BE1009883A3

BE1009883A3 - Werkwijze en inrichting voor het lokaliseren van voorwerpen en/of levende wezens in een ruimte.

Info

Publication number: BE1009883A3
Application number: BE9501025A
Authority: BE
Original assignee: Opstal Jan Frans Maria Van
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 1997-10-07

Abstract

Werkwijze voor het lokaliseren van voorwerpen en/of levende wezens in een ruimte, daardoor gekenmerkt dat zij hoofdzakelijk bestaat in het uitzenden van minstens één signaalbundel (3-4-5); het volgens een bepaalde beweging (A-B-C) doorheen de ruimte (2) verplaatsen van deze signaalbundel (3-4-5); het uitrusten van het voorwerp en/of het betreffende levende wezen (1) met één of meer sensoren (6) die de voornoemde signaalbundel (3-4-5) kunnen waarnemen; het genereren van gegevens in funktie van de hoedanigheid van de voornoemde signaalbundel (3-4-5); en het uit de waarneming van de signaalbundel (3-4-5) door een sensor (6) en uit de gegenereerde gegevens afleiden van de positie van de sensor (6) en dus van het betreffende voorwerp en/of het betreffende levende wezen (1).

Description

Werkwijze en inrichting voor het lokaliseren van voorwerpen en/of levende wezens in een ruimte.

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het lokaliseren van voorwerpen en/of levende wezens in een ruimte, alsmede om de beweging hiervan te volgen.

In de eerste plaats is de uitvinding bedoeld om de beweging van personen op te volgen in zogenaamde"virtual reality" inrichtingen.

Meer algemeen echter kan de uitvinding ook voor andere toepassingen worden aangewend, bijvoorbeeld om de beweging van toestellen in een geautomatiseerd systeem te volgen, om bewegingsanalyses uit te voeren en dergelijke.

Inrichtingen voor het lokaliseren van voorwerpen en/of levende wezens zijn reeds in verschillende uitvoeringen bekend.

Volgens een bekende mogelijkheid wordt gebruik gemaakt van CCD-camera's met infrarood gepulseerde lichtbron, en retro-reflektoren. Het nadeel hiervan bestaat erin dat bij de opvolging van de beelden steeds de voorgeschiedenis hiervan moet bekend zijn, waardoor ingewikkelde computerprogramma's nodig zijn om de beweging van een voorwerp precies te kunnen volgen.

Volgens een andere bekende mogelijkheid wordt gebruik gemaakt van een satellietsysteem. De nauwkeurigheid hiervan is echter beperkt tot een tiental meter en bovendien is dit systeem meestal niet bruikbaar in overdekte en afgeschermde ruimten.

Twee andere systemen maken gebruik van AC of DC radiogolven. Beide systemen zijn gevoelig voor storing door metalen objekten. Bovendien is de actieradius beperkt en zijn deze systemen draadgebonden.

Volgens nog een bekende mogelijkheid kan gebruik worden gemaakt van een sonar waarbij de positiebepaling gebeurt op basis van gereflekteerde signalen. Om de bewegingen van een persoon op te volgen, inklusief de onderlinge bewegingen van de verschillende ledematen, is zulke sonar niet geschikt. Zulke opvolging vereist immers een groot aantal reflektiepunten aan het lichaam van de betreffende persoon, met als gevolg dat de detektie van de bewegingen aan de hand van de gereflekteerde signalen bijzonder komplex en praktisch onmogelijk wordt.

In"virtual reality'-inrichtingen is het tot op heden bekend om gebruik te maken van camera's die bovenop een helm worden aangebracht, waarbij via deze camera's een positiebepaling plaatsvindt aan de hand van stationaire lichtbronnen die in het plafond zijn gemonteerd. Deze bekende uitvoering laat slechts toe dat de verplaatsing van een persoon in het algemeen kan worden opgevolgd, doch laat niet toe om de bewegingen van de verschillende lichaamsdelen op te volgen.

Het doel van de uitvinding bestaat er dan ook in een werkwijze en inrichting te bieden waarmee een zeer nauwkeurige lokalisatie kan worden uitgevoerd, zonder dat de nadelen van de voornoemde systemen optreden.

