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EP3123195B1 - System zum schutz von personen an einem arbeitsort durch genaue positionierung - Google Patents

System zum schutz von personen an einem arbeitsort durch genaue positionierung Download PDF

Info

Publication number
EP3123195B1
EP3123195B1 EP15711763.1A EP15711763A EP3123195B1 EP 3123195 B1 EP3123195 B1 EP 3123195B1 EP 15711763 A EP15711763 A EP 15711763A EP 3123195 B1 EP3123195 B1 EP 3123195B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
anchors
tag
anchor
border
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15711763.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3123195A1 (de
Inventor
Ghislain ROLAND
Fabrice Frebel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bordersystem Sprl
Original Assignee
Bordersystem Sprl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bordersystem Sprl filed Critical Bordersystem Sprl
Publication of EP3123195A1 publication Critical patent/EP3123195A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3123195B1 publication Critical patent/EP3123195B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202—Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/0261—System arrangements wherein the object is to detect trespassing over a fixed physical boundary, e.g. the end of a garden

Definitions

  • the present invention relates to a system for collective or individual protection of the human person in places where measures aimed at the safety of persons, in particular at the prevention of falls of workers, are required.
  • the use of the system can thus extend to the protection of any human being confronted with dangerous zones such as for example the protection of pedestrians against collisions with civil engineering machinery, construction site or with respect to any other vehicle confronted by example to a danger of falling or overturning in or around dangerous areas.
  • GB200816469 describes a protection of industrial processes by selective authorization of access according to the position and the identity of the bearer of a portable communicator (electronic tag).
  • the user's position can be determined by RTLS.
  • CA2709171 describes a worker protection on railways based on the detection of the worker wearing a "tag", a central system determining the position of the worker in relation to the approaching train and warning him as soon as he has little time left to take cover.
  • the terminals which litter the route of the train are for example connected to each other using wires.
  • US200810099 describes a system for protecting people by determining their position vis-à-vis industrial processes. These processes cannot in any case start if an area has not previously been evacuated, for example. The problem posed is very similar to that of GB200816469 .
  • CN102768352 and CN202770989U describe a mining protection system (underground) based on a joint location in UWB and ultrasound, required by a large number of echoes.
  • EP2226646 describes a "relative” or “mobile” tracking system.
  • the system consists of wireless transceiver modules connected to a wireless network. Among these is a central “anchor" of known position in the space considered and acting as a base station, the other modules having a position to be determined relative to this base station. However, no means have been put forward to define a border delimiting a dangerous zone.
  • DE202008005467 describes a system for locating people in a tunnel using anchors in the form of wireless transmitters / receivers whose position is known.
  • CN101571406 describes a pet tracking system.
  • IT2004BA0059 describes a system for locating people or animals which transmits the position step by step through a network of fixed transmitters / receivers and which are aware of their absolute position.
  • US2003122666 describes a system for measuring position by triangulation by playing on the phase of the signals received.
  • the invention describes a positioning method requiring anchors whose positions and orientations are known.
  • WO200398528 describes a method of measuring the distance between two objects provided with RF tags.
  • US20030052776 describes a method of measuring distance between two objects based on the UWB.
  • BR9000368U describes a wristband tracking system with remote and automatic reading.
  • EP2282106 describes a system for locating workers in an area by laser scanning.
  • KR101258905 describes a worker protection system with only two RTLS tags (position of a crane and position of a worker) and an access point connected to a server.
  • KR20110017707 describes a system for locating in a tunnel using fixed terminals (similar to CA2709171 ).
  • CA2768054 describes a complex tracking system using the received power method in a building.
  • the system requires a calibration phase but checks itself whether there are enough anchors.
  • the system needs a description of the building topology, access points, etc.
  • US2010017126 describes a positioning system, visibly GPS or SPS satellite, in which an area, visibly circular, is defined with respect to a first localized object. Then a series of alerts are given if other objects approach this first object.
  • JP2009020847 describes a system for preventing accidents involving the elderly or disabled using anchors placed inside a dwelling.
  • Each beacon receives a strength of a signal emitted by a tag, which makes it possible to determine if a tag is near an anchor and to give an alert if necessary.
  • Communication takes place via the electrical network (such as a lamp supply line for example).
  • WO2006085280 describes a GPS-based large area animal tracking system using relays.
  • US2004087314 describes a system for locating a tag relative to a single anchor using distance and angle measurements. Many general ideas are cited in this document such as for example the use of a touch screen but few details are given on how to implement the system or manage obstacles. The desired precision is not mentioned either.
  • US 2013/0180469 describes a custom wireless fence system for confining one or more dogs in a user-defined containment zone, without the need for a physical fence or underground cable.
