專利名稱：用于固定在生物上的狀態(tài)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于固定在生物上、尤其是人上以檢測生物身體的位置狀態(tài)的狀態(tài)檢測裝置。此外建議一種相應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
多年以來，生物、尤其是人的運(yùn)動檢測在體育、健康(Wellness)、健身(Fitness) 的范圍內(nèi)以及尤其是在醫(yī)療中，例如在診斷、治療和康復(fù)時越來越重要。在此，例如公知在體育和健身領(lǐng)域內(nèi)測量運(yùn)動時間和步數(shù)或步序列的系統(tǒng)，如例如在W01998058236中所建議的。此外，尤其是在醫(yī)療領(lǐng)域中感興趣的有行程參數(shù)，如踩踏時間、左側(cè)/右側(cè)的行程對稱性以及著地力，其中目前可以買到具有軟件的運(yùn)動監(jiān)視器，所述軟件可以確定這樣的參數(shù)。為此，借助固定在身體上的加速度傳感器檢測身體在縱向、橫向和/或豎直方向上的加速度值。對這樣的信號的分析典型地用計步器算法進(jìn)行。此外尤其是對于特殊的醫(yī)療檢查，尤其是在老年病學(xué)中或在慢性疾病的治療管理時，根據(jù)“走”、“坐”、“站”和“躺”對所檢測的運(yùn)動的有差別的分類是值得期望的，其中應(yīng)當(dāng)可以在日常環(huán)境中進(jìn)行這樣的分類而無大的有關(guān)儀器的耗費(fèi)，以便不通過要隨身攜帶的儀器以及多重的電纜連接來限制所涉及的人。由于相應(yīng)的人群應(yīng)當(dāng)盡可能持續(xù)地在身邊攜帶這種設(shè)備，但同時通常在其可動性和運(yùn)動機(jī)能(Motorik)方面受限，因此從現(xiàn)有技術(shù)公知的裝置是不合適的。此外，利用從現(xiàn)有技術(shù)公知的檢測裝置確定的數(shù)據(jù)一般不能在狀態(tài)“坐”和“站”之間進(jìn)行可靠的區(qū)分或不能可靠地識別從坐到站或從站到坐的過渡。此外，從JP-2004096457公知一種用于病床的監(jiān)視裝置，該監(jiān)視裝置借助三維傳感器監(jiān)視患者在病床上的躺著。其缺點(diǎn)是，該裝置只有非常有限的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
按照非常有利的方式，通過本發(fā)明建議的狀態(tài)檢測裝置消除從現(xiàn)有技術(shù)公知的限制，該狀態(tài)檢測裝置可以實(shí)現(xiàn)在體育、健身/健康和醫(yī)療或治療和康復(fù)領(lǐng)域中的非常廣泛的使用。為此建議一種用于固定在生物上、尤其是人上以檢測生物的身體的位置狀態(tài)的狀態(tài)檢測裝置，具有構(gòu)成為加速度傳感器和/或陀螺儀傳感器的第一傳感器。在此設(shè)置構(gòu)成為高度測量傳感器的其它的第二傳感器。借助該高度測量傳感器可以驗證由第一傳感器檢測的、身體的位置狀態(tài)的變化。例如，可以借助高度測量傳感器驗證如所述由第一傳感器檢測的從坐到站的過渡，使得在起立時檢測例如大腿長度的高度差。雖然原則上也可以根據(jù)如由第一傳感器檢測的純粹的加速度值來確定從坐到站或從站到坐的這樣的過渡。但是在此存在實(shí)際上是否存在這樣的位置狀態(tài)變化的提高的不確定性。為了純粹驗證這樣的位置狀態(tài)變化，例如可以考慮簡單和成本低的、整體的高度測量器用于驗證身體的位置狀態(tài)變化。在另一種實(shí)施方式中規(guī)定，所述高度測量傳感器是氣壓檢測傳感器。氣壓檢測傳感器在現(xiàn)有技術(shù)中作為高度測量傳感器公知。高度在此間接通過占優(yōu)勢的氣壓的變化來確定。