Hiertoe betreft de uitvinding een werkwijze voor het lokaliseren van voorwerpen en/of levende wezens in een ruimte, waarbij deze werkwijze bestaat in het uitzenden van minstens een signaalbundel ; het volgens een bepaalde

beweging doorheen de ruimte verplaatsen van deze signaalbundel ; het uitrusten van het voorwerp en/of het betreffende levende wezen met één of meer sensoren die de voornoemde signaalbundel kunnen waarnemen ; het genereren van gegevens in funktie van de hoedanigheid van de voornoemde signaalbundel ; en het uit de waarneming van een signaalbundel door een sensor en uit de gegenereerde gegevens afleiden van de positie van de sensor en dus van het betreffende voorwerp en/of de betreffende levend wezen.

Voor de signaalbundel wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een lichtbundel in het zichtbare of onzichtbare spektrum.

In de meest voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van lichtbundels in de vorm van een vlak, waarbij ieder van deze vlakken vanuit verschillende punten doorheen de voornoemde ruimte wordt gewenteld en/of bewogen.

Afhankelijk van de toepassing, de gekende gegevens en de gedetekteerde gegevens kan een één-, twee-of driedimensionale positiebepaling worden uitgevoerd, waarbij al dan niet van meerdere lichtbundels gebruik is gemaakt.

Het genereren van gegevens in funktie van de hoedanigheid van de signaalbundel gebeurt bij voorkeur door het signaal, dat op de signaalbundel zit, te moduleren in funktie van de uitzendrichting, zodanig dat bij de detektie van dit signaal de hoek bekend is volgens dewelke de signaalbundel wordt uitgezonden op het ogenblik dat het de sensor treft.

Door gebruik te maken van meerdere vanaf verschillende plaatsen uitgezonden signaalbundels kan op deze wijze, door middel van driehoeksmeting, een zeer precieze driedimensionale lokalisatie worden uitgevoerd.

Volgens een andere mogelijkheid van de uitvinding worden de voornoemde gegevens gegenereerd door een triggering uit te voeren in funktie van de beweging van ieder van de signaalbundels doorheen de voornoemde ruimte. Op deze wijze kan op ieder ogenblik bepaald worden onder welke hoek iedere signaalbundel wordt uitgezonden, zodanig dat uit het tijdstip dat een sensor een signaalbundel waarneemt de hoekpositie van de signaalbundel kan worden afgeleid, waarna dan weer door middel van een driehoeksmeting een positiebepaling kan plaatsvinden.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting die toelaat om de voornoemde werkwijze te realiseren, waarbij deze bestaat in de kombinatie van middelen voor het uitzenden van minstens één signaalbundel ; middelen voor het volgens een bepaalde beweging doorheen de ruimte verplaatsen van deze signaalbundel ; een of meer aan het voorwerp en/of het betreffende levende wezen aangebrachte sensoren die de voornoemde signaalbundel kunnen waarnemen ; middelen voor het genereren van gegevens in funktie van de hoedanigheid van de signaalbundel ; en middelen om de uit de door de sensor of sensoren afgeleverde signalen en uit de gegenereerde gegevens afleiden van de positie van iedere betreffende sensor en dus van het betreffende voorwerp en/of het betreffende levende wezen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een toepassing van de uitvinding weergeeft bij een"virtual reality"-inrichting ;

figuur 2 een zicht weergeeft volgens pijl F2 in figuur 1 ; figuren 3,4 en 5 doorsneden weergeven volgens lijnen III-III, IV-IV en V-V in figuur 1 ; figuur 6 een inrichting volgens de uitvinding weergeeft in de vorm van een blokschema ; figuur 7 meer gedetailleerd een mogelijke uitvoerings- vorm weergeeft van het gedeelte dat in figuur 6 met F7 is aangeduid ; figuur 8 nog een inrichting volgens de uitvinding in blokschema weergeeft ;

figuur 9 meer gedetailleerd een mogelijke uitvoeringsvorm weergeeft van het gedeelte dat in figuur 8 met F9 is aangeduid ; figuren 10 en 11 gelijkaardige zichten weergeven als in figuur 2, doch voor twee varianten ; figuur 12 een variante weergeeft van het gedeelte dat in figuur 7 is afgebeeld ; figuur 13 op een grotere schaal de armband weergeeft die in figuur 1 met F13 is aangeduid.

In de figuren 1 en 2 is een toepassing van de uitvinding weergegeven waarbij het de bedoeling is de bewegingen van een persoon 1 in een ruimte 2, in dit geval van een "virtual reality"-inrichting, te kunnen opvolgen.