  • the system which is easy to configure and use, includes at least three reference terminals, including a master central terminal and at least two slave terminals, at least one collar and, preferably, a remote control. All these elements communicate with each other in a bidirectional manner.
  • a reference system is configured by the central terminal, in which the coordinates of all reference terminals are assigned.
  • US 2003/0179140 discloses an electronic pet fence having a plurality of fixed transceivers and a movable collar transceiver attached to the animal. The location of limits and prohibited areas is determined in learning mode and stored in memory. Determination logic responds to signals exchanged between the fixed transceivers and the working collar transceiver to determine if the animal is within defined limits.
  • US 2013/0324150 discloses a device and a method for estimating position.
  • the position estimation apparatus includes a coordinate system setting unit based on location information.
  • a selection unit selects a target node, the location of which is to be estimated, based on the connection information between nodes received from a plurality of nodes constituting a network.
  • An estimation unit estimates the location information of the target node based on a connection relationship between the target node and reference nodes, the location information of which is known. In particular, when there are two reference nodes, the location information of the target node is based on the comparison between the sum of the distances between the target node and each reference node and the distance between the two reference nodes.
  • the present invention aims to specifically protect minors, drillers, machine operators, workers present as well as occasional visitors in open-pit quarries, mines, sites with or without mining activities, demolition sites. with or without explosives and demining areas.
  • the invention aims to provide a solution which no longer requires the manual encoding of the location of the reference terminals and which allows the simple and efficient tracing of a border.
  • a first aspect of the present invention relates to an individual or collective protection system for people in a potentially dangerous area, comprising the features of claim 5.
  • a second aspect of the invention relates to a method of implementing the aforementioned system for the individual or collective protection of people in a potentially dangerous zone, characterized by at least the steps defined according to claim 1.
  • a third aspect of the present invention relates to an individual or collective protection system for people in a three-dimensional (3D) potentially dangerous area, comprising the steps defined according to dependent claim 9.
  • the system according to the present invention makes it possible to warn the minor or any other person located near a dangerous zone.
  • This warning is made by means of a transceiver, or "tag” or beacon, worn by the person directly on the body or on personal protective equipment (PPE).
  • PPE personal protective equipment
  • the transceiver or tag signals the danger by means of light, acoustic and vibratory signals, combined or not depending on the dangerousness.
  • a configuration step preferably consists in moving a special transceiver called a tracer along the border between the danger zone and the safety zone. This step allows the system to save a set of positions that ultimately define the warning limit.
  • Check-in is done at a central terminal preferably placed in a suitcase.
  • the location of the transceivers with respect to the terminals is carried out by a trilateration system
  • a peculiarity of the invention is that the definition of the zone is done during the plotting while the terminals were initially placed in an arbitrary manner and that the position of the reference terminals is unknown during the installation of the device and will remain so throughout. throughout the operation of the device. The resolution of this apparent contradiction is an element of the invention.
  • a second feature is the protection of the system against measurement errors by the redundancy of measurements and by the redundancy of communication channels between the terminals, the receiver (s) and the case.
  • the figure 1 schematically shows the various constituent elements of the system of the invention: a person 1 carrying a tag 6 (located here in the green zone), the reference terminals 3, the central terminal (and the case) 4, the tracer 5 and the three security zones 7, 8, 9.
  • the problem to be solved is to warn one or more people that they are possibly in danger because of their position. This position must be able to be obtained quickly, with precision (+/- 10 cm for example) indoors and outdoors. This last point excludes any solution based on a geolocation system (GPS).
  • GPS geolocation system
  • the proposed solution is thus based on a set of reference terminals which are distributed more or less uniformly in the zone in which it is desired to position people.
  • the reference terminals are also capable of measuring the distance which separates them by means known to those skilled in the art.
  • One solution, for example, is to use UWB radio transmitters or ultrasonic transducers with a TOF ( time of flight ) method.
  • UWB technology like other technologies, can assess a degree of reliability over the returned distance as well as the presence of potential obstacles. This information is advantageously used to reject from any calculation the distances considered as unreliable.
  • the idea implemented according to the invention is to consider anchors 2 to 2 and to determine xt and yt from a pair of anchors i and j. Knowing the positions of anchors i, j and the distances between them and the tag, respectively di and dj, it is possible to determine 2 potential positions for the tag, corresponding to the intersection of two circles.
  • the algorithm for calculating these two positions is known to those skilled in the art (see for example
  • the conditions of intersection of the two aforementioned circles will also be imposed by adding a tolerance which represents a possible measurement error over the distances. If these conditions are verified, we continue the calculation, otherwise we consider that there is a measurement error and that the position of the tag cannot be found using this pair of anchors i, j.
