用于自动识别危险状况的系统和方法与流程
本发明涉及用于自动识别在针对医疗环境中的对象的监控区域之内的危险状况的系统和方法。此外，本发明涉及一种程序，该程序具有用于执行根据本发明的方法的程序代码。
背景技术：
在医疗环境中已知的问题是，糊涂的患者通过其例如移除绷带、拔出导管或甚至与复杂的医疗设备交互而危及其自身的治疗。为了为患者自身利益及时阻止患者的这种活动，已知在医院之内设置基于摄像机的用于监控床位的监控系统。
us10,090,068描述了一种方法，通过所述方法在临床环境中监控：患者的手在预定的最小持续时间中是否进入监控区域之内的预定区中。预定区例如可以位于导管的区域中或患者的伤口的区域中。由此，所描述的方法实现识别患者的手进入对于该患者而言危险的区域中。
技术实现要素：
本发明的任务是实现针对医疗环境中的对象改进地自动识别危险状况，尤其改进地避免错误警报的输出并且尤其提早识别相关的危险状况。
根据本发明，为了解决该任务提出用于自动识别在针对医疗环境中的对象的监控区域之内的危险状况的系统，该系统具有传感器单元、处理器单元和输出单元。
传感器单元具有多个光学传感器并且被构成为确定并且实时地输出传感器信号。在此，多个光学传感器此外可以布置在医疗环境中并且被构成，使得传感器信号包括传感器数据，所述传感器数据指示在监控持续时间期间监控区域的三维表示的序列。
处理器单元被构成为接收传感器信号并且借助所指示的三维表示实施在监控区域之内多个要保护的对象的确定。此外，处理器单元被构成为借助所指示的三维表示实施在监控区域之内会带来危险的（gefährdend）对象的识别、尤其自动化识别，并且通过在多个要保护的对象中的要保护的对象与会带来危险的对象之间的分配确定多个对象对。此外，处理器单元被构成为在监控持续时间期间监控在监控区域之内相应对象对的要保护的对象与会带来危险的对象的位置，并且根据这两个当前位置和一组由对先前的评估数据的评估得出的参数将当前危险值分配给相应对象对。并且最后，处理器单元此外被构成为在时间评估间隔期间、尤其在预定的时间评估间隔期间针对每个对象对分别计算直至当前时刻的当前危险值，并且如果对象对的这样计算出的危险数值超过预定的阈值，则输出相应的报警信号。
输出单元被构成为接收报警信号并且根据报警信号触发警报。
在本发明的范围内认识到了：为了避免错误警报并且为了特别早地识别危险，必须定性地评估监控区域之内的当前状况。为此根据本发明确定要保护的对象并且识别在监控区域之内会带来危险的对象。此外，根据本发明的用于这种定性评估的系统除了当前数据之外也考虑由先前的评估数据得出的参数。
在本发明的范围内，要保护的对象与会带来危险的对象的接触被视为要避免的危险情况，因为这种接触在医疗日常中可能具有对患者健康不利的后果，例如由于错误操作医疗设备或由于患者扯掉镜筒（tubus）或导管。
通过根据本发明的系统有利地确保：可以快速地识别出监控区域之内的危险状况。尤其不必等待，直到例如由于患者手插入有危险的区域中、例如插入导管附近，形成危险状况。这样及早地通过监控这两个当前位置结合对先前的评估数据的评估确定特别有说服力的危险值，由所述危险值得出相应对象对的表征当前危险的危险数值。
通过使用预定的阈值有利地可以以用户特定的方式预先给定：从可能存在危险的哪个概率起输出相应的报警信号。如果阈值被预定，使得已经在小的危险概率的情况下输出报警信号，则这又将导致与在中等的危险概率的情况下才输出报警信号时相比更高数量的错误警报。
多个要保护的对象的确定例如可以自动化地、手动地或通过手势控制进行。
对会带来危险的对象的识别特别优选地自动化地进行。这种自动化识别有利地允许快速地识别所述对象，因为不必等待手动输入。此外，这实现对会带来危险的对象的识别，系统的用户可能完全没有将危害潜力判给所述对象。该自动化识别优选地通过实施用于对象识别的算法来进行，通过所述算法在监控区域里搜索预定义的对象。这种算法是众所周知的并且因此在下文中不详细解释。自动化识别也可以根据对象特性、诸如所检测到的对象速度或对象的运动方向来进行。尤其，自动化识别可以基于对三维数据序列的评估。替代地或补充地，会带来危险的对象可以手动地或通过手势控制来识别并且由此针对处理器单元来确定。
