AT14790U1

AT14790U1 - Vertonung von Licht durch mobil tragbares funkverbundenes Lichtsensorsystem mit integrierter Klangverarbeitung und Lichtsteuerung

Info

Publication number: AT14790U1
Application number: ATGM24/2015U
Authority: AT
Inventors: Veronika Mayerboeck; Simon Laburda
Original assignee: Veronika Mayerboeck; Alles Oder Licht E U
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-06-15
Also published as: WO2016120370A1

Abstract

Sensorsystem (1) zur Vertonung von Licht, bestehend aus zumindest einem Sensormodul (2) und einer Basisstation (3), wobei das zumindest eine Sensormodul (2) zumindest einen Helligkeitssensor und zumindest einen Farbsensor aufweist und über ein erstes Netzwerk mit der Basisstation (3) verbunden ist. Das zumindest eine Sensormodul (2) ist am Körper tragbar ausgeführt und übermittelt bei der Bewegung im Raum kontinuierlich die durch den Helligkeitssensor und den Farbsensor gemessenen Signale über das erste Netzwerk an die Basisstation (3), die diese in Echtzeit in akustische Signale umwandelt und ausgibt.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem zur Vertonung von Licht, bestehend aus zumindest einer Sensoreinheit und einer Basisstation, wobei die zumindest eine Sensoreinheit zumindest einen Farbsensor und/ oder zumindest einen Helligkeitssensor aufweist und über ein erstes Netzwerk mit der Basisstation verbunden ist.

[0002] Es sind unterschiedliche digitale Systeme zur Erfassung von Körperbewegungen im Raum bekannt. Der Unterschied zu den marktüblichen Trackingsystem (beispielsweise "Kinect"; weiter Recherche im Feld A: HUMAN NECESSITIES Health; amusement A63B, A63, TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS, BUILDING BLOCKS) kennzeichnet sich durch die Art der Positionsbestimmung im Raum: Beim in der "Kinect" verwendeten Trackingsystem wird die Position des Träger im Raum oder die Position bestimmter Körperpunkte im Raum via Infrarotkameras von einer außerhalb des Interaktionsraums gelegenen Kamera in einen virtuellen Raum "eingemessen". Es erfolgt eine Ortsbestimmung über eine Messeinheit von außen, unabhängig vom Bewegungsraum des Trägers.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Sensorsystem auszubilden, das unmittelbar auf die individuellen Bewegungswege und den Interaktionsraum einer Person Bezug nimmt.

[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabestellung dadurch gelöst, dass die zumindest eine Sensoreinheit am Körper tragbar ausgeführt ist und bei einer Bewegung durch einen Raum kontinuierlich die durch den Helligkeitssensor und den Farbsensor gemessenen Lichtsignale über das erste Netzwerk an die Basisstation übermittelt, die diese in Echtzeit in akustische Signale umwandelt und ausgibt.

[0005] Das Sensorsystem ermöglicht die Lichtveränderungen an ausgewählten Positionen ausgehend vom Träger als Zentrum des Messraumes hinaus in Richtung Außenraum zu erfassen. Dadurch ergibt sich ein trägerzentriert wahrgenommener Interaktionsraum, nutzbar für therapeutische Anwendung als Lernhilfe und Förderungsbehelf im Bereich Motorik und Bewegungsmotivation sowie lustvollem Erleben des eigenen Handlungsspielraumes.

[0006] Weiters kennzeichnet sich unsere Erfindung durch die Umwandlung visuell wahrgenommener Parameter in akustisch erfahrbare Parameter. Unser System liefert mittels Software eine Vorverarbeitung der gemessenen Lichtdaten um eine komplexe systematische Zuordnung akustischer Signale zu den gemessenen Lichtverhältnissen in Echtzeit zu ermöglichen. Entscheidend ist die dadurch entstehende Koppelung des motorischen, akustischen und visuellen Wahrnehmungsraums beim Träger. Demnach gibt es einen massiven Innovationsgrad bei dem erfindungsgemäßen Sensorsystem im Vergleich zu üblichen Infrarotbasierten Spielkonsolen oder Trackingsystemen. ANWENDUNGSBESCHREIBUNG: [0007] Kinder mit Sehbehinderung und Blindheit durchlaufen in nahezu allen Entwicklungsbereichen deutlich andere oder stark verzögerte Entwicklungsschritte. Am Beispiel grobmotorische Entwicklung: Der Grund dafür ist, dass bei eingeschränkten oder fehlenden Seheindrücken oftmals der Anreiz für ein zielgerichtetes Bewegen vollkommen fehlt. Dinge die nur visuell wahrnehmbar sind (Bsp. am Boden liegendes Spielzeug) sind für ein "sehendes" Kind Anreiz genug, zu robben, krabbeln oder gehen bzw. sich zu drehen, strecken oder rollen um das Spielzeug zu erreichen.