  • the algorithm uses the other anchors k (k different from i, j) and determines for each anchor k the distance from the two estimated positions and compare it to dk.
  • This step is illustrated on the figure 2 involving 3 anchors A1, A2 and A3, the two possible positions for the tag with respect to A1 and A2 being denoted T1 and T2 respectively (references 61 and 62).
  • the indeterminacy remains. This indeterminacy can be caused by a measurement error or by the fact that the two tag positions are close. In the latter case, the positions are averaged.
  • the idea is to use the radio information to attach reliability to each distance measurement.
  • the reliability is expressed as an estimate of error itself expressed in meters.
  • the positioning algorithm is therefore implemented four times by disturbing the measurements on di and dj as follows: di ⁇ di ⁇ ⁇ di , dj ⁇ dj ⁇ ⁇ dj .
  • NPT can be set to 10 for example.
  • the user asks the system to verify the position of the terminals.
  • the central terminal interrogates the set of reference terminals and asks them for the distance which separates them from each other (see above).
  • the disturbance mechanism of the two distances with respect to the pairs of anchors in 2D makes it possible to obtain four disturbed positions
  • the mechanism can be implemented over the three distances with respect to the triplet of anchors. and makes it possible to obtain nine disturbed positions.
  • the path which defines the security zone is in fact a projection on the X, Y plane, said zones then being (generalized) cylinders.
  • the zones then being (generalized) cylinders.
  • a security zone would be defined on the ground floor by tracing the border and would automatically carry over to all floors.
  • the anchors When creating the orthonormal coordinate system, the anchors are placed approximately, as indicated above, and the only known information is the distances between the anchors (dij) and the associated errors ( ⁇ dij) - see the method exposed below- above where we replace the notations di and ⁇ di respectively by dij and ⁇ dij.
  • the distances dij can be measured a large number of times (NMA) and are therefore precise. One can for example limit oneself to making the average of the errors on the four central values of dij.
  • the algorithm therefore has a series of anchors na of which it does not know the positions but only the relative distances dij.
  • the reference terminals are located on a touch screen in an XY frame. It is then possible to draw on the touch screen a limit determining the red zone.
  • the border is then defined as a set of closely spaced points joined by line segments.
  • a device called a tracer capable of communicating with the central terminal and the reference terminals is moved along the border by a person, by walking for example.
  • the central terminal periodically interrogates (typically 10x per second) the plotter and asks it for the distances separating it from the reference markers. From this information, the central terminal determines the successive positions of the plotter and thus creates a border by joining these close positions by straight segments.
  • the plotter could be embodied in the form of a roulette wheel provided with a handle. The roulette wheel could be advantageously used to send the aforementioned periodic signal which would correspond to a given displacement of the latter.
  • the danger zone is defined by connecting the four reference terminals by straight segments and by applying a homothety to define a larger rectangle which delimits the danger zone (red), as shown in the figure 5 .
  • the border is defined by a set of points connected by line segments.
  • this represents 10,000 points and segments (if acquisition of 10 points per second). It is therefore advantageously planned to modify this border and replace it with a reduced number of points and segments by “filtering” it.
  • This step is executed only once and makes it possible to reduce the computing power necessary for determining the position of the tags with respect to the border.
  • the figure 6 represents an example of filtering border (raw data obtained from the plotter 50 and border after filtering 51).
  • the border is made up of a list of coordinate points (x0, y0), (x1, y1), ... more or less ordered.
  • This list represents a dense set of points which must be "lightened” to facilitate the determination of the position of the tag relative to the border.
  • the idea implemented by the invention is to go through these points and condense them into a list of points spaced on average by a distance d.
  • the algorithm ends when there is no more point (xi, yi) to select.
  • the set of points (xfi, yfi) constitutes the border named F.
  • the figure 8 shows several examples where the number of intersections with the border is either even or odd. In particular, this method is very effective in the case of “noisy” borders which have micro-loops (see lower horizontal line and tag T3).
  • the orange zone is defined by a distance parameter from the red zone. For example, we can decide that a tag enters the orange zone if it is less than 80 cm from the red zone. Given a border defined by a set of segments, it is easy for those skilled in the art to find the geometric algorithms necessary to determine whether or not a tag is less than 80 cm from the border.
  • This tag is a mobile transceiver, capable of communicating with the central terminal and capable of measuring the distances which separate it from the reference terminals.
  • the central terminal is able to periodically interrogate all the tags for which it provides protection, to determine their position in the XY frame. and to evaluate this position in relation to the borders of the zones previously defined.
  • the tags are advantageously provided with visual, auditory and / or vibratory signaling means.
  • a tag enters an orange or red zone, it is notified by the central terminal.
