DE102021122521A1

DE102021122521A1 - System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern

Info

Publication number: DE102021122521A1
Application number: DE102021122521.3A
Authority: DE
Inventors: Alexandra Woczinski; Julien Pascal Then; Philipp Zacher
Original assignee: Coachwhisperer GmbH
Current assignee: COACHWHISPERER GMBH, DE
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2023-03-02
Also published as: WO2023030924A1; CN118043872A

Abstract

Ein System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern umfasst eine Transpondervorrichtung, eine Kopfhörervorrichtung und eine Basisstation. Die Transpondervorrichtung ist dazu eingerichtet, von einem Sportler am Körper getragen zu werden. Die Kopfhörervorrichtung ist dazu eingerichtet, reversibel in einen äußeren Gehörgang eines Ohrs des Sportlers eingesetzt zu werden und mit der Transpondervorrichtung über eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung gekoppelt zu werden. Die Kopfhörervorrichtung umfasst eine Lautsprechereinheit zur Abgabe eines akustischen Signals und ist dazu eingerichtet, von der Transpondervorrichtung ein Audiosignal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung zu erhalten und ein dem Audiosignal entsprechendes akustisches Signal mittels der Lautsprechereinheit in den äußeren Gehörgang des Sportlers abzugeben. Die Kopfhörervorrichtung umfasst ferner eine Sensoreinheit zur Erfassung eines sich auf eine Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signals und ist dazu eingerichtet, das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende erfasste Signal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung an die Transpondervorrichtung zu übermitteln. Die Basisstation ist dazu eingerichtet, mit der Transpondervorrichtung über eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung gekoppelt zu werden und von der Transpondervorrichtung das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende Signal über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung zu erhalten.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung bezieht sich auf ein System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern mittels drahtloser Kommunikationssysteme, insbesondere durch den Trainer einer Mannschaftssportart, wie beispielsweise Fußball.
Hintergrund
Technische Assistenzsysteme zur Unterstützung eines Trainingsprogramms eines Sportlers sind mittlerweile weit verbreitet. Die US-Anmeldeschrift US 2017/0333754 A1 offenbart beispielsweise ein Trainingssystem, bei welchem dem Sportler über Kopfhörer, welche er über einem oder beiden Ohren trägt, drahtlos personalisierte Trainingsanweisungen übermittelt werden können. Die Kopfhörereinheit kann auch zusätzliche Sensoren zur Erfassung von Vitaldaten des Sportlers umfassen.
Ein Problem dieses vorbekannten Systems liegt darin, dass die Kopfhörereinheit aufgrund der Vielzahl von enthaltenen Sensoren verhältnismäßig groß und sperrig wird, sodass der Tragekomfort des Sportlers eingeschränkt ist. Zudem kann eine solche Kopfhörereinheit zu einem erhöhten Verletzungsrisiko des Sportlers beitragen, insbesondere bei Mannschaftssportarten mit Körperkontakt, wie beispielsweise Fußball, Handball oder Basketball.
Allgemeine Beschreibung der Offenbarung
Vor dem Hintergrund der vorgenannten Probleme liegt die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, ein verbessertes System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern bereitzustellen, welches einen hohen Tragekomfort bei gleichzeitig geringer Verletzungsgefahr aufweist und insbesondere für Mannschaftssportarten geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen.
Die Offenbarung bezieht sich in einem ersten Aspekt auf ein System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern. Das System umfasst eine Transpondervorrichtung, eine Kopfhörervorrichtung und eine Basisstation. Die Transpondervorrichtung ist dazu eingerichtet, von einem Sportler am Körper getragen werden. Die Kopfhörervorrichtung ist dazu eingerichtet, reversibel in einen äußeren Gehörgang eines Ohrs des Sportlers eingesetzt zu werden und mit der Transpondervorrichtung über eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung gekoppelt zu werden. Die Kopfhörervorrichtung umfasst eine Lautsprechereinheit zur Abgabe eines akustischen Signals und ist dazu eingerichtet, von der Transpondervorrichtung ein Audiosignal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung zu erhalten und ein dem Audiosignal entsprechendes akustisches Signal mittels der Lautsprechereinheit in den äußeren Gehörgang des Sportlers abzugeben. Die Kopfhörervorrichtung umfasst ferner eine Sensoreinheit zur Erfassung eines sich auf eine Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signals und ist dazu eingerichtet, das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende erfasste Signal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung an die Transpondervorrichtung zu übermitteln. Die Basisstation ist dazu eingerichtet, mit der Transpondervorrichtung über eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung gekoppelt zu werden und von der Transpondervorrichtung das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende Signal über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung zu erhalten.
Der dreikomponentige Aufbau des offenbarungsgemäßen Systems mit Transpondervorrichtung, Kopfhörervorrichtung und Basisstation geht mit zahlreichen Vorteilen einher. Die Transpondervorrichtung und die Kopfhörervorrichtung können beide am Körper des Sportlers getragen werden, wobei die Kopfhörervorrichtung über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung mit der Transpondervorrichtung gekoppelt ist und die Transpondervorrichtung über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung mit der Basisstation gekoppelt ist. Die Basisstation kann beispielsweise von dem Trainer verwendet werden, um die sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signale, welche über die jeweilige Kopfhörervorrichtung aufgenommen werden, von der Transpondervorrichtung abzurufen und daraus auf den körperlichen Leistungszustand des entsprechenden Sportlers rückzuschließen. Zudem kann der Trainer in Ausführungsformen der Offenbarung mittels der Basisstation und über die Transpondervorrichtung gezielt Audiosignale, beispielsweise Trainingskommandos, an einzelne oder alle Sportler übermitteln, wobei die entsprechenden akustischen Signale den jeweiligen Sportlern dann über die Lautsprechereinheit der Kopfhörervorrichtung eingespielt werden.
Die offenbarungsgemäße Kopfhörervorrichtung kann in Ausführungsformen der Offenbarung auf die Funktionalitäten eines Lautsprechers zur Übermittlung akustischer Signale an den Sportler, beispielsweise von Anweisungen seines Trainers, und eines Sensors zur Erfassung der sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signale beschränkt werden und daher in besonders kleiner Baugröße ausgeführt werden. Alle anderen Funktionalitäten, insbesondere die Kommunikation mit der Basisstation, können in Ausführungsformen in die räumlich getrennte Transpondervorrichtung ausgelagert sein. Da die offenbarungsgemäße Kopfhörervorrichtung in den äußeren Gehörgang des Sportlers eingesetzt werden kann, stellt sie kein wesentliches zusätzliches Verletzungsrisiko für den Sportler dar. Das Tragen der offenbarungsgemäßen Kopfhörervorrichtung ist daher für den Sportler im Allgemeinen nicht mit signifikanten Einschränkungen seiner Beweglichkeit oder Leistungsfähigkeit verbunden, und der Tragekomfort ist entsprechend hoch. Zudem kann auf zusätzliche Gurte oder Pulsbänder zur Erfassung der Blutzirkulation des Sportlers, die die Bewegungsfreiheit des Sportlers einschränken könnten, verzichtet werden.
Die Kommunikation der Kopfhörervorrichtung mit der Basisstation bzw. dem Trainer kann in Ausführungsformen der Offenbarung vollständig über die von der Kopfhörervorrichtung räumlich getrennte Transpondervorrichtung erfolgen, welche gegebenenfalls auch zusätzliche Bewegungsdaten des Sportlers aufnehmen kann. Für die Verbindung zwischen Kopfhörervorrichtung und Transpondervorrichtung, welche beide am Körper des Sportlers getragen werden, ist aufgrund des geringen räumlichen Abstands im Allgemeinen eine niederreichweitige und niederenergetische Datenverbindung ausreichend, sodass die technischen Anforderungen an die Datenverarbeitungs- und Energiespeichereinheiten der Kopfhörervorrichtung entsprechend niedrig sind und deren Baugröße weiter reduziert werden kann.
Insgesamt ergibt sich durch den modularen dreikomponentigen Aufbau und die Aufteilung der Funktionalitäten auf die Transpondervorrichtung und die Kopfhörervorrichtung ein System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern, welches einen hohen Tragekomfort mit einem geringen Verletzungsrisiko verbindet und insbesondere auch für Mannschaftssportarten wie Fußball, Handball oder Basketball hervorragend geeignet ist.
