PAES WOLFGANG ALEXANDER (DE)
WO2015117734A2 | 2015-08-13 |
EP2440951A1 | 2012-04-18 |
ANONYMOUS: "Optischer Näherungsschalter - Wikipedia", 12 June 2017 (2017-06-12), XP055505669, Retrieved from the Internet
Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Zeitnahme einer sportlichen Bewegung einer Person, umfassend ein Gehäuse und einen Näherungssensor, wobei der Näherungssensor zum Ausstrahlen eines Signals zur Detektion der Bewegung und zum Empfangen einer Reflektion des Signals an der Person zur Zeitnahme ausgebildet ist; der Näherungssensor derart in dem Gehäuse angeordnet ist, dass die Bewegung in einer Längsrichtung und zumindest in einer anderen Richtung detektierbar ist. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Näherungssensor ein erste Sensorelement zur Detektion der Bewegung in der Längsrichtung und ein zweites Sensorelement zur Detektion in der anderen Richtung umfasst. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Näherungssensor rotierbar zur Detektion der Bewegung in einer Längsrichtung und in der anderen Richtung ausgebildet ist . Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Signal zur Detektion der Bewegung ein optisches, akustisches oder elektromagnetisches Signal ist. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vorrichtung weiter eine Kamera zur Einzelbild oder Videoaufnahme der Bewegung aufweist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung weiter zumindest einen Signalgeber zur Anzeige von Anweisungen an die Person aufweist. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung weiter eine Kommunikationsschnittstelle zur Verbindung mit einem Datennetzwerk aufweist. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vorrichtung weiter eine Druckereinheit oder eine Anzeigeeinheit zum Ausgeben der Zeitnahme aufweist. 9. Verfahren zur Zeitnahme einer sportlichen Bewegung einer Person, unter Verwendung einer Vorrichtung umfassend ein Gehäuse und einen Näherungssensor, wobei das Verfahren umfasst Ausstrahlen eines Signals zur Detektion der Bewegung und Empfangen einer Reflektion des Signals an der Person zur Zeitnahme ; Detektieren der Bewegung quer zu einer Längsrichtung; und Detektieren der Bewegung in zumindest einer anderen Richtung als der Längsrichtung. Ein Computerprogramm umfassend Programmcode, wobei der Programmcode, wenn dieser auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor zum Ausführen eines Verfahrens gemäß Anspruch 9 anweist. Ein Computerprogrammprodukt , welches einen umfassend Programmcode speichert, wobei der Programmcode, wenn dieser auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor zum Ausführen eines Verfahrens gemäß Anspruch 9 anweist. |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Zeitnahme einer sportlichen Bewegung einer Person, umfassend ein Gehäuse und einen Sensor.
Stand der Technik
Eine sportliche Bewegung einer Person wie beispielsweise das Laufen eines Menschen oder eines Tieres wird mit Hilfe von Vorrichtungen aus dem Stand der Technik nachverfolgt. Hierbei gibt es Vorrichtungen, welche mit Hilfe von Lichtschranken die Bewegungen der Person dokumentieren.
Hierzu müssen Lichtschranken speziell aufgebaut werden. Das heißt, entweder müssen mobile Vorrichtungen aufwendig
ausgerichtet werden, um die Funktion der Lichtschranken sicherzustellen, oder stationäre Vorrichtungen verwendet werden. Dabei müssen häufig Spiegel verwendet werden, welche derart zu positionieren sind, dass ein von einem Sensor emittiertes Licht auf einen das Licht empfangenden Sensor zurückgeworfen wird. Insbesondere, wenn große Abstände zwischen dem Sensor und dem Spiegel verwendet werden, damit zum Beispiel die Person oder das Tier leicht die
Lichtschranke passieren kann, ist die Ausrichtung des
Spiegels und des Sensors aufwendig.
Aufgrund der aufwendigen Installation werden solche
Vorrichtungen häufig stationär verwendet, wobei die
Ausrichtung und Einstellung im Wesentlichen nur einmal erfolgen muss, damit die Vorrichtung verwendet werden kann. Hierbei ergibt sich allerdings das Problem, dass die
Vorrichtung nicht mobil einsetzbar ist und darüber hinaus keine Variation der Position der Lichtschranke erlaubt.
