!HU000007122T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 007 122
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 20031172 2003. 08. 20. 20040044 2004. 01. 15.
(73) Jogosult: Elsi Technologies Oy, 01450 Vantaa (FI)
FI FI
(72) Feltaláló: SEPPONEN, Raimo, FIN-00530 Helsinki (FI) (54)
HU 007 122 T2
G08B 13/10
(21) Magyar ügyszám: E 04 767003 (22) A bejelentés napja: 2004. 08. 20. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20040767003 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1661097 A1 2005. 03. 03. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1661097 B1 2009. 09. 23.
(2006.01) G08B 21/02 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 05020171 PCT/FI 04/000489
(74) Képviselõ: dr. Vida György, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Elrendezés és eljárás megfigyeléshez
A leírás terjedelme 14 oldal (ezen belül 6 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 007 122 T2
A találmány egy tárgy, például egy személy, állat vagy eszköz helyének, mozgásának és tulajdonságainak megfigyelésére, az ehhez kapcsolódó információk feldolgozására, az ebbõl kinyert információ létrehozására és továbbítására, és a kapcsolódó eseményekkel összefüggõ információküldési, riasztási és vezérlési funkciók ellátására alkalmas eljárásra és elrendezésre vonatkozik. Idõsebb emberek állapotának otthoni környezetben való megfigyelésére nagy szükség van abban az esetben, ha növelni akarjuk az öregedõ emberek önellátásra való képességét otthoni környezetben is. A korábban bevezetett módszerek eddig nem bizonyultak túl praktikusnak. Általában csuklón hordandó biztonsági eszközök alkalmazása terjedt el. Ezeknél azzal a hátránnyal kell számolni, hogy a felhasználónak egy csuklópántos eszközt kell folyamatosan hordania, és képesnek kell lennie arra, hogy vészhelyzetben megnyomjon egy riasztási gombot. Léteznek olyan csuklón hordható eszközök is, amelyek az egészségi állapotot figyelik, de ezeknél a téves riasztási jelek okoznak problémát. Kísérleteket végeztek olyan megoldásokra is, amelyeknél piezoelektromos anyagból elõállított, a mozgás által keltett rezgések regisztrálására képes fóliát szerelnek fel. E megoldás gyengesége az, hogy nem képes egy mozgásképtelen személyt felismerni. Emellett érzékeny az épület máshonnan eredõ rezgéseire is, ami elégtelen érzékenységhez vagy téves riasztásokhoz vezet. További lehetõségként merült fel például infravörös fény detektálására épülõ mozgásérzékelõ szenzorok videokameráinak használata is, de ez a megoldás sem bizonyult sikeresnek. Ezenkívül a videokamerák használata esetén a privát szféra megsértésével kapcsolatos kérdések is felmerülnek. Az US 6,407,556 számú szabadalom olyan berendezést ismertet, amely tárgyak jelenlétét elektromosan vezetõ lapok közötti kapacitásváltozások mérése alapján detektálja. A jelenlegi megoldások mindegyikénél problémát jelent az adatok feldolgozása is, amely sok emberi munka alkalmazását feltételezi, ezért e megoldások nem alkalmasak nagy létszámú ügyfélsereg kiszolgálására. Az emberi segítség ellenére e megoldások mégsem képesek olyan fontos információk megszerzésére, hogy például a beteg beveszi¹e a gyógyszerét, vagy elmegy¹e a konyhába étkezni, vagy éjszaka ki kell¹e mennie a szobájából. Mozgásérzékelõ megoldásokra szükség van például ipari csarnokokban és istállókban is, a különbözõ területek megfigyeléséhez. Ugyanezekkel a fent bemutatott problémákkal szembesülünk ezeken a területeken is. Az 1. igénypont szerinti eljárás és a 10. igénypont szerinti elrendezés használatával a technika állása szerinti technológiák által felvetett problémák elkerülhetõk, továbbá olyan elrendezést valósítunk meg, amely a fenti alkalmazási területhez kapcsolódó elvárásoknak megfelel. A találmány jellemzõit a csatolt igénypontokban ismertetjük. A találmány mûködését a csatolt rajz alapján magyarázzuk el, ahol az
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
1. ábrán a mérõátalakító egy kiviteli alakjának mûködési elvét szemléltetjük, a 2. ábra a mérõátalakító egy szelvényének mûködési elvét mutatja be abban az esetben, amikor nincs egyetlen megfigyelendõ tárgy sem a szelvény környezetében, a 3. ábra a mérõátalakító egy szelvényének mûködési elvét mutatja be abban az esetben, amikor van megfigyelendõ tárgy a szelvény környezetében, a 4. ábrán az adatfeldolgozó alkatrészek mûködésének alapelve látható, az 5. ábrán a találmány szerinti mérõátalakító mátrix padlóburkolat alatti elhelyezését szemléltetjük, a 6. ábrán a találmány szerinti mérõátalakító mátrix padlóburkolat alatti elhelyezése látható abban az esetben, amikor a mérõátalakító mátrix a padló mechanikai rezgéseit érzékeli, a 7. ábra a mérõátalakító mátrixnak egy olyan padlóburkolat alatti elhelyezési lehetõségét szemlélteti, amelynél a számláló elektróda a megfigyelendõ tárgy fölött van elhelyezve, a 8. ábrán a gerjesztõ jel által aktivált speciális eszköz látható, ahol a speciális eszköz jelét egy érzékelõeszköz veszi. Az 1. ábrán