Eine Transpondervorrichtung kann im Kontext der vorliegenden Offenbarung jede Vorrichtung bezeichnen, die dazu eingerichtet ist, mit der Kopfhörervorrichtung und der Basisstation Kommunikationssignale auszutauschen. Insbesondere kann die Transpondervorrichtung dazu eingerichtet sein, von der Kopfhörervorrichtung ein Signal zu erhalten und ein ggf. modifiziertes Signal an die Basisstation zu übermitteln. Ferner kann die Transpondervorrichtung dazu eingerichtet sein, von der Basisstation ein Signal zu erhalten und ein ggf. modifiziertes Signal an die Kopfhörervorrichtung zu übermitteln.
Die Transpondervorrichtung und/oder die Kopfhörervorrichtung und/oder die Basisstation des Systems können insbesondere jeweils voneinander verschieden und/oder räumlich getrennt sein.
Die Kommunikation zwischen der Basisstation und der Transpondervorrichtung kann in einigen Ausführungsformen ausschließlich über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung erfolgen. In anderen Ausführungsformen kann die Kommunikation zwischen der Basisstation und der Transpondervorrichtung zusätzlich auch andere drahtlose oder drahtgebundene Komponenten umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende Signal eine Herzrate bzw. Pulsrate und/oder einem Blutdruck.
Sowohl die Herzrate (auch als Herzfrequenz bezeichnet) als auch der Blutdruck lassen sich zuverlässig und für den Sportler unmerkbar mittels innerhalb des äußeren Gehörgangs aufgenommener Signale ermitteln, insbesondere optisch ermitteln.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Sensoreinheit einen optoelektronischen Sensor.
Der optoelektronische Sensor kann dazu eingerichtet sein, eine Herzrate und/oder einen Blutdruck des Sportlers mittels eines innerhalb des äußeren Gehörgangs ausgesandten und erfassten reflektierten optischen Signals zu erfassen.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Sensoreinheit dazu eingerichtet sein, in den äußeren Gehörgang aufgenommen zu werden, insbesondere vollständig in den äußeren Gehörgang aufgenommen zu werden.
Als äußerer Gehörgang kann im Sinne dieser Offenbarung der Bereich des Ohrs verstanden werden, welcher räumlich zwischen der Ohrmuschel und dem Trommelfell liegt.
Die Kopfhörervorrichtung kann gemäß einer Ausführungsform eine In-the-ear-Kopfhörervorrichtung sein, insbesondere eine In-the-canal-Kopfhörervorrichtung sein.
Insbesondere kann die gesamte Kopfhörervorrichtung dazu eingerichtet sein, vollständig in den äußeren Gehörgang aufgenommen zu werden.
Auf diese Weise wird das Verletzungsrisiko des Sportlers durch die Kopfhörervorrichtung weitgehend reduziert, während der Tragekomfort für den Sportler gleichzeitig besonders hoch ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann insbesondere eine Form der Kopfhörervorrichtung an den äußeren Gehörgang des Sportlers angepasst sein.
Beispielsweise kann es sich bei der Kopfhörervorrichtung um eine für den entsprechenden Sportler individuell gegossene Otoplastik handeln, welche einen optimalen Sitz im Ohr des Sportlers gewährleistet. Dadurch kann sowohl eine ideale Abdichtung des Gehörgangs aus akustischer Sicht realisiert werden als auch eine gute mechanische Ankopplung gewährleistet werden, um ein mögliches Verrutschen/ Herausfallen der Kopfhörervorrichtung zu verhindern.
An der nach außen gerichteten Seite der Kopfhörervorrichtung kann in einigen Ausführungsformen ein antennenartiger Plastikstab oder Silikonstab angebracht sein, mittels dessen die Kopfhörervorrichtung aus dem Ort des Sportlers entfernt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Transpondervorrichtung zudem eine Bewegungsdaten-Sensoreinheit zur Erfassung von Bewegungsdaten des Sportlers umfassen.
Insbesondere kann die Transpondervorrichtung dazu eingerichtet sein, die erfassten Bewegungsdaten über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung an die Basisstation zu übermitteln.
Die Bewegungsdaten können jedwede Daten, welche sich auf die körperliche Bewegung des Sportlers beziehen, umfassen.
Beispielsweise kann die Bewegungsdaten-Sensoreinheit einen Gyrosensor zur Erfassung von Drehbewegungen des Sportlers und/oder einen Beschleunigungssensor zur Erfassung von Bewegungsbeschleunigungen des Sportlers und/oder einen Magnetfeldsensor zur Erfassung einer Orientierung des Sportlers im Raum umfassen.
Die aufgenommenen Bewegungsdaten können in der Transpondervorrichtung zur späteren Verarbeitung gespeichert werden und/oder über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung an die Basisstation übertragen werden.
Der Trainer kann auf diese Weise zur Einschätzung des körperlichen Leistungszustands des Sportlers neben den sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signalen zusätzlich die erfassten Bewegungsdaten des Sportlers einbeziehen. Zudem können die Bewegungsdaten eine spätere Analyse des Trainings vereinfachen.
Die Erfassung der zusätzlichen Bewegungsdaten mittels der von der Kopfhörervorrichtung funktional und räumlich getrennten Transpondervorrichtung erlaubt es, die Kopfhörervorrichtung funktional zu entlasten, so dass sie mit einer besonders geringen Baugröße ausgebildet werden kann, wodurch der Tragekomfort der Kopfhörervorrichtung zusätzlich erhöht wird und das von der Kopfhörervorrichtung ausgehende Verletzungsrisiko für den Sportler gleichzeitig minimiert wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Basisstation dazu eingerichtet sein, eine räumliche Position der Transpondervorrichtung zu bestimmen.
Auf diese Weise lässt sich beispielsweise die räumliche Position des entsprechenden Sportlers ermitteln und zeitlich aufgelöst nachverfolgen, beispielsweise für eine spätere Analyse des Trainings.
Die Transpondervorrichtung kann dazu beispielsweise eine Positionsbestimmungseinheit, insbesondere eine auf Satellitennavigation beruhende Positionsbestimmungseinheit, umfassen.
Ferner kann die Transpondervorrichtung in einer Weiterbildung dazu eingerichtet sein, ihre mittels der Positionsbestimmungseinheit erfasste räumliche Position über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung an die Basisstation zu übermitteln.
Alternativ oder zusätzlich kann das System dazu eingerichtet sein, die räumliche Position der Transpondervorrichtung mittels Triangulation und/oder Lateration, insbesondere unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung, zu bestimmen.
Die Triangulation kann gemäß der Offenbarung jedwede Techniken zur Positionsbestimmung der Transpondervorrichtung mittels Winkelmessung umfassen.
Die Lateration kann gemäß der Offenbarung jedwede Techniken zur Positionsbestimmung der Transpondervorrichtung mittels Entfernungsmessung und/oder Signallaufzeitmessung umfassen. Die Lateration kann beispielsweise eine Trilateration oder eine Multilateration umfassen.
Die Bestimmung der räumlichen Position der Transpondervorrichtung mittels Triangulation und/oder Lateration kann beispielsweise durch die Basisstation erfolgen oder durch mit der Basisstation verbundene Netzwerkeinheiten.
Die Netzwerkeinheiten können mit der Basisstation über eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung und mit der Transpondervorrichtung über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung gekoppelt sein. In anderen Ausführungsformen können die Netzwerkeinheiten sowohl mit der Basisstation als auch mit der Transpondervorrichtung über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung gekoppelt sein.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Netzwerkeinheiten Wifi-Router oder sind Wifi-Router.
Insbesondere können die Netzwerkeinheiten, insbesondere die Wifi-Router, ultrabreitband-fähig sein.
Die Bestimmung der räumlichen Position der Transpondervorrichtung mittels Triangulation und/oder Lateration kann in einigen Ausführungsformen auch durch weitere Transpondervorrichtungen erfolgen, die in ihrer Funktion der Transpondervorrichtung gleichen und dazu eingerichtet sind, von weiteren Sportlern am Körper getragen zu werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Basisstation eine grafische Anzeigeeinheit und ist dazu eingerichtet, die bestimmte räumliche Position der Transpondervorrichtung auf der grafischen Anzeigeeinheit darzustellen.
