DE102015116432A1

DE102015116432A1 - Device and method for determining the surface contour of a human body or a part thereof

Info

Publication number: DE102015116432A1
Application number: DE102015116432.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Eder; Jörn-Uwe Fischbach; Maria Hüttenhoff
Original assignee: Pero-System Messgerate GmbH
Current assignee: Pero-System Messgerate GmbH
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2017-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandete Querschnittsflächen eines Körperteiles einer Person charakterisierenden Maßen, wobei ein Messrahmen (1), der ein Messfeld (2) umgibt, in der vertikalen Richtung über das Körperteil verlagert wird, wobei in zwei voneinander verschiedenen Richtungen jeweils quer zur vertikalen Richtung mittels am Messrahmen (1) angeordneter Lichtquellen (3, 5) die Randpositionen (a bis f) eines vom Körperteil auf eine – bezogen auf das Messfeld (2) – den Lichtquellen (3, 5) jeweils gegenüberliegend angeordnete Anordnung lichtempfindlicher Sensoren (4, 6) geworfenen Schattens ermittelt werden und daraus Schattenlängen (S1 bis S4) ermittelt werden, aus denen zu einer Vielzahl von Vertikalpositionen Querschnittsflächen approximiert werden. Der Messrahmen (1) wird über die Beine (7, 7') und den Rumpf (8) der mit beiden Beinen im Messrahmen (1) stehenden Person verlagert, wobei die Querschnittsfläche der Beine (7, 7') durch eine Kreisapproximation und die Querschnittsfläche des Rumpfs durch eine Ellipsenapproximation berechnet wird.The invention relates to a method for determining dimensions which characterize a body part of a person in a vertical direction, wherein a measuring frame (1) which surrounds a measuring field (2) is displaced in the vertical direction over the body part, wherein two The edge positions (a to f) of a body part on a - with respect to the measuring field (2) - the light sources (3, 5) in each case transversely to the vertical direction by means of the measuring frame (1) arranged light sources (3, 5) opposite arranged arrangement of photosensitive sensors (4, 6) of thrown shadow are determined and from this shadow lengths (S1 to S4) are determined, from which to a plurality of vertical positions cross-sectional areas are approximated. The measuring frame (1) is displaced over the legs (7, 7 ') and the trunk (8) of the person standing with both legs in the measuring frame (1), the cross - sectional area of the legs (7, 7') being approximated by a circle approximation and Cross-sectional area of the fuselage is calculated by an ellipse approximation.

Description

Gebiet der TechnikField of engineering

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandete Querschnittsflächen eines Körperteiles einer Person charakterisierenden Maßen, wobei ein Messrahmen, der ein Messfeld umgibt, in der vertikalen Richtung über das Körperteil verlagert wird, wobei in zwei voneinander verschiedenen Richtungen jeweils quer zur vertikalen Richtung mittels am Messrahmen angeordneter Lichtquellen die Randpositionen eines vom Körperteil auf eine – bezogen auf das Messfeld – den Lichtquellen jeweils gegenüberliegend angeordnete Anordnung lichtempfindlicher Sensoren geworfenen Schattens ermittelt werden und daraus Schattenlängen ermittelt werden, aus denen zu einer Vielzahl von Vertikalpositionen Querschnittsflächen approximiert werden.The invention relates to a method for the determination of measures in a vertical direction spaced cross-sectional areas of a body part of a person characterizing dimensions, wherein a measuring frame, which surrounds a measuring field, is displaced in the vertical direction over the body part, wherein in two mutually different directions each transverse to vertical direction by means arranged on the measuring frame light sources, the edge positions of the body part on a - relative to the measuring field - the light sources respectively oppositely arranged array of photosensitive sensors thrown shadow determined and from this shadow lengths are determined from which are approximated to a variety of vertical positions cross-sectional areas.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einer senkrecht von einer Trittplatte nach oben abragenden Führungssäule, einem an der Führungssäule auf und ab verlagerbaren Messrahmen, mit einer Messfläche, deren Fläche ausreichend groß ist, um den Messrahmen über die Beine und den Rumpf einer auf der Trittplatte stehenden Person zu verlagern, wobei der Messrahmen erste und zweite Lichtquellen aufweist, denen jeweils – bezogen auf das Messfeld – erste und zweite Anordnungen lichtempfindlicher Sensoren gegenüberliegen zur Ermittlung der Randpositionen der von den Beinen beziehungsweise des Rumpfes geworfenen Schatten, mit einem Weggeber zur Ermittlung der Vertikalposition des Messrahmens und mit einer Auswerteeinrichtung, mit der zu jeder Vertikalposition zugeordnete Querschnittsflächen der Beine und des Rumpfes berechenbar ist.The invention further relates to an apparatus for carrying out the method, with a vertically protruding from a tread plate guide column, a displaceable up to the guide column and from measuring frame, with a measuring surface whose surface is sufficiently large to the measuring frame on the legs and to shift the trunk of a person standing on the footboard, wherein the measuring frame first and second light sources, which - with respect to the measuring field - first and second arrangements of light-sensitive sensors opposite to determine the edge positions of the cast by the legs or the trunk shadow a displacement sensor for determining the vertical position of the measuring frame and having an evaluation device, with the cross-sectional areas of the legs and the trunk assigned to each vertical position can be calculated.

Stand der TechnikState of the art

Aus den DE 36 34 065 A1 und DE 43 04 388 B4 sind Vorrichtungen bekannt, die jeweils einen in Horizontalrichtung verlagerbaren Messrahmen aufweist, der zwei jeweils sich gegenüberliegende Rahmenschenkelpaare besitzt, wobei jeweils ein Rahmenschenkel eines Rahmenpaares eine Reihe von Lichtquellen, beispielsweise Leuchtdioden, und der gegenüberliegende Rahmenschenkel eine Reihe von lichtempfindlichen Sensoren, beispielsweise Fototransistoren, aufweist. Jeder Lichtquelle ist auf dem gegenüberliegenden Rahmenschenkel ein Sensor zugeordnet, so dass sich eine Vielzahl von Lichtschranken ergeben, mit denen das Schattenbild eines Körperteiles ermittelbar ist, welches durch den Messrahmen hindurchgesteckt wird. Durch die Messung zweier Schattenlängen in senkrecht aufeinander stehenden Richtungen lässt sich eine Querschnittsfläche des Körperteils durch eine Ellipsenapproximation ermitteln. Durch eine Verlagerung des Messrahmens über das Körperteil lässt sich ein Volumenmodell des Körperteils ermitteln. Bei der Ellipsenapproximation werden die beiden senkrecht zueinander stehenden Schattenlängenmaße als Halbachsen einer Ellipse angesehen und aus der bekannten Beziehung die Querschnittsfläche einer derartig definierten Ellipse ermittelt. Bei einer ebenfalls möglichen Kreisapproximation wird nur ein Längenmaß, beispielsweise die Länge eines Schattens, verwendet, die dann als Kreisdurchmesser identifiziert wird. Die Querschnittsfläche wird dann nach der bekannten Beziehung der Kreisfläche zum Kreisdurchmesser berechnet.From the DE 36 34 065 A1 and DE 43 04 388 B4 Devices are known, each having a horizontally displaceable measuring frame, which has two mutually opposite frame leg pairs, wherein each frame leg of a pair of frames a number of light sources, such as light emitting diodes, and the opposite frame leg a number of photosensitive sensors, such as phototransistors having. Each light source is associated with a sensor on the opposite frame leg, resulting in a plurality of light barriers, with which the shadow image of a body part can be determined, which is inserted through the measuring frame. By measuring two shadow lengths in mutually perpendicular directions, a cross-sectional area of the body part can be determined by an ellipse approximation. By moving the measuring frame over the body part, a volume model of the body part can be determined. In the ellipse approximation, the two mutually perpendicular shadow length dimensions are regarded as half axes of an ellipse, and from the known relationship, the cross-sectional area of an ellipse defined in this way is determined. In a likewise possible circle approximation only a length measure, for example the length of a shadow, is used, which is then identified as a circle diameter. The cross-sectional area is then calculated according to the known relationship of the circular area to the circle diameter.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Anwendungsspektrum des bekannten Verfahrens beziehungsweise der bekannten Vorrichtung gebrauchsvorteilhaft zu verbessern.The invention has for its object to improve the range of applications of the known method or the known device use advantageous.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der selbstständigen Ansprüche darstellen, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe.The object is achieved by the invention specified in the claims, wherein the dependent claims represent not only advantageous developments of the independent claims, but also independent solutions to the problem.

Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass durch eine Modifikation der bekannten Vorrichtung ein Volumenmodell der beiden Beine und des Rumpfs der innerhalb des Messrahmens stehenden Person ermittelt wird. Hierzu werden die charakterisierenden Maße von in Vertikalrichtung voneinander beabstandeten Querschnittsflächen der Beine und des Rumpfes ermittelt. Die Vorrichtung besitzt hierzu bevorzugt eine Trittplatte, auf der sich die zu vermessende Person aufstellt und eine sich in Vertikalrichtung erstreckende Führungssäule, an der der Messrahmen geführt ist. Der Messrahmen kann manuell oder motorisch angetrieben auf und ab verlagert werden. Dabei werden mit dem bekannten Verfahren durch Aktivieren der Lichtquellen lichtschrankenartige Messstrecken erzeugt. Auch hier werden mittels der Sensoranordnungen in zwei voneinander verschiedenen Messrichtungen, die quer zur Vertikalrichtung ausgerichtet sind, Schattenbilder vermessen. Dabei wird die Querschnittsfläche des Rumpfes durch eine Ellipsenapproximation ermittelt, wozu zwei Schattenlängen, die mit bevorzugt senkrecht zueinander stehenden Lichtschrankenanordnungen gemessen worden sind, als die beiden Halbachsen einer Ellipse interpretiert werden. Da die zu messende Person mit beiden Beinen in dem Messrahmen steht, werden von einer Lichtquellen-/Sensoranordnung vier Randpositionen von Schatten ermittelt und von der anderen, bevorzugt in einem rechten Winkel dazu angeordneten Lichtquellen-/Sensoranordnung lediglich zwei Schatten-Randpositionen. Die beiden Schattenlängen, die von der Lichtquellen-/Sensoranordnung ermittelt worden sind, deren Lichtstrahlen durch die Beine hindurchgehen, werden zur Querschnittsflächenapproximation der Querschnittsflächen der Beine verwendet, wobei diese Schattenlängen als Kreisdurchmesser interpretiert werden, um die Querschnittsfläche der Beine durch eine Kreisapproximation anzunähern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen bevorzugt rechteckigen Messrahmen, an dem Handgriffe befestigt sind. Die Handgriffe sind bevorzugt auf der nach oben weisenden Seite des Messrahmens befestigt, so dass die im Messrahmen stehende Person den Messrahmen händisch von den Füßen über den Rumpf bis in Brusthöhe heraufziehen kann, wobei während der Aufwärtsbewegung des Messrahmens kontinuierlich Maße ermittelt werden, die Querschnittsflächen charakterisieren. Bevorzugt ist für jede Hand ein Handgriff vorgesehen. Die Handgriffe können auch verwendet werden, wenn der Messrahmen von einem Elektromotor angehoben wird. Es ist ein Weggeber vorgesehen, mit dem die aktuelle Höhenposition des Messrahmens ermittelt werden kann, so dass schrittweise, in Abständen von einigen Millimetern jeweils ein einer Vertikalposition zuordbarer Querschnittsflächenwert ermittelbar ist. Der Messrahmen wird für die Messung bis in Brusthöhe heraufbewegt, wobei die Anordnung der Handgriffe auf der Oberseite des Messrahmens vorteilhaft ist, um zu vermeiden dass die Arme der Personen in den Messrahmen hineinragen. Die Messung erfolgt somit bevorzugt, ohne dass die Arme in den Messrahmen hineinragen. Die Ermittlung der Querschnittsflächen durch eine Kreisapproximation erfolgt von der Trittplatte bis in die Schritthöhe der Person. Oberhalb der Schritthöhe wird die Querschnittsfläche durch Ellipsenapproximation ermittelt. Hierzu wird vor der eigentlichen Messung die Schritthöhe ermittelt. Dies kann in einem gesonderten Messschritt erfolgen, indem der Messrahmen bis in die Schritthöhe angehoben wird. Dies kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass die Person lediglich mit einem Bein im Messrahmen und mit dem anderen Bein außerhalb des Messrahmens steht. Der Messrahmen kann dann bis in eine Anschlagposition nach oben verlagert werden. Die Vorrichtung besitzt bevorzugt eine Auswerteeinrichtung, die im Wesentlichen von einem Microcomputer gebildet wird und die in der Lage ist, die von den Sensoren ermittelten Messwerte zu verarbeiten. Die Auswerteeinrichtung besitzt insbesondere einen Speicher, in dem personenbezogene Daten, beispielsweise Volumenmodelle, aber auch die Schritthöhe gespeichert werden können. Die Auswerteeinrichtung ist darüber hinaus auch in der Lage, die Lichtquellen, bei denen es sich bevorzugt um Leuchtdioden handelt, anzusteuern beziehungsweise die Messwerte der Sensoren, bei denen es sich bevorzugt um Fototransistoren handelt, auszuwerten. Ferner empfängt die Auswerteeinrichtung die vom Weggeber ermittelten Daten über die aktuelle vertikale Höhe des Messrahmens. Die Auswerteeinrichtung kann darüber hinaus einen Bildschirm aufweisen, auf dem das aus den gemessenen Daten berechnete Volumenmodell dargestellt werden kann. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, auch von einem einzelnen Körperteil, beispielsweise einem Bein oder einem Arm, ein dreidimensionales Modell, also ein Volumenmodell, zu berechnen. Hierzu werden nicht nur die die Querschnittsfläche bestimmenden Schattenlängen beziehungsweise eine die Querschnittsfläche bestimmende Schattenlänge ermittelt. Es werden darüber hinaus auch die Positionen der Schatten gegenüber beispielsweise einer Randkante des Messrahmens ermittelt. Aus diesen Daten wird dann das Volumenmodell des Körperteiles berechnet und auf dem Bildschirm dargestellt. Wird die Vorrichtung beispielsweise zum Anmessen eines Kompressionsstrumpfes oder zu medizinischen Zwecken verwendet, lässt sich allein durch die Betrachtung des auf dem Bildschirm dargestellten dreidimensionalen Modells des Körperteils sofort die Plausibilität der Messung erkennen. Es lässt sich beispielsweise sofort feststellen, wenn sich bei der Messung Kleidungsstücke im Messrahmen befunden haben. Es ist ferner vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung in der Lage ist, ein aktuelles Volumenmodell mit einem älteren Volumenmodell zu vergleichen und die Volumenunterschiede grafisch, beispielsweise farbig, anzuzeigen, wobei die Volumenunterschiede insbesondere zu jeder Vertikalposition angezeigt werden. Es können Querschnittsflächen unmittelbar miteinander verglichen werden, die an derselben Vertikalposition aufgenommen worden sind. Hierdurch lassen sich lokale Volumenänderungen beispielsweise in Milliliter angeben. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch zu jeder Vertikalposition Umfangslängen des Körperteiles ermitteln. Die Umfangslängen lassen sich mit bei früheren Messungen ermittelten Umfangslängen vergleichen. Hierdurch lässt sich mit der Vorrichtung der Trainingserfolg in einem Fitnesscenter grafisch darstellen. Es lässt sich auch der Erfolg einer Diät feststellen. Der Trainingserfolg lässt sich aufgrund einer quantitativen Angabe einer lokalen Volumenänderung sogar in absoluten Zahlen ausdrücken. Die Vorrichtung kann auch zum Anmessen von Kleidung verwendet werden. Aus dem berechneten Volumenmodell können für die Anfertigung von Bekleidungsstücken relevante Maße abgeleitet werden. Bei dem Messverfahren wird der Messrahmen linear in Vertikalrichtung von unten nach oben verlagert. Die Messung beginnt mit einem ersten Messschritt, beispielsweise in der untersten Position des Messrahmens. Der Messrahmen wird kontinuierlich von unten nach oben verlagert, wobei in vorbestimmten Vertikalabständen jeweils im Lichtschrankenverfahren Schattenbilder des Körperteils aufgenommen werden. Es werden zwei Schattenbilder in zwei voneinander verschiedenen, in der Horizontalebene liegenden Raumrichtungen aufgenommen, die bevorzugt senkrecht zueinander stehen. Bis zum Erreichen der Schritthöhe werfen die Lichtquellen, die sich bevorzugt rückseitig oder brustseitig der Person befinden, jeweils zwei durch einen Abstand voneinander getrennte Schatten, die jeweils von einem Bein geworfen werden. Mit der Sensoranordnung werden somit insgesamt vier Schattenrandpositionen gemessen, aus denen zwei Schattenlängen ermittelbar sind, die jeweils einem Querschnittsflächen-Durchmesser zugeordnet sind, so dass im Wege einer Kreisapproximation die Querschnittsfläche jeweils eines Beines angenähert werden kann. Mit der dazu senkrecht stehenden Lichtquellen-/Sensoranordnung können regelmäßig nur zwei Schattenrandpositionen ermittelt werden, da sich die vom linken und rechten Bein gebildeten Schatten überlagern. Diese Randpositionen werden jedoch verwendet, um die räumliche Lage der Querschnittsflächen der beiden Beine in der Horizontalebene zu erfassen. Eine Randposition entspricht dabei der Vorderseite des vorderen Beines und die andere Randposition der Rückseite des rückwärtigen Beines. Mit insgesamt sechs Messwerten lassen sich somit die Querschnittsflächen der Beine und deren Lage in der jeweiligen Horizontalebene ermitteln. Diese Werte werden abgespeichert. Im Bereich der Oberschenkel kann es vorkommen, dass mit beiden Lichtquellen-/Sensoranordnungen jeweils nur zwei Schattenrandpositionen ermittelt werden können, da der Beinzwischenraum nicht frei ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Person etwas schräg im Messrahmen steht. Hier wird durch eine Mittelung der Schattenlängen der Beindurchmesser angenähert, wobei zur Mittelung die Messwerte der Lichtquellen-/Sensoranordnung verwendet wird, die im Bereich der Unterschenkel die vier Schattenrandpositionen ermittelt hat, also die von der brustseitigen beziehungsweise rückenseitigen Sensoranordnung. Im Messbereich oberhalb der Schritthöhe wird die Querschnittsfläche durch eine Ellipsenapproximation ermittelt. Um die jeweiligen Zeiten zum Auffinden der Schattenrandpositionen zu minimieren, wird ein sogenanntes „Suchhundverfahren” angewendet. Bei diesem Verfahren werden nacheinander in einem ersten Messschritt alle Lichtquellen beziehungsweise alle Sensoren der jeweiligen Lichtquellen-/Sensoranordnungen aktiviert. In einer einfachsten Variante bildet jede Lichtquelle mit einem ihr funktionell zugeordneten Sensor auf der anderen Rahmenseite eine Lichtschranke. Durch Nacheinander-Aktivieren der Lichtquellen wandert diese Lichtschranke somit über die Rahmenfläche. Zu jeder Lichtquelle kann ein einziger Sensor korrespondieren. Es ist aber auch vorgesehen, dass zu einer Lichtquelle mehrere Sensoren korrespondieren oder dass zu einem Sensor mehrere Lichtquellen korrespondieren. In einem bevorzugten Verfahren wird jeweils ein Sensor aktiviert und nacheinander alle Lichtquellen. Zur Ermittlung einer Schattenrandposition wird die Position des Sensors ermittelt, der von der ihm zugeordneten Lichtquelle Licht empfängt und dessen unmittelbar benachbarter Sensor von der ihm zugeordneten Lichtquelle kein Licht empfängt. Bei dieser, bevorzugten Methode verlaufen die Lichtschranken parallel und beabstandet zueinander. Es ist aber auch möglich, dass sich durch eine geeignete Ansteuerung der Lichtquellen beziehungsweise Sensoren sich kreuzende, schräg zueinander verlaufende Lichtschranken bilden. Es ist vorgesehen, dass eine Lichtquelle mit mehreren Sensoren verschiedene, fächerartige Lichtschranken bildet. In jedem weiteren Messschritt in anderen Vertikalpositionen wird zunächst nur die Lichtquelle aktiviert, die bei dem vorherigen Messschritt der Schattenrandposition entspricht. Darauf folgend werden die links und rechts dieser Lichtquelle benachbarten Lichtquellen aktiviert, bis die aktuelle Schattenrandposition gefunden ist. Dies kann bei verschiedenen Schattengrenzen gleichzeitig erfolgen. Empfängt der dieser Lichtquelle zugeordnete Sensor ein Lichtsignal, so werden wechselweise links und rechts dieser Lichtquelle benachbarte Lichtquellen