WO2011067039A1 - Bewegungsmonitor sowie verwendung - Google Patents

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Frank Barth
Christian Maeurer
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Robert Bosch Gmbh
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    • G16H20/30—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to physical therapies or activities, e.g. physiotherapy, acupressure or exercising

Definitions

  • the invention is based on a motion monitor which has at least one sensor for determining location information and at least one sensor for determining the acceleration.
  • a motion monitor which has at least one sensor for determining location information and at least one sensor for determining the acceleration.
  • Such a motion monitor is known from JP-10153442-A.
  • pedometers that reduce the number of daily steps.
  • these devices are only of limited use, as they often incorrectly measure and can not distinguish between movement patterns (running, walking, climbing stairs, cycling, etc.).
  • WO 2007/000 282 A2 a method is known, which determines the energy conversion of a person during movement on the basis of an acceleration sensor and a temperature sensor. The type of movement is also recorded there.
  • an acceleration sensor and a gyroscope are provided to detect the type of movement by measuring the angle and the speed of the leg.
  • d. H. it is provided in addition to at least one sensor for determining location information and at least one sensor for determining acceleration and height differences, movement pattern, z. As climb stairs, cycling and other operations that are largely done without steps, are better detected than with
  • Motion monitors based solely on inertial sensors. It is thus a classification of states of motion possible, which provides a more realistic picture of the energy sales.
  • the inventive combination of sensors data are provided that are not supplied by conventional motion monitors such as acceleration, exact distance, height difference. This allows the construction of motion monitors, which are not necessarily dependent on the use of inertial sensors.
  • a sensor for the location information may preferably be provided a GPS sensor or the evaluation of GSM network information. In conjunction with the evaluation of the acceleration, much more precise results
  • a pressure sensor is advantageously provided, which provides very precise values in conjunction with the location information provided.
  • a time-cumulative motion activity can be determined.
  • Motion Monitor thus receives a corresponding display always reliable feedback on its actual previous activity, eg. B.
  • the wearer can gain information that was previously beyond the capabilities of motion monitors: altitude or acceleration.
  • the acceleration is very important to infer the converted (burnt) energy.
  • the burned energy increases quadratically with the acceleration. Therefore, a cyclist who consumes fast
  • Mobile phone or a PDA to integrate.
  • the local electronics can be used to obtain the location information.
  • the display can also be used with. Due to the great acceptance of these devices, the willingness to actually use the motion monitor also increases. These devices can, for example, easily avoid the user's daily activity or the instantaneous value of his energy turnover. It is also possible that a mobile operator offers an additional paid service, which provides the user with the data in a prepared form
  • Movement sensor shows embodiments of the invention will be explained in more detail. Embodiments of the invention
  • FIG. 1 shows a movement monitor with various sensors 1, 2, 3, 4, which are connected to a linking and evaluation unit 5. The result of the linkage and evaluation is forwarded to a display 6 or other module for reporting the energy turnover on movement to the wearer of the motion monitor.
  • the sensor 1 for determining the location information may be a GPS (Global Positioning System) sensor, as it is used today in navigation devices. This GPS information is almost ubiquitously available. In addition to the GPS system, these can
  • the GPS system provides very accurate information about the location, speed, acceleration and altitude. Furthermore, to determine the location information, the speed and acceleration, the speed and acceleration, the speed and acceleration,
  • Network information from mobile networks using the sensor 2 are used to track a movement of a mobile phone.
  • the height can only be determined very roughly here.
  • a more precise height information is provided by a pressure sensor 3, preferably an absolute pressure sensor. This provides a well-resolved altitude information and can be such.
  • B. increase the recognition of stairs or allow the run on an inclined plane.
  • the sensor 4 is an inertial sensor.
  • a very reliable motion monitor can be created, in particular by redundancy validation of the physical variables measured with different sensors.
  • a classification of the movement type with respect to movement patterns can be made.
  • Each movement type is then assigned as a function of predetermined combustion values, which can also take into account individual-individual parameters such as weight and the physical parameters such as distance traveled, height difference, acceleration, time-cumulative movement activities corresponding to the energy conversion, z. B. the daytime activity of a person.
  • the display 6 can represent the state of motion and / or the time-accumulated movement activity as a measure of the energy expenditure. It can of course also be another feedback to the wearer of the motion sensor, such. B. a voice output according to a conventional navigation device.