egy, a találmány szerinti elrendezés mûködését bemutató blokkvázlat látható. A mérõátalakító N darab olyan vezetõképes, egymástól galvanikusan szigetelt lemezbõl épülhet fel, amelyeket az LP padlóburkolat alatt az 5. vagy 6. ábrákon bemutatott módon helyezünk el. Minden egyes lemez két, MULTIPLEXER-rel és MULTIPLEXER 2¹vel jelölt multiplexerhez van csatlakoztatva. Mindegyik multiplexer a fenti csatlakozásokhoz tartozó S1…SN jelcsatlakozásokat tartalmazza. A MULTIPLEXER 2 a 4. ábrán bemutatott formában C21–C2K vezérlõjeleket kap a központi egységtõl. E vezérlõjelek segítségével a MULTIPLEXER 2 kiválasztja a mérõátalakító azon elemét vagy elemeit, amelyekre a D2 bemeneten keresztül csatlakoztatott gerjesztõ HS jel csatolva van. A HS jelet oszcillátor vagy jelgenerátor segítségével keltjük, ezt azonban az ábrákon nem tüntettük fel. C11–C1M vezérlõjeleknek megfelelõen a MULTIPLEXER 1 a mérõátalakító egy vagy több elemét a központi egységhez csatlakoztatja, és ezek jelét az 1. ábrán AS¹sel jelöljük. Amennyiben nem található O tárgy a mérõátalakító elemeinek közelében, a mérõátalakító elemeire egy, a 2. ábrán szemléltetett E elektromos tér van csatolva. A 3. ábrán bemutatjuk, hogy egy O tárgy hogyan befolyásolja a mérõátalakító elemei közötti E elektromos teret. Annak érdekében, hogy a mérõátalakító mátrix elemeinek felhasználásával meg tudjuk határozni az O tárgy helyzetét, a fenti csatlakozási mûveleteket olyan módon kell megismételnünk, hogy a HS jelet a mérõátalakító egy vagy több különbözõ elemére csatoljuk, és a MULTIPLEXER
1
HU 007 122 T2
1 jelû multiplexer segítségével a különbözõ elemek jeleit regisztráljuk. Megjegyezzük, hogy a nagy területeken való pontos helymeghatározás érdekében, a mérõátalakító mátrix több részegységet, azaz elemet tartalmaz, amelyek vezetõelrendezést képezõ módon lehetnek összekapcsolva. A mérési események ismétlése a központi egység alkalmazásával elõre meghatározott módon történik. A csatolás változhat idõben, vagy változhat a megfigyelési igényektõl függõen is. Az elõre meghatározott vezérlésbe a véletlenszerûen változó csatolás is beleértendõ, amellyel a biztonsági alkalmazásoknál vagy megfigyelések esetén alkalmazott megfigyelési sorrend kimutatását célozzuk. A mérõátalakító felépítése tekintetében elõnyös, ha olyan vezetõelrendezést tartalmaz, amely galvanikusan szigetelt részegységekbõl épül fel, vagy olyan részegységekbõl, amelyek között az elektromos impedancia különbözik a mérõátalakító egy elemének impedanciájától. Fentebb olyan mérõátalakítót mutattunk be, amely egy galvanikusan szigetelt elemekbõl felépülõ mátrixot alkot. Ezzel egy olyan mérõátalakító kialakítását célozzuk, amelyre alacsony frekvenciájú, például 500 Hz–50 kHz¹e gerjesztõ HS jelet kapcsolunk. A találmány szerint az AS jelet a gerjesztõ HS jelbõl különbözõ úton származtathatjuk. Lényegi kérdés, hogy az AS jel információt hordoz egy elsõ vezetõcsoport és egy második vezetõcsoport közötti impedanciaértékrõl. Továbbá megjegyezzük, hogy mivel a gerjesztõ HS jel a mérõátalakító mátrix különbözõ vezetõcsoportjaira van csatolva, ezért a vezetõcsoportokat az igényeknek megfelelõen választhatjuk ki. A csatlakoztatott vezetõk e csoportja alkotja az elsõ vezetõcsoportot. Ezzel összhangban, az igényeknek megfelelõen kiválaszthatjuk azokat a vezetõcsoportokat is, amelyek segítségével a csatolóimpedanciát tanulmányozzuk, és a vezetõk e csoportja alkotja a második vezetõcsoportot. Más szavakkal, az elsõ és második vezetõcsoportokat egy vezérelt multiplexer segítségével hozzuk létre számos különálló vezetõcsoportból, és az elsõ és második vezetõcsoportok mérete és alakja az igényektõl függõen változhat. A mérõátalakítót elõnyösen rugalmas anyag, például mûanyag alkalmazásával lehet tervezni. Egy ilyen típusú, mûanyagból elõállított mérõátalakítóban több réteg található, amelyekbõl valamelyik réteg egy vezetõelrendezést képez. A vezetõ elõállítható fémötvözetbõl, fémbõl, grafitkeverékbõl vagy vezetõképes mûanyagból. A vezetõelrendezés elektrokémiai eljárással, nyomtatással vagy festéssel is kialakítható. Lehetõség van arra is, hogy egy vezetõelrendezést egy mûanyag felületén párologtatással hozzunk létre. A vezetõ két mûanyag fólia közé is laminálható. Ez esetben a vezetõelrendezés mintázatának kialakítását lézeres vagy vizes vágással végezzük. Megjegyezzük, hogy noha a mérõátalakító leírásához a mérõátalakító mátrix kifejezést használtuk, és a matematikából jól ismert mátrix elnevezést rendszerint négyszögletes alakú táblázathoz kötik, ebben az eset-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
