Technologie spoort reddingswerkers op in gebouwen

Wat is TomTom of Google Maps toch handig wanneer je in een onbekende stad ergens naar toe moet. Helaas werkt GPS, waardoor je op een kaart ziet waar je bent en naartoe moet, niet overal. Neem een gebouw. Daar blokkeren de muren en het dak het signaal van de satellieten.

Toch willen reddingswerkers graag precies weten waar brandweerlieden en ambulancepersoneel zijn in een pand. Bijvoorbeeld als een deel van het gebouw dreigt in te storten en die informatie mogelijk mensenlevens redt. Of een reddingswerker onwel wordt door de rook.

Versnelling

Al jaren zoeken onderzoeksgroepen wereldwijd naar oplossingen. Het Hanze Institute of Technology presenteert nu veelbelovend onderzoek naar een soort navigatiesysteem dat verwerkt zit in de hak van een laars.

“We gebruiken daarvoor een klein chipje dat onder meer de versnelling meet. Zodra je de acceleratie weet, is het mogelijk om de afstand tussen twee punten te berekenen. We gebruiken ook een gyroscoop, die de verandering van een hoek meet. Dankzij deze hoekverdraaiing weten we welke richting iemand op gaat. Daarnaast bepalen we nog de richting, door naar het magnetisch veld van de aarde te kijken. Deze drie onderdelen zijn genoeg om via de door ons ontwikkelde algoritmes nauwkeurig te bepalen waar iemand is”, zegt Bryan Williams (Hanze Institute of Technology). Zijn onderzoek wordt mede gefinancierd door technologiestichting STW.

Maar deze zogeheten xyz-coördinaten zijn natuurlijk niets waard, als de onderzoekers ze niet goed visualiseren. Williams werkt daarom aan een programma, waarmee je buiten ziet waar iemand in het gebouw is. Op een tablet of laptop verschijnt in stipjes de route die iemand aflegt. Omdat je niet van te voren weet hoe een gebouw er uitziet, verschijnt alleen een globale 3D-weergave van waar iemand zich begeeft.

Meetfoutjes

“Eerst laten we bijvoorbeeld tien bij tien meter zien. Loopt iemand verder? Dan toont het programma twintig bij twintig meter. We zien geen muren op het scherm. Die weten we immers niet en brengen we ook niet gedetailleerd in kaart. Maar we zien wel waar iemand zich begeeft, omdat we heel precieze positiebepaling hebben en de stipjes geven de route weer. Ook gaan we na wanneer iemand een trap op of af gaat”, weet Williams.

Binnenkort gaan de onderzoekers het systeem uitvoerig testen in de praktijk. “Hopelijk komt daarna een experiment met brandweerlieden. De informatie wordt verstuurd via het zogeheten ZigBee protocol, dat al bestaat en prima werkt.” Het is ook mogelijk dat reddingswerkers zelf een soort lokaal GPS-netwerk aanleggen rond een gebouw. Maar het grote nadeel daarvan is dat het teveel tijd kost om dit te doen. Hulpverleners willen natuurlijk zo snel mogelijk mensen redden en het gebouw blussen, en niet eerst nog bezig zijn om een speciaal netwerk te installeren.

Het lastigste om te ontwikkelen was de correctie van de meetgegevens. De chip maakt voortdurend kleine meetfoutjes. Na een paar minuten is dat al een vrij groot probleem. En dat mag natuurlijk niet gebeuren. Zelfs een kleine afwijking is uit den boze. Om na te gaan of alle gegevens nog kloppen, is daarom een ijkpunt nodig.

Concurrerende systemen

De onderzoekers maken er handig gebruik van dat iemand na het zetten van een stap even de voet stil houdt en geen snelheid heeft. Williams: “Op dat moment is de snelheid nul en de versnelling ook. Bovendien staat de voet meestal horizontaal. Dan herijken we het systeem. Dankzij het meten van het magnetisch veld van de aarde, weten we ook nog in welke richting de voet staat. Hierdoor is het mogelijk alle gegevens die we verzamelen te corrigeren na iedere stap en weten we heel zeker wat de snelheid, afstand en richting van de voet is. Alhoewel het nog wel erg lastig is om dat aardmagnetisch veld goed op te pikken. Onder meer vanwege verstoring door Tl-buizen, computers en metalen tafels.”

Niet alleen het Hanze Institute of Technology ontwikkelt een dergelijk systeem. Wereldwijd werken onderzoeksgroepen aan ongeveer zeven concurrerende systemen. De mulitnational Honeywell is bijvoorbeeld bezig met het systeem GLANSER en aan het Amerikaanse Worcester Polythecnic Institute werkt onderzoeker John Orr aan weer een andere oplossing. Williams: “Wij zetten dit jaar de puntjes op de i met de praktijkproeven. Het klinkt misschien vrij simpel, maar als dat zo was dan liepen er al lang hulpverleners met zo’n apparaatje in hun schoen rond.”