DE102004024917A1

DE102004024917A1 - Eigenfortbewegungsfähige Plattform sowie Verfahren zur Überwachung einer Umgebung mit der Plattform

Info

Publication number: DE102004024917A1
Application number: DE102004024917A
Authority: DE
Inventors: Kai Dipl.-Ing. Pfeiffer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2024-05-20
Also published as: DE102004024917B4

Abstract

Beschrieben wird eine eigenfortbewegungsfähige landgestützte Plattform mit einer Kommunikationseinheit sowie wenigstens einer Sensoreinheit sowie ein Verfahren zur Überwachung vom Umgebungen unter Verwendung der Plattform.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Magazineinheit an der Plattform vorgesehen ist, in der wenigstens eine Sensorsonde bevorratbar ist, dass eine Ausbringeinheit vorgesehen ist, die die in der Magazineinheit bevorratete Sensorsonde aus der Magazineinheit entnimmt und die Sensorsonde getrennt von der Plattform ausbringt, und dass die wenigstens eine Sensorsonde über eine autarke Energiequelle, eine Kommunikations- und eine Sensoreinheit verfügt sowie ein Mittel vorsieht, über das die Sensorsonde mit der Ausbringeinheit in eine lösbar feste Wirkverbindung tritt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattform mit einer Kommunikationseinheit sowie wenigstens einer Sensoreinheit. Ferner wird ein Verfahren zur Überwachung einer Umgebung innerhalb oder außerhalb von Gebäuden beschrieben unter Verwendung der Plattform.

Zu Untersuchungs- und Überwachungszwecken werden häufig mobile, autonom arbeitende Robotersysteme eingesetzt, um bspw. in Bürogebäuden, Fertigungs- und Produktionshallen sowie auch Außengeländen bestimmt vorgegebene Bereiche zu überwachen bzw. zu inspizieren. Derartige mobil und autonom arbeitende Robotersysteme verfügen über eine Kommunikationseinheit, mit der sie dauerhaft oder in Intervallen eine Kommunikationsverbindung zu einer Basisstation unterhalten, von der sie einerseits entsprechende Steuersignale erhalten und zu der sie andererseits Kommunikationssignale aussenden, die Sensorinformationen enthalten, die von wenigstens einer am Roboter vorgesehenen, bordeigenen Sensoreinheit aufgenommen werden.

Im einfachsten Fall verfügt die mobile Robotereinheit über eine als Videokamera ausgebildete Sensoreinheit, deren Bildsignale zur weiteren Auswertung als Kommunikationssignale zur Basisstation übermittelt werden. Ein entscheidender Faktor für den mit der mobilen Robotereinheit erfassbaren maximalen Aktionsradius stellt somit die Reichweite der Kommunikationssignale zwischen Robotereinheit und Basisstation dar. Derzeitig bekannte Kommunikationstechniken, durch die die Kommunikationsreichweite und somit der maximale Aktionsradius entsprechender Robotersysteme vorgegeben wird, stellen bspw. mit Funksender ausgerüstete Roboter dar, deren Sende- und Empfangsreichweite grundsätzlich durch Erhöhung der Sendeleistung entsprechend verbessert werden kann. Doch unterliegen derartige Funksysteme gesetzlich vorgegebenen Grenzwerten, wodurch die Übertragungsreichweite des System nicht beliebig skalierbar ist. Demgegenüber bietet eine sog. Wireless-LAN Infrastruktur die Möglichkeit unter Vermeidung großer Sendeleistungen einen Kommunikationsaustausch zwischen einer mobilen Robotereinheit und einer beliebigen Vielzahl von an entsprechenden Stellen angebrachten Access-Points. Die einzelnen Access-Points dienen als eine Art Relaisstation zur Weiterleitung der von der mobilen Robotereinheit ausgesandten Kommunikationssignale zu einer entsprechend vorgesehenen Basisstation. Der Einsatz eines auf der WLAN-Technik beruhenden Kommunikationssystems setzt jedoch eine in dem zu überwachenden Einsatzgebiet vorhandene oder eine entsprechend zu installierende Infrastruktur voraus, weswegen eine Überwachung eines nicht mit einer derartigen Infrastruktur ausgerüsteten Bereiches oder eines entsprechend zu erweiternden bzw. zu vergrößernden zu überwachenden Einsatzgebietes eine Neu- oder Nachinstallation entsprechender Access-Points erfordert. Somit ist eine schnelle Inbetriebnahme eines derartigen Überwachungssystems vor Ort nicht möglich bzw. nur mit einer erheblich eingeschränkten Reichweite bei einer kurzfristigen Installation einiger weniger Access-Points möglich.