[0008] Für ein blindes Kind sind diese Dinge schlicht zuerst einmal nicht vorhanden, wenn sie Geräusche machen sind sie da, wenn das Geräusch aufhört, gibt es dieses Ding einfach nicht mehr. Dadurch entsteht keinerlei Anreiz, sich danach zu strecken. Die Folge ist, dass diese Kinder sich am sichersten fühlen, wenn sie einfach nur auf ihrem Platz am liebsten in der Ecke sitzen. THERAPEUTISCHER EFFEKT DURCH ANWENDUNG: [0009] Die Innovation in der Anwendung des LIGHTSCORE Systems liegt darin eine große Motivation für dieses Erlernen von zielgerichteter Eigenaktivität beim Träger auch bereits ab den ersten Lebensmonaten auszulösen, geeignet für Kleinkinder, Babies und auch Kinder, Jugendliche sowie Erwachsene.

[0010] Es fördert speziell bei Kleinkindern den Anreiz zur Auge/Ohr/Handkoordination, Anreiz zu Drehung Bauch-Rücken, Anreiz zu robben, Anreiz zum Aufstehen, in eine bestimmte Richtung zu gehen.

[0011] Zudem ist es für blinde Kinder schwierig sich selbst eigenaktiv zu erleben - zumeist wird die Welt zu ihnen gebracht, an sie herangetragen... Ich erwarte mir von LIGHTSCORES, dass diese Kinder eine Möglichkeit entdecken, selbst gesteuert, eigenaktiv zu sein.

[0012] Für mehrfachbehinderte und sehbehinderte Kinder gilt im Prinzip das Gleiche, mit der zusätzlichen Einschränkung einer körperlichen oder geistigen Behinderung. Auch für diese Kinder erwarte ich eine deutliche Steigerung der Eigenaktivität und somit eine Steigerung der grob- und feinmotorischen Bewegungsmöglichkeiten. Zudem ebenso ein lustvolles sich Selbsterleben. Die Möglichkeit die eigene Umwelt beeinflussen, gestalten zu können.

[0013] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Sensorsystems werden im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

[0014] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Variante A und einer Variante B des erfindungsgemäßen Sensorsystems.

[0015] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Variante A des erfindungsgemä ßen Sensorsystems nach Figur 1.

[0016] Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Variante B des erfindungsgemä ßen Sensorsystems ohne Lichteinheit nach Figur 1.

[0017] Figur 4 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Sensoreinheit beim

Anbringen auf ein Kleidungsstück bzw. Stoffstück.

[0018] Figur 5 zeigt die erfindungsgemäße Sensoreinheit nach Figur 4 fixiert auf einem

Kleidungsstück bzw. Stoffstück.

[0019] Figur 6 zeigt die erfindungsgemäße Sensoreinheit nach Figur 4 in der Ansicht von oben.

[0020] Figur 7 zeigt die erfindungsgemäße Sensoreinheit nach Figur 4 in der Ansicht von unten.

[0021] Figur 8 zeigt die erfindungsgemäße Sensoreinheit nach Figur 4 in Schrägansicht.

[0022] Figur 1 zeigt eine Variante A und eine Variante B des erfindungsgemäßen Sensorsystems 1, bestehend aus einem Satz akkubetriebener, kabelloser Sensoreinheiten 2, einer Basisstation 3 und einem Satz ansteuerbarer Lichteinheiten 4.

[0023] Die Basisstation 3 ist mit dem Stromnetz verbunden. Sie kann, je nach Variante, entweder einen eingebauten Computer 5 für die Signalverarbeitung besitzen welcher intern über USB angebunden ist (Variante A), oder an einen externen Computer 6 über USB angeschlossen werden (Variante B).

[0024] Wenn die Sensoreinheiten 2 gerade nicht verwendet werden, befinden sie sich in der Basisstation 3, in welcher sie aufgeladen werden. Durch das Einlegen in die Basisstation 3 wird auch die Verknüpfung zwischen den Sensoreinheiten 2 und der Basisstation 3 hergestellt (pairing).