優(yōu)選地，在此使用微機(jī)械制造的、非常精確的高度測量傳感器/氣壓檢測傳感器用于能夠也可靠地檢測小的氣壓差，該氣壓差例如在人的大腿長度范圍內(nèi)與高度位置變化相應(yīng)。在另一種實(shí)施方式中，設(shè)置氣壓檢測傳感器的補(bǔ)償裝置來用于補(bǔ)償不是因位置變化引起的氣壓波動。在通過氣壓間接確定在位置狀態(tài)中高度或高度變化時，可能出現(xiàn)由這樣的氣壓波動引起的誤差源，這樣的氣壓波動不能歸因于位置變化，而是歸因于環(huán)境中的其它影響，例如歸因于在空調(diào)房間內(nèi)窗戶或門的打開，這些其它影響有規(guī)律地導(dǎo)致在短時間內(nèi)環(huán)境壓力的改變。通過所述補(bǔ)償裝置檢測這種氣壓波動并且在檢測位置狀態(tài)變化方面得到補(bǔ)償。由此避免有錯誤地假定位置狀態(tài)變化。一種優(yōu)選的實(shí)施方式具有合理性裝置(Plausibilitatseinrichtung)，該合理性裝置將由第一傳感器感測的、生物的身體的位置狀態(tài)變化與來自高度測量傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在此，在由如所述那樣構(gòu)成為加速度傳感器和/或陀螺儀傳感器的第一傳感器提供的數(shù)據(jù)與這樣的由高度測量傳感器提供的數(shù)據(jù)之間進(jìn)行比較。來自第一和第二傳感器的數(shù)據(jù)的比較允許對身體的位置狀態(tài)變化做出可靠的陳述。在此也就是將如由第一傳感器檢測的位置狀態(tài)變化與第二傳感器的數(shù)據(jù)檢測進(jìn)行比較，或者反過來，從而僅當(dāng)兩個傳感器的數(shù)據(jù)具有這樣的位置狀態(tài)變化時才實(shí)際上假定位置狀態(tài)變化。從而同時可以對位置狀態(tài)變化進(jìn)行精確的量化。優(yōu)選地，所述狀態(tài)檢測裝置構(gòu)成為組件。這意味著，在單個組件中組合第一和兩個傳感器，優(yōu)選與諸如合理性裝置和補(bǔ)償裝置的其它裝置一起，從而只有該一個組件承擔(dān)狀態(tài)檢測裝置的全部功能，尤其是還有存儲和/或分析和/或提供接口或還有信號通知(報警音，報警顯示)。由此例如作為在髖關(guān)節(jié)上方固定在生物身體上的組件，舒適的、在日常使用中無阻礙的和/或限制的結(jié)構(gòu)形式是可能的。在此，尤其是對于傷者、病人或老年患者來說，簡單地可以按照有利的方式將狀態(tài)檢測裝置方便地隨身攜帶。通過非?？煽康刈R別位置狀態(tài)變化，尤其是高度變化，例如還可以非常有利地實(shí)現(xiàn)報警裝置，該報警裝置例如識別攜帶所述狀態(tài)檢測裝置的患者的跌落并例如通過緊急呼叫裝置(移動電話，無線電)促使召喚急救醫(yī)師或急救服務(wù)。這樣的跌落識別例如可以非常有利地通過以下方式進(jìn)行，即將身體的位置狀態(tài)變化(尤其是作為高度變化)與時基進(jìn)行比較，該時基能以非常簡單的方式通過數(shù)字的時間測量裝置集成在狀態(tài)檢測裝置中。也即與有意識的、意愿的起立或坐下不同， 跌落以其它運(yùn)動/時間分布圖(BewegimgsAeitprofil)進(jìn)行，從而在為高度變化而確定的持續(xù)時間上可以在有意的坐下、躺下或起立與跌落之間進(jìn)行非?？煽康膮^(qū)分。特別優(yōu)選的是，在此可以在這樣的跌落檢測之后等待患者例如通過按壓按鈕回復(fù)。如果這樣的回復(fù)不在可預(yù)定的時間間隔內(nèi)進(jìn)行，則促使緊急呼叫，因為必須認(rèn)為患者不再能夠自我?guī)椭?。但是如果患者在所述狀態(tài)檢測裝置的請求之后在該時間間隔內(nèi)回復(fù)，則不發(fā)生緊急呼叫，因為由于該回復(fù)而假定該患者能夠自我?guī)椭?。