AT512878B1 - Vorrichtung zur Lokalisierung und Unterscheidung von Objekten an Sensorgebieten - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Erfassen von Eigenschaften wenigstens eines Objekts wobei durch erste Elektrodenmittel (1) wenigstens ein Sensorgebiet (27) aufgespannt ist, durch wenigstens zwei zweite Elektrodenmittel (2,3,21,22) wenigstens zwei Aufenthaltsgebiete (5,6) aufgespannt sind, Messeinrichtung (32) für Impedanzen zwischen Elektrodenmitteln (1,2,3,21,22) (und Masse) sowie eine Auswerteeinheit (12), die dazu eingerichtet ist, anhand der Impedanzmesswerte Eigenschaften von Objekten (8) zu erfassen, enthalten sind. Beispielhafte Anwendungen stellen Sportarten dar, in denen die Aufenthaltsgebiete (5,6) Spielfeldhälften, Objekte (8) Spieler und das Sensorgebiete (27) die Grenzfläche zwischen den beiden Spielfeldhälften darstellen.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung eines Naheverhältnisses und Erfassung von Eigenschaften von Objekten.

STAND DER TECHNIK

[0002] Dem Stand der Technik sind verschiedene Technologien bekannt, welche zur Erkennung von Naheverhältnissen von Objekten im Zusammenhang mit Sensor- bzw. Aufenthaltsgebieten vorgeschlagen werden.

[0003] In US 2010141272 wird ein System beschrieben, welches die Annäherung/Berührung eines Objekts (z.B. Finger oder Stift) an ein Sensorgebiet (Oberfläche) erkennt und dem Objekt Flächenkoordinaten im Sensorgebiet zuweist. Die Lokalisierung funktioniert für unterschiedliche Objekte; deren Klassifikation ist nicht vorgesehen. Für die Zuweisung zu Koordinaten ist jene Position ausschlaggebend, an der das Objekt einen Schalter schließt und nicht das Aufenthaltsgebiet des Objekts.

[0004] In US 4398724 wird beispielsweise ein System zur Erkennung von Netzberührungen in verschiedenen Sportarten beschrieben, welches ein Hintergrundfeld, wie z.B. das elektrische Wechselfeld (verursacht durch z.B. Beleuchtungskörper), nutzt und die elektrisch leitfähige Verbindung eines Spielers mit einem Netz erkennt. Da zur Unterscheidung der Spielfeldseite, von der das Netz berührt wurde, zwei separate leitfähige Strukturen verwendet werden müssen, ist dieses System für viele Anwendungen, wie beispielsweise die meisten Ballsportarten, nicht oder nur begrenzt geeignet. Auch muss ein Hintergrundfeld, welches in beide Netze einkoppeln kann, vorhanden sein. Dies stellt beispielsweise ein Problem bei Sportarten, die im Freien ausgeübt werden (z.B. Beachvolleyball), dar.

[0005] Ein weiteres System zur Signalisierung des Kontaktes eines Volleyballspielers mit einem Volleyballnetz wird in CN 2399065 vorgestellt. Dieses System beherrscht keine Unterscheidung zwischen den Gebieten, aus denen die Berührung eines Sensorgebiets durchgeführt wird. Die Verwendung von Sensoren zur Messung der mechanischen Verformung eines Sensorgebiets durch Berührung (z.B. piezobasierte Drucksensoren) wird in JP 5208058 vorgeschlagen. Bei diesem System kann keine Unterscheidung zwischen verschiedenen Objekten (wie z.B. Ball und Spieler) erfolgen. Auch ist die Ermittlung des Aufenthaltsgebietes (z.B. Spielfeldseite), aus dem die Berührung vollzogen wurde, nicht möglich.

[0006] Kamerabasierte Systeme zur Lokalisierung von Objekten werden in zahlreichen Dokumenten beschrieben. Für die vorliegende Aufgabenstellung sind diese Systeme nachteilig, da die sehr geringen Abstände zwischen Objekten und Sensorgebieten aufgrund der regelbedingt erforderlichen großen Kameraabstände (typischerweise außerhalb des Spielfeldrandes) nicht ausreichend aufgelöst werden können sowie durch Verdeckung durch die zu erfassenden oder auch durch andere Objekte überhaupt nicht erfasst werden können. Zudem stellt die notwendige hohe zeitliche Auflösung in Verbindung mit einer aufwändigen Signalauswertung einen beträchtlichen technischen Aufwand dar.