Abstract

Bei einem Bewegungsmonitor wird neben mindestens einem Sensor zur Ermittlung von Ortsinformationen (1, 2) mindestens ein Sensor (1, 2, 3, 4) zur Ermittlung von Beschleunigung und Höhendifferenzen vorgesehen. Diese Sensoren (1, 2, 3, 4) sind derart verknüpft, dass sie zur Ermittlung des Energieumsatzes bei einer Bewegung geeignet sind.

Description

Beschreibung Titel
Bewegungsmonitor sowie Verwendung Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Bewegungsmonitor, der mindestens einen Sensor zur Ermittlung von Ortsinformationen und mindestens einen Sensor zur Ermittlung der Beschleunigung aufweist. Ein solcher Bewegungsmonitor ist bekannt aus der JP-10153442-A.
Bewegungsmangel ist ein Grundproblem, welches eng mit dem modernen Lebensstil verbunden ist. Aus diesem Grunde versucht man, Menschen zu motivieren, sich frühzeitig ausreichend zu bewegen. Dies sollte bereits im frühen Erwachsenenalter erfolgen. Motivieren lassen sich Menschen vor allem dann sehr gut, wenn sie eine zeitnahe, möglichst sofortige Rückmeldung über den Bewegungserfolg erhalten. Daher gab es beispielsweise vom
Bundesgesundheitsministerium den Ansatz, Personen mit einfachen
Schrittzählern auszustatten, die die Anzahl der täglich gemachten Schritte rückmeiden. Diese Geräte sind jedoch nur bedingt geeignet, da sie oft falsch messen und nicht zwischen Bewegungsmustern unterscheiden können (rennen, gehen, Treppen steigen, Rad fahren, etc.).
Aus der WO 2007/000 282 A2 ist ein Verfahren bekannt, welches aufgrund eines Beschleunigungssensors und eines Temperatursensors den Energieumsatz einer Person bei Bewegung ermittelt. Auch die Art der Bewegung wird dort erfasst. Bei der JP-2000325329-A sind ein Beschleunigungssensor und ein Gyroskop vorgesehen, um durch Winkelmessung und Geschwindigkeit des Beines festzustellen, welche Bewegungsart vorliegt.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Mit den Maßnahmen des Anspruchs 1, d. h. es ist neben mindestens einem Sensor zur Ermittlung von Ortsinformationen auch mindestens ein Sensor zur Ermittlung von Beschleunigung und Höhendifferenzen vorgesehen, können Bewegungsmuster, z. B. Treppen steigen, Rad fahren und andere Betätigungen, die weitgehend ohne Schritte erfolgen, besser detektiert werden als mit
Bewegungsmonitoren, die allein auf Inertialsensoren basieren. Es ist damit eine Klassifizierung von Bewegungszuständen möglich, die ein realistischeres Bild über den Energieumsatz liefert.
Durch die erfindungsgemäße Kombination der Sensoren werden Daten zur Verfügung gestellt, die von üblichen Bewegungsmonitoren nicht geliefert werden wie Beschleunigung, exakte Wegstrecke, Höhendifferenz. Dies ermöglicht den Aufbau von Bewegungsmonitoren, die auf den Einsatz von Inertialsensoren nicht unbedingt angewiesen sind.
Als Sensor für die Ortsinformation kann vorzugsweise ein GPS-Sensor oder die Auswertung von GSM- Netzinformationen vorgesehen sein. In Verbindung mit der Auswertung der Beschleunigung ergeben sich hier viel genauere
Beschleunigungswerte als mit einem herkömmlichen Inertialsensor
(Drehratensensor, Beschleunigungssensor).
Als Sensor für die Höhendifferenz wird vorteilhaft ein Drucksensor vorgesehen, der in Verbindung mit der zur Verfügung gestellten Ortsinformation sehr präzise Werte liefert.
Vorteilhaft ist es, die Ausgangssignale der Sensoren mittels einer Verknüpfungsund Bewertungseinheit so zusammenzuführen, dass eine Klassifizierung des Bewegungszustandes nach Bewegungsmustern möglich ist. Aus dieser
Klassifizierung und den Ausgangssignalen der Sensoren kann eine zeitlich aufsummierte Bewegungsaktivität ermittelt werden. Ein Träger des
Bewegungsmonitors erhält damit über eine entsprechende Anzeige stets eine zuverlässige Rückmeldung über seine tatsächliche bisherige Aktivität, z. B.
seiner Tages-Aktivität. Die exakte Ermittlung der Aktivität ist essentiell für eine hohe Akzeptanz des Trägers für das Gerät. Nur so erhöhen sich die
Erfolgsaussichten für eine Verhinderung oder Reduktion von Bewegungsmangel.