ben a kifejezés nem a mérõátalakító fizikai alakjára utal. A mérõátalakító olyan vezetõelrendezésbõl alakítható ki, amely változó alakú és méretû vezetõelrendezéseket tartalmaz, és azok más alkatrészek részeit is képezhetik, de ugyanúgy elemeknek nevezhetõk. Például a mérõátalakító egyik vezetõelrendezése része lehet egy fûtõ, vízelvezetõ vagy légkondicionáló rendszernek, vagy egy épület vasbeton szerkezetének. Sok alkalmazásnál elõnyös elõször a változásmentes környezeti állapot feltérképezését elvégezni, más szavakkal elõnyös a vezetõelrendezések közötti kölcsönös csatolásokat feltérképezni abban az esetben, amikor a lényegében mozgásképtelen és változatlan tárgyak és szerkezetek a rendelt helyükön találhatók. Túlnyomó részben ez az eset például egy lakásban fordul elõ, amikor a bútorok a helyükön vannak, azonban nem tartózkodik ott egyetlen személy, háziállat vagy robot sem. E térképezési információt eltároljuk egy olyan rendszerben, például memóriaeszközben, amely a központi egységben van elhelyezve, vagy információs hálózaton keresztül olyan memóriaeszközhöz csatlakoztatjuk, amely például egy vezérlõ központban, vagy szolgáltató központban található. Ezért az elrendezésnek olyan memóriaeszközt kell tartalmaznia, amely a központi egységben van elhelyezve, vagy a memóriaegységhez egy információs hálózaton keresztül csatlakozik. A fenti mûködési sorozat következõ lépését, ahol a központi egység a benne levõ program általi vezérlésnek megfelelõen a Multiplexer 1 által kiválasztja azt (azokat) a mérõátalakító elemet (elemeket), amelyekhez a gerjesztõ HS jel van csatlakoztatva (elsõ vezetõcsoport), és a Multiplexer 2 által azon mérõátalakító elemeket, amelyekre rácsatolt mérõátalakító AS jel a központi egység irányába továbbítódik (második vezetõcsoport), pásztázási ciklusnak nevezzük. A pásztázási ciklus annyiszor ismétlõdik, amennyi elegendõ ahhoz, hogy a mérõátalakító mátrix kívánt méretû területe a kívánt pontossággal le legyen fedve. A pontosság és a terület a körülményektõl és az idõponttól függõen változhat. Például amennyiben az O tárgyat a mérõátalakító mátrix valamely területén detektáljuk, e terület környezetét a következõ pásztázási ciklusban sokkal pontosabban pásztázzuk végig. Továbbá lehetõség van arra is, hogy ha a mérõátalakítóra vagy más eszközre valamilyen elektromágneses zaj csatolódik, vagy ha a jel valamilyen okból túlságosan gyenge, akkor a jel/zaj arány javítása érdekében a jel többszöri átlagolását végezzük. A jel/zaj arány javítása érdekében modulált gerjesztõ HS jelet is alkalmazhatunk, és ekkor az AS jel feldolgozása során is az információ modulálását végezzük. Az egyik lehetõség ennek megvalósítására egy fázisérzékeny detektor alkalmazása az AS jel feldolgozásához: a testben lezajló különbözõ folyamatok ugyanis impedanciaváltozásokat okoznak a test egyes részei között – ezen folyamatok közé tartozik többek között a légzés és a szívmûködés. Ezek közül mindkettõt tanulmányoztuk impedanciamérésekkel. A szívmûködést
1
HU 007 122 T2
vizsgáló mérések közül például a szív által ütésenként kilökött vér térfogatának meghatározását impedanciakardiográfiának nevezzük. Ilyen módon a mérõátalakító különbözõ elemei közötti csatolással lehetõség van egy összeesett, a mérõátalakító mátrixon fekvõ személy légzésének és szívmûködésének tanulmányozására. Emiatt a központi egység az adatgyûjtést úgy vezérli, hogy ezen élettani funkciókhoz tartozó impedanciaváltozások legyenek maximális mértékben detektálhatók. A keringési folyamatok által elõidézett impedanciaváltozások körülbelül 0,5–3 Hz frekvenciával ismétlõdõ, periodikus változások. A legnagyobb frekvenciakomponensek 30 Hz alattiak. A keringési folyamatok által okozott legjellegzetesebb impedanciaváltozások – mint például a QRS komplex (kamrai hullám) által keltett viszonylag magas frekvenciájú komponensek – felhasználhatók a jel felismerésére. A légzés által keltett hullámforma szintén jellegzetes, és azok ismétlõdési frekvenciája hozzávetõleg 0,3–0,05 Hz. E frekvenciakomponens egyértelmûen 1 Hz alatti. A légzés és szívmûködés frekvenciája jelfeldolgozási módszerek alkalmazásával, például Fourier-transzformációval megállapítható. A mérõátalakító mátrix azon vezetõcsoportjának vagy csoportjainak (az elsõ és második vezetõcsoportok) kiválasztásával tudjuk a mérési eredményeket a lehetõ legpontosabban megkapni, amelyek között a csatolt gerjesztési HS jel és a detektált AS jel a keringési vagy légzési funkciókhoz kapcsolódó impedanciaváltozásokat legjobban jelzi. Bizonyos esetekben szükséges az O tárgy felismerése, vagy legalábbis az O tárgynak a megfigyelt területen belül más tárgyaktól való elkülönítése. Például egy robot egyértelmûen különbözik vezetõképesség szempontjából egy emberi testtõl. Egy gyermek vagy egy állat mérete és azok szívritmusa különbözik egy felnõtt méretétõl és szívritmusától. Az O tárgy tartalmazhat némely, az elektromos csatolás tudatos modulálására alkalmas eszközt; ilyenek lehetnek például egy motor által mozgatott, elektromosan vezetõ részek. A mérõátalakító mátrixot járulékosan alkalmazhatjuk egy O tárgy mozgásainak megfigyelésére is. E célból a központi egységnek szükséges egy programot és a detektálandó jelek jellegzetes tulajdonságaira vonatkozó információt tartalmaznia. A központi egység általában a megfigyelt jel és a vezetõképesség idõbeli változásai alapján a mérõátalakító segítségével szerez információt az O tárgy elektromos vezetõképességérõl. A központi egység akkor kezdheti meg a fenti jelek maximálását, ha az impedancia értékében olyan változást észlel, amely a megfelelõ normális járásnál nagyobb területre terjed ki, azaz az O tárgy a mérõátalakító által vizsgált területen összeesett, valamint ha az ahhoz tartozó változások egy elõre meghatározott idõkorlátnál hosszabb ideig maradnak mozdulatlanok. Általában a pásztázási ciklusokat nem szükséges mindig hasonló módon ismételni. Ha a vizsgálandó terület bizonyos idõtartamon keresztül üresen áll, akkor elõnyös lehet például olyan típusú pásztázási ciklusok alkalmazása, amelyek a pásztázási mûveleteket azon