AUFGABE DER ERFINDUNG

[0007] Die Erfindung hat die Aufgabe, das Aufenthaltsgebiet (entspricht einem begrenzten räumlichen, flächigen oder eindimensionalen Gebiet) zumindest eines Objekts zu ermitteln (zu lokalisieren), wenn dieses Objekt wenigstens teilweise in einem räumlichen Naheverhältnis mit einem Sensorgebiet steht, wobei zusätzlich eine Klassifizierung des Objekts erfolgen kann.

[0008] Unterschiedliche Bereiche des gleichen Objekts können sich (je nach Gestaltung der Sensorgebiete) zur gleichen Zeit in unterschiedlichen Aufenthaltsgebieten befinden. In diesem Fall ist es möglich, jenen Aufenthaltsbereich, in dem sich das Objekt zum größten Anteil bezüglich einer physikalischen Eigenschaft (mehrheitlich) befindet, zu ermitteln. Darunter ist beispielsweise der Anteil am Volumen des Objekts zu verstehen, der sich im jeweiligen Aufent haltsgebiete befindet, sofern es sich um ein Objekt mit homogenen, isotropen elektrischen oder magnetischen Eigenschaften handelt. Es ist auch möglich, dass Objekte anteilige Zuordnungen zu verschiedenen Aufenthaltsgebieten erhalten.

[0009] Ein räumliches Naheverhältnis im Sinne der Erfindung liegt vor, wenn der kleinste Abstand zwischen Objekt und Sensorgebiet einen anwendungsabhängigen Wert unterschreitet (z.B. ein Hundertstel der Länge eines Elektrodenmittels im Sensorgebiet), wobei diese Größe auch Null betragen kann (Berührung), oder das Objekt innerhalb eines Sensorgebiets liegt.

[0010] Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass in Sensorgebieten leitfähige Strukturen (erste Elektrodenmittel) eingebracht werden und elektrische Impedanzen zwischen diesen ersten Elektrodenmitteln und wenigstens zwei weiteren Elektrodenmitteln (zweite Elektrodenmittel), die typischerweise den Aufenthaltsgebieten zuzuordnen sind, ermittelt werden. Bei einem räumlichen Naheverhältnis (d.h. einem anwendungsabhängigen Abstand wie z.B. einem Hundertstel der Länge der Elektrodenmittel) wenigstens eines Teils des Objekts mit wenigstens einem Sensorgebiet erfolgt durch Auswertung der Impedanzen zwischen Elektrodenmitteln eine Zuordnung des Objekts zu einem oder mehreren Aufenthaltsgebieten (Lokalisierung).

[0011] Im Sinne der Erfindung wird also durch das erste Elektrodenmittel mit dem mit diesem Elektrodenmittel in einem räumlichen Naheverhältnis stehenden Bereich ein Sensorgebiet aufgespannt.

[0012] Weiters spannen zweite Elektrodenmitteln mit den ersten Elektrodenmitteln wenigstens zwei Aufenthaltsgebiete auf, die dadurch gekennzeichnet sind, dass Impedanzen zwischen ersten und zweiten Elektrodenmitteln durch Objekte in den Aufenthaltsgebieten beeinflusst werden.

[0013] Bereiche welche nicht zu den, von zweiten Elektrodenmitteln aufgespannten, Aufenthaltsgebieten gehören, werden als ein weiteres Aufenthaltsgebiet aufgefasst.

[0014] Durch eine vorteilhafte Anordnung der Elektrodenmittel wird bei einem räumlichen Naheverhältnis eines Sensorgebiets und wenigstens eines Teils eines Objekts, welches in seiner räumlichen Lokalisierung mehrheitlich einem Aufenthaltsgebiet zugeordnet werden kann, eine Impedanz zwischen ersten und zweiten Elektrodenmitteln signifikant stärker beeinflusst als andere Impedanzen zwischen anderen ersten und zweiten Elektrodenmitteln der Anordnung. Damit ist es möglich, einem räumlichen Naheverhältnis eines Objekts zu einem Sensorgebiet eines aus wenigstens zwei möglichen Aufenthaltsgebieten zuzuordnen. Impedanzen können auch als Admittanzen dargestellt werden (Admittanz entspricht Kehrwert der Impedanz). Eine Auswertung kann also auf Impedanzen oder Admittanzen basieren. Typischerweise ist der Betrag der Admittanzänderung durch ein räumliches Naheverhältnis zu einem Objekt zwischen ersten und zweiten Elektrodenmitteln für jenes Aufenthaltsgebiet am größten, in dem sich das Objekt zum mehrheitlichen Teil befindet.

