DE102020132287A1

DE102020132287A1 - water rescue robot

Info

Publication number: DE102020132287A1
Application number: DE102020132287.9A
Authority: DE
Inventors: Eike Krieg; Helge Renkewitz; Sven Thomas
Original assignee: Sicherheit & Tauchen GbR Vertretungsberechtigter Ges Dr Sven Thomas 06193 Petersberg; Sicherheit & Tauchen GbR Vertretungsberechtigter Gesellschafter Dr Sven Thomas 06193 Petersberg; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: SICHERHEIT & TAUCHEN GBR (VERTRETUNGSBERECHTIG, DE; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2022-06-09
Also published as: WO2022117814A1

Abstract

Ein Wasserrettungsroboter weist ein fernsteuerbares oder autonomes Unterwasserfahrzeug auf, das einen Rettungsaufsatz trägt, der fest oder lösbar mit dem Unterwasserfahrzeug verbunden ist. Der Rettungsaufsatz weist eine Personensicherungsstruktur für eine aufzunehmende Person und mehrere Auftriebskörper mit steuerbarem Auftrieb auf. Der Wasserrettungsroboter verfügt außerdem über eine Sensorik für eine Erfassung von Position und Lage einer aufzunehmenden Person im Wasser und eine Steuereinrichtung, die das Unterwasserfahrzeug unter die Person manövriert und anhebt, bis die Person von der Personensicherungsstruktur aufgenommen ist, und anschließend die Auftriebskörper zur Erzeugung eines Auftriebs ansteuert, durch den der Rettungsaufsatz mit der aufgenommenen Person an die Wasseroberfläche gebracht wird. Der Wasserrettungsroboter ermöglicht eine selbständige Rettung ertrinkender Personen.A water rescue robot has a remotely controllable or autonomous underwater vehicle that carries a rescue attachment that is permanently or detachably connected to the underwater vehicle. The rescue attachment has a personal safety structure for a person to be accommodated and several buoyancy bodies with controllable buoyancy. The water rescue robot also has sensors for detecting the position and location of a person to be picked up in the water and a control device that maneuvers the underwater vehicle under the person and lifts it until the person is picked up by the person safety structure, and then the buoyancy bodies to generate buoyancy controls, through which the rescue attachment is brought to the surface of the water with the recorded person. The water rescue robot enables drowning people to be rescued independently.

Description

Technisches AnwendungsgebietTechnical field of application

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserrettungsroboter zur Rettung ertrinkender Personen in Schwimmbädern oder anderen Gewässern. Die Hilfeleistung und Rettung ertrinkender Personen oder auch die Bergung ertrunkener Personen in Schwimmbädern und Naturgewässern ist eine komplexe und gefährliche Aufgabe von Rettungsschwimmern und anderen Aufsichtspersonen. Dabei werden in der Praxis häufig Notfallsituationen nicht rechtzeitig erkannt, so dass es beinahe zum Ertrinken oder auch zu tödlichen Badeunfällen kommt. Sind Personen erst einmal unter die Wasseroberfläche abgesunken, ist es zudem äußerst schwierig für die Helfer, diese Personen rechtzeitig aufzufinden. Die Folgen sind häufig schwere körperliche und geistige Schäden bis hin zum Eintritt des Todes. Es besteht daher ein Bedarf an einem Wasserrettungssystem, das in der Lage ist, ertrinkende Personen im Wasser zu erfassen und selbständig an die Wasseroberfläche zu bringen.The present invention relates to a water rescue robot for rescuing drowning people in swimming pools or other bodies of water. Rescuing and rescuing drowning people in swimming pools and natural water bodies is a complex and dangerous task for lifeguards and other supervisors. In practice, emergency situations are often not recognized in time, which means that people almost drown or even have fatal bathing accidents. Once people have sunk below the surface of the water, it is also extremely difficult for the helpers to find these people in time. The consequences are often severe physical and mental damage and even death. There is therefore a need for a water rescue system that is capable of detecting drowning people in the water and bringing them to the water's surface independently.

Stand der TechnikState of the art

Bisher werden in Schwimmbädern zum Teil Video-Überwachungssysteme zur Unterstützung menschlicher Aufsichtskräfte eingesetzt, die ertrinkende Personen detektieren und ein Alarmsignal auslösen. Die Rettung dieser Personen muss dann jedoch wiederum durch Rettungsschwimmer erfolgen.To date, video surveillance systems have been used in some swimming pools to support human supervisors who detect drowning people and trigger an alarm signal. However, these people must then be rescued by lifeguards.

Für die Bergung bereits ertrunkener Personen werden bislang ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge (ROV) mit Manipulatoren und Sonar eingesetzt. Allerdings können mit einem derartigen System keine ertrinkenden Personen vor dem Ertrinken gerettet werden.To date, remote-controlled underwater vehicles (ROV) with manipulators and sonar have been used to rescue people who have already drowned. However, drowning people cannot be saved from drowning with such a system.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wasserrettungsroboter bereitzustellen, der ertrinkende Personen im Wasser detektieren, selbständig an die Wasseroberfläche bringen und an der Wasseroberfläche halten kann. Der Wasserrettungsroboter soll sich dabei auch in ein Notfall-Rettungssystem mit Überwachungskameras und einem Überwachungsalgorithmus zur Erkennung ertrinkender Personen einbinden lassen, in dem er dann selbständig die entsprechenden Stellen anfährt, um Ertrinkenden zu helfen.The object of the present invention is to provide a water rescue robot that can detect drowning people in the water, independently bring them to the water surface and hold them on the water surface. The water rescue robot should also be able to be integrated into an emergency rescue system with surveillance cameras and a surveillance algorithm for detecting drowning people, in which it then independently drives to the appropriate places to help drowning people.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe wird mit dem Wasserrettungsroboter gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Patentanspruch 14 gibt ein Notfall-Rettungssystem an, in das der vorgeschlagene Wasserrettungsroboter eingebunden ist.The task is solved with the water rescue robot according to patent claim 1 . Claim 14 specifies an emergency rescue system in which the proposed water rescue robot is integrated.