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
2
mérõátalakító elemekre irányítják, amelyek ajtókhoz, ablakokhoz és a területre való belépés más lehetséges pontjaihoz vannak közel. Például egy múzeumban lehetnek különösen értékes mûtárgyak, és ezek környezetét sokkal alaposabb megfigyelés alatt kell tartani. Elõnyös megoldás az is, ha a pásztázási ciklus ezekben az esetekben valamelyest véletlenszerû annak érdekében, hogy a pásztázási ciklusról nyert információ ne legyen felhasználható. További lehetõség, hogy a mérõátalakító mátrix piezoelektromos réteget tartalmaz, azaz olyan réteget, amely a rezgésekre reagál, és nagyon intenzív jelet kelt például abban az esetben, ha a 6. ábrán bemutatott piezoelektromos rétegre valamilyen tárgy ráesik. Ebbõl a célból a rendszer egy egyedi, a központi egységhez csatlakoztatott áramkörrel van ellátva. Ha ez a piezoelektromos membrán a mérõátalakító mátrixszal megegyezõ elemekre van felosztva, akkor azt a rezgések kialakulási helyének meghatározására és a földön fekvõ ember számára mikrofonként tudjuk használni. Az utóbbi esetben a központi egység egy multiplexeren és egy erõsítõn keresztül összekapcsolja a tárgy alatti piezoelektromos elemet például egy telefonrendszerrel. A 6. ábrán egy piezoelektromos réteget tartalmazó mérõátalakító mátrix látható. Ez esetben a mérõátalakító mátrix vagy legalább annak piezoelektromos része, és a padlóburkolat között jó akusztikus csatolást kell kialakítani. A központi egység megfigyelheti az O tárgy egyes tevékenységeinek idõzítését is. Például egy O tárgy szerepében álló személynek meghatározott helyen, meghatározott idõben kell gyógyszert bevennie. Amennyiben a személy egy bizonyos idõn belül nem megy arra a helyre, ahol a gyógyszer található, a központi egység errõl értesítést küld, például gépi beszédhanggal. Ehhez hasonlóan, ha egy személy megpróbálja éjszaka elhagyni a lakást, azt a központi egység érzékeli, és errõl értesítést küld, és amennyiben az értesítés nem eredményezi a várt hatást, a központi egység riadójelet küld a megfigyelõ központba egy információs hálózaton, telefonon vagy ezekhez hasonló rendszeren keresztül. A központi egység számára kényelmes kommunikációs csatornát jelent egy olyan digitális televíziós hálózat, amely különbözõ szolgáltatásokra használható visszajelzõ csatornát tartalmaz. A jövõben a digitális televíziós vevõkészülékek meglehetõsen szokványosak lesznek az otthonokban és intézményekben. A fent említett értesítés hangjelzés, fényjelzés, gépi hang vagy ezek kombinációja segítségével adható. A megfigyelés más területei között megemlíthetõ a WC¹re járás, konyhába járás (evés megfigyelése), nem megszokott éjszakai tevékenységek figyelése, személyek számának ellenõrzése (biztonság). – Az O tárgy állapotát és annak változásait jellemzõ egyik információ a megfigyelt mozgás sebessége. A találmány szerinti módszert alkalmazva megvizsgálhatjuk az O tárgynak a megfigyelt területen való áthaladási sebességét. Például egy személy mozgásainak sebesség-eloszlásában
1
HU 007 122 T2
bekövetkezõ változások a személy állapotában történt változásokra utalhatnak. – Például elképzelhetõ olyan eset, hogy egy személy a szokásos napi teendõit végzi, azonban egy fertõzõ betegség miatt lényegesen lassabban mozoghat, más szavakkal, a sebességeloszlás gyors mozgásokhoz tartozó komponensei a jelekbõl hiányozni fognak, vagy az erõsségük feltûnõen kisebb lesz. Ez a sebességeloszlás a mért sebességeloszlásból kinyert, bizonyos számítások segítségével kapott mennyiségekkel jellemezhetõ. Az egyik ilyen mennyiség a sebességeloszlás középértéke. Emellett a sebességeloszlás szórása is alkalmazható. A sebességeloszlás megfigyelésénél tekintetbe kell venni, hogy viszonylag hosszú idõtartam során összegyûjtött információt kell felhasználni. Ezekben az esetekben trendszámításokat alkalmazhatunk. A trendek megmutatják a hosszú idõtartamok során bekövetkezõ változásokat. A központi egység és egy vevõkészülék között az információ továbbítását általában telefon, vezetékes széles sávú kapcsolat, vezeték nélküli kapcsolatok vagy akusztikus, vagy optikai csatlakozás segítségével végezhetjük. Az információ továbbításánál célszerû figyelembe venni az információ biztonságával és a privát szférával kapcsolatos kérdéseket, amelyek