EP1059876A1 - Determining the physical performance of a person - Google Patents
Determining the physical performance of a personInfo
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- EP1059876A1 EP1059876A1 EP99964337A EP99964337A EP1059876A1 EP 1059876 A1 EP1059876 A1 EP 1059876A1 EP 99964337 A EP99964337 A EP 99964337A EP 99964337 A EP99964337 A EP 99964337A EP 1059876 A1 EP1059876 A1 EP 1059876A1
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- EP
- European Patent Office
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- heart rate
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
- A61B5/221—Ergometry, e.g. by using bicycle type apparatus
- A61B5/222—Ergometry, e.g. by using bicycle type apparatus combined with detection or measurement of physiological parameters, e.g. heart rate
Definitions
- the invention relates to a method and a device for determining the current physical performance of people directly during the training, in which the heart rate is determined continuously, and in which the anaerobic threshold is determined from the determined heart rate and the speed of movement of the person, which Efficiency of the person printed out
- the measurement of the speed of movement of the person is carried out with a radar device carried by the person
- a miniature radar speed measuring device which is worn directly on the body and detects the current speed of a person traveling by means of detection and evaluation of the Doppler effect is known from US Pat. No. 4,757,714
- a mobile, portable body measuring device for the heart rate is known, inter alia, from US Pat. No. 4,566,461.
- the heartbeat is detected by means of a chest belt and transmitted by radio to a device attached to the wrist
- the anaerobic threshold is decisive for assessing the endurance performance of an athlete.To determine this threshold, the so-called heart rate deflection point is determined in a heart rate diagram, from which the heart rate can no longer increase linearly with increasing load, e.g. with increasing running speed, the body becomes Loaded up to this point, the oxygen absorbed through the lungs and transported through the blood to the muscles is sufficient to break down the lactate produced during energy conversion to the same extent as it is produced.This is also referred to as sufficient aerobic energy supply, if the Labor intensity is not increased, so there is a lactate balance.
- the anaerobic threshold indicates the maximum speed at which the load can be sustained over a longer period of time. If the speed is increased above the anaerobic threshold, then k there is an increase in lactate that can no longer be completely broken down
- the Conconi test is a very simple, non-invasive method for determining the anaerobic threshold.
- a heart rate-speed diagram is created. The athlete is moving on a closed track Starting at 8 to 12 km / h, he must increase his speed by 0.5 km / h every 200 meters. The heart rate is recorded throughout the test. The test is finished when the athlete can no longer keep to the target speed.
- the speed specification is either a time table or, in more modern tests, a loudspeaker that emits a signal tone every 20 meters according to the speed that he runs past a hat at every beep
- the object of the present invention is therefore to provide a method and a device for detecting a current anaerobic threshold, which is independent of location and does not require additional inpatient facilities, as well as without medical assistance.
- the method according to the invention and the device are intended to enable the athlete , completely independent and on their own, to receive the desired information about their performance during training
- the device according to the invention consists of a miniature radar speed measuring device for determining the distance covered and the current speed, a heart rate measuring device for determining the current heart rate and a computer unit which detects the values from the signals of the radar device and the heart rate monitor and from them the desired values calculated, all components are combined in a portable device on the body of the athlete
- This facility independently registers the following data
- these data can also be used to determine the current output (in watts) and the daily energy consumption (in kJ or kcal)
- a current threshold value determination can be carried out, the athlete's running speed being permanently controlled via the display device of the device according to the invention. He is completely independent of the location of the determination of the threshold value and can make this determination Carry out completely independently and without external help or auxiliary devices As soon as the anaerobic threshold has been exceeded, the device ends the test and informs the athlete of its speed and heart rate at the anaerobic threshold. The corresponding speed is used to assess the performance and the corresponding heart rate as a guide for future training planning
- the device is able to measure the gradient of the heart rate curve via the speed as an index for the current state of regeneration Depicting the resilience of the athlete
- the gradient of the heart rate curve changes depending on the training design of the past days or weeks. If an athlete approaches "overtraining, the maximum heart rate drops, the resting frequency increases. As a result, the regression line flattens out. Conversely, the regression line becomes steeper again after a period less training
- This regeneration or resilience index can also be calculated without exceeding the anaerobic threshold.
