ES1299927U - Dispositivo de monitorización de movimientos corporales - Google Patents

Abstract

Dispositivo de monitorización de movimientos corporales de al menos un usuario (1), caracterizado por que comprende al menos un nodo emisor (2) de al menos una primera señal de posición (21) de un segmento corporal (11) de dicho usuario (1) al que se encuentra fijado, al menos un nodo receptor (3) de la primera señal de posición (21), y unos primeros medios de transmisión (41) inalámbrica de la primera señal de posición (21) desde el nodo emisor (2) al nodo receptor (3).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de monitorización de movimientos corporales

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente solicitud de modelo de utilidad tiene por objeto un dispositivo de monitorización de movimientos corporales de al menos un usuario que comprende al menos un nodo emisor de al menos una primera señal de posición de un segmento corporal de dicho usuario al que se encuentra fijado, al menos un nodo receptor de la primera señal de posición, y unos primeros medios de transmisión inalámbrica de la primera señal de posición desde el nodo emisor al nodo receptor, incorporando adicionalmente notables innovaciones y ventajas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Recientemente se han producido diversos avances tecnológicos respecto a la sensorización para la medición y estudio de los movimientos corporales humanos. Se ha llegado a distintas implementaciones que varían según la tecnología utilizada en precisión, configuración inicial, usabilidad, entornos de uso e inmunidad a interferencias entre otros.

Mencionar en primer lugar sistemas basados en cámaras, complementados por elementos colocados en la superficie corporal, lo cual permite tomar mediciones en amplios entornos dedicados, controlados y diseñados exclusivamente para tal fin. Estos sistemas requieren de una ubicación determinada con un sistema de seguimiento compuesto por varios dispositivos ubicados en el cuerpo a medir, o en su defecto, de un complejo sistema de cámaras. Esto resulta limitativo en entornos clínicos, deportivos, industriales, o durante actividades cotidianas. Unos de los sistemas comerciales de este tipo más utilizado son los sistemas de seguimiento óptico para análisis de movimiento o Vicon. Esta tecnología convierte píxeles a milímetros y calcula cuáles son las distancias basándose en la triangulación, utilizando múltiples cámaras de seguimiento óptico para monitorear el movimiento humano. Existen algunas soluciones completas basadas en esta tecnología, que aúna varios sistemas tecnológicos distintos en una única solución, requiriendo además de la colocación de marcadores reflectantes en el cuerpo del sujeto, de acuerdo a guías científicas validadas.

Para poder generar un entorno tridimensional que oriente los distintos segmentos corporales del usuario en el espacio de forma adecuada, los sistemas basados en esta tecnología requieren de un alto número de cámaras y elementos o marcadores ubicados en el cuerpo de los usuarios. Estas técnicas convencionales de medición corporal son por tanto costosas de implementar y cuentan con numerosas restricciones, exigiendo en algunos casos de su utilización en exclusiva por parte de individuos profesionales, debido a su escasa usabilidad.

Otras técnicas para análisis de movimientos humanos mediante tecnologías basadas en cámaras utilizan cámaras de infrarrojo con detección de profundidad dentro del campo de la visión artificial. Estos sistemas de una sola cámara, gracias a la tecnología de captura de entornos 3D mediante luz estructurada infrarroja, permiten detectar y seguir de manera robusta los movimientos de las extremidades de una o más personas, sin necesidad de marcadores. No obstante, estos sistemas hardware no obtienen resultados comparables en precisión a otras tecnologías como los sensores de medición inerciales (IMU), y necesitan de una capa software superior sobre estos dispositivos que represente y calcule los movimientos del cuerpo humano.

Así, los sistemas basados en visión anteriormente descritos constituyen una solución con multitud de inconvenientes para las aplicaciones descritas en este documento en ámbitos industrial, médico o deportivo. Esto es así, ya que las soluciones tecnológicas basadas en visión introducen la posibilidad de oclusiones o auto-oclusiones corporales debidas a la presencia de objetos que impidan la visión directa de los segmentos corporales, además de necesitar de un espacio amplio dedicado para realizar las medidas, impidiendo su utilización en el propio puesto de montaje industrial, en los domicilios no adaptados de los pacientes, o en un entorno deportivo general.

Por otro lado, y conjuntamente con la revolución introducida por los wearables o vestibles, aparecieron sistemas de medición corporal basados en sensores de medición inercial (IMU) que incluían giróscopos, acelerómetros o en las soluciones más avanzadas, magnetómetros. Esto es el caso por ejemplo del sistema descrito en la solicitud de patente US20080262772A, que permite el seguimiento de los movimientos de un objeto en un espacio tridimensional, estando dicho objeto compuesto por menores porciones del objeto con dimensiones individuales y proporciones mutuas, interconectados secuencialmente por articulaciones. Esto es, el seguimiento de segmentos corporales y sus movimientos. Otra aproximación al problema sería la introducida por la patente US7219033B2, que incluye un sistema de adquisición de datos electrónicos altamente miniaturizado mediante sensores MEMS que pueden integrarse en un dispositivo en movimiento. El sistema incluye un acelerómetro, un giroscopio y un magnetómetro triaxiales, en relación con un sistema de coordenadas externas fijas, para el seguimiento también de movimientos corporales.

Este tipo de sistemas basados en sensores MEMS o en unidades de medición inerciales IMU, son los más comúnmente utilizados en la actualidad. Este es el caso por ejemplo del sistema descrito en la patente US9436286B2 que describe un nuevo procedimiento y aparato para rastrear la orientación de un usuario. En concreto, un aparato para rastrear la orientación de un usuario incluyendo un sistema de procesamiento configurado para comunicarse con al menos uno entre una pluralidad de nodos de referencia, llevados puestos sobre partes del cuerpo para obtener datos de localización corporal referidos a la posición relativa entre las partes corporales, y proporcionar rastreo corporal en base a los datos de localización corporal.

Sobre la comunicación inalámbrica entre sensores, aclarar que existen métodos registrados conjuntamente con un sistema, que permiten una comunicación inalámbrica entre una unidad maestra y una unidad de sensor, como por ejemplo los descritos en EP2320288B1, que incluye comunicación bidireccional esclavo maestro para adaptar la frecuencia de muestreo de los esclavos.

Se han desarrollado recientemente distintos sistemas comerciales de valoración biométrica o medición de movimientos corporales. Estos sistemas tienen distintas aplicaciones, incluyendo los ámbitos: pericial, mediante valoración de la capacidad mecánica; clínico, incluyendo rehabilitación, valoración de trauma, neurología, estudio podológico o estudio de ergonomía; prevención, mediante diseño de puestos de trabajo, control del trabajador evitando vicios posturales o diseño de maquinarias y herramientas; y deportivo, permitiendo la investigación del rendimiento deportivo, desarrollo de estrategias relacionadas al movimiento, o estudio en prótesis de extremidades.

Otros sistemas ofrecen multitud de posibilidades según su ámbito de aplicación, aunque estén comúnmente enfocadas al entretenimiento como el descrito en la patente US5616078, que versa de sistema de entretenimiento de vídeo, controlado en movimiento, con marcadores para adosar en una posición especificada sobre un jugador; un detector operable para detectar posiciones tridimensionales de los marcadores; una calculadora operable para calcular parámetros de postura del jugador, un procesador de juegos operable para generar una imagen de juego de acuerdo a un programa de juegos predeterminado y los parámetros de postura calculados del jugador; y un dispositivo visor operable para exhibir una imagen de juego generada. Así, el movimiento de un personaje específico del juego, exhibido en el dispositivo visor, estará controlado de acuerdo al movimiento del cuerpo del jugador, permitiendo una atmósfera más real para la inmersión del jugador.