Einen weiteren sehr wichtigen Aspekt, den es beim Einsatz sensorbestückter mobiler Robotersysteme zu berücksichtigen gilt, betrifft die Größe des von der Sensoreinheit erfassten Raumbereiches. So ist das von den entsprechenden Sensoren erfasste und überwachte Areal zumeist durch die aktuell vorherrschenden Sichtverhältnisse, durch Hindernisse sowie durch sensorspezifische Maximalreichweiten beschränkt. Insbesondere bei der Überwachung von Gebäudeinnenräumen ist es mit Hilfe eines einzigen mobil arbeitenden Roboters nicht möglich mehrere, durch entsprechende Wände voneinander getrennte Raumabschnitte zeitgleich zu überwachen. Zwar kann die Anzahl der im Einsatz befindlichen Roboter erhöht werden, um den zeitgleich von den Robotern abgedeckten bzw. erfassten Raumbereich zu vergrößern, doch schlägt sich diese Maßnahme unmittelbar auf die mit der Anschaffung einer Vielzahl von Robotern verbundenen Kosten nieder. Andererseits wäre es möglich die Sensortechnologie weiter zu entwickeln, um auf diesem Weg verbesserte Sensorreichweiten zu erhalten und somit den sich konzentrisch um die Robotereinheit erstreckenden, von der Sensoreinheit erfassbaren Umgebungsbereich zu vergrößern. Doch auch mit dieser durchaus kostenaufwendigen Maßnahme der Sensoroptimierung schränken nach wie vor objektbedingte Abschattungseffekte, bspw. hervorgerufen durch Trennwände, den von der Sensoreinheit erfassbaren Raumbereich uneingeschränkt ein.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattform, die zu Überwachungs- und Inspektionszwecken eingesetzt werden soll und über eine Kommunikationseinheit sowie wenigstens eine Sensoreinheit verfügt, derart weiterzubilden, dass der von der eigenfortbewegungsfähigen Plattform erfassbare Aktionsradius entscheidend vergrößert werden soll ohne kostenintensive Maßnahmen hierfür treffen zu müssen. Das durch die eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattform realisierbare Überwachungssystem soll schnell verfügbar und flexibel einsetzbar sein, insbesondere an Orten, die bislang nicht überwacht worden sind. Um die wirtschaftliche Attraktivität eines derartigen Überwachungssystems zu verbessern, soll das System mit möglichst einfachen, bisher bereits am Markt verfügbaren Mitteln, wie bspw. am Markt verfügbare Sensorsysteme, kostengünstig realisierbar sein.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 12 ist ein Verfahren zur Überwachung einer Umgebung innerhalb und/oder außerhalb von Gebäuden unter Einsatz des erfindungsgemäß ausgebildeten Überwachungssystems. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie im weiteren der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

Die zu Überwachungs- und Inspektionszwecken einsetzbare eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattform verfügt in an sich bekannter Weise über eine Kommunikationseinheit sowie über wenigstens eine Sensoreinheit und zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass an der Plattform eine Magazineinheit vorgesehen ist, in der wenigstens eine sog. Sensorsonde bevorratet werden kann, die über eine autarke Energiequelle, eine Kommunikations- und eine Sensoreinheit verfügt und die mit Hilfe einer ebenfalls an der Plattform vorgesehenen Ausbringeinheit aus der Magazineinheit selbständig entnehmbar und an einen getrennt von der Plattform befindlichen Ort ausbringbar ist. Hierzu verfügt die Sensorsonde über ein entsprechend ausgebildetes Mittel, das zumindest für den Ausbringvorgang mit der Ausbringeinheit eine lösbar feste Wirkverbindung eingeht.

