 (en) 2019-02-26 2020-09-03 Delos Living Llc Method and apparatus for lighting in an office environment
WO2020198183A1 (en) 2019-03-25 2020-10-01 Delos Living Llc Systems and methods for acoustic monitoring

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7391028B1 (en) * 2005-02-28 2008-06-24 Advanced Fuel Research, Inc. Apparatus and method for detection of radiation

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB968189A (en) 1960-09-15 1964-08-26 Vakutronik Veb Arrangement for determining radiation
US3744913A (en) * 1972-02-24 1973-07-10 Nasa Device for determining relative angular position between a spacecraft and a radiation emitting celestial body
US4381450A (en) * 1981-01-22 1983-04-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Pulsed radiation dosimetry apparatus
US5561297A (en) * 1993-07-12 1996-10-01 Sopha Medical Systems, Inc. Scatter correcting gamma-ray camera
GB9515762D0 (en) 1995-08-01 1995-10-04 Eev Ltd Imaging apparatus
US6546143B1 (en) * 1999-03-12 2003-04-08 Hewlett-Packard Development Company Efficient wavelet-based compression of large images
US7218938B1 (en) * 2002-04-24 2007-05-15 Chung Lau Methods and apparatus to analyze and present location information
US7265781B2 (en) * 2001-08-22 2007-09-04 Fujifilm Corporation Method and apparatus for determining a color correction matrix by minimizing a color difference maximum or average value
US7345791B2 (en) * 2002-02-13 2008-03-18 Konica Corporation Image processing device and image processing method
US7221775B2 (en) * 2002-11-12 2007-05-22 Intellivid Corporation Method and apparatus for computerized image background analysis
JP4133297B2 (ja) * 2002-12-19 2008-08-13 シャープ株式会社 カメラシステム
JP4258832B2 (ja) * 2002-12-24 2009-04-30 株式会社日立メディコ Ｘ線画像診断装置
US7148484B2 (en) 2003-01-24 2006-12-12 The Regents Of The University Of California Cellular telephone-based radiation sensor and wide-area detection network
US7082185B2 (en) * 2003-02-12 2006-07-25 The Regents Of The University Of California Portable imaging system method and apparatus
EP1606654A2 (de) 2003-03-06 2005-12-21 Randolph & Baldwin Strahlungsdetektion und verfolgung mit drahtlosem kommunikationssystem mit gps-fähigkeit
SE527139C2 (sv) * 2003-04-16 2005-12-27 Xcounter Ab Anordning och förfarande för dubbelenergi- och skanningbaserad detektering av joniserade strålning med stackade linjedetektorer och filter
EP1801616A3 (de) * 2003-07-12 2007-07-04 Radiation Watch Ltd Detektor für ionisierende Strahlung
US7221934B2 (en) * 2004-10-08 2007-05-22 Jeong Kim Mobile telephone network-based system for detection and location of hazardous agents
US7220970B2 (en) * 2004-12-17 2007-05-22 Thermo Electron (Bremen) Gmbh Process and device for measuring ions
CN101166996B (zh) * 2005-02-28 2013-04-17 先进燃料研究股份有限公司 用于辐射检测的装置和方法
US7312466B2 (en) * 2005-05-26 2007-12-25 Tdy Industries, Inc. High efficiency shield array
GB2427464A (en) * 2005-06-22 2006-12-27 Symbian Software Ltd Mobile telephone featuring an ultra violet detector
KR100913173B1 (ko) * 2005-07-05 2009-08-19 삼성모바일디스플레이주식회사 3ｄ 그래픽 처리장치 및 이를 이용한 입체영상 표시장치
JP2007104555A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Sony Ericsson Mobilecommunications Japan Inc 携帯通信端末、紫外線情報提供サーバ、及び、紫外線情報共有システム
WO2007120972A2 (en) * 2006-02-10 2007-10-25 University Of Virginia Patent Foundation Method to treat sickle cell disease
JP5013718B2 (ja) * 2006-02-17 2012-08-29 キヤノン株式会社 放射線画像取得装置及び方法
TWI384879B (zh) * 2006-08-31 2013-02-01 Sony Corp 影像處理裝置，影像處理方法及影像處理程式
WO2008110182A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-18 Cern - European Organization For Nuclear Research Method, apparatus and computer program for measuring the dose, dose rate or composition of radiation
KR101354669B1 (ko) * 2007-03-27 2014-01-27 삼성전자주식회사 이미지 센서의 불량 화소 검출 방법 및 장치, 이미지센서로부터의 이미지 획득 방법 및 장치
US7732788B2 (en) * 2007-10-23 2010-06-08 Hamamatsu Photonics K.K. Radiation image converting panel, scintillator panel and radiation image sensor
US7994926B2 (en) * 2007-07-05 2011-08-09 Purdue Research Foundation Nuclear detection via a system of widely distributed low cost detectors having data including gamma intensities, time stamps and geo-positions
EP2028509A1 (de) * 2007-08-09 2009-02-25 European Organisation for Nuclear Research CERN Strahlungsüberwachungsvorrichtung
US7781739B1 (en) * 2008-03-12 2010-08-24 Physical Optics Corporation Quantum-imaging system and mode of operation and method of fabrication thereof
DE102008046362A1 (de) * 2008-09-09 2010-03-18 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Gegenstandserfassungssystem mit einem Bilderfassungssystem
US8351990B2 (en) * 2008-12-19 2013-01-08 At&T Mobility Ii Llc Auto dimming through camera use
WO2010083006A2 (en) 2009-01-16 2010-07-22 Rambus Inc. Methods and circuits for detecting and reporting high-energy particles using mobile phones and other portable computing devices
DE102009008025A1 (de) * 2009-02-07 2010-08-12 Jonas Klinkhammer Detektoreinheit zum Nachweis ionisierender Strahlung auf Basis eines Bildsensors
DE102009056055A1 (de) 2009-11-25 2011-05-26 Kleinsorge, Alexander, Dr. Messung ionisierender Strahlung mittels Kamerasensor
JP5768332B2 (ja) * 2010-06-24 2015-08-26 ソニー株式会社 送信機、受信機及び通信システム
US20120091205A1 (en) * 2010-10-14 2012-04-19 King Abdul Aziz City For Science And Technology Apparatus and method for decoding matrix code symbol
US20130045382A1 (en) * 2011-08-10 2013-02-21 Hologenix, Llc Lightweight x-ray and gamma radiation shielding fibers and compositions
AU2011379626A1 (en) 2011-10-24 2014-06-12 Helmholtz Zentrum Munchen Deutsches Forschungszentrum Fur Gesundheit Und Umwelt (Gmbh) Method for measuring radiation by means of an electronic terminal having a digital camera

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7391028B1 (en) * 2005-02-28 2008-06-24 Advanced Fuel Research, Inc. Apparatus and method for detection of radiation

Also Published As

Publication number Publication date
JP6212685B2 (ja) 2017-10-18
AU2011379626A1 (en) 2014-06-12
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WO2013060348A1 (de) 2013-05-02
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CA2853109A1 (en) 2013-05-02
US20150069219A1 (en) 2015-03-12
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EP2771719A1 (de) 2014-09-03
JP2015503086A (ja) 2015-01-29
US10088577B2 (en) 2018-10-02
US20150072729A1 (en) 2015-03-12
EP2771719B1 (de) 2019-01-02
WO2013060348A8 (de) 2014-06-12
US9513377B2 (en) 2016-12-06
US20150053864A1 (en) 2015-02-26
WO2013060342A8 (de) 2014-03-06

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