[0015] Objekte beeinflussen die Impedanzen zwischen ersten und zweiten Elektrodenmitteln aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit und/oder Primitivität und/oder Permeabilität sowie ihrer geometrischen Form.

[0016] Die Anordnung kann weitere Elektrodenmittel beinhalten, die keine Funktion im Sinne eines ersten oder zweiten Elektrodenmittels besitzen. Derartige Elektrodenmittel können vorteilhaft zur Ausgestaltung des elektromagnetischen Feldes ausgeführt sein. Dadurch erhält die Beeinflussung der Impedanz bei Aufenthalt eines Objekts in einem entsprechenden Aufenthaltsgebiet bei einem räumlichen Naheverhältnis des Objekts mit einem Sensorgebiet eine höhere Signifikanz (d.h. Verringerung der Messunsicherheit bei der Ermittlung des Aufenthaltsgebiets des Objekts).

[0017] Es ist möglich, dass Elektrodenmittel in unterschiedlichen Betriebsweisen verwendet werden und beispielsweise durch Umschaltung zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche Aufgaben als erste, zweite oder weitere Elektrodenmittel übernehmen.

[0018] Es ist möglich, dass die Masse (auch Erde, Masse- oder Erdpotential) eine Funktion als ein erstes, zweites oder weiteres Elektrodenmittel übernimmt.

[0019] Eine Klassifizierung eines Objekts kann mittels verschiedenartiger Kombination von Betrag- und/oder Phasenwerten von Impedanzmesswerten erfolgen. Beispielsweise kann aus dem Zeitsignal (maximal erzielter Messwert und Vergleich mit Referenzdaten), Auswertung einer Kombination aus Messwerten von ersten und zweiten Elektrodenmitteln bei unterschiedlichen Messfrequenzen oder mittels Auswertung weiterer Messwerte erster oder zweiter Elektrodenmittel für jedes Aufenthaltsgebiet auf Eigenschaften des Objekts rückgeschlossen werden (Klassifizierung z.B. mittels Impedanztomographie). Die zusätzliche Information ist nützlich, da beispielsweise ein großes Objekt mit hoher Leitfähigkeit eine große Admittanzänderung bewirkt, während ein kleines Objekt mit geringer Leitfähigkeit bei gleichem räumlichem Naheverhältnis zum Sensorgebiet eine kleine Admittanzänderung hervorruft.

[0020] Die Ermittlung der Impedanz zwischen Elektrodenmitteln mittels einer Messeinrichtung kann mit Hilfe verschiedener Verfahren erfolgen. Beispielsweise können Ladungsverstärker, Trägerfrequenzverfahren, Sigma-Delta-Verfahren, Oszillatoren, Switched-Capacitor Verfahren usw. eingesetzt werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden dabei die leitfähigen Strukturen in den Sensorgebieten mit elektrischen Wechselsignalen beaufschlagt und die auf den weiteren Elektrodenmitteln influenzierten Ladungen gemessen, woraus die jeweiligen Impedanzen ermittelt werden können.

[0021] Eine Impedanzmessung im Sinne der Erfindung liegt also auch dann vor, wenn die ermittelten Messgrößen (z.B. elektrische Ladung) wesentlich von der Impedanz zwischen den Elektrodenmitteln beeinflusst werden. Wird nur ein einzelnes Sensorgebiet verwendet, können die Impedanzen zu den weiteren Elektrodenmitteln durch diese Messung zeitgleich ermittelt werden. Auch andere Verfahren zur zeitgleichen Auswertung wie beispielsweise Frequency Division Multiple Access (FDMA) können verwendet werden. Die einzelnen Teile der Messeinrichtung können dabei auch räumlich verteilt sein. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, Signalerzeugung und Messung räumlich zu trennen und zwischen diesen Einheiten eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsstrecke einzurichten.

