DE102012220071A1 - Shoe with integrated pedometer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schuh (1) mit integriertem Schrittzähler und eine Vorrichtung zum Ermitteln und Übertragen von menschlichen Bewegungsinformationen. Bei dem Schuh (1) sind in der Schuhsohle (2) zumindest ein elektrische Energie erzeugendes Piezoelement (3) als Schrittsensor und ein von dem Piezoelement (3) mit elektrischer Energie versorgter Niedrigenergie-Funksender angeordnet.The invention relates to a shoe (1) with an integrated pedometer and a device for determining and transmitting human movement information. In the shoe (1), at least one piezoelectric element (3) generating electrical energy is arranged in the shoe sole (2) as a step sensor and a low-energy radio transmitter supplied with electrical energy by the piezo element (3).
Description
Die Erfindung betrifft einen Schuh mit integriertem Schrittzähler und eine Vorrichtung zum Ermitteln und Übertragen von menschlichen Bewegungsinformationen.The invention relates to a shoe with integrated pedometer and a device for determining and transmitting human movement information.
Bekannterweise werden zur Navigation und Positionsbestimmung von Personen Navigationssysteme eingesetzt, bei denen ein GPS-Signal ausgewertet wird. Bei Soldatensystemen ist es häufig erforderlich, ergänzend oder alternativ zu einem GPS-basierten System Schrittzähler einzusetzen. Aus der Anzahl der gemessenen Schritte multipliziert mit der durchschnittlichen persönlichen Schrittlänge lässt sich so eine zurückgelegte Wegstrecke berechnen.As is known, navigation systems are used for navigation and position determination of persons in which a GPS signal is evaluated. In soldier systems, it is often necessary to use pedometer addition or alternatively to a GPS-based system. From the number of steps measured multiplied by the average personal stride length can thus calculate a distance traveled.
Aus der
Aus der
Die bekannten Systeme für die Navigation und Positionsbestimmung von Personen unter Verwendung eines Schrittzählers benötigen für die Sensorik und die Elektronik zur Übertragung der Signale zu einer Auswerteeinheit eine Energieversorgung. Dadurch ergeben sich Nachteile durch Wartungsbedarf (Batteriewechsel oder Aufladen von Akkus), Größe und Gewicht der Energieversorgung, sowie Kosten.The known systems for navigation and position determination of persons using a pedometer need for the sensors and the electronics for transmitting the signals to an evaluation unit, a power supply. This results in disadvantages due to maintenance requirements (battery replacement or recharging of batteries), size and weight of the power supply, as well as costs.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schuh mit integriertem Schrittzähler sowie eine Vorrichtung zum Ermitteln und Übertragen von menschlichen Bewegungsinformationen bereitzustellen, die diese Nachteile nicht aufweisen.The invention is therefore based on the object to provide a shoe with integrated pedometer and a device for detecting and transmitting human motion information that does not have these disadvantages.
Diese Aufgabe wird durch einen Schuh gelöst, der in der Schuhsohle zumindest ein elektrische Energie erzeugendes Piezoelement als Schrittsensor und einen von dem Piezoelement mit elektrischer Energie versorgten Niedrigenergie-Funksender aufweist.This object is achieved by a shoe which has in the shoe sole at least one piezoelectric element generating electrical energy as a step sensor and a low-energy radio transmitter supplied with electrical energy by the piezoelectric element.
Eine Vorrichtung zum Ermitteln und Übertragen von menschlichen Bewegungsinformationen weist neben einem Schuh nach der Erfindung einen Funkempfänger auf, der außerhalb des Schuhs angeordnet ist.A device for determining and transmitting human movement information has, in addition to a shoe according to the invention, a radio receiver which is arranged outside the shoe.
Bevorzugt werden als Piezoelemente druckempfindliche Piezofolien verwendet.Preferably, pressure-sensitive piezofilms are used as piezo elements.