Weiterhin kann der Träger Informationen gewinnen, die bisher außerhalb der Möglichkeiten der Bewegungsmonitore lagen: Höhe oder aber Beschleunigung. Insbesondere die Beschleunigung ist sehr wichtig, um auf die umgesetzte (verbrannte) Energie rückzuschließen. Die verbrannte Energie steigt quadratisch mit der Beschleunigung. Daher verbraucht ein Radfahrer, der schnell
beschleunigt, in der Beschleunigungsphase deutlich mehr Energie als jemand, der langsamer beschleunigt. Das Ergebnis seines Bemühens um schnelle Beschleunigung steht dem Träger so unmittelbar zur Verfügung.
Es ist vorteilhaft, den Bewegungsmonitor in ein Navigationsgerät, ein
Mobiltelefon oder ein PDA zu integrieren. Dadurch kann die dortige Elektronik zur Gewinnung der Ortsinformation mit benutzt werden. Auch die Anzeige kann mit benutzt werden. Wegen der großen Akzeptanz dieser Geräte steigt auch die Bereitschaft, den Bewegungsmonitor auch tatsächlich zu benutzen. Diese Geräte können dem Nutzer beispielsweise seine Tages-Aktivität oder den momentanen Wert seines Energieumsatzes auf einfache Weise rückmeiden. Es ist auch möglich, dass ein Mobilfunkbetreiber einen zusätzlichen kostenpflichtigen Service anbietet, der diese Daten dem Nutzer in aufbereiteter Form zur
Verfügung stellt.
Zeichnung
Anhand der Figur 1, die ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen
Bewegungssensors zeigt, werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Ausführungsformen der Erfindung
Die Figur 1 zeigt einen Bewegungsmonitor mit verschiedenen Sensoren 1, 2, 3, 4, die an eine Verknüpfungs- und Bewertungseinheit 5 angeschlossen sind. Das Ergebnis der Verknüpfung und Bewertung wird an eine Anzeige 6 oder ein sonstiges Modul zur Rückmeldung des Energieumsatzes bei Bewegung an den Träger des Bewegungsmonitors weitergeleitet. Der Sensor 1 zur Ermittlung der Ortsinformation kann ein GPS (Global Positioning System)-Sensor sein, wie er heutzutage in Navigationsgeräten eingesetzt wird. Diese GPS-lnformationen sind fast ubiquitär verfügbar. Neben dem GPS-System können diese
Ortsinformationen auch über das in Kürze verfügbare Galileo-System gewonnen werden. Das GPS-System liefert sehr genaue Informationen über den Ort, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Höhe. Weiterhin können zur Ermittlung der Ortsinformation, der Geschwindigkeit und Beschleunigung die
Netzinformationen von Mobilfunknetzen mittels des Sensors 2 herangezogen werden, um eine Bewegung eines Mobiltelefons nachzuvollziehen. Die Höhe ist hier jedoch nur sehr grob zu ermitteln. Eine präzisere Höheninformation liefert ein Drucksensor 3, vorzugsweise ein Absolutdrucksensor. Dieser stellt eine gut aufgelöste Höheninformation zur Verfügung und kann so z. B. das Erkennen von Treppen steigen oder dem Lauf auf einer schiefen Ebene ermöglichen. Der Sensor 4 ist ein Inertialsensor. Durch geeignete Verknüpfung der
Ausgangssignale dieser Sensoren 1 bis 4 mittels der Einheit 5 kann ein sehr zuverlässiger Bewegungsmonitor geschaffen werden, insbesondere durch Redundanzvalidierung der mit unterschiedlichen Sensoren gemessenen physikalischen Größen. Durch eine geeignete Bewertung durch die Einheit 5 kann eine Klassifizierung der Bewegungsart hinsichtlich Bewegungsmustern vorgenommen werden. Jeder Bewegungsart werden dann in Abhängigkeit vorgegebener Verbrennungswerte, die auch personenindividuelle Parameter wie Gewicht berücksichtigen können und der physikalischen Parameter wie zurückgelegte Strecke, Höhendifferenz, Beschleunigung, zeitlich aufsummierte Bewegungsaktivitäten zugeordnet, die dem Energieumsatz entsprechen, z. B. der Tages-Aktivität einer Person.
Wenn alle Sensoren 1 bis 4 vorgesehen sind und auch ausgewertet werden, kann ein sehr zuverlässiger Energieumsatz ermittelt werden. Es kann auch auf Sensoren, wie beispielsweise den üblicherweise verwendeten Inertialsensor, vollständig verzichtet werden.
Die Anzeige 6 kann den Bewegungszustand und/oder die zeitlich aufsummierte Bewegungsaktivität als Maß für den Energieumsatz darstellen. Es kann natürlich auch eine sonstige Rückmeldung an den Träger des Bewegungssensors erfolgen, wie z. B. eine Sprachausgabe entsprechend einem herkömmlichen Navigationsgerät.