Die der erfindungsgemäßen Plattform zugrunde liegenden Idee sieht eine in an sich bekannter Weise über eine Kommunikationseinheit sowie über wenigstens eine Sensoreinheit verfügende mobile Plattform vor, die vorzugsweise mit einer Vielzahl von in einer Magazineinheit bevorrateten Sensorsonden ausgerüstet ist, die ihrerseits vorzugsweise über die gleiche Ausstattung von Sensoreinheiten verfügen wie die Plattform selbst und ebenfalls mit einer Kommunikationseinheit ausgerüstet und zudem mit einer die Kommunikationssignale verstärkenden Einheit bestückt sind. Ein selbständiges Ausbringen einer Sensorsonde aus der Magazineinheit an einen getrennt von der Plattform befindlichen Ort erfolgt vorzugsweise an einer Stelle bzw. in einem Bereich, in dem die zwischen der eigenfortbewegungsfähigen Plattform und einer stationär vorgesehenen Basisstation ausgetauschten Kommunikationssignale einen Mindestempfangspegel unterschreiten und eine weitere Entfernung der Plattform von der Basisstation zu einem Kommunikationsabbruch führen würde. Um den Aktionsradius der eigenfortbewegungsfähigen Plattform dennoch vergrößern zu können, dient eine in dem vorstehend beschriebenen Bereich abgesetzte Sensorsonde als Relaisstation zwischen der Plattform und der Basisstation, indem die abgesetzte Sensorsonde entsprechende Kommunikationssignale empfängt, verstärkt und wieder aussendet. Zum anderen verfügt die Sensorsonde selbst über eine Sensoreinheit, über die umgebungsabhängige Sensorinformationen erfasst und entsprechend als Kommunikationssignal zur eigenfortbewegungsfähigen Plattform und/oder zu der entsprechend ortsfest vorgesehenen Basisstation übermittelt werden.

Neben dem Zweck der Vergrößerung des Aktionsradius der mobilen Plattform verhilft ein gezieltes Ausbringen einer oder mehrerer Sensorsonden an überwachungstaktisch günstigen Orten, von denen aus die abgesetzte Sensorsonde Raumbereiche zu erfassen vermag, die von der sich weiterbewegenden eigenfortbewegungsfähigen Plattform nicht mehr erfassbar sind, eine entscheidende Vergrößerung des von den Sensoreinheiten erfassten Umgebungsbereiches und dies ohne die Verwendung teurer Spitzensensoren oder dem Einsatz einer Vielzahl mobiler Robotersysteme.

Durch das erfindungsgemäß ausgebildete Überwachungssystem, umfassend eine eigenfortbewegungsfähige, landgestützte Plattform sowie in einer Magazineinheit bevorratete Sensorsonden, die eigentätig von der Plattform an bestimmt ausgewählten Orten ausgebracht werden können, kann die Kommunikationsreichweite zwischen Plattform und einer stationär vorgegebenen Basisstation nahezu beliebig vergrößert und selbst in unbekannten Umgebungen sicher gestellt werden. Desweiteren ist es möglich, dass die durch die Verteilung von Sensorsonden an entsprechenden Orten entstehende Kommunikationsinfrastruktur individuell den Anforderungen der jeweiligen zu überwachenden Umgebung angepasst werden kann. Durch den Einsatz derartiger Sensorsonden ist es möglich, das zu überwachende Areal zeitgleich, effektiv, flexibel und kostengünstig zu vergrößern. Insbesondere bei der Überwachung von Gebäudeinnenräumen, wie bspw. Büroräume, ermöglicht ein Absetzen von Sensorsonden an Stellen, an denen sich bspw. zwei Gänge abzweigen, an Ausgängen, kritischen oder besonders gefährdeten Stellen oder erhöhten Orten, die einen besonders guten Überblick gewähren, eine effektive Vergrößerung des von den einzelnen Sensoreinheiten erfassbaren Bereiches.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Plattform sieht darüber hinaus eine Aufnahmeeinheit vor, mit der ausgebrachte Sensorsonden selbständig erfasst und in die Magazineinheit wieder eingebracht werden können. Ein derartiges Wiedereinsammeln von ausgebrachten Sensorsonden erfolgt üblicherweise nach Beendigung der Überwachungsarbeit oder nach Erschöpfen der sensoreigenen Energieversorgung. Im Falle eines Funktionsausfalls einer Sensorsonde aufgrund von sich erschöpfender Energieversorgung erfolgt ein Wiederaufladen der sensoreigenen Energiequelle, die bspw. als Akku ausgebildet ist, durch die Plattform selbst. Hierzu sieht jede einzelne Sensorsonde eine elektrische Schnittstelle vor, über die die Sensorsonde mit an der Plattform angebrachten Elektroden elektrisch kontaktierbar und die Energiequelle wiederaufladbar ist. Üblicherweise erfolgt der Vorgang des Wiederaufladens innerhalb der Magazineinheit.