传感器数据根据本发明可以是指示二维布置的数据，所述数据允许确定监控区域的三维表示。根据本发明的三维表示序列由各个传感器数据的时间序列得出实时输出的传感器信号。三维表示根据本发明也可以是三维点云。所述三维点云相较于完整图像的传输允许大大减少的存储和传输耗费。此外，三维点云的使用允许特别简单地将多个光学传感器的数据组合为三维表示。有利地，三维点云的使用此外允许通过确定点云中的相应点的距离特别简单地确定对象之间的距离。尤其，三维点云可以通过对监控区域的相关部分的自动化预过滤、例如基于所检测到的亮度对比度来减小，使得从所确定的传感器数据中可以去除大的单色的和平坦的面、诸如地板。
根据本发明的具有多个用于提供三维表示序列的光学传感器的传感器单元的详细结构是已知的并且这种传感器单元已经在商业上可买到，所以在下文中舍弃对传感器单元和多个光学传感器中的至少一个光学传感器的工作原理的详细解释。
先前的评估数据包括在先前的时刻作为当前时刻所检测到的并且适合于评估当前危险状况的数据。尤其，先前的评估数据可以基于相应对象对的要保护的对象和会带来危险的对象相对于彼此的先前位置。
警报在本发明的范围内应被理解为信息的输出，所述信息通知输出的接收方警报状态的存在。警报在此意义上可以包括光学和/或声学输出和/或警报状态的记录。警报的根据本发明的触发在此意义上也可以包括根据报警信号输出警报信息，通过该警报信息可以通知输出的接收方警报状态的存在。
针对医疗环境中的对象的监控区域例如是在医院病房为患者设置的区域。在另一示例中，该区域是在为护理居住设置的空间之内的为被治疗的人员设置的区域。
随后描述根据本发明的系统的优选的实施方式。
在一种优选的实施方式中，在要保护的对象与会带来危险的对象之间的分配与会带来危险的对象在监控区域之内相对于要保护的对象的当前位置相关。由此避免：通过根据本发明的系统必须监控不必要大的数量的对象对。这样，基本上作为会带来危险的对象已知的对象、诸如手通常只有在该对象处于要保护的对象附近或朝着要保护的对象运动时才是危险的。此外，该分配根据该实施方式实现对象对的形成，其中不同的要保护的对象针对对象对分别被分配给不同的会带来危险的对象。由此考虑：处于要保护的第一对象附近的会带来危险的对象对于第一对象而言可能是严重的危险，而所述会带来危险的对象对于远离的要保护的第二对象而言可能目前不是危险并且不需要监控相应对象对。
在一种特别优选的实施方式中，由对先前的评估数据、尤其先前的位置的评估得出的参数是在对象对的对象之间的至少一个距离和对象对的对象相对于彼此的运动的方向。在该实施方式中，特别有利地可以推断出在一个对象对之内的要保护的对象与会带来危险的对象相对于彼此的将来的距离。这样，由对象之间的距离的改变可以推断出这些对象相对于彼此的速度。在一个优选的变型方案中，针对对象朝着彼此运动的正速度与针对更低的速度相比得出更高的当前危险值。在该实施方式的另一变型方案中，当前危险值被构成，使得如果要保护的对象和会带来危险的对象彼此离开，则该对象对的危险数值相较于先前的危险数值停滞或降低。运动的方向优选地通过评估在过去检测到的位置的过程中的距离改变来确定。在该实施方式的一个变型方案中，作为距离确定对象对的两个对象的几何重心的距离。在该实施方式的一个替代的变型方案中，作为距离确定该对象对的相应对象的最紧密地放在一起的表示点的距离。在该实施方式的另一变型方案中，通过处理器单元由对象对的两个对象相对于彼此的距离和运动方向计算接触时间，在运动保持不变的情况下在所述接触时间将发生对象对的两个对象的接触。接触时间在该变型方案中附加地形成由对先前的评估数据的评估得出的参数。接触时间的计算尤其在如下情况下是有利的：对象之一对于传感器单元而言暂时是隐藏的，例如会带来危险的对象处于另一物体之后，诸如处于覆盖物之下。鉴于当前所计算的接触时间，在这种暂时隐藏会带来危险的或要保护的对象的情况下然而可以及时地输出警报信号并且触发相应的警报，所述触摸时间是对直至将来的危险情况的持续时间的预测。
