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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Ausführungsqualität von Tanzschritten.
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Tanzschritte,
beispielsweise bei einer festgelegten Choreografie oder bei festgelegten
Schrittfolgen, können
eine hohe Komplexität
aufweisen und sind schwer zu erlernen. Tanztraining findet einzeln oder
in kleinen Gruppen dadurch statt, dass versucht wird, die Ausführungsqualität von Tanzschritten durch
geeignete Übungsfolgen
mit ansteigendem Schwierigkeitsgrad durch häufiges Wiederholen zu verbessern.
Dabei erfolgt üblicherweise
ein direktes Feedback des Trainers an den oder die Tänzer, die dadurch
auf ihre Fehler aufmerksam gemacht werden. Der Trainer erteilt Hinweise
dahingehend, wie die Fehler zu beseitigen sind.
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Ein ähnliches
Vorgehen wird auch beim Erlernen anderer komplizierter Bewegungsabläufe beispielsweise
im Leistungssport angewandt. Soll ein Sportler einen komplizierten
Bewegungsablauf erlernen, muss er diesen wiederholt trainieren,
wobei ein Trainer Korrekturhinweise in Bezug auf die Ausführungsqualität des Bewegungsablaufs
gibt.
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DE 198 30 359 beschreibt
ein Verfahren zur räumlichen
Lage- und Bewegungsbestimmung von Körperteilen mittels einer Kombination
von inertialen Orientierungsmessaufnehmern und Positionserfassungssensoriken.
Bei den Positionssensoren kann es sich beispielsweise um Ultraschallsensoren,
eine Feldstärkenmessung
oder optische Sensoren handeln. Eine automatisierte Bewertung der
Ausführungsqualität von Tanzschritten
ist mit dem genannten Verfahren nicht durchführbar.
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DE 101 24 242 beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Haltungskontrolle einer Person, wobei
das Erlernen komplexer Bewegungsabläufe, wie z. B. Tanzen, erleichtert
werden soll. Es werden haltungsrelevante Daten der Person, beispielsweise durch
einen Drucksensor oder Beschleunigungssensor erfasst und mit einer
Expertendatenbank verglichen. Mittels optischer, akustischer oder
taktiler Signale können
haltungsrelevante Informationen an die Person übermittelt werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Ausführungsqualität von vorgegebenen
Bewegungsabläufen,
insbesondere von Tanzschritten auf einfache Weise verbessert werden
kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 1.
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In
einem Verfahren zur Verbesserung der Ausführungsqualität von Tanzschritten
wird zunächst ein
zeitlicher Verlauf einer Beschleunigung und/oder einer Drehrate
eines Körperteils
eines Tänzers
durch einen oder mehrere Sensoren erfasst. Anschließend wird
der erfasste zeitliche Verlauf der Beschleunigung und/oder der Drehrate
mit einem vorgegebenen Sollverlauf der Beschleunigung und/oder der
Drehrate des erfassten Körperteils
verglichen.
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Drehrate
und Beschleunigung sind deshalb von besonderer Bedeutung, da durch
die vektorielle Erfassung dieser Werte die sechs Freiheitsgrade
jeder Bewegung vollständig
beschrieben sind. Drehrate und Beschleunigung sind an unterschiedlichen Stellen
des Körpers
zum gleichen Zeitpunkt in der Regel unterschiedlich.
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Erfindungsgemäß werden
zeitliche Verläufe der
Beschleunigung und/oder der Drehrate mehrerer Tänzer erfasst und miteinander
verglichen. Hierbei ist im vorgegebenen Sollverlauf ein zeitlicher
Verlauf der Beschleunigung und/oder Drehrate gespeichert, der synchron
zu einer verwendeten Musik ist.
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Der
Vergleich der erfassten Werkte mit dem Sollverlauf erfolgt vorzugsweise
automatisch, wobei der vorgegebene Sollverlauf der Beschleunigung und/oder
der Drehrate des erfassten Körperteils
einer bestimmten Kombination von Tanzschritten entsprechen kann.
