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    • 专利摘要:
    Beschriebenwird eine eigenfortbewegungsfähigelandgestütztePlattform mit einer Kommunikationseinheit sowie wenigstens einerSensoreinheit sowie ein Verfahren zur Überwachung vom Umgebungen unterVerwendung der Plattform.Die Erfindung zeichnet sich dadurchaus, dass eine Magazineinheit an der Plattform vorgesehen ist, inder wenigstens eine Sensorsonde bevorratbar ist, dass eine Ausbringeinheitvorgesehen ist, die die in der Magazineinheit bevorratete Sensorsondeaus der Magazineinheit entnimmt und die Sensorsonde getrennt vonder Plattform ausbringt, und dass die wenigstens eine Sensorsonde über eineautarke Energiequelle, eine Kommunikations- und eine Sensoreinheitverfügtsowie ein Mittel vorsieht, überdas die Sensorsonde mit der Ausbringeinheit in eine lösbar feste Wirkverbindungtritt.
    公开号:DE102004024917A1
    申请号:DE102004024917
    申请日:2004-05-19
    公开日:2006-01-19
    发明作者:Kai Dipl.-Ing. Pfeiffer
    申请人:Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV；
    IPC主号:B25J9-16
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf eine eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattformmit einer Kommunikationseinheit sowie wenigstens einer Sensoreinheit.Ferner wird ein Verfahren zur Überwachungeiner Umgebung innerhalb oder außerhalb von Gebäuden beschriebenunter Verwendung der Plattform.
    [0002] ZuUntersuchungs- und Überwachungszweckenwerden häufigmobile, autonom arbeitende Robotersysteme eingesetzt, um bspw. inBürogebäuden, Fertigungs-und Produktionshallen sowie auch Außengeländen bestimmt vorgegebene Bereichezu überwachenbzw. zu inspizieren. Derartige mobil und autonom arbeitende Robotersystemeverfügen über eineKommunikationseinheit, mit der sie dauerhaft oder in Intervalleneine Kommunikationsverbindung zu einer Basisstation unterhalten,von der sie einerseits entsprechende Steuersignale erhalten undzu der sie andererseits Kommunikationssignale aussenden, die Sensorinformationenenthalten, die von wenigstens einer am Roboter vorgesehenen, bordeigenenSensoreinheit aufgenommen werden.
    [0003] Imeinfachsten Fall verfügtdie mobile Robotereinheit übereine als Videokamera ausgebildete Sensoreinheit, deren Bildsignalezur weiteren Auswertung als Kommunikationssignale zur Basisstation übermitteltwerden. Ein entscheidender Faktor für den mit der mobilen Robotereinheiterfassbaren maximalen Aktionsradius stellt somit die Reichweiteder Kommunikationssignale zwischen Robotereinheit und Basisstationdar. Derzeitig bekannte Kommunikationstechniken, durch die die Kommunikationsreichweiteund somit der maximale Aktionsradius entsprechender Robotersystemevorgegeben wird, stellen bspw. mit Funksender ausgerüstete Roboter dar,deren Sende- und Empfangsreichweite grundsätzlich durch Erhöhung derSendeleistung entsprechend verbessert werden kann. Doch unterliegen derartigeFunksysteme gesetzlich vorgegebenen Grenzwerten, wodurch die Übertragungsreichweite desSystem nicht beliebig skalierbar ist. Demgegenüber bietet eine sog. Wireless-LANInfrastruktur die Möglichkeitunter Vermeidung großerSendeleistungen einen Kommunikationsaustausch zwischen einer mobilenRobotereinheit und einer beliebigen Vielzahl von an entsprechendenStellen angebrachten Access-Points. Die einzelnen Access-Pointsdienen als eine Art Relaisstation zur Weiterleitung der von der mobilenRobotereinheit ausgesandten Kommunikationssignale zu einer entsprechendvorgesehenen Basisstation. Der Einsatz eines auf der WLAN-Technik beruhendenKommunikationssystems setzt jedoch eine in dem zu überwachendenEinsatzgebiet vorhandene oder eine entsprechend zu installierendeInfrastruktur voraus, weswegen eine Überwachung eines nicht miteiner derartigen Infrastruktur ausgerüsteten Bereiches oder einesentsprechend zu erweiternden bzw. zu vergrößernden zu überwachenden Einsatzgebieteseine Neu- oder Nachinstallation entsprechender Access-Points erfordert.Somit ist eine schnelle Inbetriebnahme eines derartigen Überwachungssystemsvor Ort nicht möglichbzw. nur mit einer erheblich eingeschränkten Reichweite bei einer kurzfristigenInstallation einiger weniger Access-Points möglich.