- the position of the regression line (three to five heart rate points are determined at low speed) can also be used to calculate a possible change in the position of the anaerobic threshold compared to the last test, without it to have to go through
- the anaerobic threshold can also be calculated with an acceptable accuracy based on these regression lines, without the person ever having to the stress that must go through the anaerobic threshold. This is particularly advantageous in the elderly or sick people
- the drop in performance compared to the start of the training can also be calculated and presented as protection against overload
- the device according to the invention and the method according to the invention have a very wide field of application. They are for example for competitive athletes who are in their
- Suitable for moving sports essentially without aids are sports such as running, skiing, cross-country skiing, athletics, tennis, soccer, ice hockey, ice skating
- Microwave module 1 a signal of a certain frequency directed obliquely to the walking floor. According to the Doppler effect, those reflected on the floor experience Microwaves a frequency shift linear to the running speed
- the Doppler frequency is separated out in the microwave module 1 by means of a mixer or filter via the collected reflection signal.
- the doubling frequency is amplified and filtered in a signal processing module 2.
- the corner frequencies of the filters can be freely set by the user via the restriction of the frequency range, the Doppler signal is adjusted to a preferred speed range.
- the athlete for example, runs along a street, he can prevent the radar device from also detecting the cars passing by, thus falsifying measurements or falsifying the distance covered, in this case, for example, he chooses 25 km / h as the upper speed limit, so the sources of interference on the road are eliminated.
- the Doppler signal is converted into a square wave signal via a Schmitt trigger and fed to the microcontroller 3. Then the formula is used
- f d ((2v 0 xf 0 ) / c) x cos ⁇
- f d Doppler frequency
- c speed of light
- f 0 transmission frequency
- the current speed is determined The distance traveled can be determined from the number of square-wave pulses.
- the heart rate pulses are received and microcontroller 3 is fed in to calculate the heart rate. The results of the calculations in microcontroller 3 can optionally be shown on display 5.
- a signal generator 6 and on Input field 7 complete the device according to the invention
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Abstract
The invention relates to a method and a device for determining the physical performance of persons at a given moment. According to the invention the person's heart rate is determined continuously and from the heart rate determined in this way and the speed of the person a quantity expressing the physical performance of said person is calculated. The speed is detected by a radar device (1) carried by the person by evaluation of a Doppler signal and together with the heart rate data is analyzed further in a computing unit (3). The measurements can be carried out anywhere so that the athlete concerned is completely independent of outside assistance or auxiliary devices.
Description
BESTIMMUNG DER LEISTUNGSFÄHIGKEIT EINER PERSONDETERMINING A PERSON'S PERFORMANCE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der aktuellen physischen Leistungsfähigkeit von Personen unmittelbar wahrend des Trainings, bei dem die Herzfrequenz laufend bestimmt wird, und bei dem aus der bestimmten Herzfrequenz und aus der Bewegungsgeschwindigkeit der Person die anaerobe Schwelle ermittelt wird, die die Leistungsfähigkeit der Person ausdruckt Die Messung der Bewegungsgeschwindigkeit der Person erfolgt mit einem von der Person mitgefuhrten RadargeratThe invention relates to a method and a device for determining the current physical performance of people directly during the training, in which the heart rate is determined continuously, and in which the anaerobic threshold is determined from the determined heart rate and the speed of movement of the person, which Efficiency of the person printed out The measurement of the speed of movement of the person is carried out with a radar device carried by the person
Ein Miniatur-Radar-Geschwmdigkeitsmeßgerat welches direkt am Korper getragen wird und mittels Erfassung und Auswertung des Doppler-Effektes die aktuelle Geschwindigkeit einer sich fortbewegenden Person erfaßt, ist aus der US-PS 4,757,714 bekanntA miniature radar speed measuring device which is worn directly on the body and detects the current speed of a person traveling by means of detection and evaluation of the Doppler effect is known from US Pat. No. 4,757,714