Beispielsweise kann der vorgegebene Sollverlauf dadurch erfasst
werden, dass ein professioneller Tänzer z. B. der Tanzlehrer die
vorgegebene Schrittfolge tanzt, wobei durch einen oder mehrere Sensoren
der zeitliche Verlauf einer Beschleunigung und/oder einer Drehrate
eines oder mehrerer Körperteile
des Tanzlehrers erfasst wird. Dieser Verlauf wird als vorgegebener
Sollverlauf gespeichert, so dass die später gemessenen Verläufe, beispielsweise
der Tanzschüler
mit diesem vorgegebenen Sollverlauf verglichen werden können.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
bietet den Vorteil, dass eine aufwändige Beurteilung der Ausführungsqualität von Tanzschritten
beispielsweise durch den Tanzlehrer nicht mehr erforderlich ist.
Der Tanzschüler
kann vielmehr ein direktes Feedback über die Ausführungsqualität der Tanzschritte
erhalten.
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Anstatt
zur Verbesserung der Ausführungsqualität von Tanzschritten
kann das erfindungsgemäße Verfahren
auch zur Verbesserung der Ausführungsqualität von anderen
vorgegebenen Bewegungsabläufen
verwendet werden. Anstelle des Erfassens eines zeitlichen Verlaufs
einer Beschleunigung und/oder einer Drehrate eines Körperteils
eines Tänzers
wird in diesem Fall ein Körperteil
einer Person, insbesondere eines Sportlers betrachtet. Bei dem zu
verbessernden Bewegungsablauf kann es sich um einen Bewegungsablauf
in einer Sportart z. B. um den Anlauf eines Sportlers beim Hochsprung handeln.
Entsprechend dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren
wird bei einem Sportler der erfasste tatsächliche Verlauf mit einem vorgegebenen
Sollverlauf der Beschleunigung und/oder der Drehrate des erfassten
Körperteils
verglichen. Vorzugsweise können
sowohl in Bezug auf die Tanzschritte als auch in Bezug auf andere
komplexe Bewegungsabläufe
die Beschleunigung und/oder Drehrate mehrerer Körperteile ermittelt werden.
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Sämtliche
Merkmale, die in Verbindung mit dem Verfahren zur Verbesserung der
Ausführungsqualität von Tanzschritten
beschrieben werden, können
auch in dem Verfahren zur Verbesserung der Ausführungsqualität von anderen
Bewegungsabläufen,
beispielsweise in anderen Sportarten oder ähnlichen Gebieten Anwendung
finden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
ist es möglich,
auch kleinste Abweichungen vom vorgegebenen Sollverlauf zu erfassen,
die möglicherweise durch
einen menschlichen Trainer nicht erfasst werden können.
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Die
erfassten Werte für
die Beschleunigung und/oder die Drehrate werden vorzugsweise vom Sensor
an eine Visualisierungsvorrichtung übermittelt, wo sie anschließend visualisiert
werden können.
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Das
Vergleichen des zeitlichen Verlaufs der erfassten Beschleunigung
und/oder Drehrate umfasst vorzugsweise ein Ermitteln einer Abweichung auf
der Zeit- und/oder
Amplitudenachse zwischen dem erfassten zeitlichen Verlauf und dem
vorgegebenen Sollverlauf der Beschleunigung und/oder der Drehrate.
Es können
somit sowohl zeitliche Abweichungen als auch Abweichungen in der
Dynamik einer Bewegung erfasst werden. Sofern die erfassten Abweichungen über einem
bestimmten Schwellenwert liegen, ist es möglich, dies dem Tänzer bzw. Sportler
oder einem Trainer anzuzeigen. Insbesondere kann dem Tänzer beispielsweise
ein direktes visuelles, akustisches oder haptisches Feedback über die
Ausführungsqualität seiner
Tanzschritte gegeben werden. Ein haptisches Feedback kann beispielsweise
durch eine Vibrationsvorrichtung erzeugt werden, die vorzugsweise
an der Hand, am Gürtel
oder in den Schuhen des Tänzers
vorgesehen ist.
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Kommen
mehrere Sensoren gleichzeitig zum Einsatz, dann lassen sich insbesondere
auch aus Abweichungen in den Winkeln, die sich aus den verschiedenen
binnenkörperlichen
Bewegungskonvektoren ergeben, sowie aus partiellen Verzögerungen,
wie sie bei Schwungbewegungen auftreten, charakteristische Ansatzpunkte
für Verbesserungen im
Training ableiten.