    [0004] Einenweiteren sehr wichtigen Aspekt, den es beim Einsatz sensorbestückter mobilerRobotersysteme zu berücksichtigengilt, betrifft die Größe des vonder Sensoreinheit erfassten Raumbereiches. So ist das von den entsprechendenSensoren erfasste und überwachteAreal zumeist durch die aktuell vorherrschenden Sichtverhältnisse,durch Hindernisse sowie durch sensorspezifische Maximalreichweitenbeschränkt.Insbesondere bei der Überwachung vonGebäudeinnenräumen istes mit Hilfe eines einzigen mobil arbeitenden Roboters nicht möglich mehrere,durch entsprechende Wändevoneinander getrennte Raumabschnitte zeitgleich zu überwachen. Zwarkann die Anzahl der im Einsatz befindlichen Roboter erhöht werden,um den zeitgleich von den Robotern abgedeckten bzw. erfassten Raumbereichzu vergrößern, dochschlägtsich diese Maßnahmeunmittelbar auf die mit der Anschaffung einer Vielzahl von Roboternverbundenen Kosten nieder. Andererseits wäre es möglich die Sensortechnologieweiter zu entwickeln, um auf diesem Weg verbesserte Sensorreichweitenzu erhalten und somit den sich konzentrisch um die Robotereinheiterstreckenden, von der Sensoreinheit erfassbaren Umgebungsbereich zuvergrößern. Dochauch mit dieser durchaus kostenaufwendigen Maßnahme der Sensoroptimierung schränken nachwie vor objektbedingte Abschattungseffekte, bspw. hervorgerufendurch Trennwände,den von der Sensoreinheit erfassbaren Raumbereich uneingeschränkt ein.
    [0005] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattform,die zu Überwachungs-und Inspektionszwecken eingesetzt werden soll und über eineKommunikationseinheit sowie wenigstens eine Sensoreinheit verfügt, derartweiterzubilden, dass der von der eigenfortbewegungsfähigen Plattformerfassbare Aktionsradius entscheidend vergrößert werden soll ohne kostenintensiveMaßnahmenhierfürtreffen zu müssen.Das durch die eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattformrealisierbare Überwachungssystemsoll schnell verfügbarund flexibel einsetzbar sein, insbesondere an Orten, die bislangnicht überwachtworden sind. Um die wirtschaftliche Attraktivität eines derartigen Überwachungssystemszu verbessern, soll das System mit möglichst einfachen, bisher bereitsam Markt verfügbarenMitteln, wie bspw. am Markt verfügbareSensorsysteme, kostengünstigrealisierbar sein.
    [0006] DieLösungder der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.Gegenstand des Anspruches 12 ist ein Verfahren zur Überwachungeiner Umgebung innerhalb und/oder außerhalb von Gebäuden unterEinsatz des erfindungsgemäß ausgebildeten Überwachungssystems. DenErfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstandder Unteransprüchesowie im weiteren der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispielezu entnehmen.
    [0007] Diezu Überwachungs-und Inspektionszwecken einsetzbare eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattformverfügtin an sich bekannter Weise übereine Kommunikationseinheit sowie über wenigstens eine Sensoreinheitund zeichnet sich erfindungsgemäß dadurchaus, dass an der Plattform eine Magazineinheit vorgesehen ist, inder wenigstens eine sog. Sensorsonde bevorratet werden kann, die über eineautarke Energiequelle, eine Kommunikations- und eine Sensoreinheitverfügtund die mit Hilfe einer ebenfalls an der Plattform vorgesehenen Ausbringeinheitaus der Magazineinheit selbständig entnehmbarund an einen getrennt von der Plattform befindlichen Ort ausbringbarist. Hierzu verfügtdie Sensorsonde überein entsprechend ausgebildetes Mittel, das zumindest für den Ausbringvorgangmit der Ausbringeinheit eine lösbarfeste Wirkverbindung eingeht.