Eine mobile, am Korper tragbare Meßeinrichtung für die Herzfrequenz ist u a aus der US-PS 4,566 461 bekannt Hier wird mittels eines Brustgurtes der Herzschlag erfaßt und per Funk zu einer am Handgelenk befestigten Vorrichtung übertragenA mobile, portable body measuring device for the heart rate is known, inter alia, from US Pat. No. 4,566,461. Here, the heartbeat is detected by means of a chest belt and transmitted by radio to a device attached to the wrist
Maßgebend zur Beurteilung der Ausdauerleistungsfahigkeit eines Sportlers ist die anaerobe Schwelle Zur Bestimmung dieser Schwelle wird in einem Herzfrequenz- Geschwindigkeitsdiagramm der sogenannte der Herzfrequenz-Deflektionspunkt festgelegt, ab dem bei steigender Belastung, z B bei zunehmender Laufgeschwindigkeit die Herzfrequenz nicht mehr linear zunehmen kann Wird der Korper bis zu diesem Punkt belastet, genügt der über die Lunge aufgenommene und durch das Blut zu den Muskeln transportierte Sauerstoff, um das bei der Energieumwandlung anfallende Laktat genau in jenem Maße abzubauen, wie es produziert wird Man spricht hierbei auch von einer ausreichenden aeroben Energiebereitstellung Sofern die Arbeitsintensität nicht gesteigert wird, liegt also eine Laktat-Gleichgewicht vor Die anaerobe Schwelle zeigt jene maximale Geschwindigkeit an, mit der die Belastung über eine längere Zeit durchgehalten werden kann Wird die Geschwindigkeit über die anaerobe Schwelle gesteigert, dann kommt es zu einem Laktatanstieg, der nicht mehr vollständig abgebaut werden kannThe anaerobic threshold is decisive for assessing the endurance performance of an athlete.To determine this threshold, the so-called heart rate deflection point is determined in a heart rate diagram, from which the heart rate can no longer increase linearly with increasing load, e.g. with increasing running speed, the body becomes Loaded up to this point, the oxygen absorbed through the lungs and transported through the blood to the muscles is sufficient to break down the lactate produced during energy conversion to the same extent as it is produced.This is also referred to as sufficient aerobic energy supply, if the Labor intensity is not increased, so there is a lactate balance. The anaerobic threshold indicates the maximum speed at which the load can be sustained over a longer period of time. If the speed is increased above the anaerobic threshold, then k there is an increase in lactate that can no longer be completely broken down
Zur Ermittlung der anaeroben Schwelle wird entweder ein sog Conconi-Test oder ein Laktat- Schwellentest durchgeführt Der Conconi-Test ist eine sehr einfache nicht-invasive Methode zur Bestimmung der anaeroben Schwelle Hierbei wird ein Herzfrequenz- Geschwindigkeitsdiagramm erstellt Der Sportler bewegt sich auf einer geschlossenen Laufbahn Er muß beginnend mit 8 bis 12 km/h alle 200 Meter seine Geschwindigkeit um 0,5 km/h steigern Wahrend des gesamten Tests wird die Herzfrequenz aufgezeichnet Der Test
ist beendet wenn der Sportler die Sollgeschwindigkeit nicht mehr einhalten kann Als Geschwindigkeitsvorgabe dient entweder eine Zeittafel oder bei moderneren Tests ein Lautsprecher, der entsprechend der Geschwindigkeit alle 20 Meter eine Signalton ausgibt Auf der Laufbahn sind alle 20 Meter Hutchen verteilt De Sportler muß nur mehr darauf achten, daß er bei jedem Signalton an einem Hutchen vorbei lauftTo determine the anaerobic threshold, either a so-called Conconi test or a lactate threshold test is carried out. The Conconi test is a very simple, non-invasive method for determining the anaerobic threshold. A heart rate-speed diagram is created. The athlete is moving on a closed track Starting at 8 to 12 km / h, he must increase his speed by 0.5 km / h every 200 meters. The heart rate is recorded throughout the test. The test is finished when the athlete can no longer keep to the target speed The speed specification is either a time table or, in more modern tests, a loudspeaker that emits a signal tone every 20 meters according to the speed that he runs past a hat at every beep
