DE102018213035A1 - Devices for analyzing an athlete's air resistance - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Analysieren eines Luftwiderstands eines Sportlers während der Bewegung, umfassend eine signalverarbeitende Einheit, welche angepasst ist zum Empfangen eines ersten Drucksensorsignals von einem ersten Drucksensor, welcher an einem Vorderseitenteil und/oder einem Rückseitenteil eines Sportlers oder einer Sportvorrichtung, welche von dem Sportler verwendet wird, angeordnet ist und zum Verarbeiten des ersten Drucksensorsignals, um den Luftwiderstand zu analysieren.The present invention relates to a device for analyzing an air resistance of an athlete during the movement, comprising a signal processing unit which is adapted to receive a first pressure sensor signal from a first pressure sensor which is on a front part and / or a back part of an athlete or a sports device used by the athlete is arranged and for processing the first pressure sensor signal in order to analyze the air resistance.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Analysieren des Luftwiderstands eines Sportlers.The present invention relates to devices for analyzing an athlete's air resistance.

Technischer HintergrundTechnical background

Die Miniaturisierung von Sensoren und signalverarbeitender Technologie hat zu der Entwicklung von portablen und/oder tragbaren Vorrichtungen zum Messen von verschiedenen physikalischen Größen bezüglich der Leistung eines Sportlers geführt. Insbesondere werden solche Vorrichtungen weithin verwendet, um die Leistung eines Sportlers während sportlicher Aktivitäten, wie zum Beispiel Laufen, Fahrradfahren, Fußballspielen und dergleichen aufzuzeichnen und auszuwerten. Zum Beispiel sind im Stand der Technik tragbare Vorrichtungen, die den Herzschlag eines Sportlers, die Umgebungstemperatur, den Ort eines Sportlers und/oder die Höhe eines Sportlers messen, wohlbekannt.The miniaturization of sensors and signal processing technology has led to the development of portable and / or portable devices for measuring various physical quantities relating to the performance of an athlete. In particular, such devices are widely used to record and evaluate the performance of an athlete during sports activities such as running, cycling, playing soccer, and the like. For example, portable devices that measure an athlete's heartbeat, ambient temperature, an athlete's location, and / or an athlete's height are well known in the art.

Eine physikalische Schlüsselgröße, welche die Leistung eines sich bewegenden Sportlers beeinflusst, ist der Luftwiderstand. Zum Beispiel werden beim professionellen Radfahren ausgeklügelte Fahrraddesigns und/oder Teamformationen eingesetzt, um den Luftwiderstand eines individuellen Sportlers während eines Wettkampfs zu minimieren.A key physical variable that affects the performance of a moving athlete is air resistance. For example, sophisticated cycling designs and / or team formations are used in professional cycling to minimize the air resistance of an individual athlete during a competition.

Grundsätzlich ist der Luftwiderstand eines Sportlers aus zwei Hauptbestandteilen zusammengesetzt: dem Hautreibungswiderstand und dem Formwiderstand, welcher auch als Druckwiderstand bezeichnet wird. Der Druckwiderstand ist direkt mit der Größe und Form eines Sportlers verbunden. Das heißt, Sportler, die einen größeren Querschnitt aufweisen, werden einen höheren Widerstand haben. Darüber hinaus vergrößert sich der Druckwiderstand im Wesentlichen quadratisch mit der Geschwindigkeit eines Sportlers und gewinnt daher an Bedeutung für sich schnell bewegende Sportler. Dahingehend, und für den Rest der Erfindung, soll der Begriff „im Wesentlichen“ „innerhalb typischer Modellierungs-, Design-, Messungs-, Konstruktions- und/oder Herstellungstoleranzen“ bedeuten. In dieser Hinsicht ist es im Stand der Technik bekannt spezielle Widerstandsmessungstechniken, wie zum Beispiel Windtunnelmessungen, einzusetzen, um den Luftwiderstand eines Sportlers zu messen und zu minimieren, durch Minimieren des aerodynamischen Querschnitts und/oder durch Optimieren (d. h. Stromlinienformen) der Form einer Sportvorrichtung, wie zum Beispiel einem Fahrrad und/oder einem Helm eines Sportlers, sowie der Haltung des Sportlers während der Bewegung.Basically, the air resistance of an athlete is composed of two main components: the skin friction resistance and the form resistance, which is also called pressure resistance. Pressure resistance is directly related to the size and shape of an athlete. This means that athletes who have a larger cross-section will have a higher resistance. In addition, the pressure resistance increases essentially quadratically with the speed of an athlete and therefore becomes more important for fast-moving athletes. In this regard, and for the rest of the invention, the term "substantially" is intended to mean "within typical modeling, design, measurement, construction and / or manufacturing tolerances". In this regard, it is known in the art to use special resistance measurement techniques, such as wind tunnel measurements, to measure and minimize aerodynamic drag of an athlete by minimizing the aerodynamic cross-section and / or by optimizing (ie streamlining) the shape of a sports device, such as a bicycle and / or a helmet of an athlete, and the posture of the athlete during the movement.

Jedoch ist das Untersuchen des Luftwiderstands eines Sportlers während der aktuellen Sportaktivität, die allgemein außerhalb einer kontrollierten Laborumgebung stattfindet, heutzutage immer noch schwierig.However, examining an athlete's air resistance during current sports activity, which generally takes place outside of a controlled laboratory environment, is still difficult today.

Insbesondere ist das Verhältnis zwischen dem Luftwiderstand eines individuellen Sportlers und einer bestimmten Formation von Sportlern, welche den individuellen Sportler einschließt, mit den Verfahren und Vorrichtungen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, sehr schwierig zu untersuchen. Solche Formations- oder Drafting-Effekte, welche auch als Windschatteneffekte bezeichnet werden, sind insbesondere wichtig während Langläufen, Speed Skating oder Radfahrwettbewerben, bei welchen viele Sportler oder Teams von Sportlern involviert sind, welche sich zur selben Zeit miteinander messen.In particular, the relationship between the air resistance of an individual athlete and a particular formation of athletes, which includes the individual athlete, is very difficult to investigate using the methods and devices known in the art. Such formation or drafting effects, which are also referred to as slipstream effects, are particularly important during cross-country skiing, speed skating or cycling competitions, in which many athletes or teams of athletes are involved who compete with one another at the same time.

Daher ist es die Aufgabe, welche der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, eine einfache, robuste und günstige Vorrichtung bereitzustellen, die es erlaubt die Effekte des Luftwiderstands auf die Leistung eines Sportlers während einer aktuellen Sportaktivität zu untersuchen, welche unter Realweltbedingungen durchgeführt wird.It is therefore the object of the present invention to provide a simple, robust and inexpensive device which allows the effects of air resistance on the performance of an athlete to be investigated during a current sporting activity which is carried out under real world conditions.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Das oben genannte Problem wird zumindest teilweise gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche der vorliegenden Erfindung. Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The above problem is at least partially solved by the subject matter of the independent claims of the present invention. Exemplary embodiments of the invention are described in the dependent claims.

In einer Ausführungsform stellt der vorliegende Gegenstand eine Vorrichtung bereit zum Analysieren eines Luftwiderstands eines Sportlers während der Bewegung, umfassend eine signalverarbeitende Einheit, welche angepasst ist, um ein erstes Drucksensorsignal von einem ersten Drucksensor zu empfangen, welcher an einem Vorderseitenteil oder an einem Rückseitenteil des Sportlers oder einer Sportvorrichtung, welche von dem Sportler verwendet wird, angeordnet ist und um das erste Drucksensorsignal zu verarbeiten, um den Luftwiderstand zu analysieren.In one embodiment, the present object provides a device for analyzing an aerodynamic drag of an athlete during movement, comprising a signal processing unit which is adapted to receive a first pressure sensor signal from a first pressure sensor which is on a front part or on a back part of the athlete or a sports device used by the athlete and to process the first pressure sensor signal to analyze the air resistance.

Zum Beispiel kann ein Sportler, welcher solch eine Vorrichtung trägt und sich einer Formation von anderen Sportlern nähert, welche sich vor ihm bewegen, einen Drucksensor verwenden, welcher an dem Vorderseitenteil seines Körpers angeordnet ist, um den optimalen Abstand zwischen dem Sportler und der Formation, welche sich vor ihm befindet, zu ermitteln, sodass der Windschatteneffekt maximiert wird. Zum Beispiel kann die signalverarbeitende Einheit der Vorrichtung ein Drucksensorsignal, welches bei einem bestimmten Abstand zu der Formation empfangen wird, mit einem neuen Drucksensorsignal vergleichen, welches an einem näheren oder entfernteren Abstand empfangen wird, um zu bestimmen, ob es vorteilhaft wäre sich der Formation anzunähern oder sich von ihr zu entfernen.For example, an athlete wearing such a device and approaching a formation of other athletes moving in front of him can use a pressure sensor located on the front part of his body to determine the optimal distance between the athlete and the formation, which is in front of him, so that the slipstream effect is maximized. For example, the signal processing unit of the device can transmit a pressure sensor signal, which is received at a certain distance from the formation, with a new pressure sensor signal compare which is received at a closer or further distance to determine whether it would be advantageous to approach or move away from the formation.

In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung durch einen kleinen Allzweckcomputer oder einen Einplatinencomputer wie ein Raspberry PI implementiert sein, welcher mit Software, welche in Python entwickelt wurde, betrieben wird.In some embodiments, the device may be implemented by a small general-purpose computer or a single board computer such as a Raspberry PI that runs on software developed in Python.

In einigen Ausführungsformen kann das Verarbeiten des Drucksensorsignals durch die signalverarbeitende Einheit es umfassen, dass die signalverarbeitende Einheit mit anderen verarbeitenden Einheiten kommuniziert, welche nicht Teil der Vorrichtung sind. Zum Beispiel kann die signalverarbeitende Einheit angepasst sein, um mit einem Wide Area Netzwerk, wie zum Beispiel dem Internet, über eine paketbasierende Drahtloskommunikationstechnologie, wie zum Beispiel LTE, zu kommunizieren. Zum Beispiel kann die signalverarbeitende Einheit angepasst sein für Machine Type Communication (MTC). Daher kann in einigen Fällen das Verarbeiten des Drucksensorsignals es umfassen, dass die signalverarbeitende Einheit die Drucksensorsignale direkt oder nach einem Vorverarbeiten zu einer entfernten Verarbeitungseinheit überträgt, welche zumindest Teile der Verarbeitung durchführt, welche erforderlich sind zum Analysieren des Luftwiderstands des Sportlers. Darüber hinaus kann in einigen Vorrichtungen die signalverarbeitende Einheit die Verarbeitung auf entfernte Verarbeitungseinheiten verlagern, welche sich zum Beispiel in der Cloud befinden. In diesen Fällen würde die signalverarbeitende Einheit der Vorrichtung hauptsächlich damit befasst sein, Informationen von den Drucksensoren zu empfangen und damit Informationen mittels geeigneter Kommunikationstechnologien zu den entsprechenden entfernten Verarbeitungseinheiten zu übertragen und von ihnen zu empfangen.In some embodiments, the processing of the pressure sensor signal by the signal processing unit may include the signal processing unit communicating with other processing units that are not part of the device. For example, the signal processing unit can be adapted to communicate with a wide area network, such as the Internet, via a packet-based wireless communication technology, such as LTE. For example, the signal processing unit can be adapted for machine type communication (MTC). Therefore, in some cases, processing the pressure sensor signal may include the signal processing unit transmitting the pressure sensor signals directly or after preprocessing to a remote processing unit that performs at least some of the processing required to analyze the athlete's air resistance. In addition, in some devices, the signal processing unit can shift processing to remote processing units, such as those located in the cloud. In these cases, the signal processing unit of the device would mainly be concerned with receiving information from the pressure sensors and thus using suitable communication technologies to transmit and receive information from the corresponding remote processing units.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die signalverarbeitende Einheit der Vorrichtung weiter angepasst sein, um ein zweites Drucksensorsignal von einem zweiten Drucksensor zu empfangen, welcher an dem gegenüberliegenden Teil des Sportlers oder der Sportvorrichtung, welche durch den Sportler verwendet wird, zu empfangen und das zweite Drucksensorsignal weiter zu verarbeiten, um den Luftwiderstand zu analysieren.In some embodiments of the invention, the signal processing unit of the device may be further adapted to receive a second pressure sensor signal from a second pressure sensor which is received at the opposite part of the athlete or the sports device used by the athlete and the second pressure sensor signal further processed to analyze the air resistance.

Durch das Analysieren der Drucksensorsignale, welche von der Vorderseite und der Rückseite eines Sportlers bereitgestellt werden, wird es der Vorrichtung erlaubt weitere Informationen bezüglich des Druckwiderstands, welcher von dem Sportler erfahren wird, abzuleiten. Für viele sportliche Aktivitäten wie zum Beispiel Speed Skating, Laufen oder Radfahren ist der Druckwiderstand ein Hauptbestandteil des Gesamtluftwiderstands des Sportlers und beeinflusst dadurch im Wesentlichen die Gesamtleistung des Sportlers. Folglich können die Informationen, die durch das Analysieren der Drucksensorsignale erhalten werden, verwendet werden, um einen Luftwiderstand zu minimieren und dadurch die Leistung des Sportlers zu verbessern.By analyzing the pressure sensor signals provided by the front and back of an athlete, the device is allowed to derive further information regarding the pressure resistance experienced by the athlete. For many sporting activities such as speed skating, running or cycling, pressure resistance is a key component of the athlete's overall air resistance and thus essentially influences the athlete's overall performance. Thus, the information obtained by analyzing the pressure sensor signals can be used to minimize drag and thereby improve athlete performance.

Weiter kann das Analysieren des Luftwiderstands ein Analysieren einer Druckdifferenz zwischen dem Vorderseitenteil und dem Rückseitenteil des Sportlers oder der Sportvorrichtung, welche von dem Sportler verwendet wird, umfassen.Further, analyzing the air resistance may include analyzing a pressure difference between the front part and the rear part of the athlete or the sports device used by the athlete.

Die Druckdifferenz zwischen der Position des Vorderseitendrucksensors und des Rückseitendrucksensors ist direkt mit dem Druckwiderstand verbunden, welcher von dem Sportler erfahren wird. Daher kann, zum Beispiel durch Analysieren der Druckdifferenz zwischen dem Rückseitenteil und dem Vorderseitenteil des Sportlers, die Vorrichtung verwendet werden, um den Effekt der Körperhaltung und/oder der Teamformation auf den Druckwiderstand, welcher von einem Sportler während der Bewegung erfahren wird, zu analysieren.The pressure difference between the position of the front side pressure sensor and the rear side pressure sensor is directly connected to the pressure resistance experienced by the athlete. Therefore, for example, by analyzing the pressure difference between the back part and the front part of the athlete, the device can be used to analyze the effect of posture and / or team formation on the pressure resistance experienced by an athlete during movement.

Die signalverarbeitende Einheit kann den Luftwiderstand des Sportlers iterativ analysieren, zum Beispiel bei einer vordefinierten oder anpassbaren Abtastrate.The signal processing unit can iteratively analyze the aerodynamic drag of the athlete, for example at a predefined or adjustable sampling rate.

Auf diesem Wege kann eine Zeitfolge von Analysewerten erhalten werden, die verwendet werden können, um das dynamische Verhalten des Luftwiderstands des Sportlers während einer Sportaktivität zu analysieren. Zum Beispiel können solche Zeitfolgen verwendet werden, um eine Verschlechterung der Körperhaltung und/oder der Teamformation während einer Sportaktivität zu detektieren. Darüber hinaus kann sich der Druckwiderstand dynamisch verändern, zum Beispiel aufgrund von geänderten Wetterbedingungen und/oder dadurch, dass sich andere Sportler in die Nähe des Sportlers bewegen.In this way, a time series of analysis values can be obtained which can be used to analyze the dynamic behavior of the aerodynamic drag of the athlete during a sports activity. For example, such time sequences can be used to detect a deterioration in posture and / or team formation during sports activity. In addition, the pressure resistance can change dynamically, for example due to changed weather conditions and / or due to other athletes moving in the vicinity of the athlete.

Solche Messungen vereinfachen das Korrelieren der erhaltenen Analyse des Luftwiderstands mit anderen physikalischen Größen, welche mit dem Sportler assoziiert sind und/oder erlaubt es die Zeitfolgen numerisch zu integrieren und/oder zu differenzieren, um weitere dynamische Informationen zu dem Luftwiderstand des Sportlers zu extrahieren.Such measurements simplify the correlation of the obtained analysis of the aerodynamic drag with other physical quantities associated with the athlete and / or allows the time sequences to be numerically integrated and / or differentiated in order to extract further dynamic information about the aerodynamic drag of the athlete.

Zusätzlich dazu kann die Vorrichtung weiter zumindest einen Temperatursensor umfassen, welcher mit dem ersten und/oder dem zweiten Drucksensor assoziiert ist, wobei der Temperatursensor angepasst sein kann, um Kalibrierungsinformationen für den ersten und/oder den zweiten Drucksensor bereitzustellen.In addition to this, the device can further comprise at least one temperature sensor which is associated with the first and / or the second pressure sensor, wherein the temperature sensor can be adapted to provide calibration information for the first and / or the second pressure sensor.

Auf diesem Wege kann die Messgenauigkeit der Drucksensoren verbessert werden. Zum Beispiel kann die Transferfunktion, d. h. die funktionale Beziehung zwischen Luftdruck und Ausgabespannung eines Drucksensors, von der Temperatur des Drucksensors abhängen. Durch Verwendung der Kalibrierungsinformationen, welche durch den Temperatursensor bereitgestellt werden, kann es der signalverarbeitenden Einheit der Vorrichtung ermöglicht werden, Temperaturunterschiede zwischen dem Vorderseiten- und dem Rückseitensensor und/oder variierende Umgebungstemperaturen zu kompensieren, welche die Ausgabesignale der Drucksensoren und dadurch die Analyse des Luftwiderstands des Sportlers beeinflussen. The measuring accuracy of the pressure sensors can be improved in this way. For example, the transfer function, ie the functional relationship between air pressure and output voltage of a pressure sensor, can depend on the temperature of the pressure sensor. By using the calibration information provided by the temperature sensor, the signal processing unit of the device can be enabled to compensate for temperature differences between the front and rear sensors and / or varying ambient temperatures, which the output signals of the pressure sensors and thereby the analysis of the air resistance of the Affect athletes.

In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung, welche von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, weiter spezielle Mittel umfassen zum Digitalisieren der empfangenen Drucksensorsignale und eine Speichereinheit, wobei die digitalisierten Signale von der Signalverarbeitungseinheit für eine nachfolgende Analyse gespeichert werden können.In some embodiments, the device provided by the present invention may further comprise special means for digitizing the received pressure sensor signals and a storage unit, wherein the digitized signals may be stored by the signal processing unit for subsequent analysis.

Darüber hinaus kann die Signalverarbeitungseinheit der Vorrichtung weiter angepasst sein, um zumindest eine Art von Kontextinformationen zu empfangen, welche mit dem ersten und/oder dem zweiten Drucksensorsignal assoziiert sind und um die Kontextinformationen mit dem ersten und/oder dem zweiten Drucksensorsignal zu korrelieren.In addition, the signal processing unit of the device can be further adapted to receive at least one type of context information associated with the first and / or the second pressure sensor signal and to correlate the context information with the first and / or the second pressure sensor signal.

Zum Beispiel kann die zumindest eine Art von Kontextinformationen zumindest eines sein von:

  1. a. Ortinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind;
  2. b. Geschwindigkeitsinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind;
  3. c. Herzschlaginformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind;
  4. d. Bildinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind;
  5. e. Wetterinformationen, welche mit dem Ort des Sportlers assoziiert sind;
  6. f. Feuchtigkeitsinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind;
  7. g. Zeit- und/oder Datumsinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind;
  8. h. Temperaturinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind; und
  9. i. Höheninformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind.
For example, the at least one type of context information can be at least one of:
  1. a. Location information associated with the athlete;
  2. b. Speed information associated with the athlete;
  3. c. Heartbeat information associated with the athlete;
  4. d. Image information associated with the athlete;
  5. e. Weather information associated with the location of the athlete;
  6. f. Moisture information associated with the athlete;
  7. G. Time and / or date information associated with the athlete;
  8. H. Temperature information associated with the athlete; and
  9. i. Height information associated with the athlete.

Auf diesem Wege kann es der Vorrichtung ermöglicht werden, eine Multi-Parameter-Analyse des Luftwiderstands des Sportlers durchzuführen. Zum Beispiel kann die Vorrichtung den Unterschied zwischen einem Vorderseiten- und einem Rückseitensensor mit Bildern einer Formation von Sportlern korrelieren, welche sich vor dem Sportler bewegen, wobei die Bilder durch eine Digitalkamera aufgenommen werden können, welche auch von dem Sportler getragen wird. Andere Beispiele beinhalten ein Analysieren von Korrelationen zwischen der Geschwindigkeit, Herzschlag und der Druckdifferenz entlang des Körpers eines Sportlers, um die Leistung des Sportlers, zum Beispiel während des Radfahrens oder Rennens, zu optimieren.In this way, the device can be enabled to perform a multi-parameter analysis of the athlete's air resistance. For example, the device can correlate the difference between a front and a rear sensor with images of a formation of athletes moving in front of the athlete, which images can be captured by a digital camera that is also worn by the athlete. Other examples include analyzing correlations between speed, heartbeat, and pressure differential across an athlete's body to optimize athlete's performance, for example, during cycling or running.

In anderen Ausführungsformen kann eine Vorrichtung gemäß der Erfindung weiter eine Ausgabeeinheit umfassen, welche angepasst ist, um Feedback für den Sportler bereitzustellen, wobei das Feedback, zumindest indirekt, teilweise auf dem ersten und/oder dem zweiten Drucksensorsignal basiert. Auf diesem Wege kann es einem Sportler, welcher die Vorrichtung verwendet, ermöglicht werden, sein Verhalten und/oder seine Bewegungen während des Durchführens einer entsprechenden Sportaktivität anzupassen, in Antwort auf die Drucksensorsignale und/oder Analysen, welche von der Vorrichtung durch die verarbeiteten Drucksensorsignale erhalten wurden. Zum Beispiel kann ein Sportler den Abstand zu anderen Sportlern, welche vor ihm laufen, anpassen oder ein Radfahrer kann durchgehend seine Körperhaltung in Antwort auf das Feedback der Ausgabeeinheit anpassen. Zum Beispiel kann die Ausgabeeinheit Audio- und/oder visuelles Feedback für den Sportler bereitstellen, zum Beispiel über ein Anzeigemittel der Vorrichtung.In other embodiments, a device according to the invention may further comprise an output unit which is adapted to provide feedback for the athlete, the feedback being based, at least indirectly, in part on the first and / or the second pressure sensor signal. In this way, an athlete using the device can be allowed to adjust his behavior and / or movements while performing a corresponding sport activity in response to the pressure sensor signals and / or analyzes obtained from the device by the processed pressure sensor signals were. For example, an athlete can adjust the distance to other athletes running in front of them or a cyclist can continuously adjust their posture in response to the feedback from the output unit. For example, the output unit can provide audio and / or visual feedback for the athlete, for example via a display means of the device.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist die Vorrichtung tragbar, zum Beispiel um ein Handgelenk, eine Taille oder einen Torso des Sportlers.In some embodiments of the invention, the device is portable, for example around an athlete's wrist, waist, or torso.

Zum Beispiel kann die Vorrichtung als eine Uhr, ein Gürtel oder in einer Hüfttasche getragen werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Vorrichtung den Sportler so wenig wie möglich während der Sportaktivität stört.For example, the device can be worn as a watch, a belt, or in a hip bag. In this way it can be ensured that the device disturbs the athlete as little as possible during the sports activity.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird das erste Drucksensorsignal und/oder das zweite Drucksensorsignal drahtlos empfangen.In some embodiments of the invention, the first pressure sensor signal and / or the second pressure sensor signal is received wirelessly.

Zum Beispiel kann die Vorrichtung Kurzstrecken-Drahtloskommunikationstechnologie wie zum Beispiel Bluetooth® umfassen, um die Drucksensorsignale von den Drucksensoren zu empfangen. Auf diesem Wege können lästige Kabelverbindungen zwischen den Sensoren und der signalverarbeitenden Einheit der Vorrichtung vermieden werden. Darüber hinaus kann ein Verwenden einer standardisierten Drahtloskommunikationstechnologie es der Vorrichtung erlauben mit verschiedenen Arten von Drucksensoren verwendet zu werden, welche ebenso in der Lage sind, die entsprechende Kommunikationstechnologie zu verwenden.For example, the device may include short-range wireless communication technology such as Bluetooth ® to receive the pressure sensor signals from the pressure sensors. In this way, annoying cable connections between the sensors and the signal processing unit of the device can be avoided. In addition, using standardized wireless communication technology may allow the device with various types of Pressure sensors to be used, which are also able to use the appropriate communication technology.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorrichtung weiter zumindest eines umfassen von:

  1. a. einem Herzschlagsensor;
  2. b. einem GPS-Empfänger;
  3. c. einem Temperatursensor;
  4. d. einem Drucksensor;
  5. e. einem Feuchtigkeitssensor;
  6. f. einer Uhr;
  7. g. einem Höhensensor;
  8. h. einer Bildverarbeitungseinheit;
  9. i. einer Drahtloskommunikationsschnittstellenvorrichtung.
In some embodiments of the invention, the device may further comprise at least one of:
  1. a. a heartbeat sensor;
  2. b. a GPS receiver;
  3. c. a temperature sensor;
  4. d. a pressure sensor;
  5. e. a humidity sensor;
  6. f. a clock;
  7. G. a height sensor;
  8. H. an image processing unit;
  9. i. a wireless communication interface device.

Zum Beispiel kann es, wie vorhergehend erläutert, erwünscht sein, die Luftwiderstandsanalysen mit anderen gemessenen Parametern zu korrelieren, die mit der sportlichen Leistung zusammenhängen. In diesem Fall verbessert eine Integration der erforderlichen Messausrüstung zusammen mit der signalverarbeitenden Einheit in eine einzelne Vorrichtung weiter die Benutzerfreundlichkeit und den Nutzen der Vorrichtung.For example, as previously discussed, it may be desirable to correlate the drag analyzes with other measured parameters related to athletic performance. In this case, integration of the required measuring equipment together with the signal processing unit in a single device further improves the user friendliness and the utility of the device.

Weiter kann die Vorrichtung, welche von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, ein wasserdichtes und/oder stoßfestes Gehäuse umfassen, welches angepasst ist, um entfernbar an dem Körper des Sportlers oder der Sportvorrichtung, welche durch den Sportler verwendet wird, angeordnet zu sein, um die Widerstandskraft der Vorrichtung zu erhöhen.Further, the device provided by the present invention may include a waterproof and / or shockproof housing adapted to be removably disposed on the body of the athlete or the sports device used by the athlete to accommodate the To increase the resistance of the device.

Ferner kann die vorliegende Erfindung auch durch einen Computer implementiert sein. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm bereit, welches Anweisungen umfasst, welche angepasst sind, um von datenverarbeitenden Mitteln ausgeführt zu werden, um die Vorrichtung einer der oben diskutierten Ausführungsformen zu implementieren.Furthermore, the present invention can also be implemented by a computer. In particular, the present invention provides a computer program which includes instructions adapted to be executed by data processing means to implement the device of one of the embodiments discussed above.

Da tragbare Mehrzweck-Datenverarbeitungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Smartphones und Smartwatches, ausgereifter werden und insbesondere komplexe digitale und/oder analoge Signalverarbeitungsmöglichkeiten umfassen, kann die Vorrichtung, welche von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, auch durch Ausführen von Anweisungen des obigen Computerprogramms auf einem datenverarbeitenden Mittel, wie zum Beispiel einer tragbaren Mehrzweck-Datenverarbeitungsvorrichtungen, realisiert werden. Zum Beispiel können die Drucksensorsignale über eine digitale Datenübertragungstechnologie empfangen werden und die nachfolgende Analyse kann von einem Mehrzweck-Digitalsignalprozessor durchgeführt werden, wie zum Beispiel der CPU oder dem SOC eines Smartphones.As portable general-purpose data processing devices, such as smartphones and smartwatches, become more sophisticated and in particular include complex digital and / or analog signal processing possibilities, the device provided by the present invention can also be carried out by executing instructions of the above computer program on a data processing means such as a multi-purpose portable computing device. For example, the pressure sensor signals can be received via digital data transmission technology and the subsequent analysis can be performed by a general purpose digital signal processor such as the CPU or SOC of a smartphone.

Zusätzlich oder alternativ dazu können die Drucksensoren, welche die Drucksensorsignale bereitstellen und/oder die Berechnungsvorrichtung, welche das Computerprogramm ausführt, eingerichtet sein zur Kommunikation mit einem Wide Area Netzwerk wie zum Beispiel dem Internet. Zum Beispiel können die Drucksensoren drahtlose Machine Type Communication (MTC) Kommunikationstechnologien einsetzen, um die Drucksensorsignale über ein Drahtlosnetzwerk, wie zum Beispiel LTE, zu entfernten Verarbeitungseinheiten, welche mit dem Internet verbunden sind, zu übertragen. In diesem Fall können zumindest Teile der Verarbeitung der Drucksensorsignale in der Cloud und/oder durch die speziellen Verarbeitungseinheiten durchgeführt werden, die nicht Teil der Datenverarbeitungsvorrichtung sind, jedoch mit der Datenverarbeitungsvorrichtung über das Internet und/oder ein paketbasiertes Drahtloskommunikationsnetzwerk kommunizieren.Additionally or alternatively, the pressure sensors that provide the pressure sensor signals and / or the calculation device that executes the computer program can be set up to communicate with a wide area network such as the Internet. For example, the pressure sensors can use wireless machine type communication (MTC) communication technologies to transmit the pressure sensor signals over a wireless network, such as LTE, to remote processing units that are connected to the Internet. In this case, at least parts of the processing of the pressure sensor signals can be carried out in the cloud and / or by the special processing units, which are not part of the data processing device but communicate with the data processing device via the Internet and / or a packet-based wireless communication network.

In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine tragbare Vorrichtung bereit, umfassend zumindest einen Drucksensor, welcher angepasst ist, um einen Luftdruck an der Vorderseite und/oder an der Rückseite eines Sportlers, welcher die tragbare Vorrichtung trägt, zu messen, wobei die tragbare Vorrichtung angepasst ist, um Drucksensorsignale bereitzustellen, welche von einer Vorrichtung irgendeiner der Ausführungsformen, die oben erläutert wurden, verwendet werden können. In einigen Beispielen kann die tragbare Vorrichtung weiter ein Kleidungsstück oder ein tragbares Zubehör umfassen. Weiter kann die tragbare Vorrichtung auch Zusatz- und/oder Hilfssensoren, wie zum Beispiel Temperatursensoren, umfassen.In another embodiment, the present invention provides a portable device comprising at least one pressure sensor adapted to measure air pressure on the front and / or the back of an athlete wearing the portable device, the portable device is adapted to provide pressure sensor signals that can be used by a device of any of the embodiments discussed above. In some examples, the wearable device may further include a garment or wearable accessory. Furthermore, the portable device can also comprise additional and / or auxiliary sensors, such as temperature sensors.

Zum Beispiel können die Drucksensoren in die Vorderseite und in die Rückseite eines Sportbekleidungsstücks, wie zum Beispiel einem Sportshirt, integriert sein. Auf diesem Wege ist es nicht notwendig zusätzliche Mittel zu tragen, um die Drucksensoren an dem Körper eines Sportlers zu tragen.For example, the pressure sensors can be integrated into the front and the back of a piece of sports clothing, such as a sports shirt. In this way it is not necessary to carry additional means to carry the pressure sensors on an athlete's body.

Weiter kann die tragbare Vorrichtung zumindest eine Übertragungseinheit umfassen, welche angepasst ist, um die Drucksensorsignale drahtlos bereitzustellen.Furthermore, the portable device can comprise at least one transmission unit which is adapted to provide the pressure sensor signals wirelessly.

Auf diesem Wege ist keine umständliche Verkabelung notwendig, um die Drucksensoren der tragbaren Vorrichtung mit der entsprechenden Vorrichtung, die zum Analysieren der Drucksensorsignale verwendet wird, zu verbinden. Weiter kann, wenn die Übertragungseinheit gemäß einer standardisierten Datenübertragungstechnologie, wie zum Beispiel Bluetooth®, arbeitet, die tragbare Vorrichtung in Kombination mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Signalanalysevorrichtungen, wie zum Beispiel Smartphones oder Smartwatches, verwendet werden.In this way, no cumbersome wiring is necessary to connect the pressure sensors of the portable device to the corresponding device that is used to analyze the pressure sensor signals. Can continue if , the portable device in combination with a variety of different signal analyzers, as used, for example, smart phones or smart watches the transfer unit according to a standardized data transmission technology, such as Bluetooth ®, operates.

In einigen Ausführungsformen kann die tragbare Vorrichtung weiter einen Energy Harvester umfassen, welcher angepasst ist, um elektrische Energie durch den Sportler zu erzeugen, wobei zum Beispiel der Energy Harvester eine thermoelektrische und/oder eine Peltier-Vorrichtung umfassen kann.In some embodiments, the portable device may further include an energy harvester adapted to generate electrical energy by the athlete, for example the energy harvester may include a thermoelectric and / or a Peltier device.

Auf diesem Wege ist keine zusätzliche Energieversorgung notwendig, um Energie zum Betreiben der tragbaren Vorrichtung und insbesondere zum Betreiben der verschiedenen Drucksensoren, Temperatursensoren und anderen Komponenten, wie zum Beispiel optionalen Digital-zu-analog-Wandlern und/oder den Übertragungseinheiten der tragbaren Vorrichtung, bereitzustellen.In this way, no additional energy supply is necessary to provide energy for operating the portable device and in particular for operating the various pressure sensors, temperature sensors and other components, such as, for example, optional digital-to-analog converters and / or the transmission units of the portable device ,

In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Fahrradzubehör bereit, umfassend zumindest einen Drucksensor, welcher angepasst ist, um einen Luftdruck an der Vorderseite und/oder an der Rückseite eines Sportlers zu messen, welcher das Fahrrad fährt, wobei das Zubehör angepasst ist, um Drucksensorsignale bereitzustellen, welche von einer Vorrichtung einer der Ausführungsformen, die oben erläutert wurden, verwendbar ist.In another embodiment, the present invention provides a bicycle accessory comprising at least one pressure sensor that is adapted to measure air pressure at the front and / or at the rear of an athlete riding the bicycle, the accessory being adapted to To provide pressure sensor signals which can be used by a device of one of the embodiments explained above.

Auf diesem Wege stören die Drucksensoren nicht die Bewegung des Körpers des Sportlers, welcher das Fahrrad fährt und gleichzeitig können sie auch einige der Effekte der Form des Rads auf den Luftwiderstand des Sportlers detektieren.In this way, the pressure sensors do not interfere with the movement of the body of the athlete riding the bicycle and at the same time they can also detect some of the effects of the shape of the wheel on the aerodynamic drag of the athlete.

Weiter umfasst das Fahrradzubehör, welches von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, zumindest eine Übertragungseinheit, welche angepasst ist, um die Drucksensorsignale drahtlos bereitzustellen.Furthermore, the bicycle accessory provided by the present invention comprises at least one transmission unit which is adapted to provide the pressure sensor signals wirelessly.

Darüber hinaus kann das Fahrradzubehör, welches von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, einen Geschwindigkeitssensor umfassen, welcher Geschwindigkeitsinformationen bereitstellt, die mit den Drucksensorsignalen korreliert werden sollen.In addition, the bicycle accessory provided by the present invention may include a speed sensor that provides speed information that is to be correlated with the pressure sensor signals.

Aufgrund der direkten Korrelation zwischen der Geschwindigkeit des Sportlers und dem Druckwiderstand, welcher von dem Sportler erfahren wird, kann ein Messen und Analysieren von Informationen beider Parameter verwendet werden, um die Leistung des Sportlers weiter zu optimieren, zum Beispiel durch Auffinden einer optimierten Körperhaltung für unterschiedliche Geschwindigkeiten.Due to the direct correlation between the speed of the athlete and the pressure resistance experienced by the athlete, measuring and analyzing information from both parameters can be used to further optimize the performance of the athlete, for example by finding an optimized posture for different ones speeds.

Figurenlistelist of figures

Aspekte der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden detaillierter beschrieben durch Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. In den Figuren zeigt:

  • 1 eine schematische Aufsicht eines sich bewegenden Sportlers, welcher einen Luftwiderstand, teilweise aufgrund von Druckwiderstand, erfährt;
  • 2 eine schematische Aufsicht eines sich bewegenden Sportlers, welcher einen Luftwiderstand, teilweise aufgrund von Druckwiderstand, erfährt und eine Vorrichtung verwendet, zum Analysieren seines Luftwiderstands gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 einen Top-Level-Schaltplan einer Vorrichtung, zum Analysieren des Luftwiderstands eines Sportlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine tragbare elektronische Vorrichtung, welche in drahtloser Kommunikation mit zwei drahtlosen Drucksensoren ist, wobei die Vorrichtung angepasst ist, zum Analysieren des Luftwiderstands eines Sportlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ein Sportshirt, umfassend einen Vorderseitendrucksensor und einen Rückseitendrucksensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Aspects of the present invention are described in more detail below with reference to the accompanying figures. The figures show:
  • 1 a schematic plan view of a moving athlete who experiences air resistance, partly due to pressure resistance;
  • 2 a schematic plan view of a moving athlete who experiences air resistance, partly due to pressure resistance, and uses a device to analyze his air resistance according to an embodiment of the present invention;
  • 3 a top-level circuit diagram of a device for analyzing the air resistance of an athlete according to an embodiment of the present invention;
  • 4 a portable electronic device in wireless communication with two wireless pressure sensors, the device being adapted to analyze an athlete's air resistance according to an embodiment of the present invention;
  • 5 a sports shirt comprising a front pressure sensor and a rear pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

Detaillierte Beschreibung einiger beispielhafter AusführungsformenDetailed description of some exemplary embodiments

Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detaillierter mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Während bestimmte Merkmalskombinationen mit Bezug auf solche beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, sollte verstanden werden, dass die Offenbarung nicht auf solche Ausführungsformen begrenzt ist. Mit anderen Worten, nicht alle Merkmale müssen zur Realisierung der Erfindung vorliegen und die Ausführungsformen können durch Kombination bestimmter Merkmale einer Ausführungsform mit einem oder mehreren Merkmalen einer anderen Ausführungsform modifiziert werden.Exemplary embodiments of the present invention are described in more detail below with reference to the accompanying figures. While certain combinations of features are described with reference to such exemplary embodiments of the present invention, it should be understood that the disclosure is not limited to such embodiments. In other words, not all features are required to implement the invention, and the embodiments can be modified by combining certain features of one embodiment with one or more features of another embodiment.

1 zeigt eine schematische Aufsicht eines Sportlers 100, wie zum Beispiel ein Läufer oder ein Radfahrer, welcher sich vorwärtsbewegt und dadurch Luftwiderstand erfährt, teilweise aufgrund von Druckwiderstand. Insbesondere während der Vorwärtsbewegung wird die Luft dazu gezwungen um den Körper des Sportlers 100 herumzufließen, was zu einem Bereich mit höherem Luftdruck 110 an der Vorderseite des Sportlers 100 und einem Bereich mit niedrigerem Luftdruck 120 an der Rückseite des Sportlers 100 führt. Die resultierende Druckdifferenz zwischen dem Vorderseitenbereich 110 und dem Rückseitenbereich 120 führt zu einer Nettokraft, welche in die entgegengesetzte Richtung zeigt, wie die Bewegungsrichtung des Sportlers 100. Allgemein hängt die Stärke dieser Widerstandskraft im Wesentlichen linear von dem Wert der Druckdifferenz zwischen dem Vorderseitenbereich 110 und dem Rückseitenbereich 120 ab sowie von der Querschnittsfläche, welche durch den Sportler 100 senkrecht zu der Bewegungsrichtung dargestellt wird. Weiter hängt die Druckdifferenz zwischen dem Vorderseitenbereich 110 und dem Rückseitenbereich 120 im Wesentlichen quadratisch von der Geschwindigkeit des sich bewegenden Sportlers 100 ab. Aufgrund von Hautreibung ist die Kraft des Gesamtluftwiderstands größer als die Kraft, welche durch den Druckwiderstand erzeugt wird. 1 shows a schematic top view of an athlete 100 , such as a runner or cyclist who moves forward and experiences drag, in part due to pressure resistance. Especially during the Forward movement forces the air around the athlete's body 100 flowing around, resulting in an area with higher air pressure 110 at the front of the athlete 100 and an area with lower air pressure 120 at the back of the athlete 100 leads. The resulting pressure difference between the front area 110 and the back area 120 leads to a net force pointing in the opposite direction to the athlete's direction of movement 100 , In general, the strength of this resistive force is essentially linearly dependent on the value of the pressure difference between the front area 110 and the back area 120 as well as from the cross-sectional area, which is determined by the athlete 100 is displayed perpendicular to the direction of movement. Furthermore, the pressure difference depends on the front area 110 and the back area 120 essentially square of the speed of the moving athlete 100 from. Due to skin friction, the force of the total air resistance is greater than the force generated by the pressure resistance.

2 zeigt eine schematische Aufsicht eines Sportlers 100, wie zum Beispiel ein Läufer oder ein Radfahrer, welcher sich vorwärtsbewegt und eine Vorrichtung 200 zum Analysieren des Luftwiderstands gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet. In der Ausführungsform, welche in 2 dargestellt ist, umfasst die Vorrichtung 200 zumindest eine signalverarbeitende Einheit, welche angepasst ist, um Drucksensorsignale von einem ersten Drucksensor 210 zu empfangen, welcher an einem Vorderseitenteil des Sportlers 100 angeordnet ist und optional von einem zweiten Drucksensor 220, welcher an einem Rückseitenteil des Sportlers 100 angeordnet ist. 2 shows a schematic top view of an athlete 100 such as a runner or a cyclist moving forward and a device 200 used to analyze air resistance according to an embodiment of the invention. In the embodiment which in 2 the device comprises 200 at least one signal processing unit, which is adapted to receive pressure sensor signals from a first pressure sensor 210 to receive, which on a front part of the athlete 100 is arranged and optionally by a second pressure sensor 220 which is on a back part of the athlete 100 is arranged.

In der Ausführungsform der 2 werden die Drucksensorsignale von den Drucksensoren 210, 220 zu der Vorrichtung 200 über Kabel 230 übertragen. Zum Beispiel können die Drucksensorsignale analoge Spannungen sein, welche durch die Drucksensoren 210, 220 ausgegeben werden. In anderen Ausführungsformen können die Drucksensorsignale auch drahtlos übertragen werden und/oder können ein unterschiedliches Signalformat umfassen, wie zum Beispiel ein Analogstrom- oder ein Digitalsignalformat wie zum Beispiel ein Digitalpaket-Datensignal. Zum Beispiel können die Drucksensorsignale von den Drucksensoren 210, 220 zu der Signalverarbeitungseinheit der Vorrichtung 200 über eine Kurzstrecken-Drahtloskommunikationstechnologie, wie zum Beispiel Bluetooth®, übertragen werden.In the embodiment of the 2 the pressure sensor signals from the pressure sensors 210 . 220 to the device 200 via cable 230 transfer. For example, the pressure sensor signals can be analog voltages generated by the pressure sensors 210 . 220 be issued. In other embodiments, the pressure sensor signals may also be transmitted wirelessly and / or may include a different signal format, such as an analog current or a digital signal format, such as a digital packet data signal. For example, the pressure sensor signals from the pressure sensors 210 . 220 to the signal processing unit of the device 200 via a short-range wireless communication technology, such as Bluetooth®.

Darüber hinaus kann in anderen Ausführungsformen die Vorrichtung 200 mit einem der Drucksensoren 210, 220 in einer einzelnen Vorrichtung integriert sein und/oder die Vorrichtung 200 kann angepasst sein, um mehr als zwei Drucksensorsignale zu empfangen. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 200 Drucksensorsignale von einer ersten Vielzahl von Sensoren empfangen, welche an einem Vorderseitenteil des Sportlers 100 angeordnet sind und einer zweiten Vielzahl von Drucksensoren, welche an einem Rückseitenteil des Sportlers 100 angeordnet sind. Solche eine Multi-Sensor-Anordnung an der Vorderseite und/oder der Rückseite des Sportlers 100 kann die Genauigkeit der Vorrichtung 200 erhöhen, wenn der Luftwiderstand des Sportlers 100 analysiert wird.In addition, in other embodiments, the device 200 with one of the pressure sensors 210 . 220 be integrated in a single device and / or the device 200 can be adapted to receive more than two pressure sensor signals. For example, the device 200 Receive pressure sensor signals from a first plurality of sensors located on a front portion of the athlete 100 are arranged and a second plurality of pressure sensors, which on a rear part of the athlete 100 are arranged. Such a multi-sensor arrangement on the front and / or the back of the athlete 100 can the accuracy of the device 200 increase if the athlete's air resistance 100 is analyzed.

Darüber hinaus gibt es auch andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei die signalverarbeitende Einheit der Vorrichtung 200 angepasst sein kann, um Drucksensorsignale nur von einem Drucksensor zu empfangen, welcher entweder an dem Vorderseiten- oder dem Rückseitenteil des Sportlers angeordnet ist. Obwohl bei solchen Ausführungsformen es allgemein nicht möglich ist, die Druckdifferenz zwischen dem Vorderseitenbereich 110 und dem Rückseitenbereich 120 des sich bewegenden Sportlers 100 zu analysieren, ist es immer noch möglich, die Drucksensorsignale eines einzelnen Drucksensors bei unterschiedlichen Zeitpunkten zu analysieren, um Informationen, welche mit dem Luftwiderstand eines sich bewegenden Sportlers assoziiert sind, abzuleiten. Zum Beispiel, während eines Wettkampfes mit mehreren Sportlern, kann der Sportler 100 den einzelnen Drucksensor verwenden, um einen Basiswert in einer Situation aufzuzeichnen, wobei der Luftwiderstand des Sportlers 100 im Wesentlichen nicht durch die anderen Sportler beeinflusst wird. Wenn sich der Sportler 100 zu einem späteren Zeitpunkt einer Formation von anderen Sportlern vor ihm nähert, kann er einen Vergleich der Drucksensorsignale verwenden, welche während des Annäherns empfangen werden mit dem zuvor aufgenommenen Basiswert, um den Einfluss des Windschattens der Formation der anderen Sportler vor ihm zu analysieren.In addition, there are other embodiments of the present invention, wherein the signal processing unit of the device 200 can be adapted to receive pressure sensor signals only from a pressure sensor which is arranged on either the front or the rear part of the athlete. Although it is generally not possible in such embodiments, the pressure difference between the front area 110 and the back area 120 of the moving athlete 100 To analyze, it is still possible to analyze the pressure sensor signals of a single pressure sensor at different times to derive information associated with the aerodynamic drag of a moving athlete. For example, during a competition with multiple athletes, the athlete can 100 Use the single pressure sensor to record a baseline in a situation where the athlete's air resistance 100 is essentially not influenced by the other athletes. If the athlete 100 at a later time approaching a formation from other athletes in front of him, he can use a comparison of the pressure sensor signals received during the approach to the previously recorded base value in order to analyze the influence of the slipstream of the formation of the other athletes in front of him.

In einigen Ausführungsformen können die Drucksensoren 210 und 220 mit einem Temperatursensor (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Zum Beispiel können solche Temperatursensoren verwendet werden, um die Messgenauigkeit des Drucksensors durch Bereitstellen von Temperatursensorsignalen bei der Vorrichtung 200 zu erhöhen, die verwendet werden können, um die Drucksensorsignale, welche von den Drucksensoren 210 und 220 bereitgestellt werden, zu kalibrieren.In some embodiments, the pressure sensors 210 and 220 be coupled to a temperature sensor (not shown). For example, such temperature sensors can be used to measure the accuracy of the pressure sensor by providing temperature sensor signals to the device 200 that can be used to increase the pressure sensor signals from the pressure sensors 210 and 220 are provided to calibrate.

3 zeigt ein Top-Level-Schaltdiagramm einer Vorrichtung 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 angezeigt, kann die Vorrichtung 200 zwei analoge Signaleingänge A IN-P1 und A IN-P2 umfassen, die konfiguriert sein können, um analoge Drucksensorsignale zu empfangen, welche durch die Drucksensoren 210 und 220, die in 2 gezeigt sind, bereitgestellt werden. Zusätzlich dazu kann die Vorrichtung 200 eine Vielzahl von zusätzlichen analogen und/oder digitalen Eingangsanschlüssen A/D AUX-IN umfassen. Ferner kann eine Vielzahl von zusätzlichen Sensoren vorgesehen werden, die mit der Vorrichtung 200 integriert sein können, wie zum Beispiel Höhen-, Herzschlag-, Beschleunigungs-, Annäherungs-, Orientierungs-, Feuchtigkeits-, Temperatur-, Drucksensoren etc. 3 shows a top level circuit diagram of a device 200 according to an embodiment of the present invention. As in 3 displayed, the device 200 two analog signal inputs A IN-P1 and A IN-P2 that may be configured to receive analog pressure sensor signals generated by the pressure sensors 210 and 220 , in the 2 are provided. In addition to this, the device 200 a variety of additional analog and / or digital input connections A / D AUX-IN include. Furthermore, a large number of additional sensors can be provided which are connected to the device 200 can be integrated, such as altitude, heartbeat, acceleration, proximity, orientation, humidity, temperature, pressure sensors etc.

Um durch die CPU und/oder einen Digitalsignalprozessor DSP der Vorrichtung 200 verarbeitet zu werden, müssen die analogen Drucksensorsignale von einem Digital-zu-Analogwandler DAC digitalisiert werden, welcher mit dem DSP, entweder integriert und/oder gekoppelt, als eine getrennten Schaltungskomponente implementiert sein können, die mit dem DSP und/oder der CPU verbunden ist.To through the CPU and / or a digital signal processor DSP the device 200 To be processed, the analog pressure sensor signals must be sent from a digital to analog converter DAC be digitized, which with the DSP , either integrated and / or coupled, can be implemented as a separate circuit component that can be implemented with the DSP and / or the CPU connected is.

Die Vorrichtung 200 kann weiter zumindest eine Art von Digitalspeicher umfassen, wie zum Beispiel eine RAM- und/oder eine Flashspeichervorrichtung. Der Speicher der Vorrichtung 200 kann verwendet werden, um die digitalisierten Drucksensorsignale und/oder die Firmware der Vorrichtung 200 und/oder Programmanweisungen, welche zum Analysieren der Drucksensorsignale durch die Vorrichtung 200 notwendig sind, zu speichern. Die CPU und/oder der DSP kann weiter angepasst sein, um die digitalen Drucksensorsignale zu verarbeiten, beispielsweise, um die Drucksensorsignale zu analysieren. Zum Beispiel kann der DSP konfiguriert sein, um den Unterschied zu berechnen zwischen dem digitalisierten Drucksensorsignal, welches bei dem analogen Eingangsanschluss A IN-P1 empfangen wurde, welcher durch den Vorderseitendrucksensor 210 bereitgestellt werden kann und dem digitalisierten Drucksensorsignal, welches bei dem analogen Eingangsanschluss A IN-P2 empfangen wurde, welcher durch den Rückseitendrucksensor 220 bereitgestellt werden kann.The device 200 may further include at least one type of digital memory, such as a RAM and / or a flash memory device. The device's memory 200 can be used to digitize the pressure sensor signals and / or the firmware of the device 200 and / or program instructions which are used to analyze the pressure sensor signals by the device 200 are necessary to save. The CPU and / or the DSP can be further adapted to process the digital pressure sensor signals, for example to analyze the pressure sensor signals. For example, the DSP be configured to calculate the difference between the digitized pressure sensor signal which is at the analog input port A IN-P1 which was received by the front side pressure sensor 210 can be provided and the digitized pressure sensor signal, which at the analog input connection A IN-P2 which was received by the back pressure sensor 220 can be provided.

Weiter kann die Vorrichtung 200 digitale Timing-Ausrüstung, wie zum Beispiel einen Taktoszillator und/oder digitale Frequenzteiler (beide nicht gezeigt) umfassen, die zum Beispiel verwendet werden können, um den DAC zu steuern und dadurch eine Zeitfolge von digitalen Drucksensorsignalen, für die weitere Verarbeitung durch den DSP und/oder die CPU, bereitzustellen. Zum Beispiel kann der DAC gesteuert werden, um jede Millisekunde eine Drucksensorsignalzeitfolge bei einer Abtastratenauflösung von 1 kHz aufzunehmen. Die aufgenommene Zeitfolge kann dann weiter durch den DSP und/oder die CPU verarbeitet werden, während einer nachfolgenden oder synchronen Analyse. Andere Abtastraten als 1 kHz sind natürlich auch möglich. Zum Beispiel kann der DSP konfiguriert sein, um eine Zeitableitung und/oder ein Integral der Differenz der Drucksensorsignalzeitfolgen abzuleiten, um zusätzliche Informationen für die Analyse des Luftwiderstands des sich bewegenden Sportlers 100, der in den 1 und 2 gezeigt ist, zu erzeugen.The device can also 200 digital timing equipment, such as a clock oscillator and / or digital frequency divider (both not shown), which can be used to, for example DAC to control and thereby a time sequence of digital pressure sensor signals for further processing by the DSP and / or the CPU to provide. For example, the DAC are controlled to record a pressure sensor signal time sequence at a sampling rate resolution of 1 kHz every millisecond. The recorded time sequence can then continue through the DSP and / or the CPU processed during a subsequent or synchronous analysis. Sampling rates other than 1 kHz are of course also possible. For example, the DSP be configured to derive a time derivative and / or an integral of the difference in pressure sensor signal time sequences to provide additional information for the analysis of the air resistance of the moving athlete 100 who in the 1 and 2 is shown to generate.

Weiter kann der DSP und/oder die CPU der Vorrichtung 200 eingerichtet sein, um die Zeitfolgen der Drucksensorsignale, welche durch den DAC bereitgestellt werden, mit verschiedenen Arten von Kontextinformationen, welche bei der Vorrichtung 200 verfügbar sind, zu korrelieren. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 200 andere Arten von Sensorsignalen über zusätzliche Eingangsanschlüsse A/D AUX-IN und/oder über den einen oder viele zusätzliche Sensoren, AUX Sensoren, welche in die Vorrichtung 200 integriert sind, empfangen. Zum Beispiel können der DSP und/oder die CPU digitale Bildinformationen empfangen, welche durch eine Digitalkamera bereitgestellt werden, welche auch von dem Sportler 100 getragen wird, während er die entsprechende Sportaktivität durchführt. Weitere Beispiele können Herzschlagsensorsignale und/oder Temperatursensorsignale umfassen, welche mit dem Sportler 100 assoziiert sind und insbesondere mit den Drucksensoren 210 und 220 assoziiert sind, welche das Drucksensorsignal, welches zur Analyse des Luftwiderstands des Sportlers durch die Vorrichtung 200 verwendet wird, bereitstellt.The can continue DSP and / or the CPU the device 200 be set up to the time sequences of the pressure sensor signals, which by the DAC are provided, with various types of context information, which are used in the device 200 are available to correlate. For example, the device 200 other types of sensor signals via additional input connections A / D AUX-IN and / or via one or many additional sensors, AUX Sensors that are in the device 200 are integrated, received. For example, the DSP and / or the CPU receive digital image information, which is provided by a digital camera, which is also provided by the athlete 100 is worn while performing the appropriate sports activity. Other examples may include heartbeat sensor signals and / or temperature sensor signals associated with the athlete 100 are associated and in particular with the pressure sensors 210 and 220 are associated, which is the pressure sensor signal which is used to analyze the aerodynamic drag of the athlete through the device 200 is used, provides.

Zum Beispiel können die digitalen Bildinformationen verwendet werden, um die Drucksensorsignale und insbesondere die Druckdifferenz zwischen dem Vorderseitensensor 210 und dem Rückseitensensor 220 mit digitalen Bildinformationen einer Formation von anderen Sportlern, welche sich vor dem Sportler 100 bewegen, zu assoziieren. Zum Beispiel kann auf diese Weise ein Team von Sportlern die Vorrichtung 200 verwenden, um die beste Formation zur Optimierung des Luftwiderstands des Sportlers 100 zu analysieren, welcher hinter einer Formation von anderen Teammitgliedern läuft.For example, the digital image information can be used to measure the pressure sensor signals and in particular the pressure difference between the front sensor 210 and the back sensor 220 with digital image information of a formation from other athletes, which is in front of the athlete 100 move to associate. For example, a team of athletes can use the device this way 200 use the best formation to optimize the aerodynamic drag of the athlete 100 analyze which runs behind a formation from other team members.

Darüber hinaus kann der DSP und/oder die CPU die Drucksensorsignale mit Ortsinformationen korrelieren, welche von der Vorrichtung 200 über einen GPS-Empfänger empfangen wurden. Weiter kann die Timing-Ausrüstung (nicht gezeigt) der Vorrichtung 200 verwendet werden, um eine Multi-Parameter-Zeitfolgen, umfassend die Drucksensorsignale zusammen mit verschiedenen Arten von Kontextinformationen, welche mit dem Sportler 100 assoziiert sind, zu erzeugen und/oder aufzunehmen. Solche Multi-Parameter-Zeitfolgen von Drucksensorsignalen und Kontextinformationen können verwendet werden, um die Leistung des Sportlers detaillierter zu analysieren. Zum Beispiel können die Drucksensorsignale direkt mit Kontextinformationen bezüglich des Herzschlags des Sportlers, der Geschwindigkeit des Sportlers und/oder die Steigung einer Strecke, auf der sich der Sportler bewegt, korreliert werden.In addition, the DSP and / or the CPU the pressure sensor signals correlate with location information provided by the device 200 received via a GPS receiver. Furthermore, the timing equipment (not shown) of the device 200 used to create a multi-parameter time sequence, comprising the pressure sensor signals along with various types of contextual information associated with the athlete 100 are associated to generate and / or record. Such multi-parameter time sequences of pressure sensor signals and context information can be used to analyze the athlete's performance in more detail. For example, the pressure sensor signals can be directly correlated with contextual information regarding the athlete's heartbeat, the athlete's speed, and / or the incline of a distance on which the athlete travels.

Zum Beispiel kann ein Radfahrer, welcher einen steilen Hügel hinauffährt, eine Abnahme in der Druckdifferenz zwischen dem Vorderseitenbereich 110 und dem Rückseitenbereich 120 erfahren, aufgrund einer niedrigeren Geschwindigkeit bergaufwärts, jedoch kann der Herzschlag des Sportlers 100 nichtsdestotrotz erhöht sein, aufgrund der Arbeit, welche die Muskeln des Sportlers beim Hinauffahren des Hügels bereitstellen müssen. Auf der anderen Seite, wenn er sich bergabwärts bewegt, ist die Gesamtleistung des Sportlers 100 stärker durch den Druckwiderstand beeinflusst und das Optimieren des Luftwiderstands gewinnt an Bedeutung. For example, a cyclist climbing a steep hill may experience a decrease in the pressure difference between the front area 110 and the back area 120 experienced, due to a slower uphill speed, however, the athlete's heartbeat can 100 nevertheless be increased due to the work that the athlete's muscles have to provide when driving up the hill. On the other hand, when he moves downhill, is the athlete's overall performance 100 influenced more by the pressure resistance and the optimization of the air resistance gains importance.

Wie aus den obigen Beispielen erkannt werden kann, erlaubt das Korrelieren der Drucksensorsignale mit verschiedenen Arten von Kontextinformationen die Analyse der Leistung des Sportlers 100 weiter zu verbessern, basierend auf den Drucksensorsignalen, welche von den Drucksensoren 210 und 220 über die analogen Eingangsanschlüsse A IN-P1 und A IN-P2 der Vorrichtung 200 empfangen wurden.As can be seen from the above examples, correlating the pressure sensor signals with different types of context information allows the athlete's performance to be analyzed 100 further improve based on the pressure sensor signals from the pressure sensors 210 and 220 via the analog input connections A IN-P1 and A IN-P2 the device 200 were received.

Die Vorrichtung 200 kann weiter zumindest einen digitalen und/oder einen analogen Ausgangsanschluss D-OUT umfassen, der verwendet werden kann, um Feedbackinformationen für den Sportler 100 bereitzustellen, während er die Vorrichtung 200 verwendet, und/oder für die nachfolgende Analyse, nachdem der Sportler 100 die entsprechende Sportaktivität, für welche die Vorrichtung 200 verwendet wurde, beendet hat, zum Analysieren des Luftwiderstands des Sportlers 100. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 200 Ausgabesignale über einen digitalen Ausgabeanschluss D-OUT bei einer Audio- und/oder visuellen Anzeigevorrichtung bereitstellen, welche dem Sportler 100 zugänglich ist, während er die Vorrichtung 200 verwendet. Auf diesem Wege kann es dem Sportler 100 ermöglicht werden, seine Bewegungen an die Drucksensorsignale, welche durch die Vorrichtung 200 analysiert wurden, anzupassen. Zum Beispiel kann der Sportler 100 seine Körperhaltung anpassen, um seinen Luftwiderstand in Antwort auf das Audio- und/oder visuelle Feedback, welches durch die Vorrichtung 200 bereitgestellt wurde, zu minimieren.The device 200 can also have at least one digital and / or one analog output connection D-OUT include that can be used to provide feedback information to the athlete 100 to deploy while using the device 200 used and / or for subsequent analysis after the athlete 100 the corresponding sport activity for which the device 200 used to analyze the aerodynamic drag of the athlete 100 , For example, the device 200 Output signals via a digital output connection D-OUT provide an audio and / or visual display device that the athlete 100 is accessible while using the device 200 used. In this way the athlete can 100 enable its movements to the pressure sensor signals generated by the device 200 were analyzed to adjust. For example, the athlete 100 adjust his posture to his air resistance in response to the audio and / or visual feedback provided by the device 200 was provided to minimize.

Weiter kann ein digitaler Ausgabeanschluss D-OUT verwendet werden, um den Speicher der Vorrichtung 200 auszulesen nachdem der Sportler 100 die entsprechende Sportaktivität beendet hat, um eine Zeitfolge der Drucksensorsignale und/oder zugehörige Kontextinformationen, welche in dem Speicher der Vorrichtung 200 gespeichert wurden über den Ausgabeanschluss D-OUT, zu analysieren. Solche ausgelesenen Zeitfolgen können für eine anschließende Analyse des Luftwiderstands und/oder der Gesamtsportleistung des Sportlers 100 verwendet werden.A digital output connector can also be used D-OUT used to store the device 200 read out after the athlete 100 the corresponding sport activity has ended by a time sequence of the pressure sensor signals and / or associated context information which is in the memory of the device 200 were saved through the output port D-OUT , analyze. Such time sequences read out can be used for a subsequent analysis of the air resistance and / or the overall sports performance of the athlete 100 be used.

4 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Analysieren des Luftwiderstands eines Sportlers 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Ausführungsform der 4 ist die Vorrichtung durch eine tragbare Vorrichtung, wie zum Beispiel eine Smartwatch 400, implantiert. Natürlich kann auch irgendeine andere Art von tragbarer Vorrichtung mit ausreichenden Signalverarbeitungsmöglichkeiten verwendet werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung zum Analysieren des Luftwiderstands eines Sportlers 100 auch durch ein Smartphone oder etwas Ähnliches implementiert sein. Im Gegensatz zu der Vorrichtung 200, welche in 3 dargestellt ist, empfängt die Smartwatch der 4 die Drucksensorsignale nicht Kabel analog Eingangsanschlüsse, sondern drahtlos über ein Drahtloskommunikationsmodul WCM. Zum Beispiel kann das WCM ein Modul sein, welches angepasst ist zum Kommunizieren über eine Kurzstrecken- oder Personal-Network-Drahtloskommunikationstechnologie, wie zum Beispiel Bluetooth®. Ähnlich zu der Vorrichtung 200 der 3 kann die Smartwatch 400 Schaltkreiskomponenten, wie zum Beispiel eine CPU und einen Mehrzweck-Digitalsignalprozessor DSP, umfassen. Darüber hinaus kann die Smartwatch 400 Audio- und/oder visuelle Anzeigemittel und/oder Nutzereingabemittel umfassen, um die Interaktion mit dem Sportler, welcher die Smartwatch 400 zum Analysieren seines Luftwiderstands verwendet, zu vereinfachen. Die Smartwatch 400 kann weiter die zusätzlichen Schaltkreiselemente und/oder Komponenten, welche oben mit Bezug auf 3 erläutert wurden, umfassen, wie zum Beispiel einen GPS-Empfänger, integrierte Sensoren etc. Weiter kann die Smartwatch 400 auch eingerichtet sein, um mit einem Langstrecken-Kommunikationsnetzwerk, wie zum Beispiel LTE oder WiFi, zu kommunizieren. Auf diesem Wege kann die Smartwatch 400 mit einem paketbasierten Wide Area Netzwerk, wie zum Beispiel dem Internet, verbunden sein. 4 shows an embodiment of a device for analyzing the air resistance of an athlete 100 according to the present invention. In the embodiment of the 4 is the device by a portable device such as a smart watch 400 , implanted. Of course, any other type of portable device with sufficient signal processing capabilities can also be used. For example, the device for analyzing an athlete's air resistance 100 can also be implemented by a smartphone or something similar. In contrast to the device 200 , what a 3 is shown, the smartwatch receives the 4 the pressure sensor signals are not cable analogue input connections, but wireless via a wireless communication module WCM. For example, the WCM may be a module that is adapted to communicate over a short distance or personal network wireless communications technology, such as Bluetooth ®. Similar to the device 200 the 3 can the smartwatch 400 Circuit components such as a CPU and a general purpose digital signal processor DSP. In addition, the smartwatch 400 Audio and / or visual display means and / or user input means include to interact with the athlete who the smartwatch 400 used to analyze its air resistance. The smartwatch 400 may further include the additional circuit elements and / or components that are referenced above 3 have been explained, such as a GPS receiver, integrated sensors, etc. Furthermore, the smartwatch 400 also be set up to communicate with a long-range communication network, such as LTE or WiFi. In this way, the smartwatch 400 be connected to a packet-based wide area network, such as the Internet.

In der Ausführungsform der 4 sind die Drucksensoren P1 und P2 nicht über Kabel mit der Smartwatch 400 verbunden, sondern stellen die Drucksensorsignale drahtlos über eine Kurzstrecken-Kommunikationstechnologie, wie zum Beispiel Bluetooth® oder etwas Ähnlichem, bereit. Zu diesem Zweck können die Drucksensoren P1 und P2 auch ein Drahtloskommunikationsmodul und einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis ASCI oder ähnliche Mittel umfassen, die eingerichtet sind, um den Betrieb des entsprechenden Drucksensors P1 oder P2 auszuführen und/oder zu steuern. Zum Beispiel kann der ASCI des P1 und P2 eingerichtet sein, um die analoge Ausgabespannung der aktuellen druckmessenden Komponente des Drucksensors P1 und P2 zu digitalisieren und das digitalisierte Sensorsignal zu dem entsprechenden WCM, zur Übertragung zu der Smartwatch 400, weiterzuleiten. Die Drucksensoren P1 und P2 können weiter eine Energieversorgung, wie zum Beispiel eine Batterie (nicht gezeigt) und/oder einen Kondensator und/oder eine Energy Harvesting Vorrichtung umfassen, welche zum Beispiel ein thermoelektrisches und/oder ein Peltier-Element umfasst.In the embodiment of the 4 are the pressure sensors P1 and P2 not via cable with the smartwatch 400 connected, but provide the pressure sensor signals wirelessly via a short-range communication technology, such as Bluetooth ® or something similar. For this purpose the pressure sensors P1 and P2 also comprise a wireless communication module and an application-specific integrated circuit ASCI or similar means, which are set up to operate the corresponding pressure sensor P1 or P2 execute and / or control. For example, the ASCI of P1 and P2 can be set up to the analog output voltage of the current pressure measuring component of the pressure sensor P1 and P2 to digitize and the digitized sensor signal to the corresponding WCM, for transmission to the smartwatch 400 to forward. The pressure sensors P1 and P2 can continue one Power supply, such as a battery (not shown) and / or a capacitor and / or an energy harvesting device, which comprises, for example, a thermoelectric and / or a Peltier element.

In einigen Ausführungsformen kann die Smartwatch 400 auch eine Standardsmartwatch, welche Standardhardware umfasst, sein. In diesem Fall kann die Vorrichtung, zum Analysieren des Luftwiderstands des Sportlers 100, durch Installieren und Ausführen einer speziellen Softwareanwendung auf der Smartwatch 400 implementiert sein, welche Anweisungen zum Analysieren des Luftwiderstands eines Sportlers, basierend auf Drucksensorsignalen, umfasst.In some embodiments, the smartwatch 400 also be a standard smartwatch, which includes standard hardware. In this case, the device can be used to analyze the air resistance of the athlete 100 , by installing and running a special software application on the smartwatch 400 be implemented, which includes instructions for analyzing the air resistance of an athlete, based on pressure sensor signals.

5 zeigt eine Vorderseiten- und eine Rückseitenansicht eines Sportshirts 500 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Sportshirt 500 kann einen integrierten Vorderseitendrucksensor 510 und einen integrierten Rückseitendrucksensor 520 umfassen. Jedoch kann das Shirt 500 auch irgendeine andere Anzahl von Drucksensoren und/oder assoziierten Sensoren, wie zum Beispiel Temperatursensoren, umfassen. In der dargestellten Ausführungsform der 5 sind die Drucksensoren 510 und 520 im Wesentlichen in der Mitte des oberen Torso-Bereichs des Shirts 500 angeordnet und können über Verbindungskabel 530 mit einer Sensorsteuereinheit 540 verbunden werden, welche an dem unteren Ende des Shirts 500 angeordnet ist. 5 shows a front and a back view of a sports shirt 500 according to another embodiment of the present invention. The sports shirt 500 can have an integrated front side pressure sensor 510 and an integrated back pressure sensor 520 include. However, the shirt can 500 also include any other number of pressure sensors and / or associated sensors, such as temperature sensors. In the illustrated embodiment of the 5 are the pressure sensors 510 and 520 essentially in the middle of the upper torso area of the shirt 500 arranged and can via connecting cable 530 with a sensor control unit 540 which are at the bottom of the shirt 500 is arranged.

In anderen Ausführungsformen können die Drucksensoren 510 und 520 im Wesentlichen in dem unteren Torso-Bereich des Shirts 500 angeordnet sein. Insbesondere können die Sensoren 510 und 520 in dem Bauchbereich des unteren Torsos eines Trägers des Shirts 500 angeordnet sein. Insbesondere kann solch eine Anordnung die Messgenauigkeit der Drucksensoren 510 und 520 verbessern und kann verbessert werden durch Anordnen der Drucksensoren 510 und 520 in der Nähe der Mittelposition der Vorderseiten- und/oder der Rückseitenkörperoberfläche des Trägers des Shirts 500.In other embodiments, the pressure sensors 510 and 520 essentially in the lower torso area of the shirt 500 be arranged. In particular, the sensors 510 and 520 in the belly area of the lower torso of a wearer of the shirt 500 be arranged. In particular, such an arrangement can improve the measuring accuracy of the pressure sensors 510 and 520 improve and can be improved by arranging the pressure sensors 510 and 520 near the center position of the front and / or back body surface of the shirt wearer 500 ,

Die Sensorsteuereinheit 540 kann angepasst sein, um die Drucksensoren 510 und 520 mit elektrischer Energie zu versorgen und die analogen Drucksensorsignale über die Kabel 530 zu empfangen. In anderen Ausführungsformen können die Drucksensoren 510, 520 passive Sensoren sein und keine spezielle Energieversorgung benötigen.The sensor control unit 540 can be adapted to the pressure sensors 510 and 520 to supply with electrical energy and the analog pressure sensor signals via the cables 530 to recieve. In other embodiments, the pressure sensors 510 . 520 be passive sensors and do not require any special energy supply.

Die Sensorsteuereinheit 540 kann weiter einen DAC, einen DSP und/oder eine CPU umfassen sowie ein Drahtloskommunikationsmodul, um die Drucksensorsignale drahtlos an eine assoziierte Analysevorrichtung, wie zum Beispiel die Vorrichtung 200 der 2 und 3 oder die tragbare Vorrichtung 400 der 4, zu übertragen. Insbesondere kann das Drahtloskommunikationsmodul der Sensorsteuereinheit 540 eingerichtet sein, um digitalisierte Sensorsignale und/oder verarbeitete oder vorverarbeitete Drucksensorsignale über eine Kurzstrecken-Drahtloskommunikationstechnologie, wie zum Beispiel Bluetooth®, zu einer Analysevorrichtung, wie zum Beispiel der Vorrichtung 200 oder der tragbaren Vorrichtung 400, zu übertragen.The sensor control unit 540 can continue one DAC , a DSP and / or a CPU and a wireless communication module to wirelessly transmit the pressure sensor signals to an associated analysis device, such as the device 200 the 2 and 3 or the portable device 400 the 4 , transferred to. In particular, the wireless communication module of the sensor control unit 540 be arranged to digitized sensor signals and / or processed or preprocessed pressure sensor signals via a short-distance wireless communication technology such as Bluetooth ®, to an analysis apparatus such as the apparatus 200 or the portable device 400 , transferred to.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Sensorsteuereinheit 540 auch ein Langstrecken-Drahtloskommunikationsmodul umfassen, welches angepasst ist, um die digitalisierten Drucksensorsignale drahtlos zu einer Empfangsvorrichtung über eine Langstrecken-Kommunikationstechnologie, wie zum Beispiel LTE, zu übertragen. Zum Beispiel kann die Sensorsteuereinheit für Machine Type Communication (MTC) angepasst sein. Auf diese Weise kann das Shirt 500 mit einem paketbasierten Wide Area Netzwerk, wie zum Beispiel dem Internet, verbunden werden. Die Sensorsteuereinheit 540 kann weiter zusätzliche Schaltkreiselemente und Funktionalitäten umfassen, wie sie vorhergehend für die Vorrichtung 200 der 2 und 3 beschrieben wurden.Alternatively or in addition, the sensor control unit can 540 also include a long-range wireless communication module that is adapted to wirelessly transmit the digitized pressure sensor signals to a receiving device via long-range communication technology, such as LTE. For example, the sensor control unit for machine type communication ( MTC ) be adjusted. That way the shirt 500 be connected to a packet-based wide area network, such as the Internet. The sensor control unit 540 may further include additional circuit elements and functionality as previously described for the device 200 the 2 and 3 have been described.

In anderen Ausführungsformen kann die Sensorsteuereinheit 540 Speicher zum Speichern der Drucksensorsignale für ein nachfolgendes Auslesen und Analysieren umfassen. In anderen Ausführungsformen kann das Shirt 500 keine Sensorsteuereinheit 540 umfassen. In diesem Fall können die Drucksensoren 510 und 520 entweder über Kabel mit einer getrennten Analysevorrichtung, wie zum Beispiel der Vorrichtung 200 der 2 oder 3, oder drahtlos mit einer Analysevorrichtung, wie zum Beispiel der tragbaren Vorrichtung 400 der 4, verbindbar sein. Zum Beispiel können die Drucksensoren 510 und 520 des Shirts 500 eine ähnliche Architektur aufweisen wie die Drahtlosdrucksensoren P1 und P2, die vorhergehend mit Bezug auf 4 erläutert wurden.In other embodiments, the sensor control unit 540 Include memory for storing the pressure sensor signals for subsequent reading and analysis. In other embodiments, the shirt 500 no sensor control unit 540 include. In this case, the pressure sensors 510 and 520 either by cable with a separate analyzer, such as the device 200 the 2 or 3 , or wirelessly with an analysis device such as the portable device 400 the 4 , be connectable. For example, the pressure sensors 510 and 520 of the shirt 500 have a similar architecture to the wireless pressure sensors P1 and P2 that previously referred to 4 have been explained.

Figurenlistelist of figures

  • Figurencharacters
  • 11
  • 22
  • 33
  • SpeicherStorage
  • AUX SensorenAUX sensors
  • 44
  • Anzeigedisplay
  • 55

Claims (20)

Vorrichtung (200, 400) zum Analysieren eines Luftwiderstands eines Sportlers (100) während der Bewegung, umfassend eine signalverarbeitende Einheit, welche angepasst ist zum: a. Empfangen eines ersten Drucksensorsignals von einem ersten Drucksensor (210), welcher an einem Vorderseitenteil und/oder einem Rückseitenteil eines Sportlers (100) oder einer Sportvorrichtung, welche von dem Sportler (100) verwendet wird, angeordnet ist und b. Verarbeiten des ersten Drucksensorsignals, um den Luftwiderstand zu analysieren.Device (200, 400) for analyzing an air resistance of an athlete (100) during movement, comprising a signal processing unit which is adapted to: a. Receiving a first pressure sensor signal from a first pressure sensor (210), which is arranged on a front side part and / or a rear side part of an athlete (100) or a sports device used by the athlete (100), and b. Process the first pressure sensor signal to analyze air resistance. Vorrichtung (200, 400) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die signalverarbeitende Einheit weiter angepasst ist zum: a. Empfangen eines zweiten Drucksensorsignals von einem zweiten Drucksensor (220), welcher an dem gegenüberliegenden Teil des Sportlers (100) oder der Sportvorrichtung, welche durch den Sportler (100) verwendet wird, angeordnet ist und b. Verarbeiten des zweiten Drucksensorsignals, um den Luftwiderstand zu analysieren.Apparatus (200, 400) according to the preceding claim, wherein the signal processing unit is further adapted to: a. Receiving a second pressure sensor signal from a second pressure sensor (220) disposed on the opposite part of the athlete (100) or the sports device used by the athlete (100) and b. Process the second pressure sensor signal to analyze air resistance. Vorrichtung (200, 400) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Analysieren des Luftwiderstands des Sportlers (100) ein Analysieren einer Druckdifferenz zwischen dem Vorderseitenteil und dem Rückseitenteil des Sportlers (100) oder der Sportvorrichtung, welche von dem Sportler verwendet wird, umfasst.The device (200, 400) according to the preceding claim, wherein analyzing the aerodynamic drag of the athlete (100) comprises analyzing a pressure difference between the front part and the back part of the athlete (100) or the sports device used by the athlete. Vorrichtung (200, 400) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die signalverarbeitende Einheit den Luftwiderstand des Sportlers (100) iterativ analysiert, vorzugsweise bei einer vordefinierten Abtastrate.Device (200, 400) according to any one of the preceding claims, wherein the signal processing unit iteratively analyzes the air resistance of the athlete (100), preferably at a predefined sampling rate. Vorrichtung (200, 400) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend zumindest einen Temperatursensor, welcher mit dem ersten (210) oder dem zweiten Drucksensor (220) assoziiert ist, wobei der Temperatursensor vorzugsweise angepasst ist, um Kalibrierungsinformationen für den ersten (210) und/oder den zweiten Drucksensor (220) bereitzustellen.The device (200, 400) according to any one of the preceding claims, further comprising at least one temperature sensor associated with the first (210) or the second pressure sensor (220), the temperature sensor preferably being adapted to provide calibration information for the first (210) and / or to provide the second pressure sensor (220). Vorrichtung (200, 400) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die signalverarbeitende Einheit weiter angepasst ist zum: a. Erhalten zumindest einer Art von Kontextinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind und b. Korrelieren von der Kontextinformationen mit dem ersten und/oder zweiten Drucksensorsignal.Apparatus (200, 400) according to any one of the preceding claims, wherein the signal processing unit is further adapted to: a. Obtain at least one type of contextual information associated with the athlete and b. Correlating the context information with the first and / or second pressure sensor signal. Vorrichtung (200, 400) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zumindest eine Art von Kontextinformationen zumindest eines umfasst von: a. Ortsinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind; b. Geschwindigkeitsinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind; c. Herzschlaginformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind; d. Bildinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind; e. Wetterinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind; f. Feuchtigkeitsinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind; g. Zeit- und/oder Datumsinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind; h. Temperaturinformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind; und i. Höheninformationen, welche mit dem Sportler assoziiert sind.The device (200, 400) according to the preceding claim, wherein the at least one type of context information comprises at least one of: a. Location information associated with the athlete; b. Speed information associated with the athlete; c. Heartbeat information associated with the athlete; d. Image information associated with the athlete; e. Weather information associated with the athlete; f. Moisture information associated with the athlete; G. Time and / or date information associated with the athlete; H. Temperature information associated with the athlete; and i. Height information associated with the athlete. Vorrichtung (200, 400) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend eine Ausgabeeinheit, welche angepasst ist, um Feedback für den Sportler (100) bereitzustellen, wobei das Feedback zumindest indirekt teilweise auf dem ersten und/oder dem zweiten Drucksensorsignal basiert.The device (200, 400) according to any one of the preceding claims, further comprising an output unit adapted to provide feedback to the athlete (100), the feedback based at least indirectly in part on the first and / or the second pressure sensor signal. Vorrichtung (200, 400) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (200, 400) vorzugsweise um ein Handgelenk, eine Taille oder einen Torso des Sportlers (100) tragbar ist.The device (200, 400) according to any one of the preceding claims, wherein the device (200, 400) is preferably wearable around a wrist, waist or torso of the athlete (100). Vorrichtung (200, 400) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Drucksensorsignal und/oder das zweite Drucksensorsignal drahtlos empfangen wird.The device (200, 400) according to any one of the preceding claims, wherein the first pressure sensor signal and / or the second pressure sensor signal is received wirelessly. Vorrichtung (200, 400) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend zumindest eines von: a. einem Herzschlagsensor; b. einem GPS-Empfänger; c. einem Temperatursensor; d. einem Drucksensor; e. einem Feuchtigkeitssensor; f. einer Uhr; g. einem Höhensensor; h einer Bildverarbeitungseinheit; i. einer Drahtloskommunikationsschnittstelleneinheit.The device (200, 400) according to any one of the preceding claims, further comprising at least one of: a. a heartbeat sensor; b. a GPS receiver; c. a temperature sensor; d. a pressure sensor; e. a humidity sensor; f. a clock; G. a height sensor; h an image processing unit; i. a wireless communication interface unit. Computerprogramm, umfassend Anweisungen, welche angepasst sind, um von Datenverarbeitungsmitteln ausgeführt zu werden, um die Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche zu implementieren.A computer program comprising instructions adapted to be executed by data processing means to implement the device according to any one of the preceding claims. Tragbare Vorrichtung (500), umfassend zumindest einen Drucksensor (510, 520), welcher angepasst ist, um einen Luftdruck an der Vorderseite (110) und/oder an der Rückseite (120) eines Sportlers (100) zu detektieren, welcher die tragbare Vorrichtung (500) trägt, wobei die tragbare Vorrichtung (500) angepasst ist, um Drucksensorsignale bereitzustellen, welche von einer Vorrichtung (200, 400) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 und/oder dem Computerprogramm nach Anspruch 12 verwendbar sind.A portable device (500) comprising at least one pressure sensor (510, 520) that is adapted to sense air pressure at the front (110) and / or at the rear (120) Detecting an athlete (100) wearing the portable device (500), the portable device (500) adapted to provide pressure sensor signals from a device (200, 400) according to any one of the preceding Claims 1 to 11 and / or the computer program Claim 12 are usable. Tragbare Vorrichtung (500) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, weiter umfassend zumindest eine Übertragungseinheit (540), welche angepasst ist, um die Drucksensorsignale drahtlos bereitzustellen.A portable device (500) according to the preceding claim, further comprising at least one transmission unit (540) adapted to wirelessly provide the pressure sensor signals. Tragbare Vorrichtung (500) gemäß irgendeinem der Ansprüche 13 oder 14, umfassend ein Kleidungsstück oder ein tragbares Zubehör.Portable device (500) according to any of the Claims 13 or 14 comprising a garment or a portable accessory. Tragbare Vorrichtung (500) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 15, weiter umfassend einen Energy Harvester, welcher angepasst ist, um elektrische Energie durch den Sportler zu erzeugen.Portable device (500) according to any one of the preceding Claims 13 to 15 , further comprising an energy harvester, which is adapted to generate electrical energy by the athlete. Tragbare Vorrichtung (500) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Energy Harvester eine thermoelektrische und/oder eine Peltier-Vorrichtung umfasst.Portable device (500) according to the preceding claim, wherein the energy harvester comprises a thermoelectric and / or a Peltier device. Fahrradzubehör, umfassend zumindest einen Drucksensor, welcher angepasst ist, um einen Luftdruck an der Vorderseite und/oder an der Rückseite eines Sportlers (100), welcher das Fahrrad fährt, zu messen, wobei das Zubehör angepasst ist, um Drucksensorsignale bereitzustellen, welche von einer Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 und/oder dem Computerprogramm nach Anspruch 12 verwendbar ist.A bicycle accessory comprising at least one pressure sensor adapted to measure air pressure on the front and / or rear of an athlete (100) riding the bicycle, the accessory being adapted to provide pressure sensor signals from a Device according to any one of the preceding Claims 1 to 11 and / or the computer program Claim 12 is usable. Fahrradzubehör gemäß dem vorhergehenden Anspruch, weiter umfassend zumindest eine Übertragungseinheit, welche angepasst ist, um die Drucksensorsignale drahtlos bereitzustellen.Bicycle accessories according to the preceding claim, further comprising at least one transmission unit which is adapted to provide the pressure sensor signals wirelessly. Fahrradzubehör gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 18 oder 19, weiter umfassend einen Geschwindigkeitssensor, welcher mit den Drucksensorsignalen zu korrelierende Geschwindigkeitsinformationen bereitstellt.Bicycle accessories according to any of the foregoing Claims 18 or 19 , further comprising a speed sensor which provides speed information to be correlated with the pressure sensor signals.
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