    [0008] Dieder erfindungsgemäßen Plattformzugrunde liegenden Idee sieht eine in an sich bekannter Weise über eineKommunikationseinheit sowie über wenigstenseine Sensoreinheit verfügendemobile Plattform vor, die vorzugsweise mit einer Vielzahl von ineiner Magazineinheit bevorrateten Sensorsonden ausgerüstet ist,die ihrerseits vorzugsweise überdie gleiche Ausstattung von Sensoreinheiten verfügen wie die Plattform selbstund ebenfalls mit einer Kommunikationseinheit ausgerüstet undzudem mit einer die Kommunikationssignale verstärkenden Einheit bestückt sind.Ein selbständigesAusbringen einer Sensorsonde aus der Magazineinheit an einen getrenntvon der Plattform befindlichen Ort erfolgt vorzugsweise an einerStelle bzw. in einem Bereich, in dem die zwischen der eigenfortbewegungsfähigen Plattformund einer stationärvorgesehenen Basisstation ausgetauschten Kommunikationssignale einen Mindestempfangspegelunterschreiten und eine weitere Entfernung der Plattform von derBasisstation zu einem Kommunikationsabbruch führen würde. Um den Aktionsradius dereigenfortbewegungsfähigen Plattformdennoch vergrößern zukönnen,dient eine in dem vorstehend beschriebenen Bereich abgesetzte Sensorsondeals Relaisstation zwischen der Plattform und der Basisstation, indemdie abgesetzte Sensorsonde entsprechende Kommunikationssignale empfängt, verstärkt undwieder aussendet. Zum anderen verfügt die Sensorsonde selbst über eine Sensoreinheit, über dieumgebungsabhängigeSensorinformationen erfasst und entsprechend als Kommunikationssignalzur eigenfortbewegungsfähigen Plattformund/oder zu der entsprechend ortsfest vorgesehenen Basisstation übermitteltwerden.
    [0009] Nebendem Zweck der Vergrößerung des Aktionsradiusder mobilen Plattform verhilft ein gezieltes Ausbringen einer odermehrerer Sensorsonden an überwachungstaktischgünstigenOrten, von denen aus die abgesetzte Sensorsonde Raumbereiche zuerfassen vermag, die von der sich weiterbewegenden eigenfortbewegungsfähigen Plattform nichtmehr erfassbar sind, eine entscheidende Vergrößerung des von den Sensoreinheitenerfassten Umgebungsbereiches und dies ohne die Verwendung teurerSpitzensensoren oder dem Einsatz einer Vielzahl mobiler Robotersysteme.
    [0010] Durchdas erfindungsgemäß ausgebildete Überwachungssystem,umfassend eine eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattformsowie in einer Magazineinheit bevorratete Sensorsonden, die eigentätig vonder Plattform an bestimmt ausgewähltenOrten ausgebracht werden können,kann die Kommunikationsreichweite zwischen Plattform und einer stationär vorgegebenenBasisstation nahezu beliebig vergrößert und selbst in unbekanntenUmgebungen sicher gestellt werden. Desweiteren ist es möglich, dassdie durch die Verteilung von Sensorsonden an entsprechenden Ortenentstehende Kommunikationsinfrastruktur individuell den Anforderungender jeweiligen zu überwachendenUmgebung angepasst werden kann. Durch den Einsatz derartiger Sensorsondenist es möglich,das zu überwachendeAreal zeitgleich, effektiv, flexibel und kostengünstig zu vergrößern. Insbesonderebei der Überwachungvon Gebäudeinnenräumen, wiebspw. Büroräume, ermöglicht einAbsetzen von Sensorsonden an Stellen, an denen sich bspw. zwei Gänge abzweigen,an Ausgängen,kritischen oder besonders gefährdetenStellen oder erhöhtenOrten, die einen besonders guten Überblick gewähren, eineeffektive Vergrößerung desvon den einzelnen Sensoreinheiten erfassbaren Bereiches.
    [0011] Einevorteilhafte Ausführungsformder erfindungsgemäß ausgebildetenPlattform sieht darüber hinauseine Aufnahmeeinheit vor, mit der ausgebrachte Sensorsonden selbständig erfasstund in die Magazineinheit wieder eingebracht werden können. Einderartiges Wiedereinsammeln von ausgebrachten Sensorsonden erfolgt üblicherweisenach Beendigung der Überwachungsarbeitoder nach Erschöpfender sensoreigenen Energieversorgung. Im Falle eines Funktionsausfallseiner Sensorsonde aufgrund von sich erschöpfender Energieversorgung erfolgt einWiederaufladen der sensoreigenen Energiequelle, die bspw. als Akkuausgebildet ist, durch die Plattform selbst. Hierzu sieht jede einzelneSensorsonde eine elektrische Schnittstelle vor, über die die Sensorsonde mitan der Plattform angebrachten Elektroden elektrisch kontaktierbarund die Energiequelle wiederaufladbar ist. Üblicherweise erfolgt der Vorgangdes Wiederaufladens innerhalb der Magazineinheit.
    [0012] Dadie erfindungsgemäße eigenfortbewegungsfähige landgestützte Plattformalle erforderlichen Komponenten sowohl für die Überwachungsfunktion als auchfür dieSicherstellung einer störungsfreiearbeitenden Kommunikation zwischen der Plattform und einer stationär vorzusehendenBasisstation bzw. den ausgebrachten Sensorsonden, mit sich führt, eignetsich das Überwachungssystemals mobiles und autarkes System für die Überwachung und Inspektion vonnahezu beliebigen landgestützten Umgebungen.
    [0013] InAbhängigkeitder Überwachungs-bzw. Inspektionsaufgabe sind die an der Plattform sowie an den Sensorsondenanzubringenden Sensoreinheiten entsprechend zu wählen. So ermöglichenbspw. Kameras, passiv infrarot Bewegungsmelder, Radar oder akustischeSensoren zur Überwachungvon Arealen vor Eindringlingen und Unbefugten. Auch können alsSensoreinheiten Wärmebildkameras, Rauchmelder,Gassensoren oder Temperatursensoren vorgesehen werden, die bspw.zur Früherkennungvon Havariesituationen, wie bspw. Brände, Explosionen etc. dienen.Auch dienen Sensoren zur Überwachungdes Raumklimas, bspw. in Form von Drucksensoren, Temperatur- undLuftfeuchtigkeitsfühler,Gassensoren oder Helligkeitsmesser. Die Liste möglicher Sensortypen soll durchdie vorstehende Aufzählungnicht eingeschränktsein und lässtsich grundsätzlichdurch all jene dem Fachmann bekannte, und auf dem Markt verfügbare Sensorsystemeergänzen.
    [0014] Dievon den einzelnen Sensoreinheiten, gleichwohl ob sie an den Sensorsondenoder an der Plattform selbst angebracht sind, generierten, umgebungsabhängigen Sensorsignalewerden unmittelbar oder in Form geeigneter Kommunikationssignaleeiner an der Plattform vorgesehenen Auswerte- und Steuereinheitzugeführt,die die empfangenen Sensorsignale auswertet und unter Zugrundelegungeines Entscheidungskriteriums ein Signal erzeugt, das bspw. in Formeines Alarmsignals eine bevorstehende Havarie- oder Störsituationanzeigt. Das Alarmsignal kann bspw. direkt der stationär vorgesehenen Basisstationzugeführtwerden, von der aus weitere Schritte eingeleitet werden können oderin Form einer SMS-Meldung an eine externe Überwachungszentrale abgesandtwerden. Nichtnotwendigerweise ist die Präsenz einer stationär vorgesehenenBasisstation erforderlich, auch ist es denkbar die erfindungsgemäß ausgebildeteeigenfortbewegungsfähigelandgestütztePlattform unter ausschließlicher Nutzungder bordeigenen Sensorsonden zu Überwachungszweckeneinzusetzen. In einer derartig vollständig autark von der Plattformselbst ausgeführten Überwachungstätigkeiterfolgt gleichfalls ein Ausbringen einzelner Sensorsonden unter überwachungstaktischenKriterien sowie unter Beachtung der Aufrechterhaltung der für die Kommunikationerforderlichen Mindestsignalpegel. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, dieSensorsonden zufälligoder vorprogrammiert an bestimmten Orten auszusetzen, deren Umgebungenfür dieDauer des Überwachungseinsatzes vonden einzelnen Sensorsonden aktiv überwacht werden sollen.