számos hatósági rendelkezéssel vannak szabályozva. A központi egységhez egynél több mérõátalakító mátrix csatlakoztatható. Biztonsági megfigyelések a következõ módon kivitelezhetõk: egy lakás lakója elmegy aludni. Ha valaki ezt követõen érkezik a lakásba, az elrendezés elõre beállítható típusú riadófunkciót indít. A riadófunkciók bizonyos riadójelek kiváltását (berregés, fény, sziréna, vészcsengõ), a riasztási vagy szolgáltató központhoz való csatlakozást vagy egy megfigyelõ személy, vagy hozzá tartozó értesítését tartalmazhatják. E mûveletek kivitelezéséhez az elrendezésnek az idõre vonatkozó információt feldolgozó eszközt kell tartalmaznia, például egy órajelet elõállító áramkört. A központi egység olyan mûveleteket tartalmazhat, amelyek a megfigyelendõ területen és a megfigyelt személyek viselkedésében bekövetkezõ változásoknak megfelelõen képesek magukat adaptálni, és a viselkedésbeli változásokat kimutatják. Ilyen típusú megoldásoknál neurális hálózatokat, asszociatív eljárásokat vagy önszervezõdõ hálózatokat alkalmazhatunk. Ezeket az eljárásokat általában mesterséges intelligenciának nevezzük. A találmány szerinti elrendezés és eljárás használata szempontjából elõnyös megállapítani azokat a kritériumokat, amelyek alapján az információt az AS jelbõl kinyerjük, és az IS jelet értékeljük. E kritériumok állandóak vagy változóak lehetnek, például mesterséges intelligenciára épülhetnek, és figyelembe vehetnek további információkat is, például külsõ és belsõ hõmérsékletet, idõt, zajszintet stb. Egy mérõátalakító elrendezés úgy is tervezhetõ, hogy a gerjesztõ HS jelet egy elektródán keresztül vezetjük a tárgy fölé, és a mért AS jelet az O tárgy alatti
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 5
2
mérõátalakító mátrixból nyerjük. Ilyen módon az elektróda és a mérõátalakító közötti csatolás segítségével könnyen ki lehet mutatni, hogy egy célszemély álló vagy ülõ helyzetben van¹e. A mérõátalakító mennyezetben, falakban vagy más felületekben elhelyezett részeit általában a mérõátalakító mátrix elemeinek vagy különálló mérõátalakítóknak tekintjük. Egy mérõátalakító mátrix egy része vagy egésze a padlótól eltérõ felületekbe, például falakba vagy ajtókba is helyezhetõ. Ekkor olyan vezérlõfunkciók ellátására alkalmazható, mint például világítás, légkondicionálás vagy zárak vezérlése. Általában a mérõátalakító mátrixnak legalább néhány mérõátalakító eleme a megfigyelendõ terület felületeinek közelében van elrendezve, például padló, fal, ajtó vagy mennyezeti felületek közelében, és olyan felületeken vagy felületek közelében, amelyekhez az O tárgy eljuthat. Néhány megoldásnál lehetséges az is, hogy egy épület más vezetõelemeit használjuk fel, például betonvasat, légkondicionáló vezetékeket, vízvezetékeket, elektromos huzalokat. E vezetõk ugyanolyan módon használhatók, mint a mérõátalakító más elemei, vagy e vezetõk közül egy olyan referenciaként mûködõ vezetõelem jelölhetõ ki, amelynél a többi mérõátalakító elem csatolási jelét regisztráljuk. Ez olyan formában valósítható meg, hogy az elrendezés az említett másik típusú vezetõkhöz vagy azok egy részéhez gerjesztõjelet küld, és a gerjesztõjelnek a mérõátalakító mátrix elemeire való csatolását regisztráljuk. További lehetõség az, hogy a másik típusú vezetõk vagy azok egy része olyan referenciaszintet képez, amelyhez képest a gerjesztõjel hatására a mérõátalakító mátrix másik elemeinek csatolását az elrendezés felhasználásával regisztráljuk. Lehetõség van arra is, hogy a központi egység némely funkcióját információs hálózat útján egy másik helyen, például egy megfigyelõ központban vagy szolgáltató központban hajtjuk végre. A fent bemutatott példák elsõsorban otthoni lakókörnyezet megfigyeléséhez kapcsolódnak. Nyilvánvaló azonban, hogy a rendszer más környezetben is alkalmazható, például múzeumokban, bankokban, ipari csarnokokban, irodákban, raktárokban, börtönökben, fogházakban, tornatermekben, iskolákban és istállókban. A továbbiakban ezekre és más lehetséges alkalmazási helyekre együttesen a megfigyelendõ környezet elnevezést használjuk, és a megfigyeléshez kapcsolódó cselekményeket megfigyelési cselekményeknek hívjuk. Ezzel a rendszerrel olyan környezetet is megfigyelhetünk, amelyet az O tárgy nem érhet el, vagy nem szabad elérnie. Ekkor a mérõátalakító mátrixnak legalább néhány eleme olyan felületek közelében van elhelyezve, például veszélyes vagy értékes tárgyakhoz közel, amelyeket az O tárgy nem érhet el, vagy nem szabad elérnie, vagy nincs oka azok megközelítésére. A rendszer a megfigyelt környezetben bizonyos folyamatokat vezérelhet is, például ilyen folyamatok közé tartozik a világítás, légkondicionálás, hozzáférések engedélyezése, zárás, továbbá más riasztási, vezérlési vagy megfigyelési funkciók, vagy a környezetben talál-
1
HU 007 122 T2