  • a tag if a tag enters a red zone, it can for example start to vibrate, emit a shrill sound and indicate a red light signal. Tags worn by other people will only emit a sound, for example. Thus, the carriers of such a tag know that someone else in the group of people is in danger.
  • the originality of the present invention lies first of all in the solution provided so as not to have to manually encode the location of the reference terminals.
  • a second originality is the way in which the border is defined using a plotter and then filtered.
  • the idea of making the system based on the collaboration of people is also innovative.

Landscapes

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Claims (9)

  1. Verfahren zum Durchführen eines Systems zum individuellen oder kollektiven Schutz von Personen (1) in einem potentiell gefährlichen Bereich, das die folgenden Schritte umfasst:
    - Installieren der Vielzahl von Referenzklemmen (3) auf willkürliche Weise in dem potenziell gefährlichen Bereich;
    - Abfragen der Vielzahl von Referenzklemmen (3) durch die Zentralklemme (4) und Bestimmen der Abstände, die sie voneinander trennen, ebenso wie der Abstand, der sie von der Zentralklemme (4) trennt;
    - Festsetzen eines zweidimensionalen oder XY- Bezugssystems, das für die Lokalisierung der Personen (1) verwendet wird, durch die Zentralklemme (4);
    - Bestimmen und Filtern einer geschlossenen Umgrenzung (2) des potenziell gefährlichen Bereichs, genannt "roter Bereich" (9), wobei die geschlossene Umgrenzung (2) als Polygon definiert ist, d. h. als eine Gesamtheit von Punkten oder Spitzen, die durch Strecken oder Seiten verbunden sind;
    - Bestimmen einer Umgrenzung eines Bereichs, der sich im Inneren des roten Bereichs (9) befindet, die einen Bereich, genannt "orangefarbener Bereich" (8), definiert, wobei der Bereich, der sich im Inneren der Umgrenzung befindet, die den orangefarbenen Bereich begrenzt, der als Sicherheitsbereich für Personen oder "grüner Bereich" (7) definiert ist, wobei die vorhergehenden Schritte Konfigurationsschritte sind;
    - in Betrieb, Ausstatten jeder Person (1), die veranlasst ist, sich im potenziell gefährlichen Bereich zu befinden, mit einem Tag (6);
    - Periodisches Abfragen der Gesamtheit von Tags (6) durch die Zentralklemme (4), Bestimmen ihrer Position im XY-Bezugssytem, um jeder dieser Positionen eine Lokalisierung entweder im grünen Bereich (7), im orangefarbenen Bereich (8) oder im roten Bereich (9) zuzuweisen;
    - wenn sich eines der Tags (6) im orangefarbenen (8) oder roten (9) Bereich befindet, Betätigen, durch die Zentralklemme (4), der Warnmittel, die mit dem Tag (6) assoziiert sind, und optional Betätigen eines der Warnmittel, die mit den anderen Tags (6) assoziiert sind;
    - beim Schritt des Bestimmens der Position der Tags (6) im XY-Bezugssystem, um jeder dieser Positionen eine Lokalisierung entweder im grünen Bereich (7), im orangefarbenen Bereich (8) oder im roten Bereich (9) zuzuweisen, wird jedes Tag (6) in Bezug auf mindestens ein paar Anker (i, j; i, j = 1, 2, ...) positioniert, woraus sich zwei mögliche Positionen T1, T2 (61, 62) für das Tag (6) ergeben, wobei die gewählte Position dank einer Wahl bestimmt wird, die auf der Verwendung der anderen Anker k (wobei k verschieden von i, j ist) basiert, wobei eine Bewertung jeder möglichen Position T1, T2 (61, 62) zugeordnet wird, indem die Differenz zwischen dem Abstand Tag-Anker k oder dk und jedem der Abstände vom Anker k und den möglichen Positionen T1, T2 (61, 62) berechnet wird, wobei die geringste Differenz die Erhöhung der Bewertung für die entsprechende mögliche Position T1, T2 (61, 62) verursacht, wobei die am Ende höchste Bewertung die gewählte Position unter den zwei möglichen Positionen ergibt;
    - Bestimmen, ob sich das Tag (6) innerhalb bzw. außerhalb des Polygons befindet, welches die geschlossene Umgrenzung (2) bildet, indem eine horizontale Gerade, die durch das Tag verläuft, gezogen wird, und die Anzahl von Malen, die diese Gerade die Umgrenzung (2) rechts vom Tag (6) schneidet, überprüft wird, wobei sich das Tag (6) innerhalb der Umgrenzung befindet, wenn die Anzahl von Überschneidungen ungerade ist, wobei sich das Tag (6) außerhalb der Umgrenzung befindet, wenn die Anzahl von Überschneidungen gerade ist;
    dadurch gekennzeichnet, dass die Position und der Positionsfehler eines Tags (xt, yt)(ij) in Bezug auf eine Vielzahl von Ankerpaaren i, j (i, j = 1, 2, ...) gemäß den folgenden Schritten geschätzt werden:
    - eine Heuristik, die auf Statistiken von Abstandsmessungen zwischen dem Tag und den Ankern i und j, jeweils aufgezeichnet als di und dj, basiert, wird derart verwendet, dass ein Fehler Δdi und ein Fehler Δdj geschätzt werden, wobei Δd mindestens gleich ΔdAccuracy + AdPower ist, wobei ΔdAccuracy die beste Präzision ist, die man erwarten kann, und AdPower mit der Leistung verbunden ist, die vom "first path" erhalten wird;
    - die Berechnung der Positionierung des Tags in Bezug auf die Anker i, j wird viermal durchgeführt, wobei die Messungen von di und dj auf die folgende Weise beeinträchtigt werden: di → di ± Δ di ,
    Figure imgb0045
     dj → dj ± Δ dj ;
    Figure imgb0046
    - es werden 4 beeinträchtigte Positionen (xt+Δx(k), yt+Δy(k))(ij) erhalten, wobei k von 0 bis 3 variiert;
    - die Positionsfehler von xt(ij) und yt(ij) werden wie folgt berechnet: Δ xt ij = ∑ k = 0 3 Δ x k 2 ,
    Figure imgb0047
     Δ yt ij = ∑ k = 0 3 Δ y k 2 ;
    Figure imgb0048
    - ein Gewichtungsgesetz wird wie folgt angewendet, um Zuverlässigkeiten zu erhalten: Pxt ij = 1 Δ xt ij 2 ,
    Figure imgb0049
     Pyt ij = 1 Δ yt ij 2 ;
    Figure imgb0050
    - die Gewichtungen werden in abnehmender Reihenfolge klassifiziert, und es wird eine vorbestimmte Anzahl der höchsten Gewichtungen gewählt, um die Anker zu beseitigen, die größere Fehler erzeugen;
    - die oben angegebenen Zuverlässigkeiten werden normalisiert, damit die Summe 1 ergibt, d. h.: pxt ij = Pxt ij ∑ kl Pxt kl ,
    Figure imgb0051
     pyt ij = Pyt ij ∑ kl Pyt kl ;
    Figure imgb0052
    - die Schätzung der Position des Tags (xt, yt) ist: xt = ∑ ij pxt ij xt ij ,
    Figure imgb0053
     yt = ∑ ij pyt ij yt ij ;
    Figure imgb0054
    - die Schätzung des Fehlers bezüglich der Position des Tags (xt, yt) wird somit jeweils in x und y wie folgt berechnet: ext = ∑ ij pxt ij Δ xt ij ,
    Figure imgb0055
     eyt = ∑ ij pyt ij Δ yt ij ;
    Figure imgb0056
    und dadurch, dass bei der Festsetzung des XY-Bezugssystems der erste Anker (10) und der zweite Anker (20) willkürlich den entsprechenden Koordinaten (0, 0) sowie (d, 0) zugewiesen werden, wobei d der Abstand ist, der zwischen den zwei Ankern gemessen wird, der dritte Anker (30) ausgehend von den zwei oben angegebenen Ankern (10, 20) lokalisiert wird, indem die Überschneidung von zwei Kreisen basierend auf den jeweiligen Abständen des dritten Ankers (30) in Bezug auf die zwei oben angegebenen Anker (10, 20) verwendet wird, wobei eine der zwei möglichen Überschneidungen als Position des dritten Ankers (30) gewählt ist, wobei die gewählte Position willkürlich bestimmt wird, wobei die folgenden Anker (40, ...) ausgehend von den drei ersten Ankern (10, 20, 30) durch Verwendung eines Trilaterationsalgorithmus lokalisiert werden, wobei der dritte Anker (30) unter allen restlichen Ankern unbekannter Position gewählt wird, so dass die Summe der Fehler ext + eyt die geringste für diesen Anker ist, wobei die Position der folgenden Anker dann bestimmt wird, indem der Anker jedesmal derart gewählt wird, dass die Summe der Fehler ext + eyt die geringste für diesen Anker ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgrenzung (2, 50) des roten Bereichs (9) bestimmt wird:
    - entweder durch Verwendung einer Lokalisierung der Referenzklemmen (3) im XY-Bezugssystem, wobei die Lokalisierung auf einem Touchscreen angezeigt ist, der mit der Zentralklemme (4) assoziiert ist, und indem die Umgrenzung (2, 50) auf dem Touchscreen in Form des oben angegebenen Polygons gezogen wird;
    - oder durch Verwenden eines Geräts, bezeichnet als "Nachverfolger" (5), das mit der Zentralklemme (4) und den Referenzklemmen (3) kommuniziert, wobei die Zentralklemme (4) periodisch den Nachverfolger (5) abfragt, wenn er in dem Bereich verschoben wird, und die entsprechenden Abstände anfordert, die ihn von den Referenzklemmen (3) trennen, wodurch der Zentralklemme (4) ermöglicht wird, die aufeinanderfolgenden Positionen des Nachverfolgers im XY-Bezugssystem zu bestimmen und die Umgrenzung (2, 50) zu ziehen, indem diese Positionen durch Liniensegmente verbunden werden, um das oben angegebene Polygon zu erzeugen;
    - oder durch geometrische Lokalisierung, ausgehend von den Positionen einer Vielzahl von Referenzklemmen (3) im XY-Bezugssystem und durch Anwendung einer Homothetie, um eine Umgrenzung (2, 50) zu definieren, die das Polygon, welches durch die Referenzklemmen erzeugt wird, einschließt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgrenzung des orangefarbenen Bereichs (8) ausgehend von der Umgrenzung (2) des roten Bereichs (9) bestimmt wird, indem ein inneres Polygon durch Homothetie erzeugt wird, wobei der Abstand, welcher dem Rückzug entspricht, zwischen 50 cm und 1 m liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung der geschlossenen Umgrenzung (2) des potenziell gefährlichen Bereichs, bei der die Spitzen des Polygons als (x0, y0), (x1, y1) etc. aufgezeichnet sind, gemäß den folgenden Schritten durchgeführt wird,:
    - Wählen eines Punkts (xi, yi), i = 0, 1, 2 ... ;
    - Wählen der Gesamtheit der Punkte (xj, yj), j = 1...Nj, j verschieden von i, die sich im Inneren eines Kreises mit einem gegebenen Durchmesser 2d, der in (xi, yi) zentriert ist, befinden;
    - Bestimmen eines Punkts der gefilterten Umgrenzung fi (xfi, yfi) durch Berechnung eines Durchnittswerts der Positionen der Punkte (xj, yj);
    - Markieren der Punkte Nj (xj, yj), damit sie nicht mehr als Ausgangspunkt dienen können;
    - Suchen eines neuen Punkts (xi, yi), als Punkt, der am nächsten an (xfi, yfi) ist, unter den restlichen, nicht markierten Punkten;
    - Wiederbeginnen des zweiten Schritts mit dem neuen Punkt (xi, yi), und so weiter.
  5. System zum individuellen oder kollektiven Schutz von Personen (1), die sich in einem potenziell gefährlichen Bereich befinden, das mindestens die folgenden Vorrichtungen umfasst:
    - eine Vielzahl von Referenzklemmen oder Ankern (3), davon eine Zentralklemme (4), die in dem Bereich verteilt sind, wobei die Anker (3, 4) auf bidirektionale Weise untereinander kommunizieren und dazu in der Lage sind, den Abstand, der sie voneinander trennt, mit einer Präzision zu messen, die mindestens gleich einem vorbestimmten Wert ist;
    - eine automatisierte Einheit zum Festsetzen eines zweidimensionalen oder XY-Bezugssystems, die konfiguriert ist, um, ausgehend von den Abständen, gemessen zwischen den Ankern (3, 4), zunächst drei Ankern (10, 20, 30) eine Position im XY-Bezugssystem zuzuweisen, so dass die Position des dritten Ankers (30) willkürlich ausgehend von den Positionen des ersten Ankers (10) und des zweiten Ankers (20), sowie von den jeweiligen Abständen zwischen dem dritten Anker (30) mit dem ersten Anker (10) und dem zweiten Anker (20) bestimmt wird, und um dann die anderen Anker (40, ...) in diesem XY-Bezugssystem durch ein Trilaterationsverfahren zu lokalisieren;
    - mindestens einen mobilen Sender-Empfänger, genannt Tag oder Marker (6), der von einer Person (1) getragen wird und dazu in der Lage ist, mindestens mit der Zentralklemme (4) und mit anderen Tags (6) bidirektional zu kommunizieren, wobei das Tag (6) mit Warnmitteln ausgestattet ist, die von der Zentralklemme (4) betätigt werden können;