    [0015] DieKommunikation zwischen der eigenfortbewegungsfähigen Plattform, den einzelnenausgebrachten Sensorsonden sowie, sofern vorhanden, einer stationär vorgesehenenBasisstation erfolgt vorzugsweise auf Basis eines Funktnetzwerkes,vorzugsweise unter Nutzung der sogenannten WLAN-Technik, bei derdie Kommunikationseinheit jeder einzelnen Sensorsonde einen sog.Access-Point darstellt dessen Adresse durch einen vorzugsweise inder Kommunikationseinheit der Plattform vorgesehenen Web-Serververgeben wird. Sollte bspw. innerhalb einer zu überwachenden Umgebung bereitseine auf der WLAN-Technik arbeitende Überwachungsinfrastruktur vorhandensein, können dieeinzelnen Sensorsonden an die bestehenden Kommunikationsprotokolleder vorhandenen Access-Points angepasst werden. Auf diese Weiseist es möglich,die von den Sondensensoren erhaltenen Sensorsignale auch in dasbestehende Sicherheitssystem zu integrieren bzw. die Sensordatender fest installierten Sensoren ebenfalls für die eigenfortbewegungsfähige Plattformzu nutzen. Diese Adaptionsmöglichkeitan bereits bestehende Überwachungsinfrastrukturenunterstreicht die modulare Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Überwachungssystems.
    [0016] DieErfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhandvon Ausführungsbeispielenunter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Eszeigen:
    [0017] 1 schematisierteSeitenansicht einer eigenfortbewegungsfähigen Plattform,
    [0018] 2 Draufsichtauf eine schematisiert dargestellte Magazineinheit,
    [0019] 3a, b Mehrseitendarstellung einer Sensorsonde,
    [0020] 4+5 alternative Überwachungsszenarienin einer Büroraumebene.
    [0021] In 1 isteine schematisierte Seitenansicht einer eigen fortbewegungsfähigen, landgestützten Plattform 1 dargestellt,die überein eigen motorisch angetriebenes Fahrgestell 2 verfügt, dasdie mobile Plattform längseiner Ebene zu navigieren und zu positionieren vermag. Alternativzu dem dargestellten, mit Räderversehenen Fahrgestell 2 sind ebenso Radlager-gestützte oder ähnlicheFortbewegungsmechanismen einsetzbar, durch die die mobile Plattform 1 auchlängs unbefestigter,unebener Bodenverhältnissefortbewegbar ist. An der mobilen Plattform 1 ist eine Magazineinheit 3 vorgesehen,die als rotierendes Trommelsystem ausgebildet ist und zur Aufnahmeeiner Vielzahl einzelner Sensorsonden 4 dient. In 2 isthierzu eine schematisierte Draufsicht auf die vereinzelt dargestellteMagazineinheit 3 gezeigt, die ein um eine Achse 5 drehbargelagertes Flügelrad 6 aufweistmit Ausnehmungen 7, in die entsprechende Sensorsonden 4 seitlicheinbringbar sind.
    [0022] Dieeinzelnen, in dem Flügelrad 6 bevorratetenSensorsonden 4 verfügen über eineentsprechende ausgebildete Außenkontur,die einen sicheren, eigenstabilen Halt der Sensorsonden 4 innerhalb desFlügelrades 6 bietet.Weitere Einzelheiten bezgl der Sensorsonde 4 sind dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 zuentnehmen.
    [0023] DieMagazineinheit 3 weist insbesondere zu Zwecken einer gezieltenAusbringung einzelner Sensorsonden 4 aus der Magazineinheit 3 eine Öffnung 9 auf,an der eine schienenartig ausgebildete Ausbringeinheit 8 vorgesehenist, die zugleich auch zur Aufnahme einzelner Sensorsonden 4 undzur weiteren Verbringung aufgenommener Sensorsonden 4 in dasInnere der Magazineinheit 3 dient. Denkbar ist es ebensodie Ausbring- und Aufnahmeeinheit als Roboterarm auszubilden. Zielsollte es jedoch sein den Ausbring- und Wiederaufnahmevorgang mitmöglichsteinfachen Mitteln zu realisieren.
    [0024] Soist fürdas Ausbringen und Aufnehmen einzelner Sensorsonden 4 einmöglichsteinfacher Mechanismus wünschenswert,der eine Sondenaufnahme durch ausschließliches Drehen der mobilen Plattform 1 umeine die Plattform durchsetzende Achse ermöglicht. Dabei kann sich diemobile Plattform unter Ausnutzung eines Navigationssensors optimal zurSondenposition ausrichten um sie anschließend durch Drehung mit einementsprechenden Fangmechanismus in die Magazineinheit zu verbringen.Für eingezieltes Absetzen bzw. Ausbringen einer Sensorsonde kann der Fangmechanismusin kinematischer Umkehr entsprechend genutzt werden.