Beim Laktat-Test wird wahrend der Belastung des Korpers Blut entnommen In der praktischen Testdurchfuhrung bewegt sich der Laufer entlang einer geschlossenen Laufbahn Dem Laufer wird mittels Zeittafeln die Laufgeschwindigkeit vorgegeben Nach einer festgelegten Laufzeit wird der Laktatgehalt im Blut gemessen Schrittweise wird die Geschwindigkeit erhöht Die Herzfrequenz wird wahrend des gesamten Tests aufgezeichnet Der Test wird beendet, wenn der Laufer die vorgegebene Geschwindigkeit nicht mehr einhalten kann In einem Diagramm werden die Herzfrequenz und der Laktatgehalt eingetragen Dabei wird bei Überschreiten der anaeroben Schwelle ein sprunghafter Anstieg des Laktatgehaltes sichtbar Diese Methode erfordert jedoch die Anwesenheit eines Arztes und ist zudem für den Sportler etwas unangenehmIn the lactate test, blood is drawn while the body is stressed. In the practical test procedure, the runner moves along a closed track. The runner is given the running speed by means of time tables. After a specified running time, the lactate content in the blood is measured. The speed is increased gradually. The heart rate increases recorded during the entire test The test is ended when the runner can no longer maintain the specified speed The heart rate and the lactate content are entered in a diagram.When the anaerobic threshold is exceeded, a sudden increase in the lactate content is visible.However, this method requires the presence of a Doctor and is also somewhat uncomfortable for the athlete
Nachteilig bei den Tests ist weiters, daß der Sportler ortsgebunden ist und zusätzliches Personal zur Testdurchfuhrung notig istAnother disadvantage of the tests is that the athlete is local and additional personnel are required to carry out the test
Speziell für Leistungssportler ist es darüber hinaus wichtig, wahrend einer Trainingsphase die tagesaktuelle Leistungsfähigkeit bzw den Regenerationszustand festzustellen, um die Trainingsbelastung richtig wählen zu könnenEspecially for competitive athletes, it is also important to determine the daily performance and regeneration status during a training phase in order to be able to choose the training load correctly
Abgesehen von dem enormen Zeitaufwand, der für die erwähnten Methoden zur Erfassung der aktuellen Leistungsfähigkeit erforderlich ist, sind sie auch wegen der zusätzlichen stationären Einrichtungen an einen bestimmten Ort zur Ermittlung der Daten gebundenIn addition to the enormous amount of time required for the methods mentioned to record the current performance, they are also tied to a specific location for determining the data because of the additional stationary facilities
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung einer aktuellen anaeroben Schwelle zu schaffen, welches ortsungebunden ist und ohne zusätzliche stationäre Einrichtungen, wie auch ohne ärztlichen Beistand auskommt Das erfmdungsgemaße Verfahren und die Vorrichtung sollen den Sportler in die Lage versetzen, völlig unabhängig und auf sich alleine gestellt, wahrend des Trainings die gewünschten Informationen über seine Leistungsfähigkeit zu erhaltenThe object of the present invention is therefore to provide a method and a device for detecting a current anaerobic threshold, which is independent of location and does not require additional inpatient facilities, as well as without medical assistance. The method according to the invention and the device are intended to enable the athlete , completely independent and on their own, to receive the desired information about their performance during training
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelost, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist
Die erfindungsgemaße Vorrichtung besteht aus einem Miniatur-Radar- Geschwindgkeitsmeßgerat zur Bestimmung des zurück gelegten Weges und der aktuellen Geschwindigkeit aus einem Herzfrequenzmeßgerat zur Bestimmung der aktuellen Herzfrequenz und aus einer Rechnereinheit welche die Werte aus den Signalen der Radareinrichtung und dem Herzfrequenzmesser erfaßt und daraus die gewünschten Werte berechnet, wobei alle Komponenten in einer am Korper des Sportlers tragbaren Einrichtung zusammen gefaßt sindThis object is achieved by a method which has the features of claim 1 The device according to the invention consists of a miniature radar speed measuring device for determining the distance covered and the current speed, a heart rate measuring device for determining the current heart rate and a computer unit which detects the values from the signals of the radar device and the heart rate monitor and from them the desired values calculated, all components are combined in a portable device on the body of the athlete
Diese Einrichtung registriert selbständig folgende DatenThis facility independently registers the following data
• die aktuelle Geschwindigkeit, wahlweise in km/h, m/sec oder Meilen/h• the current speed, optionally in km / h, m / sec or miles / h
• den zurück gelegten Weg mittels Tageskilometerzahler oder Gesamtkilometerzahler, und• the distance traveled by means of a trip meter or a total trip meter, and
• die aktuelle Herzfrequenz über einen handelsüblichen EKG-genauen Pulssender• the current heart rate via a standard ECG-specific pulse transmitter