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Besonders
bevorzugt erfolgt ein Speichern des erfassten zeitlichen Verlaufs
der Beschleunigung und/oder der Drehrate eines Körperteils eines Tänzers und/oder
ein Speichern der ermittelten Abweichung zwischen dem erfassten
zeitlichen Verlauf und dem vorgegebenen Sollverlauf. Dadurch ist
es möglich,
den gespeicherten zeitlichen Verlauf und/oder die gespeicherte Abweichung
mit einem zweiten zeitlichen Verlauf und/oder einer zweiten Abweichung, die
zu einem späteren
Zeitpunkt ermittelt werden, zu vergleichen. Somit kann beispielsweise
der Trainingsfortschritt eines Tanzschülers überprüft werden. Ferner ist es möglich, die
Ausführungsqualität der Tanzschritte
nach einem längeren
Trainingsabschnitt bei abnehmender Konzentrationsfähigkeit
des Tanzschülers
zu überprüfen.
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Weiterhin
ist es möglich,
dass zeitliche Verläufe
der Beschleunigung und/oder Drehrate mehrerer Tänzer erfasst und insbesondere
miteinander verglichen werden.
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Je
nach Ausmaß der
Abweichung der erfassten Beschleunigungen und/oder Drehraten auf
der Zeit- oder Amplitudenachse ist es möglich, die Qualität der Ausführung der
Tanzschritte durch eine Bewertungsvorrichtung automatisch zu bewerten.
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Besonders
bevorzugt ist der vorgegebene Sollverlauf der Beschleunigung und/oder
Drehrate in einer Tanzbewegungsdatenbank hinterlegt. Diese Datenbank
kann beispielsweise vorgegebene Sollverläufe für verschiedene Tanzschrittkombinationen enthalten.
Hierbei kann es sich um komplexe Bewegungsabläufe handeln, die über einen
Zeitraum von mehreren Sekunden oder Minuten erfasst werden. Bei
den gespeicherten Daten kann es sich beispielsweise um „zulässige” Schrittfolgen
handeln, denen, eine richtige Ausführung vorausgesetzt, die Tanzschritte
eines Tanzschülers
zugeordnet werden können.
Es kann somit ein sogenanntes Mapping der ausgeführten Tanzschritte eines Tanzschülers auf Tanzfiguren
eines Tanzfigurenkatalogs durchgeführt werden. Weiterhin können Bewegungen
mittels vorgegebener Signaturen eingeübt werden. Indem dem Tänzer während des
Einübens
zeitgleich ein geeignetes Feedback über die Abweichung seiner Bewegung
vom Sollverlauf gegeben wird, z. B. durch parallele Visualisierung
der Istwerte und der vorgegebenen Sollwerte, kann dieser seine Bewegung
derart anpassen, dass die Abweichung zum Sollverlauf verringert
wird. So kann der Tänzer
unmittelbar den vorgegebenen Bewegungsablauf einüben und verbessern.
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Besonders
bevorzugt erfolgt die Bewertung der Ausführungsqualität von Tanzschritten
im Hinblick auf die Synchronität
der Bewegungen mit der Musik. Dabei ist der gespeicherte vorgegebene
Sollverlauf ein zeitlicher Verlauf der Beschleunigung und/oder Drehrate
der synchron zu der verwendeten Musik ist.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden zeitliche Verläufe
der Beschleunigung und/oder der Drehrate mehrerer Tänzer erfasst
und insbesondere miteinander verglichen. Somit können beispielsweise Divergenzen
beim Formationstanz und/oder Paartanz identifiziert werden. Beispielsweise
können auch
Beschleunigung und/oder Drehrate von Körperteilen einer Tanzpartnerin
eines Tänzers
erfasst und nach vorgegebenem Muster bewertet werden.
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Neben
dem zeitlichen Verlauf der Beschleunigung und/oder der Drehrate
ist es möglich,
auch weitere Größen durch
Sensoren zu bestimmen, beispielsweise die Lage, Position oder Geschwindigkeit eines
oder mehrerer Körperteile
eines Tänzers.
Auch ist es möglich,
dass Lage und/oder Bewegungsinformationen eines Körperteils
des Tänzers
und/oder seines oder seiner Tanzpartner aus dem zeitlichen Verlauf
der Beschleunigung und/oder der Drehrate ermittelt bzw. berechnet
werden.