Diese Ausführungsform kann es beispielsweise dem Trainer erlauben, die räumliche Position eines oder mehrerer Sportler während eines Trainings oder Wettkampfs grafisch nachzuverfolgen oder aufzuzeichnen.
Bei dem offenbarungsgemäßen Audiosignal kann es sich um jedwedes Signal handeln, welches geeignet ist, dem Sportler während eines Trainings oder Wettkampfs übermittelt zu werden.
Insbesondere kann das Audiosignal bzw. das dem Audiosignal entsprechende akustische Signal einen Warnton und/oder einen vordefinierten Klang und/oder ein vordefiniertes Geräusch und/oder eine Sprachnachricht umfassen.
Das Audiosignal kann beispielsweise eine Trainingsanweisung umfassen, welche ein Trainer mittels der Basisstation an einen oder mehrere Sportler übermittelt. In anderen Beispielen kann das Audiosignal Klänge oder Töne oder Geräusche umfassen, welche dem entsprechenden Sportler automatisch eingespielt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von bestimmten Spielsituationen, Bewegungsdaten oder den sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signalen. Dabei können beispielsweise auch Techniken des neurolinguistischen Programmierens eingesetzt werden.
Das Audiosignal kann von der Transpondervorrichtung erzeugt werden oder von der Basisstation erzeugt werden und mittels der Transpondervorrichtung an die Kopfhörervorrichtung übertragen werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Transpondervorrichtung dazu eingerichtet, das Audiosignal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung an die Kopfhörervorrichtung bereitzustellen.
In einer Ausführungsform kann die Basisstation dazu eingerichtet sein, die Transpondervorrichtung unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung zu veranlassen, das Audiosignal an die Kopfhörervorrichtung bereitzustellen.
Die Basisstation kann auch dazu eingerichtet sein, das Audiosignal unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung an die Transpondervorrichtung zu übertragen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Basisstation ferner eine Mikrofoneinheit und ist dazu eingerichtet, ein Geräusch, insbesondere eine Sprachnachricht eines Nutzers, beispielsweise eines Trainers des Sportlers, mittels der Mikrofoneinheit aufzunehmen und das Audiosignal, welches sich auf das Geräuschbezieht, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung an die Transpondervorrichtung zu übertragen.
In einer Ausführungsform ist die Transpondervorrichtung und/oder die Basisstation dazu eingerichtet, das von der Kopfhörervorrichtung erfasste sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende Signal zu analysieren.
In einer Weiterbildung ist die Transpondervorrichtung und/oder die Basisstation dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von dem analysierten sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signal das Audiosignal an die Kopfhörervorrichtung bereitzustellen, insbesondere automatisiert bereitzustellen.
Auf diese Weise kann das offenbarungsgemäße System automatisch auf den Leistungszustand des Sportlers reagieren und kann beispielsweise bei einer drohenden körperlichen Überlastung des Sportlers Klänge einspielen, die beruhigend oder herzfrequenzsenkend wirken können.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Transpondervorrichtung und/oder die Basisstation ferner eine Speichereinheit zum Speichern des sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden erfassten Signals und/oder der Bewegungsdaten und/oder der räumlichen Position und/oder des Audiosignals und/oder des akustischen Signals umfassen.
Auf diese Weise wird dem Sportler oder seinem Trainer eine Nachbereitung oder Analyse des Trainingsverlaufs erleichtert.
In einer Ausführungsform kann die Transpondervorrichtung und/oder die Basisstation ferner eine Analyseeinheit zum Analysieren des sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden erfassten Signals und/oder der Bewegungsdaten und/oder der räumlichen Position und/oder des Audiosignals und/oder des akustischen Signals umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das System zusätzlich eine Aufnahmestation, die zum Aufnehmen und/oder Halten der Transpondervorrichtung eingerichtet ist.
Die Aufnahmestation kann insbesondere zum elektrischen Laden der Transpondervorrichtung eingerichtet sein.
In einer Weiterbildung ist die Aufnahmestation kommunikativ mit der Basisstation gekoppelt und ist dazu eingerichtet, das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende erfasste Signal und/oder die Bewegungsdaten und/oder die räumliche Position und/oder das Audiosignal und/oder das akustische Signal aus der Transpondervorrichtung auszulesen und an die Basisstation zu übertragen.
Grundsätzlich können als erste drahtlose Kommunikationsverbindung und als zweite drahtlose Kommunikationsverbindung im Rahmen der vorliegenden Offenbarung alle geeigneten drahtlosen Kommunikationsverbindungen eingesetzt werden.
Die erste drahtlose Kommunikationsverbindung und/oder die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung können eine bidirektionale Verbindung umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform unterscheidet sich die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung von der ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung. In anderen Ausführungsformen kann die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung auch mit der ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung übereinstimmen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erste drahtlose Kommunikationsverbindung eine Bluetooth-Verbindung.
In einer Ausführungsform umfasst die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung eine Wifi-Verbindung.
Die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung kann beispielsweise ein UDP-Protokoll (User Datagram Protocol) verwenden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das System mindestens eine Netzwerkeinheit, die zwischen die Basisstation und die Transpondervorrichtung geschaltet ist, wobei die Basisstation dazu eingerichtet ist, mit der mindestens einen Netzwerkeinheit zu koppeln, beispielsweise unter Verwendung einer drahtgebundenen Kommunikationsverbindung und/oder einer drahtlosen Kommunikationsverbindung, insbesondere der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung, zu koppeln, und mit der Transpondervorrichtung über die mindestens eine Netzwerkeinheitunter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung zu kommunizieren.
Eine Netzwerkeinheit kann im Kontext der vorliegenden Offenbarung jede Vorrichtung bezeichnen, die kommunikativ zwischen die Basisstation und die Transpondervorrichtung geschaltet ist und dazu eingerichtet ist, sowohl mit der Basisstation als auch mit der Transpondervorrichtung Signale auszutauschen.
Im Rahmen der Offenbarung kann jede Zahl von Netzwerkeinheiten eingesetzt werden.
Eine Verwendung mehrerer Netzwerkeinheiten erlaubt eine vollständige Netzabdeckung auch größerer Spielfelder. Zudem lässt sich unter Verwendung mehrerer Netzwerkeinheiten eine räumliche Position der Transpondervorrichtung bzw. des zugeordneten Sportlers durch Triangulation und/oder Lateration ermitteln.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Netzwerkeinheit ultrabreitband-fähig sein.
Die Netzwerkeinheit kann ein Wifi-Router sein oder einen Wifi-Router umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Transpondervorrichtung dazu eingerichtet sein, von dem Sportler in einer Weste oder in seiner Sportbekleidung am Körper getragen zu werden.
Auf diese Weise lässt sich die Transpondervorrichtung ohne signifikante Einschränkungen der Bewegungsfreiheit des Sportlers am Körper tragen.
Die Transpondervorrichtung und/oder die Kopfhörervorrichtung und/oder die Basisstation und/oder die Lautsprechereinheit und/oder die Sensoreinheit und/oder die Bewegungsdaten-Sensoreinheit und/oder die Positionsbestimmungseinheit und/oder die Mikrofoneinheit und/oder die Speichereinheit und/oder die Analyseeinheit und/oder die Aufnahmestation und/oder die grafische Anzeigeeinheit können im Rahmen der offenbarungsgemäßen Lehre sowohl in Hardware als auch in Software oder Firmware oder teilweise in Hardware und teilweise in Software/Firmware ausgestaltet sein.
Vorangehend wurden Merkmale der Offenbarung unter Bezugnahme auf eine einzelne Transpondervorrichtung und auf eine einzelne Kopfhörervorrichtung beschrieben. Besondere Vorteile ergeben sich jedoch auch in Systemen, die auf eine Mehrzahl von Sportlern zugeschnitten sind, denen jeweils eine Transpondervorrichtung und eine Kopfhörervorrichtung zugeordnet sind, beispielsweise für die Verwendung in Mannschaftssportarten wie Fußball, Handball oder Basketball.
Die Offenbarung bezieht sich daher in einem zweiten Aspekt auch auf ein System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern, umfassend eine erste Mehrzahl von Transpondervorrichtungen, eine zweite Mehrzahl von Kopfhörervorrichtungen und eine Basisstation.
Die erste Mehrzahl von Transpondervorrichtungen ist dazu eingerichtet, jeweils von einem Sportler am Körper getragen zu werden.