Aus diesen Daten kann neben der Durchschnittsgeschwindigkeit und der Maximaigeschwindigkeit, insbesondere auch die aktuelle Leistung (in Watt) und der Tagesenergieverbrauch (in kJ oder kcal) bestimmt werdenIn addition to the average speed and the maximum speed, these data can also be used to determine the current output (in watts) and the daily energy consumption (in kJ or kcal)
Selbstverständlich ist es möglich, die gespeicherten Daten in herkömmlicher Weise zur Durchfuhrung einer eingehenderen Analyse zu einer beliebigenOf course, it is possible to store the stored data in a conventional manner for any one
Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen, wobei diese Übertragung die Geschwindigkeit eines Schifahrers über mehrere Relaisstationen entlang der Piste direkt in ein Fernsehbild eingeblendet werden kannTo transmit data processing device, this transmission, the speed of a skier can be superimposed directly into a television picture via several relay stations along the slope
Die Vorteile des erfindungsgemaßen Verfahrens und der erfindungsgemaßen Vorrichtung bestehen dann, daß eine aktuelle Schwellenwertbestimmung durchgeführt werden kann, wobei der Sportler in seiner Laufgeschwindigkeit permanent über die Anzeigeeinrichtung der erfindungsgemaßen Vorrichtung gesteuert wird Dabei ist er vollkommen unabhängig vom Ort der Bestimmung des Schwellenwertes und kann diese Bestimmung völlig eigenständig und ohne fremde Hilfe oder Hilfseinrichtungen durchfuhren Sobald die anaerobe Schwelle überschritten wurde, beendet das Gerat den Test und teilt dem Sportler seine Geschwindigkeit und seine Herzfrequenz bei der anaeroben Schwelle mit Dabei dient die entsprechende Geschwindigkeit zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit und die entsprechende Herzfrequenz als Anhaltspunkt für die zukunftige TrainingsplanungThe advantages of the method and the device according to the invention are that a current threshold value determination can be carried out, the athlete's running speed being permanently controlled via the display device of the device according to the invention. He is completely independent of the location of the determination of the threshold value and can make this determination Carry out completely independently and without external help or auxiliary devices As soon as the anaerobic threshold has been exceeded, the device ends the test and informs the athlete of its speed and heart rate at the anaerobic threshold.The corresponding speed is used to assess the performance and the corresponding heart rate as a guide for future training planning
Darüber hinaus ist das Gerat in der Lage, die Steigung des Herzfrequenzverlaufes über die Geschwindigkeit als einen Index für den aktuellen Regenerationszustandes bzw die
Belastbarkeit des Sportler darzustellen Je nach Trainingsgestaltung der vergangenen Tage bzw Wochen ändert sich die Steigung des Herzfrequenzverlaufes Nähert sich ein Sportler dem "Übertraining so sinkt die maximale Herzfrequenz, die Ruhefrequenz steigt Als Folge flacht die Regressionsgerade ab Umgekehrt wird die Regressionsgerade wieder steiler nach einer Periode mit geringerem TrainingsumfangIn addition, the device is able to measure the gradient of the heart rate curve via the speed as an index for the current state of regeneration Depicting the resilience of the athlete The gradient of the heart rate curve changes depending on the training design of the past days or weeks. If an athlete approaches "overtraining, the maximum heart rate drops, the resting frequency increases. As a result, the regression line flattens out. Conversely, the regression line becomes steeper again after a period less training
Dieser Regenerations- bzw Belastbarkeitsindex kann auch ohne Überschreiten der anaeroben Schwelle errechnet werden Durch die Position der Regressionsgeraden (es werden drei bis fünf Herzfrequenzpunkte bei niedriger Geschwindigkeit ermittelt) kann auch eine mögliche Veränderung der Position der anaeroben Schwelle gegenüber dem letzten Test errechnet werden, ohne sie durchlaufen zu müssenThis regeneration or resilience index can also be calculated without exceeding the anaerobic threshold.The position of the regression line (three to five heart rate points are determined at low speed) can also be used to calculate a possible change in the position of the anaerobic threshold compared to the last test, without it to have to go through
Wird die maximale Herzfrequenz auf Basis der allgemein angewandten Faustformel (max Herzfrequenz = 220 - Lebensalter) oder aufgrund von anderen Erfahrungswerten in die Rechnereinheit eingegeben, kann auch auf Basis dieser Regressionsgeraden die anaerobe Schwelle mit einer akzeptablen Genauigkeit errechnet werden, ohne daß sich die Person jemals der Belastung, die anaerobe Schwelle durchlaufen zu müssen, aussetzen muß Dies ist besonders bei alteren bzw kranken Menschen von VorteilIf the maximum heart rate is entered into the computer unit based on the generally used rule of thumb (max heart rate = 220 - age) or based on other empirical values, the anaerobic threshold can also be calculated with an acceptable accuracy based on these regression lines, without the person ever having to the stress that must go through the anaerobic threshold. This is particularly advantageous in the elderly or sick people
Weiters kann, wenn zu Trainingsbeginn die Regressionsgerade ermittelt wurde, auch der Leistungsabfall gegenüber dem Trainingsbeginn berechnet und als Schutz vor einer Uberbelastung dargestellt werdenFurthermore, if the regression line was determined at the start of the training, the drop in performance compared to the start of the training can also be calculated and presented as protection against overload
Durch die Erhebung der tagesaktuellen maximalen Leistungsfähigkeit ohne die anaerobe Schwelle tatsächlich durchlaufen zu müssen, wird es möglich, wahrend eines längerenBy measuring the maximum daily performance without actually having to go through the anaerobic threshold, it becomes possible during a longer period
Trainingsprogrammes eine Leistungssteigerung ohne Uberbelastung des Organismus zu erreichen Die erfindungsgemaße Vorrichtung und das erfmdungsgemaße Verfahren haben ein sehr breites Anwendungsfeld Sie sind etwa für Leistungssportler, welche sich in ihremTraining program to achieve an increase in performance without overloading the organism The device according to the invention and the method according to the invention have a very wide field of application. They are for example for competitive athletes who are in their
Sport im Wesentlichen ohne Hilfsmittel fortbewegen geeignet Das sind Sportarten wie Laufsport, Schisport, Langlauf, Leichtathletik, Tennis, Fußball, Eishockey, EislaufenSuitable for moving sports essentially without aids. These are sports such as running, skiing, cross-country skiing, athletics, tennis, soccer, ice hockey, ice skating
Daneben kann sie auch vorteilhaft in der Sportdiagnostik zur Leistungsbeurteilung verwendet werden Besonders vorteilhaft ist sie in der Rehabilitation zur Registrierung undIn addition, it can also be used advantageously in sports diagnostics for performance evaluation. It is particularly advantageous in rehabilitation for registration and
Sichtbarmachung des Leistungsfortschrittes bzw zum Schutz vor einer möglichenVisualization of the progress of the service or to protect against a possible
Uberbelastung des Organismus Die Einrichtung wird anhand des folgenden Blockschaltbildes dargestellt Dann wird über einOverloading the organism The device is shown using the following block diagram
Mikrowellenmodul 1 eine Signal einer bestimmten Frequenz schräg zum Laufboden gerichtet Entsprechend des Doppler-Effektes erfahren die am Boden reflektierten
Mikrowellen eine zur Laufgeschwindigkeit lineare Frequenzverschiebung Über das aufgefangene Reflexionssignal wird im Mikrowellenmodul 1 über einen Mischer bzw Filter die Doppler-Frequenz ausgesondert In einem Signalaufbereitungsmodul 2 wird die Doppier- Frequenz verstärkt und gefiltert Die Eckfrequenzen der Filter können vom Benutzer frei wahlbar eingestellt werden Über die Beschrankung des Frequenzbereiches wird das Doppler-Signal auf einen bevorzugten Geschwindigkeitsbereich justiert Lauft der Sportler z B entlang einer Straße, so kann er verhindern, daß das Radargerat auch die vorbeifahrenden Autos erfaßt und somit Fehlmessungen einblendet bzw den zurückgelegten Weg verfälscht Wählt er in diesem Fall z B 25 km/h als obere Geschwindigkeitsgrenze, so sind die Storquellen auf der Straße eliminiert Nach der Filterung wird das Doppler-Signal über eine Schmitt-Trigger in ein Rechtecksignal gewandelt und dem Mikrokontroller 3 zugeführt Dann wird nach der FormelMicrowave module 1 a signal of a certain frequency directed obliquely to the walking floor. According to the Doppler effect, those reflected on the floor experience Microwaves a frequency shift linear to the running speed The Doppler frequency is separated out in the microwave module 1 by means of a mixer or filter via the collected reflection signal. The doubling frequency is amplified and filtered in a signal processing module 2. The corner frequencies of the filters can be freely set by the user via the restriction of the frequency range, the Doppler signal is adjusted to a preferred speed range. If the athlete, for example, runs along a street, he can prevent the radar device from also detecting the cars passing by, thus falsifying measurements or falsifying the distance covered, in this case, for example, he chooses 25 km / h as the upper speed limit, so the sources of interference on the road are eliminated. After filtering, the Doppler signal is converted into a square wave signal via a Schmitt trigger and fed to the microcontroller 3. Then the formula is used
fd = (( 2v0 x f0) / c) x cos α worin fd = Dopplerfrequenz c= Lichtgeschwindigkeit v0 = Laufergeschwindigkeit = Reflexionswinkel f0 = Sendefrequenzf d = ((2v 0 xf 0 ) / c) x cos α where f d = Doppler frequency c = speed of light v 0 = running speed = angle of reflection f 0 = transmission frequency
die aktuelle Geschwindigkeit bestimmt Aus der Anzahl der Rechteckimpulse kann der zurückgelegte Weg ermittelt werden In Block 4 werden die Herzfrequenzimpulse empfangen und Mikrokontroller 3 zur Berechnung der Herzfrequenz zugeführt Die Ergebnisse der Berechnungen im Mikrokontroller 3 können wahlweise auf der Anzeige 5 angezeigt werden Ein Signalgeber 6 und ein Eingabefeld 7 vervollständigen die erfindungsgemaße Einrichtung
the current speed is determined The distance traveled can be determined from the number of square-wave pulses. In block 4, the heart rate pulses are received and microcontroller 3 is fed in to calculate the heart rate. The results of the calculations in microcontroller 3 can optionally be shown on display 5. A signal generator 6 and on Input field 7 complete the device according to the invention
Claims
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
Verfahren zur Bestimmung der aktuellen physischen Leistungsfähigkeit von Personen bei dem die Herzfrequenz und die Bewegungsgeschwindigkeit laufend bestimmt wird dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsfähigkeit der Person in Form der anaeroben Schwelle mittels einer mobilen, am Korper der Person befestigten Vorrichtung, mit integrierter Herzfrequenzmesseinheit und Radareinheit zur Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit der Person durch langsames Heranfuhren und kontrolliertes Überschreiten der Schwelle ermittelt wirdMethod for determining the current physical performance of people in which the heart rate and the movement speed is continuously determined, characterized in that the performance of the person in the form of the anaerobic threshold by means of a mobile device attached to the body of the person, with an integrated heart rate measuring unit and radar unit for determination the speed of movement of the person is determined by slowly moving up and crossing the threshold in a controlled manner
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die physische Leistungsfähigkeit über einen längeren Zeitraum erfaßt wird und die Veränderung der Leistungsfähigkeit gegenüber einem früheren Zeitpunkt erfaßt wirdMethod according to Claim 1, characterized in that the physical performance is recorded over a longer period of time and the change in performance compared to an earlier point in time is recorded
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Leistung aus der berechneten Geschwindigkeit und dem eingegebenen Gewicht und dem Geschlecht der Person berechnet wirdMethod according to one of claims 1 or 2, characterized in that the instantaneous power is calculated from the calculated speed and the entered weight and gender of the person
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß aus den eingegebenen Werten aus der gemessenen Herzfrequenz und aus der berechnetenMethod according to one of claims 1 to 3, characterized in that from the entered values from the measured heart rate and from the calculated
Bewegungsgeschwindigkeit weitere relevante Werte wie insbesondere der Tagesenergieverbrauch, die aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit, die Durchschnittsgeschwindigkeit, die Maximaigeschwindigkeit und der zurückgelegte Weg berechnet und über eine Anzeigeeinrichtung angezeigt werdenMovement speed further relevant values such as in particular the daily energy consumption, the current movement speed, the average speed, the maximum speed and the distance traveled are calculated and displayed on a display device
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Große, die die Leistungsfähigkeit ausdruckt unmittelbar wahrend des Trainings errechnet und über eine Anzeigeeinrichtung angezeigt wirdMethod according to one of claims 1 to 4, characterized in that the size, which expresses the performance, is calculated directly during the training and is displayed on a display device
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Person wahrend des Trainings von der Recheneinheit gesteuerte optische und/oder akustische Signale übermittelt werden, welche abhangig von der gemessenen Herzfrequenz und Bewegungsgeschwindigkeit die Person zu einer Erhöhung oder Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit anleitet und daß die Recheneinheit diese Vorgaben permanent mit den aktuellen Meß- und Berechnungswerten vergleicht