通過這種方式可以按照有益的方式提供誤警報安全的緊急情況警報系統(tǒng)。此外建議一種用于檢測生物的身體的位置狀態(tài)的方法，其中借助固定在身體上的第一傳感器檢測身體的加速度和/或角度位置。在此規(guī)定，借助其它傳感器確定身體的高度位置。按照有利的方式，除了由固定在身體上的第一傳感器在恰好該身體的加速度和/ 或角度位置方面提供的位置狀態(tài)數(shù)據(jù)之外，還確定其它傳感器的關(guān)于該身體的高度位置的數(shù)據(jù)。因此，該身體的位置狀態(tài)變化可以通過將第一傳感器的數(shù)據(jù)與其它的第二傳感器的數(shù)據(jù)的平衡和比較來確定、合理化和驗證。在此，身體的加速度、角度變化和高度位置的變化可以按照非常有利的方式被考慮用于運(yùn)動分布圖以及用于運(yùn)動分析。其它有利的實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求以及從屬權(quán)利要求的組合得出。


下面借助實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，但是并不限于該實(shí)施例。圖1示出本發(fā)明的狀態(tài)檢測裝置的示意圖，以及圖2示出所述狀態(tài)檢測裝置的工作原理的原理圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出用于借助諸如皮帶3的固定裝置2固定在未示出的生物上的狀態(tài)檢測裝置1。狀態(tài)檢測裝置1構(gòu)成為組件4，該組件4在緊湊的外殼5中具有第一傳感器6，該第一傳感器6當(dāng)前由加速度傳感器7、也就是多軸加速度傳感器8，和陀螺儀傳感器9構(gòu)成，以及其它傳感器10、也就是第二傳感器11，該第二傳感器11是作為高度測量傳感器13通過經(jīng)由環(huán)境氣壓P的間接高度測量發(fā)揮作用的氣壓檢測傳感器12。在此，加速度傳感器7作為多軸加速度傳感器8檢測在該加速度傳感器的(這里未示出的)軸上、尤其是也即在空間的3個軸上作用于該加速度傳感器的加速度。陀螺儀傳感器9檢測角度位置的變化，這些變化通過組件4的運(yùn)動或攜帶組件4的未示出的生物的運(yùn)動而引起。當(dāng)然作為第一傳感器 6只具有加速度傳感器8 (沒有陀螺儀傳感器9)的實(shí)施方式也是可能的。第一傳感器6的數(shù)據(jù)借助合適的電連接15、例如印制導(dǎo)線16被導(dǎo)向分析裝置14， 該分析裝置14借助來自第一傳感器6的數(shù)據(jù)分析、繪制組件4的位置變化，并且通過接口 17使得可用于在狀態(tài)檢測裝置1之外進(jìn)行的分析，例如通過未示出的計算機(jī)系統(tǒng)。同時通過合適的電連接15連接用于顯示狀態(tài)消息或警報消息的顯示器17。來自第一傳感器6和作為運(yùn)動數(shù)據(jù)由分析裝置14分析的數(shù)據(jù)不是在所有情況下都是可靠的。為此，第二傳感器 11作為高度測量傳感器13向分析裝置14提供其它數(shù)據(jù)、也就是涉及狀態(tài)檢測裝置1 (組件4)的高度位置的高度數(shù)據(jù)，其中將所述其它數(shù)據(jù)與來自第一傳感器6的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 為了提高高度測量傳感器13的高度數(shù)據(jù)的可靠性，為分析裝置14分配補(bǔ)償裝置18，該補(bǔ)償裝置18向分析裝置14用信號通知環(huán)境氣壓P的不是由位置變化引起的空氣波動并且由此補(bǔ)償(例如通過壓力變化分布圖和/或其它氣壓傳感器)。由此避免在環(huán)境氣壓P變化時通過氣壓檢測傳感器12錯誤地識別高度位置的變化。