[0022] Eine Weiterverarbeitung der Impedanzwerte kann in einer Auswerteeinheit oder in einer optionalen Steuereinheit erfolgen. Bei direkter Verarbeitung in der Auswerteeinheit werden die verarbeiteten Daten beispielsweise an eine Indikationseinheit weiter gesendet.

[0023] Die Zuordnung zu einem Aufenthaltsgebiet wird z.B. elektrisch (analog oder digital) oder optisch ausgegeben (signalisiert).

[0024] Die notwendige elektrische Energie für den Betrieb der Vorrichtung kann beispielsweise aus einem Energiespeicher oder durch Energiegewinnung aus der Umgebung gewonnen werden, um eine mobile Anwendung sowie eine potentialfreie Impedanzmessung (d.h. keine elektrisch gut leitfähige Verbindung zum Erdpotential) zu ermöglichen. Die Energiegewinnung kann beispielsweise durch Solarzellen oder durch Ausnutzung von Vibrationen beispielweise eines Ballsportnetzes erfolgen. Die gewonnene Energie kann in einem wieder aufladbaren Energiespeicher zwischengespeichert werden.

[0025] Eine beispielhafte Aufgabenstellung stellt die Erkennung von Regelverletzungen in der Sportart Volleyball (auch Beachvolleyball und ähnliche Sportarten) dar. Derartige Regelverletzungen können bestehen, wenn ein Spieler (oder gegebenenfalls ein Ball) in bestimmten Situationen das Netz (entspricht einem Sensorgebiet) berührt. Die Vorrichtung ermöglicht in diesem Fall eine Erkennung der Spielfeldseite (entspricht einem Aufenthaltsgebiet), von der aus die Regelverletzung (z.B. Berührung des Netzes durch mindestens einen Spieler) begangen wurde, wobei zusätzlich eine Klassifizierung (z.B. Ball oder Spieler) zur Verfügung gestellt werden kann. Der Spielablauf selbst und die Eigenschaften des Netzes werden durch die Vorrichtung nur so geringfügig verändert, dass keine oder nur geringe Regeländerungen notwendig sind.

[0026] In der Beispielanwendung „Erkennung von Regelverletzungen in der Sportart Volleyball" werden wenigstens drei Elektrodenmittel verwendet, um eine spielfeldseitenabhängige Annäherung und/oder Berührung (räumliches Naheverhältnis) eines Volleyballspielers und/oder des

Volleyballes an das Volleyballnetz zu detektieren. Die Anordnung dieser Elektrodenmittel kann im Netz und/oder Boden in verschiedenen Ausrichtungen (z.B. horizontal, vertikal, quer im Netz und/oder Boden) und verschiedenen Längen erfolgen, wobei sich mindestens ein Elektrodenmittel im Netz (entspricht einem Sensorgebiet) befindet.

[0027] Elektrodenmittel können beispielsweise leitfähige Bänder, Textilien mit integrierten leitfähigen Strukturen, leitfähige Beschichtungen und Ähnliches sein. Insbesondere für Sensorgebiete können Elektrodenmittel auch durch oder auf Touchscreens dargestellt werden.

[0028] Die Kommunikationsstrecke zwischen einer Auswerteeinheit und einer Indikationseinheit und/oder optionalen Steuereinheit kann drahtgebunden oder drahtlos aufgebaut sein. Eine drahtlose Kommunikationsstrecke ermöglicht eine vorteilhafte flexible Positionierung einer Indikationseinheit in der Nähe einer Auswerteeinheit oder in größerer Entfernung zur Auswerteeinheit, beschränkt durch die maximale Reichweite der drahtlosen Verbindung.

[0029] Eine vorteilhafte Ausführung einer Auswerteeinheit und/oder einer Messeinrichtung in der Beispielanwendung „Erkennung von Regelverletzungen in der Sportart Volleyball" kann auf einem oder in einem Netzpfosten montiert werden und besitzt Anschlüsse für Elektrodenmittel, eine Stromversorgung, falls kein Energiespeicher oder Energiegewinnung aus der Umgebung verwendet wird, und/oder Kommunikationsanschlüsse, falls eine drahtgebundene Verbindung zur Indikationseinheit verwendet wird. Eine solche Ausführung ermöglicht eine kurze Verbindung der Messeinrichtung mit Elektrodenmitteln im Netz und/oder Boden bei gleichzeitig geringfügiger Modifikation am Aufbau der Netzanlage.