在一种特别有利的实施方式中，通过处理器单元给每个对象对分配重要值，该重要值由要保护的对象的预定的相关水平和/或由会带来危险的对象的预定的危险水平得出，并且其中该对象对的当前危险值与重要值相关。通过这种重要值可以考虑，确定的对象对可能导致对患者健康的非常大的危险，而其他对象对仅带来微不足道的危险。这样，例如当前要愈合的伤口可以作为要保护的对象被分配特别高的相关水平，使得对于该伤口和相应的治疗过程而言的任何危险都快速地导致大的危险值并且因此高的危险数值以及通过报警信号的快速报警。此外，作为会带来危险的对象的手与头部相比可以被分配更高的危险水平，使得任何具有手的对象对基本上都被分配更高的重要值，因为与要保护的对象的相应交互对于患者健康而言是特别大的危险。危险水平和相关水平的分配在一种优选的实施方式中至少部分手动地进行。在一种替代的或补充的实施方式中，危险水平和相关水平的分配通过在处理器单元的存储器中存放的向预定对象的预定分配来进行。由相关水平和危险水平确定重要值例如由这两个水平之和、由这两个水平的乘积、由这两个水平的平均值、由这两个水平的最大值和/或由其他合适的代数分配规定得出。在一个替代的变型方案中，重要值直接由相关水平或直接由危险水平得出。
在一种替代在前的实施方式的实施方式中，重要值由存放在处理器单元的存储器中的重要值与预定对象对的分配得出。
在另一有利的实施方式中，对象对的当前危险值也与在要保护的对象与会带来危险的对象之间的直接路程是否被其他物体阻挡相关。由此有利地考虑，在对象对的两个对象之间的路程的阻挡导致这两个对象接触的危险至少在某一时间段中非常低。相应地，路程的阻挡优选地导致当前危险值，该当前危险值导致确定的危险数值的降低。
在一种优选的实施方式中，如果所计算出的危险数值下降到下阈值之下，则结束通过处理器单元对对象对的监控。下阈值在此情况下被构成，使得最初会带来危险的对象对于患者健康而言不存在危险。
特别有利地，多个要保护的对象和/或会带来危险的对象的确定通过自动化对象识别来实现。用于自动化对象识别的方法普遍已知，所以在下文中不对所述方法予以详细解释。通过已知的用于对象识别的自动化算法可以特别可靠地识别预定的对象。由此特别有利的是，在使用根据本发明的系统之前定义医疗环境中的常见的要保护的医疗对象、诸如镜筒、导管、供电线缆、绷带和/或医疗设备。如果处理器单元在监控区域中识别出这种已经定义的对象，则该对象可以自动地被确定为要保护的对象。
在另一有利的实施方式中，多个要保护的对象的确定至少部分地通过与系统的用户的交互实现。在一个优选的变型方案中，与用户的交互是例如通过在图形用户界面上标记该对象、尤其通过用鼠标点击或触摸来标记，手动地定义要保护的对象。在另一有利的变型方案中，与用户的交互是手势控制，例如其方式是：在监控区域之内医务人员通过预定的手势触发对通过手势定义的对象的监控的激活。在另一有利的变型方案中，交互是在监控区域之内的预定的治疗动作，使得例如通过处理器单元通过如下方式识别出作为要保护的对象的绷带：所述绷带被施加，或镜筒作为要保护的对象通过如下方式识别出：在集成到患者中的情况下使用该镜筒。该实施方式的所有变型方案具有如下优点：即使对于可能不能通过自动对象识别被检测的不常用的形式和类型的要保护的对象而言，通过用户确定为要保护的对象也是可能的。此外，在该实施方式中可以通过用户确保：没有要保护的对象被处理器单元忽略，这对于患者安全而言是特别有利的。
在根据本发明的系统的一种实施方式中，时间评估间隔是如下时间间隔，该时间间隔通过用于确定相应对象对的确定时刻和当前时刻形成。在该实施方式中，有利地考虑从将对象分配给对象对起所确定的所有危险值。由此，通过随时间对监控区域的特别精确的定性的评估可以特别值得信赖地推断出对象对的对象相对于彼此的将来的行为。
在一种有利的实施方式中，根据本发明的系统此外具有用户接口，该用户接口与处理器单元连接，并且所述用户接口被构成为实现对要保护的对象的确定、会带来危险的对象的识别和/或将两个对象分配给对象对的手动控制。这种用户接口例如可以通过键盘、触摸显示器、计算机鼠标、光学传感器和/或操纵杆实现。根据该实施方式通过用户接口对处理器单元的操作有利地实现特别可靠地确定要保护的对象和/或特别可靠地识别会带来危险的对象和/或特别可靠地将两个对象分配给对象对。尤其，避免在自动化确定、识别和/或分配时可能出现的错误。
在一种特别优选的实施方式中，要保护的对象是来自如下组的至少一个对象：人、颈部、肢体、输液、医疗设备、线缆、软管、镜筒、绷带、伤口。这种对象形成在临床日常中经常要保护的对象，使得其作为要保护的对象的手动和/或自动确定是特别有利的。在此上下文中例如整个患者应被理解为人，使得在此情况下在（尤其通过未经授权的人）与该患者的任何接触的情况下设置有报警。
