Title:
Verfahren und Vorrichtung eines helmbasierten Sicherungssystems
Kind Code:
A1
Abstract:

Verfahren und Vorrichtung eines heimbasierten Sicherungssystems zur Sicherung eines Menschen in einer mit potenziellen Gefahren belasteten Umwelt, mit den folgenden Merkmalen:
a) einem Scheinwerfer auf einem Schutzhelm (9) mit einem Hochleistungs-LED-System (3) und einer Leuchte (10) an seiner Rückseite, wobei der Scheinwerfer unter seiner Gehäuseoberfläche (7) von einer Vielzahl von Kühlkanälen (4) umschlossen ist die sich in ihrem Verlauf verjüngen,
b) einem Stereo-Kamerasystem (1) auf dem Scheinwerfer, das in Verbindung mit einem GPS-System und einer rechnergesteuerten Zeitbasis steht,
c) zwei an den Seiten des Scheinwerfers angebrachten Abstands-Sensoren (2),
d) einer Energie-Versorgungseinheit (14), die mittels einer Leitung (13) mit einer Steuereinheit (11) und über eine Multifunktionsleitung (12) mit dem Scheinwerfer verbunden ist.



Inventors:
gleich Anmelder
Application Number:
DE102012015430A
Publication Date:
01/16/2014
Filing Date:
07/13/2012
Assignee:
Steiner, Manuel, 83368 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE202010010445U1N/A2010-10-14
DE602004010128T2N/A2008-09-04
DE20319297U1N/A2004-02-26
DE20007738U1N/A2000-08-17
Foreign References:
WO2002044611A12002-06-06
Claims:
1. Vorrichtung eines helmbasierten Sicherungssystems zur Sicherung eines Menschen in einer mit potenziellen Gefahren belasteten Umwelt, mit den folgenden Merkmalen:
a) einem Scheinwerfer auf einem Schutzhelm (9) mit einem Hochleistungs-LED-System (3) und einer Rückleuchte (10) an seiner Rückseite, einem Haltering (5) und einer Halterung (6), wobei der Scheinwerfer unter seiner Gehäuseoberfläche (7) von einer Vielzahl von Kühlkanälen (4) umschlossen ist die sich in ihrem Verlauf verjüngen, und auf der Rückseite in Kühlrippen (8) übergehen,
b) einem Stereo-Kamerasystem (1) auf dem Scheinwerfer, das datentechnisch in Verbindung mit einem GPS-System und einer rechnergesteuerten Zeitbasis steht,
c) zwei an den Seiten des Scheinwerfers angebrachte Abstands-Sensoren (2), die ebenfalls mit dem GPS-System datentechnisch in Verbindung stehen,
d) einer Energie-Versorgungseinheit (14), die mittels einer Leitung (13) mit einer Steuereinheit (11) und über eine Multifunktionsleitung (12) mit dem Scheinwerfer verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (4) und die Kühlrippen (8) einen in sich gewundenen Verlauf aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2:
dadurch gekennzeichnet,
dass im Notfall im Kopfbereich ein von Sensoren gesteuerter, mit dem Schutzhelm (9) verbindbarer, Air-Bag (17) ausgelöst wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Kamerasystem (1) an der Oberfläche des Scheinwerfers und/oder des Schutzhelms Minilinsen angebracht sind, die nach dem Lichtfeldprinzip optische Informationen sammeln die dann später zu Bildern mit gewünschten Eigenschaften verbunden werden können.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stromversorgung Solarzellen auf dem Schutzhelm (9) angebracht sind.