如果由第一傳感器、尤其是由加速度傳感器7識別出組件4的加速度，則這可以在分析裝置14中解釋為位置狀態(tài)變化。如果同時由第二傳感器11未識別出高度位置的變化 (尤其是在通過補(bǔ)償裝置18進(jìn)行補(bǔ)償之后)，則不能認(rèn)為高度變化。如果由第一傳感器6、尤其是由陀螺儀傳感器9識別出角度位置的變化，則當(dāng)?shù)诙鞲衅?1未通知高度變化時同樣不能認(rèn)為高度變化。通過這種方式明顯提高在作為身體(未示出)的狀態(tài)的高度位置變化方面整個系統(tǒng)的精度，在該身體處布置狀態(tài)檢測裝置1以例如用于診斷目的。如果高度測量傳感器13向分析裝置14提供意味著高度位置變化的數(shù)據(jù)，只要不同時將(至少)角度位置變化通過第一傳感器6的陀螺儀傳感器9和/或?qū)⒓铀俣韧ㄟ^第一傳感器6的加速度傳感器7告知給分析裝置14，則這(必要時也在無補(bǔ)償裝置18的情況下)被歸因于氣壓變化。此外，為分析裝置14分配精確的時間檢測裝置19，例如作為數(shù)字鐘20，該時間檢測裝置19 允許對狀態(tài)變化/高度和角度位置和/或加速度的變化的時間序列作出陳述。由此例如可以容易地將跌落與有意識的坐下區(qū)分開來，因為跌落通常在短得極多的時間內(nèi)進(jìn)行。這里未示出的報警裝置在識別出跌落的情況下例如可用于報警/發(fā)生緊急呼叫。該報警裝置優(yōu)選集成在狀態(tài)檢測裝置、也就是組件4中。 圖2示出人21作為生物22，該人在腰帶上在舒適的位置并且按照固定的方式隨身攜帶示意性示出的狀態(tài)檢測裝置1。示出人21—次在站立的位置上，一次在坐著的位置上， 其中高度延伸的差A(yù)h大約相應(yīng)于人21的大腿長度H。狀態(tài)檢測裝置1通過針對圖1描述的第一傳感器6和第二傳感器11檢測在作為人21的身體23在房間中的相應(yīng)位置狀態(tài)的站狀態(tài)和坐狀態(tài)之間的過渡，其中尤其是第二傳感器11面臨確定高度延伸的差A(yù)h的任務(wù)。 為了驗證從坐到站的位置狀態(tài)或從站到坐的位置狀態(tài)的這種過渡而考慮大腿長度H，該大腿長度H可以對狀態(tài)檢測裝置1預(yù)先給定，例如在狀態(tài)檢測裝置1的分析裝置14的存儲區(qū)中?？梢酝ㄟ^這種方式非常精確地檢測恰好是坐的位置與站的位置之間的狀態(tài)過渡。在起立時，即所謂的坐-站轉(zhuǎn)換時，第二傳感器11 (未在圖2中示出的全部附圖標(biāo)記可從圖1中得到)檢測高度延伸的正差A(yù)h，該正差大約相應(yīng)于攜帶相應(yīng)狀態(tài)檢測裝置1的人21的大腿長度H。為此，狀態(tài)檢測裝置1可用相應(yīng)的單獨(dú)的人21的相應(yīng)的、單獨(dú)的大腿長度H校準(zhǔn)， 例如該大腿長度H可以被作為程序輸入或者通過其它方式輸入，或者借助執(zhí)行一次的或多次重復(fù)的起立和坐下在狀態(tài)檢測裝置1的校準(zhǔn)模式中通過這樣確定的高度延伸的差A(yù)h來確定。對于這種校準(zhǔn)和其它交互，狀態(tài)檢測裝置1具有這里未示出的操作元件，例如按鍵。 在從站的位置狀態(tài)坐下(所謂的站-坐轉(zhuǎn)換)時確定高度延伸的相應(yīng)負(fù)差A(yù)h。除了高度延伸的所述差△ h之外，還由加速度傳感器7確定加速度和/或由陀螺儀傳感器9確定角度位置變化，該加速度和/或角度位置變化被考慮用于驗證和合理性檢驗。利用所建議的、具有所描述的本發(fā)明特征的狀態(tài)檢測裝置1，可以檢測分別攜帶狀態(tài)檢測裝置的人21的身體23 的大量不同的運(yùn)動數(shù)據(jù)和/或位置數(shù)據(jù)，從而狀態(tài)檢測裝置1可以非常廣泛地使用，并且除了照料上了歲數(shù)的或衰弱的人之外尤其是還可以用在健身和健康的領(lǐng)域中以及用在體育中。