ható robot vezérlése. A mérõátalakító mátrix útján a megfigyelendõ környezetben mozgó robothoz vezérlési utasításokat juttathatunk el, például helymeghatározási információkat. A helymeghatározási információt a robothoz például a mérõátalakító mátrix elemei útján úgy juttathatjuk el, hogy minden egyes elemhez a hely meghatározására vonatkozó információt tartalmazó jelet küldünk, és egy adott elem közelében tartózkodó robot ebbõl információt nyer a helyére vonatkozóan. Vészhelyzet esetén a robotot arra a helyre irányíthatjuk, ahonnan a riadójelzés érkezett. A robotra kamerát vagy telefont szerelhetünk fel, és ezen eszközökön keresztül kapcsolatot lehet létesíteni a megfigyelõ központ, szolgáltató központ vagy más ehhez hasonló környezet és azon helyszín között, ahonnan a riadójel el lett küldve. Egy másik lehetséges beavatkozási mód az, amikor a helymeghatározási információt egy másik kommunikációs csatornán keresztül, például vezetékes vagy vezeték nélküli adatátvitel útján a robothoz juttatjuk el. A vezeték nélküli adatátviteli útvonal indukciós tér, elektromos tér, elektromágneses sugárzás, fény (például infravörös fény) vagy hang (például ultrahang) lehet. Ebben az esetben a központi egység tartalmazza a szükséges eszközt, például Bluetooth, WLAN vagy ezekhez hasonló adó-vevõ eszközt. A helymeghatározás olyan módon is megvalósulhat, hogy egy robot a mérõátalakító mátrix egy eleme által kibocsátott tér vételére alkalmas eszközt tartalmaz, és e tér értéke akkor maximális, ha a robot a jelet továbbító elem közvetlen környezetében tartózkodik. Ez a helymeghatározási mûvelet a pásztázási ciklustól különálló mûvelet is lehet, és szokásos módon aktiválható, például egy ismert rögzített idõtartam eltelte után vagy lényegében véletlenszerû idõtartamok elteltével, vagy egy kívülálló megfigyelõ, vagy külsõ rendszer utasítására, vagy bizonyos eseményhez kapcsolódóan, például amikor a központi egység egy személy elesését észleli. A rendszer a világítást úgy vezérelheti, hogy az kövesse az érzékelt mozgásokat vagy adott helyzetekben már elõre vezérelje a világítás le¹ és felkapcsolását. Például az éjszaka folyamán a rendszer a világítást olyan formában vezérelheti, hogy amikor egy személy elhagyja az ágyát, az ágy és a WC közötti utat megvilágítja, és ugyanígy, amikor a személy visszatér az ágyába, a rendszer a világítást leoltja. Általánosságban azon folyamatokat, amelyeket a rendszer vezérel, vezérlendõ folyamatoknak nevezzük. Egy mérõátalakító mátrixhoz vezetett gerjesztõ HS jel speciális EV eszközökben egy másik olyan IS jelet válthat ki, amelynek vételét egy a központi egységhez csatlakoztatható V vevõ eszköz végzi. Ez látható a 8. ábrán. A speciális EV eszköz olyan rezonáns áramkört tartalmazhat, amely a HS jel által keltett elektromágneses tér hatására gerjeszthetõ. Amennyiben ez az áramkör harmonikusok keltésére való eszközt, például egy félvezetõ eszközt vagy más nem lineáris alkatrészt tartalmaz, akkor ez az áramkör harmonikusokat állít elõ, és azokat IS jelekként a V vevõ eszközre
5
10
15
20
25
30
35
40
45
2
csatoljuk. Ebben az esetben a speciális EV eszközöknek nincs szükségük saját áramforrásra. Másrészt az EV eszköz néhány aktív alkatrészt és áramforrást is tartalmazhat, például akkumulátort. Az IS jel hordozhat információt a speciális EV eszközökrõl, azok környezetérõl, vagy egy O tárgyról. Egy, a speciális EV eszközök által kibocsátott jelben is lehet bizonyos információtartalom, ha a speciális eszközök egy RFID (rádiófrekvenciás azonosító) áramkört tartalmaznak, amelyeket napjainkban nagy távolságról is olvasható csomagokban és jegyekben alkalmaznak. Ez esetben, amikor a gerjesztõ HS jel alkalmazásával különösen azt célozzuk, hogy egy, a speciális EV eszközök által keltett IS jelet küldjünk, elõnyösnek bizonyulhat a gerjesztõ HS jelnek egy olyan vezetõelrendezéshez való csatlakoztatása, amely a mérete és alakja tekintetében különbözik egy O tárgy helymeghatározására alkalmazott vezetõelrendezéstõl. Így elõször egy, a vezetõelrendezés által kibocsátott, a vezetõelrendezéstõl elegendõen nagy távolságra eljutó elektromágneses tér keltését irányozzuk elõ. Ezenkívül egy vagy több jellemzõt megváltoztathatunk olyan módon is, hogy a vezetõelrendezés által kibocsátott elektromágneses tér tulajdonságai megváltozzanak. Például a frekvencia megváltoztatásával egy, a tárgy helymeghatározása érdekében nagy impedanciájú teret kibocsátó vezetõelrendezés fõként alacsony impedanciájú mágneses teret bocsát ki. Ha a HS jel frekvenciája elegendõen nagy, a kibocsátott tér olyan elektromágneses tér lesz, amely viszonylag nagy intenzitású elektromos és mágneses térerõ komponenseket tartalmaz. Speciális eszköz alkalmazásával egy tárgy – legyen az egy személy, állat, vagy értéktárgy – helyét a megfigyelendõ környezetben külön-külön megjeleníthetjük. Így a megfigyelendõ környezetben különbséget tehetünk például egy személy és egy háziállat között, vagy azonosíthatjuk elveszett értéktárgyak, például pénztárcák, kulcsok vagy hasonlók helyét. A találmány nem korlátozódik a fenti kiviteli alakokra, hanem a csatolt igénypontok oltalmi körén belül számos módosítás megvalósítása elképzelhetõ.