[0030] Die Aufgabe einer Indikationseinheit besteht in der visuellen und/oder akustischen Signalisierung einer Annäherung und/oder Berührung eines Objekts (z.B. Spieler oder Ball) an/von wenigstens ein/einem Sensorgebiet (z.B. Netz). Eine Signalisierung kann visuell (beispielsweise durch einen Monitor und/oder Leuchtmittel wie Lampen oder LEDs) und/oder akustisch (beispielsweise mittels Lautsprechern und verschiedener Tonsignale für verschiedene Ereignisse) oder auch haptisch (beispielsweise durch Vibration einer Bedieneinheit) erfolgen.

[0031] Die Aufgabe einer optionalen Steuereinheit besteht in der Verarbeitung und/oder Speicherung der Daten einer Auswerteeinheit. Falls eine Verarbeitung der Daten in einer Steuereinheit erfolgt, werden die verarbeiteten Daten von der Steuereinheit drahtlos oder drahtgebunden an eine Indikationseinheit gesendet.

[0032] Ein wesentlicher Faktor für die Beeinflussung der Impedanz zwischen den Elektrodenmitteln ist die elektrische Kopplung zwischen Elektrodenmitteln der Sensorgebiete und Objekten, die in einem räumlichen Naheverhältnis stehen. Hier sind insbesondere die oberflächennahen Schichten des Objekts relevant. Es kann daher vorteilhaft sein, Oberflächen von Objekten mit speziellen Materialien auszustatten, die beispielsweise eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen. In der Beispielanwendung „Erkennung von Regelverletzungen in der Sportart Volleyball" ist die Verwendung von Handschuhen möglich, welche eine gute elektrische Leitfähigkeit (z.B. an der Oberfläche oder in der Struktur) aufweisen.

[0033] Die Verwendung derartiger Handschuhe ist vorteilhaft, z.B. wenn ein Spieler einen Schutzverband trägt, der aufgrund seiner elektromagnetischen Eigenschaften die elektrische Kopplung zwischen Spieler (Objekt) und Netz (Sensorgebiet) gegenüber der elektrischen Kopplung zwischen einem Spieler ohne Schutzverband und Netz verändern würde.

AUFZÄHLUNG DER ZEICHNUNGEN

[0034] Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen gemäß den Zeichnungen näher erläutert.

[0035] Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Anordnung von einem Sensorgebiet und drei Aufent haltsgebieten.

[0036] Fig.2 zeigt eine beispielhafte Anordnung von Elektrodenmitteln für zwei unterscheidba re Aufenthaltsgebiete in Seitenansicht.

[0037] Fig.3 zeigt eine beispielhafte Anordnung von Elektrodenmitteln für zwei unterscheidba re Aufenthaltsgebiete gemäß Fig.2 in Draufsicht.

[0038] Fig.4 zeigt ein beispielhaftes Blockschaltbild mit den Funktionseinheiten der Vorrich tung und ihren Verbindungen zueinander.

[0039] Fig.5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Vorrichtung an einem Volleyballnetz in Vorderansicht.

[0040] Fig.6 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Vorrichtung an einem Volleyballnetz in Seitenansicht.

[0041] Fig.7 zeigt einen beispielhaften Verlauf gemessener Impedanzen für ein annäherndes

Objekt.

[0042] Fig.8 zeigt eine beispielhafte Anordnung, welche verformbare Elektrodenmittel, Sen sor- und Aufenthaltsgebiete beinhaltet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG UNTER VERWENDUNG DER BEZUGSZEICHEN IN DER ZEICHNUNG

