DE102016210505A1

DE102016210505A1 - System zur Überwachung eines Natursportlers und Verfahren zum Betrieb des Systems

Info

Publication number: DE102016210505A1
Application number: DE102016210505.1A
Authority: DE
Inventors: Jens Schneider; Michael Jouffroy
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-03-02

Abstract

System zur Überwachung eines Natursportlers, insbesondere eines Wintersportlers, umfassend zwei Sportgeräte zur Befestigung an den Füßen des Natursportlers, wobei an jedem Sportgerät ein Sensormodul angeordnet ist, umfassend weiterhin eine mit den Sensormodulen verbundene Steuereinheit zur Auswertung von durch die Sensormodule übertragenen Daten, wobei jedes Sensormodul wenigstens einen 3-Achsen-Beschleunigungssensor zur Detektion einer Beschleunigung in drei Raumachsen und einen 3-Achsen-Gyrosensor zur Detektion einer Drehung um drei Raumachsen umfasst, wobei das System ferner ein mit der Steuereinheit verbundenes Anzeigemittel umfasst.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem System zur Überwachung eines Natursportlers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner geht die vorliegende Erfindung aus von einem Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems.
Die Zahl der Unfälle beim Skifahren oder vergleichbaren Natursportarten, sogenannten Outdoor-Sportarten, nimmt stetig zu. Zusätzlich zu Lawinenunglücken, die im Regelfall beim Fahren abseits der Pisten auftreten, stellen auch Skifahrer auf den Pisten ein erhebliches Sicherheitsrisiko füreinander dar. Auf Grund der technischen Fortentwicklung der Ski sind heutzutage deutlich höhere Durchschnittsgeschwindigkeiten der Skifahrer üblich. Zusammen mit der hohen Anzahl an Skifahrern ergibt sich daraus eine steigende Zahl von schweren Verletzungen durch Zusammenstöße von Skifahrern.
Es ist bekannt, Skifahrer mit Ortungssystemen zu versehen, um sie im Falle eines Lawinenunglücks orten zu können. Derartige Systeme sind jedoch teuer und funktionieren nur, wenn sie zuvor manuell eingeschaltet wurden. Zum Schutz vor Zusammenstößen haben sich bisher lediglich Schutzhelme und Protektoren durchsetzen können. Diese bieten jedoch nur Schutz vor den unmittelbaren Folgen und verhindern nicht den Zusammenstoß an sich.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Überwachung eines Natursportlers sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems vorzuschlagen, wobei das System insbesondere die Aktivitäten eines Natursportlers überwacht und sowohl einen Schutz vor Unfällen und Hilfe im Falle eines Unfalls bietet, als auch dem Natursportler eine Rückmeldung über seine Aktivitäten ermöglicht.
Das erfindungsgemäße System zur Überwachung eines Natursportlers und das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen Systems gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass eine automatisch und umfassende Überwachung des Natursportlers, insbesondere seiner Aktivitäten, erfolgt und durch das Anzeigemittel in der Nähe befindliche Natursportler informiert werden, wodurch Unfälle verhindert werden können. Weiterhin ist das System flexibel für eine Vielzahl von Natursportarten einsetzbar und vorteilhafterweise mit einem Ortungssystem kombinierbar. So ist es beispielsweise möglich, dass ein Skifahrer bei einer Abfahrt durch das System überwacht wird und im Falle einer starken Bremsung oder eines Fahrmanövers wie einer Kurve über das Anzeigemittel, z.B. auf einer Rückseite einer Skijacke angebrachte Leuchtmittel, andere Skifahrer gewarnt werden und so rechtzeitig auf die Bremsung bzw. das Manover reagieren können. Weiterhin ist das System in vorteilhafter Weise auch zur Verbesserung der Fähigkeiten des Natursportlers einsetzbar, indem beispielsweise die erfassten Daten gespeichert, ausgewertet und an den Natursportler und/oder einen Lehrer gesendet werden, so dass eine der Aktivitäten möglich ist. Dazu umfasst das System bevorzugt einen mit der Steuereinheit verbundenen Transceiver und/oder Transponder, der besonders bevorzugt Daten von der Steuereinheit empfängt und diese sendet, ganz besonders bevorzugt an eine geeignete Empfangsvorrichtung. Noch mehr bevorzugt sendet der Transceiver und/oder Transponder die Daten über eine kabellose Verbindung an eine mit dem System gekoppelte mobile Empfangsvorrichtung, insbesondere ein Smartphone. Bevorzugt umfasst die Steuereinheit einen Mikrocontroller. Besonders bevorzugt umfasst die Steuereinheit eine, insbesondere logische, Auswerteeinheit, die die von den Sensormodulen empfangenen Daten auswertet. Ganz besonders bevorzugt ist die Steuereinheit auf einem Sportgerät angeordnet und/oder an einer Bekleidung des Natursportlers angebracht. Bevorzugt sind die Sensormodule kabellos mit der Steuereinheit verbunden, besonders bevorzugt über ein kabelloses lokales Netzwerk (WLAN), Bluetooth, Infrarot, WiMAX und/oder Mobilfunk, insbesondere GSM.
Als Natursport im Sinne dieser Anmeldung ist bevorzugt ein Wintersport gemeint, insbesondere Abfahrtsskifahren, Skifahren abseits markierter Pisten (sogenanntes Cross-country-Skiing) und/oder Eislaufen. Ebenso ist von Natursport aber auch ein Sommer- bzw. Alljahressport umfasst, beispielsweise Inlineskaten oder Wandern. Ein Natursportler ist dementsprechend ein Nutzer, der eine Natursportart ausübt.
Die Sportgeräte werden erfindungsgemäß direkt oder indirekt mit den Füßen des Natursportlers verbunden. Bevorzugt werden die Sportgeräte an einer Fußbekleidung, insbesondere Schuhen, des Natursportlers befestigt. Bei den Sportgeräten handelt es sich um die für die jeweilige Natursportart erforderlichen Sportgeräte, beispielsweise Skier, Eislaufschuhe, Inlineskates, Schneeschuhe, aber auch Wanderschuhe sind Sportgeräte im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Bevorzugt sind die Sensormodule auf den Sportgeräten angeordnet, besonders bevorzugt sind sie in die Sportgeräte integriert. Falls die Sportgeräte Skier sind, sind die Sensormodule besonders bevorzugt im Bereich der Skibindung, ganz besonders bevorzugt unter der Skibindung angeordnet. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, die Sensormodule vor Beschädigungen zu schützen und in der Nähe des Natursportlers anzuordnen.
Bevorzugt detektiert und/oder übermittelt der 3-Achsen-Gyrosensor Drehungen in Form von Eulerwinkeln. Diese Eulerwinkel, in der Technik auch als Roll-Nick-Gier-Winkel bekannt, beschreiben vorteilhaft Drehungen im Raum, insbesondere in Bezug auf ein kartesisches x-y-z-Koordinatensystem als eine Kombination aus Drehungen um die z-Achse (Gieren), einer Drehung um die y-Achse (Nicken) und einer Drehung um die x-Achse (Rollen), wobei die x-Achse insbesondere der Bewegungsrichtung und/oder Haupterstreckungsrichtung des Sportgeräts entspricht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Sensormodule einen Ultraschallsensor umfasst. Besonders bevorzugt ist der Ultraschallsensor zur Messung eines Abstands zwischen den Sportgeräten vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich umfasst wenigstens ein Sensormodul einen Infrarotsensor.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass mit einfachen Mitteln der Abstand der Sportgeräte zueinander ermittelt werden kann. Weiterhin ist es vorteilhaft möglich, eine Fehlererkennung der Sensormodule zu verbessern. Ein Ultraschallsensor kann in einfacher Weise Bereiche definieren, in denen das jeweils andere Sportgerät sich unter normalen Umständen, d.h. bei einer vorgesehenen Verwendung, nicht befinden kann. Beispielsweise ist es für den Fall zweier Skier für den rechten Ski unter normalen Umständen nicht möglich, links von dem linken Ski zu sein. Insbesondere ist es durch die Verwendung von Ultraschallsensoren vorteilhaft möglich, die Sensormodule gegeneinander zu kalibrieren, um beispielsweise eine Normalposition zu definieren.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Anzeigemittel ein optisches und/oder akustisches Anzeigemittel ist. Besonders bevorzugt ist das Anzeigemittel ein Lautsprecher, eine Leuchtdiode (LED) und/oder eine Elektrolumineszenz-Folie.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass andere Natursportler über die Aktivitäten, insbesondere die Bewegungen, des Natursportlers informiert werden, so dass sie entsprechend reagieren können, um Zusammenstöße zu vermeiden. So ist es beispielsweise vorgesehen, dass im Falle einer, insbesondere plötzlichen und/oder starken, Bremsung ein optisches Anzeigemittel rot leuchtet, um nachfolgende Natursportler zu warnen. Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft möglich, dass im Falle eines Unfalls, beispielsweise einer Lawine, andere Natursportler über optische und/oder akustische Signale über den Unfall in Kenntnis gesetzt werden, um dem Unfallort ausweichen zu können oder den verunfallten Natursportler orten zu können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Anzeigemittel an einer Bekleidung des Natursportlers angebracht ist, insbesondere in die Bekleidung integriert ist.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass die Anzeigemittel an einer für andere Natursportler gut sichtbaren Stelle angebracht sind. Mögliche Bekleidungen umfassen beispielsweise und nicht abschließend Schutzhelme, Oberteile, Hosen, Handschuhe und/oder Schuhe. Es ist somit vorteilhaft möglich, nachfolgende Natursportler über die Manövers des Natursportlers in einfacher und intuitiver Weise zu informieren. Somit kann eine Unfallgerfahr verringert werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das System ferner einen Ortungssensor und/oder Ortungssender umfasst. Besonders bevorzugt ist der Ortungssensor und/oder Ortungssender derart konfiguriert, dass er Signale von dem Globalen Positionsbestimmungssystem (GPS) empfängt und/oder entsprechende Signale sendet. Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass der Ortungssensor und/oder Ortungssender Signale nach einem kabellosen Mobilfunkstandard, insbesondere GSM, oder einem bekannten Lawinenverschüttetensuchsystem sendet und/oder empfängt. Ganz besonders bevorzugt übermittelt das System die durch den Ortungssensor und/oder Ortungssender ermittelte Position auch an einen mit der Steuereinheit verbundenen Transceiver und/oder Transponder.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass das System die Position des Natursportlers ermittelt und/oder sendet. Dies ist vor allem im Falle eines Unfalls, z.B. eines Lawinenunglücks, hilfreich, da der Natursportler somit einfacher gefunden und gerettet werden kann. Weiterhin werden somit zahlreiche Komfortfunktionen ermöglicht. Beispielsweise kann der Natursportler seine Aktivität aufzeichnen und zu einem späteren Zeitpunkt evaluieren, insbesondere unter Kenntnis seiner Positionen. Des Weiteren ist es somit beispielsweise einer Gruppe von Natursportlern vorteilhaft möglich, den Aufenthaltsort eines oder mehrerer der anderen Natursportler in Erfahrung bringen und somit ein Treffen zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Systeme einer Gruppe von Natursportlern koppelbar sind, wobei insbesondere die Steuereinheiten der Systeme Daten an gekoppelte Empfangsvorrichtungen sendet.
Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass innerhalb der Gruppe ein Vergleich der Aktivitäten ebenso wie eine einfache Ortung von Gruppenmitgliedern möglich ist. Dazu kann in einfacher Weise zuvor eine Kopplung der Systeme durchgeführt werden. Eine gegenseitige Analyse wird somit ebenso ermöglicht wie ein sportlicher Vergleich oder gar die Implementation von spielhaften Elementen, wie beispielsweise Wettrennen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Beschleunigungssensoren, die Gyrosensoren, der Ultraschallsensor und/oder der Ortungssensor und/oder Ortungssender Mikrosysteme sind, insbesondere mikroelektromechanische Systeme (MEMS).
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass die Sensoren besonders kompakt und somit platzsparend ausgeführt sind und sich einfach an den Sportgeräten anordnen lassen. Ferner weisen derartige Sensoren vorteilhafterweise lediglich ein geringes Gewicht auf, wodurch die erfindungsgemäßen Sportgeräte im Vergleich zu herkömmlichen Sportgeräten lediglich ein vernachlässigbares Zusatzgewicht aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass jedes Sportgerät einen Kopplungssensor zur Detektion einer Kopplung des Sportgeräts mit dem Natursportler umfasst. Besonders bevorzugt ist der Kopplungssensor ein mechanischer, elektrischer, kapazitiver und/oder druckempfindlicher Sensor. Ganz besonders bevorzugt umfasst der Kopplungssensor einen RFID-Transponder.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass das System automatisch erkennt, wenn der Natursportler die Sportgeräte anlegt, d.h. an seinen Füßen befestigt. Dies kann beispielsweise durch einen RFID-Transponder geschehen, der ein durch die Schuhe gesendetes Signal erkennt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das System eine Kopplung durch einen mechanischen Kopplungssensor erkennt, etwa wenn ein Skifahrer mit seinen Skischuhen die Bindungen der Skier aktiviert, oder durch den Druck, den der Skifahrer durch sein Gewicht auf die Ski, insbesondere die Skibindungen, ausübt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung – insbesondere des erfindungsgemäßen Verfahrens – ist vorgesehen, dass vor oder nach dem ersten Schritt, insbesondere in Abhängigkeit des ersten Schritts, in einem nullten Schritt das System eingeschaltet wird. Besonders bevorzugt schaltet sich das System automatisch in einen Energiesparmodus, wenn in einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Einschalten keine Kopplung erkannt wird.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass das System automatisch eingeschaltet wird, beispielsweise durch einen Näherungssensor, der auslöst, wenn der Natursportler sich den Sportgeräten nähert. Alternativ ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass das System durch den Natursportler bewusst aktiviert wird oder dass im Falle einer erkannten Kopplung das System automatisch aktiviert wird. Bevorzugt erkennt das System eine, insbesondere durch den Natursportler initiierte, vorbestimmte Aktivierungssequenz. Dies kann beispielsweise ein bestimmtes Muster aus Fußbewegungen sein, etwa ein dreimaliges, abwechselndes Aufstampfen mit den Fersen, was durch einen Drucksensor detektiert werden kann. Durch einen automatischen Energiesparmodus ist es vorteilhaft möglich, den Energieverbrauch des Systems zu senken.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung – insbesondere des erfindungsgemäßen Verfahrens – ist vorgesehen, dass, falls in dem vierten Schritt das vorbestimmte Bewegungsmuster einem Unfall entspricht, die Position des Natursportlers und/oder des Sportgeräts gesendet wird. Besonders bevorzugt wird zusätzlich zu der Position eine die Art des Unfalls betreffende Information gesendet. Ganz besonders bevorzugt ist das System mit einem Gesundheitssystem gekoppelt, insbesondere werden im Falle eines Unfalls zusätzlich Informationen betreffend den Gesundheitszustand des Natursportlers übermittelt. Derartige Informationen können beispielsweise eine Sauerstoffsättigung, ein Puls, ein Blutdruck und/oder eine Blutgruppe sein.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, die Sicherheit des Natursportlers zu gewährleisten, da im Falle eines Unfalls seine Position beispielsweise gezielt an ein Rettungssystem, und/oder ungerichtet an geeignete Empfangsgeräte, ähnlich einem Lawinenverschüttetensuchsystem, gesendet wird. Durch die zusätzliche Information bezüglich der Art des Unfalls können vorteilhafterweise Rettungskräfte besser vorbereitet sein und somit die Unfallversorgung erheblich verbessert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform – insbesondere des erfindungsgemäßen Verfahrens – ist vorgesehen, dass die von den Sensormodulen erfassten Daten und/oder die von der Steuereinheit ausgewerteten Daten gespeichert werden. Besonders bevorzugt werden die erfassten Daten und/oder die ausgewerteten Daten durch einen mit der Steuereinheit verbundenen Transceiver und/oder Transponder gesendet. Ganz besonders bevorzugt umfassen die gespeicherten und/oder gesendeten Daten Geschwindigkeitsdaten, Beschleunigungsdaten, Positionsdaten, Höhendaten und/oder erkannte Bewegungsmuster. Insbesondere werden statisch aufbereitete Daten gespeichert und/oder gesendet.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, eine Lernfunktionalität zu implementieren. Der Natursportler und/oder eine qualifizierte Person, beispielsweise ein Lehrer, kann die gespeicherten Daten abrufen und die Aktivität des Natursportlers beispielsweise hinsichtlich Technik, Kondition und/oder Kraft bewerten und somit die Fähigkeiten des Natursportlers verbessern. Insbesondere durch statistisch aufbereitete Daten ist in besonders einfacher Weise eine Evaluation der erfolgten Aktivität möglich. So ist beispielsweise vorstellbar, dass ein Skifahrer nach oder während einer Abfahrt sowohl Daten wie gefahrene Höhenmeter, Durchschnitts- und/oder Maximalgeschwindigkeit einsehen kann, als auch weitergehende Analysen, wie z.B. die Anzahl nicht korrekt gefahrener Kurven, oder einen Sturz auslösende Fehlbewegungen, abrufen kann. Das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen es also einem Natursportler in vorteilhafter Weise, sich zu überprüfen und zu verbessern.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen
1 ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Ansicht,
2 ein Bekleidungsstück mit einem Anzeigemittel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Ansicht,
3 ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht,
4 ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Aufsicht,
5 ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Frontansicht,
6 ein Teil eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Ansicht,
7 bis 12 Verfahren gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Ablaufdiagramm und
13a und 13b eine Prinzipskizze eines Verfahrens gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In 1 ist ein System 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Ansicht dargestellt. Das System 1 umfasst zwei Sportgeräte 2, 2‘, hier Skier, pro Ski 2, 2‘ ein Sensormodul 3, 3‘, welches hier im Bereich einer Skibindung angeordnet ist, eine mit den Sensormodulen 3, 3‘ verbundene Steuereinheit 4 sowie wenigstens ein mit der Steuereinheit 4 verbundenes Anzeigemittel 5. Die Verbindungen sind hier kabellos ausgeführt, beispielsweise über Bluetooth oder WLAN, was durch die gestrichelten Verbindungslinien symbolisiert wird.
Die Sensormodule 3, 3‘ umfassen jeweils einen 3-Achsen-Beschleunigungssensor sowie einen 3-Achsen-Gyrosensor. Beispielhaft ist ein auf die Skier bezogenes, kartesisches Koordinatensystem mit den drei Achsen x, y, z in der Abbildung dargestellt. Im Sinne dieser Anmeldung soll die x-Achse in die unmittelbare Fahrtrichtung 10 der Skier, gleichbedeutend mit der Haupterstreckungsrichtung der Skier, weisen, die z-Achse senkrecht von der Oberfläche der Ski nach oben, d.h. in Richtung des Himmels bzw. des auf den Skiern stehenden Natursportlers, und die y-Achse senkrecht zu den beiden anderen Achsen x, z.
Die 3-Achsen-Beschleunigungssensoren ermitteln – für jeden Ski getrennt – die Beschleunigung in jede der drei Achsen x, y, z und die 3-Achsen-Gyrosensoren detektiert Drehungen um die drei Achsen. Der Einfachheit halber werden die Drehungen als Eulerwinkel, insbesondere als Rollen, Nicken bzw. Gieren, bezeichnet. In diesem Sinne bezeichnet Rollen eine Drehung um die x-Achse, Nicken eine Drehung um die y-Achse und Gieren eine Drehung um die z-Achse.
Das System 1 ist derart konfiguriert, dass die Steuereinheit 4 die Signale der Sensormodule auswertet und nach vorbestimmten Mustern sucht. Werden derartige Muster erkannt, wird das Anzeigemittel 5 entsprechend aktiviert. Derartige Muster umfassen beispielsweise eine Linkskurve, eine Rechtskurve, eine Bremsung und ein Unfall. Ferner können zu Lernzwecken die ausgewerteten Daten gespeichert und an ein geeignetes Empfangsgerät, beispielsweise ein Smartphone des Natursportlers, übertragen werden. Das Anzeigemittel kann dabei beispielsweise an einer Bekleidung des Natursportlers angebracht sein und dadurch für andere Natursportler erkennbar sein.
In 2 ist ein Bekleidungsstück 7 mit einem Anzeigemittel 5 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Ansicht dargestellt, wobei die Ausführungsform im Wesentlichen identisch zu der in 1 dargestellten Ausführungsform ist. Hier ist das Bekleidungsstück 7 eine Skijacke in der Rückansicht, in die ein erstes Anzeigemittel 5 in Form einer LED, ein zweites Anzeigemittel 5‘ in Form eines Linkspfeils und ein drittes Anzeigemittel 5‘‘ in Form eines Rechtspfeils integriert sind.
Falls die Steuereinheit 4 durch die übermittelten Daten der Sensormodule 3, 3‘ nun eine Linkskurve erkennt, aktiviert sie das zweite Anzeigemittel 5‘ und im Rücken des Nutzers leuchtet ein Linkspfeil auf. Damit sind nachfolgende Skifahrer gewarnt und können einen möglichen Kollisionskurs korrigieren und somit einen Zusammenstoß verhindern. Analog aktiviert die Steuereinheit 4 das dritte Anzeigemittel 5‘‘ im Falle einer Rechtskurve. Erkennt die Steuereinheit 4 eine Bremsung, aktiviert sie das erste Anzeigemittel 5 dergestalt, dass die LED rot leuchtet. Durch das rote Leuchten werden nachfolgende Skifahrer über das Bremsmanöver des Nutzers informiert und können entsprechend reagierten. Eine Beschleunigung könnte entsprechend beispielsweise durch ein grünes Leuchten der LED, oder einer weiteren LED, signalisiert werden. Prinzipiell können durch die Kombination der durch die Sensormodule 3, 3‘ erfassten Daten eine beliebige Vielzahl von Manövern erkannt werden.
In 3 ist ein System 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht dargestellt, wobei die Ausführungsform im Wesentlichen identisch zu den anderen Ausführungsformen ist. Hier umfasst jedes Sensormodul 3, 3‘ zusätzlich einen Ultraschallsensor. Die Ultraschallsensoren sind dabei derart angeordnet, dass sie einen Abstand der Skier 2, 2‘ zueinander messen. Dadurch kann insbesondere die Auswertung der Steuereinheit 4 verbessert werden. Alternativ ist es möglich, dass lediglich ein Sensormodul 3 einen Ultraschallsensor aufweist und damit als Referenzski 2 gilt. Die Position des anderen Ski 2‘ wird dann relativ zu diesem Referenzski 2 gemessen.
In der Abbildung ist ferner ein Bereich 20 dargestellt, in dem sich der zweite Ski 2‘ unter normalen Umständen nicht befinden kann. Zum einen wird somit die Auswertung der Steuereinheit 4 vereinfacht, zum anderen ist es somit in einfacher Weise möglich, einen Unfall zu detektieren. Wird der zweite Ski 2‘ beispielsweise in dem Bereich 20 detektiert, liegt entweder ein Fehler in dem System 1 vor, oder der Skifahrer hatte einen Unfall. Dies wird beispielsweise ferner durch unterschiedliche gemessene Drehungen beider Ski 2, 2‘ und durch unterschiedliche gemessene Beschleunigungen unterstützt.
In 4 ist ein System 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Aufsicht dargestellt, wobei die Ausführungsform im Wesentlichen identisch zu den anderen Ausführungsformen ist. Inbesondere ist das System 1 das gleiche wie in 3. In diesem Fall ist der Bereich 20 unterschiedlich zu bewerten. Da es sich bei dem Referenzski 2 hier um den rechten Ski handelt, ist eine Position des linken Skis 2‘ in dem rechten Teil des Bereichs 20 unwahrscheinlich, wohingegen der linke Ski 2‘ in dem linken Teil des Bereichs 20 zu erwarten ist.
In 5 ist ein System 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Frontansicht dargestellt, wobei die Ausführungsform im Wesentlichen identisch zu den anderen Ausführungsformen ist, insbesondere zu den in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen. Hier ist jedoch der Bereich 20 zusätzlich in seiner Erstreckung begrenzt, so dass ein Bereich 20 um den Referenzski 2 herum definiert wird, in dem sich der andere Ski 2‘ unter normalen Umständen nicht befinden kann bzw. sollte.
In 6 ist ein Teil eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Ansicht dargestellt, wobei die Ausführungsform im Wesentlichen identisch zu den anderen Ausführungsformen ist. Auch hier weist wenigstens ein Ski 2 einen Ultraschallsensor zur Messung des Abstands beider Ski 2, 2‘ auf. Dargestellt ist in 6 eine aufeinanderfolgende Rechtskurve und eine Linkskurve mit den Positionen der Ski 2, 2‘ zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Dabei wird deutlich, dass zwischen den Kurven beide Ski 2, 2‘ sich wieder in einer parallelen Ausgangsposition befinden. Wird diese Ausgangsposition erkannt, kann dies zur Rekalibrierung des Systems 1 genutzt werden.
Die Kurven werden beispielsweise durch die Steuereinheit 4 mithilfe der durch die Sensormodule ermittelten Daten erkannt. So deutet eine Kombination aus Gieren und Rollen sowie einer entsprechenden kombinierten Beschleunigung in x- und y-Richtung beispielsweise auf eine Rechtskurve hin, eine analoge Kombination von Daten mit anderen Vorzeichen, insbesondere in der y-Komponente bzw. den Drehungen, auf eine Linkskurve. Zwischen den Kurven kann anhand der Ultraschallsensordaten wieder auf eine Geradeausfahrt geschlossen werden.
In 7 ist ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Ablaufdiagramm dargestellt. Das Verfahren beginnt hier mit einem ersten Schritt 100, in das System 1 überprüft, ob das Sportgerät mit dem Natursportler gekoppelt ist. Dies kann durch einen Kopplungssensor festgestellt werden. Beispielsweise wird überprüft, ob ein Skifahrer mit beiden Skischuhen in den Skibindungen arretiert ist. Ist dies der Fall, wird in einem nullten Schritt 000, der hier dem ersten Schritt nachgeschaltet ist, das System 1 aktiviert. Dies kann automatisch geschehen oder alternativ auch manuell, beispielsweise in dem der Skifahrer das System 1 softwareseitig aktiviert. Alternativ ist es natürlich ebenso möglich, dass der nullte Schritt 000 dem ersten Schritt 100 vorgeschaltet ist. In einem solchen Fall wird nach dem ersten Schritt 100 überprüft, ob das System 1 aktiviert ist. Ist der Skifahrer nicht korrekt mit den Ski 2, 2‘ gekoppelt, beispielsweise nicht fest mit den Skibindungen verbunden, wird in einem ersten Teilschritt 101 ein vorbestimmter Zeitraum abgewartet, beispielsweise 15min. Innerhalb dieses Zeitraums schaltet das System 1 in einem zweiten Teilschritt 102 in einen Energiesparmodus. Wird innerhalb dieses Zeitraums eine Kopplung durchgeführt, wird das System in dem nullten Schritt 000 eingeschaltet bzw. aktiviert. Ist der Zeitraum verstrichen, ohne dass eine Kopplung erfolgt ist, schaltet sich das System 1 in einem fünften Schritt 500 automatisch ab. Ein solches Verfahren implementiert in vorteilhafter Weise eine systeminterne Überprüfung.
In 8 ist ein Verfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Ablaufdiagramm dargestellt. Hier beginnt das Verfahren mit der Überprüfung, ob das System 1 in dem nullten Verfahrensschritt 000 aktiviert bzw. eingeschaltet wurde. Ist dies nicht der Fall, wird das System 1 ausgeschaltet, entsprechend dem fünften Schritt 500, bzw. bleibt das System 1 ausgeschaltet. Falls das System 1 jedoch eingeschaltet wurde, wird in dem ersten Schritt 100 überprüft, ob eine Kopplung erfolgt ist. Ist dies nicht der Fall, wird in dem ersten Teilschritt 101 ein vorbestimmter Zeitraum abgewartet. Ist jedoch eine Kopplung erfolgt, wird in einem zweiten Schritt 200 überprüft, ob eine passende Bewegung detektiert wird, beispielsweise ein Skifahren. Falls ja, wird in einem dritten Schritt 300 überprüft, ob ein bestimmtes Bewegungsmuster erkannt wird. Falls die Überprüfung in dem zweiten Schritt 200 ergibt, dass kein Skifahren vorliegt, wird in einem sechsten Schritt 600 überprüft, ob ein Wartemodus vorliegt. Vorzugsweise wird dabei überprüft, ob die Beschleunigungssensoren eine Geschwindigkeit der Skier 2, 2‘ detektieren. Falls nicht, schaltet das System 1 in einem siebten Schritt 700 in einen Wartemodus, da davon ausgegangen werden kann, dass der Skifahrer steht. Falls eine von Null verschiedene Geschwindigkeit der Skier 2, 2‘ detektiert wird schaltet das System 1 in einem achten Schritt 800 in einen Liftmodus, da sich der Skifahrer, wenn er nicht skifährt, sich aber dennoch bewegt, wahrscheinlich in einem Lift befindet.
In 9 ist ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Ansicht dargestellt. Im laufenden Betrieb des Systems 1 übermitteln die Sensormodule 3, 3‘ die gemessenen Daten, insbesondere Beschleunigungen, Drehungen, Geschwindigkeiten und/oder Höhen, an die Steuereinheit 4. Dazu umfassen die Sensormodule 3, 3‘ vorzugsweise zusätzlich wenigstens einen Ortungssensor, insbesondere einen GPS-Sensor, der die Höhe sowie über die Ortsveränderung pro Zeit die Geschwindigkeit bestimmen kann.
In dem zweiten Schritt 200 überprüft das System nun, ob eine Bewegung, insbesondere hier ein Skifahren, vorliegt. Ist dies der Fall, wird in einem dritten Schritt 300 durch die Steuereinheit 4, insbesondere über eine Auswerteeinheit der Steuereinheit 4, überprüft, ob ein Bewegungsmuster, hier ein Fahrmanöver, erkannt wird. Ist dies nicht der Fall, iteriert das Verfahren. Ist ein Manöver erkannt worden, wird in einem ersten Teilschritt 401 eines vierten Schritts 400 eine dem Manöver entsprechende Aktivierungsinformation an ein Anzeigemittel 5 übermittelt. Dabei kann es sich, wie in 2 dargestellt, um mehrere Anzeigemittel 5, 5‘, 5‘‘ handeln, die an einer Bekleidung des Skifahrers angebracht sind. Die Aktivierungsinformation wird dann vorzugsweise kabellos, z.B. über eine Bluetoothverbindung, übertragen.
In einem zweiten Teilschritt 402 wertet das Anzeigemittel 5 die Anzeigeinformation aus und aktiviert entsprechend in einem dritten Teilschritt 403 ein erstes Anzeigemittel 5, ein zweites Anzeigemittel 5‘ und/oder ein drittes Anzeigemittel 5‘‘.
In 10 ist ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Ansicht dargestellt. Hier ist insbesondere ein Beispiel für eine Bewegungserkennung in dem zweiten Schritt 200 dargestellt. Erneut geht das Verfahren davon aus, dass durch die Sensormodule 3, 3‘ verschiedene Messdaten wie Beschleunigung, Drehung, Geschwindigkeit und Höhe, aber auch Informationen eines Kopplungssensors, ob das System mit dem Skifahrer gekoppelt ist, an die Steuereinheit 4 übermittelt werden.
In einem ersten Teilschritt 201 des zweiten Schritts 200 überprüft die Steuereinheit 4 nun, ob eine von Null verschiedene Geschwindigkeit und eine Drehung entsprechend einem Rollen der Ski 2, 2‘ vorliegt. Ist dies der Fall, setzt die Steuereinheit 4 den Status des Systems 1 in einem zweiten Teilschritt 202 auf Skifahren.
Falls nicht, wird in einem dritten Teilschritt 203 geprüft, ob eine Höhenänderung erfolgt. Ist dies nicht der Fall, schaltet das System 1 in einem siebten Schritt 700 in einen Wartemodus. Erfolgt eine Höhenänderung, wird in einem vierten Teilschritt 204 überprüft, ob die Höhenänderung positiv ist, d.h. ob sich der Skifahrer den Berg hinauf bewegt. Falls ja, schaltet das System 1 in einem achten Schritt 800 in einen Liftmodus. Falls nein, wird in einem neunten Schritt 900 ein Unfallmodus aktiviert. Alternativ könnte auch ein Rückwärtsfahren des Skifahrers vorliegen, was durch entsprechende Auswertungen der Sensordaten verifiziert werden kann.
In 11 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Manövererkennung entsprechend einem dritten Schritt 300 des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dabei werden erneut die verschiedenen, durch die Sensormodule 3, 3‘ zur Verfügung gestellten Messdaten wie Beschleunigung, Geschwindigkeit, Höhe und Drehung, ausgewertet. Ferner wird davon ausgegangen, dass das System 1 in einem nullten Schritt 000 aktiviert bzw. eingeschaltet und auch in einem ersten Schritt 100 mit einem Natursportler, hier einem Skifahrer, gekoppelt wurde.
In einem ersten Teilschritt 301 wird nun überprüft, ob eine detektierte Drehung, insbesondere ein Gieren, bei der aktuellen Geschwindigkeit größer ist als ein vorbestimmter Grenzwert für diese Geschwindigkeit. Ist dies der Fall, wird in einem zweiten Teilschritt 302 eine Richtungsänderung erkannt und in einem vierten Schritt 400 eine Aktivierung eines Aktivierungsmittels 5‘, 5‘‘ veranlasst. Parallel zu dem ersten Teilschritt 301 wird in einem dritten Teilschritt 303 überprüft, ob eine detektierte negative Beschleunigung betragsmäßig größer ist als ein vorbestimmter Grenzwert. Ist dies der Fall, wird in einem vierten Teilschritt 304 ein Bremsmanöver erkannt und in dem vierten Schritt 400 eine entsprechende Aktivierung eines Aktivierungsmittels 5‘ veranlasst, beispielsweise ein rotes Leuchten einer LED. Ebenfalls parallel zu dem ersten Teilschritt 301 und insbesondere alternativ zu dem dritten Teilschritt 303 wird in einem fünften Teilschritt 305 überprüft, ob eine detektierte positive Beschleunigung größer ist als ein vorbestimmter Grenzwert. Falls ja, wird in einem sechsten Teilschritt 306 ein Beschleunigen des Skifahrers erkannt und in dem vierten Schritt 400 eine entsprechende Aktivierung des Aktivierungsmittels 5‘ veranlasst, beispielsweise ein grünes Leuchten einer LED.
Dabei werden die beschriebenen Teilschritte bevorzugt zunächst für jeden Ski 2, 2‘ einzeln durchgeführt und erst bei übereinstimmender Auswertung für beide Skier 2, 2‘ das entsprechende Manöver als zweifelsfrei erkannt eingestuft.
In 12 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Manövererkennung entsprechend einem dritten Schritt 300 des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In dem hier dargestellten Fall wird dabei eine Ermüdung des Skifahrers detektiert. Entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsformen geht auch die hier beschriebene Ausführungsform von durch die Sensormodule 3, 3‘ übermittelten Sensordaten aus, wie Beschleunigung, Geschwindigkeit sowie einer Zeitangabe, die der effektiven gefahrenen Zeit seit Aktivierung des Systems 1 entspricht. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Zeit auch durch die Steuereinheit 4 überwacht bzw. aufgezeichnet werden.
In einem siebten Teilschritt 307 des dritten Schritts 300 werden dabei beständig die durchschnittliche Geschwindigkeit, die durchschnittliche – positive und/oder negative – Beschleunigung, die effektiv gefahrene Zeit, die kumulierten gefahrenen Höhenmeter, ggf. durch entsprechende Sensoren erfasste Vibrationen der Ski 2, 2‘ ausgewertet. Zusätzlich kann beispielsweise auch aus den kombinierten Sensordaten ein Drift, also ein Rutschen der Ski 2, 2‘ ermittelt und einbezogen werden. Wird in einem achten Teilschritt 308 ermittelt, dass vorbestimmte Grenzwerte überschritten werden, wird in einem neunten Teilschritt 309 auf eine Ermüdung des Skifahrers geschlossen und in einem vierten Schritt 400 eine entsprechende Aktivierung eines Aktivierungsmittels 5 veranlasst. Dies kann beispielsweise ein Aufleuchten eines Piktogrammes an einem Handschuh des Skifahrers sein, um ihn auf eine mögliche Ermüdung hinzuweisen.
Ein Beispiel für die oben genannten Grenzwerte wären eine effektive Skizeit von mehr als 3 Stunden und ein Rutschen der Ski mit einer Häufigkeit von mehr als fünf Mal pro Minute. Alternativ oder zusätzlich ist jede beliebige Kombination von Grenzwerten vorstellbar, die auf eine Ermüdung hinweisen können, wie beispielsweise ein verstärktes Vibrieren der Ski, leicht unterschiedliche Bewegungen der Skispitzen, die auf einen Kontrollverlust hinweisen, eine lange Zeit erhöhter Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung, oder eine Kombination derartiger Bedingungen.
In den 13a und 13b sind Prinzipskizzen eines Verfahrens gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Ausführungsform im Wesentlichen identisch zu den anderen Ausführungsformen ist. Insbesondere werden hier mögliche manuelle Aktivierungssequenzen eines nullten Schritts 000 zum Einschalten des Systems 1 gezeigt. In beiden Varianten erfolgt ein Einschalten 000 durch eine bestimmte Aufeinanderfolge von Stampfbewegungen der Füße des Skifahrers, die beispielsweise durch Drucksensoren detektiert werden. In 13a ist dabei eine Variante dargestellt, in der in gleichmäßigen Abständen abwechselnd mit dem linken Fuß L und dem rechten Fuß R aufgestampft wird. Das Aufstampfen wird durch einen Drucksensor erkannt und durch die Sensormodule 3, 3‘ an die Steuereinheit 4 übermittelt. Diese erkennt die Sequenz und aktiviert das System 1. Um eine zufällige Aktivierung zu vermeiden, ist in 13b eine Variante dargestellt, bei der eine Aktivierung durch ein Aufstampfen nur des linken Fußes L erfolgt, aber in einer bestimmten zeitlichen Sequenz, nämlich mit einem kurzen und nachfolgend einem langen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Stampfern.

Claims

System (1) zur Überwachung eines Natursportlers, insbesondere eines Wintersportlers, umfassend zwei Sportgeräte (2, 2’) zur Befestigung an den Füßen des Natursportlers, wobei an jedem Sportgerät (2, 2’) ein Sensormodul (3, 3’) angeordnet ist, umfassend weiterhin eine mit den Sensormodulen (3, 3’) verbundene Steuereinheit (4) zur Auswertung von durch die Sensormodule (3, 3’) übertragenen Daten, wobei jedes Sensormodul (3, 3’) wenigstens einen 3-Achsen-Beschleunigungssensor zur Detektion einer Beschleunigung in drei Raumachsen und einen 3-Achsen-Gyrosensor zur Detektion einer Drehung um drei Raumachsen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) ferner ein mit der Steuereinheit (4) verbundenes Anzeigemittel (5) umfasst.
System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Sensormodule (3, 3’) einen Ultraschallsensor umfasst.
System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (5) ein optisches und/oder akustisches Anzeigemittel ist.
System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (5) an einer Bekleidung des Natursportlers angebracht ist, insbesondere in die Bekleidung integriert ist.
System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) ferner einen Ortungssensor und/oder Ortungssender umfasst.
System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungssensoren, die Gyrosensoren, der Ultraschallsensor und/oder der Ortungssensor und/oder Ortungssender Mikrosysteme sind, insbesondere mikroelektromechanische Systeme.
System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Sportgerät (2, 2’) einen Kopplungssensor (6) zur Detektion einer Kopplung des Sportgeräts (2, 2‘) mit dem Natursportler umfasst.
Verfahren zum Betrieb eines System (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Schritt (100) überprüft wird, ob eine Kopplung zwischen dem Sportgerät (2, 2’) und dem Natursportler erkannt wird, wobei, falls eine Kopplung erkannt wurde, in einem zweiten Schritt (200) überprüft wird, ob eine Bewegung erkannt wird, wobei, falls eine Bewegung erkannt wurde, in einem dritten Schritt (300) überprüft wird, ob ein vorbestimmtes Bewegungsmuster erkannt wird, wobei, falls ein vorbestimmten Bewegungsmuster erkannt wurde, in einem vierten Schritt (400) das Anzeigemittel entsprechend des erkannten Bewegungsmusters aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei vor oder nach dem ersten Schritt (100), insbesondere in Abhängigkeit des ersten Schritts (100), in einem nullten Schritt (000) das System (1) eingeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei, falls in dem vierten Schritt (400) das vorbestimmte Bewegungsmuster einem Unfall entspricht, die Position des Natursportlers und/oder des Sportgeräts (2, 2‘) gesendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die von den Sensormodulen (3, 3‘) erfassten Daten und/oder die von der Steuereinheit (4) ausgewerteten Daten gespeichert werden, wobei vorzugsweise die erfassten Daten und/oder die ausgewerteten Daten durch einen mit der Steuereinheit (4) verbundenen Transceiver und/oder Transponder gesendet werden.