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，狀態(tài)檢測裝置具有這里未示出的、適宜長時間檢測的存儲元件， 所述存儲元件分配給分析裝置14并且允許在設(shè)備本身上實(shí)時地或者根據(jù)詢問在線分析， 并且同樣允許在這里未示出的計算機(jī)系統(tǒng)上離線分析，從而尤其是可以檢測和分析訓(xùn)練結(jié)果、運(yùn)動機(jī)能和運(yùn)動流程的偏差以及運(yùn)動機(jī)能的行為模式。此外可以非常好地監(jiān)視衰弱的或無助的人，使得可以例如比利用從現(xiàn)有技術(shù)公知的解決方案可靠得多地識別跌落。尤其是在所建議的、其中將(這里未示出的)報警系統(tǒng)例如通過無線電或移動電話分配給狀態(tài)檢測裝置1或者集成在該狀態(tài)檢測裝置1中的變型方案中，對于相應(yīng)的攜帶者可以實(shí)現(xiàn)非常高的安全性。例如，當(dāng)應(yīng)當(dāng)涉及了有意識的運(yùn)動時，這樣的系統(tǒng)還可以在發(fā)出警報之前在可預(yù)定的時間間隔內(nèi)請求回復(fù)。如果進(jìn)行了回復(fù)，則不發(fā)出警報，如果沒有進(jìn)行回復(fù)，則狀態(tài)檢測裝置1認(rèn)為攜帶者跌落，并且向所存入的目標(biāo)報警。通過這種方式在非常高的誤警報安全性的情況下可以引起非常好的監(jiān)視。
權(quán)利要求
1.用于固定在生物(22)上、尤其是人(21)上以檢測生物(22)的身體(23)的位置狀態(tài)的狀態(tài)檢測裝置(1)，具有構(gòu)成為加速度傳感器(7)和/或陀螺儀傳感器(9)的第一傳感器 (6)，其特征在于，構(gòu)成為高度測量傳感器(13)的其它的第二傳感器(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述高度測量傳感器(13)是氣壓檢測傳感器(12)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，氣壓檢測傳感器(12)的補(bǔ)償裝置(18)用于補(bǔ)償不是因位置變化引起的氣壓波動。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，合理性裝置，該合理性裝置將由第一傳感器(6)感測的、生物(22)的身體(23)的位置狀態(tài)的變化與來自高度測量傳感器(13)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述狀態(tài)檢測裝置構(gòu)成為組件(4)。
6.用于檢測生物的身體的位置狀態(tài)的方法，其中借助固定在身體上的第一傳感器檢測該身體的加速度和/或角度位置，其特征在于，借助其它傳感器確定身體的高度位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于固定在生物(22)上、尤其是人(21)上以檢測生物(22)的身體(23)的位置狀態(tài)的狀態(tài)檢測裝置(1)，具有構(gòu)成為加速度傳感器(7)和/或陀螺儀傳感器(9)的第一傳感器(6)。在此設(shè)置構(gòu)成為高度測量傳感器(13)的其它的第二傳感器(11)。此外本發(fā)明涉及一種相應(yīng)的方法。
文檔編號G01C5/06GK102356299SQ201080011944
公開日2012年2月15日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者耶爾科維亞克 A., 克洛塞 H-P., 埃施勒 J. 申請人:羅伯特·博世有限公司