[0043] Eine beispielhafte Anordnung eines Sensorgebietes 27 (entspricht hier dem Elektro-denmittel 1) und Aufenthaltsgebieten 5, 6, und 7 entsprechend der Erfindung ist in Fig.1 dargestellt. Das Sensorgebiet 27 besitzt eine flächige Ausdehnung (z.B. Oberfläche des Elektrodenmittels 1) kann aber auch räumlich ausgedehnt sein. In Fig.1 ist das Sensorgebiet 27 aufgrund der verwendeten Draufsicht als Linie dargestellt. Durch eine erfindungsgemäße Anordnung mit vier Elektrodenmitteln 1, 2, 3 und 4, in Draufsicht gezeigt, bestimmt eine Messeinrichtung 32 zumindest die Impedanzen zwischen den Elektrodenmitteln 1 und 2, 1 und 3 sowie 1 und 4. Durch die vorteilhafte Anordnung der Elektrodenmittel 1, 2, 3 und 4 ist es der Auswerteeinheit 12 möglich, ein räumliches Naheverhältnis des Objekts 8 an das Sensorgebiet 27 mit Hilfe der ermittelten Impedanzwerte der Messeinrichtung 32 zu bestimmen und das Aufenthaltsgebiet 6, in dem sich das Objekt 8 mehrheitlich befindet, aus den möglichen Aufenthaltsgebieten 5, 6, 7 zu bestimmen. Die Messeinrichtung 32 kann aus räumlich getrennten Einheiten 24 und 25 bestehen (z.B. Signalerzeugungseinheit und Messeinheit) welche über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsstrecke 18 miteinander verbunden sind.

[0044] Fig.2 und Fig.3 zeigen eine erfindungsgemäße Anordnung von ersten und zweiten Elektrodenmitteln 1, 2, 3 sowie einem weiteren Elektrodenmittel 9 in Seitenansicht (Fig.2) und in Draufsicht (Fig.3). Hierbei werden die Impedanzen 31 und 30 zwischen den Elektrodenmitteln 1 und 2 sowie den Elektrodenmitteln 1 und 3 von der Messeinrichtung 32 bestimmt. Durch die vorteilhafte Anordnung der Elektrodenmitteln 1, 2, 3 ergibt sich, bei einem räumlichen Naheverhältnis eines Objekts 8 (z.B. eine Person mit ausgestreckter Hand), das mehrheitlich dem Aufenthaltsgebiet 6 zugeordnet werden kann, mit dem Sensorgebiet 27, eine im Vergleich zur Änderung der Impedanz 31 zwischen den Elektrodenmitteln 1 und 2 signifikante Änderung der Impedanz 30 zwischen den Elektrodenmitteln 1 und 3 (vgl. auch Fig.7). Bei den Aufenthaltsgebieten 6 und 7 kann es sich beispielsweise um zwei Spielfeldhälften handeln. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, nicht nur das räumliche Naheverhältnis des Objekts 8 an das Sensorgebiet 27 zu bestimmen, sondern auch das Objekt 8 dem Aufenthaltsgebiet 6, in dem sich das Objekt 8 mehrheitlich befindet, zuzuordnen. Mit Hilfe der Bestimmung der Impedanzen 30 und 31 durch die Messeinrichtung 32 ist es der Auswerteeinheit 12 auch möglich, verschiedene Objekte hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften (z.B. Leitfähigkeit), die die gemessene Impedanz beeinflussen, zu unterscheiden.

[0045] Durch die vorteilhafte Anordnung und Beaufschlagung des weiteren Elektrodenmittels 9 mit einem geeigneten elektrischen Signal kann der Unterschied der Impedanzen 30 (zwischen Elektrodenmittel 1 und 3) und der Impedanz 31 (zwischen Elektrodenmittel 1 und 2) in Bezug auf ein Objekt 8 im Aufenthaltsgebiet 6, das in einem räumlichen Naheverhältnis zum Sensorgebiet 27 steht, erhöht werden. Auch können weitere Elektrodenmittel für Shielding-Verfahren (z.B. Active Guarding) verwendet werden. Eine Auswerteeinheit 12 ist, durch die Bestimmung der Impedanzen 31 und 30 zwischen den Elektrodenmitteln 1 und 2 sowie zwischen den Elekt rodenmitteln 1 und 3 mittels der Messeinrichtung 32, in der Lage, Objekte mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften zu unterscheiden. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Ob-jektkategorisierung.

