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Dokumentenidentifikation DE102004034469A1 16.02.2006
Titel Sensorik zum Erkennen von Bewegungsabläufen und Feedbackanordnung
Anmelder Actimon GmbH & Co. KG, 69190 Walldorf, DE
Erfinder Schweizer, Thomas, 85560 Ebersberg, DE;
Wegertseder, Dominik, 85540 Haar, DE
Vertreter Müller-Boré & Partner, Patentanwälte, European Patent Attorneys, 81671 München
DE-Anmeldedatum 16.07.2004
DE-Aktenzeichen 102004034469
Offenlegungstag 16.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.02.2006
IPC-Hauptklasse A61B 5/103(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse A61B 5/16(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      G01P 5/18(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      G08C 17/02(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Es ist Erfassungssystem für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objektes vorgesehen, umfassend einen am Objekt angeordneten Sensor zur Erfassung der Bewegung und/oder der Position eines Objekts, zumindest eine Feedbackeinrichtung, welche am Objekt oder diesem benachbart angeordnet ist, und eine Auswerteeinrichtung, welche mit dem Sensor und der Feedbackeinrichtung in Signalverbindung steht, wobei die Auswerteeinrichtung einen Komparator umfaßt, welcher zum Vergleich von vom Sensor ermittelten Daten mit vorbestimmten oder vorbestimmbaren Daten ausgelegt ist, welche in der Auswerteeinrichtung vorgesehen sind, und wobei die Feedbackeinrichtung ausgelegt ist, zeitlich unmittelbar in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses des Komparators eine Reaktion auszuüben.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Erfassungssystem für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objekts, ein Erfassungsverfahren für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objekts sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.

Erfassungssysteme, insbesondere um Positionen und Bewegungsabläufe von Objekten zu erfassen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Durch derartige Systeme können Bewegungsabläufe gemessen und nachvollzogen werden, beispielsweise durch eine Videoanalyse. Hierzu werden insbesondere Hochleistungskameras verwendet, wobei nach der Entwicklung des Films oder der Aufbereitung der Daten der Anwender den Bewegungsablauf betrachten und evaluieren kann.

Nachteilig bei diesen Systemen ist, daß sie sehr aufwendig und teuer in ihrer Herstellung und Bedienung sind. Darüber hinaus ist es nicht möglich, ein direktes Feedback während der Bewegung des Nutzers an diesen weiterzugeben.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Erfassungssystem sowie ein Erfassungsverfahren für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objekts vorzusehen, mittels welchen ein direktes Feedback an den Nutzer möglich ist, die Auflösung, d.h. die Genauigkeit, verbessert wird und zusätzliche Parameter gemessen werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Erfassungssystem für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objekts gemäß Anspruch 1, ein Erfassungsverfahren für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objekts gemäß Anspruch 12 gelöst und ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist ein Erfassungssystem für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objekts vorgesehen, umfassend

  • – zumindest einen am Objekt angeordneten Sensor zur Erfassung der Bewegung und/oder der Position eines Objekts,
  • – zumindest eine Feedbackeinrichtung, welche am Objekt oder diesem benachbart angeordnet ist, und
  • – zumindest eine Auswerteeinrichtung, welche mit dem Sensor und der Feedbackeinrichtung in Signalverbindung steht, wobei die Auswerteeinrichtung einen Komparator umfaßt, welcher zum Vergleich von vom Sensor ermittelten Daten mit vorbestimmten oder vorbestimmbaren Daten ausgelegt ist, welche in der Auswerteeinrichtung vorgesehen sind, und wobei die Feedbackeinrichtung ausgelegt ist, zeitnah bzw. zeitlich unmittelbar in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses des Komparators eine Reaktion auszuüben.