SZABADALMI IGÉNYPONTOK
1. Eljárás egy vagy több megfigyelendõ tárgy (O), például egy megfigyelendõ környezetben, például lakásban, közterületen, ipari vagy irodai környezetben 50 vagy istállókban tartózkodó emberi test, állat vagy robot helyének, helyzetének, mozgásának vagy tulajdonságainak meghatározására, ahol a megfigyelendõ környezet bizonyos részében, például padlóján, falán vagy mennyezetén olyan mérõátalakító mátrix van el55 rendezve, amely a tárgytól elektromosan szigetelt vezetõkbõl álló elrendezést tartalmaz, például egy vezetõmátrixot, és a vezetõelrendezés legalább egy elsõ kiválasztható vezetõcsoportot és egy második kiválasztható vezetõcsoportot tartalmaz, és az eljárás a követ60 kezõ lépéseket tartalmazza: 6
1
HU 007 122 T2
a) az elsõ vezetõcsoport vezetõit és a második vezetõcsoport vezetõit kiválasztjuk, és a kiválasztott elsõ vezetõcsoportra egy modulált gerjesztõ jelet (HS) kapcsolunk, és a kiválasztott vezetõcsoportokkal pásztázási mûveletet hajtunk végre abban az esetben, amikor a gerjesztõ jel (MS) a kiválasztott elsõ vezetõcsoportra van kapcsolva; b) a gerjesztõ jelnek (HS) a kiválasztott elsõ és második vezetõcsoportok közötti csatolásából egy elsõ jelet (AS) nyerünk, és az elsõ jelet (AS) a gerjesztõ jel (HS) modulációs információjának felhasználásával feldolgozzuk, és a tárgy jellemzése céljából a tárgy vezetõképességével kapcsolatos információ kinyerésére fázisérzékeny detektort alkalmazunk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a pásztázási ciklust megismételjük a mérõátalakító más vezetõcsoportjaira is. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elsõ jelbõl (AS) információt nyerünk a tárgy (O) némely alapvetõ belsõ tulajdonságáról, például az elektromos vezetõképességérõl, és annak változásairól, a testben egyes szövetek eloszlásáról, folyadékok eloszlásáról, a szív vagy a légzõrendszer mûködésérõl. 4. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elsõ jelbõl (AS) a tárgyra (O) jellemzõ információkat nyerünk ki, például információt annak elektromos vezetõképességérõl és a vezetõképesség változásairól, és azzal jellemezve, hogy ezt az információt a tárgy (O) felismerése céljából alkalmazzuk. 5. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gerjesztõjel (HS) segítségével egy speciális eszköz (EV) útján egy második jelet (IS) keltünk, és ezt a jelet egy vevõeszközzel (V) érzékeljük. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második jel (IS) a tárggyal (O) kapcsolatos információt tartalmaz, például a tárgy azonosítására vagy állapotára vonatkozó információt. 7. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a jelek (AS, IS) közül az egyikbõl vagy mindkettõbõl kinyert információt olyan kritériumok alapján vizsgáljuk, amelyek rögzítettek, elõre meghatározottak vagy adaptálhatók, és a kiértékelési eredmények alapján ismert mûveleteket, például vezérlõ vagy figyelmeztetõ utasításokat hajtunk végre. 8. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a jelek (AS, IS) közül az egyikbõl vagy mindkettõbõl kinyert információt memóriaeszközök segítségével tároljuk abból a célból, hogy a tárgyak (O) és megfigyelendõ helyek viselkedésének idõfüggését megvizsgáljuk, például olyan formában, hogy a jelek (AS, IS) közül az egyikbõl vagy mindkettõbõl kinyert, és adott idõpontban regisztrált információt eltároljuk, és ezt az információt egy késõbbi idõpontban nyert információ értékeléséhez referenciaként használjuk. 9. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a jelek (AS, IS) közül az egyik-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 7
2
bõl vagy mindkettõbõl kinyert információt mesterséges intelligencia, például egy adaptációs készséggel rendelkezõ vagy önszervezõdõ hálózat adaptálására alkalmazzuk. 10. Elrendezés egy vagy több megfigyelendõ tárgy (O), például egy megfigyelendõ környezetben, például lakásban, közterületen, ipari vagy irodai környezetben vagy istállóban tartózkodó emberi test, állat vagy robot helyének, helyzetének, mozgásának vagy tulajdonságainak meghatározására, ahol a megfigyelendõ környezet bizonyos részében, például padlóján, falán vagy mennyezetén olyan mérõátalakító eszköz van elrendezve, amely a tárgytól elektromosan szigetelt vezetõelrendezést tartalmaz, például egy vezetõmátrixot, és a vezetõelrendezés legalább egy elsõ kiválasztható vezetõcsoportot és egy második kiválasztható vezetõcsoportot tartalmaz, és az elrendezés az alábbiakat tartalmazza: a) a) eszközt az elsõ vezetõcsoport vezetõinek és a második vezetõcsoport vezetõinek kiválasztására, és eszközt egy modulált gerjesztõjelnek (HS) a kiválasztott elsõ vezetõcsoportra kapcsolására, és eszközt egy, a kiválasztott vezetõcsoportokkal végzett pásztázási mûvelet végrehajtására abban az esetben, amikor a gerjesztõjel (HS) a kiválasztott elsõ vezetõcsoportra van kapcsolva; b) eszközt, amely a gerjesztõjelnek (HS) a kiválasztott elsõ és második vezetõcsoportok közötti csatolásából egy elsõ jelet (AS) generál, továbbá olyan eszközt, amely a gerjesztõjel (HS) modulációs információjának felhasználásával képes az elsõ jel (AS) feldolgozására, és fázisérzékeny detektort, amely a tárgy jellemzése céljából a tárgy vezetõképességével kapcsolatos információ kinyerésére alkalmas. 