A la vista de todo lo anterior se observa la necesidad de dar todavía con un dispositivo y procedimiento para registrar y analizar los movimientos corporales de un usuario, de manera que se proporcione una medida análoga suficientemente precisa y fiable para sus aplicaciones en los ámbitos descritos, a una fracción del coste de estos sensores comerciales, respondiendo al compromiso de proporcionar una tasa de datos alta y estable, para una buena captura de movimientos a cierta velocidad, además de robustez a factores ambientales e inmunidad a interferencias.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo y procedimiento para registrar y analizar los movimientos corporales de un usuario, basados en el seguimiento de las orientaciones de sus segmentos corporales mediante múltiples nodos sensores. La invención se puede centrar opcionalmente en estimar y asegurar parámetros biomecánicos, ergonómicos y de distanciamiento interpersonal en relación con la supervisión a distancia para prevención de la trasmisión del virus Covid-19 en el entorno laboral y médico.

La presente invención también contempla medir y representar los movimientos corporales de un sujeto o usuario que incluye un nodo de procesamiento vestible maestro, o nodo receptor, configurado para recibir datos de al menos uno entre múltiples nodos vestibles esclavos, o nodos emisores. Dichos nodos emisores se llevan puestos sobre partes del cuerpo del usuario para obtener datos de posición absoluta o rotación espacial absoluta de cada segmento corporal, y proporcionar así mediciones de rango articular respondiendo a escalas de valoración ergonómicas. Los datos de posición absoluta o rotación espacial absoluta se refieren al vector posición y la rotación extraídos de cada uno de los nodos vestibles esclavos, o nodos emisores, los cuales pueden contar con un sensor de medición inercial, preferiblemente con nueve grados de libertad cada uno.

También se contempla un protocolo de comunicación para la interconexión de al menos un nodo vestible maestro, o nodo receptor, con de uno a múltiples nodos vestibles esclavos, o nodos emisores, incluyendo opcionalmente un mecanismo de salto de canal o frecuencia (FHSS) que evita compartir un espacio de frecuencias utilizado por señales circundantes que utilizan protocolos de comunicación sobre la misma banda, aunque no necesariamente con la misma modulación. La relación entre los nodos del sistema se establece en este caso de forma unidireccional, siendo el nodo vestible maestro receptor de los datos enviados por múltiples nodos vestibles esclavos transmisores.

Por otro lado, el procesamiento de datos incluye comunicar un nodo vestible maestro, o nodo receptor, con al menos uno entre múltiples nodos vestibles esclavos, o nodos emisores. El aparato encargado del procesamiento de datos incluye medios para comunicarse con un ordenador o un dispositivo móvil, utilizando una conexión USB o Bluetooth respectivamente.

También se contempla un programa de ordenador que incluye un medio legible por ordenador que comprende códigos ejecutables para interpretar los datos recibidos por un aparato que se comunique con al menos uno entre múltiples nodos vestibles esclavos, o nodos emisores. Este programa es capaz de ofrecer una visualización tridimensional del movimiento en tiempo real de los distintos segmentos corporales del cuerpo del usuario y almacenar en un archivo de texto los datos recibidos del nodo vestible maestro tras ser procesados al asignarlos al segmento corporal correspondiente. Incluye un programa de almacenamiento de datos en la nube, configurado para recibir la información de tanto los datos en crudo recibidos del nodo vestible maestro como los datos tras ser procesados al asignarlos al segmento corporal correspondiente, y enviarla a un servidor de almacenamiento en la nube. El programa de ordenador de análisis en la nube incluye un medio legible por un servidor de procesamiento, que comprende códigos ejecutables para interpretar los datos disponibles en un servidor de almacenamiento en la nube. Este programa será capaz de ofrecer valoraciones de rango articular respondiendo a escalas de valoración ergonómicas, y presentarlos de forma gráfica y mediante informes semiautomáticos, de los datos obtenidos desde el servidor de almacenamiento en la nube. Estos informes se presentarán de forma descargable o almacenable en la memoria local del usuario.

Mencionar que los nodos vestibles, tanto emisores como receptores, han sido diseñados para comunicarse de forma inalámbrica con su propio protocolo y ser inmunes a interferencias en la banda de 2,4 GHz de señales Wi-Fi o Bluetooth. Además, los sensores tipo IMU utilizados cuentan con mecanismos de protección ante interferencias por la presencia de grandes núcleos férricos como los presentes en el entorno de la Industria de montaje y permiten la interconexión de un alto número de sensores vestibles o segmentos corporales. Se cuenta además con varias capas de software incluidas en la propia solución, sin necesidad de adquirir costosas licencias de uso adicionales y proporcionando toda la capa de adquisición, análisis y generación de informes ergonómicos en un único sistema homogéneo.

Más en particular, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales de al menos un usuario de la presente invención comprende al menos un nodo emisor de al menos una primera señal de posición de un segmento corporal de dicho usuario al que se encuentra fijado, al menos un nodo receptor de la primera señal de posición, y unos primeros medios de transmisión inalámbrica de la primera señal de posición desde el nodo emisor al nodo receptor. De este modo se puede efectuar un seguimiento de los movimientos corporales del usuario, posibilitando tanto el realizar capturas en las que se recojan la posición de las principales articulaciones del cuerpo, como pueden ser la cabeza, la espalda, los brazos y las piernas, así como la posición general del usuario con respecto al espacio en que se encuentre, o la posición relativa con respecto a otros usuarios que porten algún otro nodo emisor.

Ventajosamente, los primeros medios de transmisión inalámbrica comprenden medios de emisión y medios de recepción, donde los medios de emisión están en el nodo emisor, y los medios de recepción están en el nodo receptor, de manera que se produce una especialización de los componentes, y un ahorro, al no precisarse de más prestaciones de las que se van a utilizar. En concreto la emisión de señales por parte del nodo emisor, y la recepción de señales por parte del nodo receptor.

En una realización preferida de la invención, una pluralidad de nodos emisores están distribuidos por una pluralidad de segmentos corporales, de modo que es posible monitorizar el cuerpo en su conjunto del usuario, y también cada una de sus partes. En concreto el nodo de procesamiento vestible maestro, o nodo receptor, está configurado para recibir datos de al menos uno entre múltiples nodos vestibles esclavos, o nodos emisores, llevados puestos sobre partes del cuerpo para obtener datos de posición absoluta o rotación espacial absoluta y movimiento de cada segmento corporal, y proporcionar así mediciones de rango articular respondiendo a escalas de valoración ergonómicas. Precisar que los datos de posición absoluta o rotación espacial absoluta y movimiento comprenden uno o más datos en cada uno de los ejes espaciales, representando los distintos movimientos posibles de cada segmento corporal.

Complementariamente, el nodo emisor comprende unos medios de fijación al segmento corporal, de manera que la primera señal de posición emitida es fiable e indicativa de la posición del nodo emisor. Opcionalmente los medios de fijación en la superficie corporal del sujeto o usuario son arneses vestibles, de distintos tamaños adaptados al segmento corporal cuya posición se quiere medir.