In de weergegeven uitvoeringsvorm worden hiertoe drie signaalbundels 3-4-5 gegenereerd, in dit geval lichtbundeis, die volgens bepaalde bewegingen A, B en C doorheen de ruimte 2 worden verplaatst.

Bij voorkeur betreft het hierbij signaalbundels 3-4-5 die zieh ieder in de vorm van een vlak uitstrekken. Zoals verduidelijkt is in figuren 3,4 en 5 kan hiertoe gebruik worden gemaakt van vlakke lichtbundels, waarbij de

lichtbundels 3 en 4 vertikale vlakken definiëren, terwijl de lichtbundel 5 zieh in de breedte horizontaal uitstrekt.

De bewegingen A en B zijn in dit geval rotatiebewegingen in het horizontaal vlak, terwijl de beweging C voorziet in een op-en/of neergaande beweging van de lichtbundel 5. De rotatiebewegingen geschieden vanuit verschillende punten Pl, P2 en P3.

De persoon 1 is uitgerust met verschillende sensoren 6 die de signalen van de signaalbundels 3-4-5 kunnen waarnemen.

Deze sensoren 6 bestaan in de toepassing van figuren 1 en 2 uit lichtgevoelige elementen die bijvoorbeeld aan de kledij 7 van de persoon 1 zijn aangebracht, evenals bijvoorbeeld aan een armband 8 en op een helm 9.

Volgens de uitvinding worden hierbij gegevens gegenereerd in funktie van de hoedanigheid, bijvoorbeeld de momentele hoekpositie, van de signaalbundels 3-4-5. Uit de door de sensoren 6 waargenomen signalen, alsmede uit de gegenereerde gegevens worden dan de positie van de sensoren 6 afgeleid en dus ook de positie van de persoon 1.

Volgens de uitvinding kan hiertoe gebruik worden gemaakt van een inrichting 10 zoals weergegeven in figuur 6.

Deze inrichting is in hoofdzaak samengesteld uit middelen 11 voor het uitzenden van één of meer, en bij voorkeur minstens drie signaalbundels 3-4-5 ; middelen 12 voor het volgens een bepaalde beweging, respektievelijk A-B-C, doorheen de ruimte 2 verplaatsen van de respektievelijke signaalbundel 3-4, één of meer sensoren 6 zoals voornoemd ; middelen 13 voor het genereren van gegevens in funktie van de hoedanigheid van de betreffende signaalbundels 3-4-5 ; en middelen 14 om uit de signalen die door de sensoren 6

worden waargenomen, alsmede uit de door de middelen 13 gegenereerde gegevens afleiden van de positie van de betreffende sensoren 6 en bijgevolg ook van de betreffende persoon 1.

De middelen 11 voor het uitzenden van de signaalbundel 3 bestaan in hoofdzaak uit lichtbronnen waarvan het licht in een zodanige baan wordt geleid dat het de vorm van een vlak verkrijgt. Volgens figuur 6 bestaan deze lichtbronnen uit laserbronnen 15, bijvoorbeeld laserdiodes. Zoals algemeen bekend ontstaat aan de uitgang hiervan een lichtstraal met een ellipsvormige doorsnede 16. Ten einde ongewenste afwijkingen uit te sluiten, wordt deze lichtstraal omgezet in een lichtstraal met een cirkelvormige doorsnede 17 door middel van een objektief 18. Hierna wordt de telkens bekomen lichtstraal door middel van de schematisch weergegeven inrichting 19 vlak gemaakt. De vlakgemaakte signaalbundel, repektievelijk 3-4-5, in dit geval telkens een lichtbundel, wordt uiteindelijk doorheen de ruimte 2 bewogen door middel van de voornoemde middelen 12.

Zoals weergegeven in figuur 7 kan voor de inrichting 19 gebruik worden gemaakt van een objektief 20 dat de lichtstraal met de cirkelvormige doorsnede omvormt tot een lichtbundel met een langwerpige, hoofdzakelijk lijnvormige doorsnede.

Zoals nog is weergegeven in figuur 7 kan voor de middelen 12 gebruik worden gemaakt van een prisma 21 of dergelijke die de betreffende lichtbundel in de ruimte 2 reflekteert, waarbij deze middelen 12 een aandrijving 22 omvatten die zowel het objektief 20 als het prisma 21 doen roteren.

Bij toepassingen waarbij slechts een beweging over een beperkte hoek dient te worden gerealiseerd, kan het

gedeelte om de lichtbundel vlak te maken ook vast worden opgesteld en kan voor het deflekteren een spiegel worden aangewend die volgens een geschikte beweging heen en weer wordt verplaatst.

De voornoemde middelen 13 genereren gegevens die toelaten om op elk ogenblik de positie van de betreffende signaalbundel, respektievelijk 3-4-5, hieruit af te leiden.

Deze gegevens kunnen bijvoorbeeld bestaan uit informatie omtrent de momentele hoekposities U, V en W van de signaalbundels 3-4-5.

Volgens de uitvoeringsvorm van figuur 6 worden deze gegevens samen met de signaalbundels 3-4-5 mee naar de sensoren 6 doorgestuurd door de signaalbundels 3-4-5 te voorzien van een gemoduleerd signaal. In het geval van een lichtbron zoals de laserbron 15 kan dit gebeuren door middel van een elektronische pulssturing 23 of andere gelijkaardige modulatiemiddelen, zodanig dat uit de pulstrein van de pulssturing 23 naar de laserbron 15, en bijgevolg ook uit de pulstrein van de signaalbundel, respektievelijk 3-4-5 de positie van deze laatste kan worden afgeleid, door een dekodering van het ontvangen signaal. Opgemerkt wordt dat ook andere pulsgestuurde lichtbronnen mogelijk zijn, zoals lichtgevende diodes (LED's).

De door middel van de sensoren 6 waargenomen signalen kunnen één of meerdere bewerkingen ondergaan.

Zoals weergegeven in figuur 6 kunnen de betreffende signalen eerst doorheen een optische filter 24 worden geleid, zodanig dat storingen van lichtbronnen van een andere aard dan de voornoemde laserbron 15 worden uitgesloten. In het geval dat gebruik wordt gemaakt van een

infraroodlichtbron betekent dit dat de filter 24 bestaat uit een infrarooddoorlaatfilter.

Het betreffende signaal wordt vervolgens waargenomen door middel van de eigenlijke sensor 6, die bijvoorbeeld bestaat uit een lichtgevoelige diode.

Vervolgens wordt het gekodeerde signaal gedekodeerd in een dekoder 25.

In de figuur 6 is duidelijkheidshalve slechts één sensor 6 afgebeeld. In het geval van meerdere sensoren kunnen de respektievelijk uitgangen ervan naar dezelfde dekoder 25 worden geleid.

Eventueel kan het waargenomen signaal geoptimaliseerd worden door dit aan bijkomende bewerkingen te onderwerpen.

Zo bijvoorbeeld kan de inrichting 10 zijn uitgerust met een eenheid 26 die een selektie maakt van het meest optimale signaal uit de verschillende signalen die de sensor 6 ingevolge van de breedte van de betreffende signaalbundels bereiken. Iedere lichtbundel strijkt immers als het ware over de sensor 6, zodat deze sensor 6 gedurende een bepaalde tijd licht ontvangt. Bij de aanvang en het einde van deze periode zijn de ontvangen signalen doorgaans zwakker dan in het midden van deze periode. De voornoemde selektie zorgt er dan ook voor dat een signaal uit het midden van de voornoemde periode wordt genomen om de positiebepaling op uit te voeren. Dit gebeurt volgens de uitvinding bijvoorbeeld door gedurende de voornoemde periode minstens drie metingen uit te voeren en het resultaat van de middenste meting hieruit te nemen als bruikbaar signaal.

De middelen 14 om vervolgens de positie van de sensoren 6 te bepalen, bestaan uit een rekeneenheid 27 die met de sensoren 6 is gekoppeld, bijvoorbeeld via een zender 28 en een ontvanger 29 en die eventueel ook gekoppeld is met de pulssturing 23. Deze rekeneenheid 27, die kan gevormd zijn door een PC, zorgt ervoor dat de positie van de sensoren door middel van driehoeksmeting uit de gegenereerde gegevens en de door de sensoren 6 waargenomen gegevens wordt berekend, m. a. w. de coördinaten X-Y-Z van deze sensoren worden bepaald.

Volgens een belangrijke variante, die vooral tot haar recht komt bij "virtual reality" inrichtingen, wordt ieder te lokaliseren voorwerp of levend wezen voorzien van een reken-of computereenheid en communiceren de verschillende computereenheden rechtstreeks met elkaar via zend-en ontvangtechnieken. Dit betekent in wezen dat het schemablok 27 voor het schemablok 28 komt te staan en dat aan dit schemablok 27 ook een ontvager 29 is gekoppeld om signalen te ontvangen die afkomstig zijn van zenders van andere voorwerpen of levende wezens.