Da die erfindungsgemäße eigenfortbewegungsfähige landgestützte Plattform alle erforderlichen Komponenten sowohl für die Überwachungsfunktion als auch für die Sicherstellung einer störungsfreie arbeitenden Kommunikation zwischen der Plattform und einer stationär vorzusehenden Basisstation bzw. den ausgebrachten Sensorsonden, mit sich führt, eignet sich das Überwachungssystem als mobiles und autarkes System für die Überwachung und Inspektion von nahezu beliebigen landgestützten Umgebungen.

In Abhängigkeit der Überwachungs- bzw. Inspektionsaufgabe sind die an der Plattform sowie an den Sensorsonden anzubringenden Sensoreinheiten entsprechend zu wählen. So ermöglichen bspw. Kameras, passiv infrarot Bewegungsmelder, Radar oder akustische Sensoren zur Überwachung von Arealen vor Eindringlingen und Unbefugten. Auch können als Sensoreinheiten Wärmebildkameras, Rauchmelder, Gassensoren oder Temperatursensoren vorgesehen werden, die bspw. zur Früherkennung von Havariesituationen, wie bspw. Brände, Explosionen etc. dienen. Auch dienen Sensoren zur Überwachung des Raumklimas, bspw. in Form von Drucksensoren, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsfühler, Gassensoren oder Helligkeitsmesser. Die Liste möglicher Sensortypen soll durch die vorstehende Aufzählung nicht eingeschränkt sein und lässt sich grundsätzlich durch all jene dem Fachmann bekannte, und auf dem Markt verfügbare Sensorsysteme ergänzen.

Die von den einzelnen Sensoreinheiten, gleichwohl ob sie an den Sensorsonden oder an der Plattform selbst angebracht sind, generierten, umgebungsabhängigen Sensorsignale werden unmittelbar oder in Form geeigneter Kommunikationssignale einer an der Plattform vorgesehenen Auswerte- und Steuereinheit zugeführt, die die empfangenen Sensorsignale auswertet und unter Zugrundelegung eines Entscheidungskriteriums ein Signal erzeugt, das bspw. in Form eines Alarmsignals eine bevorstehende Havarie- oder Störsituation anzeigt. Das Alarmsignal kann bspw. direkt der stationär vorgesehenen Basisstation zugeführt werden, von der aus weitere Schritte eingeleitet werden können oder in Form einer SMS-Meldung an eine externe Überwachungszentrale abgesandt werden. Nichtnotwendigerweise ist die Präsenz einer stationär vorgesehenen Basisstation erforderlich, auch ist es denkbar die erfindungsgemäß ausgebildete eigenfortbewegungsfähige landgestützte Plattform unter ausschließlicher Nutzung der bordeigenen Sensorsonden zu Überwachungszwecken einzusetzen. In einer derartig vollständig autark von der Plattform selbst ausgeführten Überwachungstätigkeit erfolgt gleichfalls ein Ausbringen einzelner Sensorsonden unter überwachungstaktischen Kriterien sowie unter Beachtung der Aufrechterhaltung der für die Kommunikation erforderlichen Mindestsignalpegel. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, die Sensorsonden zufällig oder vorprogrammiert an bestimmten Orten auszusetzen, deren Umgebungen für die Dauer des Überwachungseinsatzes von den einzelnen Sensorsonden aktiv überwacht werden sollen.

Die Kommunikation zwischen der eigenfortbewegungsfähigen Plattform, den einzelnen ausgebrachten Sensorsonden sowie, sofern vorhanden, einer stationär vorgesehenen Basisstation erfolgt vorzugsweise auf Basis eines Funktnetzwerkes, vorzugsweise unter Nutzung der sogenannten WLAN-Technik, bei der die Kommunikationseinheit jeder einzelnen Sensorsonde einen sog. Access-Point darstellt dessen Adresse durch einen vorzugsweise in der Kommunikationseinheit der Plattform vorgesehenen Web-Server vergeben wird. Sollte bspw. innerhalb einer zu überwachenden Umgebung bereits eine auf der WLAN-Technik arbeitende Überwachungsinfrastruktur vorhanden sein, können die einzelnen Sensorsonden an die bestehenden Kommunikationsprotokolle der vorhandenen Access-Points angepasst werden. Auf diese Weise ist es möglich, die von den Sondensensoren erhaltenen Sensorsignale auch in das bestehende Sicherheitssystem zu integrieren bzw. die Sensordaten der fest installierten Sensoren ebenfalls für die eigenfortbewegungsfähige Plattform zu nutzen. Diese Adaptionsmöglichkeit an bereits bestehende Überwachungsinfrastrukturen unterstreicht die modulare Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Überwachungssystems.

Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
1 schematisierte Seitenansicht einer eigenfortbewegungsfähigen Plattform,
2 Draufsicht auf eine schematisiert dargestellte Magazineinheit,
3a, b Mehrseitendarstellung einer Sensorsonde,
4+5 alternative Überwachungsszenarien in einer Büroraumebene.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
In 1 ist eine schematisierte Seitenansicht einer eigen fortbewegungsfähigen, landgestützten Plattform 1 dargestellt, die über ein eigen motorisch angetriebenes Fahrgestell 2 verfügt, das die mobile Plattform längs einer Ebene zu navigieren und zu positionieren vermag. Alternativ zu dem dargestellten, mit Räder versehenen Fahrgestell 2 sind ebenso Radlager-gestützte oder ähnliche Fortbewegungsmechanismen einsetzbar, durch die die mobile Plattform 1 auch längs unbefestigter, unebener Bodenverhältnisse fortbewegbar ist. An der mobilen Plattform 1 ist eine Magazineinheit 3 vorgesehen, die als rotierendes Trommelsystem ausgebildet ist und zur Aufnahme einer Vielzahl einzelner Sensorsonden 4 dient. In 2 ist hierzu eine schematisierte Draufsicht auf die vereinzelt dargestellte Magazineinheit 3 gezeigt, die ein um eine Achse 5 drehbar gelagertes Flügelrad 6 aufweist mit Ausnehmungen 7, in die entsprechende Sensorsonden 4 seitlich einbringbar sind.
Die einzelnen, in dem Flügelrad 6 bevorrateten Sensorsonden 4 verfügen über eine entsprechende ausgebildete Außenkontur, die einen sicheren, eigenstabilen Halt der Sensorsonden 4 innerhalb des Flügelrades 6 bietet. Weitere Einzelheiten bezgl der Sensorsonde 4 sind dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 zu entnehmen.
Die Magazineinheit 3 weist insbesondere zu Zwecken einer gezielten Ausbringung einzelner Sensorsonden 4 aus der Magazineinheit 3 eine Öffnung 9 auf, an der eine schienenartig ausgebildete Ausbringeinheit 8 vorgesehen ist, die zugleich auch zur Aufnahme einzelner Sensorsonden 4 und zur weiteren Verbringung aufgenommener Sensorsonden 4 in das Innere der Magazineinheit 3 dient. Denkbar ist es ebenso die Ausbring- und Aufnahmeeinheit als Roboterarm auszubilden. Ziel sollte es jedoch sein den Ausbring- und Wiederaufnahmevorgang mit möglichst einfachen Mitteln zu realisieren.
So ist für das Ausbringen und Aufnehmen einzelner Sensorsonden 4 ein möglichst einfacher Mechanismus wünschenswert, der eine Sondenaufnahme durch ausschließliches Drehen der mobilen Plattform 1 um eine die Plattform durchsetzende Achse ermöglicht. Dabei kann sich die mobile Plattform unter Ausnutzung eines Navigationssensors optimal zur Sondenposition ausrichten um sie anschließend durch Drehung mit einem entsprechenden Fangmechanismus in die Magazineinheit zu verbringen. Für ein gezieltes Absetzen bzw. Ausbringen einer Sensorsonde kann der Fangmechanismus in kinematischer Umkehr entsprechend genutzt werden.
Ferner ist an der mobilen Plattform 1 eine Sensoreinheit 10 vorgesehen, die beispielsweise in Form einer Kameraeinheit ausgebildet ist und die Möglichkeit einer Rundumsichtaufnahme um die aktuelle Position der mobilen Plattform gestattet. Die um die Drehachse D drehbar angeordnete Kameraeinheit 10 liefert Videobildsignale, die in einer geeignet innerhalb der Plattform 1 integrierten Auswerte- und Steuereinheit 11 ausgewertet und gegebenenfalls abgespeichert werden. Schließlich verfügt die mobile Plattform 1 über eine Kommunikationseinheit 12, über die die von der Sensoreinheit bzw. Kameraeinheit 10 stammenden Sensor-/Videosignale zu einer nicht dargestellten Basisstation zur weiteren Auswertung übertragen werden können. Ferner dient die Kommunikationseinheit 12 an der Plattform 1 zum Austausch von Kommunikationssignalen zu ausgebrachten Sensorsonden 4.
In den 3a und b ist in unterschiedlicher Seitensichtdarstellung eine bevorzugt ausgebildete Sensorsonde 4 dargestellt, die im gezeigten Ausführungsbeispiel über einen zylinderförmigen Grundkörper verfügt, in dessen Bodenbereich Akkus als Energiequelle 13 vorgesehen sind. Selbstverständlich ist der Einsatz von weiteren Energiequellen denkbar, wie beispielsweise Brennstoffzellen oder Photovoltaischbetriebene Systeme. Zu Zwecken einer lösbar festen Wirkverbindung zwischen der Sensorsonde 4 und der Ausbring- Aufnahmeeinheit 8, die an der Magazineinheit 3 vorgesehen ist, sowie zu Zwecken eines sicheren Sitzes der Sensorsonden 4 innerhalb der Flügelradanordnung 6 innerhalb der Magazineinheit 3, verfügt die Sensorsonde 4 über eine taillierte Außenkontur A unmittelbar im Anschluss an die im Bodenbereich der Sensorsonde 4 vorgesehene Energiequelle 13. Im oberen Gehäusebereich der Sensorsonde 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Objektiv einer Kameraeinheit 14 vorgesehen. Die von der Kameraeinheit 14 gewonnenen Videosignale werden mit Hilfe einer innerhalb der Sensorsonde 4 integrierten Kommunikationseinheit 15 abgestrahlt und vorzugsweise von der mobilen Plattform 1 empfangen. Wie bereits eingangs erläutert, basiert die zwischen den einzelnen Sensorsonden 4 und der mobilen Plattform 1 vorherrschende Kommunikation auf Basis der so genannten WLAN-Funknetztechnik, wobei jede einzelne Sensorsonde 4 einen eigenen Access-Point aufweist, der von Seiten der an der mobilen Plattform 1 vorgesehenen Kommunikationseinheit 12, die als Web-Server dient, individuell adressiert wird.
Neben der Bestückung der einzelnen Sensorsonden 4 sowie der Plattform 1 mit Kameraeinheiten als Sensoreinheiten bieten sich eine Vielzahl weiterer Sensorsysteme zur Erfassung unterschiedlichster Umgebungsparameter an, wie beispielsweise Gaszusammensetzung, Druck, Temperatur, Wärmebilder etc.
Schließlich weist jede einzelne Sensorsonde 4 zwei Elektrodenkontakte 16 auf, über die bei Bedarf die Energiequelle 13 aufladbar ist. Der Aufladevorgang erfolgt mit Hilfe zweier an der Ausbring- und Aufnahmeeinheit 8 geeignet vorgesehener Ladeelektroden oder nach Einbringen der Sensorsonde innerhalb des Magazins. So können innerhalb der Magazineinheit 3 bevorratete Sensorsonden durch entsprechende elektrische Kontaktierung an ihren Kontaktflächen 16 mit Ladestrom beaufschlagt werden.
In 4 ist ein Grundriss von einer zu überwachenden Büroebene dargestellt, mit einer Vielzahl einzelner Zimmer sowie die Zimmer miteinander verbindenden Korridore K. Die Wände der einzelnen Korridore stellen in diesem Fall Beschränkungen für jeweils den von einer positionierten Sensoreinheit erfassbaren Überwachungsbereich dar. Geht man von der in 4 dargestellten Situation aus, in der die mobile Plattform 1 an der markierten Stelle positioniert ist, so vermag die mobile Plattform 1 mit der an ihr angebrachten Sensoreinheit lediglich die Korridorbereiche zu erfassen, die mit Punkten markiert sind. Dies entspricht lediglich 47 % der vorhandenen Gangfläche des in 4 abgebildeten Stockwerkes. Setzt man zusätzlich an den mit den durch S gekennzeichneten Stellen Sensorsonden ab, eröffnet sich ein zusätzlicher Überwachungsbereich, der durch die schraffierten Gangflächen markiert ist. In diesem Fall erhöht sich die überwachte Fläche auf 81% bei Einsatz einer Sensorsonde, bzw. auf 100% bei Einsatz von zwei Sensorsonden. Somit ist es möglich mit lediglich zwei Sensorsonden S 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, so kann die mobile Plattform zu Inspektionszwecken die einzelnen Räume untersuchen, ohne dabei die Korridorbereiche unüberwacht zu belassen.
In 5 ist ebenfalls eine typische Büroetage dargestellt. Im Falle einer drahtlosen Kommunikation zwischen einzelnen Kommunikationseinheiten bewirken die Korridorwände eine Abschwächung der Kommunikationssignale, womit ein Reichweitenverlust verbunden ist. Im dargestellten Fallbeispiel befinden sich drei Sensorsonden S in den einzelnen Korridorbereichen, wohingegen die mobile Plattform 1 eine Position einnimmt, die verhältnismäßig weit von der Position des Treppenaufganges T entfernt liegt. Da die Sende- und Empfangsreichweiten durch die Wanddämpfungen längs der Korridorwände stark reduziert sind, ist es der mobilen Plattform 1 im dargestellten Fallbeispiel gemäß 5 nur möglich mit der Sensorsonde S nahe des Treppenaufganges T in Verbindung zu treten, da zwei weitere Sensoreinheiten S längs des Verbindungsganges zwischen der Plattfrom 1 und dem Treppenaufgang T vorgesehen sind und als Kommunikationsrelaisstationen dienen.