    [0025] Fernerist an der mobilen Plattform 1 eine Sensoreinheit 10 vorgesehen,die beispielsweise in Form einer Kameraeinheit ausgebildet ist unddie Möglichkeiteiner Rundumsichtaufnahme um die aktuelle Position der mobilen Plattformgestattet. Die um die Drehachse D drehbar angeordnete Kameraeinheit 10 liefertVideobildsignale, die in einer geeignet innerhalb der Plattform 1 integriertenAuswerte- und Steuereinheit 11 ausgewertet und gegebenenfallsabgespeichert werden. Schließlichverfügtdie mobile Plattform 1 übereine Kommunikationseinheit 12, über die die von der Sensoreinheitbzw. Kameraeinheit 10 stammenden Sensor-/Videosignale zueiner nicht dargestellten Basisstation zur weiteren Auswertung übertragenwerden können.Ferner dient die Kommunikationseinheit 12 an der Plattform 1 zum Austauschvon Kommunikationssignalen zu ausgebrachten Sensorsonden 4.
    [0026] Inden 3a und b ist in unterschiedlicher Seitensichtdarstellungeine bevorzugt ausgebildete Sensorsonde 4 dargestellt,die im gezeigten Ausführungsbeispiel über einenzylinderförmigenGrundkörperverfügt,in dessen Bodenbereich Akkus als Energiequelle 13 vorgesehensind. Selbstverständlichist der Einsatz von weiteren Energiequellen denkbar, wie beispielsweiseBrennstoffzellen oder Photovoltaischbetriebene Systeme. Zu Zweckeneiner lösbar festenWirkverbindung zwischen der Sensorsonde 4 und der Ausbring-Aufnahmeeinheit 8, die an der Magazineinheit 3 vorgesehenist, sowie zu Zwecken eines sicheren Sitzes der Sensorsonden 4 innerhalb derFlügelradanordnung 6 innerhalbder Magazineinheit 3, verfügt die Sensorsonde 4 über einetaillierte AußenkonturA unmittelbar im Anschluss an die im Bodenbereich der Sensorsonde 4 vorgeseheneEnergiequelle 13. Im oberen Gehäusebereich der Sensorsonde 4 istim gezeigten Ausführungsbeispielein Objektiv einer Kameraeinheit 14 vorgesehen. Die vonder Kameraeinheit 14 gewonnenen Videosignale werden mitHilfe einer innerhalb der Sensorsonde 4 integrierten Kommunikationseinheit 15 abgestrahlt undvorzugsweise von der mobilen Plattform 1 empfangen. Wiebereits eingangs erläutert,basiert die zwischen den einzelnen Sensorsonden 4 und der mobilenPlattform 1 vorherrschende Kommunikation auf Basis derso genannten WLAN-Funknetztechnik, wobei jede einzelne Sensorsonde 4 eineneigenen Access-Point aufweist, der von Seiten der an der mobilenPlattform 1 vorgesehenen Kommunikationseinheit 12,die als Web-Serverdient, individuell adressiert wird.
    [0027] Nebender Bestückungder einzelnen Sensorsonden 4 sowie der Plattform 1 mitKameraeinheiten als Sensoreinheiten bieten sich eine Vielzahl weitererSensorsysteme zur Erfassung unterschiedlichster Umgebungsparameteran, wie beispielsweise Gaszusammensetzung, Druck, Temperatur, Wärmebilderetc.
    [0028] Schließlich weistjede einzelne Sensorsonde 4 zwei Elektrodenkontakte 16 auf, über diebei Bedarf die Energiequelle 13 aufladbar ist. Der Aufladevorgangerfolgt mit Hilfe zweier an der Ausbring- und Aufnahmeeinheit 8 geeignetvorgesehener Ladeelektroden oder nach Einbringen der Sensorsondeinnerhalb des Magazins. So könneninnerhalb der Magazineinheit 3 bevorratete Sensorsondendurch entsprechende elektrische Kontaktierung an ihren Kontaktflächen 16 mitLadestrom beaufschlagt werden.