[0046] Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht beispielsweise aus den in Fig.4 dargestellten Einheiten. Die Energieversorgung 10 bezieht die Energie aus einer Energiequelle 11 beispielsweise über eine drahtgebundene Verbindung 16. Die Energiequelle 11 stellt zum Beispiel eine externe Spannungsquelle, einen (wiederaufladbaren) Energiespeicher oder die Energie aus der Umgebung (z.B. Energy Harvesting aus Sonneneinstrahlung) dar. Die Energieversorgung 10 versorgt die Auswerteeinheit 12, die Messeinrichtung 32 und die Indikationseinheit 14 mit elektrischer Energie. Da die Energie aus der Umgebung meistens nicht kontinuierlich zur Verfügung steht, kann ein Energiespeicher von der Energieversorgung 10 zum Zwischenspeichern der gewonnenen Energie verwendet werden.

[0047] Die Messeinrichtung 32 bestimmt die Impedanzen zwischen ersten und zweiten Elektro-denmitteln 1,2, 3, 4, 21,22 (beispielsweise Impedanzen 31 und 30 zwischen Elektrodenmittel 1 und 2 sowie zwischen Elektrodenmittel 1 und 3), und ist mit der Auswerteeinheit 12 (beispielsweise ein Mikroprozessor oder ein digitaler Signalprozessor) verbunden. Die Ergebnisse der Auswerteeinheit 12 können einer Indikationseinheit 14 über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsstrecke 18 zugeführt werden. Alternativ kann die Auswerteeinheit 12 die bestimmten Impedanzen an eine optionale Steuereinheit 15 über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsstrecke 18 zur Weiterverarbeitung weiterleiten.

[0048] In der optionalen Steuereinheit 15 werden die bestimmten Impedanzen verarbeitet und die Ergebnisse (z.B. Berührung, Seitenanzeige) an die Indikationseinheit 14 über die Kommunikationsstrecke 18 drahtgebunden oder drahtlos übermittelt. Auch ist eine Speicherung der bestimmten Impedanzen in der optionalen Steuereinheit 15 für eine spätere Auswertung möglich. Eine Indikationseinheit 14 erhält also die verarbeiteten Daten (Ergebnisse) von der Auswerteeinheit 12 oder der optionalen Steuereinheit 15.

[0049] Die verarbeiteten Daten enthalten Informationen über ein räumliches Naheverhältnis eines oder mehrerer Objekte 8, bestimmte Eigenschaften (z.B. Größe) der Objekte 8 sowie das oder die Aufenthaltsgebiete 5, 6, 7 aus denen sich das Objekt 8 angenähert hat oder ausgehend von welchem Aufenthaltsgebiet 5, 6, 7 das räumliche Naheverhältnis zum Sensorgebiet (z.B. Berührung) begründet wurde. Die Indikationseinheit 14 dient dem Signalisieren der erhaltenen Daten von der Auswerteeinheit 12 und/oder optionalen Steuereinheit 15. Diese Signalisierung kann beispielsweise akustisch (z.B. Lautsprecher) und/oder visuell (z.B. Lampen oder Monitor) und/oder haptisch (z.B. Vibrationen einer Bedieneinheit) erfolgen.

[0050] Eine konkrete Anwendung ist in Fig.5 in Vorderansicht und Fig.6 in Seitenansicht gezeigt. Die Elektrodenmittel 1, 2 und 3 sind auf einem Volleyballnetz 19 angebracht. Die Elektrodenmittel 21 und 22 sind im Boden 28 und/oder in den Bodenlinien 29 in einer bestimmten Entfernung zum Volleyballnetz 19 integriert. Die Elektrodenmittel 1, 2, 3, 21 und 22 sind mit der Messeinrichtung 32 welche auf einem Netzpfosten 20 befestigt ist, verbunden. Eine Indikationseinheit 14, welche auf einem Netzpfosten 20 montiert ist, ist über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsstrecke 18 mit der Auswerteeinheit 12 verbunden. Die Auswerteeinheit 12 ist über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsstrecke 18 mit der Messeinrichtung 32 verbunden.