De zenders en ontvangers kunnen ook voor het doorzenden van andere gegevens worden aangewend.

In de figuren 1 en 2 is een theoretische voorstelling weergegeven waarbij de signaalbundels 3-4-5 gelijktijdig op eenzelfde sensor 6 invallen. In de praktijk zal dit niet gelijktijdig zijn. Het is duidelijk dat in de praktijk de informatie die door een sensor 6 wordt ontvangen gedurende bijvoorbeeld één detektiecyclus zal bewaard worden en dat uit de in deze cyclus ontvangen gegevens de positie wordt afgeleid. Bij een voldoende snelle uitvoering van de detektiecyclussen kunnen de hierbij optredende afwijkingen gering gehouden worden.

De voornoemde detektiecyclussen worden bij voorkeur herhaald met een herhalingsfrekwentie van 50 Hz of meer.

In figuur 8 is een variante weergegeven van de inrichting 10, waarbij voor de lichtbronnen gebruik wordt gemaakt van kontinue lichtbronnen 30. Het licht hiervan wordt gemoduleerd door middel van een modulator 31 die door middel van een sturing 32 wordt aangestuurd. Deze modulator 31 kan bijvoorbeeld werken volgens het principe dat is afgebeeld in figuur 9. Hierbij wordt de lichtbundel 33 die uit de lichtbron 30 treedt door middel van een beweeglijk brekingselement 34 al dan niet afgebogen en zodoende al dan niet doorheen een in een scherm 35 aangebrachte opening 36 naar buiten doorgelaten. Het brekingselement 34 wordt hierbij door middel van niet weergegeven aandrijfmiddelen gewenteld in funktie van het stuursignaal dat afkomstig is van de sturing 32. Deze aandrijfmiddelen kunnen van akoestische of piëzo-elektrische aard zijn.

Overigens is het schema van figuur 8 gelijkaardig aan dat van figuur 6.

In plaats van de hoekpositie van de signaalbundels 3-4-5 via modulatie aan de sensoren 6 mede te delen, kan ook een triggering worden uitgevoerd in funktie van de verplaatsing van iedere betreffende signaalbundel doorheen de voornoemde ruimte 2.

Dit betekent bijvoorbeeld dat bij de aanvang van de beweging van de lichtbundel 3 een telfunktie wordt in gang gezet d. m. v. een triggerinrichting. Wanneer de lichtbundel 3 een sensor 6 bereikt, wordt nagegaan welke waarde door de telfunktie bereikt is. Uit deze waarde en uit de snelheid waarmee de lichtbundel 3 bewogen wordt, kan bijgevolg de hoek U worden bepaald.

Hetzelfde wordt gedaan voor de signalen 4 en 5.

De telfunktie kan op verschillende wijzen gestart worden, hetzij direkt door middel van een aansturing die gebeurt door middel van de aandrijving 22, hetzij indirekt door middel van één of meer startsensoren 37 die waarnemen wanneer de betreffende lichtbundel 3,4 of 5 doorheen zijn aanvangspositie gaat.

Om een onderscheid te kunnen maken tussen de signalen van de op verschillende plaatsen opgestelde signaalbronnen kan op verschillende wijzen worden tewerkgegaan.

In het geval dat de signalen worden gemoduleerd, kan door de modulatie een onderscheid worden gemaakt.

In het geval dat de signalen niet gemoduleerd worden, kan gebruik worden gemaakt van signaalbronnen die met verschillende frekwenties aktief zijn. Volgens een andere mogelijkheid kan een onderscheid worden gemaakt door de signaalbundels sekwentieel doorheen de ruimte 2 te bewegen.

Op de uitvinding zijn verschillende varianten mogelijk.

In de plaats van een vlakke signaalbundel 3,4 of 5 kan ook gebruik worden gemaakt van een straal 38 die bijvoorbeeld zoals afgebeeld in figuur 10 een puntvormige doorsnede heeft, waarbij deze straal volgens een oscillerende beweging wordt verplaatst en zodoende een fiktief vlak vormt. Volgens figuur 10 bestaat de oscillerende beweging erin dat de straal 38 van boven naar onder bewogen wordt en dat dit telkens een stap verder herhaald wordt.

Het is duidelijk dat ook hierop verschillende varianten mogelijk zijn. Bij wijze van voorbeeld wordt in figuur 11

een variante weergegeven waarbij de straal 38 kontinu op en neer beweegt, terwijl zij gelijktijdig ook een hoekverdraaiing uitvoert.

Om een driedimensionele positiebepaling te kunnen uitvoeren, is het aangewezen om minstens drie signaalbundels 3-4-5 aan te wenden, waarvan de vlakken in minstens twee verschillende hoofdrichtingen aktief zijn.

In bepaalde toepassingen kan het aangewezen zijn om meer dan drie signaalbundels doorheen de ruimte 2 te laten bewegen, bijvoorbeeld vanuit de punten P4 en P5 in figuur 1. Dit is vooral nodig wanneer de sensoren 6 niet steeds door alle signaalbundels 3-4-5 bereikbaar zijn, wat zeker het geval is bij een toepassing in een "virtual reality"inrichting. Een sensor 6 aan de voorzijde van de persoon 1 kan immers niet bereikt worden door signaalbundels die deze persoon langs de achterzijde bereiken.

In een praktische variante zullen de lichtbronnen per paar worden aangewend. Dit betekent dat vanuit eenzelfde punt, bijvoorbeeld vanuit elk der punten P1-P2-P4-P5, zowel een scanning in de horizontale als vertikale richting wordt uitgevoerd. Hiertoe kunnen twee lichtbronnen worden aangewend waarvan de lichtbundels elk door middel van eigen middelen 12 doorheen de ruimte 2 worden bewogen, doch waarbij de aandrijving van deze middelen 12 gebeurt door een gemeenschappelijke motor. Door de lichtbundels voor de vertikale en horizontale detektie elkaar sekwentieel te laten opvolgen, kunnen ook de lichtbronnen en de middelen 12 gemeenschappelijk zijn per paar, zodat de kostprijs van de inrichting kan worden beperkt.

Volgens een geoptimaliseerde uitvoering laat men alle lichtbundels in dezelfde zin, bijvoorbeeld uurwerkzin,

wentelen en wordt er door synchronisatie, bijvoorbeeld door faseverschuiving, voor gezorgd dat de lichtbundels elkaar nooit kruisen in de aktieve ruimte 2.

In het geval dat meer dan drie signaalbundels worden aangewend, kan de inrichting 10 zijn uitgerust met middelen die de best bruikbare signalen hieruit selekteren, bijvoorbeeld op basis van een intensiteitsmeting en/of - vergelijking.

Tevens kan de inrichting 10 worden uitgerust met een eenheid voor het uitfilteren van echo's en dergelijke die kunnen ontstaan door de weerkaatsing van de uitgezonden signalen in de voornoemde ruimte 2. Het uitfilteren kan op verschillende wijzen gebeuren, hetzij door een intensiteitsmeting waarbij er van uit wordt gegaan dat de weerkaatste signalen steeds zwakker zijn dan de direkt ontvangen signalen, hetzij door een analyse te maken aan de hand van de historiek, of gebaseerd op sensor-fusion methodes, waarbij niet juiste informatie kan worden uitgefilterd.

Daar bij elke stap de hoek met één stap wordt verhoogd en de andere gegevens zoals de bronidentificatie identiek blijven, is het voornoemde gemoduleerde lichtsignaal sterk redundant. Volgens de uitvinding kunnen dan ook reductie-algorithmen worden toegepast. Hierdoor kunnen minder performante en bijgevolg goedkopere onderdelen worden aangewend.

Het is duidelijk dat de signaalbundels op verschillende wijzen kunnen worden bewogen en dat de beweging ervan niet beperkt is tot bijvoorbeeld rotatiebewegingen vanuit één punt zoals dit het geval is in de uitvoering van de figuren 1 en 2. Zo bijvoorbeeld is het niet uitgesloten om een of

meerdere lichtbronnen aan te wenden die zieh doorheen of langsheen de ruimte 2 bewegen.

In figuur 12 is nog een variante weergegeven waarbij een signaalbundel 39, bijvoorbeeld een lichtbundel, over een hoek van 360 wordt gewenteld. Zoals afgebeeld kunnen hiertoe middelen 12 voor het bewegen van de lichtbundel 39 worden aangewend die bijvoorbeeld aan het plafond omhoog gehangen zijn.

Alhoewel voor de signaalbundels bij voorkeur gebruik wordt gemaakt van licht, is het niet uitgesloten om andere signaalbronnen en signaalvormen aan te wenden, zoals bijvoorbeeld gerichte magnetische of akoestische golven of gerichte radiogolven.

De uitvinding is vooral geschikt om bewegingen op te volgen van personen 1 en/of voorwerpen in een "virtual reality"-inrichting. De werkwijze volgens de uitvinding laat een zeer precieze lokalisatie van de voornoemde sensoren 6 toe en bijgevolg ook de opvolging van de bewegingen hiervan. Op deze wijze is het zelfs mogelijk om kleine bewegingen op te volgen, zoals de rotatiebeweging van een pols, waartoe bijvoorbeeld een armband 8 kan worden aangewend die zoals weergegeven in figuur 12 langs zijn omtrek is uitgerust met meerdere sensoren 6.

Alhoewel de uitvinding beschreven is aan de hand van een toepassing in een"virtual reality"-inrichting, is het duidelijk dat zij ook in andere toepassingen, bijvoorbeeld van louter technische aard, kan worden aangewend.

De voornoemde ruimte 2 hoeft niet afgesloten te zijn. In wezen wordt hieronder elk gebied verstaan waarin de inrichting 10 aktief is.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijze en inrichting voor het lokaliseren van voorwerpen en/of levende wezens kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Konklusies.

1. - Werkwijze voor het lokaliseren van voorwerpen en/of levende wezens in een ruimte, daardoor gekenmerkt dat zij hoofdzakelijk bestaat in het uitzenden van minstens één signaalbundel (3-4-5) ; het volgens een bepaalde beweging (A-B-C) doorheen de ruimte (2) verplaatsen van deze signaalbundel (3-4-5) ; het uitrusten van het voorwerp en/of het betreffende levende wezen (1) met één of meer sensoren (6) die de voornoemde signaalbundel (3-4-5) kunnen waarnemen ; het genereren van gegevens in funktie van de hoedanigheid van de voornoemde signaalbundel (3-4-5) ; en het uit de waarneming van de signaalbundel (3-4-5) door een sensor (6) en uit de gegenereerde gegevens afleiden van de positie van de sensor (6) en dus van het betreffende voorwerp en/of het betreffende levende wezen (1).

2.-Werkwijze volgens konklusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde gegevens worden gegenereerd door een triggering uit te voeren in funktie van de beweging (A-B-C) van ieder van de signaalbundels (3-4-5) doorheen de voornoemde ruimte (2).

3.-Werkwijze volgens konklusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde gegevens worden gegenereerd door het signaal van de betreffende signaalbundels (3-4-5) te moduleren in funktie van de uitzendrichting.

4.-Werkwijze volgens één van de voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat meerdere signaalbronnen worden aangewend en dat de signalen van deze signaalbronnen van elkaar worden onderscheiden volgens één van de volgende technieken : <Desc/Clms Page number 18> - door gebruikmaking van signalen met verschillende frekwenties ; - door het sekwentieel bewegen van de verschillende signaalbundels (3-4-5).

5.-Werkwijze volgens één van de voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat gebruik wordt gemaakt van signaalbundels (3-4-5) in de vorm van een vlak.

6.-Werkwijze volgens konklusie 5, daardoor gekenmerkt dat EMI18.1 iedere signaalbundel (3-4-5) wordt bewogen door deze vanuit hoofdzakelijk één punt (P1-P2-P3-P4-P5) te wentelen.

7.-Werkwijze volgens konklusie 5 of 6, daardoor gekenmerkt dat minstens drie signaalbundels (3-4-5) worden aangewend waarvan de vlakken in verschillende hoofdrichtingen aktief zijn zodanig dat een driedimensionale positiebepaling (X-Y-Z) mogelijk is.

8. - Werkwijze volgens één van de konklusies 5 tot 7, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde vlak gevormd wordt door een zieh kontinu in dit vlak uitstrekkende vlakke signaalbundel (3-4-5).

9.-Werkwijze volgens één van de konklusies 5 tot 7, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde vlak gevormd wordt door een signaalbundel in de vorm van een straal (38) die in het voornoemde vlak oscilleert.

10.-Werkwijze volgens één van de voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat voor de signaalbundel, respektievelijk de signaalbundels (3-4-5), gebruik wordt gemaakt van licht. <Desc/Clms Page number 19> EMI19.1

11. volgens één van de voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat het aan de sensor, respektievelijk sensoren (6), waargenomen signaal één of meer van volgende bewerkingen ondergaan : - een filtering ; - een selektie van het meest optimale signaal uit de verschillende signalen die de sensor (6) ingevolge van de breedte van de uitgezonden signaalbundel bereiken ; - in het geval van meerdere uitgezonden signaalbun- dels, een intensiteitsmeting en/of een selektie van de meest bruikbare signalen ; - een uitfiltering van echo's.

12.-Inrichting voor het realiseren van de werkwijze van konklusie 1, daardoor gekenmerkt dat zij bestaat in de kombinatie van middelen (11) voor het uitzenden van minstens één signaalbundel (3-4-5) ; middelen (12) voor het volgens een bepaalde beweging (A-B-C) doorheen de ruimte (2) verplaatsen van deze signaalbundel (3-4-5) ; één of meer aan het voorwerp en/of het betreffende levende wezen (1) aangebrachte sensoren (6) die de voornoemde signaalbundel (3-4-5) kunnen waarnemen ; middelen (13) voor het genereren van gegevens in funktie van de hoedanigheid van de signaalbundel (3-4-5) ;

en middelen (14) voor het afleiden van de positie van iedere betreffende sensor (6), en dus van het betreffende voorwerp en/of het betreffende levende wezen (1), uit de door de sensor of sensoren (6) waargenomen signaalbundels (3-4-5), alsmede uit de gegenereerde gegevens.

13.-Inrichting volgens konklusie 12, daardoor gekenmerkt dat de middelen (13) voor het genereren van gegevens in funktie van de hoedanigheid van een betreffende signaal- <Desc/Clms Page number 20> bundel (3-4-5) bestaan uit een aandrijving (22) om de betreffende signaalbundel (3-4-5) op herhaalde wijze met een bepaalde snelheid doorheen de ruimte (2) te bewegen en een triggerinrichting die toelaat om op elk ogenblik de positie van deze signaalbundel (3-4-5) ten opzichte van een beginpositie af te leiden.

14.-Inrichting volgens konklusie 12, daardoor gekenmerkt dat de middelen (13) voor het genereren van gegevens in funktie van de hoedanigheid van een betreffende signaalbundel (3-4-5) bestaan uit middelen die de signaalbundel (3-4-5) een in funktie van zijn positie gemoduleerd signaal meegeven.

15.-Inrichting volgens konklusie 14, daardoor gekenmerkt dat de middelen (11) voor het uitzenden van de signaalbundel (3-4-5) bestaan uit een laserbron (15) of andere golfverwekkende bron en dat de middelen (13) voor het genereren van de voornoemde gegevens bestaan uit een pulssturing (23).

16.-Inrichting volgens konklusie 14, daardoor gekenmerkt dat de middelen (11) voor het uitzenden van de signaalbundel (3-4-5) bestaan uit een kontinue lichtbron (30) en dat de middelen om het signaal te moduleren, bestaan uit een achter de lichtbron (30) geschakelde modulator (31) die door middel van een sturing (32) wordt bevolen.

17.-Inrichting volgens één van de konklusies 12 tot 16, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een inrichting (19) die signaalbundels (3-4-5) aflevert in de vorm van een vlak.

18.-Inrichting volgens konklusie 17, daardoor gekenmerkt dat hierbij lichtbundels worden aangewend en dat de inrich- <Desc/Clms Page number 21> ting (19) die de lichtbundels in de vorm van een vlak brengt, bestaat uit een objektief (20).

19.-Inrichting volgens een van de konklusies 12 tot 18, daardoor gekenmerkt dat hierbij lichtbundels worden aangewend en dat de middelen (12) om de lichtbundels doorheen de ruimte (2) te bewegen bestaan uit spiegelende elementen die door middel van een aandrijving (22) worden bewogen.

20.-Inrichting volgens één van de konklusies 12 tot 19, daardoor gekenmerkt dat de middelen (14) voor het afleiden van de positie van de sensor (6) een rekeneenheid omvatten, alsmede een zender (28) en ontvanger (29) die de verbinding tussen de sensor of sensoren (6) en de rekeneenheid verzekert.

21.-Inrichting volgens één van de konklusies 12 tot 20, daardoor gekenmerkt dat zij deel uitmaakt van een "virtual-reality"-inrichting.

22.-Inrichting volgens konklusie 21, daardoor gekenmerkt dat zij een armband (8) omvat waarop meerdere van voornoemde sensoren (6) langs de omtrek aangebracht zijn.