Die Verteilung mehrerer Piezoelemente in der Sohle, insbesondere in der Laufsohle und im Absatz des Schuhs, ermöglicht es, das Abrollverhalten des Fußes zu bestimmen. So kann neben der reinen Schrittzählung auch die Richtung der Schritte, ob vorwärts, rückwärts oder seitwärts, bestimmt werden, um den Positionsnäherungsfehler so gering wie möglich zu halten. Dies ist besonders vorteilhaft beim Einsatz in Soldatensystemen, da es erforderlich ist, soldatische Bewegungsmuster sehr genau zu bestimmen. Bevorzugt ist der Niederenergie-Funksender ein RFID-Sender.The distribution of several piezo elements in the sole, in particular in the outsole and in the heel of the shoe, makes it possible to determine the rolling behavior of the foot. Thus, in addition to the pure step count, the direction of the steps, whether forward, backward or sideways, can be determined in order to minimize the position approximation error. This is particularly advantageous when used in soldier systems, since it is necessary to determine military movement patterns very accurately. The low-energy radio transmitter is preferably an RFID transmitter.
Bevorzugte Vorrichtungen zur Ermittlung und Übertragen von menschlichen Bewegungsinformationen enthalten eine Auswerteeinheit, die weitere zur Navigation und Positionsbestimmung verwendete Sensoren enthält. Derartige Sensoren sind insbesondere GPS-Empfänger und Inertialsensoren (IMUs).Preferred devices for detecting and transmitting human motion information include an evaluation unit that contains other sensors used for navigation and position determination. Such sensors are in particular GPS receivers and inertial sensors (IMUs).
Die außerhalb des Schuhs angeordnete Auswerteeinheit weist bevorzugt eine eigene Energieversorgung, insbesondere einen Akku, auf, der ebenfalls außerhalb des Schuhs angeordnet ist und beispielsweise am Körper des Soldaten getragen wird.The evaluation unit arranged outside the shoe preferably has its own energy supply, in particular a rechargeable battery, which is likewise arranged outside the shoe and is worn, for example, on the soldier's body.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment. In the drawing show
Der in
Wie in den
Bei den bevorzugten Ausführungsformen nach
Die Verwendung mehrerer Piezofolien
Wenn der Schuh
Die Auswerteeinheit
Die Auswerteeinheit
In
Energie aus dem sensierten Prozess (nach der Erfindung aus Druck) wird von den Piezoelementen
Energy from the sensed process (according to the invention of pressure) is from the
Der Sender sendet die Signale über die erforderliche Reichweite (z. B. mehrere Meter) zu einem Funkempfänger, der sie an eine Signalauswertung weitergibt.The transmitter sends the signals over the required range (eg several meters) to a radio receiver, which forwards them to a signal evaluation.
Die Vorrichtung nach der Erfindung mit dem Piezoelement und dem Niedrigenergie-Funksender in der Schuhsohle hat mehrere Vorteile:
- – Es ist keine Batterie in der Schuhsohle erforderlich, daher ist das System wartungsfrei.
- – Die Vorrichtung weist ein geringeres Gewicht auf, das bei einem Soldatensystem vom Soldaten zu tragen ist.
- – Die Herstellkosten sind geringer, auch weil Komponenten verwendet werden können, die bereits in anderen technischen Gebieten eingesetzt werden.
- – Durch geeignete Anordnung mehrerer Piezoelemente in der Sohle kann die Abrolleigenschaft des Fußes bestimmt werden. Dies ermöglicht eine genauere Positionsbestimmung über die reine Schrittzählung hinaus.
- - There is no battery in the shoe sole required, so the system is maintenance free.
- - The device has a lower weight, which is to be worn in a soldier system by the soldier.
- - The manufacturing costs are lower, also because components can be used, which are already used in other technical fields.
- - By suitable arrangement of several piezoelectric elements in the sole, the Abrolligenschaft the foot can be determined. This allows a more accurate position determination beyond the pure step count.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 2011/0224915 [0004] US 2011/0224915 [0004]
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