    - eine Einheit (5) zum Erzeugen eines Polygons, das eine geschlossene Umgrenzung (2) des potenziell gefährlichen Bereichs bildet, ausgehend von der Position der Anker (3), nachdem sie im oben angegebene XY-Bezugssystem lokalisiert wurden, wobei die Umgrenzung (2) dazu bestimmt ist, mindestens einen Bereich zu definieren, in dem die Anwesenheit einer Person (1) die Betätigung der Warnmittel, die mit dem Tag (6) assoziiert sind, durch die Zentralklemme (4) verursacht;
    - eine automatisierte Einheit zur Positionierung der Tags im XY-Bezugssystem und in Bezug auf die geschlossene Umgrenzung (2), die konfiguriert ist, um jedes Tag (6) in Bezug auf mindestens ein Paar Anker (i, j; i, j = 1, 2, ...) zu positionieren, woraus sich zwei mögliche Positionen T1, T2 (61, 62) für das Tag (6) ergeben, wobei die gewählte Position dank einer Wahl bestimmt wird, die auf der Verwendung der anderen Anker k (wobei k verschieden von i, j ist) basiert, wobei eine Bewertung jeder möglichen Position T1, T2 (61, 62) zugeordnet wird, indem die Differenz zwischen dem Abstand Tag-Anker k oder dk und jedem der Abstände zwischen dem Anker k und den möglichen Positionen T1, T2 (61, 62) berechnet wird, wobei die geringste Differenz die Erhöhung der Bewertung für die entsprechende mögliche Position T1, T2 (61, 62) verursacht, wobei die am Ende höchste Bewertung die gewählte Position unter den zwei möglichen Positionen T1, T2 (61, 62) ergibt; wobei die oben angegebene automatisierte Einheit auch konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob sich das Tag (6) innerhalb bzw. außerhalb des Polygons befindet, das die geschlossene Umgrenzung (2) bildet, indem eine horizontale Gerade gezogen wird, welche durch das Tag verläuft, und die Anzahl von Malen, die diese Gerade die Umgrenzung (2) rechts vom Tag (6) schneidet, überprüft wird, wobei sich das Tag (6) innerhalb der Umgrenzung befindet, wenn die Anzahl von Überschneidungen ungerade ist, wobei sich das Tag (6) außerhalb der Umgrenzung befindet, wenn die Anzahl von Überschneidungen gerade ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die automatisierte Einheit zur Positionierung der Tags im XY-Bezugssystem und in Bezug auf die geschlossene Umgrenzung (2) konfiguriert ist, um die Position und den Positionsfehler eines Tags (xt, yt)(ij) in Bezug auf eine Vielzahl von Ankerpaaren i, j (i, j = 1, 2, ...) gemäß den folgenden Schritten zu schätzen:
    - eine Heuristik, basierend auf Statistiken von Abstandsmessungen zwischen dem Tag und den Ankern i und j, jeweils aufgezeichnet als di und dj, wird derart verwendet, dass ein Fehler Δdi und ein Fehler Δdj geschätzt werden;
    - die Berechnung der Positionierung des Tags wird viermal durchgeführt, wobei die Messungen bezüglich di und dj auf die folgende Weise beeinträchtigt werden: di → di ± Δ di ,
    Figure imgb0057
     dj → dj ± Δ dj ;
    Figure imgb0058
    - es werden 4 beeinträchtigte Positionen (xt+Δx(k), yt+Δy(k))(ij) erhalten, wobei k von 0 bis 3 variiert;
    - die Positionsfehler bezüglich xt(ij) und yt(ij) werden wie folgt berechnet: Δ xt ij = ∑ k = 0 3 Δ x k 2 ,
    Figure imgb0059
     Δ yt ij = ∑ k = 0 3 Δ y k 2 ;
    Figure imgb0060
    - ein Gewichtungsgesetz wird wie folgt angewendet, um Zuverlässigkeiten zu erhalten: Pxt ij = 1 Δ xt ij 2 ,
    Figure imgb0061
     Pyt ij = 1 Δ yt ij 2 ;
    Figure imgb0062
    - die oben angegebenen Zuverlässigkeiten werden normalisiert, damit die Summe 1 ergibt, d. h. pxt ij = Pxt ij ∑ kl Pxt kl ,
    Figure imgb0063
     pyt ij = Pyt ij ∑ kl Pyt kl ;
    Figure imgb0064
    - die Schätzung der Position des Tags (xt, yt) ist: xt = ∑ ij pxt ij xt ij ,
    Figure imgb0065
     yt = ∑ ij pyt ij yt ij ;
    Figure imgb0066
    - die Schätzung des Fehlers bezüglich der Position des Tags (xt, yt) wird somit jeweils in x und y wie folgt berechnet: ext = ∑ ij pxt ij Δ xt ij ,
    Figure imgb0067
     eyt = ∑ ij pyt ij Δ yt ij .