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Besonders
bevorzugt ist es, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren azyklische Bewegungsinformationen
erfassbar sind. Die Auswertung der Ausführungsqualität von Tanzschritten
ist somit nicht nur auf sich wiederholende Schrittfolgen begrenzt,
sondern kann auch auf beliebig komplexe Bewegungsabläufe angewandt
werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung können
weitere Sensoren, beispielsweise Mikrophone, zum Erfassen zusätzlicher
Informationen verwendet werden. Beispielsweise können beim Step-Tanz zusätzlich im
Schuh integrierte und damit personalisierte Mikrofone die beim Aufsetzen
des Schuhs auf dem Boden entstehenden akustischen Impulse erfassen.
Am Körper
des Tänzers
oder im vereinfachten Fall im Übungssaal
angebrachte Mikrofone können
ferner zudem die gleichzeitige Aufnahme der Musik und damit eine
zeitliche Referenz für
die Tänzerbewegungen
ermöglichen.
Eine unabhängige
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines zeitlichen
Verlaufs der Beschleunigung und/oder Drehrate eines Körperteils
eines Tänzers, wobei
der ermittelte zeitliche Verlauf als Grundlage für die Bewertung in einem Schnellsteppwettbewerb verwendet
wird.
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Eine
Vorrichtung zur Durchführung
eines der bisher beschriebenen Verfahren umfasst eine Sensorvorrichtung
zum Erfassen von Beschleunigungen und/oder Drehraten eines Körperteils
eines Tänzers. Bei
der Sensorvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Beschleunigungssensor
oder um einen Sensor zum Erfassen der Drehrate im Schuh oder in beiden
Schuhen eines Tänzers
handeln. Weitere Sensorvorrichtungen an anderen Körperteilen
beispielsweise am Kopf, am Rumpf und/oder an verschiedenen Stellen
der Arme können
verwendet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner
eine Auswertevorrichtung zum Auswerten der erfassten Beschleunigungen
und/oder Drehraten. Ferner ist eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen
der von der Sensorvorrichtung erfassten Daten an die Auswertevorrichtung
vorgesehen. Die Übertragungsvorrichtung
kann vorzugsweise als eine drahtlose Übertragungsstrecke ausgebildet
sein, so dass die Informationen der Sensorvorrichtung auf einfache
Weise an die Auswertevorrichtung übermittelt werden können. Ein Übermitteln
von Daten in umgekehrter Richtung ist ebenfalls möglich.
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Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand
einer Figur erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Ein
Tanzschuh 11, den der Tänzer
beispielsweise an seinem Fuß 10 trägt, weist
einen Beschleunigungs- und/oder Drehratensensor 12 auf,
der beispielsweise im Absatz des Schuhs 11 angeordnet ist. Durch
den Sensor 12 wird der zeitliche Verlauf der Beschleunigung
und/oder Drehrate des Fußes 10 des
Tänzers
erfasst.
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Durch
eine Übertragungsvorrichtung 14 können die
erfassten Daten an die Bewertungsvorrichtung 18 übermittelt
werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Bewertungsvorrichtung 18 eine Visualisierungsvorrichtung 16 beispielsweise ein
Display auf, auf dem der zeitliche Verlauf der erfassten Beschleunigung
und/oder Drehrate dargestellt werden kann.
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Der
zeitliche Verlauf 22 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel
zwei Maxima 24, 28 sowie ein Minimum 26 auf.
Diese drei Werte befinden sich oberhalb der zulässigen Obergrenze 30 bzw.
der Untergrenze 32. Die beiden Grenzen 30, 32 definieren die
Ober- bzw. Untergrenze für
den erlaubten Bereich an Drehraten oder Beschleunigungswerten. Anhand der
Darstellung der Visualisierungseinheit 16 wird klar, dass
die Bewegungen, die zum dem Zeitpunkt in 24, 26, 28 ausgeführt wurden,
nicht den vorgegebenen Bewegungsmustern entsprechen.
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Ferner
ist es möglich,
den zeitlichen Verlauf 22 der erfassten Beschleunigung
und/oder Drehrate mit einem vorgegebenen Sollverlauf zu vergleichen, der
in der Tanzbewegungsdatenbank 20 hinterlegt ist.
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Über eine
Vibrationsvorrichtung 15 kann dem Tanzschüler ein
direktes Feedback zur Ausführungsqualität der Tanzschritte
gegeben werden.