Zusammenfassung der Erfindung
Daher ergibt sich ausgehend vom Stand der Technik die
Aufgabe, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche eine variable und mobile Einsatzmöglichkeit erlaubt.
Gemäß der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Zeitnahme einer sportlichen Bewegung einer Person bereit, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse und einen Sensor umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor beispielsweise ein Näherungssensor und dient zum Ausstrahlen eines Signals zur Detektion der Bewegung und zum Empfangen einer Reflexion des Signals an der Person zur Zeitnahme ausgebildet. Hierzu ist der Näherungssensor derart in dem Gehäuse angeordnet, dass die Bewegung in einer Längsrichtung und zumindest in einer anderen Richtung detektierbar ist.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Zeitnahme einer sportlichen
Bewegung einer Person unter Verwendung der Vorrichtung bereit, das Verfahren umfasst ein Ausstrahlen eines Signals zur Detektion der Bewegung und ein Empfangen einer Reflexion des Signals an der Person zur Zeitnahme, ein Detektieren der Bewegung quer zu einer Längsrichtung, und ein Detektieren der Bewegung in zumindest einer anderen Richtung als der
Längsrichtung .
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es eine sportliche
Bewegung variabel und mobil zu erfassen. Insbesondere erlaubt die vorliegende Erfindung einen einfachen Aufbau und kann daher mobil beispielsweise in Sportstätten, in Gebäuden, im Freien, bei Veranstaltungen, bei einem Wettbewerb, zur
Unterhaltung und so weiter verwendet werden. Insbesondere kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgestellt und sofort verwendet werden, ohne eine aufwendige Ausrichtung der Elemente wie beispielsweise der Sensoren.
Insbesondere kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform die Umgebungen der Vorrichtung selbstständig überprüfen, das heißt scannen, ortsgebundene Gegenstände erkennen und sich bewegende
Personen nachverfolgen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines
Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer möglichen
Einsatzform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine Darstellung der Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 6A und 6B sind Darstellungen der Vorrichtung aus Fig. 5 mit geöffnetem Gehäuse.
Fig. 7 ist eine weitere Darstellung einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detailbeschreibung der Ausführungsformen Im Nachfolgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Die Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft und können jeweils geeignet kombiniert werden, wobei die vorliegende Erfindung lediglich durch den Gegenstand der Ansprüche beschränkt ist
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 umfasst in der dargestellten Ausführungsform zumindest zwei Näherungssensoren 10, 20, ein Eingabeelement 50 und
Signalgeber 11, 12.
Die Näherungssensoren 10, 20 werden ebenso als
Näherungsschalter oder Näherungsinitiatoren bezeichnet, diese reagieren auf Annäherung einer Person ohne direkten Kontakt. Die Näherungssensoren 10, 20 emittieren ein Signal zur
Detektion der Bewegung einer Person. Hierbei wird das von dem Näherungssensor 10, 20 emittierte Signal an der Person reflektiert und von dem Näherungssensor empfangen und
ausgewertet. Die Funktionsweise von Näherungssensoren im Allgemeinen ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird hier nicht weiter ausgeführt.
Zur Auswertung kann die Vorrichtung ein Speichermittel, einen Prozessor und ein Kommunikationsmittel aufweisen. Das
Speichermittel kann die von dem Sensor ausgegebenen Signale lokal speichern. Der Prozessor kann mit Hilfe von Software das gespeicherte Signal auswerten oder das gespeicherte
Signal kann mit Hilfe des Kommunikationsmittels an eine externe Einheit (nicht dargestellt) zur Auswertung
übermittelt werden. Insbesondere kann das Speichermittel ein Computerprogramm zum Ausführen durch den Prozessor speichern.
Ein solcher Näherungssensor ermöglicht nicht nur, dass die Position bei Durchbrechen einer Lichtschranke detektiert wird, sondern ermöglicht vielmehr, dass die zeitliche und ortsbezogene Bewegung der Person nachverfolgt werden kann. So kann beispielsweise ein komplexer Parcourlauf oder eine
Trainingseinheit genau nachverfolgt werden.