Claims

Ansprüche
1. Bewegungsmonitor, der neben mindestens einem Sensor zur Ermittlung von Ortsinformationen (1, 2) auch mindestens einen Sensor (1, 2, 3, 4) zur Ermittlung von Beschleunigung und Höhendifferenzen aufweist, wobei diese Sensoren (1, 2, 3, 4) derart verknüpft sind, dass sie zur Ermittlung des Energieumsatzes bei einer Bewegung geeignet sind.
2. Bewegungsmonitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein GPS-Sensor (1) für zumindest die Ermittlung der Ortsinformationen vorgesehen ist.
3. Bewegungsmonitor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor für zumindest die Ermittlung der Ortsinformationen (2) eine GSM- Netzinformation vorgesehen ist.
4. Bewegungsmonitor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass als Sensor für die Beschleunigung ein Inertialsensor (4) vorgesehen ist.
5. Bewegungsmonitor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass als Sensor für die Höhendifferenz ein Drucksensor (3) vorgesehen ist.
6. Bewegungsmonitor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Verknüpfungs- und Bewertungseinheit (5) für die Ausgangssignale der Sensoren (1, 2, 3, 4) derart vorgesehen ist, dass eine Klassifizierung des Bewegungszustandes nach Bewegungsmustern vorgesehen ist.
7. Bewegungsmonitor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfungs- und Bewertungseinheit (5) derart ausgebildet ist, dass aus der Klassifizierung und den Ausgangssignalen der Sensoren (1, 2, 3, 4) eine zeitlich aufsummierte Bewegungsaktivität ermittelbar ist.
8. Bewegungsmonitor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsmonitor eine Anzeige (6) des Bewegungszustandes und/oder der zeitlich aufsummierten Bewegungsaktivität aufweist.
9. Bewegungsmonitor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Bewegungsmonitor in ein Navigationsgerät, ein Mobiltelefon und/oder ein PDA integriert ist.
10. Verwendung des Bewegungsmonitors nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Ermittlung des Energieumsatzes einer Person.
PCT/EP2010/066204 2009-12-04 2010-10-27 Bewegungsmonitor sowie verwendung WO2011067039A1 (de)

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