Der vorgeschlagene Wasserrettungsroboter weist ein Unterwasserfahrzeug, einen am Unterwasserfahrzeug angebrachten Rettungsaufsatz, eine Sensorik für eine Erfassung von Position und Lage einer zu rettenden Person im Wasser und eine Steuereinrichtung auf. Das Unterwasserfahrzeug ermöglicht die Fortbewegung unter Wasser inklusive des gesteuerten Abtauchens und Auftauchens. Derartige Unterwasserfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise unter dem Begriff Tauchroboter, ROV (Remotely Operated Underwater-Vehicle) oder AUV (Autonomous Underwater-Vehicle). Der Rettungsaufsatz ist mit dem Unterwasserfahrzeug fest oder lösbar verbunden. Dieser Rettungsaufsatz weist eine Personensicherungsstruktur und mehrere Auftriebskörper mit steuerbarem Auftrieb, z.B. mit veränderlichem Volumen, auf. Die Auftriebskörper sind dabei so dimensioniert, dass sie bei geeigneter Ansteuerung in der Lage sind, zumindest den Rettungsaufsatz mit einer aufgenommenen Person an die Wasseroberfläche zu bringen und dort zu halten. Die Personensicherungsstruktur ist vorzugsweise durch eine Auflage für eine aufzunehmende Person, beispielsweise in Form einer Liegefläche oder eines Liegegestells, sowie eine Einrichtung zur Sicherung der aufzunehmenden Person gegen ein Abrutschen von der Auflage gebildet. Die Personensicherungsstruktur kann auch in anderer Form ausgebildet sein, beispielsweise als gabelförmiges Element. Der Wasserrettungsroboter weist weiterhin eine Sensorik auf, mit der Position und Lage einer zu rettenden Person im Wasser erfasst werden können. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um wenigstens ein Sonargerät und/oder eine Unterwasserkamera. Die Steuereinrichtung des Wasserrettungsroboters ist so ausgebildet, dass sie das Unterwasserfahrzeug bei Detektion der Position und Lage der zu rettenden Person durch die Sensorik mit dem Rettungsaufsatz unter die Person manövriert und anhebt, bis die Person durch die Personensicherungsstruktur aufgenommen ist, und dann die Auftriebskörper zur Erzeugung eines Auftriebs ansteuert, durch den zumindest der Rettungsaufsatz mit der von der Personensicherungsstruktur aufgenommenen Person an die Wasseroberfläche gebracht wird. Die Steuerung löst dabei gleichzeitig entweder den Rettungsaufsatz vom Unterwasserfahrzeug oder steuert das Unterwasserfahrzeug zum gleichzeitigen Auftauchen mit dem Rettungsaufsatz an.The proposed water rescue robot has an underwater vehicle, a rescue attachment attached to the underwater vehicle, a sensor system for detecting the position and location of a person to be rescued in the water, and a control device. The underwater vehicle enables movement under water including controlled diving and surfacing. Such underwater vehicles are known from the prior art, for example under the term diving robot, ROV (Remotely Operated Underwater Vehicle) or AUV (Autonomous Underwater Vehicle). The rescue attachment is permanently or detachably connected to the underwater vehicle. This rescue attachment has a personal safety structure and several buoyancy bodies with controllable buoyancy, e.g. with variable volume. The buoyancy bodies are dimensioned in such a way that, with suitable control, they are able to bring at least the rescue attachment with a person picked up to the water surface and hold it there. The personal safety structure is preferably formed by a support for a person to be accommodated, for example in the form of a lying surface or a lying frame, and a device for securing the person to be accommodated against slipping off the support. The personal safety structure can also be designed in a different form, for example as a fork-shaped element. The water rescue robot also has a sensor system with which the position and location of a person to be rescued in the water can be detected. This is preferably at least one sonar device and/or one underwater camera. The control device of the water rescue robot is designed in such a way that when the position and location of the person to be rescued is detected by the sensor system, it maneuvers the underwater vehicle with the rescue attachment under the person and lifts it until the person is picked up by the personal safety structure, and then the buoyancy bodies for generating controls a buoyancy, through which at least the rescue attachment is brought to the surface of the water with the person picked up by the personal safety structure. At the same time, the controller either releases the rescue attachment from the underwater vehicle or controls the underwater vehicle to surface at the same time as the rescue attachment.

Durch diesen Aufbau ist der Wasserroboter in der Lage, nach Erfassung einer im Wasser treibenden Person diese selbständig über den Rettungsaufsatz an die Wasseroberfläche zu bringen und dort zu halten. Das Unterwasserfahrzeug kann dabei mit dem Rettungsaufsatz entweder zunächst ferngesteuert in die Nähe einer zu rettenden Person gefahren werden oder in einer bevorzugten Ausgestaltung diesen Bereich auch selbständig anfahren, sobald ihm ungefähre Positionsdaten dieses Bereichs übermittelt wurden. In letztgenanntem Fall verfügt das Unterwasserfahrzeug dabei in bekannter Weise über ein System zur Erkennung der eigenen Position, z.B. ein GPS und Sensoren zur Navigation unter Wasser. Das Unterwasserfahrzeug ist in allen Ausgestaltungen vorzugsweise mit einem Funkmodul ausgestattet, mit dem es mit einer Basisstation kommunizieren, insbesondere Befehle und/oder Daten erhalten und auch an die Basisstation übermitteln kann. Entsprechende Systeme sind auf dem Gebiet der Tauchroboter bekannt. Der vorgeschlagene Wasserrettungsroboter kann damit Rettungsschwimmer im Wasser ersetzen und das Aufsichtspersonal entlasten, das dann nur noch die Hilfeleistung und ggf. Wiederbelebung der Person am Beckenrand bzw. Ufer übernehmen muss.Due to this structure, the water robot is able, after detecting a person floating in the water, to bring this person to the surface of the water independently via the rescue attachment and to hold them there. The underwater vehicle can either initially remote with the rescue attachment controlled in the vicinity of a person to be rescued or, in a preferred embodiment, also approach this area independently as soon as approximate position data of this area has been transmitted to it. In the latter case, the underwater vehicle has, in a known manner, a system for detecting its own position, for example a GPS and sensors for underwater navigation. In all configurations, the underwater vehicle is preferably equipped with a radio module with which it can communicate with a base station, in particular receive commands and/or data and can also transmit them to the base station. Corresponding systems are known in the field of diving robots. The proposed water rescue robot can thus replace lifeguards in the water and relieve the supervisory staff, who then only have to provide assistance and, if necessary, revive the person at the edge of the pool or bank.

Der vorgeschlagene Wasserrettungsroboter bietet auch den Vorteil, dass ertrinkende oder ertrunkene Personen in natürlichen Gewässern bei schlechten Sichtverhältnissen über die Sensorik des Roboters in kurzer Zeit erfasst und aufgenommen werden können.The proposed water rescue robot also offers the advantage that drowning or drowned people in natural waters in poor visibility can be quickly detected and recorded by the robot's sensors.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der vorgeschlagene Wasserroboter in ein Notfall-Rettungssystem eingebunden, bei dem Kameras zur Überwachung des Gewässers in Verbindung mit einem Auswertealgorithmus, insbesondere auf Basis künstlicher Intelligenz, zur Auswertung der Bilder und zur Detektion von Notfällen, also ertrinkenden oder beinahe ertrinkenden Personen, eingesetzt wird. Nach Detektion eines entsprechenden Notfalls kann dann der Wasserrettungsroboter autonom oder ferngesteuert in die Nähe einer zu rettenden Person gebracht werden und diese selbständig aufnehmen und an die Oberfläche bringen bzw. an der Oberfläche halten. Der Wasserrettungsroboter erfasst dabei vorher die Position und Lage der jeweiligen Person unter Wasser optisch und/oder akustisch, um sie anschließend geeignet aufnehmen zu können.In a preferred embodiment, the proposed water robot is integrated into an emergency rescue system in which cameras are used to monitor the body of water in conjunction with an evaluation algorithm, in particular based on artificial intelligence, to evaluate the images and to detect emergencies, i.e. drowning or almost drowning people , is used. After a corresponding emergency has been detected, the water rescue robot can be brought near a person to be rescued autonomously or by remote control and independently pick them up and bring them to the surface or hold them on the surface. The water rescue robot first detects the position and location of the respective person under water optically and/or acoustically in order to then be able to record them appropriately.

Der Rettungsaufsatz kann in einer Ausgestaltung des vorgeschlagenen Wasserrettungsroboters während des Einsatzes fest mit dem Unterwasserfahrzeug verbunden bleiben. In diesem Falle taucht das Unterwasserfahrzeug beim Aktivieren der Auftriebskörper des Rettungsaufsatzes zusammen mit diesem nach oben auf und kann dann die aufgenommene Person an der Wasseroberfläche an den Rand des Gewässers befördern. In einer anderen Ausgestaltung löst sich der Rettungsaufsatz beim Aktivieren der Auftriebskörper vom Unterwasserfahrzeug und taucht alleine zusammen mit der aufgenommenen Person an die Wasseroberfläche. Das Unterwasserfahrzeug kann dabei über einen oder mehrere geeignete Verbindungselemente, bspw. einen oder mehrere gelenkige Verbindungsarme oder ein oder mehrere Seile mit dem Rettungsaufsatz verbunden bleiben, so dass es diesen ebenfalls an den Rand des Gewässers befördern kann.In one embodiment of the proposed water rescue robot, the rescue attachment can remain firmly connected to the underwater vehicle during use. In this case, when the buoyancy bodies of the rescue attachment are activated, the underwater vehicle emerges upwards together with the latter and can then carry the person on the water surface to the edge of the water body. In another embodiment, the rescue attachment detaches from the underwater vehicle when the buoyancy bodies are activated and emerges alone, together with the person picked up, to the water surface. The underwater vehicle can remain connected to the rescue attachment via one or more suitable connecting elements, for example one or more articulated connecting arms or one or more ropes, so that it can also transport it to the edge of the water.