Preferentemente, el nodo emisor y/o el nodo receptor comprenden medios de alimentación eléctrica, de modo que pueden ser suministrados con energía de manera sencilla y económica. Las opciones pueden ser por medio de la inserción de pilas o bien mediante la presencia de una batería recargable, en concreto por medio de un sistema de alimentación por batería de litio o pila de botón recargable, de reducido tamaño y un sistema de protección y carga micro USB. Alternativamente puede presentar un sistema de alimentación por puerto USB en la versión receptora con conexión USB.

Según otro aspecto de la invención, el nodo emisor del dispositivo de monitorización de movimientos corporales, comprende al menos un sensor inercial, lo que le permite caracterizar mejor las propiedades del movimiento llevado a cabo por el usuario, y el modo en el que ha variado su posición. Dicho sensor inercial presenta opcionalmente nueve grados de libertad que incluye un acelerómetro triaxial, un giróscopo triaxial y un magnetómetro triaxial, permitiendo obtener un vector posición y la rotación.

Adicionalmente el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende unos medios de control del sensor inercial, configurados para su desactivación tras haber efectuado una medida inicial, de cara a su utilización en un entorno industrial con presencia de grandes núcleos férricos que podrían distorsionar la medida, y posibilitando además un ahorro energético, y un menor desgaste del dispositivo.

En una realización preferida de la invención, el nodo receptor comprende medios de procesamiento de la primera señal de posición recibida del al menos un nodo emisor, de manera que puede extraer la información contenida en dicha primera señal de posición, relativa a la posición y/o movimiento del usuario.

Según otro aspecto de la invención, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende una unidad de procesamiento final con medios de procesamiento de la primera señal de posición recibida por el nodo receptor, donde el nodo receptor comprende unos segundos medios de transmisión a la unidad de procesamiento final.

Preferentemente los segundos medios de transmisión remiten a la unidad de procesamiento final la primera señal de posición recibida por el nodo receptor. De este modo la unidad de procesamiento final puede extraer la información contenida en dicha primera señal de posición, o complementariamente, otra emitida por otro nodo receptor, de cara a un mejor seguimiento de los movimientos corporales del usuario que son enviados por el nodo emisor. Señalar que los segundos medios de transmisión pueden ser por vía inalámbrica o bien por conexión física tipo cable.

Opcionalmente, los segundos medios de transmisión son una conexión vía USB, preferentemente cuando la unidad de procesamiento final es un PC, presentando una gran fiabilidad de transmisión de datos y de señal, así como buenas prestaciones en términos de velocidad de transmisión.

Alternativamente, los segundos medios de transmisión son una conexión vía Bluetooth, preferentemente cuando la unidad de procesamiento final es un Smartphone, lo que posibilita una buena tasa de transmisión y fiabilidad en un radio de acción de unos metros.

Ventajosamente, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende una pluralidad de nodos receptores sobre una pluralidad de usuarios, y una pluralidad de nodos emisores sobre una pluralidad de segmentos corporales de cada usuario, pudiendo de este modo efectuar un seguimiento, tanto de los movimientos de cada usuario, como de las distancias relativas entre los distintos usuarios, y su evolución en el tiempo.

Complementariamente, los segundos medios de transmisión están configurados para transmitir una segunda señal de posición de los nodos receptores, pudiendo de este modo efectuar un seguimiento preciso de las distancias relativas entre los distintos usuarios, y su evolución en el tiempo. Preferentemente dichos nodos receptores están colocados sobre el cuello de los usuarios, transmitiendo señal mediante UWB (Banda ultra ancha), al objeto de obtener datos de distanciamiento interpersonal. Precisar que dicha segunda señal de posición es medida por un nodo receptor respecto a otro posible nodo receptor presente en las inmediaciones, y que dicha segunda señal es enviada para detectar si hay otros nodos receptores en el espacio cercano, pues se calcula únicamente entre ellos.

Según otro aspecto de la invención, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende unos primeros medios de alerta configurados para avisar caso de que la distancia entre los nodos receptores sea inferior a un valor predeterminado, de manera que se puede alertar a los usuarios, por ejemplo, del incumplimiento de las directrices Covid-19 de distanciamiento interpersonal. Dicha alerta puede ser visual y/o sonora.

Complementariamente, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende medios de almacenamiento de datos, configurados para guardar un registro de la primera señal de posición para cada nodo emisor y/o de la segunda señal de posición para cada nodo receptor, lo cual permite registrar el histórico de movimientos corporales, y de los movimientos de cada usuario. Precisar que dichos medios de almacenamiento de datos pueden estar localizados en nodo receptor y/o en unidad de procesamiento final. Dicha característica hace también posible asignar los datos recibidos bien del nodo vestible maestro en crudo, como primera señal de posición, o tras ser procesados, como segunda señal de posición, al segmento corporal correspondiente, tanto en un medio de almacenamiento de datos local como en un servidor de almacenamiento en la nube.

Según otro aspecto de la invención, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende unos segundos medios de alerta configurados para indicar el estado de carga de los medios de alimentación eléctrica del nodo emisor y/o del nodo receptor, siendo opcionalmente una señal luminosa, en concreto un LED monocolor. De este modo el usuario puede proceder a la recarga o sustitución de dichos medios de alimentación eléctrica, caso de ser respectivamente una batería recargable, o pilas.

Alternativamente, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende unos terceros medios de alerta configurados para indicar el estado de conexión de los primeros medios de transmisión inalámbrica entre al menos un nodo emisor y el nodo receptor, siendo opcionalmente una señal luminosa, en concreto un LED RGB. De este modo el usuario puede detectar averías o un mal funcionamiento del dispositivo en cuanto a la transmisión de los datos.

Es por otro lado objeto de la presente invención un procedimiento de monitorización de movimientos corporales ejecutable en un dispositivo de monitorización, que comprende las etapas de i) transmisión de una primera señal de posición entre al menos un nodo emisor en un segmento corporal y al menos un nodo receptor; ii) establecimiento de la posición y/o de la rotación y/o del movimiento de dicho segmento corporal, en base a una primera señal de posición anterior y/o en base a una referencia fija. Por medio de las etapas anteriores se hace posible comunicar un sistema receptor, o nodo receptor, con al menos uno entre múltiples nodos vestibles esclavos, o nodos emisores, que el usuario lleva puestos sobre partes de su cuerpo, de cara a obtener datos de posición absoluta o rotación espacial absoluta y movimiento de cada segmento corporal. A raíz de lo anterior puede establecerse la posición absoluta o rotación espacial absoluta, y también el movimiento de segmentos corporales en base a la diferencia angular entre cada uno de los nodos vestibles esclavos, o nodos emisores, tomando uno de ellos como referencia para su cálculo. También se hace posible, como se ha mencionado, proporcionar mediciones de rango articular respondiendo a escalas de valoración ergonómicas.

Ventajosamente, el procedimiento de monitorización de movimientos corporales, comprende una etapa de interconexión entre al menos un nodo emisor y al menos un nodo receptor por medio de un mecanismo de salto de canal o frecuencia (FHSS), de manera que se evita compartir un espacio de frecuencias utilizado por señales circundantes que utilicen protocolos de comunicación sobre la misma banda, aunque no necesariamente con la misma modulación, para obtener los datos de posición absoluta o rotación espacial absoluta y movimiento de cada segmento corporal, sin apreciables interrupciones en la frecuencia de datos.

Por otra parte, el procedimiento de monitorización de movimientos corporales comprende una etapa de establecimiento de un registro de una pluralidad de primeras señales de posición de una pluralidad de nodos emisores, posibilitando el seguimiento a lo largo del tiempo de la localización de los nodos emisores, y por tanto del segmento corporal en el que están localizados. Preferentemente se establece un registro temporal de cada valor instantáneo del vector posición y la rotación, extraídos de cada uno de los nodos receptores.

Complementariamente, el procedimiento de monitorización de movimientos corporales comprende una etapa de calibración de cada nodo emisor en base a una primera señal de posición tras la colocación del nodo emisor sobre un segmento corporal. Dicha calibración permite aumentar la usabilidad y la precisión del sistema permitiendo su uso nada más terminar el proceso de colocación. En concreto dicha calibración inicial toma como referencia el estado actual del vector posición y la rotación de cada nodo emisor asignándolos a cada segmento corporal. La invención presenta una interfaz gráfica la cual permite contemplar el eliminar las asignaciones guardadas en el programa desde un simple botón.

Adicionalmente, el procedimiento de monitorización de movimientos corporales comprende una etapa de visualización de los movimientos corporales ejecutados por el usuario, en un medio de representación a través de un avatar tridimensional que reproduce los movimientos de los segmentos corporales de dicho usuario, lo cual aumenta sus prestaciones de visibilidad y comprensión, más aun siendo que dicha etapa de visualización es en tiempo real, es decir, en el mismo instante de su ejecución. De modo preferente dicha etapa de visualización tiene lugar tras la lectura de las grabaciones de los datos de los sensores obtenidas del servidor de almacenamiento en la nube. A tal efecto el usuario ha de seleccionar desde un programa software asociado el tipo de salida del sistema de medición articular en tiempo real, incluyendo el análisis de rango articular instantáneo en grados para cada uno de los tres ejes de movimiento de la articulación, tanto de forma numérica en cada instante, como mediante una representación gráfica en los ejes de grados, frente a instante temporal, consiguiendo presentar la información de forma gráfica y mediante informes semiautomáticos, pudiendo acceder en el momento deseado al almacenamiento en la nube y los registros correspondientes.

En los dibujos adjuntos se muestra, a título de ejemplo no limitativo, un dispositivo de monitorización de movimientos corporales y procedimiento asociado constituida de acuerdo con la invención. Otras características y ventajas de dicho dispositivo de monitorización de movimientos corporales y procedimiento asociado, objeto de la presente invención, resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1A- Vista de un diagrama representando un nodo emisor en conexión con un nodo receptor, de acuerdo con la presente invención;

Figura 1B- Vista de un diagrama representando un nodo receptor en conexión con una unidad de procesamiento final, de acuerdo con la presente invención;

Figura 2- Vista de un diagrama representando un nodo receptor en conexión con una unidad de procesamiento final que almacena las sesiones en una base de datos en la nube, de acuerdo con la presente invención;

Figura 3- Vista de un diagrama representando una pluralidad de nodos emisores en conexión con un nodo receptor, mostrando sus elementos integrantes, de acuerdo con la presente invención;

Figura 4- Vista de un diagrama representando un proceso de asignación y ajuste de los datos recogidos por los sensores a los segmentos corporales de un sujeto virtual 3D, de acuerdo con la presente invención;

Figura 5- Vista de un diagrama representando un proceso de visualización de los datos de análisis salida del sistema a partir de los movimientos de un usuario, de acuerdo con la presente invención;

Figura 6- Vista de un diagrama representando un proceso de calibración inicial del sistema para la correcta visualización de los segmentos corporales correspondientes a los medidos y la correcta obtención de los datos de análisis a la salida del sistema, de acuerdo con la presente invención;

Figura 7- Vista de un diagrama representando un esquema de la estructura general de cada red de sensores, de acuerdo con la presente invención;

Figura 8- Vista de una representación de un nodo receptor modelo USB, de acuerdo con la presente invención;

Figura 9- Vista de una representación de un nodo receptor modelo Bluetooth, de acuerdo con la presente invención;

Figura 10- Vista de una representación de un nodo emisor con sensor inercial tipo IMU, de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE

A la vista de las mencionadas figuras y, de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, comprendiendo las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.

En la figura 1A se puede observar un diagrama representando un nodo emisor (2) en conexión con un nodo receptor (3), emitiendo el primero hacia el segundo una primera señal de posición (21), y el segundo procesándola con sus medios de procesamiento (6). En concreto se aprecia un diagrama conceptual que ilustra un ejemplo de un nodo receptor (3) con su sistema de procesado interno o medios de procesamiento (6) de la señal recibida desde al menos un nodo emisor (2). Como se observa en próximas figuras, el nodo receptor (3) se conecta a un sistema de captura final o unidad de procesamiento final (61), que puede ser cualquier ordenador que cuente con un puerto USB o un sistema receptor, que puede ser cualquier dispositivo móvil que posea un receptor Bluetooth, como se puede ver en la figura 2.

En la figura 1B se puede observar una vista de un diagrama representando un nodo receptor (3) en conexión con una unidad de procesamiento final (61), la cual recibe una segunda señal de posición (31) a partir de la primera señal de posición (21), y una vez ha sido procesada por los medios de procesamiento (6). La unidad de procesamiento final (61) está conectada preferentemente con un medio de representación (9) a modo de interfaz con un usuario (1), mostrando la configuración de articulaciones según los nodos vestibles esclavos, o nodos emisores (2) conectados. Dicha figura 1B representa un diagrama conceptual que ilustra un ejemplo de la comunicación de información del al menos un nodo emisor (2) con el sistema de captura final o unidad de procesamiento final (61), y cómo está recogida al menos la información del ID unívoco y datos de posición en forma de rotación u orientación espacial absoluta con nueve grados de libertad de los nodos emisores (2) en cada subelemento de la unidad de procesamiento final (61). El proceso de asignación de segmentos corporales (11) será uno a uno en el selector interfaz final o medio de representación (9). Este proceso interno de asignación se realiza según el ID unívoco interno de los sensores al modo descrito en dicha figura 1B.

Opcionalmente el nodo emisor (2) puede comprender cualquier nodo vestible maestro o nodo receptor (3), capaz de recibir mediciones de posición absoluta o rotación espacial absoluta de cada nodo vestible esclavo o nodo emisor (2) que conforme el sistema en este caso, no contando así con ningún sensor de medición inercial en su placa. El aparato nodo vestible esclavo o nodo emisor (2) presenta dos versiones: Una primera que comunica los datos de los sensores esclavos mediante el protocolo propio en 2.4GHz a un nodo receptor (3) con segundos medios de transmisión (42) tipo USB, y este se conectará por USB a una unidad de procesamiento final (61) tipo ordenador; y una segunda que comunicará estos datos con unos segundos medios de transmisión (42) tipo Bluetooth a una unidad de procesamiento final (61) tipo dispositivo móvil o Smartphone. El aparato receptor o segundos medios de transmisión (42) tipo USB no contará con un sistema de alimentación por baterías, ya que se alimenta por la propia conexión USB que la unidad de procesamiento final (61) le suministre. Alternativamente el nodo receptor (3) cuenta con un sistema de alimentación por batería de litio o pila de botón recargable según versión escogida, de reducido tamaño y sistema de protección y carga micro USB, del mismo modo que el nodo emisor (2). En ambas versiones puede contar con un LED RGB que indicará el estado actual de la conexión con el/los nodo/s vestible/s esclavo/s o nodos receptor (3). Dicho aparato puede incluir asimismo un LED monocolor que emite una luz de aviso respecto al estado de la batería o medios de alimentación eléctrica (5).

Dichos nodos vestibles maestros o nodos receptores (3), cuentan en ambos modelos, cuentan con la posibilidad de incorporar según las características ofrecidas por la solución escogida, un módulo de comunicación UWB además del módulo de comunicación sobre 2,4GHz común a los aparatos nodos receptores (3) y nodos emisores (2). Este módulo permite la medición de distancias entre nodos vestibles maestros o nodos receptores (3) con dicha tecnología, aportando una solución al problema del distanciamiento interpersonal debido a la crisis del Covid-19. Al acercamiento de dos nodos vestibles maestros o nodos receptores (3) entre sí, cada uno portado por un usuario (1) del sistema diferente, se emiten alertas visuales y sonoras que alertarán a dichos usuarios (1), además de guardar un registro (81) del identificador inequívoco de ambos aparatos (ID).

El nodo emisor (2) puede comprender cualquier nodo vestible esclavo, capaz de enviar mediciones de posición absoluta o rotación espacial absoluta referidas al vector posición y la rotación extraídos del sensor de medición inercial con 9 grados de libertad que posee en su placa. Dicho nodo emisor (2) cuenta con unos medios de alimentación eléctrica (5) por batería de litio o pila de botón recargable según versión escogida, de reducido tamaño y sistema de protección y carga micro USB. El nodo emisor (2) puede contar con un LED RGB que indicará el estado actual de la conexión con el nodo vestible maestro o nodo receptor (3), y avisará de pérdidas de señal.

El sistema de captura final o unidad de procesamiento final (61) puede ser cualquier sistema adecuado capaz de comunicarse con el nodo receptor (3) USB, para dar soporte al seguimiento de movimientos corporales que son enviados por el sistema emisor, compuesto a su vez por uno o más nodos emisores (2), incluyendo la funcionalidad de registro y visualización tridimensional en tiempo real de los movimientos corporales del usuario (1).

Dicho sistema de captura final o unidad de procesamiento final (61) puede ser a su vez cualquier dispositivo móvil capaz de comunicarse con el nodo receptor (3) mediante Bluetooth, para dar soporte al seguimiento de movimientos corporales que son enviados por el sistema emisor, compuesto a su vez por uno o más nodos emisores (2), incluyendo la funcionalidad de registro y visualización tridimensional en tiempo real de los movimientos corporales del usuario (1).

Dicha figura 1B describe cómo la unidad de procesamiento final (61) puede ser configurada para proporcionar datos de rango articular en tiempo real. Las salidas de este sistema pueden observarse en la figura 5 de forma numérica y gráfica, correspondientes al uso de un par de nodos emisores (2) a cada lado de una articulación, es decir, colocando al menos dos nodos vestibles esclavos o nodos emisores (2) por articulación, o lo que es lo mismo, un nodo vestible esclavo o nodo emisor (2) por cada segmento a ambos lados de la articulación.

El proceso general de asignación de segmentos corporales (11) está descrito en la figura 4, cuyo proceso interno de asignación según el ID unívoco interno de los sensores se describe en dicha figura 1B.

En la figura 2 se puede observar un diagrama representando un nodo receptor (3) en conexión por medio de unos segundos medios de transmisión (42) con una unidad de procesamiento final (61) que almacena las sesiones en una base de datos en la nube. Mencionar que el nodo receptor (3) incluye unos medios de procesamiento (6) en comunicación con una unidad de procesamiento final (61) que puede incluir o estar en comunicación con unos medios de almacenamiento (8) y al menos un medio de representación (9).

En la figura 3 se puede observar una vista de un diagrama representando una pluralidad de nodos emisores (2) en conexión con al menos un nodo receptor (3), mostrando sus elementos integrantes, como son, en el caso del nodo emisor (2) un sensor inercial (22), unos primeros medios de transmisión (41), en concreto unos medios de emisión (41a). En cuanto al nodo receptor (3), cuenta con unos medios de recepción (41b) y con unos segundos medios de transmisión (42). Ambos cuentan con medios de alimentación eléctrica (5). Todo ello conforma un sistema de procesamiento, y un sistema remoto distinto con nodos de referencia.

En la figura 4 se puede observar una vista de un diagrama representando un proceso de asignación y ajuste de los datos recogidos por los sensores a los segmentos corporales (11) de un sujeto virtual 3D representativo del usuario (1). Como se puede apreciar, se incluye una unidad de procesamiento final (61) y un registro (81), según el cual se realiza un proceso de asignación y ajuste de los datos recogidos por los sensores a los segmentos corporales (11) de un sujeto virtual 3D. En concreto dicha figura 4 describe cómo el programa software permite escoger la asignación de cada aparato nodo emisor (2) a cada segmento corporal (11) a medir. A modo de ejemplo, podemos ver en la figura 4 cómo a cada aparato nodo emisor (2) recién encendido se le asigna una numeración en la interfaz, y se pide que se escoja desde el programa software la asignación al segmento corporal (11) correspondiente. Dicho proceso es sencillo gracias a la aparición instantánea en la interfaz de una pantalla de asignación en el momento de encendido de cada sensor, y a la opción de reasignación de sensores mediante un desplegable que permite escoger el segmento corporal (11) correspondiente a cada ID de sensor. Por otra parte, el software también contempla eliminar las asignaciones guardadas en el programa desde un simple botón de la interfaz gráfica, en el caso de que se desee repetir el proceso de asignación de sensores desde cero.

En la figura 5 se puede observar una vista de un diagrama representando un proceso de visualización de los datos de análisis salida del sistema a partir de los movimientos de un usuario (1) representado como un avatar tridimensional (91), lo cual sería el proceso de visualización de los datos de análisis salida del sistema de la presente invención. Más en concreto en la figura 5 se describe cómo se puede seleccionar desde el programa software la salida del sistema de medición articular en tiempo real. A modo de ejemplo, podemos ver cómo seleccionar la articulación corporal o segmento corporal (11) concreto cuyo rango articular instantáneo deseamos mostrar en pantalla. Se muestra también un ejemplo de salida numérica, incluyendo el análisis de rango articular instantáneo en grados para cada uno de los tres ejes de movimiento de la articulación, esto es, flexión/extensión, abducción/aducción, o rotación interna o externa. Cabe aclarar que el nombre de alguno de los movimientos puede variar dependiendo de la articulación a medir. La figura 5 muestra el resultado de la salida gráfica del análisis del rango articular instantáneo, mediante una representación en los ejes de grados frente a instante temporal, que se continúa actualizando en tiempo real según los datos recibidos.

Finalmente, el programa software de aplicación se encarga, como se aprecia en la figura 5, de almacenar en un archivo de texto los datos recibidos del nodo vestible maestro o nodo receptor (3), bien en crudo, o bien tras ser procesados al asignarlos al segmento corporal (11) correspondiente. Este archivo de texto podrá ser almacenado tanto en local como en un servidor de almacenamiento en la nube. También se puede observar una característica del programa software de aplicación que está dedicado en exclusiva a la lectura de las grabaciones de los datos de los sensores, reproduciendo en un avatar tridimensional (91) los movimientos corporales ejecutados por el usuario (1) en el momento de la grabación, salvo que, en este caso, se visualizan directamente desde las grabaciones en formato de texto obtenidas del servidor de almacenamiento en la nube. En este caso, la línea temporal y los botones de acción permiten al sistema de lectura modificar los instantes temporales a reproducir y escoger el archivo a leer mediante un desplegable que muestre las grabaciones existentes en el directorio de lectura. Todo esto, permite regenerar los movimientos corporales desde archivos de peso reducido que únicamente contienen la información estrictamente necesaria al respecto de la posición absoluta o rotación espacial absoluta de cada segmento corporal (11) en cada instante de la grabación. Este programa de reproducción nos permite a su vez mostrar en pantalla el análisis de rango articular en grados tanto de forma numérica como gráfica, del mismo modo que se realizaría en el caso de uso descrito anteriormente para la visualización en tiempo real.

En la figura 6 se puede observar una vista de un diagrama representando un proceso de calibración inicial del sistema para la correcta visualización de los segmentos corporales (11) correspondientes a los medidos y la correcta obtención de los datos de análisis a la salida del sistema. En concreto se aprecia la representación de usuario (1) en un avatar tridimensional (91) a través de los medios de representación (9). Dicho usuario (1) porta al menos un nodo emisor (2) sujetado a través de unos medios de fijación (23).

El proceso general de calibración descrito en la figura 6 muestra cómo el sistema receptor o unidad de procesamiento final (61) puede ser configurado para utilizar la herramienta de calibración inicial incorporada en el software. Respecto a la forma de colocación de los nodos emisores (2), normalmente se esperará la colocación por medio de arneses de distintos tamaños adaptados al segmento corporal (11) a medir. Los sensores pueden ser colocados en los segmentos corporales (11) gracias a estos arneses tras su encendido, utilizando el sistema de asignación y calibración del software de aplicación posteriormente a su colocación, para un correcto funcionamiento del mismo. El usuario (1) se viste con diversos aparatos nodos emisores (2) en los distintos segmentos corporales (11), configurados según lo anteriormente comentado en la figura 5, correspondiendo los movimientos realizados a los del avatar tridimensional (91) virtual en una vista frontal o lateral. Al requerir la calibración mediante la activación de la acción gracias a cualquier periférico en el caso del sistema receptor o unidad de procesamiento final (61) o a una entrada táctil, se activa una cuenta atrás temporal en que el usuario (1) debe reproducir la posición indicada por el avatar tridimensional (91 humanoide en pantalla o medio de representación (9). Al llegar el contador a cero, se tomará como referencia de dicha posición el estado actual del vector posición y la rotación de cada aparato nodo emisor (2) asignándolos a cada segmento corporal (11), almacenando dichos valores en memoria para corregir la posición de cada uno de los segmentos corporales (11) del sistema. Este proceso de calibración puede realizarse en cualquier momento a petición del usuario (1) a una entrada al sistema software. Además, esta calibración permite evitar desviaciones de las medidas presentes en otros sistemas en el caso de una colocación de los nodos emisores (2) no perfectamente alineada con el eje correspondiente del segmento corporal (11) a medir. Se puede proceder a la grabación de los datos de los sensores de la sesión al activar la acción de record.

En una implementación del sistema emisor o nodos emisores (2), uno o más nodos pueden ser utilizados y configurados para proporcionar una o más señales al aparato nodo receptor (3). Dichos uno o más nodos vestibles esclavos o nodos emisores (2) incluyen preferentemente como dispositivo sensor un acelerómetro triaxial, un giróscopo triaxial y un magnetómetro triaxial. En otra implementación del sistema emisor, en este caso pensada para su utilización en entorno industrial con presencia de grandes núcleos férricos, dicho magnetómetro triaxial solo tomará una medida inicial que se almacenará en la memoria o medios de almacenamiento (8) del dispositivo, pasando a continuación a desactivarse durante la sesión de captura de un puesto de trabajo, por ejemplo.

El programa software de procesamiento en la nube, puede constar de un código de programa Python que permite procesar las grabaciones de datos registradas con el programa de aplicación comentado anteriormente. Este programa analiza los archivos de texto almacenados en la nube, ofreciendo valoraciones de rango articular correspondientes a escalas de valoración ergonómicas, y las presentará de forma gráfica y mediante informes semiautomáticos, accediendo en el momento deseado al almacenamiento en la nube y los registros correspondientes. Estos informes se presentan de forma descargable o almacenable en la memoria local del usuario.

Allí donde sea aplicable, los diversos componentes de hardware y / o componentes de software enunciados en la presente memoria pueden ser separados en sub-componentes que comprenden software, hardware o ambos, sin apartarse del ámbito de la invención. Además, allí donde sea aplicable, se contempla que los componentes de software pueden ser implementados como componentes de hardware, y viceversa.

El software, de acuerdo a la invención, tal como el código de programa y/o los datos, puede ser almacenado en uno o más medios legibles por ordenador. También se contempla que el software identificado en la presente memoria puede ser implementado usando uno o más ordenadores y/o sistemas de ordenadores, de propósito general o de propósito específico, en red y/o de otro modo. Allí donde sea aplicable, el ordenamiento de las diversas etapas descritas en la presente memoria puede ser cambiado, las etapas pueden ser combinadas en etapas compuestas y/o separadas en sub-etapas para proporcionar las características descritas en la presente memoria.

En la figura 7 se puede observar una vista de un diagrama representando un esquema de la estructura general de cada red de sensores, y en concreto cada nodo emisor (2) y cada nodo receptor (3). Como se ha mencionado, el sistema de la presente invención consta de múltiples nodos vestibles esclavos, o nodos emisores (2), que se colocan en las distintas partes del cuerpo a medir, y se conectarán a un nodo vestible maestro, o nodo receptor (3). El sistema incluye los nodos sensores (2, 3) y el software encargado de registrar, procesar y analizar los datos suministrados por la sensórica, así como poner por pantalla los resultados en tiempo real de este análisis, subir los registros a la nube y poder procesarlos para obtener informes semiautomáticos a petición. Dicha figura 7 ilustra la estructura de la red que se generará en cada sistema. Siendo una red en que los nodos emisores (2) transmiten y el nodo receptor (3) recibe, pudiendo modificar los parámetros a enviar por los nodos emisores (2) a petición del nodo receptor (3) permitiendo otros modos de funcionamiento.

Respecto a cada uno de los nodos sensores (2, 3) que componen el esquema anterior, podemos diferenciar entre nodo vestible maestro o nodo receptor (3) tipo USB y nodo vestible maestro o nodo receptor (3) tipo Bluetooth, así como nodos vestibles esclavos o nodos emisores (2), los cuales se conectan a un nodo maestro o nodo receptor (3) que gestiona los datos recibidos y los enviará a su vez al dispositivo receptor final, o unidad de procesamiento final (61), por USB o Bluetooth, ya sea un ordenador o un dispositivo móvil.

En la figura 8 se puede observar una vista de una representación de un nodo receptor (3) modelo USB, apreciándose los medios de recepción (41b), como una antena de 2,4 GHz, unos segundos medios de transmisión (42), medios de alimentación eléctrica (5), medios de procesamiento (6), unos segundos medios de alerta (72), como LED monocolor, y unos terceros medios de alerta (73) como LED RBG. Cada nodo vestible esclavo o nodo receptor (3) consta de un sistema compuesto por procesador, sensor inercial (IMU), alimentación por batería de litio o pila de botón recargable según versión escogida, y su consiguiente Firmware embebido que incorpora un protocolo desarrollado específicamente sobre la banda de los 2.4GHz e incorporando técnicas de Channel o Frequency Hopping.

En la figura 9 se puede observar una vista de una representación de un nodo receptor (3) modelo Bluetooth, incluyendo medios de recepción (41b), también como una antena de 2,4 GHz, segundos medios de transmisión (42), medios de alimentación eléctrica (5), medios de procesamiento (6), unos segundos medios de alerta (72), como LED monocolor, y unos terceros medios de alerta (73) como LED RBG.

En la figura 10 se puede observar una vista de una representación de un nodo emisor (2) con sensor inercial (22) tipo IMU, incluyendo a su vez medios de recepción (41b), unos segundos medios de transmisión (42), medios de alimentación eléctrica (5), medios de procesamiento (6), unos segundos medios de alerta (72), como LED monocolor, y unos terceros medios de alerta (73) como LED RBG.

La aplicación final receptora de la información del maestro o nodo receptor (3) que a su vez transmite la información de los esclavos o nodos emisores (2) procesada, nos permitirá visualizar los movimientos en tiempo real en un avatar tridimensional (91), los ángulos de cada articulación de forma numérica y de forma gráfica, y proceder a la grabación de los datos de los sensores para al finalizar la sesión subirlos a la nube. La interfaz de play/pause y línea temporal de las grabaciones está disponible únicamente en el modo reproductor de archivos ya grabados. Finalmente, mediante peticiones al servidor podremos pedir al sistema obtener los informes generados de la sesión escogida.

Más en particular, tal y como se observa en las figuras 1A y 1B, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales de al menos un usuario (1), comprende al menos un nodo emisor (2) de al menos una primera señal de posición (21) de un segmento corporal (11) de dicho usuario (1) al que se encuentra fijado, al menos un nodo receptor (3) de la primera señal de posición (21), y unos primeros medios de transmisión (41) inalámbrica de la primera señal de posición (21) desde el nodo emisor (2) al nodo receptor (3).

Por otro lado, tal y como se observa en las figuras 1B y 3, los primeros medios de transmisión (41) inalámbrica comprenden medios de emisión (41a) y medios de recepción (41b), donde los medios de emisión (41a) están en el nodo emisor (2), y los medios de recepción (41b) están en el nodo receptor (3).

Según una realización preferente de la invención, tal y como se observa en las figuras 4 y 6, una pluralidad de nodos emisores (2) están distribuidos por una pluralidad de segmentos corporales (11).

Ventajosamente, tal y como se observa en las figuras 5 y 6, el nodo emisor (2) comprende unos medios de fijación (23) al segmento corporal (11).

Complementariamente, tal y como se observa en las figuras 8, 9 y 10, el nodo emisor (2) y/o el nodo receptor (3) comprende medios de alimentación eléctrica (5).

Opcionalmente, tal y como se observa en la figura 10, el nodo emisor (2) comprende al menos un sensor inercial (22).

Más concretamente, tal y como se observa en la figura 10, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende unos medios de control del sensor inercial (22), configurados para su desactivación tras haber efectuado una medida inicial. Preferentemente el sensor inercial (22) es un magnetómetro.

Por otra parte, tal y como se observa en las figuras 8, 9 y 10, el nodo receptor (3) comprende medios de procesamiento (6) de la primera señal de posición (21) recibida del al menos un nodo emisor (2).

Adicionalmente, tal y como se observa en las figuras 8, 9 y 10, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende una unidad de procesamiento final (61) con medios de procesamiento (6) de la primera señal de posición (21) recibida por el nodo receptor (3), donde el nodo receptor (3) comprende unos segundos medios de transmisión (42) a la unidad de procesamiento final (61).

Más específicamente, tal y como se observa en las figuras 2 y 8, los segundos medios de transmisión (42) son una conexión vía USB.

Alternativamente, tal y como se observa en las figuras 2 y 9, los segundos medios de transmisión (42) son una conexión vía Bluetooth.

Según otro aspecto de la invención, tal y como se observa en las figuras 3 y 6, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende una pluralidad de nodos receptores (3) sobre una pluralidad de usuarios (1), y una pluralidad de nodos emisores (2) sobre una pluralidad de segmentos corporales (11) de cada usuario (1).

Cabe señalar que, tal y como se observa en las figuras 8, 9 y 10, los segundos medios de transmisión (42) están configurados para transmitir una segunda señal de posición (31) de los nodos receptores (3).

Preferentemente, tal y como se observa en la figura 9, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende unos primeros medios de alerta (71) configurados para avisar caso de que la distancia entre los nodos receptores (3) sea inferior a un valor predeterminado.

Cabe mencionar que, tal y como se observa en la figura 8, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende medios de almacenamiento (8) de datos, configurados para guardar un registro (81) de la primera señal de posición (21) para cada nodo emisor (2) y/o de la segunda señal de posición (31) para cada nodo receptor (3).

Opcionalmente, tal y como se observa en las figuras 8, 9 y 10, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende unos segundos medios de alerta (72) configurados para indicar el estado de carga de los medios de alimentación eléctrica (5) del nodo emisor (2) y/o del nodo receptor (3).

Adicionalmente, tal y como se observa en las figuras 8, 9 y 10, el dispositivo de monitorización de movimientos corporales comprende unos terceros medios de alerta (73) configurados para indicar el estado de conexión de los primeros medios de transmisión (41) inalámbrica entre al menos un nodo emisor (2) y el nodo receptor (3).

Es también parte de la presente invención, tal y como se observa en las figuras 1A y 1B, un procedimiento de monitorización de movimientos corporales ejecutable en un dispositivo de monitorización según alguna de las reivindicaciones anteriores, que comprende las etapas de: i) transmisión de una primera señal de posición (21) entre al menos un nodo emisor (2) en un segmento corporal (11) y al menos un nodo receptor (3); ii) establecimiento de la posición y/o de la rotación y/o del movimiento de dicho segmento corporal (11), en base a una primera señal de posición (21) anterior y/o en base a una referencia fija.

Adicionalmente, tal y como se observa en las figuras 1A y 1B, el procedimiento de monitorización de movimientos corporales comprende una etapa de interconexión entre al menos un nodo emisor (2) y al menos un nodo receptor (3) por medio de un mecanismo de salto de canal o frecuencia (FHSS).

Por otra parte, tal y como se observa en las figuras 2 y 3, el procedimiento de monitorización de movimientos corporales comprende una etapa de establecimiento de un registro (81) de una pluralidad de primeras señales de posición (21) de una pluralidad de nodos emisores (2).

Cabe señalar que, tal y como se observa en las figuras 5 y 6, el procedimiento de monitorización de movimientos corporales comprende una etapa de calibración de cada nodo emisor (2) en base a una primera señal de posición (21) tras la colocación del nodo emisor (2) sobre un segmento corporal (11).

En una realización preferida de la invención, tal y como se observa en las figuras 5 y 6, el procedimiento de monitorización de movimientos corporales comprende una etapa de visualización de los movimientos corporales ejecutados por el usuario (1), en un medio de representación (9) a través de un avatar tridimensional (91) que reproduce los movimientos de los segmentos corporales (11) de dicho usuario (1).

Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los componentes empleados en la implementación del dispositivo de monitorización de movimientos corporales, y procedimiento asociado, podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes, y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación de la siguiente lista.

Lista referencias numéricas:

1 usuario

11 segmento corporal

2 nodo emisor

21 primera señal de posición

22 sensor inercial

23 medios de fijación

3 nodo receptor

31 segunda señal de posición

41 primeros medios de transmisión

41a medios de emisión

41b medios de recepción

42 segundos medios de transmisión

5 medios de alimentación eléctrica

6 medios de procesamiento

61 unidad de procesamiento final

71 primeros medios de alerta

72 segundos medios de alerta

73 terceros medios de alerta

8 medios de almacenamiento

81 registro

9 medio de representación

91 avatar tridimensional

Textos en las figuras:

FIG 1A

T1A1: Sistema receptor

T1A2: Nodo vestible maestro

T1A3: Sistema de procesamiento

T1A4: Sistema emisor

T1A5: Nodo vestible esclavo

T1A6: Nodo vestible esclavo

T1A7: Nodo vestible esclavo

FIG 1B

T1B1: Selector interfaz final

T1B2: Articulación virtual 1

T1B3: Articulación virtual 2

T1B4: Articulación virtual

T1B5: Sistema de captura final

T1B6: ID unívoco Orientación 9DoF nodo 1

T1B7: ID unívoco Orientación 9DoF nodo 2

T1B8: ID unívoco Orientación 9DoF nodo n

T1B9: Sistema receptor

T1B10: Nodo vestible maestro

T1B11: Sistema de procesamiento

FIG 2

T21: Sistema receptor

T22: Nodo vestible maestro

T23: Sistema de procesamiento

FIG 3

T31: Nodo vestible esclavo 1

T32: Alimentación, Batería o Pila de botón recargable

T33: Procesado de orientación, Sistema en chip (SoC), Sensor, Procesador serie nRF52, IMU1

T34: RF Custom Protocol, 2,4 Ghz, Channel hopping, Nodo 1

T35: Nodo vestible esclavo 2

T36: Alimentación, Batería o Pila de botón recargable

T37: Procesado de orientación, Sistema en chip (SoC), Sensor, Procesador serie nRF52, IMU2

T38: RF Custom Protocol, 2,4 Ghz, Channel hopping, Nodo 2

T39: Nodo vestible esclavo n

T310: Alimentación, Batería o Pila de botón recargable

T311: Procesado de orientación, Sistema en chip (SoC), Sensor, Procesador serie nRF52, IMUn

T312: RF Custom Protocol, 2,4 Ghz, Channel hopping, Nodo n

T313: Nodo vestible esclavo maestro

T314: Alimentación, Batería o Pila de botón recargable

T315: Procesado de sensores 1-n, Sistema de chip (SoC), Procesador serie nRF52 T316: Protocolo Custom RF, 2,4 Ghz, Channel hopping,

T317: Protocolo RF U, @Channel 5 (6,5GHz)

T318: Protocolo RF Bluetooth, @1,4 GHz, Opcional Modelo Bluetooth, Nodo Maestro

FIG 4

T41: Sistema de captura final

T42: ID univoco 1 Orientación 9DoF nodo 1

T43: ID univoco 2 Orientación 9DoF nodo 2

T44: ID univoco n Orientación 9DoF nodo n

T45: ID univoco 1

T46: ID univoco 2

T47: ID univoco n

FIG 5

T51: Joint Angle

FIG 7

T71: Nodo vestible esclavo

T72: Nodo vestible esclavo

T73: Nodo vestible esclavo

T74: Nodo vestible maestro

T75: Nodo vestible esclavo

T76: Red sensores @2,4GHz

FIG 8

T81: Logo

T82: Carcasa

T83: Antena 2.4GHz

T84: LED

T85: Pulsador

T86: Procesador

T87: LED RGB

T88: Conexión USB

FIG 9

T91: Logo

T92: Carcasa

T93: Pulsador

T94: Procesador

T95: LED RGB

T96: Carga batería

T97: LED

T98: Batería Lipo

T99: Antena 2.4GHz FIG 10

T101: Logo

T102: Carcasa

T103: Pulsador

T104: Procesador

T105: IMU

T106: LED

T107: LED RGB

T108: Carga batería

T109: Osc. Cristal

T110: Batería Lipo

T111: Antena 2.4GHz

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales de al menos un usuario (1), caracterizado por que comprende al menos un nodo emisor (2) de al menos una primera señal de posición (21) de un segmento corporal (11) de dicho usuario (1) al que se encuentra fijado, al menos un nodo receptor (3) de la primera señal de posición (21), y unos primeros medios de transmisión (41) inalámbrica de la primera señal de posición (21) desde el nodo emisor (2) al nodo receptor (3).

   2- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según la reivindicación 1, caracterizado por que los primeros medios de transmisión (41) inalámbrica comprenden medios de emisión (41a) y medios de recepción (41b), donde los medios de emisión (41a) están en el nodo emisor (2), y los medios de recepción (41b) están en el nodo receptor (3).

   3- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según la reivindicación 2, caracterizado por que una pluralidad de nodos emisores (2) están distribuidos por una pluralidad de segmentos corporales (11).

   4- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el nodo emisor (2) comprende unos medios de fijación (23) al segmento corporal (11).

   5- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el nodo emisor (2) y/o el nodo receptor (3) comprende medios de alimentación eléctrica (5).

   6- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el nodo emisor (2) comprende al menos un sensor inercial (22).

   7- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según la reivindicación 6, caracterizado por que comprende unos medios de control del sensor inercial (22), configurados para su desactivación tras haber efectuado una medida inicial.

   8- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el nodo receptor (3) comprende medios de procesamiento (6) de la primera señal de posición (21) recibida del al menos un nodo emisor (2).

   9- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una unidad de procesamiento final (61) con medios de procesamiento (6) de la primera señal de posición (21) recibida por el nodo receptor (3), donde el nodo receptor (3) comprende unos segundos medios de transmisión (42) a la unidad de procesamiento final (61).

   10- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según la reivindicación 9, caracterizado por que los segundos medios de transmisión (42) son una conexión vía USB.

   11- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según la reivindicación 9, caracterizado por que los segundos medios de transmisión (42) son una conexión vía Bluetooth.

   12- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una pluralidad de nodos receptores (3) sobre una pluralidad de usuarios (1), y una pluralidad de nodos emisores (2) sobre una pluralidad de segmentos corporales (11) de cada usuario (1).

   13- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por que los segundos medios de transmisión (42) están configurados para transmitir una segunda señal de posición (31) de los nodos receptores (3).

   14- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según la reivindicación 13, caracterizado por que comprende unos primeros medios de alerta (71) configurados para avisar caso de que la distancia entre los nodos receptores (3) sea inferior a un valor predeterminado.

   15- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 14, caracterizado por que comprende medios de almacenamiento (8) de datos, configurados para guardar un registro (81) de la primera señal de posición (21) para cada nodo emisor (2) y/o de la segunda señal de posición (31) para cada nodo receptor (3).

   16- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según la reivindicación 5, caracterizado por que comprende unos segundos medios de alerta (72) configurados para indicar el estado de carga de los medios de alimentación eléctrica (5) del nodo emisor (2) y/o del nodo receptor (3).

   17- Dispositivo de monitorización de movimientos corporales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende unos terceros medios de alerta (73) configurados para indicar el estado de conexión de los primeros medios de transmisión (41) inalámbrica entre al menos un nodo emisor (2) y el nodo receptor (3).