Die zweite Mehrzahl von Kopfhörervorrichtungen ist dazu eingerichtet, reversibel in einen äußeren Gehörgang eines Ohrs des jeweiligen Sportlers eingesetzt zu werden und mit einer zugeordneten Transpondervorrichtung der ersten Mehrzahl von Transpondervorrichtungen jeweils über eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung gekoppelt zu werden.
Dabei kann jede der zweiten Mehrzahl von Kopfhörervorrichtungen eine Lautsprechereinheit zur Abgabe eines jeweiligen akustischen Signals umfassen und dazu eingerichtet sein, von der zugeordneten Transpondervorrichtung ein jeweiliges Audiosignal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung zu erhalten und ein dem jeweiligen Audiosignal entsprechendes akustisches Signal mittels der Lautsprechereinheit in den äußeren Gehörgang des jeweiligen Sportlers abzugeben.
Ferner kann jede der zweiten Mehrzahl von Kopfhörervorrichtungen eine Sensoreinheit zur Erfassung eines jeweiligen sich auf eine Blutzirkulation des jeweiligen Sportlers beziehenden Signals umfassen und dazu eingerichtet sein, das jeweilige sich auf die Blutzirkulation des jeweiligen Sportlers beziehende erfasste Signal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung an die zugeordnete Transpondervorrichtung zu übermitteln.
Die Basisstation ist dazu eingerichtet, mit jeder der ersten Mehrzahl der Transpondervorrichtungen über eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung gekoppelt zu werden und von den jeweiligen Transpondervorrichtungen das sich auf die Blutzirkulation des jeweiligen Sportlers beziehende Signal über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung zu erhalten.
Die zweite Mehrzahl kann mit der ersten Mehrzahl übereinstimmen.
Die Transpondervorrichtungen und/oder die Kopfhörervorrichtungen und/oder die Basisstation und/oder die erste drahtlose Kommunikationsverbindung und/oder die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung und/oder die Lautsprechereinheit und/oder die Sensoreinheit gemäß dem zweiten Aspekt können in Ausführungsformen der Offenbarung alle oder einige derjenigen Merkmale aufweisen, die vorangehend unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt erläutert wurden.
Das offenbarungsgemäße System erlaubt es dem Nutzer, mehrere Sportler in Gruppen zusammenzufassen und diese Gruppen jeweils mit spezifischen Audiosignalen zu adressieren.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Mehrzahl von Transpondervorrichtungen dazu eingerichtet, untereinander und ggf. im Zusammenwirken mit der Basisstation die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung einzurichten, insbesondere selbsttätig einzurichten.
Beispielsweise können die erste Mehrzahl von Transpondervorrichtungen untereinander und mit der Basisstation ein Wifi-Netzwerk, beispielsweise ein Mesh-Netzwerk, aufbauen. Mittels dieses Netzwerks können Signale effizient und intelligent über den kürzesten Weg vom Sender zum Empfänger geleitet werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Basisstation dazu eingerichtet sein, eine Teilmenge der ersten Mehrzahl von Transpondervorrichtungen auszuwählen, insbesondere in Reaktion auf eine Nutzereingabe auszuwählen.
In einer Weiterbildung kann die Basisstation ferner dazu eingerichtet sein, die ausgewählte Transpondervorrichtung oder die ausgewählten Transpondervorrichtungen unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung zu veranlassen, das jeweilige Audiosignal an die jeweilige Kopfhörervorrichtung bereitzustellen
Die Teilmenge kann in einer Ausführungsform eine einzelne Transpondervorrichtung umfassen.
In anderen Ausführungsformen kann die Teilmenge auch mehrere Transpondervorrichtungen, insbesondere alle Transpondervorrichtungen, umfassen.
Die Auswahl der zu adressierenden Teilmenge kann der Nutzer beispielsweise an der Basisstation grafisch vornehmen.
Insbesondere kann die Basisstation eine grafische Anzeigeeinheit umfassen und dazu eingerichtet sein, einem Nutzer eine Auswahl der Teilmenge mittels der grafischen Anzeigeeinheit zu gestatten, beispielsweise durch Klicken auf den einzelnen Sportlern zugeordnete Symbole auf der grafischen Anzeigeeinheit.
Figurenliste
Die zahlreichen Vorteile des offenbarungsgemäßen Systems zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern lassen sich am besten anhand einer detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen verstehen, in denen:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 eine schematische Darstellung einer Kopfhörervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
3 eine schematische Darstellung eines Systems zum Trainieren und Koordinieren einer Mehrzahl von Sportlern gemäß einer Ausführungsform zeigt; und
4 die drahtlose Kommunikation in einem System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern gemäß einer Ausführungsform zeigt.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt beispielhaft ein System 10, das ein Trainer gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zum Adressieren und Koordinieren eines oder mehrerer Sportler, beispielsweise in einer Trainingssituation oder einer Wettkampfsituation, verwenden kann.
Das gezeigte System 10 umfasst eine Transpondervorrichtung 12, eine Kopfhörervorrichtung 14 und eine Basisstation 16. Weitere optionale Komponenten, die in einigen Ausführungsformen des Systems 10 verwirklicht sein können, sind in der Darstellung der 1 gestrichelt gezeichnet.
Die Transpondervorrichtung 12 ist dazu eingerichtet, von einem Sportler am Körper getragen zu werden, beispielsweise in einer Weste am Oberkörper des Sportlers getragen zu werden.
Die Kopfhörervorrichtung 14 ist dazu eingerichtet, reversibel in einen äußeren Gehörgang eines Ohrs des Sportlers eingesetzt zu werden und mit der Transpondervorrichtung 12 über eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18, beispielsweise eine Bluetooth-Verbindung, gekoppelt zu werden. Beispielsweise kann es sich bei der Kopfhörervorrichtung 14 um eine In-the-canal-Kopfhörervorrichtung handeln, die vollständig in den äußeren Gehörgang des Sportlers aufgenommen ist.
Die Kopfhörervorrichtung 14 umfasst eine Lautsprechereinheit 20 zur Abgabe eines akustischen Signals und eine Sensoreinheit 22 zur Erfassung eines sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signals, beispielsweise einer Herzrate oder eines Blutdruckwerts des Sportlers.
Die Lautsprechereinheit 20 ist dazu eingerichtet, von der Transpondervorrichtung 12 ein Audiosignal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18, beispielsweise die Bluetooth-Verbindung, zu erhalten und ein dem Audiosignal entsprechendes akustisches Signal in den äußeren Gehörgang des Sportlers abzugeben. Bei dem Audiosignal bzw. akustischen Signal kann es sich beispielsweise um sich auf das Training beziehende Sprachkommandos oder um den Sportler motivierende Klang- und Tonsignale handeln.
Die Sensoreinheit 22 ist dazu eingerichtet, das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende Signal, beispielsweise die Herzrate oder den Blutdruckwert, aufzunehmen, d.h. zu erfassen, und über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18 an die Transpondervorrichtung 12 zu übermitteln.
Die Basisstation 16 ist dazu eingerichtet, mit der Transpondervorrichtung 12 über eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24, beispielsweise eine Wifi-Verbindung, gekoppelt zu werden und von der Transpondervorrichtung 12 das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende Signal über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 zu erhalten.
Die Transpondervorrichtung 12 kann daher als Umsetzer dienen, der das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehende Signal unter Verwendung eines ersten Kommunikationsprotokolls über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18 empfängt, das Signal ggf. zwischenspeichert und entsprechend einem zweiten Kommunikationsprotokoll, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheidet, umwandelt und das umgewandelte Signal unter Verwendung des zweiten Kommunikationsprotokoll über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 an die Basisstation 16 übermittelt.
Beispielsweise kann die Basisstation 16 von dem Sportler oder seinem Trainer dazu verwendet werden, die von der Sensoreinheit 22 der Kopfhörervorrichtung 14 erfassten und sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signale zu überwachen, zu analysieren und/oder aufzuzeichnen.
Zudem kann in Ausführungsformen der Offenbarung der Trainer mittels der Basisstation 16 Sprachnachrichten, beispielsweise Trainingskommandos, an den Sportler übertragen. Beispielsweise kann die Basisstation 16 eine Mikrofoneinheit 26 umfassen, über welche der Trainer seine Sprachkommandos einsprechen kann. Die Sprachnachrichten können zunächst über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 an die Transpondervorrichtung 12 und von dort über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18 an die Lautsprechereinheit 20 der Kopfhörervorrichtung 14 übermittelt werden, sodass die Lautsprechereinheit 20 die Sprachnachrichten unmittelbar in den Gehörgang des Sportlers abgibt. Auch für die Sprachnachrichten kann die Transpondervorrichtung 12 insoweit als Umsetzer dienen.
Alternativ oder zusätzlich können mit dem in 1 gezeigten System 10 dem Sportler vordefinierte Ton- und Klangsignale in Reaktion auf die bzw. in Abhängigkeit von den sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden aufgenommenen Signale mittels der Lautsprechereinheit 20 unmittelbar im Gehörgang eingespielt werden. Die Auswahl dieser Ton- und Klangsignale kann dabei unmittelbar automatisch durch die Logik der Transpondervorrichtung 12 erfolgen, und die ausgewählten Ton- und Klangsignale werden über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18 an die Lautsprechereinheit 20 der Kopfhörervorrichtung 14 übermittelt. Oder es ist die Basisstation 16, welche in Reaktion auf die von der Transpondervorrichtung 12 übermittelten sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signale die Ton- und Klangsignale automatisch oder gesteuert durch eine Nutzereingabe des Trainers auswählt und sie über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 an die Transpondervorrichtung 12 übermittelt, von wo sie nachfolgend über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18 an die Lautsprechereinheit 20 der Kopfhörervorrichtung 14 weitergegeben werden.
Das offenbarungsgemäße System 10 bietet eine Vielzahl technischer Vorteile: Da die Transpondervorrichtung 12 und die Kopfhörervorrichtung 14 beide am Körper des Sportlers getragen werden, ist ihr relativer räumlicher Abstand verhältnismäßig klein, typischerweise im Bereich unter 1 m. Für die Kommunikationsverbindung zwischen der Transpondervorrichtung 12 und der Kopfhörervorrichtung 14 kann daher auf ein kurzreichweitiges und damit niederenergetisches Kommunikationsprotokoll, wie beispielsweise Bluetooth, zurückgegriffen werden. In der Kopfhörervorrichtung 14 können daher die für die Kommunikation mit der Transpondervorrichtung 12 benötigten Energiespeicher und Prozessoreinheiten kompakt ausgebildet und platzsparend integriert werden. Auch die Lautsprechereinheit 20 und die Sensoreinheit 22 lassen sich mit minimalem Raumbedarf in die Kopfhörervorrichtung 14 integrieren. Die Kopfhörervorrichtung 14 kann daher insgesamt so kompakt ausgebildet werden, dass sie überwiegend oder vollständig in den äußeren Gehörgang eines Ohrs des Sportlers eingesetzt werden kann, beispielsweise als In-the-canal-Kopfhörervorrichtung ähnlich manchen modernen Hörgeräten, wie nachfolgend in weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden wird. Sie beeinflusst in dieser Position die Beweglichkeit und Leistungsfähigkeit des Sportlers nur minimal oder gar nicht. Zudem geht von ihr in dieser Position kein zusätzliches Verletzungsrisiko aus, wenn der Sportler beispielsweise stürzt, mit einem Gegenspieler kollidiert oder einen Kopfball spielt.
Die langreichweitigere Kommunikation mit der Basisstation 16 sowie die Logik zur Signalverarbeitung, welche üblicherweise mit höherem Energieverbrauch verbunden sind und daher einen größeren Batteriespeicher erfordern und mit höherem Platzbedarf einhergehen, können dagegen vollständig auf die Transpondervorrichtung 12 ausgelagert werden.
Zudem können auch alle weiteren, ggf. wünschenswerten Sensoren zur Erfassung von zusätzlichen Bewegungsdaten und/oder Vitaldaten des Sportlers in die Transpondervorrichtung 12 ausgelagert werden, sodass die Kopfhörervorrichtung 14 funktional weiter entlastet und besonders kompakt und mit besonders geringem Energieverbrauch ausgestaltet werden kann.
Beispielsweise kann die Transpondervorrichtung 12 in einigen Ausführungsformen eine Bewegungsdaten-Sensoreinheit 28 zur Erfassung von Bewegungsdaten des Sportlers umfassen. Die Bewegungsdaten-Sensoreinheit 28 kann beispielsweise einen Gyrosensor zur Erfassung von Drehbewegungen des Sportlers und/oder einen Beschleunigungssensor zur Erfassung eines Betrags und/oder einer Richtung von Beschleunigungen des Sportlers und/oder einen Magnetfeldsensor zur Bestimmung der Orientierung des Sportlers im Raum umfassen.
Über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 können die erfassten Bewegungsdaten zur Verarbeitung und/oder Speicherung an die Basisstation 16 übermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich können die erfassten Bewegungsdaten auch lokal in der Transpondervorrichtung 12 verarbeitet und/oder gespeichert werden.
In einigen Ausführungsformen kann die Transpondervorrichtung 12 zusätzlich auch eine Positionsbestimmungseinheit 30, beispielsweise eine auf Satellitennavigation wie GPS (Global Positioning System) beruhende Positionsbestimmungseinheit 30, umfassen.
Die Positionsbestimmungseinheit 30 kann dazu eingerichtet sein, ein GPS-Signal zu erfassen und die Position des Sportlers im Raum zeitaufgelöst zu verfolgen und zu speichern. Die erfassten Positionssignale kann die Positionsbestimmungseinheit 30 zudem über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 an die Basisstation 16 übermitteln. Auf diese Weise kann der Trainer die Position des entsprechenden Sportlers im Raum in Echtzeit nachverfolgen, beispielsweise auf einer grafischen Anzeigeeinheit 32 der Basisstation 16, oder für eine spätere Analyse des Trainings oder Wettkampfs in der Basisstation 16 speichern.
Zum Speichern des sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden erfassten Signals und/oder der Bewegungsdaten und/oder der Positionsdaten und/oder des Audiosignals und/oder des akustischen Signals können die Transpondervorrichtung 12 eine Speichereinheit 34 und die Basisstation 16 eine Speichereinheit 36 aufweisen. Die Speichereinheit 34 und die Speichereinheit 36 können einen oder mehrere nichtflüchtige und/oder flüchtige Speicher umfassen.
Entsprechend können zum Analysieren des sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden erfassten Signals und/oder der Bewegungsdaten und/oder der Positionsdaten und/oder des Audiosignals und/oder des akustischen Signals die Transpondervorrichtung 12 eine Analyseeinheit 38 und die Basisstation 16 eine Analyseeinheit 40 aufweisen.
Sowohl die Transpondervorrichtung 12 als auch die Kopfhörervorrichtung 14 als auch die Basisstation 16 können zudem jeweils über eine oder mehrere Prozessoreinheiten zum Verarbeiten der erfassten Signale sowie einen oder mehrere Kommunikationseinheiten zum Empfangen und/oder Senden von Kommunikationssignalen, beispielsweise über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18 und/oder über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24, umfassen, die in 1 nicht gezeigt sind, um die Darstellung nicht zu überfrachten.
2 ist eine schematische Darstellung einer Kopfhörervorrichtung 14, wie sie in Ausführungsformen der Offenbarung verwendet werden kann.
Bei der in 2 dargestellten Kopfhörervorrichtung 14 handelt es sich um eine Otoplastik, deren Form individuell an die Form des Gehörgangs des entsprechenden Sportlers angepasst ist und die als sogenannte In-the-canal-Kopfhörervorrichtung - vergleichbar zu vorbekannten Hörgeräte-Lösungen - vollständig oder nahezu vollständig in den äußeren Gehörgang des Sportlers eingeführt werden kann. An der nach außen gerichteten Seite der Kopfhörervorrichtung 14 kann ein antennenartiger Plastikstab oder Silikonstab (in 2 nicht gezeigt) angebracht sein, der ein Entfernen der Kopfhörervorrichtung 14 aus dem äußeren Gehörgang erleichtert.
Eine individuell angefertigte Otoplastik gewährleistet einen optimalen Sitz im Ohr des Sportlers. Dadurch kann sowohl eine gute Abdichtung des Gehörgangs aus akustischer Sicht verwirklicht werden als auch eine gute mechanische Ankopplung erreicht werden, um ein mögliches Verrutschen/ Herausfallen der Kopfhörervorrichtung 14 zu vermeiden. Durch die möglichst vollständige Integration in das Ohr bzw. den äußeren Gehörgang kann das Verletzungsrisiko des Sportlers während der sportlichen Betätigung minimiert werden.
Die in 2 dargestellte Kopfhörervorrichtung 14 umfasst die Lautsprechereinheit 20 zur Abgabe des akustischen Signals an den äußeren Gehörgang des Sportlers, die Sensoreinheit 22 zur Erfassung eines sich auf die Blutzirkulation des Sportlers beziehenden Signals sowie eine Kommunikationseinheit 42 zur bidirektionalen Kommunikation mit der Transpondervorrichtung 12 über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18, beispielsweise eine Bluetooth-Verbindung.
Die Lautsprechereinheit 20 ist dazu eingerichtet, von der Transpondervorrichtung 12 über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung und die Kommunikationseinheit ein Audiosignal zu erhalten, das Audiosignal in ein sprechendes akustisches Signal umzuwandeln und als Schallwellen 20a in Richtung des Trommelfells des Sportlers abzugeben. Zusätzliche Elektronik (nicht gezeigt) in der Kopfhörervorrichtung 14, insbesondere in der Lautsprechereinheit 20, kann dazu dienen, Störgeräusche zu minimieren und/oder einzelne Komponenten des Audiosignals, beispielsweise Sprache, selektiv zu verstärken, um eine optimale Kommunikation vom Trainer zum Spieler auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise in einem lauten Stadion, zu gewährleisten.
Die Sensoreinheit 22 kann als optoelektronische Emitter-Sensor-Kombination ausgebildet sein, die dazu eingerichtet ist, ein moduliertes optisches Signal 22a in den äußeren Gehörgang des Sportlers abzugeben. Das optische Signal 22a wird an den blutdurchflossenen Gefäßen des Gehörgangs reflektiert, und ein modifiziertes reflektiertes optisches Signal 22b wird von der Sensoreinheit 22 erfasst. Das reflektierte optische Signal 22b trägt aufgrund seiner Wechselwirkung mit den blutdurchflossenen Gefäßen des Gehörgangs Informationen über die Blutzirkulation des Sportlers. Insbesondere lässt sich durch Analyse des reflektierten optischen Signals 22b im Rahmen der Photoplethysmographie sowohl auf die Herzfrequenz bzw. Pulsfrequenz des Sportlers rückschließen als auch ein Blutdruckwert des Sportlers bestimmen, wie beispielsweise in den Patentschriften DE 10 2008 002 747 B4 und EP 3 302 231 B1 und der Offenlegungsschrift WO 2007/004083 A1 bzw. den dort referenzierten Quellen in weiteren Einzelheiten beschrieben ist.
Die Techniken der vorliegenden Offenbarung sind allerdings nicht auf optoelektronische Sensoren beschränkt. Im Rahmen der Offenbarung können sämtliche sensorischen Techniken eingesetzt werden, die einen Rückschluss auf die Blutzirkulation des Sportlers, insbesondere seine Herzfrequenz und/oder seinen Blutdruck, zulassen.
Die erfassten Sensordaten stellt die Kopfhörervorrichtung 14 über die Kommunikationseinheit 42 und die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18 an die Transpondervorrichtung 12 bereit, wo die Sensordaten analysiert und gespeichert werden können und/oder zur Weiterverarbeitung über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 an die Basisstation 16 weitergegeben werden können, wie vorangehend unter Bezugnahme auf 1 in weiteren Einzelheiten erläutert wurde.
Vorangehend wurden die Techniken der Offenbarung zur Vereinfachung und Veranschaulichung unter Bezugnahme auf eine einzelne Transpondervorrichtung 12 und eine einzelne Kopfhörervorrichtung 14 beschrieben. Die Offenbarung ist allerdings nicht derart beschränkt, und besondere Vorteile ergeben sich in Systemen, die eine Mehrzahl von Transpondervorrichtungen und eine Mehrzahl von den Transpondervorrichtungen zugeordneten Kopfhörervorrichtungen umfassen. Solche Systeme sind besonders geeignet für das Trainieren in einer Mannschaftssportart, wie beispielsweise Fußball, Basketball oder Handball,
3 ist eine schematische Darstellung eines Systems 10' zum Trainieren und Koordinieren von einer Mehrzahl von Sportlern, beispielsweise einer Mehrzahl von Fußballsportlern 44a bis 44f.
Das in 3 dargestellte System 10' entspricht im wesentlichen dem vorangehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschriebenen System 10, und einander entsprechende Komponenten tragen dieselben Bezugszeichen.
Eine Mehrzahl von Fußballsportlern 44a bis 44f, die sich auf einem Spielfeld 46 verteilen, trägt jeder eine Transpondervorrichtung 12 und eine Kopfhörervorrichtung 14. Die Transpondervorrichtung 12 kann der vorangehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Transpondervorrichtung 12 entsprechen und beispielsweise von den Fußballsportlern 44a bis 44f in einer Weste 48 auf dem Rücken getragen werden. Die Kopfhörervorrichtung 14 kann eine In-the-canal-Kopfhörervorrichtung sein, wie sie vorangehend unter Bezugnahme auf 2 in weiteren Einzelheiten beschrieben wurde.
Mittels eines oder mehrerer Wifi-Router 50a bis 50d, die entlang des Umfangs des Spielfelds 46 verteilt sind, kann jede der Kopfhörervorrichtungen 14 der Fußballsportler 44a bis 44f unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung 24 Nachrichten bzw.
Daten mit der Basisstation 16 austauschen. Die Wifi-Router 50a bis 50d decken zusammen den gesamten Bereich des Spielfelds ab und kommunizieren mit den jeweiligen Transpondervorrichtungen 12 der Fußballsportler 44a bis 44f drahtlos über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24. Sie können mit der Basisstation 16 ebenfalls drahtlos über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 oder alternativ oder zusätzlich auch drahtgebunden gekoppelt sein.
In der in 3 gezeigten Darstellung ist die Basisstation 16 ein tragbarer Computer oder Tablet-Computer, der von dem Trainer am Rande des Spielfelds 46 verwendet wird, um den Fußballsportlern 44a bis 44f Trainingsanweisungen zu geben und/oder ihre Vitaldaten bzw. Positionsdaten zu tracken. Die in 3 dargestellte Anordnung kann beispielsweise einer Trainingssituation oder einer Wettkampfsituationen entsprechen.
Beispielsweise kann jede der Kopfhörervorrichtungen 14 eine Herzrate und/oder einen Blutdruckwert des entsprechenden Fußballsportlers 44a bis 44f aufnehmen und über die zugeordnete Transpondervorrichtung 12 und die Wifi-Router 50a bis 50d an die Basisstation 16 übermitteln, so dass der Trainer an der Basisstation 16 die Leistungsdaten der entsprechenden Fußballsportler 44a bis 44f nachverfolgen und sich beispielsweise auf der grafischen Anzeigeeinheit 32 anzeigen lassen kann. Diese Leistungsdaten können in der Basisstation 16 auch für eine spätere Analyse zeitaufgelöst gespeichert werden.
In Ausführungsformen, in denen die Transpondervorrichtungen 12 ihre räumliche Position, beispielsweise Form eines GPS-Signals, an die Basisstation 16 übermitteln, kann die Basisstation 16 die Position des entsprechenden Fußballsportlers 44a bis 44f auf dem Spielfeld 46 dem Trainer in Echtzeit auf der grafischen Anzeigeeinheit 32 anzeigen.
Alternativ oder ergänzend erlaubt das in 3 dargestellte System 10' es beispielsweise auch, die Position der Fußballsportler 44a bis 44f durch Triangulation und/oder Trilateration aufgrund der zwischen der jeweiligen Transpondervorrichtung 12 und mehreren Wifi-Routern 50a bis 50d ausgetauschten Kommunikationssignale zu bestimmen. Die Wifi-Router 50a bis 50d können dazu insbesondere ultrabreitband-fähig ausgebildet sein.
Der Trainer kann zudem mithilfe der Basiseinheit 16 eine beliebige Anzahl von Fußballsportlern 44a bis 44f, d. h. einen oder mehrere Fußballsportler 44a bis 44f oder beliebige Untergruppen von Fußballsportlern 44a bis 44f, bzw. ihre zugeordneten Transpondervorrichtungen 12 auswählen und diesen über die Wifi-Router 50a bis 50d gezielt Sprachnachrichten senden, die die jeweiligen Transpondervorrichtungen 12 dann jeweils an die entsprechende zugeordnete Kopfhörervorrichtung 14 weiterleiten, wie vorangehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben wurde. Bei diesen Sprachnachrichten kann es sich beispielsweise um Trainingskommandos oder Spielkommandos während eines Trainings bzw. Wettkampfs handeln.
Das Auswählen der Fußballsportler 44a bis 44f mittels der Basisstation 16 zum Abrufen ihrer jeweiligen Vitaldaten oder zum Auswählen als Empfänger von Audiosignalen kann beispielsweise durch Anklicken entsprechender dem jeweiligen Fußballsportler 44a bis 44f zugeordneter grafischer Symbole auf der grafischen Anzeigeeinheit 32 oder mittels Sprachsteuerung erfolgen.
Zudem kann der Trainer einzelnen Fußballsportlern 44a bis 44f in Abhängigkeit von ihren Vitaldaten oder der Trainings- bzw. Wettkampfsituationen unter Verwendung der Basisstation 16 gezielt vordefinierte Klänge oder Töne oder Geräusche über die entsprechende Kopfhörervorrichtung 14 einspielen, beispielsweise zur Motivation oder zur Leistungssteigerung. Dazu kann der Trainer in Ausführungsformen entsprechende Klänge oder Töne oder Geräusche auf der Basisstation 16 auswählen, beispielsweise mittels der grafischen Anzeigeeinheit 32 der Basisstation 16. Die Basisstation kann entsprechende Audiosignale dann über die Wifi-Router 50a bis 50d an die Transpondervorrichtung 12 der jeweils ausgewählten Fußballsportler 44a bis 44f übertragen, von wo die Audiosignale dann unter Verwendung der Bluetooth-Verbindung in die entsprechende Kopfhörervorrichtung 14 eingespielt werden. Alternativ können die entsprechenden Audiosignale auch auf der Transpondervorrichtung 12 vorgespeichert sein, und die Basisstation 16 überträgt lediglich das entsprechende Auswahlkommando an die Transpondervorrichtung 12.
Vordefinierte Klänge oder Töne oder Geräusche können dem entsprechenden Fußballsportler 44a bis 44f auch automatisch über die entsprechende Kopfhörervorrichtung 14 eingespielt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von den mittels der Kopfhörervorrichtung 14 erfassten Herzraten und/oder Blutdruckwerten. Insbesondere können die vordefinierten Klänge oder Töne auch Warnsignale beim Überschreiten bestimmter vordefinierter Grenzwerte oder Verhältnisse der mittels der Kopfhörervorrichtung 14 erfassten Herzraten und/oder Blutdruckwerte umfassen. Die automatisierte Analyse der Herzraten und/oder Blutdruckwerte und die Generierung der entsprechenden Klänge oder Töne können sowohl lokal in der Transpondervorrichtung 12 als auch in der Basisstation 16 erfolgen. Im Rahmen der automatisierten Erzeugung entsprechender Klänge oder Töne können auch Techniken des neurolinguistischen Programmierens (NLP) eingesetzt werden.
Das in 3 dargestellte System 10' umfasst auch eine Aufnahmestation 52 zur Aufnahme mehrerer oder aller Transpondervorrichtungen 12. Die Aufnahmestation 52 kann dazu eingerichtet sein, die Transpondervorrichtungen 12 nach dem Training oder Spielbetrieb elektrisch zu laden.
Zudem kann die Aufnahmestation 52 dazu eingerichtet sein, die Speichereinheiten 34 der jeweiligen Transpondervorrichtungen 12 auszulesen und die gewonnenen Daten mit den in der Speichereinheit 36 der Basisstation 16 gespeicherten Daten abzugleichen oder zu synchronisieren. Die Aufnahmestation 52 kann zu diesem Zweck beispielsweise über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24, beispielsweise unter Verwendung der Wifi-Router 50a bis 50d, mit der Basisstation 16 gekoppelt sein.
4 veranschaulicht schematisch die bei einem Betrieb des Systems 10' der 3 zwischen den jeweiligen Komponenten ausgetauschten Audio- und Datensignale.
Die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 kann beispielsweise ein zentrales lokales Wifi-Netzwerk umfassen, welches das gesamte Spielfeld 46 und dessen nähere Umgebung abdeckt. Als Netzwerkgrundlage können beispielsweise Wifi-Netzwerke im Frequenzbereich von 2,4 GHz oder 5 GHz dienen. Die Kommunikation über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 kann in einigen Ausführungsformen gerichtet und zumindest teilweise verbindungslos ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Basisstation 16 mittels der Wifi-Router 50a bis 50d Audiosignale an die Transpondervorrichtung 12 unter Verwendung eines UDP-Protokolls 54 (User Datagram Protocol) übermitteln. Für die Kommunikation ist dann keine direkte Verbindung zwischen der Basisstation 16 und der Transpondervorrichtung 12 nötig.
In der Gegenrichtung können Daten, beispielsweise die aufgenommenen Herzraten, Blutdruckwerte oder andere Vitaldaten sowie Positionsdaten, von der Transpondervorrichtung 12 über die Wifi-Router 50a bis 50d an die Basisstation 16 übermittelt werden, wobei beispielsweise eine TCP-Verbindung 56 (Transmission Control Protocol) genutzt werden kann.
Auch die Datenübertragung zwischen der Aufnahmestation 52, der Basisstation 16 und der Transpondervorrichtung 12, die vorangehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde, kann über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 unter Verwendung eines TCP-Protokolls 56' erfolgen.
Die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18 zwischen der Transpondervorrichtung 12 und der zugeordneten Kopfhörervorrichtung 14 kann beispielsweise eine Bluetooth-Verbindung umfassen. Audiosignale können von der Transpondervorrichtung 12 an die Kopfhörervorrichtung 14 zum Beispiel unter Verwendung eines Bluetooth A2DP-Protokolls 58 (Advanced Audio Distribution Profile) oder AptX-Protokolls gesendet werden.
In der Gegenrichtung können die von der Sensoreinheit 22 der Kopfhörervorrichtung 14 erfassten Vitaldaten, beispielsweise eine Herzrate und/oder ein Blutdruckwert des Fußballsportlers 44a bis 44f, energiesparend mittels eines Bluetooth Low Energy (BLE)-Protokolls 60 an die Transpondervorrichtung 12 übertragen werden.
In anderen Ausführungsformen kann die Übertragung der Audiosignale von der Transpondervorrichtung 12 an die Kopfhörervorrichtung 14 anstelle des in 4 gezeigten Bluetooth A2DP-Protokolls 58 ebenfalls mittels eines Bluetooth Low Energy (BLE)-Protokolls 60 erfolgen, beispielsweise bei Verwendung des Bluetooth-Standards 5.2, welcher ein BLE-Audioprotokoll vorsieht.
Der initiale Aufbau der Bluetooth-Verbindung 18 zwischen der Transpondervorrichtung 12 und der Kopfhörervorrichtung 14 kann mittels Nahfeld-Kommunikation erfolgen. Zum Herstellen einer Paarung kann es dann genügen, die ausgewählte Transpondervorrichtung 12 in die räumliche Nähe einer Kopfhörervorrichtung 14 zu bringen.
Die Kommunikation über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 24 und/oder über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 18 kann in Ausführungsformen verschlüsselt erfolgen, um die ausgetauschten Daten gegen unbefugten Zugriff zu sichern.
Die Offenbarung wurde vorangehend am Beispiel eines Fußballtrainings erläutert. Das offenbarungsgemäße System 10, 10' lässt sich aber in entsprechender Weise auch für beliebige andere Sportarten und auch für tierische Sportler, beispielsweise für Turnier- oder Rennpferde, einsetzen.
Die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und die Figuren dienen allein der Veranschaulichung der offenbarungsgemäßen Lösung, sollen jedoch nicht in einem beschränkenden Sinne verstanden werden. Der Umfang der Offenbarung ergibt sich aus den anliegenden Ansprüchen.
Bezugszeichenliste

10, 10': System zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern
12: Transpondervorrichtung
14: Kopfhörervorrichtung
16: Basisstation
18: erste drahtlose Kommunikationsverbindung, Bluetooth-Verbindung
20: Lautsprechereinheit der Kopfhörervorrichtung 14
20a: Schallwellen
22: Sensoreinheit der Kopfhörervorrichtung 14
22a: von der Sensoreinheit 22 ausgesandtes optisches Signal
22b: reflektiertes, von der Sensoreinheit 22 empfangenes optisches Signal
24: zweite drahtlose Kommunikationsverbindung, Wifi-Verbindung
26: Mikrofoneinheit der Basisstation 16
28: Bewegungsdaten-Sensoreinheit der Transpondervorrichtung 12
30: Positionsbestimmungseinheit der Transpondervorrichtung 12
32: grafische Anzeigeeinheit der Basisstation 16
34: Speichereinheit der Transpondervorrichtung 12
36: Speichereinheit der Basisstation 16
38: Analyseeinheit der Transpondervorrichtung 12
40: Analyseeinheit der Basisstation 16
42: Kommunikationseinheit
44a - 44f: Fußballsportler
46: Spielfeld
48: Weste
50a - 50d: Wifi-Router
52: Aufnahmestation
54: UDP-Verbindung
56, 56': TCP-Verbindung
58: A2DP-Verbindung
60: BLE-Verbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20170333754 A1 [0002]
DE 102008002747 B4 [0125]
EP 3302231 B1 [0125]
WO 2007004083 A1 [0125]

Claims

System (10, 10') zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern (44a - 44f), umfassend: eine Transpondervorrichtung (12), welche dazu eingerichtet ist, von einem Sportler (44a - 44f) am Körper getragen zu werden; eine Kopfhörervorrichtung (14), welche dazu eingerichtet ist, reversibel in einen äußeren Gehörgang eines Ohrs des Sportlers (44a - 44f) eingesetzt zu werden und mit der Transpondervorrichtung (12) über eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung (18; 58, 60) gekoppelt zu werden; wobei die Kopfhörervorrichtung (14) eine Lautsprechereinheit (20) zur Abgabe eines akustischen Signals (20a) umfasst und dazu eingerichtet ist, von der Transpondervorrichtung (12) ein Audiosignal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung (18; 58, 60) zu erhalten und ein dem Audiosignal entsprechendes akustisches Signal (20a) mittels der Lautsprechereinheit (20) in den äußeren Gehörgang des Sportlers (44a - 44f) abzugeben; wobei die Kopfhörervorrichtung (14) ferner eine Sensoreinheit (22) zur Erfassung eines sich auf eine Blutzirkulation des Sportlers (44a - 44f) beziehenden Signals (22b) umfasst und dazu eingerichtet ist, das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers (44a - 44f) beziehende erfasste Signal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung (18; 58, 60) an die Transpondervorrichtung (12) zu übermitteln; und eine Basisstation (16), welche dazu eingerichtet ist, mit der Transpondervorrichtung (12) über eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung (24; 54, 56) gekoppelt zu werden und von der Transpondervorrichtung (12) das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers (44a - 44f) beziehende Signal über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung (24; 54, 56) zu erhalten.
System (10, 10') nach Anspruch 1, bei dem das sich auf die Blutzirkulation des Sportlers (44a - 44f) beziehende Signal eine Herzrate und/oder einen Blutdruck umfasst.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Sensoreinheit einen optoelektronischen Sensor (22) umfasst.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Kopfhörervorrichtung eine In-the-ear-Kopfhörervorrichtung ist, insbesondere eine In-the-canal-Kopfhörervorrichtung (14) ist.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Transpondervorrichtung (12) ferner eine Bewegungsdaten-Sensoreinheit (28) zur Erfassung von Bewegungsdaten des Sportlers (44a - 44f) umfasst, wobei die Transpondervorrichtung (12) insbesondere dazu eingerichtet ist, die Bewegungsdaten über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung (24; 54, 56) an die Basisstation (16) zu übermitteln.
System (10, 10') nach Anspruch 5, bei dem die Bewegungsdaten-Sensoreinheit (28) einen Gyrosensor und/oder einen Beschleunigungssensor und/oder einen Magnetfeldsensor umfasst.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation (16) dazu eingerichtet ist, eine räumliche Position der Transpondervorrichtung (12) zu bestimmen.
System (10, 10') nach Anspruch 7, bei dem die Transpondervorrichtung (12) eine Positionsbestimmungseinheit (30), insbesondere eine auf Satellitennavigation beruhende Positionsbestimmungseinheit (30), umfasst und dazu eingerichtet ist, ihre mittels der Positionsbestimmungseinheit (30) erfasste räumliche Position über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung (24; 54,56) an die Basisstation (16) zu übermitteln.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches dazu eingerichtet ist, die räumliche Position der Transpondervorrichtung (12) mittels Triangulation und/oder Lateration, insbesondere unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung (24; 54, 56), zu bestimmen.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation (16) eine grafische Anzeigeeinheit (32) umfasst und dazu eingerichtet ist, die bestimmte räumliche Position der Transpondervorrichtung (12) auf der grafischen Anzeigeeinheit (32) darzustellen.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation (16) dazu eingerichtet ist, die Transpondervorrichtung (12) unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung (24; 54, 56) zu veranlassen, das Audiosignal an die Kopfhörervorrichtung (14) bereitzustellen.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation (16) dazu eingerichtet ist, das Audiosignal unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung (24; 54, 56) an die Transpondervorrichtung (12) zu übertragen.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation (16) ferner eine Mikrofoneinheit (26) umfasst und dazu eingerichtet ist, ein Geräusch, insbesondere eine Sprachnachricht eines Nutzers, mittels der Mikrofoneinheit (26) aufzunehmen und das Audiosignal, welches sich auf das Geräuschbezieht, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Kommunikationsverbindung (24; 54, 56) an die Transpondervorrichtung (12) zu übertragen.
System (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Transpondervorrichtung (12) und/oder die Basisstation (16) dazu eingerichtet ist, das von der Kopfhörervorrichtung (14) erfasste sich auf die Blutzirkulation des Sportlers (44a - 44f) beziehende Signal zu analysieren und insbesondere in Abhängigkeit von dem analysierten sich auf die Blutzirkulation des Sportlers (44a - 44f) beziehenden Signal das Audiosignal an die Kopfhörervorrichtung (14) bereitzustellen.
System (10, 10') zum Trainieren und Koordinieren von Sportlern (44a - 44f), umfassend: eine erste Mehrzahl von Transpondervorrichtungen (12), welche dazu eingerichtet sind, jeweils von einem Sportler (44a - 44f) am Körper getragen zu werden; eine zweite Mehrzahl von Kopfhörervorrichtungen (14), welche dazu eingerichtet sind, reversibel in einen äußeren Gehörgang eines Ohrs des jeweiligen Sportlers (44a - 44f) eingesetzt zu werden und mit einer zugeordneten Transpondervorrichtung (12) der ersten Mehrzahl von Transpondervorrichtungen (12) jeweils über eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung (18; 58, 60) gekoppelt zu werden; wobei jede der zweiten Mehrzahl von Kopfhörervorrichtungen (14) eine Lautsprechereinheit (20) zur Abgabe eines jeweiligen akustischen Signals (20a) umfasst und dazu eingerichtet ist, von der zugeordneten Transpondervorrichtung (12) ein jeweiliges Audiosignal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung (18; 58, 60) zu erhalten und ein dem jeweiligen Audiosignal entsprechendes akustisches Signal (20a) mittels der Lautsprechereinheit (20) in den äußeren Gehörgang des jeweiligen Sportlers (44a - 44f) abzugeben; wobei jede der zweiten Mehrzahl von Kopfhörervorrichtungen (14) ferner eine Sensoreinheit (22) zur Erfassung eines jeweiligen sich auf eine Blutzirkulation des jeweiligen Sportlers (44a - 44f) beziehenden Signals (22b) umfasst und dazu eingerichtet ist, das jeweilige sich auf die Blutzirkulation des jeweiligen Sportlers (44a - 44f) beziehende erfasste Signal über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung (18; 58, 60) an die zugeordnete Transpondervorrichtung (12) zu übermitteln; und eine Basisstation (16), welche dazu eingerichtet ist, mit jeder der ersten Mehrzahl der Transpondervorrichtungen (12) über eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung (24; 54, 56) gekoppelt zu werden und von den jeweiligen Transpondervorrichtungen (12) das sich auf die Blutzirkulation des jeweiligen Sportlers (44a - 44f) beziehende Signal über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung (24; 54, 56) zu erhalten.