Vorzugsweise verfügt das Unterwasserfahrzeug über eine Schnittstelle zum Aufladen seines elektrischen Energiespeichers bzw. Akkus an einer im Wasser oder unter Wasser befindlichen Ladestation. Dies kann beispielsweise eine Schnittstelle zum induktiven Laden sein.The underwater vehicle preferably has an interface for charging its electrical energy store or battery at a charging station located in the water or under water. This can be an interface for inductive charging, for example.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgeschlagenen Wasserrettungsroboters weist der Rettungsaufsatz einen oder mehrere Sensoren zur Erfassung des Neigungswinkels der Personensicherungsstruktur auf. Die Steuereinrichtung steuert dabei die Auftriebskörper zur Erzeugung des Auftriebes in Abhängigkeit vom erfassten Neigungswinkel so an, dass die Personensicherungsstruktur beim Auftauchen des Rettungsaufsatzes mit der aufgenommenen Person möglichst waagrecht bleibt, also nicht oder nicht zu stark kippt. Bei der bevorzugten Nutzung aufblasbarer Auftriebskörper, die mit einem Druckluftsystem verbunden sind, erfolgt diese Steuerung des Auftriebs individuell für die einzelnen Auftriebskörper vorzugsweise über steuerbare Ventile.In an advantageous embodiment of the proposed water rescue robot, the rescue attachment has one or more sensors for detecting the angle of inclination of the structure for protecting people. The control device controls the buoyancy bodies to generate the buoyancy depending on the detected angle of inclination so that the personal safety structure remains as horizontal as possible when the rescue attachment emerges with the person accommodated, ie does not tilt or does not tilt too much. In the preferred use of inflatable buoyancy bodies, which are connected to a compressed air system, this control of the buoyancy takes place individually for the individual buoyancy bodies, preferably via controllable valves.

Bei einer Ausbildung der Personensicherungsstruktur mit einer langgestreckten Auflage für die aufzunehmende Person und einer zugehörigen Sicherungseinrichtung wird diese Einrichtung zur Sicherung der auf der Auflage liegenden Person gegen ein Abrutschen vorzugsweise durch seitliche Stützen an der langgestreckten Auflage erreicht. Diese Stützen sind in einem mittleren Bereich der langgestreckten Auflage ausgebildet, können sich jedoch auch über einen größeren Bereich der Auflage oder über die gesamte Auflage erstrecken. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an diesen seitlichen Stützen zwei sich jeweils gegenüberliegende aufblasbare Auftriebskörper angebracht, die beim Aufblasen die auf der Auflage liegende Person fixieren.If the personal safety structure is designed with an elongated support for the person to be accommodated and an associated safety device, this device for securing the person lying on the support against slipping is preferably achieved by lateral supports on the elongated support. These supports are formed in a central region of the elongate support, but may also extend over a larger area of the support or throughout the support. In an advantageous embodiment, two opposing inflatable buoyancy bodies are attached to these lateral supports, which fix the person lying on the support when inflated.

Prinzipiell kann die Fixierung der Person auch durch andere Mittel, beispielsweise durch einen geeigneten Mechanismus, beispielsweise einen Spannmechanismus oder durch Greifarme erfolgen.In principle, the person can also be fixed by other means, for example by a suitable mechanism, for example a clamping mechanism or by gripping arms.

Die Auflage kann bei dem vorgeschlagenen Wasserrettungsroboter eine durchgängige Liegefläche, vorzugsweise mit Öffnungen für den Wasserdurchtritt zur Verringerung des Widerstands beim Auftauchen, oder auch durch eine gitterartige oder stegartige Struktur gebildet sein. Bei Nutzung seitlicher Stützen kann diese Auflage - zumindest im mittleren Bereich - im Querschnitt eine U-Form aufweisen. Vorzugsweise weitet sich diese Form nach oben hin auf, bildet also eine halbe, sich nach oben aufweitende Trapezform, wodurch eine bessere Zentrierung bei der Aufnahme der zu rettenden Person erreicht wird. Unter der langgestreckten Form der Auflage ist dabei eine Form zu verstehen, wie sie beispielsweise auch eine Liege oder Trage für den Krankentransport bzw. ein Spineboard als typisches Rettungsmittel der Wasserrettung aufweist. Vorzugsweise ist im Bereich dieser Auflage, in dem der Kopf der Person zum Liegen kommen soll, eine gewölbte Struktur für den Nacken ausgebildet, die ein Überstrecken des Kopfes einer auf dem Rücken auf der Auflage liegenden Person ermöglicht. Diese gewölbte Form kann auch erst beim Auftauchen durch einen entsprechend aufgeblasenen Auftriebskörper gebildet werden. Durch diese Überstreckung wird erreicht, dass die Atemwege der Person bei der Rettung frei sind.In the proposed water rescue robot, the support can be a continuous bed surface, preferably with openings for the passage of water to reduce the resistance when surfacing, or also by a lattice-like or web-like structure. If lateral supports are used, this support can have a U-shape in cross section, at least in the middle area senior This shape preferably widens towards the top, ie it forms half a trapezoidal shape that widens upwards, as a result of which better centering is achieved when the person to be rescued is picked up. The elongated shape of the support is to be understood as meaning a shape such as that of a couch or stretcher for patient transport or a spineboard as a typical life-saving device in water rescue. A curved structure for the neck is preferably formed in the area of this support, in which the person's head is intended to rest, which allows the head of a person lying on their back on the support to be overstretched. This arched shape can also only be formed when surfacing by means of a correspondingly inflated buoyancy body. This hyperextension ensures that the person's airways are free during the rescue.

Der vorgeschlagene Wasserrettungsroboter lässt sich für alle Anwendungen einsetzen, bei denen Personen vor dem Ertrinken gerettet werden sollen. Dies betrifft beispielsweise Hilfeleistung bei erschöpften Personen, die sich noch selbstständig an der Wasseroberfläche halten können und die Rettung beim Beinahe-Ertrinken und Ertrinken im Schwimmbad, Spaßbad oder Hotelpool sowie im Freibad und in natürlichen Badegewässern, wie z.B. im Baggersee, Badesee, Flussabschnitten zum Baden oder in Badegewässern an Küsten und in Meeren. Der Wasserrettungsroboter lässt sich auch im Wasserrettungsdienst dem Katastrophenschutz und weiteren Bereichen der zivilen Sicherheit bei der Suche und Bergung Vermisster und ertrunkener Personen einsetzen.The proposed water rescue robot can be used for all applications in which people are to be saved from drowning. This applies, for example, to helping exhausted people who are still able to hold themselves to the surface of the water and to rescue people who almost drown or drown in swimming pools, fun pools or hotel pools, as well as in outdoor pools and in natural bathing waters, such as quarry ponds, bathing lakes, sections of rivers for bathing or in bathing waters on coasts and in seas. The water rescue robot can also be used in the water rescue service, civil protection and other areas of civil security when searching for and rescuing missing and drowned people.

Figurenlistecharacter list

Der vorgeschlagene Wasserrettungsroboter und dessen Einsatz werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine stark schematisierte Darstellung einer beispielhaften Ausgestaltung des Wasserrettungsroboters in Seitenansicht;
2 eine schematische Darstellung der Personensicherungsstruktur mit daran angeordneten Auftriebskörpern in einer beispielhaften Ausgestaltung in Draufsicht;
3 eine Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Ausgestaltung der Personensicherungsstruktur;
4 die Personensicherungsstruktur der 3 mit einer darauf liegenden Person; und
5 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Personensicherungsstruktur des vorgeschlagenen Wasserrettungsroboters.

The proposed water rescue robot and its use are explained in more detail below using exemplary embodiments in conjunction with the drawings. Here show:

1 a highly schematic representation of an exemplary embodiment of the water rescue robot in side view;
2 a schematic representation of the personal safety structure with buoyancy bodies arranged thereon in an exemplary configuration in plan view;
3 a cross-sectional view of an exemplary embodiment of the personal security structure;
4 the personal security structure 3 with a person lying on it; and
5 a cross-sectional representation of a further exemplary embodiment of the personal safety structure of the proposed water rescue robot.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Der vorgeschlagene Wasserrettungsroboter weist ein Unterwasserfahrzeug 1 mit einem darauf angebrachten Rettungsaufsatz 2 auf, wie dies stark schematisiert in der 1 dargestellt ist. Die am Rettungsaufsatz 2 angebrachten steuerbaren Auftriebskörper sind in den vorliegenden Beispielen als Aufblaskörper bzw. Blasen 5, 6 ausgebildet und in der Figur im aufgeblasenen Zustand angedeutet. Steuerbare Auftriebskörper können auch durch eine Kombination von im Volumen unveränderlichen Auftriebskörpern mit steuerbar abwerfbaren Gewichten gebildet sein. Jeweils eine langgestreckte Blase 6 ist dabei im vorliegenden Beispiel am vorderen und hinteren Ende der vom Rettungsaufsatz 2 getragenen bzw. gebildeten Auflage 3 der Personensicherungsstruktur angebracht. Zwei weitere langgestreckte Blasen 5 liegen sich in diesem Beispiel im mittleren Bereich der langgestreckten Auflage 3 gegenüber. Diese Blasen 5 sind an den Stützstrukturen 4 zur Sicherung einer aufgenommenen Person gegen ein Abrutschen von der Auflage 3 befestigt. Die Steuereinrichtung, Sensorik und sonstige Elektronik wie auch die Antriebe sind in dieser und den nachfolgenden Figuren nicht dargestellt.The proposed water rescue robot has an underwater vehicle 1 with a rescue attachment 2 attached thereto, as is highly schematized in FIG 1 is shown. In the present examples, the controllable buoyancy bodies attached to the rescue attachment 2 are in the form of inflatable bodies or bladders 5, 6 and are indicated in the figure in the inflated state. Controllable buoyancy bodies can also be formed by a combination of buoyancy bodies of unchangeable volume with controllably dropping weights. In the present example, an elongated bladder 6 is attached to the front and rear end of the support 3 of the personal safety structure carried or formed by the rescue attachment 2 . In this example, two further elongate bubbles 5 are located opposite one another in the central area of the elongate support 3 . These bladders 5 are attached to the support structures 4 to secure a person being accommodated from slipping off the support 3 . The control device, sensors and other electronics as well as the drives are not shown in this and the following figures.

2 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausgestaltung der Personensicherungsstruktur der 1, in der ebenfalls wiederum die aufgeblasenen Blasen 5, 6 zu erkennen sind. Die an der Stützstruktur 4 für die Fixierung einer aufgenommenen Person befestigten Blasen 5 können auch zur zusätzlichen Fixierung dieser Person eingesetzt werden. Füllmechaniken für die Auftriebskörper und gegebenenfalls zusätzlich noch vorhandene Spannmechaniken für die Fixierung der Person auf der Auflage 3 sind in diesen Figuren nicht dargestellt. 2 shows a plan view of an exemplary embodiment of the personal security structure of FIG 1 , in which again the inflated bladders 5, 6 can be seen. The bladders 5 fastened to the support structure 4 for the fixation of a recorded person can also be used for the additional fixation of this person. Filling mechanisms for the buoyancy bodies and possibly additional tensioning mechanisms for fixing the person on the support 3 are not shown in these figures.

Beim Einsatz wird das Unterwasserfahrzeug 1 unter die Person manövriert und angehoben, bis die Person auf der Auflage 3 liegt. Die Person wird dabei entweder durch das Aufblasen der seitlichen Blasen 5 oder durch weitere, nicht dargestellte Mittel festgeklemmt und durch das Füllen der Auftriebskörper zusammen mit dem Rettungsaufsatz 2 an die Wasseroberfläche gebracht. During use, the underwater vehicle 1 is maneuvered under the person and raised until the person is lying on the pad 3. The person is clamped either by inflating the lateral bladders 5 or by other means, not shown, and is brought to the surface of the water by filling the float together with the rescue attachment 2 .

3 zeigt einen Querschnitt entlang der Ebene A-A' der Personensicherungsstruktur der 2. In dieser Darstellung sind die aufgeblasenen seitlichen Blasen 5 zu erkennen, die an den seitlichen Stützen 4 montiert sind. Durch das Aufblasen dieser Auftriebskörper wird eine auf der Auflage liegende Person 7 zusätzlich fixiert, wie dies in der Darstellung der 4 angedeutet ist. 3 shows a cross-section along the plane AA' of the personal security structure of FIG 2 . The inflated lateral bladders 5, which are mounted on the lateral supports 4, can be seen in this illustration. By inflating these buoyancy bodies, a person 7 lying on the support is additionally fixed, as is shown in FIG 4 is indicated.

Eine weitere Ausgestaltung der Personensicherungsstruktur ist in 5 dargestellt. In dieser Darstellung weist die Personensicherungsstruktur 3 im Querschnitt die Form eines sich nach oben erweiternden, halben Trapezes auf, wobei die entsprechenden Stützen 4 über Gelenke 8 mit der Auflage 3 verbunden sind. Durch Anbringung der Auftriebskörper 5 an den Außenseiten der Stützen 4 wird beim Aufblasen der Blasen 5 über die Gelenke 8 eine zusätzliche Klemmwirkung durch die Stützen 4 erreicht, durch die eine auf der Auflage 3 liegende Person zusätzlich fixiert wird. Die halbe Trapezform führt außerdem zu einer besseren Zentrierung der Person auf der Auflage 3.A further embodiment of the personal security structure is in 5 shown. In this illustration, the personal safety structure 3 has the shape of a half trapezium that widens upwards in cross section, with the corresponding supports 4 being connected to the support 3 via joints 8 . By attaching the buoyant bodies 5 to the outer sides of the supports 4, an additional clamping effect is achieved by the supports 4 when the bladders 5 are inflated via the joints 8, by means of which a person lying on the support 3 is additionally fixed. The semi-trapezoidal shape also leads to a better centering of the person on the support 3.

Mit dem vorgeschlagenen Wasserrettungsroboter lassen sich in Verbindung mit einer Überwachung des Gewässers mittels Kamerasystem und Notfall-Detektion durch geeignete Algorithmen, die die Bilder des Kamerasystems auswerten, ertrinkende Personen schneller retten. Die ertrinkende Person wird dabei mittels des Kamerasystems über dem entsprechenden Schwimmbecken oder Gewässer erkannt. Das System löst einen Alarm aus. Dadurch wird das Aufsichtspersonal benachrichtigt. Parallel dazu wird der Wasserrettungsroboter aktiviert und fährt die ertrinkende Person selbständig an. Mit seiner Sensorik erkennt er die Lage der Person und beginnt sie vom Kopf ausgehend anzufahren. Befindet sich die Person über der Personensicherungsstruktur, bewegt sich der Wasserrettungsroboter nach oben, bis die Person auf der Auflage der Personensicherungsstruktur liegt. Im Anschluss wird der Körper durch das Füllen von Auftriebskörpern mit Gas an die Wasseroberfläche gebracht und gleichzeitig z.B. mit Greifern oder den gasgefüllten Blasen (vgl. 4) festgeklemmt bzw. automatisch fixiert. An der Wasseroberfläche kann die verunfallte Person dann durch das Aufsichtspersonal oder Rettungsschwimmer übernommen werden.With the proposed water rescue robot, in conjunction with monitoring of the body of water using a camera system and emergency detection using suitable algorithms that evaluate the images from the camera system, drowning people can be rescued more quickly. The drowning person is recognized by the camera system above the relevant swimming pool or body of water. The system triggers an alarm. This notifies the supervisory staff. At the same time, the water rescue robot is activated and independently approaches the drowning person. With its sensors, it recognizes the position of the person and starts approaching them starting from the head. If the person is above the personal safety structure, the water rescue robot moves upwards until the person lies on the support of the personal safety structure. The body is then brought to the water surface by filling buoyancy bodies with gas and at the same time, for example, with grippers or the gas-filled bladders (cf. 4 ) clamped or fixed automatically. On the water surface, the person involved in the accident can then be taken over by the supervisory staff or lifeguards.

Der Wasserrettungsroboter bietet ertrinkenden Personen auch eine Haltemöglichkeit an. Ertrinkende Personen umklammern instinkthaft sich nähernde Rettungsschwimmer und bringen diese in Lebensgefahr. Mit dem vorgeschlagenen Wasserrettungsroboter kann diese Gefahr vermieden werden, da der Wasserrettungsroboter dank der Auftriebskörper eine sichere Haltemöglichkeit für ertrinkende Personen bietet. In diesem Fall wird die Person also nicht durch die Personensicherungsstruktur aufgenommen, sondern nur der Rettungsaufsatz durch die Auftriebskörper an die Oberfläche gebracht. Ein vom Notfallrettungssystem oder dem Wasserrettungsroboter selbst ausgelöstes Notsignal sorgt dann für eine schnelle Alarmierung der Helfer und kurze Hilfeleistungszeiten im Rahmen der Rettung.The water rescue robot also offers drowning people a place to hold themselves. Drowning people instinctively grab approaching lifeguards, putting their lives in danger. This danger can be avoided with the proposed water rescue robot, since the water rescue robot offers a safe holding possibility for drowning people thanks to the buoyancy body. In this case, the person is not picked up by the personal safety structure, but only the rescue attachment is brought to the surface by the buoyancy devices. An emergency signal triggered by the emergency rescue system or the water rescue robot itself then ensures that the helpers are alerted quickly and that the times required for the rescue are short.

BezugszeichenlisteReference List

11: Unterwasserfahrzeugunderwater vehicle
22: Rettungsaufsatzrescue attachment
33: Auflageedition
44: StützenSupport
55: Aufblaskörperinflation body
66: Aufblaskörperinflation body
77: Personperson
88th: Gelenkjoint

Claims

Wasserrettungsroboter, der wenigstens - ein fernsteuerbares oder autonomes Unterwasserfahrzeug (1), - eine Sensorik für eine Erfassung von Position und Lage einer aufzunehmenden Person im Wasser - einen Rettungsaufsatz (2) am Unterwasserfahrzeug (1), der fest oder lösbar mit dem Unterwasserfahrzeug (1) verbunden ist, eine Personensicherungsstruktur für die aufzunehmende Person und mehrere Auftriebskörper (5, 6) mit steuerbarem Auftrieb aufweist, die so dimensioniert sind, dass sie bei geeigneter Ansteuerung zumindest den Rettungsaufsatz (2) mit einer aufgenommenen Person an die Wasseroberfläche bringen und dort halten können, und - eine Steuereinrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie das Unterwasserfahrzeug (1) bei Detektion von Position und Lage der aufzunehmenden Person durch die Sensorik mit der Personensicherungsstruktur unter die Person manövriert und anhebt, bis die Person von der Personensicherungsstruktur aufgenommen ist, die Auftriebskörper (5, 6) zur Erzeugung eines Auftriebs ansteuert, durch den zumindest der Rettungsaufsatz (2) mit der aufgenommenen Person an die Wasseroberfläche gebracht wird, und gleichzeitig entweder den Rettungsaufsatz (2) vom Unterwasserfahrzeug (1) löst oder das Unterwasserzeug (1) zum Auftauchen mit dem Rettungsaufsatz (2) ansteuert.Water rescue robot, at least that one - a remotely controllable or autonomous underwater vehicle (1), - A sensor for detecting the position and location of a person to be recorded in the water - a rescue attachment (2) on the underwater vehicle (1), which is permanently or detachably connected to the underwater vehicle (1), has a personal safety structure for the person to be rescued and several buoyancy bodies (5, 6) with controllable buoyancy, which are dimensioned such that with suitable control, they can bring at least the rescue attachment (2) with one person picked up to the surface of the water and hold it there, and - has a control device which is designed in such a way that, when the position and location of the person to be accommodated is detected by the sensor system, it maneuvers the underwater vehicle (1) with the person protection structure under the person and raises the person until the person is accommodated by the person protection structure, the buoyancy bodies (5, 6) to generate buoyancy, which brings at least the rescue attachment (2) with the person picked up to the surface of the water, and at the same time either detaches the rescue attachment (2) from the underwater vehicle (1) or the underwater attachment (1) for Surfacing with the rescue attachment (2).

Wasserrettungsroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rettungsaufsatz (2) einen oder mehrere Sensoren für eine Erfassung eines Neigungswinkels der Personensicherungsstruktur aufweist, und die Steuereinrichtung die Auftriebskörper (5, 6) zur Erzeugung eines Auftriebs in Abhängigkeit vom Neigungswinkel so ansteuert, dass die Personensicherungsstruktur beim Auftauchen des Rettungsaufsatzes mit der aufgenommenen Person möglichst waagrecht bleibt.water rescue robot claim 1 , characterized in that the rescue attachment (2) has one or more sensors for detecting an angle of inclination of the person-safety structure, and the control device controls the buoyancy bodies (5, 6) to generate lift as a function of the angle of inclination in such a way that the person-safety structure when the person emerges rescue attachment remains as horizontal as possible with the person picked up.

Wasserrettungsroboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Rettungsaufsatz (2) durch ein Gestell gebildet ist, das die Personensicherungsstruktur trägt.water rescue robot claim 1 or 2 , characterized in that rescue attachment (2) formed by a frame that supports the personal security structure.

Wasserrettungsroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Personensicherungsstruktur eine Auflage (3) für die aufzunehmende Person und eine Einrichtung zur Sicherung einer auf der Auflage (3) liegenden Person gegen ein Abrutschen von der Auflage (3) aufweist.Water rescue robot after one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the personal safety structure has a support (3) for the person to be accommodated and a device for securing a person lying on the support (3) against slipping off the support (3).

Wasserrettungsroboter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (3) eine langgestreckte Form mit einem ersten und einem zweiten Ende und zwei Seiten aufweist, und die Einrichtung zur Sicherung einer auf der Auflage (3) liegenden Person gegen ein Abrutschen von der Auflage (3) durch seitliche Stützen (4) gebildet ist, die zumindest in einem mittleren Bereich an beiden Seiten der langgestreckten Form ausgebildet sind.water rescue robot claim 4 , characterized in that the support (3) has an elongated shape with a first and a second end and two sides, and the device for securing a person lying on the support (3) against slipping off the support (3) by lateral supports (4) formed at least in a central portion on both sides of the elongate shape.

Wasserrettungsroboter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (3) zumindest im mittleren Bereich der langestreckten Form einen U-förmigen Querschnitt aufweist.water rescue robot claim 5 , characterized in that the support (3) has a U-shaped cross-section at least in the central region of the elongated shape.

Wasserrettungsroboter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (3) zumindest im mittleren Bereich der langestreckten Form im Querschnitt die Form eines sich nach oben aufweitenden halben Trapezes aufweist, um eine Zentrierung einer auf der Auflage (3) liegenden Person zu erreichen.water rescue robot claim 5 , characterized in that the support (3) at least in the central region of the elongated shape in cross section has the shape of a half trapezoid that widens upwards in order to center a person lying on the support (3).

Wasserrettungsroboter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens an beiden Seiten sowie im Bereich des ersten und des zweiten Endes der Auflage (3) wenigstens jeweils einer der Auftriebskörper (5, 6) angebracht ist.Water rescue robot after one of the Claims 5 until 7 , characterized in that at least one of the buoyancy bodies (5, 6) is attached at least on both sides and in the area of the first and the second end of the support (3).

Wasserrettungsroboter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper (5, 6) an den beiden Seiten innerhalb der seitlichen Stützen (4) angeordnet sind, so dass sie beim Aufblasen die auf der Auflage (3) liegende Person fixieren.water rescue robot claim 8 , characterized in that the buoyancy bodies (5, 6) are arranged on both sides within the lateral supports (4), so that they fix the person lying on the support (3) when inflated.

Wasserrettungsroboter nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (3) am ersten Ende einen nach oben gewölbten Bereich für den Nacken einer auf der Auflage (3) liegenden Person aufweist, um eine Überstreckung des Kopfes einer auf der Auflage (3) liegenden Person zu erreichen.Water rescue robot after one of the Claims 5 until 9 , characterized in that the support (3) at the first end has an upwardly curved area for the neck of a person lying on the support (3) in order to achieve overstretching of the head of a person lying on the support (3).

Wasserrettungsroboter nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Auftriebskörper (5, 6) am ersten Ende der Auflage (3) so angeordnet ist, dass er einen nach oben gewölbten Bereich für den Nacken einer auf der Auflage (3) liegenden Person bildet, um eine Überstreckung des Kopfes einer auf der Auflage (3) liegenden Person zu erreichen.Water rescue robot after one of the Claims 5 until 9 , characterized in that one of the buoyancy bodies (5, 6) is arranged at the first end of the support (3) in such a way that it forms an upwardly curved area for the neck of a person lying on the support (3) in order to prevent overstretching of the To reach the head of a person lying on the support (3).

Wasserrettungsroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper (5, 6) mit steuerbarem Auftrieb mit einem Druckluftsystem verbundene Aufblaskörper sind, welches durch die Steuereinrichtung zur Steuerung des Auftriebs angesteuert wird.Water rescue robot after one of the Claims 1 until 11 , characterized in that the buoyancy bodies (5, 6) with controllable buoyancy are inflatable bodies connected to a compressed air system, which is controlled by the control device for controlling the buoyancy.

Wasserrettungsroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserfahrzeug (1) einen elektrischen Energiespeicher zur Energieversorgung und eine Schnittstelle zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers an einer im Wasser befindlichen Ladestation aufweist.Water rescue robot after one of the Claims 1 until 12 , characterized in that the underwater vehicle (1) has an electrical energy store for supplying energy and an interface for charging the electrical energy store at a charging station located in the water.

Notfall-Rettungssystem mit einer oder mehreren Überwachungskameras zur Überwachung eines Schwimmbades oder Gewässers, einer Auswerteeinrichtung mit einem Auswertealgorithmus, in der von der oder den Überwachungskameras erhaltene Bilder zur Detektion von ertrinkenden oder beinahe ertrinkenden Personen automatisch ausgewertet werden, und wenigstens einem der Wasserrettungsroboter gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Patentansprüche, der bei Detektion einer ertrinkenden oder beinahe ertrinkenden Person durch den Auswertealgorithmus Daten über eine annähernde Position der Person erhält, diese Position autonom anfährt und die Person selbständig aufnimmt und an die Oberfläche bringt.Emergency rescue system with one or more surveillance cameras for monitoring a swimming pool or body of water, an evaluation device with an evaluation algorithm in which images received from the surveillance camera or cameras are automatically evaluated for the detection of drowning or almost drowning people, and at least one of the water rescue robots according to one or several of the preceding claims, which, when a drowning or almost drowning person is detected by the evaluation algorithm, receives data about an approximate position of the person, approaches this position autonomously and independently picks up the person and brings it to the surface.