6. Verfahren zur Realisierung eines heimbasierten Sicherungssystems zur Sicherung eines Menschen in einer mit potenziellen Gefahren belasteten Umwelt, mit den folgenden Merkmalen:
a) der Wahl eines Scheinwerfers auf einem Schutzhelm (9) mit einem Hochleistungs-LED-System (3) und einer Rückleuchte (10) an seiner Rückseite, einem Haltering (5) und einer Halterung (6), wobei der Scheinwerfer unter seiner Gehäuseoberfläche (7) von einer Vielzahl von Kühlkanälen (4) umschlossen ist die sich in ihrem Verlauf verjüngen, und auf der Rückseite in Kühlrippen (8) übergehen,
b) der Wahl Stereo-Kamerasystem (1) auf dem Scheinwerfer, das datentechnisch in Verbindung mit einem GPS-System und einer rechnergesteuerten Zeitbasis steht,
c) der Wahl zweier an den Seiten des Scheinwerfers angebrachter Abstands-Sensoren (2), die ebenfalls mit dem GPS-System datentechnisch in Verbindung stehen,
d) der Wahl einer Energie-Versorgungseinheit (14), die mittels einer Leitung (13) mit einer Steuereinheit (11) und über eine Multifunktionsleitung (12) mit dem Scheinwerfer verbunden ist,
e) der Wahl einer Legierung AlMgSi1 F30 für die Ausgestaltung der Gehäuse des Scheinwerfers, der Steuereinheit (11) und Energie-Versorgungseinheit (14),
f) der Schaffung von Steuerungsprogrammen zur Erfüllung der Funktionen der genannten technischen Einrichtungen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Notfall im Kopfbereich ein von Sensoren gesteuerter, mit dem Schutzhelm (9) verbindbarer, Air-Bag (17) ausgelöst wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Kamerasystem (1) an der Oberfläche des Scheinwerfers und/oder des Schutzhelms Minilinsen angebracht sind, die nach dem Lichtfeldprinzip optische Informationen sammeln die dann später zu Bildern mit gewünschten Eigenschaften verbunden werden können.

9. Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 6 bis 8 wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.

10. Maschinenlesbarer Träger mit dem Programmcode eines Computerprogramms zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.

Description:

Der Kopf des Menschen wurde schon immer zu Recht als ein besonders schätzenswertes Körperteil angesehen, vor allem wohl auch deshalb weil hier als größte Errungenschaft das Gehirn zu schützen war.

Wurde früher versucht, dieses wichtige Körperteil vor allem bei kriegerschen Auseinandersetzungen mittels Helmen vor Beschädigungen zu bewahren, besteht dieses Schutzbedürfnis heutzutage vor allem bei mehr oder weniger gefährlichen sportlichen Betätigungen, vor allem bei dem Volkssport Fahrradfahren. Aus diesem Bereich sind zahlreiche verschiedene Konstruktionen bekannt.

Aus der DE 200 07 738 U1 ist ein Radfahr-Helm mit wenigstens einer integrierten Lichtquelle bekannt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Lichtquelle wenigstens ein im Bereich des vorderen Helmendes angeordnetes Fahr- und/oder Lese- bzw. Reparaturlicht ist. Die Aufgabe dieser Vorrichtung ist es, bei Bedarf eine zusätziche Lichtquelle zu liefern.

In der DE 203 19 297 U1 ist eine in einen Fahrradhelm eingebaute LED-Beleuchtung beschrieben. Dieser Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Sicherheit von Fahrradfahrern im Straßenverkehr bei Dunkelheit zu erhöhen und einem Fahrradhelmträger eine Lichtquelle zur Verfügung zu stellen, mit der er bei Dunkelheit sein Sichtfeld beleuchten kann, bzw. er bei Dunkelheit besser gesehen wird.

In der DE 60 2004 010 128 T2 ist eine LED-Lampe für eine Kopfbedeckung offenbart. Ihre Aufgabe ist es ein kompaktes LED-Beleuchtungsmodul für eine am Kopf zu tragende oder äquivalente Sache zu erzeugen, die leicht befestigt werden kann und es der Beleuchtung erlaubt, sehr effektiv und präzisionsgerichtet auf ein gewünschtes Ziel zu sein.

Gemäß dem Patentanspruch 1 handelt es sich um eine LED-Beleuchtung oder äquivalente Beleuchtung mit Halbleiter-Lichtquellen zur Befestigung an einer Kopfbedeckung, die mit einem Schirm ausgerüstet ist, wobei die Beleuchtung lichtemittierende Halbleiter-Lichtquellen, insbesondere LEDs, einen Rahmen, einen elektronischen Steuerungsteil zum Steuern der Halbleiter-Lichtquellen aufweist, wobei die Halbleiter-Lichtquellen in wenigstens eine vorgegebene Richtung gerichtet sind, wie zum Beispiel in Richtung eines Gegenstands und/oder Bereichs. Weiter wird beansprucht, dass die Beleuchtung ein einheitliches Beleuchtungsmodul ist, in welchem die Halbleiter-Lichtquellen in einem gemeinsamen Verbindungsteil nebeneinander und in Richtung auf den Arbeitsgegenstand oder -Bereich befestigt sind, und der Rahmen aus zwei Rahmenteilen besteht, die aufeinander gefaltet sind und lösbare Schnellkupplungsteile besitzen, und in welchen die Rahmenteile gegeneinander gefaltet werden können, sodass der Schirm oder ein Teil des Schirms zwischen diesen verbleiben, und die Rahmenteile mittels der lösbaren Schnellkupplungsteile aneinander und am Schirm angebracht werden können.