aktiviert, bis ein zugeordneter Sensor kein Licht erhält. Ganz allgemein wird bei diesem Verfahren zunächst die aus einer bestimmten Lichtquelle und irgend einem Sensor bestehende Lichtschranke aktiviert und danach in einer vorgegebenen Reihenfolge eine Mehrzahl weiterer, benachbarter Lichtschranken aktiviert, bis zwei benachbarte Lichtschranken gefunden sind, von denen eine unterbrochen und die andere nicht unterbrochen ist.First and foremost, it is proposed that, by a modification of the known device, a volume model of the two legs and the trunk of the person standing inside the measuring frame is determined. For this purpose, the characterizing dimensions of vertically spaced-apart cross-sectional areas of the legs and the trunk are determined. For this purpose, the device preferably has a tread plate on which the person to be measured stands and a guide column extending in the vertical direction, on which the measuring frame is guided. The measuring frame can be moved up and down manually or driven by a motor. In this case, light-beam-like measuring sections are generated by activating the light sources with the known method. Here, too, shadow images are measured by means of the sensor arrangements in two different measuring directions, which are aligned transversely to the vertical direction. In this case, the cross-sectional area of the fuselage is determined by an ellipse approximation, for which purpose two shadow lengths, which have been measured with preferably mutually perpendicular light barrier arrangements, are interpreted as the two semiaxes of an ellipse. Since the person to be measured stands with both legs in the measuring frame, four edge positions of shadows are determined by one light source / sensor arrangement and only two shadow edge positions from the other, preferably at a right angle, arranged light source / sensor arrangement. The two shadow lengths, of the light source / sensor arrangement whose light rays pass through the legs are used for cross-sectional area approximation of the cross-sectional areas of the legs, these shadow lengths being interpreted as a circle diameter to approximate the cross-sectional area of the legs by a circle approximation. The inventive device has a preferably rectangular measuring frame, are attached to the handles. The handles are preferably mounted on the upwardly facing side of the measuring frame so that the person standing in the measuring frame can manually raise the measuring frame from the feet over the trunk to chest height, continuously measuring dimensions that characterize cross-sectional areas during the upward movement of the measuring frame , Preferably, a handle is provided for each hand. The handles can also be used when the measuring frame is lifted by an electric motor. A displacement sensor is provided, with which the current height position of the measuring frame can be determined so that stepwise, at intervals of a few millimeters, a respective cross-sectional surface value that can be assigned to a vertical position can be determined. The measuring frame is moved up to chest height for the measurement, wherein the arrangement of the handles on the top of the measuring frame is advantageous in order to avoid that the arms of the persons protrude into the measuring frame. The measurement is thus preferably carried out without the arms protrude into the measuring frame. The determination of the cross-sectional areas by a circle approximation is carried out from the tread plate to the step height of the person. Above the step height, the cross-sectional area is determined by ellipse approximation. For this purpose, the step height is determined before the actual measurement. This can be done in a separate measuring step by raising the measuring frame up to the step height. This can be done in a simple manner in that the person stands with only one leg in the measuring frame and with the other leg outside the measuring frame. The measuring frame can then be moved up to a stop position upwards. The device preferably has an evaluation device, which is essentially formed by a microcomputer and which is able to process the measured values determined by the sensors. The evaluation device has in particular a memory in which personal data, for example volume models, but also the step height can be stored. The evaluation device is also able to control the light sources, which are preferably light emitting diodes, or to evaluate the measured values of the sensors, which are preferably phototransistors. Furthermore, the evaluation device receives the data determined by the displacement sensor on the current vertical height of the measuring frame. The evaluation device can also have a screen on which the volume model calculated from the measured data can be displayed. According to a second aspect of the invention, provision is also made for calculating a three-dimensional model, that is to say a solid model, from a single body part, for example a leg or an arm. For this purpose, not only the shadow lengths determining the cross-sectional area, but also a shadow length determining the cross-sectional area are determined. In addition, the positions of the shadows relative to, for example, a marginal edge of the measuring frame are also determined. The volume model of the body part is then calculated from these data and displayed on the screen. If the device is used, for example, to measure a compression stocking or for medical purposes, the plausibility of the measurement can be recognized immediately by looking at the three-dimensional model of the body part shown on the screen. For example, it is immediately possible to determine if clothes were in the measuring frame during the measurement. It is further provided that the evaluation device is able to compare a current volume model with an older volume model and display the volume differences graphically, for example in color, the volume differences being displayed in particular for each vertical position. It is possible to directly compare cross-sectional areas that have been recorded at the same vertical position. This makes it possible to specify local volume changes, for example in milliliters. With the method according to the invention, circumferential lengths of the body part can also be determined for each vertical position. The circumferential lengths can be compared with the circumferential lengths determined in earlier measurements. As a result, with the device of the training success in a fitness center graphically represent. It can also determine the success of a diet. The training success can be expressed in absolute terms due to a quantitative indication of a local volume change. The device can also be used to measure clothes. From the calculated volume model relevant measurements for the production of clothing can be derived. In the measuring method, the measuring frame is displaced linearly in the vertical direction from bottom to top. The measurement begins with a first measuring step, for example in the lowest position of the measuring frame. The measuring frame is continuously displaced from bottom to top, wherein shadow images of the body part are recorded at predetermined vertical distances, each in the light barrier method. Two shadow images are taken in two mutually different horizontal directions, which are preferably perpendicular to each other. Until reaching the step height throw the light sources, which are preferably the back or chest side of the person, each two separated by a distance shadows, which are each thrown from one leg. With the sensor arrangement, a total of four shadow edge positions are measured, from which two shadow lengths can be determined, which are each assigned a cross-sectional area diameter, so that the cross-sectional area of one leg can be approximated by way of a circle approximation. With the light source / sensor arrangement perpendicular thereto, only two shadow edge positions can regularly be determined, since the shadows formed by the left and right legs are superimposed. However, these edge positions are used to detect the spatial location of the cross-sectional areas of the two legs in the horizontal plane. One edge position corresponds to the front of the front leg and the other edge position of the back of the rear leg. With a total of six measured values, the cross-sectional areas of the legs and their position in the respective horizontal plane can thus be determined. These values are stored. In the region of the thighs, it may happen that only two shadow edge positions can be determined with both light source / sensor arrangements, since the leg gap is not free. This is especially the case when the person is slightly oblique in the measuring frame. Here, the leg diameter is approximated by an averaging of the shadow lengths, the averages used being the measured values of the light source / sensor arrangement, which has determined the four shadow edge positions in the region of the lower legs, that is to say those of the breast-side or back-side sensor arrangement. In the measuring range above the step height, the cross-sectional area is determined by an ellipse approximation. In order to minimize the respective times for finding the shadow edge positions, a so-called "search dog method" is used. In this method, all light sources or all sensors of the respective light source / sensor arrangements are activated one after the other in a first measuring step. In a simplest variant, each light source forms a light barrier with a functionally assigned sensor on the other side of the frame. By activating the light sources one after the other, this light barrier thus moves over the frame surface. For each light source, a single sensor can correspond. However, it is also provided that correspond to a light source more sensors or that correspond to a sensor multiple light sources. In a preferred method, one sensor is activated in each case and all the light sources in succession. To determine a shadow edge position, the position of the sensor is determined which receives light from the light source assigned to it and whose immediately adjacent sensor receives no light from the light source assigned to it. In this preferred method, the light barriers are parallel and spaced from each other. But it is also possible that form by crossing the light sources or sensors crossing, obliquely extending photocells. It is envisaged that a light source with several sensors forms different fan-shaped light barriers. In each further measuring step in other vertical positions, initially only the light source is activated, which in the previous measuring step corresponds to the shadow edge position. Subsequently, the light sources adjacent to the left and right of this light source are activated until the current shadow edge position is found. This can be done simultaneously with different shadow boundaries. If the sensor assigned to this light source receives a light signal, neighboring light sources are alternately activated left and right of this light source until an assigned sensor receives no light. More generally, in this method, the light barrier consisting of a specific light source and any sensor is first activated and then a plurality of further adjacent light barriers activated in a predetermined sequence until two adjacent light barriers are found, one of which is interrupted and the other is not interrupted ,