Der zumindest eine Sensor ist vorteilhafterweise in einer kompakten Bauart ausgeführt und eigenständig am Objekt angeordnet, d.h. unabhängig von der Position der weiteren Elemente des Erfassungssystems positionierbar. Somit ist es möglich, den Sensor so zu positionieren, daß Bewegungsabläufe des Objekts nicht negativ beeinflußt werden. Die Feedbackeinrichtung kann einerseits am Objekt selbst oder diesem benachbart angeordnet sein. In anderen Worten ist es möglich, die Feedbackeinrichtung an einem dem Objekt assoziierten zweiten Gegenstand bzw. an einer mit dem Objekt in Verbindung stehenden Person anzuordnen, welche Empfänger des Feedbacks sein soll.

Durch Signalkontakt bzw. -verbindung der Auswerteeinrichtung einerseits mit dem zumindest einen Sensor und der Feedbackeinrichtung, ist es möglich, eine Vielzahl von verschiedenen Daten, welche beispielsweise im Komparator verarbeitet werden, diesen Elementen zu übertragen. Diese Daten können einerseits Einzel-Daten sein oder ganze Datensätze. In diesem Zusammenhang bedeuten Einzel-Daten diejenigen Daten, mittels derer sich beispielsweise die Position eines Objekts feststellen läßt. Die Datensätze hingegen dienen dazu, einen Bewegungsablauf vorzugeben, d.h. eine über einen längeren Zeitraum definierte Aneinanderreihung von einzelnen Positionen.

Statt eines oder zusätzlich zu einem Bewegungsablaufs bzw. einer bestimmten Position ist es ebenfalls möglich, Zeiten bzw. Zeitabläufe zu messen. Ebenfalls denkbar wäre die Messung und Verarbeitung einer zurückgelegten Wegstrecke aus der erfaßten Beschleunigung in Abhängigkeit von der gemessenen Zeit.

Durch den Komparator können vorteilhafterweise die durch den Sensor gemessenen Daten mit entsprechenden Referenzdaten verglichen werden und, ausgehend von diesem Vergleich, über geeignete Rechenoperationen entsprechende Ergebnisse ausgegeben werden. Die Ergebnisse können beispielsweise in Form von Differenzwerten zwischen Referenzwert und eingelesenem Wert an die Feedbackeinrichtung ausgegeben werden. Dies erfolgt vorteilhafterweise zeitnah bzw. in zeitlich unmittelbarer Abhängigkeit von der Errechnung des Vergleichsergebnisses bzw. von der Erfassung der Daten durch den zumindest einen Sensor. Zeitnah bzw. zeitlich unmittelbar bedeutet hierbei eine Reaktion innerhalb von wenigen Sekunden, vorzugsweise weniger als 10 Sekunden, besonders vorzugsweise weniger als 1 Sekunde und ganz besonders vorzugsweise in weniger als 50 Millisekunden. Somit ist es durch die zeitnahe Reaktionsausübung möglich, während der Bewegung des Objekts diesem bzw. einer Person ein Feedback zu geben. Es wird vorteilhafterweise ein System geschaffen, welches von externen Einrichtungen autark, d. h. unabhängig, arbeitet und welches fähig ist, dem Anwender zeitnah bzw. insbesondere in Echtzeit ein Feedback zu geben.

Bevorzugterweise ist der Sensor ausgebildet, die Beschleunigung und/oder die Drehrate, vorzugsweise jeweils in drei Achsen bzw. Achsrichtungen, zu messen. Die drei Achsrichtungen sind vorteilhafterweise so angeordnet, daß sie den dreidimensionalen Raum aufspannen. Vorzugsweise stehen die Achsrichtungen senkrecht zueinander. Hierfür eignet sich insbesondere ein sogenannter mikromechanischer "Low-g"-Halbleiterbeschleunigungssensor, welcher eine Auflösung von wenigen Milli-g aufweist. Derartige Sensoren können eine Auflösung von weniger als einem Grad pro Sekunde aufweisen. Zusätzlich oder alternativ zur Beschleunigung kann ebenfalls die Drehrate durch einen Sensor gemessen werden. Somit ist es möglich, ebenfalls die Rotationsgeschwindigkeit und/oder – beschleunigung um eine oder mehrere Achsen zu messen. Folglich ist es möglich, ebenfalls ein "Taumeln" des Objekts vorteilhafterweise mittels einer derartigen Einrichtung festzustellen.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen der Sensor und/oder die Feedbackeinrichtung und die Auswerteeinrichtung Funkübertragungsmittel auf. Somit ist es möglich, die Signalübertragung zwischen Sensor und/oder Feedbackeinrichtung und Auswerteeinrichtung drahtlos zu gestalten. Eine derartige drahtlose Übertragung kann beispielsweise mittels "Bluetooth" oder anderen standardisierten oder proprietären Verfahren erfolgen.

Es ist jedoch zusätzlich oder alternativ ebenfalls möglich, die Signalverbindung über das Objekt selbst zu gestalten. Denkbar wäre dies beispielsweise bei einer Signalverbindung über Kleidungsstücke einer das Objekt darstellenden Person. Derartige Kleidungsstücke, welche elektrische Signalverbindungen aufweisen sind im Bereich der sogenannten "wearable electronics" bekannt. Eine Übertragung könnte hierbei erfolgen, indem in dem Textilgewebe leitfähige Kett- und Schußfäden eingearbeitet werden, welche fähig sind, elektronische Daten zu übertragen.

Vorteilhafterweise ist die Signalverbindung als gesicherte Verbindung ausgebildet. In anderen Worten kann die Verbindung so ausgebildet sein, daß eine Manipulation von außen nicht möglich ist. Dies könnte erfolgen, indem das Signal einerseits verschlüsselt bzw. kodiert wird und andererseits mit einer Signatur versehen wird, so daß der Signalempfänger Informationen über den Signalsender erhält. Somit ist es nicht möglich, die Signale zu manipulieren oder abzufangen, und durch andere Signale zu ersetzen. Durch eine entsprechende Kodierung ist es ebenfalls nicht möglich, daß die Daten von externer Stelle analysiert und verändert werden können.

Weiterhin bevorzugterweise weisen der Sensor und/oder die Auswerteeinrichtung eine Zeiterfassungseinrichtung auf. Zeiterfassungseinrichtung ist hier insbesondere nicht als "Stoppuhr" zu verstehen sondern als Signalgeber, der Zeitsignale an die entsprechenden Einrichtungen abgibt. Somit können in Abhängigkeit von den Zeitsignalen und einer vom Beschleunigungssensor gemessenen Beschleunigung die Wegstrecke, die Geschwindigkeit sowie der Geschwindigkeitsverlauf über die Wegstrecke des Objekts errechnet werden.

Besonders bevorzugterweise weist die Feedbackeinrichtung optische und/oder akustische Ausgabemittel auf, um die Reaktion auszuüben. Derartige optische und/oder akustische Ausgabemittel können beispielsweise ein Lautsprecher oder Kopfhörer sein oder ein Display oder auch Leuchtdioden. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, anstelle einer optischen oder akustischen Signalisierung eine Kraft auf das Objekt oder einen dem Objekt benachbarten Körper auszuüben.

Weiterhin vorteilhafterweise weist das Erfassungssystem eine Speichereinrichtung auf, welche vorzugsweise in der Auswerteeinrichtung, der Feedbackeinrichtung und/oder dem Sensor vorgesehen ist. Die Speichereinrichtung kann vorteilhafterweise die von dem Sensor eingelesenen bzw. erfaßten Daten, die Referenzwerte, welche in der Auswerteeinrichtung vorgesehen sind, und die entsprechenden Verarbeitungsdaten bzw. -programme speichern. Als Speichereinrichtung können insbesondere sämtliche flüchtigen und nicht-flüchtigen elektronischen Halbleiterspeicher, insbesondere DRAMs und Flash-Speicher verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Auswerteeinrichtung eine erste Auswerteeinheit und eine zweite Auswerteeinheit auf, welche miteinander in Signalverbindung stehen. Es ist somit möglich, in der ersten Auswerteeinheit eine Voranalyse der Daten durchzuführen und in der zweiten Auswerteeinheit diese voranalysierten Daten weiter zu verarbeiten.

Vorzugsweise ist die erste Auswerteeinheit am Objekt oder diesem benachbart und die zweite Auswerteeinheit ortsfern zu dem Objekt angeordnet. In anderen Worten ist die zweite Auswerteeinheit nicht in mittelbarem oder unmittelbarem körperlichen Kontakt zu dem Objekt vorgesehen sondern so angeordnet, daß die Bewegung bzw. Position des Objekts von der zweiten Auswerteeinheit unabhängig möglich ist. Vorzugsweise weisen die erste und zweite Auswerteeinheit Funkübertragungsmittel zur vorzugsweise gesicherten Signalverbindung auf. Somit könnte die zweite Auswerteeinheit mittels einer Funkverbindung an einem zentralen Ort, beabstandet vom Objekt, angeordnet sein, vorzugsweise im Bereich von einem Meter bis mehrere Kilometer.

Weiterhin erfindungsgemäß ist ein Erfassungsverfahren für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objekts vorgesehen, umfassend die Schritte:

  • – Erfassen der Bewegung und/oder der Position des Objekts mittels zumindest eines am Objekt angeordneten Sensors;
  • – Auswerten der vom Sensor ermittelten Daten in einer Auswerteeinrichtung, indem die vom Sensor ermittelten Daten mit vorbestimmten oder vorbestimmbaren Daten durch einen Komparator verglichen werden; und
  • – zeitnahes Ausüben einer Reaktion in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses des Komparators durch eine Feedbackeinrichtung.

Durch die zeitnahe bzw. unmittelbare Reaktion ist es möglich, dem Objekt während seiner Bewegung bzw. seines Bewegungsablaufs ein Feedback zu geben. Unmittelbar bedeutet in diesem Zusammenhang "zeitlich unmittelbar", insbesondere im Bereich von weniger als einer Minute, bevorzugter Weise einer Sekunde und besonders bevorzugter Weise wenigen Millisekunden. Durch ein derartiges Verfahren ist es möglich, dem Objekt, unabhängig von externen Vorrichtungen, ein Feedback über seine Bewegung bzw. seinen Bewegungsablauf und/oder seine Position zu geben, so daß dieses Verfahren autark von externen Vorrichtungen abläuft. Die vom Sensor ermittelten Daten werden an die Auswerteeinrichtung übertragen, so daß nach Auswerten dieser Daten entsprechende weiterverarbeitete Daten an die Feedbackeinrichtung übertragen werden können. Dies kann beispielsweise mittels Funkübertragung geschehen.

Bevorzugterweise weist das Erfassungsverfahren weiterhin die Schritte auf:

  • – Übertragen von Daten von einer ersten Auswerteeinheit der Auswerteeinrichtung an eine zweite, ortsferne Auswerteeinheit der Auswerteeinrichtung;
  • – Verarbeiten der Daten in der zweiten Auswerteeinheit; und
  • – Übertragen der verarbeiteten Daten an die erste Auswerteeinheit. Hierdurch ist es möglich, einen Teil der Daten in der ersten Auswerteeinheit vorzuanalysieren und die voranalysierten Daten in der zweiten Auswerteeinheit weiter zu analysieren. Vorteilhafterweise ist die erste Auswerteeinheit am Objekt selber angebracht und die zweite Auswerteeinheit ortsfern angeordnet. Zur Weiterverarbeitung bzw. zum Auslösen eines Feedbacks werden die in der zweiten Auswerteeinheit verarbeiteten Daten wieder an die erste Auswerteeinheit übertragen und entsprechend weitergeleitet.

Weiterhin erfindungsgemäß ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Erfassungssystems zur Erfassung des Bewegungsablaufs und/oder der Position zumindest eines Körperteils einer Person vorgesehen. Verwendet werden können derartige Systeme insbesondere im Bereich des Skisports, beispielsweise beim Skisprung, bei welchem der Neigungswinkel und die Verdrehung der Ski im Flug gemessen werden können. Ebenfalls ist eine Anwendung bei Kampfsportarten, wie Boxen, Karate etc. denkbar, bei welcher Schlagkraft und der Bewegungsablauf gemessen werden sollen. Auch bei Ballsportarten können, entsprechend über die Beschleunigung, die Kraft und der Bewegungsablauf erfaßt werden. Bei Sportarten mit Schlägern läßt sich ein derartiges System auch am Schläger anordnen oder darin integrieren, um somit entsprechende Parameter, wie z.B. den Kraftvektor, den Kraftgradienten, Bewegungsablauf etc. zu erfassen.

Das vorliegende Erfassungssystem kann ebenfalls in der Rehabilitation, z.B. nach Operationen (Wiedererlernung von Bewegungsabläufen), oder bei der Erkennung von Haltungsschäden dienen, z.B. bei ungleichmäßigen Belastungen bei verschiedenen Bewegungsabläufen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand begleitender Zeichnungen bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ein Diagramm eines bevorzugten Sensors der vorliegenden Erfindung;

3 ein Diagramm einer bevorzugten ersten Auswerteeinheit der vorliegenden Erfindung;

4 ein Diagramm einer bevorzugten Feedbackeinrichtung der vorliegenden Erfindung; und

5 zeigt ein Diagramm einer bevorzugten zweiten Auswerteeinheit der vorliegenden Erfindung.

In 1 ist beispielhaft eine Anwendung des Erfassungssystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zur Trainingsverbesserung beim Skispringen bzw. Skifliegen dargestellt. An den Füßen einer Person 2 befinden sich zwei Ski bzw. Objekte 4. Angeordnet am Objekt 4 sind, benachbart zu den Füßen der Person 2, zwei Sensoren 6. Diese übertragen die Beschleunigungs- und Rotationskräfte, welche auf die Objekte 4 wirken. Als Beschleunigungs- und/oder Rotationssensoren 6 können insbesondere moderne mikromechanische Low-g-Halbleiterbeschleunigungssensoren verwendet werden. Diese haben eine Auflösung bzw. Genauigkeit von wenigen Milli-g bzw. Grad pro Sekunde. Somit ist es insbesondere möglich, die Winkelstellung der Objekte 4 exakt zu bestimmen und eine Analyse der auf die Objekte 4 wirkenden Beschleunigungskräfte zu erlangen. Die im Sensor 6 gewonnenen Daten werden über eine Signalverbindung 8 zu einer Auswerteeinrichtung 10 geleitet.

Die Auswerteeinrichtung 10 umfaßt insbesondere eine erste Auswerteeinheit 12 und eine zweite Auswerteeinheit 14. Die erste Auswerteeinheit 12 steht über die Signalverbindung 8 mit den Sensoren 6 in Kontakt. Als Übertragungstechnologie kann hierzu insbesondere Bluetooth als drahtlose Übertragungstechnologie zum Einsatz kommen. In der ersten Auswerteeinheit 12 kann insbesondere eine Voranalyse der vom Sensor 6 ermittelten Daten erfolgen. Hierbei ist es möglich, einerseits wichtige, direkt aus dem Sensorsignal abgeleitete Informationen zu bewerten. Diese können beispielsweise der Winkelunterschied zwischen den beiden Objekten 4 sein, die Geschwindigkeitsverzögerung durch von außen angreifende Widerstände (z.B. Luftwiderstand) und die Amplitude des Rüttelns und/oder Flatterns der Objekte 4.

Andererseits ist es möglich, diese Daten gegenüber statistischen bzw. vorbestimmbaren bzw. vorbestimmten, abgelegten und vorzugsweise dynamisch erzeugten Referenzwerten bzw. -verläufen zu vergleichen und entsprechend als Feedbackkorrekturwerte auszugeben. Ein Bewegungsverlauf könnte somit beispielsweise durch einen sich über die Wegstrecke ändernder Winkel des Objekts dargestellt werden, wobei der Winkel gegenüber der zum Erdmittelpunkt wirkenden Erdbeschleunigung meßbar ist. Überdies hinaus ist es möglich, Richtwerte, wie Geschwindigkeit oder zurückgelegte Strecke, durch Integration des Beschleunigungssignals zu berechnen.

Die in der ersten Auswerteeinheit 12 ermittelten Vergleichsergebnisse bzw. Ausgangsinformationen können zeitlich unmittelbar bzw. in Echtzeit als Feedback an die Person 2 übermittelt werden. Dies kann insbesondere über eine an der Person 2 angeordnete Feedbackeinrichtung 16 erfolgen, welche vorzugsweise über eine drahtlose Signalverbindung 18 mit der ersten Auswerteeinheit in Kontakt bzw. Verbindung steht. Beispielsweise ist es möglich, mittels Bluetooth diese Daten an eine Feedbackeinrichtung 16 in Form eines Audioheadsets zu senden und der Person 2 entsprechende Informationen mittels Signalen zu übermitteln. Dies könnte beispielsweise durch ein Tonsignal gleicher Frequenz, dessen Lautstärke veränderbar ist, erfolgen oder zusätzlich oder alternativ mittels einer Frequenzänderung des Tonsignals.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Auswerteeinrichtung 10 eine zweite (optionale) Auswerteeinheit 14 auf. Die Auswerteeinheit 14 ist zur Person 2 ortsfern angeordnet, d.h. eine Beeinflussung des Bewegungsablaufs und/oder der Position des Objekts 4 bzw. der Person 2 ist durch die zweite Auswerteeinheit 14 nicht gegeben. Die zweite Auswerteeinheit 14 steht über eine Signalverbindung 20 mit der ersten Auswerteeinheit 12 in Signalverbindung. Die Signalverbindung 20 erfolgt hierbei drahtlos, insbesondere kann hierbei die Bluetooth-Technologie verwendet werden.

Die zweite Auswerteeinheit 14 dient insbesondere zur Verarbeitung bzw. Erfassung weiterer Informationen über den Bewegungsablauf und/oder die Position des Objekts 4. Beispielsweise kann die zweite Auswerteeinheit 14 eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 22 (z.B. Radar- oder Lasergeschwindigkeitsmesser) aufweisen. Ebenfalls können Mittel zur Positionsbestimmung 24 (z.B. Lichtschranken) in der zweiten Auswerteeinheit 14 vorgesehen werden. Zur Anzeige von Daten ist es möglich, an der zweiten Auswerteeinheit 14 eine Anzeigeeinrichtung 26 vorzusehen, mittels welcher Dritte entsprechend Daten einsehen können.

2 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm eines Sensors 6. Der Sensor 6 weist beispielsweise eine Beschleunigungs-Meßeinrichtung 28 auf. Die Beschleunigungs-Meßeinrichtung 28 überträgt Daten an einen Prozessor 30, welcher über eine Energieversorgung 32 mit Energie bzw. Strom versorgt wird. Der Prozessor 30 kann die von der Beschleunigungs-Meßeinrichtung 28 gewonnenen Daten in einer Speichereinrichtung 34 speichern. In der Speichereinrichtung 34 können ebenfalls vorbestimmte bzw. vorbestimmbare Referenzwerte abgespeichert werden, welche als Vergleichswerte zu den von der Beschleunigungs-Meßeinrichtung 28 gewonnenen Daten dienen. Entsprechende Vergleichsergebnisse können über eine Funkübertragungeinrichtung 36 an die erste Auswerteeinheit 12 über die Signalverbindung 8 gesendet werden.

Eine dazu passende Funkübertragungseinrichtung 38 ist ebenfalls in der in 3 dargestellten ersten Auswerteeinheit 12 vorgesehen. Die erste Auswerteeinheit 12 weist weiterhin einen Prozessor 40 auf, welcher mit der Funkübertragungseinrichtung 38 in Signalverbindung steht und entsprechend die von der Funkübertragungseinrichtung 38 gewonnenen Daten verarbeitet. Mit Energie versorgt wird der Prozessor 40 und/oder die Funkübertragungseinrichtung 38 und/oder eine mit dem Prozessor 40 verbundene Speichereinrichtung 42 über eine Energieversorgung 44. Im Prozessor 40 können entsprechende Rechenregeln oder Programme vorgesehen werden, um die von den Sensoren 6 gewonnenen Daten zu verarbeiten und mit im Speicher 42 abgelegten Referenzwerten zu vergleichen. Die im Prozessor 40 ermittelten (Vergleichs-)Ergebnisse werden über die Funkübertragungseinrichtung 38 an die in 4 dargestellte Feedbackeinrichtung 16 gesendet.

Die Feedbackeinrichtung 16 weist ebenfalls eine Funkübertragungseinrichtung 46 auf, welche Daten von der Funkübertragungseinrichtung 38 der ersten Auswerteeinheit 12 empfängt. Diese Daten werden an einen D/A-Wandler übertragen, welcher als Reaktion auf die ermittelten Ergebnisse ein Tonsignal über ein akustisches Ausgabemittel 50, beispielsweise ein Ohrhörer, ausgibt. Versorgt werden die in der Feedbackeinrichtung 16 vorgesehenen Elemente über eine Energieversorgung 52.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Erfassungssystem eine (optionale) zweite Auswerteeinheit 14 auf, welche im Detail in 5 dargestellt ist. Die zweite Auswerteeinheit 14 umfaßt eine Funkübertragungseinrichtung 54, um Daten an einen Prozessor 56 weiterzuleiten, welcher mit einem Speicher 58 in Signalverbindung steht. Der Prozessor 56 kann Daten an ein Interface 60 für eine Anzeigeeinrichtung 26 übertragen. Ebenfalls in Signalverbindung mit dem Prozessor 56 sind Interfaces 62, 64 für verschiedenste Meßeinrichtungen, wie beispielsweise eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 22 oder Mittel zur Positionsbestimmung 24. Die Interfaces können jeweils über verschiedenste Schnittstellen mit den entsprechenden Einrichtungen verbunden sein, beispielsweise einer RS232-Verbindung oder mittels Ethernet.

Somit ist es möglich, ein Erfassungssystem vorzusehen, welches als am Objekt 4 angeordnetes, autarkes System arbeitet und fähig ist, zeitlich unmittelbar bzw. in Echtzeit ein Feedback an eine Person 2 über ihren Bewegungsablauf und/oder die Position des Objekts 4 zu liefern.

2Person 4Objekt 6Sensor 8Signalverbindung 10Auswerteeinrichtung 12erste Auswerteeinheit 14zweite Auswerteeinheit 16Feedbackeinrichtung 18, 20Signalverbindung 22Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 24Mittel zur Positionsbestimmung 26Anzeigeeinrichtung 28Beschleunigungsmeßeinrichtung 30Prozessor 30, 40, 56Prozessor 32, 44, 52Energieversorgung 34, 42, 58Speichereinrichtung 36, 38, 46, 54Funkübertragungseinrichtung 48D/A-Wandler 50akustisches Ausgabemittel 60, 62, 64Interface

Anspruch[de]
  1. Erfassungssystem für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objekts (4), umfassend

    – zumindest einen am Objekt (4) angeordneten Sensor (6) zur Erfassung der Bewegung und/oder der Position eines Objekts (4),

    – zumindest eine Feedbackeinrichtung (16), welche am Objekt (4) oder diesem benachbart angeordnet ist, und

    – zumindest eine Auswerteeinrichtung (10), welche mit dem Sensor (6) und der Feedbackeinrichtung (16) in Signalverbindung (8, 18) steht,

    wobei die Auswerteeinrichtung (10) einen Komparator umfaßt, welcher zum Vergleich von vom Sensor (6) ermittelten Daten mit vorbestimmten oder vorbestimmbaren Daten ausgelegt ist, welche in der Auswerteeinrichtung (10) vorgesehen sind, und wobei die Feedbackeinrichtung (16) ausgelegt ist, zeitnah in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses des Komparators eine Reaktion auszuüben.
  2. Erfassungssystem nach Anspruch 1, wobei der Sensor (6) ausgebildet ist, die Beschleunigung und/oder die Drehrate, vorzugsweise jeweils in drei Achsen, zu messen.
  3. Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (6), die Feedbackeinrichtung (16) und/oder die Auswerteeinrichtung (10) Funkübertragungsmittel (36, 38, 46) aufweisen.
  4. Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalverbindung (8, 18) als gesicherte Verbindung ausgebildet ist.
  5. Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (6) und/oder die Auswerteeinrichtung (10) eine Zeiterfassungseinrichtung aufweisen.
  6. Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feedbackeinrichtung (16) optische und/oder akustische Ausgabemittel (50) aufweist, um die Reaktion auszuüben.
  7. Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Speichereinrichtung (34, 42, 58), welche vorzugsweise in der Auswerteeinrichtung (10), der Feedbackeinrichtung (16) und/oder dem Sensor (6) vorgesehen ist.
  8. Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinrichtung (10) eine erste Auswerteeinheit (12) und eine zweite Auswerteeinheit (14) umfaßt, welche miteinander in Signalverbindung (20) stehen.
  9. Erfassungssystem nach Anspruch 8, wobei die erste Auswerteeinheit (12) am Objekt (4) oder diesem benachbart und die zweite Auswerteeinheit (14) ortsfern zu dem Objekt (4) angeordnet ist.
  10. Erfassungssystem nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die erste und zweite Auswerteeinheit (12, 14) Funkübertragungsmittel (38, 54) zur vorzugsweise gesicherten Signalverbindung (20) aufweisen.
  11. Erfassungsverfahren für Bewegungsabläufe und/oder die Position eines Objekts, umfassend die Schritte:

    – Erfassen der Bewegung und/oder der Position des Objekts (4) mittels zumindest eines am Objekt (4) angeordneten Sensors (6);

    – Auswerten der vom Sensor (6) ermittelten Daten in einer Auswerteeinrichtung (10), indem die vom Sensor (6) ermittelten Daten mit vorbestimmten oder vorbestimmbaren Daten durch einen Komparator verglichen werden; und

    – Zeitnahes Ausüben einer Reaktion in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses des Komparators durch eine Feedbackeinrichtung (16).
  12. Erfassungsverfahren nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend die Schritte:

    – Übertragen von Daten von einer ersten Auswerteeinheit (12) der Auswerteeinrichtung (10) an eine zweite, ortsferne Auswerteeinheit (14) der Auswerteeinrichtung (10);

    – Verarbeiten der Daten in der zweiten Auswerteeinheit (14); und

    – Übertragen der verarbeiteten Daten an die erste Auswerteeinheit (12).
  13. Verwendung des Erfassungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Erfassung des Bewegungsablaufs und/oder der Position zumindest eines Körperteils einer Person (2).
  14. Computerprogrammprodukt, welches Pogrammteile zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 oder 13 umfaßt.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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