Eine andere Anwendung einer helmähnlichen Einrichtung ist aus der WO 02/44611 A1 bekannt, in der eine Stirn-Leuchten-Kamera-Einheit insbesondere für medizinische Anwendungen beschrieben ist. Diese weist insbesondere eine elektronische Kamera, eine Beleuchtungseinrichtung mit wenigstens einem Leuchtmittel und eine Halteeinrichtung auf, die das wenigstens eine Leuchtmittel und die Kamera am Kopf einer Person festhält. Diese bekannte Einheit ist gemäß dem Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Zieleinrichtung vorgesehen ist, die wenigstens eine Marke in das von dem Leuchtmittel beleuchtete Bildfeld der Kamera projiziert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, schon bestehende helmähnliche Schutzvorrichtungen zur Sicherung eines Menschen weiter zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1, bzw. das Verfahren nach Anspruch 6 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen im Einzelnen:

1: eine Frontansicht und eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers

2: eine Funktions-Übersicht

3: eine Zusatz-Option von Air-Bag-Funktionen

Die 1 zeigt auf der linken Seite unter a) eine Frontansicht und auf der rechten Seite unter b) eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers. Eine als Leuchtmittel dienende Hochleistungs-LED 3 befindet sich in einem im Wesentlichen kugelförmigen Gehäuse mit einer vorderen runden Austrittsfläche für den Lichtstrahl. Die Glasabdeckung für dieses Leuchtmittel wird von einem Haltering 5 in ihrer Lage fixiert. Diese Licht-Austrittsfläche ist ringförmig umgeben von den Öffnungen einer Vielzahl von Kühlkanälen 4 die die Oberfläche des Scheinwerfers umgeben und an der Rückseite in Kühlrippen 8 übergehen. Auf diese Weise wird eine optimale Kühlung des verwendeten Leuchtmittels gewährleistet, da der durch die Kühlkanäle 4 strömende Luftstrom dadurch beschleunigt wird, dass diese Kühlkanäle 4 im Bereich der Kühlrippen enger werden und somit der Luftstrom gezwungen wird schneller zu fließen. Eine zusätzliche Beschleunigung des Luftstroms lässt sich dadurch erzielen, dass die Kühlkanäle quasi schraubenförmig sich um das Gehäuse winden und dem Luftstrom somit einen gewissen Drall, verbunden mit einer Sogwirkung, verleihen. Eine solche Maßnahme erfordert natürlich auch eine entsprechende Verwindung der Kühlrippen 8. Bedeckt werden diese Kühlkanäle von einem Gehäusering 7. Die Kühlkanäle 4 dienen der ordnungsgemäßen Funktion der Hochleitungs-LED 3. In einer besonderen Ausbaustufe kann vorgesehen sein, dass die Gehäusetemperatur von einem Wärmesensor erfasst wird und die Leistung des Leuchtmittels an die so ermittelte Gehäusetemperatur gleitend angepasst wird, um das Leuchtmittel vor Schaden zu bewahren. Auf diese Weise werden sowohl Temperatureinflüsse auf die Gehäusetemperatur berücksichtigt, die aus der direkten Umwelt stammen als auch solche Temperatureinflüsse die durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Scheinwerfers resultieren.

An der Unterseite des Scheinwerfers befindet sich eine Halterung 6. Die Halterung 6 ist um 360 Grad, mit und ohne Raststellungen, schwenkbar.

An der entgegengesetzten, oberen Seite des Scheinwerfers befindet sich ein Stereo-Kamerasystem 1. Dieses Kamerasystem 1 ermöglicht von seiner erhöhten Position, zum Beispiel auf einem Schutzhelm (vgl. 2), eine Darstellung der jeweiligen Rundumsicht da es aus drei, jeweils einen Raumwinkel von 120 Grad erfassenden Kameras besteht die in bestimmten Zeitabständen die Umgebung in ihrem Sichtbereich erfassen. Die auf diese Weise gewonnen Bilddaten werden nach der Inbetriebnahme des Kamerasystems 1 etwa eine halbe Stunde gespeichert und dann, beginnend mit den ältesten Bilddaten sukzessive gelöscht und durch neuere Bilddaten ersetzt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass, beispielsweise nach einem Unfall des Helmträgers, der Unfallhergang lückenlos rekonstruiert werden kann.

Dies wird in Verbindung mit einem GPS-System möglich, das in Verbindung mit einer üblichen Zeitbasis die Durchschnittsgeschwindigkeit des Helmträgers in einem bestimmten Zeitabschnitt ermitteln kann. In einer besonderen Ausbauform sind auch Stereo-Bildaufnahmen, je nach dem installierten Speicherplatz, vorgesehen.

Anstelle eines Kamerasystems das aus der Kombination von drei Kameras besteht, kann auch eine Kamera installiert sein, die in bestimmten Zeitabständen eine 360 Grad-Aufnahme macht. Zur Erstellung einer 360-Grad-Rundumsicht können auch drei Kameras mit jeweils einem Erfassungsbereich von 120 Grad hintereinander eine Detail-Ansicht anfertigen.

In einer weiteren besonderen Ausbauform sind zusätzlich auf Teilflächen des Helms und/oder der Oberfläche des Scheinwerfers Minilinsen angebracht, die nach dem Lichtfeldprinzip optische Informationen sammeln die dann später zu Bildern mit einer gewünschten Auflösung und/oder einem gewünschten Blickwinkel datentechnisch zusammengestellt werden können. Solche Minilinsen sind billig herzustellen und folgen dem Prinzip eines Insektenauges.

Auf der linken und der rechten Seite des Scheinwerfers ist jeweils ein Abstands-Sensor 2 vorgesehen, wobei diese das Auftreten eines Hindernisses erfassen und deren Messdaten zur Ermittlung des Abstands eines Hindernisses vom Scheinwerfer, bzw. vom Helmträger beitragen. Die auf diese Weise ermittelten Daten des Abstands eines potenziellen Hindernisses können auch dem Zweck dienen, bei einer gewissen Abstandsgrenze das Licht des Scheinwerfers abzublenden. Dies kann automatisch erfolgen, oder wenn gewünscht, ausgeschaltet werden. In Verbindung mit einem Sensor der die Helligkeit der Umgebung detektiert, kann die Beleuchtungsstärke des Scheinwerfers an die Straßenbeleuchtung angepasst werden. Dies kann auf einfache Weise elektronisch erfolgen.

Die 2 zeigt eine Funktions-Übersicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Funktionsträger. Hier ist teilweise perspektivisch dargestellt, dass der Scheinwerfer aus der 1 auf einem Schutzhelm 9 befestigt ist. In dieser Ansicht ist auch die Leuchte 10 bezeichnet, die den Helmträger auch von hinten in der Dunkelheit kenntlich macht. Eine stilisiert gezeichnete Energie-Versorgungseinheit 14 und das Gehäuse 11 einer Steuereinheit sind mittels einer Energieübertragungs-Leitung 13 und einer Multifunktionsleitung 12 mit dem Scheinwerfer verbunden. Die Steuereinheit weist Bedienelemente 16 und ein Mikrofon 15 für Tonaufzeichnungen mit entsprechenden Speicherelementen auf.

In einer besonderen Ausbauform kann auch die Steuerung von wünschenswerten Änderungen der Funktionen mittels Spracheingabe über das Mikrophon durch den Bediener erfolgen. Dies setzt natürlich eine elektronische Stimmerkennung des Bedieners voraus bei der die relevanten Parameter menügesteuert bei der Inbetriebnahme des Gerätes ermittelt werden.

Beispielsweise kann so das Wort „Aufladen„ oder „Maßkrug„ jeweils nach Kundenwunsch als Wortbefehl für „Heller” von der Lampensteuerung interpretiert werden. Die Lampensteuerung erfolgt somit jeweils mittels der programmierten Steuerung über Wort- oder Satzbefehle. Den Programmierungsvorgang könnte man als „teach-in„ bezeichnen.

Die Bedienelemente 16 können mittels Hall-Sensoren, in Folientechnik, oder als Touch-Screen realisiert sein. Die Empfindlichkeit des Mikrophons 15 kann stufenlos einstellbar sein und mit einem, hinsichtlich des Frequenzbereichs einstellbaren, Empfindlichkeits-Filter gegen Umgebungsgeräusche, wie Windrauschen, versehen sein.

Die aufgezeigten Kabelverbindungen können in einer besonderen Ausbauform entfallen und durch drahtlose Verbindungen wie bluetooth, oä, ersetzt werden. In Verbindung mit der oben beschriebenen GPS-Funktion und mit zusätzlichen Stoß-Sensoren, Beschleunigungs-Sensoren und der zugehörigen Software ist das Absetzen eines Notfall-Signals, mittels eines smart-phones, oä. vorgesehen. In einer besonderen Ausbauform kann mittels Hautwiderstands-Sensoren und/oder Hautfeuchtigkeits-Sensoren zusätzlich eine Einschätzung des Gesundheitszustands einer Person ermittelt und per Funk an relevante Stellen übermittelt werden.

Alle beschriebenen Gehäuse können aus einer besonders widerstandsfähigen Legierung, wie AlMgSi1 F30 ausgeführt sein.

3 zeigt eine Zusatz-Option von Air-Bag-Funktionen. Da der Nutzen von Air-Bags, gerade im Kopfbereich, unumstritten ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen einen Air-Bag 17, quasi wie eine zusätzliche, kaum spürbare, Halskrause als Ergänzung zu einem Schutzhelm, in diesen lösbar integriert, vorzusehen. Es besteht hier erfindungsgemäß auch die Möglichkeit einen Air-Bag aus der Unterkante eines Helms austreten zu lassen. Dies ist besonders bei einem Full-Face-Helm angezeigt. Bei einem normalen Fahrradhelm kann als besondere Bauform an der Hinterseite eine Luftdruck-Patrone angebracht sein, die einen Air-Bag aufbläst der ein vordefiniertes Entfalt-Verhalten aufweist und erst nach unten sich entfaltet und dann den Hals schützend umschlingt.

Als Auslösung für den Air-Bag 17 können besondere Stoß- und/oder Beschleunigungssensoren dienen, die gleichzeitig das oben beschriebenen Notfall-Signal auslösen.

In einer besonderen Ausbauform ist vorgesehen, alle genannten Funktionen in einem Helm schon werkseitig zu integrieren, wobei die Schutzfunktion eines Helms auch in anderen Bereichen wie dem Bergbau, dem Katastrophenschutz oder dem militärischen Bereich eingesetzt werden kann.

Anstelle eines mit dem Schutzhelm verbundenen Air-Bags 17 kann auch ein Air-Bag vorgesehen sein, der in der Mitte der Lenkstange eines Bikes vorgesehen ist und von Sensoren aktiviert wird, die im Schutzhelm oder dessen Funktions-Elementen integriert sind.

Zur zusätzlichen Stromversorgung können auf dem Schutzhelm Solarzellen angebracht sein.

Die komplexe Steuerung der beschriebenen Funktionsabläufe erfordert ein spezielles Steuerprogramm.

Bezugszeichenliste

1
Stereo-Kamerasystem
2
Abstands-Sensor
3
Hochleistungs-LED
4
Kühlkanäle
5
Haltering
6
Halterung des Hauptsockels
7
Gehäusering
8
Kühlrippen der Kühlkanäle
9
Schutzhelm
10
Rückleuchte
11
Gehäuse einer Steuereinheit
12
Multifunktionsleitung (Stromversorgung, Steuerung)
13
Energieübertragungs-Leitung
14
Energie-Versorgungseinheit
15
Mikrofon
16
Bedienelemente
17
Air-Bag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 20007738 U1 [0003]
  • DE 20319297 U1 [0004]
  • DE 602004010128 T2 [0005]
  • WO 02/44611 A1 [0007]