    Figure imgb0068
    und die automatisierte Einheit ist ebenfalls konfiguriert, damit bei dem Festsetzung des XY-Bezugssystems der erste Anker (10) und der zweite Anker (20) willkürlich den entsprechenden Koordinaten (0, 0) sowie (d, 0) zugewiesen werden, wobei d der Abstand ist, der zwischen den zwei Ankern gemessen wird, wobei der dritte Anker (30) ausgehend von den zwei oben angegebenen Ankern (10, 20) lokalisiert wird, indem die Überschneidung von zwei Kreisen ausgehend von den jeweiligen Abständen des dritten Ankers (30) in Bezug auf die zwei oben angegebenen Anker (10, 20) verwendet wird, wobei eine der zwei möglichen Überschneidungen als Position des dritten Ankers (30) gewählt ist, wobei die gewählte Position willkürlich bestimmt wird, wobei die folgenden Anker (40, ...) ausgehend von den drei ersten Ankern (10, 20, 30) unter Verwendung eines Trilaterationsalgorithmus lokalisiert werden, wobei der dritte Anker (30) unter allen restlichen Ankern unbekannter Position gewählt wird, so dass die Summe der Fehler ext + eyt die geringste für diesen Anker ist, wobei die Position der folgenden Anker dann bestimmt wird, indem der Anker jedes Mal derart gewählt wird, dass die Summe der Fehler ext + eyt die geringste für diesen Anker ist.
  6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralklemme (4) in einem Koffer platziert ist, der mit einer Steuerung und Eingangs-/Ausgangsmittel ausgestattet ist, wobei die Eingangs-/Ausgangsmittel Druckknöpfe und einen Bildschirm, vorzugsweise einen Touchscreen, umfassen.
  7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzklemmen (3) und die Zentralklemme (4) mit UWB-Radiosendern und/oder Ultraschallwandlern ausgestattet sind.
  8. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnmittel leuchtende, akustische und/oder Vibrationsmittel sind.
  9. System zum individuellen oder kollektiven Schutz von Personen nach Anspruch 5 (1), wobei der potenziell gefährliche Bereich drei Dimensionen (3D) umfasst:
    - die Vielzahl von Referenzklemmen oder Ankern (3), davon eine Zentralklemme (4), die in dem Bereich verteilt sind, wobei die Anker (3, 4) auf bidirektionale Weise untereinander kommunizieren und dazu in der Lage sind, den Abstand, der sie voneinander trennt, mit einer Präzision zu messen, die mindestens gleich einem vorbestimmten Wert ist;
    - die automatisierte Einheit, die konfiguriert ist, um einen dreidimensionalen oder XYZ-Bezugssystem festzusetzen, und die konfiguriert ist, um, ausgehend von den gemessenen Abständen zwischen den Ankern (3, 4), zunächst vier Ankern (10, 20, 30, 40) mindestens teilweise willkürlich eine Position im XYZ-Bezugssystem zuzuweisen und dann die anderen Anker (40, ...) in diesem XY-Bezugssystem durch ein Trilaterationsverfahren zu lokalisieren;
    - die automatisierte Einheit zur Positionierung des Tags im XYZ-Bezugssystem, die konfiguriert ist, um jedes Tag (6) in Bezug auf mindestens ein Triplett von Ankern (i, j; k; i, j, k = 1, 2, ...) zu positionieren, woraus sich zwei mögliche Positionen T1, T2 (61, 62) für das Tag (6) durch Überschneidung von drei Sphären ergeben, wobei die gewählte Position dank einer Wahl bestimmt wird, die auf der Verwendung der anderen Anker I (wobei I verschieden von i, j, k ist) basiert, wobei eine Bewertung jeder möglichen Position T1, T2 (61, 62) zugeordnet wird, indem die Differenz zwischen dem Abstand Tag-Anker I oder dl und jedem der Abstände zwischen dem Anker I und den möglichen Positionen T1, T2 (61, 62) berechnet wird, wobei die geringste Differenz die Erhöhung der Bewertung für die entsprechende mögliche Position T1, T2 (61, 62) verursacht, wobei die höchste Bewertung schließlich die gewählte Position unter den zwei möglichen Positionen T1, T2 (61, 62) ergibt;
    - die Einheit (5) zum Ziehen einer Umgrenzung (2) des potenziell gefährlichen Bereichs, die dazu bestimmt ist, die Umgrenzung ausgehend von der Position der Anker (3) zu ziehen, nachdem sie im oben angegebenen XYZ-Bezugssystem lokalisiert wurden, wobei die Umgrenzung (2) bestimmt ist, mindestens einen Bereich zu definieren, in dem die Anwesenheit einer Person (1) die Betätigung durch die Zentralklemme (4) der Warnmittel, die mit dem Tag (6) assoziiert sind, verursacht.
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