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments. Show it:

1 eine erste perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung, 1 a first perspective view of a measuring device according to the invention,

2 eine zweite perspektivische Darstellung der Messvorrichtung mit einer im Messrahmen 1 auf einer Trittplatte 10 stehenden Person, 2 a second perspective view of the measuring device with a measuring frame 1 on a tread plate 10 standing person,

3 eine schematische Draufsicht auf den Messrahmen, der sich in Höhe der Beine 7, 7' befindet mit schematisch dargestellten zwischen Lichtquellen 3 und Fototransistoren 4 verlaufenden Lichtschranken, 3 a schematic plan view of the measuring frame, which is at the height of the legs 7 . 7 ' located with schematically illustrated between light sources 3 and phototransistors 4 extending light barriers,

4 eine Darstellung gemäß 3, jedoch mit schematisch dargestellten Lichtquellen 5 und Fototransistoren 6, 4 a representation according to 3 , but with schematically illustrated light sources 5 and phototransistors 6 .

5 eine Darstellung gemäß 3, wobei sich der Messrahmen in etwa in Brusthöhe befindet, 5 a representation according to 3 , where the measuring frame is approximately at breast height,

6 eine Darstellung gemäß 4, wobei sich der Messrahmen ebenfalls in Brusthöhe befindet, 6 a representation according to 4 , where the measuring frame is also at chest level,

7 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes eines Messrahmens 1 zur Verdeutlichung des „Suchhundverfahrens”, 7 an enlarged view of a section of a measuring frame 1 to clarify the "search dog procedure",

8 eine Darstellung gemäß der 3 und 4 zur Verdeutlichung einer Variante eines Messverfahrens, 8th a representation according to the 3 and 4 to illustrate a variant of a measuring method,

9 ein sich über die gesamte Länge der Beine 7, 7' erstreckendes Schattenbild korrespondierend zu 3, 9 over the entire length of the legs 7 . 7 ' extending shadow corresponding to 3 .

10 eine Darstellung gemäß 9, jedoch korrespondierend zu 4 und 10 a representation according to 9 , but corresponding to 4 and

11 schematisch ein aus den ermittelten Querschnittsflächen berechnetes Volumenmodell. 11 schematically a calculated from the determined cross-sectional areas volume model.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Die 1 zeigt die wesentlichen Elemente einer Vorrichtung zur Ermittlung der Umfangskontur der Beine 7, 7' und des Rumpfs 8 einer Person. Eine Trittplatte 10 erstreckt sich in horizontaler Richtung und besitzt auf ihrer Oberseite Markierungen 15, die der zu vermessenden Person eine Hilfestellung geben soll, wie sie sich innerhalb des Messrahmens 1 zu positionieren hat.The 1 shows the essential elements of a device for determining the peripheral contour of the legs 7 . 7 ' and the hull 8th one person. A tread plate 10 extends in the horizontal direction and has marks on its upper side 15 to give the person to be measured an assistance, as they are within the measuring frame 1 has to position.

Von der Trittplatte 10 ragt eine Säule 9 vertikal nach oben. Die Säule 9 besitzt eine Führung 11, an der ein Messrahmen 1 auf und ab bewegt werden kann. Der Messrahmen 1 umgibt ein in einer Horizontalebene liegendes Messfeld 2. Die Führungssäule 9 kann ein Profilkörper sein, sie kann beispielsweise auf einer Schmalseite sich gegenüberliegende hinterschnittene Nuten aufweisen, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, in die Führungsvorsprünge einer Führungsmechanik des Messrahmens 1 eingreifen. Die Führungsmechanik fesselt den Messrahmen 1 mit den aus dem Maschinenbau her bekannten Mitteln an eine Schmalseite der Säule 9, so dass der Messrahmen 1 in einer Horizontalebene fixiert ist und sich auf- und abwärts verlagern lässt.From the tread plate 10 sticks out a pillar 9 vertically upwards. The pillar 9 owns a guide 11 on which a measuring frame 1 can be moved up and down. The measuring frame 1 surrounds a measuring field lying in a horizontal plane 2 , The guiding column 9 may be a profile body, it may, for example, on a narrow side having opposite undercut grooves, which are not shown in the drawings, in the guide projections of a guide mechanism of the measuring frame 1 intervention. The guide mechanism ties the measuring frame 1 with the known from mechanical engineering ago means to a narrow side of the column 9 so that the measuring frame 1 fixed in a horizontal plane and can be shifted up and down.

Der Messrahmen 1 besitzt eine Rechteckkontur mit zwei sich gegenüberliegenden Rahmenschenkelpaaren. Jedes Rahmenschenkelpaar besitzt einen ersten Rahmen, der eine Anordnung von Leuchtdioden 3, 5 aufweist und einen diesem Rahmenschenkel gegenüberliegenden zweiten Rahmenschenkel der eine Anordnung von Fototransistoren 4, 6 aufweist. Die Leuchtdioden 3, 5 sind in Abständen von wenigen Millimetern reihenförmig nebeneinander angeordnet. Die Fototransistoren 4, 6 sind in einer ähnlichen reihenförmigen Anordnung angeordnet. Bevorzugt gibt es zu jeder Leuchtdiode 3, 5 einen korrespondierenden Fototransistor 4, 6, der sich auf der anderen Seite des Messfeldes 2 befindet. Es bilden sich somit zwei senkrecht zueinander stehende Lichtschrankenanordnungen beziehungsweise Lichtquellen-/Sensoranordnungen aus. In den Zeichnungen sind die Abstände der Lichtquellen 3, 5 und der lichtempfindlichen Sensoren 4, 6 übertrieben groß dargestellt. In der Realität haben die benachbarten Lichtquellen 3, 5 beziehungsweise Sensoren 4, 6 einen geringeren Abstand. Die Leuchtdioden können als SMD-Bauteile auf einer Leiterplatte einen Abstand von 2,54 mm besitzen. Dieser Abstand kann aber auch bis zu 3 beziehungsweise 4 mm betragen. Die Fototransistoren können ebenfalls diesen Abstand voneinander haben. Bevorzugt sind die Fototransistoren jedoch in zwei parallelen Reihen angeordnet, die auf Lücke versetzt sind, so dass die Fototransistoren nur den halben Abstand des Abstandes der Leuchtdioden voneinander besitzen.The measuring frame 1 has a rectangular contour with two opposite frame leg pairs. Each frame leg pair has a first frame, which is an array of light emitting diodes 3 . 5 and a frame leg opposite this second frame leg of an array of phototransistors 4 . 6 having. The light-emitting diodes 3 . 5 are arranged in rows of a few millimeters next to each other in rows. The phototransistors 4 . 6 are arranged in a similar row-shaped arrangement. Preferably, there is each LED 3 . 5 a corresponding phototransistor 4 . 6 that is on the other side of the field of view 2 located. Thus, two mutually perpendicular light barrier arrangements or light source / sensor arrangements are formed. In the drawings, the distances of the light sources 3 . 5 and the photosensitive sensors 4 . 6 shown exaggeratedly big. In reality, the neighboring light sources 3 . 5 or sensors 4 . 6 a smaller distance. The light-emitting diodes can have a pitch of 2.54 mm as SMD components on a printed circuit board. This distance can also be up to 3 or 4 mm. The phototransistors may also have this distance from each other. Preferably, however, the phototransistors are arranged in two parallel rows, which are offset in gap, so that the phototransistors have only half the distance of the spacing of the LEDs from each other.

Auf der nach oben weisenden Breitseitenfläche des Messrahmens 1 befindet sich ein Handgriff 12. Der Handgriff 12 besitzt zwei Griffabschnitte, an denen jeweils die Hand einer Person angreifen kann, um den Messrahmen 1 auf und ab zu verlagern.On the upward-facing broad side surface of the measuring frame 1 there is a handle 12 , The handle 12 has two gripping sections, each of which can be manipulated by a person's hand, around the measuring frame 1 to shift up and down.

Es ist ein nicht dargestellter Wegaufnehmer vorgesehen, der einen Wert für die jeweilige Vertikalposition des Messrahmens 1 entlang der Führung 11 liefert. Mit dem Wegaufnehmer kann die jeweilige Höhenposition des Messrahmens 1 gegenüber der Trittplatte ermittelt werden, wobei die Genauigkeit etwa 1 mm beträgt.It is provided an unillustrated position transducer, which has a value for the respective vertical position of the measuring frame 1 along the guide 11 supplies. With the transducer, the respective height position of the measuring frame 1 be determined with respect to the tread plate, wherein the accuracy is about 1 mm.

Eine Auswerteeinrichtung 13, bei der es sich um einen herkömmlichen Microcomputer handeln kann, ist in der Lage, die Leuchtdioden 3, 5 anzusteuern und die Fototransistoren 4, 6 auszulesen. Die Auswerteeinrichtung 13 empfängt darüber hinaus die aktuelle Höhenposition des Messrahmens 1.An evaluation device 13 , which may be a conventional microcomputer, is capable of light emitting diodes 3 . 5 to drive and the phototransistors 4 . 6 read. The evaluation device 13 also receives the current height position of the measuring frame 1 ,

Mit der Auswerteeinrichtung 13 ist ein Bildschirm 14 verbunden, auf dem das beispielsweise in der 11 gezeigte Volumenmodell dargestellt werden kann.With the evaluation device 13 is a screen 14 connected on the example in the 11 shown volume model can be displayed.

Zur Durchführung des Verfahrens zur Ermittlung eines Volumenmodells eines Teils eines menschlichen Körpers wird der Messrahmen 1 bis in seine unterste Position gefahren. Die zu messende Person stellt sich neben den Messrahmen oder in den Messrahmen oder lediglich mit einem Bein in den Messrahmen. Der Messrahmen 1 wird dann bis in Schritthöhe hochgefahren. Dies erfolgt manuell durch die Person. Die so ermittelte Schritthöhe wird in der Auswerteeinrichtung 13 personenbezogen abgespeichert.The measuring frame is used to carry out the method for determining a volume model of a part of a human body 1 drove to his lowest position. The person to be measured stands next to the measuring frame or in the measuring frame or only with one leg in the measuring frame. The measuring frame 1 is then raised up to step height. This is done manually by the person. The thus determined step height is in the evaluation 13 stored personal.

Darauf folgend stellt sich die zu messende Person in der in der 2 dargestellten Weise auf die Trittplatte 11, so dass beide Beine im Messrahmen 1 stehen. Anschließend wird der Messrahmen 1 von der Person durch Angriff am Handgriff 12 bis etwa in Brusthöhe hochgezogen. Während dieses Messvorgangs liefern die Fototransistoren 4, 6 Messwerte. Die Leuchtdioden 3, 5 werden von der Auswerteeinrichtung 13 aktiviert. Der Weggeber liefert die jeweilige Vertikalposition des Messrahmens 1.Subsequently, the person to be measured in the in the 2 illustrated manner on the footboard 11 so that both legs are in the measuring frame 1 stand. Subsequently, the measuring frame 1 from the person by attack on the handle 12 until about pulled up at chest height. During this measurement, the phototransistors provide 4 . 6 Readings. The light-emitting diodes 3 . 5 be from the evaluation device 13 activated. The displacement sensor supplies the respective vertical position of the measuring frame 1 ,

Befindet sich der Messrahmen 1 unterhalb der Schritthöhe, so wird gemäß der 3 und 4 jeweils ein Durchmesser d1, d2 eines der beiden Beine 7, 7' ermittelt. In einem ersten Messschritt werden die Leuchtdioden 3, 5 beziehungsweise die ihnen zugeordneten Fototransistoren 4, 6 der Reihe nach aktiviert. Bei einer Konfiguration, bei der die Fototransistoren halb so weit voneinander beabstandet sind, wie die Leuchtdioden, korrespondiert zu jeder Leuchtdiode 3, 5 ein Fototransistor 4, 6. Bevorzugt werden in dem ersten Messschritt der Reihe nach die Fototransistoren 4 beziehungsweise 6 aktiviert und anschließend auf der gegenüberliegenden Seite des Messfeldes 2 die ihnen zugeordneten Leuchtdioden 3, 5. Bei diesem ersten Messschritt befindet sich der Messrahmen bevorzugt in seiner untersten Position. Er kann sich aber auch in der obersten oder in irgend einer anderen Position befinden. Die Auswerteeinrichtung 13 prüft, ob der von der jeweiligen Leuchtdiode 3 emittierte Lichtstrahl zum zugeordneten Fototransistor 4 auf der anderen Seite des Messfeldes 2 gelangt oder ob er abgeschattet wird. Auf diese Weise werden Randpositionen a, b ermittelt. Da die beiden Beine 7, 7' sich gegenseitig überlappen, wird in dieser Messrichtung lediglich eine Schattenlänge s0 gemessen. Ein bei der Messung nicht zu vermeidender Digitalisierungsfehler wird dadurch kompensiert, dass zur Ermittlung eines Durchmessers des Körperteiles der Schattenlänge ein Lichtquellenabstand beziehungsweise Sensorabstand abgezogen wird.Is the measuring frame located? 1 below the step height, it is according to the 3 and 4 in each case a diameter d1, d2 of one of the two legs 7 . 7 ' determined. In a first measurement step, the light emitting diodes 3 . 5 or their associated phototransistors 4 . 6 activated in turn. In a configuration in which the phototransistors are half as far apart from each other as the light emitting diodes, corresponding to each light emitting diode 3 . 5 a phototransistor 4 . 6 , In the first measuring step, the phototransistors are preferred in sequence 4 respectively 6 activated and then on the opposite side of the measuring field 2 their associated light emitting diodes 3 . 5 , In this first measuring step, the measuring frame is preferably in its lowest position. He may also be in the top or in any other position. The evaluation device 13 Check if the of the respective light emitting diode 3 emitted light beam to the associated phototransistor 4 on the other side of the measuring field 2 or whether it is being shadowed. In this way, edge positions a, b are determined. Because the two legs 7 . 7 ' overlap each other, only a shadow length s0 is measured in this measuring direction. A digitization error that can not be avoided during the measurement is compensated by subtracting a light source distance or sensor distance to determine a diameter of the body part of the shadow length.

In einer parallel dazu oder nachfolgend dazu erfolgenden Messung werden die Leuchtdioden 5 der Reihe nach aktiviert. Auch hier wird geprüft, ob der zugehörige Fototransistor 6 ein Lichtsignal empfängt. Auf diese Weise werden Randpositionen c, d, e, f ermittelt, die Ränder zweier Schatten s1, s2 bilden. Die Schatten s1, s2 sind voneinander beabstandet und korrespondieren zu Durchmessern d1, d2 der beiden Beine 7, 7'. Auch hier werden Digitalisierungsfehler dadurch berücksichtigt, dass von der gemessenen Schattenlänge das Maß eines Abstandes zweier benachbarter Lichtschranken abgezogen wird. Mittels dieser Durchmesser d1, d2 werden durch eine Kreisapproximation Querschnittsflächen der beiden Beine 7, 7' ermittelt.In a parallel or subsequent measurement, the light emitting diodes 5 activated in turn. Again, it checks to see if the associated phototransistor 6 receives a light signal. In this way, edge positions c, d, e, f are determined which form edges of two shadows s1, s2. The shadows s1, s2 are spaced apart and correspond to diameters d1, d2 of the two legs 7 . 7 ' , Again, digitization errors are taken into account by subtracting the measure of a distance between two adjacent light barriers from the measured shadow length. By means of these diameters d1, d2 cross-sectional areas of the two legs are determined by a circle approximation 7 . 7 ' determined.

Beim Heraufverlagern des Messrahmens 1 werden zu einer Vielzahl von Vertikalpositionen, die wenige Millimeter auseinanderliegen, jeweils Durchmesser d1, d2 ermittelt. Jeder dieser Messschritte dauert etwa 4 ms. Bei diesen Messschritten ist es nicht erforderlich, dass jede der Leuchtdioden 3, 5 aktiviert wird.When moving the measuring frame up 1 are determined to a plurality of vertical positions, which are a few millimeters apart, each diameter d1, d2. Each of these measuring steps takes about 4 ms. In these measuring steps, it is not necessary that each of the light-emitting diodes 3 . 5 is activated.

Unter Bezugnahme auf die 7 wird das Verfahren zur Ermittlung der Veränderung des Schattenrandpunktes nachfolgend erläutert. Die Leuchtdiode 5' entspricht derjenigen, mit der beim vorhergehenden Messschritt die Schattenrandposition ermittelt worden ist. Sie ist die Leuchtdiode 5', die mit dem ihr zugeordneten Fototransistor 6 eine unmittelbar dem Schatten benachbart liegende nicht unterbrochene Lichtschranke ausbildet. Ausgehend von dieser Leuchtdiode 5' werden nachfolgend benachbarte Leuchtdiode 5'', 5''' aktiviert. Es handelt sich um auf beiden Seiten der Leuchtdiode 5' benachbart liegende Leuchtdioden 5'', 5'''. Diese schrittweise Aktivierung immer weiter entfernt von der Leuchtdiode 5' angeordneten Leuchtdioden wird bis zur Ermittlung der Schattengrenze fortgesetzt. Die Randposition wird dann von der in der 7 mit 5 bezeichneten Leuchtdiode erfasst. Zu jeder Leuchtdiode gibt es einen korrespondierenden Fototransistor 6, der in der 7 nicht dargestellt ist. Bevorzugt wird bei jeder Aktivierung eine der Leuchtdioden 5, 5', 5'', 5''' immer nur der jeweils gegenüberliegende, mit der Leuchtdiode korrespondierende Fototransistor 6 aktiviert, so dass schrittweise parallel nebeneinanderliegende Lichtschranken aktiviert werden. Wenn die Randpositionen des Schattens genügend weit auseinanderliegen, können die Ermittlungen der Schattenrandpositionen im sogenannten „Suchhundverfahren” an zwei Schattenrändern gleichzeitig durchgeführt werden.With reference to the 7 the method for determining the change of the shadow edge point is explained below. The light-emitting diode 5 ' corresponds to the one with which the shadow edge position was determined in the preceding measuring step. It is the light emitting diode 5 ' that with its associated phototransistor 6 an immediately adjacent to the shadow lying uninterrupted photocell forms. Starting from this LED 5 ' are subsequently adjacent light emitting diode 5 '' . 5 ''' activated. It is on both sides of the LED 5 ' adjacent LEDs 5 '' . 5 ''' , This stepwise activation farther away from the light emitting diode 5 ' arranged light-emitting diodes is continued until the determination of the shadow limit. The edge position is then determined by the in the 7 With 5 designated LED detected. Each LED has a corresponding phototransistor 6 , the Indian 7 not shown. With each activation, one of the light-emitting diodes is preferred 5 . 5 ' . 5 '' . 5 ''' always only the respective opposite, corresponding to the light emitting diode phototransistor 6 activated, so that gradually parallel adjacent photocells are activated. If the edge positions of the shadow are sufficiently far apart, the investigations of the shadow edge positions can be carried out simultaneously in two so-called "search-dog procedures".

Werden unterhalb der Schritthöhe mit den beiden Lichtquellen-/Sensoranordnungen 3, 4 beziehungsweise 5, 6 jeweils lediglich nur zwei Schattengrenzen aufgefunden, so deutet dies darauf hin, dass im Bereich der Oberschenkel in jeder Messrichtung eine Überlappung vorhanden ist. Die Kreisdurchmesser d1, d2 werden dann durch eine Mittelung der Schattenlänge bestimmt, die von der Lichtschrankenanordnung 5, 6 ermittelt worden ist, mit der bei zuvorigen Messschritten bei tieferliegendem Messrahmen 1 die vier Schattenrandpositionen c, d, e, f ermittelt worden sind.Be below the step height with the two light source / sensor assemblies 3 . 4 respectively 5 . 6 each found only two shadow boundaries, this suggests that in the region of the thighs in each direction of measurement an overlap is present. The circle diameters d1, d2 are then determined by an averaging of the shadow length, that of the light barrier arrangement 5 . 6 has been determined, with the previous measurement steps at lower measuring frame 1 the four shadow edge positions c, d, e, f have been determined.

Bei Vertikalpositionen des Messrahmens 1 oberhalb der Schritthöhe wird nach dem in den 5 und 6 dargestellten Verfahren mit Hilfe der beiden senkrecht aufeinanderstehenden Lichtschrankenanordnungen 3, 4 beziehungsweise 5, 6 jeweils eine Schattenlänge s3, s4 ermittelt. Die Schattenlängen s3, s4 werden bei der nachfolgenden Berechnung der Querschnittsfläche des Rumpfes 8 als Halbdurchmesser d3, d4 gewertet. Sie werden als die Halbachsen einer Ellipse angesehen, so dass sich mit einer Ellipsenapproximation die Querschnittsfläche ermitteln lässt.For vertical positions of the measuring frame 1 above the step height is after in the 5 and 6 illustrated method using the two mutually perpendicular light barrier arrangements 3 . 4 respectively 5 . 6 in each case a shadow length s3, s4 determined. The shadow lengths s3, s4 are used in the subsequent calculation of the cross-sectional area of the fuselage 8th as half diameter d3, d4 scored. They are regarded as the semiaxes of an ellipse, so that the cross-sectional area can be determined with an ellipse approximation.

Die 8 zeigt eine Variante, bei der auch schräg durch den Messrahmen 1 verlaufende Lichtstrahlen zwischen Leuchtdioden 3 auf der einen Rahmenseite und Fototransistoren 4 auf der anderen Seite ausgewertet werden können. Auch hier können die Leuchtdioden 3 nacheinander aktiviert werden. Es wird aber nicht die Unterbrechung einer Lichtschranke untersucht, sondern die Unterbrechung einer Vielzahl von fächerartigen Lichtschranken untersucht. Es wird geprüft, ob eine gerade Verbindungsstrecke zwischen der Leuchtdiode 3 und einer Vielzahl von Fototransistoren 4 auf der anderen Seite unterbrochen ist. Über eine Winkelbeziehung kann bei diesem Verfahren die räumliche Lage der beiden Beine genauer erfasst werden. Bevorzugt wird aber jeweils ein Fototransistor 4, 6 aktiviert und der Reihe nach auf der anderen Seite des Messfeldes 2 mehrere Lichtquellen 3, 5, so dass sich von einer Vielzahl von Lichtquellen jeweils eine fächerartige Lichtschranke zu jeweils einem Sensor ausbildet.The 8th shows a variant in which also obliquely through the measuring frame 1 extending light rays between light emitting diodes 3 on one side of the frame and phototransistors 4 on the other Page can be evaluated. Again, the light emitting diodes 3 be activated one after the other. However, it does not investigate the interruption of a light barrier, but investigates the interruption of a large number of fan-shaped light barriers. It checks if there is a straight connection between the light emitting diode 3 and a plurality of phototransistors 4 on the other side is interrupted. Through an angular relationship, the spatial position of the two legs can be detected more accurately in this method. However, a phototransistor is preferred in each case 4 . 6 activated and in turn on the other side of the measuring field 2 several light sources 3 . 5 , so that in each case a fan-like light barrier to a respective sensor is formed by a plurality of light sources.

Die 9 und 10 zeigen die Schattenbilder, die beim Vertikalverlagern des Messrahmens 1 durch das unter Bezugnahme auf die 3 vorstehend erläuterte Verfahren erzeugt werden. Die 9 zeigt das zur 4 gehörende Schattenbild und 10 das zur 3 gehörende Schattenbild. Es ist ersichtlich, dass bei der Messwertaufnahme nicht nur die Querschnittsfläche der beiden Beine 7, 7', sondern auch ihre Lage im Messfeld 2 ermittelt wird, so dass aus den Messwerten ein Volumenmodell erstellbar ist.The 9 and 10 show the silhouettes that occur when moving the measuring frame vertically 1 by referring to the 3 above-explained method are generated. The 9 shows that to 4 belonging silhouette and 10 that to 3 belonging silhouette. It can be seen that when taking measurements not only the cross-sectional area of the two legs 7 . 7 ' , but also their location in the measuring field 2 is determined, so that from the measured values a volume model can be created.

In analoger Weise wird aus den zum Rumpf aufgenommenen Messwerten ein dreidimensionales Volumenmodell des Rumpfes 8 errechnet. Das gesamte Volumenmodell ist in der 11 angedeutet.In an analogous way, the measured values taken from the fuselage become a three-dimensional volume model of the fuselage 8th calculated. The entire volume model is in the 11 indicated.

Die zu einem Volumenmodell gehörenden Daten werden in einem Datenspeicher der Auswerteeinrichtung 13 personenbezogen abgespeichert. Aus zwei zu verschiedenen Zeiten aufgenommenen Volumenmodellen lassen sich differenziale Abweichungen berechnen, beispielsweise eine Volumenabnahme und eine Volumenzunahme.The data belonging to a volume model is stored in a data memory of the evaluation device 13 stored personal. From two volume models recorded at different times, differential deviations can be calculated, for example, a volume decrease and an increase in volume.

Die Volumenabnahme und die Volumenzunahme kann zu jeder Vertikalposition festgestellt und auf dem Bildschirm 14 zu jeder Vertikalposition, beispielsweise durch eine farbliche Unterlegung des dargestellten Volumenmodells, angezeigt werden. Es werden die Unterschiede zweier hinsichtlich ihrer vertikalen Höhe zueinander korrespondierenden, in zwei verschiedenen Messungen aufgenommene Querschnittswerte grafisch dargestellt. Es lässt sich die Veränderung einer Querschnittsfläche, die Veränderung eines Durchmessers und die Veränderung eines Umfangs gegenüber früheren Messungen feststellen und grafisch darstellen.The volume decrease and volume increase can be detected at any vertical position and on the screen 14 be displayed for each vertical position, for example by a colored backing of the illustrated volume model. The differences between two cross-sectional values corresponding to one another in terms of their vertical height and recorded in two different measurements are shown graphically. It can be the change of a cross-sectional area, the change of a diameter and the change of a circumference compared to previous measurements determine and graphically.

Mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung und dem Verfahren lässt sich die Volumenänderung als Ganzes, die bezogen auf eine vertikale Höhe erfolgte Volumenänderung oder die einer vertikalen Höhe entsprechende Durchmesseränderung oder Umfangsänderung oder Flächenänderung zwischen voneinander verschiedenen Messungen ermitteln. Es lassen sich auch Absolutmaße des Körperteils oder der mehreren Körperteile ermitteln, die gleichzeitig gemessen worden sind. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn mit der Vorrichtung Bekleidung angemessen werden soll.With the apparatus and the method described above, the change in volume as a whole, the change in volume based on a vertical height or the change in diameter corresponding to a vertical height or change in circumference or area change between measurements different from one another can be determined. It is also possible to determine absolute dimensions of the body part or of the several body parts which have been measured simultaneously. This is particularly advantageous if the device apparel is to be appropriate.

Der Messrahmen 1 hat bevorzugt einen quadratischen Grundriss, so dass die vier Schenkel des Messrahmens 1 gleich lang sind. Der Messrahmen kann aber auch eine davon abweichende Rechteckgestalt, eine polygonale Gestalt oder eine Kreis- beziehungsweise Ellipsenform aufweisen.The measuring frame 1 preferably has a square floor plan, so that the four legs of the measuring frame 1 are the same length. However, the measuring frame can also have a deviating rectangular shape, a polygonal shape or a circular or elliptical shape.

Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, nämlich:
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Messrahmen 1 über die Beine 7, 7' und den Rumpf 8 der mit beiden Beinen im Messrahmen 1 stehenden Person verlagert wird.The above explanations serve to explain the inventions as a whole, which further develop the state of the art independently, at least by the following feature combinations, namely:
A method characterized in that the measuring frame 1 over the legs 7 . 7 ' and the hull 8th the one with both legs in the measuring frame 1 person is relocated.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Querschnittsfläche der Beine 7, 7' durch eine Kreisapproximation und die Querschnittsfläche des Rumpfs durch eine Ellipsenapproximation berechnet wird.A method that is characterized in that the cross-sectional area of the legs 7 . 7 ' is calculated by a circle approximation and the cross-sectional area of the fuselage by an ellipse approximation.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Ermittlung von Kreisdurchmessern d1, d2 im Bereich der Beine 7, 7' ein Schattenbild mit vier Randpositionen a bis f gesucht wird.A method which is characterized in that for determining circle diameters d1, d2 in the region of the legs 7 . 7 ' a silhouette with four edge positions a to f is searched.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass vor der Verlagerung des Messrahmens 1 die Schrittlänge der Person ermittelt wird, insbesondere dadurch, dass die Schrittlänge durch Anheben des Messrahmens 1 bis in Schritthöhe gemessen wird.A method characterized in that prior to the displacement of the measuring frame 1 the step length of the person is determined, in particular the fact that the step length by lifting the measuring frame 1 measured up to step height.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem ersten Messschritt in einer ersten Vertikalposition des Messrahmens 1 nacheinander alle Lichtquellen 3, 5, 5', 5'', 5''' aktiviert werden, um erste Randpositionen a bis f zu ermitteln, wobei in jedem weiteren Messschritt zunächst nur die Lichtquelle 5' aktiviert wird, die beim vorhergehenden Messschritt eine Randposition ermittelt hat und durch nachfolgende Aktivierung davon beidseitig benachbart liegenden Lichtquellen 5'', 5''' die Randposition des Schattens des aktuellen Messschritts ermittelt werden.A method, which is characterized in that in a first measuring step in a first vertical position of the measuring frame 1 one after the other all light sources 3 . 5 . 5 ' . 5 '' . 5 ''' be activated to determine first edge positions a to f, wherein in each further measuring step initially only the light source 5 ' is activated, which has determined an edge position in the previous measuring step and by subsequent activation of both sides adjacent light sources 5 '' . 5 ''' the edge position of the shadow of the current measurement step can be determined.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass im Bereich der Oberschenkel ein Beindurchmesser durch eine Mittelung einer einzigen Schattenlänge berechnet wird. A method which is characterized in that a leg diameter is calculated by averaging a single shadow length in the area of the thighs.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zusätzlich zu den Schattenlängen S1 bis S4 die Lateralposition der approximierten Querschnittsflächen ermittelt werden und daraus und aus den vertikalen Abständen der Querschnittsflächen ein Volumenmodell berechnet wird, welches auf einem Bildschirm 14 angezeigt wird.A method, which is characterized in that, in addition to the shadow lengths S1 to S4, the lateral position of the approximated cross-sectional areas are determined and from this and from the vertical distances of the cross-sectional areas a volume model is calculated, which is displayed on a screen 14 is shown.

Eine Vorrichtung, gekennzeichnet durch eine senkrecht von einer Trittplatte 10 nach oben abragende Führungssäule 9, einem an der Führungssäule 9 auf und ab verlagerbaren Messrahmen 1, mit einer Messfläche 2, deren Fläche ausreichend groß ist, um den Messrahmen 1 über die Beine 7, 7' und den Rumpf 8 einer auf der Trittplatte 10 stehenden Person zu verlagern, wobei der Messrahmen 1 erste und zweite Lichtquellen 3, 5 aufweist, denen jeweils – bezogen auf das Messfeld 2 – erste und zweite Anordnungen lichtempfindlicher Sensoren 4, 6 gegenüberliegen zur Ermittlung der Randpositionen der von den Beinen 7, 7' beziehungsweise des Rumpfes 8 geworfenen Schatten, mit einem Weggeber zur Ermittlung der Vertikalposition des Messrahmens 1 und mit einer Auswerteeinrichtung 13, mit der zu jeder Vertikalposition zugeordnete Querschnittsflächen und Umfangswerte der Beine 7, 7' und des Rumpfes berechenbar ist.A device characterized by a vertical of a tread plate 10 upward projecting guide column 9 , one at the guide post 9 up and down movable measuring frame 1 , with a measuring surface 2 whose area is sufficiently large to the measuring frame 1 over the legs 7 . 7 ' and the hull 8th one on the tread plate 10 to relocate the person standing, taking the measuring frame 1 first and second light sources 3 . 5 each, with respect to the measuring field 2 - First and second arrangements of photosensitive sensors 4 . 6 opposite to determine the edge positions of the legs 7 . 7 ' or the trunk 8th cast shadow, with a position sensor for determining the vertical position of the measuring frame 1 and with an evaluation device 13 with the cross-sectional areas and circumferential values of the legs assigned to each vertical position 7 . 7 ' and the hull is predictable.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Messrahmen 1 ein Rechteckrahmen, insbesondere ein quadratischer Rahmen, ist, dessen sich jeweils gegenüberliegende Rahmenschenkel auf der einen Seite eine Reihe von Lichtquellen 3, 5 und auf der gegenüberliegenden Seite eine Reihe von lichtempfindlichen Sensoren 4, 6 aufweist.A device characterized in that the measuring frame 1 a rectangular frame, in particular a square frame, is, whose respective opposite frame legs on one side a number of light sources 3 . 5 and on the opposite side a series of photosensitive sensors 4 . 6 having.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass von der nach oben weisenden Breitseite des Messrahmens 1 Handgriffe 12 abragen zur manuellen Verlagerung des Messrahmens 1 durch die darin stehende Person.A device characterized in that from the upwardly facing broad side of the measuring frame 1 handles 12 protrude for manual displacement of the measuring frame 1 by the person standing in it.

Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch einen Bildschirm 14 zur Anzeige eines aus dem zu jeder Vertikalposition ermittelten Querschnittsflächen und deren Lateralpositionen berechneten Volumenmodels.A device characterized by a screen 14 for displaying a volume model calculated from the cross-sectional areas determined for each vertical position and their lateral positions.

Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch einen Speicher zur personenbezogenen Speicherung der Daten ein oder mehrerer Volumenmodelle und einer Vergleichseinrichtung zur Berechnung von Volumenunterschieden zweier Volumenmodelle und deren Anzeige auf dem Bildschirm 14.A device which is characterized by a memory for personal storage of the data of one or more volume models and a comparison device for calculating volume differences of two volume models and their display on the screen 14 ,

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize with their features independent inventive developments of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Messrahmenmeasuring frame
22: Messfeldmeasuring field
33: Lichtquellelight source
44: Sensor-/FototransistorSensor / phototransistor
55: Lichtquelle/LeuchtdiodeLight source / light emitting diode
5'5 ': Lichtquelle/LeuchtdiodeLight source / light emitting diode
5''5 '': Lichtquelle/LeuchtdiodeLight source / light emitting diode
5'''5 '' ': Lichtquelle/LeuchtdiodeLight source / light emitting diode
66: Fototransistorphototransistor
77: Beinleg
7'7 ': Beinleg
88th: Rumpfhull
99: Führungssäuleguide column
1010: Trittplattefootboard
1111: Führungguide
1212: Handgriffhandle
1313: Auswerteeinrichtungevaluation
1414: Bildschirmscreen
aa: Randpositionmargin position
bb: Randpositionmargin position
cc: Randpositionmargin position
dd: Randpositionmargin position
ee: Randpositionmargin position
ff: Randpositionmargin position
d1d1: KreisdurchmesserCircle diameter
d2d2: KreisdurchmesserCircle diameter
d3d3: HalbdurchmesserHalf diameter
d4d4: HalbdurchmesserHalf diameter
s0s0: Schattenlängeshadow length
s1s1: Schattenlängeshadow length
s2s2: Schattenlängeshadow length
s3s3: Schattenlängeshadow length
s4s4: Schattenlängeshadow length

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3634065 A1 [0003]
DE 4304388 B4 [0003]

Claims

Method for determining dimensions which characterize vertically spaced-apart cross-sectional areas of a body part of a person, wherein a measuring frame ( 1 ), which is a measuring field ( 2 ) is displaced in the vertical direction over the body part, wherein in two mutually different directions each transverse to the vertical direction by means of the measuring frame ( 1 ) arranged light sources ( 3 . 5 ) the edge positions (a to f) of a body part on a - relative to the measuring field ( 2 ) - the light sources ( 3 . 5 ) in each case oppositely arranged arrangement of photosensitive sensors ( 4 . 6 Shadow lengths (S1 to S4) are determined, from which, for a large number of vertical positions, cross-sectional areas are approximated, characterized in that the measuring frame (FIG. 1 ) over the legs ( 7 . 7 ' ) and the hull ( 8th ) with both legs in the measuring frame ( 1 ) person is relocated.

Method according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the legs ( 7 . 7 ' ) is calculated by a circle approximation and the cross-sectional area of the fuselage by an ellipse approximation.

A method according to claim 2, characterized in that for determining circle diameters (d1, d2) in the region of the legs ( 7 . 7 ' ) a silhouette with four edge positions (a to f) is searched.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that before the displacement of the measuring frame ( 1 ) the step length of the person is determined, in particular by the fact that the step length by raising the measuring frame ( 1 ) is measured up to step height.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a first measuring step in a first vertical position of the measuring frame ( 1 ) successively all light sources ( 3 . 5 . 5 ' . 5 '' . 5 ''' ) are activated in order to determine first edge positions (a to f), wherein in each further measuring step initially only the light source ( 5 ' ) is activated, which has determined an edge position in the preceding measuring step and by subsequent activation thereof light sources lying on both sides ( 5 '' . 5 ''' ) determine the edge position of the shadow of the current measuring step.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the thighs, a leg diameter is calculated by averaging a single shadow length.

Method according to the preamble of claim 1, characterized in that in addition to the shadow lengths (S1 to S4) the lateral position of the approximated cross-sectional areas are determined and from this and from the vertical distances of the cross-sectional areas a volume model is calculated which is displayed on a screen ( 14 ) is shown.

Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, with a perpendicular from a footboard ( 10 ) upwardly projecting guide column ( 9 ), one at the guide column ( 9 ) up and down movable measuring frame ( 1 ), with a measuring surface ( 2 ) whose surface is sufficiently large to allow the measuring frame ( 1 ) over the legs ( 7 . 7 ' ) and the hull ( 8th ) one on the footboard ( 10 ), the measuring frame ( 1 ) first and second light sources ( 3 . 5 ), each of which - with respect to the measuring field ( 2 ) - First and second arrangements of photosensitive sensors ( 4 . 6 ) to determine the edge positions of the legs ( 7 . 7 ' ) or of the fuselage ( 8th ) with a position sensor for determining the vertical position of the measuring frame ( 1 ) and with an evaluation device ( 13 ), with the cross-sectional areas and circumferential values of the legs assigned to each vertical position ( 7 . 7 ' ) and the hull is calculable.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the measuring frame ( 1 ) is a rectangular frame, in particular a square frame, whose respective opposite frame legs on one side a number of light sources ( 3 . 5 ) and on the opposite side a series of photosensitive sensors ( 4 . 6 ) having.

Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that from the upwardly facing broad side of the measuring frame ( 1 ) Handles ( 12 ) protrude for manual displacement of the measuring frame ( 1 ) by the person standing in it.

Device according to one of claims 7 to 9, characterized by a screen ( 14 ) for displaying a volume model calculated from the cross-sectional areas determined for each vertical position and their lateral positions.

Device according to one of claims 7 to 10, characterized by a memory for personal storage of the data of one or more volume models and a comparison device for calculating volume differences of two volume models and their display on the screen ( 14 ).

A method or apparatus characterized by one or more of the characterizing features of any one of the preceding claims.