[0051] Die Messeinrichtung 32 bestimmt die Impedanzen zwischen den Elektrodenmitteln 1, 2, 3, 21 und 22 und die Auswerteeinheit 12 berechnet daraus die nötigen Daten, welche an die Indikationseinheit 14 weitergeleitet werden. Die Indikationseinheit 14 zeigt beispielsweise an, ob das Objekt 8 (z.B. Spieler oder Ball) das Volleyballnetz 19 berührt hat und aus welcher Spielfeldhälfte (entspricht hier Aufenthaltsgebiet 5 oder 6) dies stattgefunden hat. Durch die mögliche Objektkategorisierung kann das Objekt 8 auch als Spieler oder Ball unterschieden werden. Damit unterstützt die erfindungsgemäße Vorrichtung z.B. den Schiedsrichter bei der Bewertung (z.B. Entscheidung über Regelverletzung) des Spielablaufes (z.B. Netzberührung durch Objekt 8).

LISTE DER BEZUGSZEICHEN 1,2, 3, 4, 21,22 Erste und zweite Elektrodenmittel 5, 6, 7 Aufenthaltsgebiet 8 Objekt 9 Weitere Elektrodenmittel 10 Energieversorgung 11 Energiequelle 12 Auswerteeinheit 14 Indikationseinheit 15 Steuereinheit 16 Verbindung zur Energieübertragung 18 Verbindung zur Datenübertragung 19 Netz 20 Netzpfosten 24, 25 Räumlich getrennte Einheiten der Messeinrichtung 26 Räumliches Naheverhältnis 27 Sensorgebiet 28 Boden 29 Bodenlinien 30 Impedanz zwischen Elektrodenmitteln 1 und 3 31 Impedanz zwischen Elektrodenmitteln 1 und 2 32 Messeinrichtung

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Erfassen von Eigenschaften wenigstens eines Objekts, bei welcher mit Hilfe von Elektrodenmitteln zumindest ein Sensorgebiet aufgespannt wird und eine Messeinrichtung (32) für Impedanzen zwischen Elektrodenmitteln (1, 2, 3, 21, 22) sowie eine Auswerteeinheit (12) vorgesehen sind, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, anhand der Impedanzmesswerte, welche durch wenigstens ein Objekt beeinflusst werden, Eigenschaften von Objekten (8) zu erfassen, die in einem räumlichen Naheverhältnis (26) zu einem Sensorgebiet (27) stehen, dadurch gekennzeichnet, dass durch erste Elektrodenmittel (1) wenigstens ein Sensorgebiet (27) aufgespannt ist, durch wenigstens zwei zweite Elektrodenmittel (2, 3, 21, 22) wenigstens zwei Aufenthaltsgebiete (5, 6) aufgespannt sind, und die Auswerteeinheit weiters dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Objekt (8) wenigstens einem Aufenthaltsgebiet (5, 6, 7) zuzuordnen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (12) dazu eingerichtet ist, ein räumliches Naheverhältnis (26), anhand von gemessenen Impedanzen wenigstens eines Objekts (8) zu wenigstens einem Sensorgebiet (27) zu ermitteln.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (12) dazu eingerichtet ist, anhand von wenigstens zwei gemessenen Impedanzen und wenigstens einem ermittelten räumlichen Naheverhältnis, wenigstens ein Objekt (8) wenigstens einem Aufenthaltsgebiet (5, 6, 7) zuzuordnen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (12) dazu eingerichtet ist, eine Objektklassifizierung anhand gemessener Impedanzen durchzuführen und das Klassifizierungsergebnis akustisch, visuell oder haptisch zu signalisieren oder maschinell weiter zu verarbeiten.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensorgebiet (27) in/auf/mittels einem/eines Touch-Screen(s) realisiert ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächen von Objekten (8) durch Änderung ihrer Impedanz wenigstens teilweise dazu eingerichtet sind, elektrische Kopplungen zu Sensorgebieten um wenigstens 1% zu erhöhen.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass Elektrodenmittel (1, 2, 3, 4, 21, 22) in Netzbändern, Netz (19), Netzpfosten (20), Boden (28) und Bodenlinien (29) eines Spielfeldes integriert sind.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufenthaltsgebiete durch Spielfeldhälften eines Volleyballfeldes dargestellt werden.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (12) dazu eingerichtet ist, eine Unterscheidung zwischen wenigstens einer Person und/oder wenigstens einem Ball vorzunehmen.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Indikationseinheit (14) zur optischen, akustischen oder haptischen Übermittlung der ermittelten Informationen an Schiedsrichter, Spieler oder Publikum vorgesehen ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen