Im Sport geht es um effiziente Ausführung der Bewegung zur Förderung. Um dies mit Hilfe von Sensoren digital zu unterstützen, hat Salzburg Research mit Partnern den „SensorHub“, eine verteilte Sensorplattform zum Aufbau von sogenannten Body Sensor Networks, entwickelt.
Herausforderung
Egal ob Laufen, Skifahren oder Radfahren – im Sport geht es um effiziente Ausführung der Bewegung. So erzielen Sportlerinnen und Sportler den größtmöglichen Erfolg sowohl bezüglich Leistung als auch Spaß. Eine digitale Erfassung und Auswertung von Bewegungsdaten trägt immer mehr zur effizienten und damit mit geringerem Verletzungsrisiko behafteten Bewegung bei. Aufbauend auf diese Daten können können künftig Hobby- wie auch Profi-Sportler/innen ihre Bewegungsabläufe verbessern und den Sport noch mehr genießen.
Lösung
Um die Bewegungen und Emotionen von Sportler/-innen digital auswerten zu können, ist der umfassende Einsatz von Sensoren während des Sports unumgänglich. Die Daten dieser Sensoren am Sportgerät oder am Körper müssen synchronisiert übertragen werden. Dafür hat Salzburg Research in Zusammenarbeit mit der Universität Salzburg und der Firma Digital Elektronik den „SensorHub“, eine verteilte Sensorplattform zum Aufbau von sogenannten Body Sensor Networks entwickelt.
Ziel des SensorHubs ist ein optimales Zusammenspiel verschiedener Sensoren und deren Datenübertragung. Die Integration von Sensorhardware und von Algorithmen wird beschleunigt und der Einsatz unterschiedlichster Sensoren für die Aufzeichnung von Daten in Körpernähe vereinfacht. Die generischen Schnittstellen des Hubs erlauben schnelles Prototyping von Sensorik, Algorithmen und Feedbackmodalitäten. Das bedeutet, dass Daten schnell erfasst und an verbundene Geräte wie etwa ein Smartphone weitergegeben werden und vom Sportler oder der Sportlerin abgerufen werden können.
Beitrag von Salzburg Research
Salzburg Research hat im Rahmen des COMET-Projektes „Digital Motion in Sports, Fitness and Well-being“ in Zusammenarbeit mit der Universität Salzburg und der Firma Digital Elektronik nun den „SensorHub“ entwickelt.
Für die drahtlose Kommunikation zwischen den einzelnen Geräten im Sensornetzwerk wurde mit dem Protokoll ESP-Now ein neuer Weg gewählt. Dabei übernimmt ein Gerät die Aufgabe des zentralen „SensorHub Central Unit“, der das Netzwerk bestehend aus allen Sensoren verwaltet. Er kümmert sich auch um die automatische Zeitsynchronisation der verbundenen Geräte, indem er regelmäßig die Zeitbasis der Geräte im Netzwerk aktualisiert. Dadurch wird ein möglicher Drift ausgeglichen. Bis zu neun andere Geräte, sogenannte „SensorHub Units“, können dann gleichzeitig und zeitsynchronisiert ihre Sensordaten senden.
In jedem Gerät integriert ist ein Intertialsensor bestehend aus einem Beschleunigungsmesser und Gyroskop. Darüber hinaus bietet jedes Gerät eine I2C Schnittstelle sowie eine direkte analoge oder digitale Schnittstelle zur Anbindung externer Sensorhardware.
Die gesammelten Messdaten werden am Gerät erfasst und über die Funkschnittstelle an die Central Unitübertragen. Die Central Unit leitet in Echtzeit und drahtlos mittels WLAN/TCP die Daten auf verbundene Geräte, wie beispielsweise Laptops oder Smartphones weiter. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Daten auf die interne SD-Karte zu speichern und später auszuwerfen.
Salzburg Research hat das System umstrukturiert und erweiterbar gestaltet. Damit können nun externe Systeme wie z.B. Drucksensoren eingebunden werden. Außerdem wurde die Anbindung an neue Sensoren realisiert.
Nutzen
Mit der geschaffenen Basis – einem Netzwerk für die einfache, prototypische Einbindung neuer Sensoren – soll im nächsten Schritt eine Erfassung unterschiedlicher physiologischer Parameter wie Schritt- oder Atemfrequenz, durch welche die Integration unterschiedlicher Textil-Sensoren – zum Beispiel für Druck – erfolgen. In Zukunft soll zudem die Software noch weiter optimiert und die Hardware zunehmend verkleinert werden.
Website: www.digital-motion.at
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