Insbesondere ist der Näherungssensor 10 derart angeordnet, dass die Bewegung in einer Längsrichtung Rl detektierbar ist. In dieser Ausführungsform ist der Näherungssensor 10 derart angeordnet, dass sich die Längsrichtung Rl entlang der
Längsachse eines Parcours, wie in Fig. 4 dargestellt,
erstreckt .
Der Näherungssensor 20 ist derart angeordnet, dass die
Bewegung in einer anderen Richtung R2 detektierbar ist. In dieser Ausführungsform ist die andere Richtung R2 senkrecht zur Längsrichtung Rl ausgebildet. In einer weiteren
Ausführungsform kann der Näherungssensor 20 als ein anderer Sensor, wie beispielsweise eine Lichtschranke, ausgebildet sein. Darüber hinaus ist es denkbar, dass der Näherungssensor 20 durch einen Schalter ersetzt wird, welcher durch die
Person ausgelöst wird.
Die Signalgeber 11, 12, auch als Anzeigeelement bezeichnet, sind in dieser Ausführungsform als zueinander antiparallele Pfeile in der Richtung Rl ausgebildet. Diese dienen zur
Angabe der Laufrichtung und können als optische oder
akustische Elemente ausgebildet sein.
Das Eingabeelement 50 dient zur Auswahl beispielsweise eines Programms, zur Eingabe von Informationen bezüglich der
Person, Informationen bezüglich der Anwendung und so weiter. Das Eingabeelement 50 kann beispielsweise als ein
Berührungsbildschirm oder eine Tastatur mit einer
entsprechenden Anzeige ausgebildet sein.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Vorrichtung 100 jeweils die Anzeigeelemente 11, 12 und das Eingabeelement 50 aufweist. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform weist allerdings diese zweite Ausführungsform einen einzelnen Näherungssensor 30 auf. Dieser einzelne Näherungssensor 30 kann
beispielsweise als ein rotierender Näherungssensor
ausgebildet sein. Dieser Näherungssensor 30 kann somit die Bewegung einer Person um die Vorrichtung 100 beispielsweise um 360° nachverfolgen. Dieser Näherungssensor 30 bietet demnach eine Rundumsicht und ermöglicht es eine komplexe Bewegung der Person nachzuverfolgen . Beispielsweise kann ein in Fig. 4 beschriebener Parcour nicht nur in einer Richtung sondern in mehreren Richtungen relativ zu der Vorrichtung 100 nachverfolgt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung weiter eine Druckereinheit oder eine Anzeigeeinheit zum Ausgeben der Zeitnahme aufweist. Die Vorrichtung 100 kann beispielsweise ein Druckerelement umfassen, welches beispielsweise in die Vorrichtung
integriert ist, mit einem Kabel oder drahtlos verbindbar ist. Mit dem Druckerelement können beispielsweise Laufergebnisse unmittelbar ausgegeben werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung weiter eine
Kommunikationsschnittstelle zur Verbindung mit einem
Datennetzwerk aufweist. Beispielsweise kann das
Kommunikationselement die Vorrichtung 100 mit einem Server verbinden, auf welchem beispielsweise Laufergebnisse
gespeichert werden, um diese miteinander zu vergleichen. Dies ermöglicht beispielsweise das Durchführen eines Wettbewerbs zwischen Teilnehmern, welche sich beispielsweise an
unterschiedlichen Orten befinden oder die Vorrichtung
zeitlich versetzt verwenden. Zum Beispiel kann die
Vorrichtung von einem Ort zum nächsten gebracht werden, um die Laufergebnisse einer Vielzahl von Personen aufzunehmen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Signal zur Detektion der Bewegung ein optisches, akustisches oder elektromagnetisches Signal ist. Das heißt, die Näherungssensoren 10, 20, 30 sind als
optische, akustische oder elektromagnetische Sensoren
ausgebildet .
Fig. 4 gezeigt eine beispielhafte Anwendung der Vorrichtung 100. Beispielsweise können Elemente 13, welche einen Parcours festlegen, verwendet werden. Eine Person beispielsweise ein Läufer beginnt auf der rechten Seite der Vorrichtung 100 und löst den Näherungssensor 20 aus in dem er in der Richtung des Pfeils 14 an der Vorrichtung 100 vorbei läuft.
Danach passiert die Person die Vorrichtung 100 derart, dass der Näherungssensor 10 die Bewegung erfasst und dazu Daten bezüglich Zeit und Position aufnimmt. Die Person läuft weiter beispielsweise in einem Slalom um die Elemente 13. Als die Elemente 13 können beispielsweise Pylone oder etwas Ähnliches verwendet werden. Jedes Mal wenn die Person in der
Längsrichtung die Vorrichtung 100 passiert, dann detektiert der Näherungssensor 10 die Bewegung der Personen und
speichert die entsprechenden Daten beispielsweise bezüglich Zeit und Position.
Nachdem die Person den Slalom oder den Parcour erfolgreich durchquert hat, läuft diese erneut seitlich an der
Vorrichtung 100 vorbei beispielsweise in Richtung des Pfeils 15 und löst damit das Ende der Zeitnahme aus. Hierzu kann entweder der Näherungssensor 20 oder ein weiterer
Näherungssensor (nicht dargestellt) oder ein anderer Sensor oder eine manuelle Eingabe verwendet werden.
Die Vorrichtung 100 kann weiterhin zusätzliche
Näherungssensoren 40, 45 aufweisen. Diese können
beispielsweise drahtlos oder verkabelt mit der Vorrichtung 100 verbunden werden. Es wird darauf hingewiesen, dass auch die Näherungssensoren 10, 20 drahtlos verbunden sein können, sodass diese aus der Vorrichtung 100 entnehmbar sind und auf dem Parcour oder in der Umgebung der Vorrichtung 100
aufgestellt werden können.
Die zusätzlichen Näherungssensoren 40, 45 können derart in der Umgebung der Vorrichtung 100 aufgestellt werden, dass der Parcour beispielsweise länger ausgebildet werden kann, um eine größere Strecke abzudecken, oder derart, dass ein komplizierter Parcour erstellt und die Person nachverfolgt werden kann. Das heißt, die zusätzlichen Näherungssensoren 40, 45 können die Reichweite der Vorrichtung erhöhen.
In Figur 4 ist lediglich die Positionierung zur Detektion in der Längsrichtung oder in der dazu senkrechten Richtung dargestellt, allerdings können die Näherungssensoren 40, 45 in einer beliebigen Richtung die Bewegung der Person
nachverfolgen. Es können auch eine Vielzahl von zusätzlichen Näherungssensoren verwendet werden. Diese können
beispielsweise in einem sogenannten Mesh-Netzwerk verbunden und aufgestellt sein.
Die von den Sensoren ausgegebenen Daten werden anschließend entweder in der Vorrichtung 100 oder beispielsweise auf einem Server (nicht dargestellt) ausgewertet und es wird
beispielsweise ein Laufergebnis ausgegeben.
Falls eine Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, welche einen drehbaren rundum Näherungssensor 30 verwendet, bei der Anwendung gemäß Fig. 4 verwendet wird, kann ein komplexer Parcour mittels einer Vielzahl von Elementen 13 in mehreren Richtungen aufgebaut werden. Hierzu kann die
Vorrichtung 100 beispielsweise in die Mitte des Parcours gestellt werden, um die Laufergebnisse zu detektieren.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Vorrichtung 100 mit einem Gehäuse 60 versehen ist. Das Gehäuse 60 nimmt die Elemente der
Vorrichtung 100 auf.
Darüber hinaus weist die Ausführungsform eine Kamera für Einzelbild- oder Videoaufnahmen der Bewegung auf. Hiermit kann die Person während der Zeit beispielsweise in dem in Fig. 4 dargestellten Parcour mit Hilfe einer Einzelbild oder einer Videoaufnahme nachverfolgt werden. Die Daten können mit den Laufergebnissen kombiniert werden und können
beispielsweise zur komplexen Laufanalyse dienen.
Des Weiteren weist die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform Anzeigeelemente 21, 22 auf, welche beispielsweise einem
Anwender der Vorrichtung 100 die Laufrichtung anzeigen können .
Die Figuren 6A und 6B zeigen die in Fig. 5 dargestellte
Ausführungsform der Vorrichtung 100 mit geöffnetem Gehäuse. Die dargestellte Ausführungsform umfasst Sensorhalteelemente 10a, 20a, eine Sensorabdeckung 10b, ein Kamerahalteelement 16a, ein Sensorelement 22, eine Abdeckung 51, ein Haltelement 52, Trageelemente 71, 72, einen Lautsprecher 78, ein
Batterieelement 80, ein Batteriehaltelement 81, einen Lüfter 82, den Prozessor 110 und das Speicherelement 120.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Vorrichtung den Näherungssensor 30 umfasst, welche die Bewegung der Person beispielsweise rund um 360° der Vorrichtung 100 detektiert. Der Näherungssensor 30 ist beispielsweise in dieser Ausführungsform als ein
Teleskopelement ausgebildet, welches in das Gehäuse 60 versenkbar ist. Damit kann der Näherungssensor 30 in dem Gehäuse 60 untergebracht werden, um die Vorrichtung 100 zu transportieren, und bei Nutzung der Vorrichtung 100 zur
Detektion der Bewegung kann der Näherungssensor 30
teleskopartig aus dem Gehäuse 60 ausfahren. Darüber hinaus sind in dieser Ausführungsform
unterschiedliche Schnittstellen 70 dargestellt, mit welchen die Vorrichtung 100 mit anderen Vorrichtungen verbindbar ist, um beispielsweise Daten auszutauschen. Weiter sind Öffnungen 81, 82 vorgesehen, welche zur Kühlung der elektronischen Elemente in dem Gehäuse 60 dienen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Zeitnahme der sportlichen Bewegung der Person derart
ausgebildet, dass der Sensor als eine optische Kamera
ausgebildet ist.
Die optische Kamera kann beispielsweise eine optische Kamera zum Aufnehmen von bewegten Bildern sein, welche in einer Speichereinheit gespeichert werden. Die Kamera kann
vorzugsweise mit einem aufzunehmenden Bildbereich von 180° oder 360° um die Vorrichtung vorgesehen sein.
Weiter kann die Kamera ein optisches Element und/oder ein elektronisches Element aufweisen, um ein die aufgenommenen Bilder umfassendes Signal zu erzeugen. Es kann ein
Softwaremodul zur Steuerung der Kamera vorgesehen sein. Dabei kann beispielsweise ein bestimmter Bereich im Sichtfeld der Kamera ausgewählt werden, welcher von der Kamera aufzunehmen ist .
Das von der Kamera aufgenommene Signal kann unmittelbar verarbeitet werden oder kann zuerst auf der Speichereinheit zwischengespeichert werden, um später verarbeitet zu werden. Zur Verarbeitung des Signals kann ein Softwaremodul
vorgesehen sein.
Das Softwaremodul zur Verarbeitung des Signals kann
beispielsweise eine Bewegung der Person im Sichtfeld der Kamera über eine bestimmte Zeit nachverfolgen und bestimmte Parameter wie Geschwindigkeit, Richtung und Ähnliches aus dem Signal oder den aufgenommenen Bildern ableiten. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfassend die Kamera und das Softwaremodul, weist den Vorteil auf eine kostengünstige Alternative zu den vorher beschriebenen
Ausführungsformen zu sein, und kann insbesondere bei
geringeren Anforderungen an die Genauigkeit eingesetzt werden .
In einer weiteren Modifikation der obigen Ausführungsform kann eine optische Kamera mit einer sehr hohen Anzahl von Bildaufnahmen pro Zeiteinheit verwendet werden, wie
beispielsweise eine Hochgeschwindigkeitskamera. Dies
ermöglicht es, auch beim Einsatz einer optischen Kamera gemäß der vorliegenden Ausführungsform hohe Anfordernisse an
Genauigkeit zu erfüllen.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiter ein Computerprogramm umfassend Programmcode, wobei der Programmcode, wenn dieser auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor zum
Ausführen eines Verfahrens gemäß der Erfindung anweist.
Die vorliegende Erfindung umfasst darüber hinaus ein
Computerprogrammprodukt, welches einen umfassend Programmcode speichert, wobei der Programmcode, wenn dieser auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der Erfindung anweist.
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