11. A 10. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy egy központi eszközt tartalmaz a mérõátalakító egységtõl érkezõ jel (AS) feldolgozására, és a tárgy (O) tulajdonságaival kapcsolatos információk, például szívmûködés, légzés vagy elektromos vezetõképesség adatok kinyerésére. 12. A 10–11. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a jelfeldolgozó eszköz olyan eszközt tartalmaz, amely a tárgyról nyert információnak az elsõ átjátszó útvonal útján való továbbítására alkalmas. 13. A 10–12. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a mérõátalakító eszközök olyan alkatrészeket tartalmaznak, amely legalább két különbözõ fizikai mennyiség, például az elektromos csatolás vagy akusztikus energia mérésére alkalmasak. 14. A 10–13. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a mérõátalakító eszköz által keltett jel (AS) legalább részben elektromos terek csatolására épül, azaz a tárgy (O) és a mérõátalakító eszköz közötti kapacitáscsatolásra. 15. A 10–14. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a jelfeldolgozó eszközök olyan eszközöket tartalmaznak, amelyek képesek egy neurális hálózathoz vagy más típusú mesterséges intelligenciához hasonló jellegû adaptációs mûködési funkció ellátására.
1
HU 007 122 T2
16. A 10–15. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az elrendezés tartalmaz, vagy az elrendezéshez csatolva rendelkezésre áll olyan eszköz, amely a mérõátalakító eszközhöz kapcsolódó térbeli információ tárolására alkalmas. 17. A 10–16. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy olyan eszközt tartalmaz, amely a mérõátalakító eszköz útján információt továbbít legalább egy vezetõcsoport helyzetérõl, továbbá olyan eszközt tartalmaz, amely ezt az információt egy másik átjátszó útvonalon keresztül, például a gerjesztõjellel (HS) vagy egy rádiójellel továbbítja. 18. A 10–17. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az elrendezés speciális eszközt (V) tartalmaz, amely a gerjesztõ jel (HS) hatására egy járulékos jelet (IS) kelt. 19. A 10–18. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy olyan eszközt tartalmaz, vagy olyan eszközhöz van csatlakoztatva, amely egy másik adatátviteli útvonal útján képez olyan kapcsolatot, például vezetékes vagy vezeték nélküli kapcsolatot, amely vezérlési információ vételére vagy továbbítására, helymeghatározási információ vételére vagy továbbítására, idõponttal kapcsolatos információ vételére vagy továbbítására, vagy más rendszerekkel, például egy robottal zajló más típusú kommunikációra alkalmazható. 20. A 10–19. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az egy vagy több jelbõl (AS, IS, HS) kinyert információt az elrendezés által tartalmazott eszközök vagy csatolt eszközök képesek vezérlési folyamatok végrehajtására alkalmazni, amely lehet például egy robot, világítás, légkondicionálás, riasztási rendszerek vagy figyelmeztetõrendszerek vezérlése vagy zárak vezérlése.
5
10
15
20
25
30
35
8
2
21. A 10–20. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy egy tárgy (O) mozgását jellemzõ információ meghatározására való eszközt, például a mozgás sebességeloszlásának vagy a mozgást jellemzõ mennyiségeknek a meghatározására alkalmas eszközt tartalmaz. 22. A 10–21. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a mérõátalakító vezetõelrendezései közül legalább néhány olyan felületekhez közel van elhelyezve, például padló, fal vagy mennyezeti felületekhez, amelyekre vagy amelyek közelébe egy tárgy (O) eljuthat. 23. A 10–22. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a mérõátalakító vezetõelrendezései közül legalább néhány a megfigyelendõ környezet olyan felületeihez közel van elhelyezve, amelyek veszélyes vagy értékes tárgyak környezetében találhatók. 24. A 10–23. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a mérõátalakító vezetõelrendezései közül legalább néhány olyan vezetõk használatával van kialakítva, amelyek az épület szerkezetéhez tartoznak, ilyen lehet például egy betonvas, légkondicionáló vezetékek, vízvezetékek vagy elektromos huzalok. 25. A 10–24. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a speciális eszközök (EV) olyan célra alkalmas eszközöket tartalmaznak, például RFID áramkört, mérõátalakítót vagy aktív áramkört, amellyel a speciális eszközök által keltett jelet (IS) információval tudják ellátni. 26. A 10–25. igénypontok szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a gerjesztõ jel (HS) egy vagy több tulajdonsága, például amplitúdója vagy frekvenciája, eltérõ értékû abban az esetben, amikor egy tárgy (O) helymeghatározása céljából a speciális eszköz (EV) által elõállított jelet (IS) használjuk fel.
HU 007 122 T2 Int. Cl.: G08B 13/10
9
HU 007 122 T2 Int. Cl.: G08B 13/10
10
HU 007 122 T2 Int. Cl.: G08B 13/10
11
HU 007 122 T2 Int. Cl.: G08B 13/10
12
HU 007 122 T2 Int. Cl.: G08B 13/10
13
HU 007 122 T2 Int. Cl.: G08B 13/10
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest