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die Steigung der Regressionsgeraden durch einige Herzfrequenzpunkte bei niedriger Geschwindigkeit der Belastbarkeits- bzw Regenerationszustand einer Person ohne Überschreiten der anaeroben Schwelle berechnet wirdMethod according to one of Claims 1 to 5, characterized in that optical and / or acoustic signals which are controlled by the computing unit are transmitted to the person during the training and which, depending on the measured heart rate and speed of movement, guides the person to increase or decrease the speed of movement and that the computing unit permanently compares these specifications with the current measured and calculated values Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the resilience or regeneration state of a person is calculated without exceeding the anaerobic threshold via the slope of the regression line through a few heart rate points at low speed
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die Steigung der Regressionsgerade auch eine Veränderung der anaeroben Schwelle gegenüber der letzten Testdurchfuhrung ermittelt wirdMethod according to one of claims 1 to 6, characterized in that a change in the anaerobic threshold compared to the last test execution is also determined via the slope of the regression line
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die Herzfrequenz einer bestimmten Bewegungsgeschwindigkeit im Verhältnis zur Regressionsgeraden zu Trainingsbeginn der Leistungsabfall dargestellt wirdMethod according to one of claims 1 to 6, characterized in that the decrease in performance is shown via the heart rate of a certain movement speed in relation to the regression line at the beginning of the training
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die Regressionsgerade und die Eingabe einer maximalen Herzfrequenz die anaerobeMethod according to one of claims 1 to 6, characterized in that the anaerobic by the regression line and the input of a maximum heart rate
Schwelle berechnet wird, ohne diese durchlaufen zu müssenThreshold is calculated without having to go through it
Vorrichtung zur Bestimmung der aktuellen physischen Leistungsfähigkeit von Personen mit einem Sensor zur Erfassung der Herzfrequenz und einer Recheneinheit zur Bestimmung der anaeroben Schwelle, die die aktuelle physische Leistungsfähigkeit einerDevice for determining the current physical performance of people with a sensor for detecting the heart rate and a computing unit for determining the anaerobic threshold, the current physical performance of a
Person ausdruckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Person mitgefuhrtes Radargerat vorgesehen ist, das mit der Recheneinheit verbunden istPerson prints out, characterized in that a radar device carried by the person is provided, which is connected to the computing unit
Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß im Empfangsteil des Radargerates ein Filter vorgesehen ist, mit welchen Storsignale eliminiert werdenApparatus according to claim 11, characterized in that a filter is provided in the receiving part of the radar device with which interference signals are eliminated
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß weiters ein Speicher vorgesehen ist, der zur Aufnahme von Meßwerten und berechneten Großen über einen vorbestimmten Zeitraum bestimmt istDevice according to one of claims 11 or 12, characterized in that a memory is also provided which is intended for recording measured values and calculated variables over a predetermined period of time
Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, die die Große, welche die physische Leistungsfähigkeit der Person ausdruckt, und gegebenenfalls weitere Meß- oder Rechenwerte anzeigt
Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß weiters eine Eingabeeinheit vorgesehen ist, um Großen wie etwa Geschlecht, Alter oder Gewicht der Person einzugebenDevice according to one of claims 11 to 13, characterized in that a display device is provided which displays the size, which expresses the physical performance of the person, and, if appropriate, further measured or calculated values Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that an input unit is also provided for inputting sizes such as gender, age or weight of the person
Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß weiters ein Sender vorgesehen ist, um Meßwerte oder berechnete Werte von der Person zu einem externen Empfangsgerät übermittelt
Device according to one of claims 11 to 15, characterized in that a transmitter is further provided to transmit measured values or calculated values from the person to an external receiving device
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