    [0029] In 4 istein Grundriss von einer zu überwachendenBüroebenedargestellt, mit einer Vielzahl einzelner Zimmer sowie die Zimmermiteinander verbindenden Korridore K. Die Wände der einzelnen Korridorestellen in diesem Fall Beschränkungenfür jeweilsden von einer positionierten Sensoreinheit erfassbaren Überwachungsbereichdar. Geht man von der in 4 dargestellten Situation aus, inder die mobile Plattform 1 an der markierten Stelle positioniertist, so vermag die mobile Plattform 1 mit der an ihr angebrachtenSensoreinheit lediglich die Korridorbereiche zu erfassen, die mitPunkten markiert sind. Dies entspricht lediglich 47 % der vorhandenen Gangfläche desin 4 abgebildeten Stockwerkes. Setzt man zusätzlich anden mit den durch S gekennzeichneten Stellen Sensorsonden ab, eröffnet sich einzusätzlicher Überwachungsbereich,der durch die schraffierten Gangflächen markiert ist. In diesemFall erhöhtsich die überwachteFlächeauf 81% bei Einsatz einer Sensorsonde, bzw. auf 100% bei Einsatz vonzwei Sensorsonden. Somit ist es möglich mit lediglich zwei SensorsondenS den gesamten Flurbereich zu überwachen.Wird im weiteren eine dritte Sensorsonde an der Position abgesetzt,an der sich die in 4 dargestellte mobile Plattform 1 befindet, sokann die mobile Plattform zu Inspektionszwecken die einzelnen Räume untersuchen,ohne dabei die Korridorbereiche unüberwacht zu belassen.
    [0030] In 5 istebenfalls eine typische Büroetagedargestellt. Im Falle einer drahtlosen Kommunikation zwischen einzelnenKommunikationseinheiten bewirken die Korridorwände eine Abschwächung der Kommunikationssignale,womit ein Reichweitenverlust verbunden ist. Im dargestellten Fallbeispielbefinden sich drei Sensorsonden S in den einzelnen Korridorbereichen,wohingegen die mobile Plattform 1 eine Position einnimmt,die verhältnismäßig weitvon der Position des Treppenaufganges T entfernt liegt. Da die Sende-und Empfangsreichweiten durch die Wanddämpfungen längs der Korridorwände starkreduziert sind, ist es der mobilen Plattform 1 im dargestelltenFallbeispiel gemäß 5 nurmöglichmit der Sensorsonde S nahe des Treppenaufganges T in Verbindungzu treten, da zwei weitere Sensoreinheiten S längs des Verbindungsganges zwischender Plattfrom 1 und dem Treppenaufgang T vorgesehen sindund als Kommunikationsrelaisstationen dienen.
    1 eigenfortbewegungsfähigePlattform 2 Fahrgestell 3 Magazineinheit 4 Sensorsonde 5 Drehachse 6 Flügelrad 7 Ausnehmung 8 Ausbring-und Aufnahmeeinheit 9 Öffnung 10 Sensoreinheit,Kamerasystem 11 Auswerte-und Steuereinheit 12 Kommunikationseinheit 13 Energiequelle 14 Sensoreinheit,Kamera 15 Kommunikationseinheit 16 Kontaktelektroden
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] Eigenfortbewegungsfähige landgestützte Plattformmit einer Kommunikationseinheit sowie wenigstens einer Sensoreinheit, dadurchgekennzeichnet, dass eine Magazineinheit an der Plattform vorgesehenist, in der wenigstens eine Sensorsonde bevorratbar ist, dasseine Ausbringeinheit vorgesehen ist, die die in der Magazineinheitbevorratete Sensorsonde aus der Magazineinheit entnimmt und dieSensorsonde getrennt von der Plattform ausbringt, und dassdie wenigstens eine Sensorsonde übereine autarke Energiequelle, eine Kommunikations- und eine Sensoreinheitverfügtsowie ein Mittel vorsieht, über dasdie Sensorsonde mit der Ausbringeinheit in eine lösbar festeWirkverbindung tritt.
    [2] Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Plattform übereine Aufnahmeeinheit verfügt,die die getrennt von der Plattform ausgebrachte Sensorsonde aufnimmtund in die Magazineinheit verbringt.
    [3] Plattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Aufnahme- und Ausbringeinheit als eine einzige Baueinheitausgebildet ist, die zur kinematischen Funktionsumkehr befähigt ist.
    [4] Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Ausbringeinheit eine roboterunterstützte Manipulatoreinheit ist.
    [5] Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Sensorsonde eine Verstärkereinheitvorsieht, die empfangene Kommunikationssignale verstärkt, unddass die Kommunikationseinheit die verstärkten Kommunikationssignale abstrahlt.
    [6] Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass die an der Plattform und/oder an der Sensorsonde vorgeseheneSensoreinheit, der Überwachungder die Plattform umgebenden Umgebung dient.
    [7] Plattform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Sensoreinheit wenigstens ein Sensor aus den folgenden Sensortypenist: Kamera, IR-Bewegungssensor, Radarsensor, Mikrophon, Gassensor,Rauchsensor, Helligkeitssensor, Flammenwächter, Temperatursensor.
    [8] Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass eine Auswerte- und Steuereinheit an der Plattform vorgesehenist, die von der Kommunikationseinheit empfangene Kommunikationssignaleauswertet und unter Zugrundelegung eines Entscheidungskriteriumein Signal erzeugt.
    [9] Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Kommunikationseinheit auf der Basis eines Funknetzwerkesarbeitet, vorzugsweise auf Basis der so genannten WLAN-Technik, dassdie an der mobilen Plattform vorgesehene Kommunikationseinheit odereine stationäre,getrennt von der Plattform vorgesehene Basisstation als Web-Serverdient, und dass die Kommunikationseinheit der wenigstens einenSensorsonde und/oder der mobilen Plattform als Access-Point ausgebildetist.
    [10] Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Sensorsonde übereine elektrische Schnittstelle verfügt, über die die Sensorsonde mitan der Plattform angebrachter Elektroden elektrisch kontaktierbarist.
    [11] Verwendung der Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis10, zur Überwachungeiner definierten Umgebung dient, vorzugsweise innerhalb von Gebäuden, besondersvorzugsweise in Bürogebäuden, Fertigungs-und Produktionshallen, oder von Außengeländen, vorzugsweise von Sicherheitszonen.
    [12] Verfahren zur Überwachungeiner Umgebung innerhalb und/oder außerhalb von Gebäuden miteiner eigenfortbewegungsfähigenPlattform, die über eineKommunikationseinheit sowie überwenigstens eine Sensoreinheit verfügt, sowie eine Magazineinheitvorsieht, in der wenigstens eine Sensorsonde bevorratet ist, dieeine Kommunikationseinheit sowie wenigstens eine Sensoreinheit aufweist,wobei sich die Plattform relativ zur einer über eine KommunikationseinheitverfügendeBasisstation und/oder relativ zu wenigstens einer Sensorsonde bewegtund Kommunikationssignale mit der Basisstation und/oder der wenigstenseinen Sensorsonde austauscht und bei Unterschreiten eines an derPlattform empfangenen Kommunikationssignalpegels eine in der Magazineinheitbevorratete Sensorsonde an eine Position getrennt von der Plattformausgebracht wird.
    [13] Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass die wenigstens eine getrennt von der Plattform ausgebrachteSensorsonde die von der Basisstation und/oder von der wenigstenseinen Sensorsonde stammenden Kommunikationssignale empfängt, verstärkt undwieder aussendet.
    [14] Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,dass die Sensoreinheit der Plattform sowie die Sensoreinheiten deran den von der Plattform getrennten Positionen vorgesehenen Sensorsondenvon der Umgebung abhängigeSensorsignale generieren, und dass die Sensorsignale über diejeweilige Kommunikationseinheit als Kommunikationssignale ausgesendetwerden und von der an der Plattform und/oder an der Basisstation vorgesehenenKommunikationseinheit empfangen und ausgewertet werden.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-01-19| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-11-09| 8364| No opposition during term of opposition|
    2015-04-02| R084| Declaration of willingness to licence|
    2021-12-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004024917A|DE102004024917B4|2004-05-19|2004-05-19|Eigenfortbewegungsfähige Plattform sowie Verfahren zur Überwachung einer Umgebung mit der Plattform|DE102004024917A| DE102004024917B4|2004-05-19|2004-05-19|Eigenfortbewegungsfähige Plattform sowie Verfahren zur Überwachung einer Umgebung mit der Plattform|
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