在根据本发明的系统的一种特别有利的实施方式中，传感器单元此外被构成为将涉及所确定的当前要保护的对象的传感器数据与涉及所识别出的当前会带来危险的对象的传感器数据相比更罕见地在传感器信号的范围内输出给处理器单元。在该实施方式中，有利地利用：要保护的对象、诸如根据上述实施方式的该组对象是如下对象，其典型地在临床环境中不实施运动或仅实施非常缓慢的运动。由此，在该实施方式中可以有利地减小在传感器单元与处理器单元之间的数据流和/或用于所接收的传感器数据的存储空间。
在另一有利的实施方式中，处理器单元被构成为对所接收的传感器信号进行过滤并且仅仅将被过滤的信号用于进一步处理，尤其用于进一步监控对象对。在此情况下，在被过滤的信号中优选地仅仅指示监控区域的如下区域，在所述区域中从最后的时间步起已发生了运动或监控区域的改变。
在根据本发明的系统的一种特别优选的实施方式中，会带来危险的对象是来自如下组的至少一个对象：手、脚、人、头部、动物、床栅。这种对象可以有利地特别可靠地自动化地识别。此外，所提到的对象在临床环境中可能导致与要保护的对象的交互，所述交互经常对于患者健康而言是危险。
在一种特别有利的实施方式中，报警信号指示要保护的对象和/或会带来危险的对象。在该实施方式的一个变型方案中，所触发的警报指示要保护的对象和/或会带来危险的对象。由此，根据本发明的系统的用户已经可以在察觉到通过报警信号触发的警报时检测存在的危险状况并且可能特别快地采取用于保护患者健康的预防措施。
特别有利地，触发报警信号的不同的对象对也可以导致不同类型的报警。这样，例如至少附加地在相应的医院的安全服务中可以显示通过作为会带来危险的对象的陌生人触发的警报。在另一示例中，通过作为会带来危险的对象的床栅触发的警报仅在相应的房间之内作为警报输出。在另一示例中，通过作为会带来危险的对象的动物触发的警报有利地在整个相应病房之内输出，因为该动物对于其他患者而言也可能是危险。
在另一实施方式中，处理器单元被构成为，如果对象对的这样计算出的报警数值超过另一预定的阈值，则输出另一相应的报警信号，其中另一预定的阈值大于所述预定的阈值。由此，根据当前对于患者健康而言存在的危险可以触发不同的警报等级。这样例如在达到所述预定的阈值时输出本地的仅在患者房间中能察觉的警报，并且在达到另一预定的阈值时输出全局的在停留区域中对于医务人员而言也能察觉的警报。
在另一根据本发明的实施方式中，报警信号触发将当前存在的危险状况记录在根据本发明的系统的相应存储器之内。由此，有利地可以根据先前的危险状况回顾性地理解对患者健康的损害。
在根据本发明的系统的一种优选的实施方式中，报警信号根据触发报警信号的对象对触发在要保护的对象处和/或在会带来危险的对象处的警报。在该实施方式的一个变型方案中，在要保护的对象处的警报导致对象的适配，该适配减小对患者健康的危险。例如，在一个变型方案中，医疗设备作为要保护的对象如下被适配：该医疗设备不接受用户的无意的输入。在另一示例中，音频消息作为警报被发送给形成会带来危险的对象的人，使得所述人被通知对患者健康的风险。
根据本发明的另一方面，上面所提到的任务通过用于自动识别在针对医疗环境中的对象的监控区域之内的危险状况的方法来解决。
根据本发明的方法在此具有如下步骤：
-确定传感器信号，所述传感器信号包括传感器数据，所述传感器数据指示在监控持续时间期间监控区域的三维表示的序列，并且实时地输出所述传感器信号，
-接收传感器信号，
-借助所指示的三维表示确定在监控区域之内多个要保护的对象，
-借助所指示的三维表示识别、尤其自动化识别在监控区域之内会带来危险的对象，
-通过在多个要保护的对象中的要保护的对象与会带来危险的对象之间的分配确定多个对象对，
-根据要保护的对象和会带来危险的对象的当前位置和一组由对先前的评估数据的评估得出的参数将当前危险值分配给相应对象对，
-将相应对象对的当前危险值计算为在直至当前时刻的时间评估间隔期间的相应的危险数值，
-如果这样确定的危险数值超过预定的阈值，则输出相应的报警信号，
-接收报警信号并且根据报警信号触发警报。
有利地，根据本发明的方法允许在避免错误警报的情况下特别快地识别危险状况。
尤其，在时间评估间隔期间相应对象对的当前危险值的计算是有利的，因为通过考虑监控区域的最近的过去可以特别可靠地推断出相应对象对的位置的将来的发展。
此外，有利的是，会带来危险的对象优选地被自动化识别，因为由此可以确保，会带来危险的对象在例如手动输入这些对象期间不被忽略。
在根据本发明的方法的一种特别优选的实施方式中，计算当前危险值包括将直至当前时刻的这些当前危险值合计为对象对的相应的危险数值。合计是特别简单的数学运算，其通过特别快地计算当前危险值实现通过处理器单元的特别快的处理。在该实施方式的一个优选的变型方案中，当前危险值也可以是负的，使得合计的危险数值也可以根据在监控区域之内的动作、例如当会带来危险的对象和要保护的对象在初始接近之后又彼此远离时又降低。危险数值的这种确定如何能够实现的详细描述处于关于图3至图5的描述中。
在根据本发明的方法的另一实施方式中，如果由处理器单元在监控区域之内探测到医务人员，则停止该方法。这种探测例如可以通过读出由医务人员随身携带的识别号进行。优选地，一旦医务人员已又离开了监控区域，则与至今所确定的危险值一起继续根据该实施例的方法。
此外，上面所提到的任务通过一种程序来解决，所述程序具有程序代码，所述程序代码用于当所述程序代码在计算机、处理器或可编程硬件部件上被实施时执行按照根据本发明的方法的上面所说明的实施方式中的至少一种实施方式所述的方法。
所述程序在此也可以仅仅实施根据本发明的数据处理的一部分。优选地，至少处理器单元和输出单元的功能通过程序和/或程序的彼此协调的部分来控制。尤其，将传感器数据处理成传感器信号在程序的根据本发明的实施方式中通过传感器单元的处理器之内的程序的单独部分来控制。优选地，根据本发明的程序由根据本发明的系统的处理器实施。替代地，程序至少通过处理器单元的第一处理器并且通过输出单元的第二处理器来实施。
附图说明
现在要借助在图中示意性示出的有利的实施例来更详细地解释本发明。由这些图详细地示出：
图1示出根据本发明的系统的第一实施例的示意图；
图2示出根据本发明的系统的第二实施例的示意图；
图3、4、5示出不同危险状况的示意性图示，其中要保护的对象和会带来危险的对象彼此靠近（图3），其中要保护的对象和会带来危险的对象彼此离开（图4），以及其中另一物体处于要保护的对象和会带来危险的对象之间（图5）；
图6示出根据本发明的方法的第一实施例的流程图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的系统100的第一实施例的示意图。
用于自动识别在针对医疗环境中的对象的监控区域102之内的危险状况的系统100包括传感器单元110、处理器单元120和输出单元130。
传感器单元110具有多个光学传感器112并且被构成为确定并实时输出传感器信号114。在此，多个光学传感器112此外可以布置在医疗环境中并且被构成，使得传感器信号114包括传感器数据，所述传感器数据指示在监控持续时间期间监控区域102的三维表示的序列。在所示出的实施例中，多个光学传感器112安装在壳体内，其中通过光学传感器112的不同位置，通过传感器数据指示监控区域102的三维表示。在一个未示出的实施例中，多个光学传感器中的至少一个传感器被构成用于经由在监控区域之内的渡越时间测量确定三维表示。在另一未示出的实施例中，多个光学传感器中的至少一个传感器被构成用于经由所谓的结构光测量、即输出在不可见的波长范围中的已知的辐射图并且接收相应的反射来确定三维表示。
将传感器信号114输出给处理器单元120在所示出的实施例中无线地经由无线电连接、例如经由wlan、蓝牙、ble或zigbee进行。在一个未示出的实施例中，传感器信号的输出以基于线缆的方式、例如在总线系统、尤其以太网系统的范围内进行。
处理器单元120被构成为接收传感器信号114并且在第一处理步骤121中借助所指示的三维表示实施对监控区域102之内的多个要保护的对象122的确定。当前，仅仅将在患者106的腿上的伤口104确定为要保护的对象122。该确定当前通过由处理器单元120以手势控制的方式识别出伤口104来进行。在此情况下，通过处理器单元120自动化地识别出了：伤口104被治疗了并通过绷带（未示出）来保护，使得伤口104的区域是要保护的对象。在另一未示出的实施例中，通过对传感器数据的评估来进行要保护的对象的自动化识别，使得来自随后所提到的预定对象组的对象自动地被确定为要保护的对象或作为要保护的对象自动地向系统的用户建议。该预定对象组至少包括：人、颈部、肢体、输液、医疗设备、线缆、软管、镜筒、绷带、伤口。
此外，处理器单元120被构成为在第二处理步骤123中借助所指示的三维表示实施在监控区域102之内的会带来危险的对象124的自动化识别。当前，患者106的手108和头部109被识别为会带来危险的对象。为了自动化识别，通过处理器单元120在监控区域里搜索如下对象，所述对象属于预定的并且存放在处理器单元120的存储器中的会带来危险的对象的组。该组至少包括如下对象：脚、床栅、手、人、头部、动物。在一个未示出的根据本发明的实施例中，会带来危险的对象通过在系统的用户接口的用户界面上的手动选择来确定并且由此由处理器单元识别。
在暂存要保护的对象122和会带来危险的对象124之后，处理器单元120在分配步骤125中通过在多个要保护的对象中的要保护的对象122与会带来危险的对象124之间的分配确定多个对象对105。在此，处理器单元120识别出，患者106的头部109不可能被置于伤口104附近并且因此对于作为要保护的对象的伤口104而言不是危险。因此，处理器单元120将由手108和伤口104构成的组合确定为唯一的相关的并且因此要监控的对象对105。
此外，处理器单元120被构成为在监控过程127的范围内在监控持续时间期间监控在监控区域102之内在该实施例中唯一的被监控的对象对105的要保护的对象122与会带来危险的对象124的位置，并且根据这两个当前位置和一组由对先前的评估数据的评估得出的参数将当前危险值分配给相应的对象对105。最后，在时间评估间隔期间针对每个对象对105分别计算直至当前时刻的当前危险值，并且如果对象对105的这样计算出的危险数值超过预定的阈值，则输出相应的警报信号126。危险值的这种计算的具体实施例在图3至图5的范围内予以描述。
在所示出的实施例中，警报信号126的输出以基于线缆的方式进行。在一个未示出的实施例中，该输出通过无线连接进行，如在通信技术领域中以不同的变型方案已知的那样。
输出单元130被构成为接收警报信号126并且根据警报信号126触发警报132。警报在所示出的实施例中是通过扬声器134提供的声学警报。在一个未示出的替代的或补充的实施例中，通过输出单元触发光学警报。在另一未示出的实施例中，通过输出单元触发危险状况的记录。在另一未示出的实施例中，警报通过不属于根据本发明的系统的外部设备输出，其中然而输出单元130被构成用于通过触发信号在外部设备处触发相应的警报。
在所示出的实施例中，根据本发明的系统100的所有单元具有单独的壳体，因为所有单元彼此间隔开地布置。由此，例如可能的是，将处理器单元设置在医疗环境中的中心位置处并且利用共同的处理器单元运行多个具有相应数量的不同传感器单元的根据本发明的系统。
图2示出根据本发明的系统200的第二实施例的示意图。
该系统200与在图1中所示出的系统100的区别尤其在于，传感器单元210包括两个单独的摄像机，所述两个单独的摄像机具有相应数量的光学传感器212、212’和两个子监控区域103、103’。相应地所检测的传感器数据的组合处理通过如下方式是可能的：子监控区域103、103’具有共同的要监控的监控区域102作为交集。由此，指示所述共同的要监控的监控区域102的三维表示的唯一序列。
此外，该系统200与图1中的系统100的区别在于，处理器单元120和输出单元230布置在共同的壳体240中。壳体240此外包括用户接口250作为系统200的附加的组成部分。
用户接口250与处理器单元120以信号技术连接。用户接口240在此被构成用于实现手动控制对要保护的对象的确定、对会带来危险的对象的识别和/或将两个对象分配给一个对象对。为此，用户接口250具有用于接收用户输入254的触摸显示器252。当前，进行要保护的对象的确定，使得在触摸显示器252上表示当前监控区域102，并且可以通过在触摸显示器252上触摸要保护的对象来确定该对象。类似地，进行会带来危险的对象的手动识别和存储。经由触摸显示器252手动地将两个对象分配给一个对象对例如可以通过一个对象到另一对象之上的滑动手势、通过同时触摸两个对象、通过在触摸显示器上快速连续地轻敲两个对象、和/或通过在用户接口250的数据库中的相应的笔记来进行。在一个未示出的实施例中，用户接口被构成为键盘、计算机鼠标、光学传感器和/或操纵杆。当前，通过用户接口250根据用户输入254将相应的输入信号256输出给处理器单元120。
在所示出的实施例中，输出单元230以基于线缆的方式与处理器单元120连接。不同于在图1中的系统100中，输出单元230被构成用于根据所接收的报警信号126将触发信号236输出给医院的通信网络260，并且在该通信网络260之内触发警报。不仅报警信号126而且相应地输出的触发信号236指示要保护的对象和/或会带来危险的对象。由此，通过通信网络260可以触发警报，其特别地适配于出现的危险状况。这样例如可以仅仅触发在有关的医院房间之内的警报器，或可以在严重情况下、诸如在受动物危害时触发分布于医院病房的一组警报器。
图3、4和5示出不同危险状况的示意性图示，其中要保护的对象122和会带来危险的对象124彼此靠近（图3），其中要保护的对象122和会带来危险的对象124彼此离开（图4），以及其中另一物体570处于要保护的对象122和会带来危险的对象124之间（图5）。
借助在图3至图5中所示出的危险状况，在下文中要解释根据在图1中所示出的优选的实施例将分别相同的对象对105分配给当前危险值以及将当前危险值计算为危险数值。
在三个所示出的危险状况中，要保护的对象122如已经在图1和图2中的实施例的范围内所解释的那样是患者106的膝盖处的伤口104。会带来危险的对象124又是患者106的手108并且所观察的对象对因此通过患者106的伤口104和手108形成。
在当前时刻被分配给该对象对105的当前危险值
作为相应的对象的当前位置，通过处理器单元120使用该对象的几何重心。在一个未示出的实施例中，距离向量通过相应的对象的传感器数据点的最紧密地放在一起的点对形成。优选地，对象的几何重心并不利用传感器数据的任何新数据集重新计算，特别优选地该重心针对在监控区域之内的对象计算仅仅一次，以便之后相对于该对象的范围被保持在固定的位置处。这样，有利地减少处理器单元的计算时间。
除了距离d之外，从当前位置和所述位置关于时间的改变此外可以确定对象对105的两个对象相对于彼此的速度和该运动的方向r，作为危险值g的参数。在所示出的实施例中，处理器单元120除了运动的方向之外评估会带来危险的对象朝要保护的对象的方向的运动的分量r。这通过将方向r的相应的运动向量投影到通过两个对象形成的轴线a上进行。
在图3中，分量r被构成，使得该分量从手108指向伤口104的方向。鉴于对象对105的两个对象相对于彼此的该运动，当前危险值g大于在先前的步骤中确定的危险值，使得相应地计算的危险数值与在先前的时刻相比当前更大。如果危险数值由此大于预定的阈值，则系统100将输出相应的报警信号。
在图4中，分量r被构成，使得该分量从手108指向离开伤口104的方向。鉴于对象对105的两个对象远离彼此的该运动，当前危险值g小于在先前的步骤中确定的危险值，使得相应地计算的危险数值与在先前的时刻相比当前更小。报警信号的触发因此在所示出的运动的情况下与在两个对象将保持在其当前位置处时相比更不可能。
在所示出的实施例中，通过如下方式实现危险值的计算：所述危险值针对时间评估间隔被合计为危险数值。由此，计算上根据
危险值g优选地是有理数，如果会带来危险的对象朝要保护的对象的方向运动，或者如果在这两个对象之间的距离与在最后的时间步中相比当前更快地缩小，或者如果要保护的对象被分配有特别高的相关水平，或者如果会带来危险的对象被分配有特别高的危险水平，则所述有理数为正的。危险值g与距离的相关性可以连续地、例如通过随着距离下降而单调递增函数实现。如果在会带来危险的对象与要保护的对象之间的距离变大，如在图4中情况如此，则危险值g为零或负的。此外，如果物体阻挡在会带来危险的对象与要保护的对象之间的直接路径，如在图5中通过处于手108和伤口104之间的物体570、即托盘而情况如此，则危险值为零或为负的。负的或停滞于零处的危险值引起，危险数值并不变得更大，因为尤其在根据当前的实施例通过合计进行计算时没有正数被加到在前的危险数值上。
在针对在图3中所示出的危险状况的具体的计算示例中，在手108朝伤口104的方向的初始运动之后危险值从0改变到了1，使得危险数值也为1。在手108然后在一个位置中保持了一些时间之后，危险值又改变到了0并且危险值保持为1。随着所示出的重新开始的运动，危险值改变到了2，因为现在除了运动之外距离也在相应的阈值之下，使得根据在确定的距离d=0.5m的情况下从阈值0.5m起开始的反相关性gd=0.5/d，由此危险值附加地被提高1。由此，危险数值现在为3。当前，从4.5的危险数值的阈值起输出报警信号。因此，在手朝着伤口运动的重新的时间步中，如果早先没有进行远离伤口的运动，这将导致负的危险值和危险数值的相应减小，则触发报警信号。
优选地，危险值与重要值线性相关，所述重要值通过处理器单元被分配给相应的对象对。重要值优选地成比例地与要保护的对象的预定的相关水平和/或会带来危险的对象的预定的危险水平相关。
在一个优选的实施例中，通过手动用户输入和/或通过由制造商提供的存储在处理器单元的存储器中的值的预定分配，进行用于危险水平和/或相关水平和/或重要值和/或危险值的具体有理数的确定。由此，在评价危险状况时可以考虑各个偏好。
图6示出根据本发明的方法600的第一实施例的流程图。
用于自动识别在针对医疗环境中的对象的监控区域之内的危险状况的方法600具有在下文中所描述的步骤的序列：
第一步骤600包括：确定传感器信号，所述传感器信号包括传感器数据，所述传感器数据指示在监控持续时间期间监控区域的三维表示的序列，以及实时地输出所述传感器信号。
接着的步骤620包括接收传感器信号。
下一步骤630包括借助所指示的三维表示确定在监控区域之内的多个要保护的对象。
可以与步骤630并行地实施的步骤640包括借助所指示的三维表示识别、尤其自动化地识别在监控区域之内的会带来危险的对象。
另一步骤650包括通过在多个要保护的对象中的要保护的对象与会带来危险的对象之间的分配确定多个对象对。
接着的步骤660包括根据要保护的对象和会带来危险的对象的当前位置和一组由对先前的评估数据的评估得出的参数将当前危险值分配给相应的对象对。
下一步骤670包括：将相应的对象对的当前危险值计算为在直至当前时刻的时间评估间隔期间的相应的危险数值。
另一步骤680包括：如果这样确定的危险数值超过预定的阈值，则输出相应的报警信号。
最后的步骤690包括接收报警信号并且根据报警信号触发警报。
步骤610和620典型地实时地、即以短暂连续的时间步（inkurzaufeinanderfolgendenzeitschritten）重复地实施。
步骤630和640可以彼此并行地或以任意的顺序连续地实施。
步骤650在监控对象对期间被实施一次，而步骤660和670描述实际的监控过程，并且以连续的时间步重复地被实施，使得相应的危险数值总是利用与在监控区域中的当前状况适配的危险值来计算。步骤680和690在监控对象对的范围内优选地仅仅相继地实施一次，即在危险数值超过预定的阈值之后。
在一个优选的实施例中，根据步骤670的当前危险值的计算通过将在直至当前时刻的时间评估间隔期间的这些危险值合计来进行。
优选地，根据本发明的方法在另一步骤中包括：如果处理器单元通过传感器信号检测到在监控区域之内医务人员的存在，则禁用方法600。在该变型方案的一个优选的示例中，如果所检测到的医务人员已离开监控区域，则以在医务人员的禁用之前所检测到的数据继续该方法600。在该实施方式的一个变型方案中，医务人员的检测由其他人员通过自动检测由医务人员随身携带的识别号来实现。这例如通过随身携带的钥匙卡和/或通过将识别信息相应地布置在医务人员的服装上是可能的，在所述钥匙卡上存放有识别号。在一个替代的或补充的示例中，识别信息手动地通过医务人员提供。
附图标记列表
100、200系统
102监控区域
103、130’子监控区域
104伤口
105对象对
106患者
108手
109头部
110、210传感器单元
112、212、212’多个光学传感器
114传感器信号
120处理器单元
121第一处理步骤
122要保护的对象
123第二处理步骤
124会带来危险的对象
125分配步骤
126报警信号
127监控过程
130，230输出单元
132警报
134扬声器
236触发信号
240壳体
250用户接口
252触摸显示器
254用户输入
256输入信号
260通信网络
570其他物体
600方法
610、620、630、640、650方法步骤
660、670、680、690
d在被监控的对象之间的距离
r运动方向
r运动的分量
a在被监控的对象之间的轴线
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