[0025] Sobald die Sensoreinheiten 2 aus der Basisstation 3 genommen werden und vom per USB mit der Basisstation 3 verbundenen internen Computer 5 (Variante A) oder externen Computer 6 (Variante B) dazu aufgefordert werden, fangen die Sensoreinheiten 2 an Messwerte zu übertragen.

LICHTSTEUERUNG

[0026] Neben der Steuerung der Sensoreinheit kann vom internen Computer 5 (Variante A) oder externen Computer 6 (Variante B) (über die vierte Funkeinheit 12 in der Basisstation 3) auch die Steuerung der Lichteinheiten 4 übernommen werden. Die Lichteinheiten 4 beziehen den Strom aus dem Stromnetz und werden per Funk von der Basisstation 3 angesteuert.

[0027] Die Lichteinheiten 12 werden vom internen Computer 5 oder externen Computer 6 je nach Szene entweder auf ein statisches Licht konfiguriert, bilden fixe Farbverläufe ab (z.B. Regenbogen-Fading) oder die Farbwerte werden aus den Messwerten der Sensoreinheiten 2 gebildet (Feedback-Steuerung).

SIGNALVERARBEITUNG

[0028] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Variante A des erfindungsgemäßen Sensorsystems 1, bei der die Signalverarbeitung direkt in der Basisstation 3 stattfindet. Hierfür wird ein Computer 5, insbesondere ein Einplatinencomputer eingesetzt. Es sind verschiedene Programme gespeichert die unterschiedliche Klangwelten und Lichtstimmungen erzeugen. Der Klang wird über ein extern angeschlossenes Soundsystem 13 wiedergegeben, hierfür ist ein Klinkenstecker-Audioausgang 14 an der Basisstation 3 vorhanden. Es ist eine noch genauer zu definierende Benutzerschnittstelle vorgesehen mit der die gespeicherten Programme abgerufen und Parameter eingestellt werden können. Das kann über einen LCD-Bildschirm und Drucktasten, einen TFT- Touchscreen, oder ohne Display, mittels Sprachwiedergabe und Drucktasten geschehen.

[0029] Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Variante B des erfindungsgemäßen Sensorsystems. Bei Variante B können Benutzer die Basisstation 3 an den eigenen Computer 6 anschließen und beliebige Software benutzen um die Messwerte zu verarbeiten. Es können die rohen Messwerte direkt übertragen werden oder eine Vorverarbeitung der Daten schon innerhalb der Basisstation 3 durchgeführt werden. Typischerweise wird vom Benutzer Software zur (Live-) Musikproduktion eingesetzt werden. Die Sensorsteuerung und Messwerte werden dabei über das standardisierte MIDI-Protokoll übertragen.

BEFESTIGUNGSSYSTEM

[0030] Figur 4 zeigt die zweiteilige Hardware der Sensoreinheit 2 zur flexiblen Fixierung der mobilen Sensoreinheiten 2 am Körper des Users bestehend aus dem Gehäuse 7 der Sensoreinheit 2 sowie einer Gegenspange 8, in die sich das Gehäuse 7 einklippsen lässt. Die Gegenspange 8 auf der Hautseite gibt der Sensoreinheit 2 einen stabilen Halt auf der Körperoberfläche. Das Klippsystem ermöglicht zwischen der Gegenspange 8 und der Sensoreinheit 2 einen Stoff einzuspannen. Dadurch ist eine flexible Positionierung durch Kleidungsstücke 9 hindurch am ganzen Körper möglich, auch an Positionen wo man mit einem herkömmlichen „Armbandsystem" nicht hinkommt.

[0031] Die Gegenspange 8 ist so ausgeführt dass man sie auch auf vorgefertigtem Textil fixieren kann oder Armbänder durchfädeln kann. So ist auch eine Fixierung im Raum an der Wand oder anderen Positionen möglich.

LICHTMESSUNG VIA SENSOREN

[0032] Figur 6, Figur 7 und Figur 8 zeigen die erfindungsgemäße Sensoreinheit nach Figur 4 in verschiedenen Ansichten. Die von den Sensoren 10 des Sensormoduls 2 erfassten Messwerte bestehen aus dem Rot-, Grün- und Blauanteil sowie der Gesamtmenge des einfallenden Lichts. Über die Farbanteile lässt sich vom Computer der genaue Farbton und die Helligkeit des einfallenden Lichts ermitteln. Um an verschiedene Szenarien und Umgebungen angepasst sein zu können lassen sich die Sensorparameter wie Belichtungszeit, Signalverstärkung (gain), Übertragungsrate sowie der verwendete Funkkanal vom Computerprogramm aus anpassen. Zusätz- lieh lässt sich eine Lichtquelle 11 (weiße LED) auf der Sensoreinheit 2 aktivieren um die Farbe nicht selbstleuchtender Objekte (z.B. eines farbigen Blattes Papier) reflektiv ermitteln zu können.

BESTANDTEILE

[0033] Basisstation 3: [0034] · Externes Netzteil (Fertigmodul) [0035] · Mikrocontroller-Board 15 zur Steuerung der Komponenten (Eigenentwicklung) [0036] · Ein zweites 2.4GHz Funkmodul 16 zur Kommunikation mit der zumindest einen Sen soreinheit 2 und ein viertes 2.4GHz Funkmodul 12 zur Kommunikation mit der zumindest einen Lichteinheit 4 (Fertigmodule) [0037] · „Sende" - Spulen 17 zum induktiven Aufladen der zumindest einen Sensoreinheit 2 oder Micro- USB Stecker zum kabelgebundenen Aufladen der zumindest einen Sensoreinheit 2 (Fertigmodule) [0038] · Einen eingebauten Computer 5 (Variante A, Fertigmodul) oder USB-Schnittstelle 18 zum Anschließen an einen externen Computer 6 (Variante B, über das Mikrocontroller-Board 15) [0039] Sensoreinheit 2: [0040] · Mainboard mit Mikrocontroller, Lichtsensor 10, LED-Lichtquelle 11, ein erstes 2.4GHz

Funkmodul 19 und Laderegelung (Eigenentwicklung) [0041] · Lithium-Polymer-Akku [0042] · „Empfangs" - Spule zum induktiven Laden oder USB- Buchse zum kabelgebundenen

Laden des Akkus (Fertigmodul) [0043] · Wasserdichtes Kunststoffgehäuse 7 mit Klettverschlussbefestigung (Eigenentwick lung) [0044] Lichteinheit 4: [0045] · Externes Netzteil (Fertigmodul) [0046] · Mikrocontroller-Board zur Steuerung (Eigenentwicklung) [0047] · Ein Drittes Funkmodul 20 (Fertigmodul) [0048] · LED-Treiber (Fertigmodul) [0049] · Hochleistungs RGB-LEDs mit Kühlkörper und Optik (Fertigmodul)

Claims

Ansprüche

1. Sensorsystem (1) zur Vertonung von Licht, bestehend aus zumindest einer Sensoreinheit (2) und einer Basisstation (3), wobei die zumindest eine Sensoreinheit (2) zumindest einen Farbsensor und/oder zumindest einen Heiiigkeitssensor aufweist und über ein erstes Netzwerk mit der Basisstation (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinheit (2) am Körper tragbar ausgeführt ist und bei einer Bewegung durch einen Raum kontinuieriich die durch den Heiiigkeitssensor und/oder den Farbsensor gemessenen Lichtsignaie über das erste Netzwerk an die Basisstation (3) übermitteit, die diese in Echtzeit in akustische Signaie umwandeit und ausgibt, wobei das Sensorsystem (1) zumindest eine Lichteinheit (4) aufweist, weiche über ein zweites Netzwerk mit der Basisstation (3) verbunden ist, wobei das zweite Netzwerk drahtios ausgebiidet ist und wobei die zumindest eine Lichteinheit (4) ein drittes Funkmodui (20) aufweist und die Basisstation (3) ein viertes Funkmodui (12) aufweist.
2. Sensorsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Netzwerk drahtios ausgebiidet ist, wobei die zumindest eine Sensoreinheit (2) ein erstes Funkmodul (19) aufweist und die Basisstation (3) ein zweites Funkmodul (16) aufweist.
3. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinheit (2) mittels einer Gegenspange (8) an Kleidungsstücken (9) oder mittels Armbändern direkt am Körper befestigbar ist.
4. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinheit (2) eine Lichtquelle (11) aufweist.
5. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (3) einen Mikrocontroller (15) aufweist, der zur Signalverarbeitung mit einem internen Computer (5) oder einem externen Computer (6) verbindbar ist.
6. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Computer (5) oder der externe Computer (6) einen Audioausgang (14) aufweist, der mit einem Soundsystem (13) verbindbar ist.
7. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinheit (2) ein Gehäuse (7) aufweist, das staub- und wasserfest ist.