1: eigen fortbewegungsfähige Plattform
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

Claims

Eigenfortbewegungsfähige landgestützte Plattform mit einer Kommunikationseinheit sowie wenigstens einer Sensoreinheit, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magazineinheit an der Plattform vorgesehen ist, in der wenigstens eine Sensorsonde bevorratbar ist, dass eine Ausbringeinheit vorgesehen ist, die die in der Magazineinheit bevorratete Sensorsonde aus der Magazineinheit entnimmt und die Sensorsonde getrennt von der Plattform ausbringt, und dass die wenigstens eine Sensorsonde über eine autarke Energiequelle, eine Kommunikations- und eine Sensoreinheit verfügt sowie ein Mittel vorsieht, über das die Sensorsonde mit der Ausbringeinheit in eine lösbar feste Wirkverbindung tritt.
Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform über eine Aufnahmeeinheit verfügt, die die getrennt von der Plattform ausgebrachte Sensorsonde aufnimmt und in die Magazineinheit verbringt.
Plattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme- und Ausbringeinheit als eine einzige Baueinheit ausgebildet ist, die zur kinematischen Funktionsumkehr befähigt ist.
Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbringeinheit eine roboterunterstützte Manipulatoreinheit ist.
Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsonde eine Verstärkereinheit vorsieht, die empfangene Kommunikationssignale verstärkt, und dass die Kommunikationseinheit die verstärkten Kommunikationssignale abstrahlt.
Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Plattform und/oder an der Sensorsonde vorgesehene Sensoreinheit, der Überwachung der die Plattform umgebenden Umgebung dient.
Plattform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit wenigstens ein Sensor aus den folgenden Sensortypen ist: Kamera, IR-Bewegungssensor, Radarsensor, Mikrophon, Gassensor, Rauchsensor, Helligkeitssensor, Flammenwächter, Temperatursensor.
Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerte- und Steuereinheit an der Plattform vorgesehen ist, die von der Kommunikationseinheit empfangene Kommunikationssignale auswertet und unter Zugrundelegung eines Entscheidungskriterium ein Signal erzeugt.
Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit auf der Basis eines Funknetzwerkes arbeitet, vorzugsweise auf Basis der so genannten WLAN-Technik, dass die an der mobilen Plattform vorgesehene Kommunikationseinheit oder eine stationäre, getrennt von der Plattform vorgesehene Basisstation als Web-Server dient, und dass die Kommunikationseinheit der wenigstens einen Sensorsonde und/oder der mobilen Plattform als Access-Point ausgebildet ist.
Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsonde über eine elektrische Schnittstelle verfügt, über die die Sensorsonde mit an der Plattform angebrachter Elektroden elektrisch kontaktierbar ist.
Verwendung der Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zur Überwachung einer definierten Umgebung dient, vorzugsweise innerhalb von Gebäuden, besonders vorzugsweise in Bürogebäuden, Fertigungs- und Produktionshallen, oder von Außengeländen, vorzugsweise von Sicherheitszonen.
Verfahren zur Überwachung einer Umgebung innerhalb und/oder außerhalb von Gebäuden mit einer eigenfortbewegungsfähigen Plattform, die über eine Kommunikationseinheit sowie über wenigstens eine Sensoreinheit verfügt, sowie eine Magazineinheit vorsieht, in der wenigstens eine Sensorsonde bevorratet ist, die eine Kommunikationseinheit sowie wenigstens eine Sensoreinheit aufweist, wobei sich die Plattform relativ zur einer über eine Kommunikationseinheit verfügende Basisstation und/oder relativ zu wenigstens einer Sensorsonde bewegt und Kommunikationssignale mit der Basisstation und/oder der wenigstens einen Sensorsonde austauscht und bei Unterschreiten eines an der Plattform empfangenen Kommunikationssignalpegels eine in der Magazineinheit bevorratete Sensorsonde an eine Position getrennt von der Plattform ausgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine getrennt von der Plattform ausgebrachte Sensorsonde die von der Basisstation und/oder von der wenigstens einen Sensorsonde stammenden Kommunikationssignale empfängt, verstärkt und wieder aussendet.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit der Plattform sowie die Sensoreinheiten der an den von der Plattform getrennten Positionen vorgesehenen Sensorsonden von der Umgebung abhängige Sensorsignale generieren, und dass die Sensorsignale über die jeweilige Kommunikationseinheit als Kommunikationssignale ausgesendet werden und von der an der Plattform und/oder an der Basisstation vorgesehenen Kommunikationseinheit empfangen und ausgewertet werden.