DE102013110947A1

DE102013110947A1 - Verfahren und System zur Generierung und Ausgabe einer optischen Simulationsdarstellung unter Berücksichtigung von personenbezogenen Bewegungen in einem örtlich begrenzten Realraum

Info

Publication number: DE102013110947A1
Application number: DE201310110947
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Es sind ein Verfahren und ein System (1) zur Generierung und Ausgabe einer optischen Simulationsdarstellung unter Berücksichtigung von personenbezogenen Bewegungen in einem örtlich begrenzten Realraum (R) offenbart. Im Rahmen des Verfahrens wird eine Relativbewegung zwischen einer Bodenfläche (3) und mindestens einer Person (P) im Realraum (R) unter gleitendem Kontakt der mindestens einen Person (P) über die Bodenfläche (3) erzeugt. Die Bodenfläche (3) enthält einen Sensor und/oder es ist der mindestens einen Person (P) wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Relativbewegung körperlich zugeordnet. Weiter werden Informationen zur jeweiligen Relativbewegung über den wenigstens einen Sensor gewonnen und an eine rechnergestützte Steuereinheit (S) weitergeleitet. Durch die rechnergestützte Steuereinheit (S) wird eine Fiktivdarstellung aus den Informationen gebildet und an eine oder mehrere nachgeordnete und im Blickfeld der ein oder mehreren Personen (P) befindliche Anzeigeeinrichtungen (11) übertragen. Die Fiktivdarstellung wird als optische Simulation durch die jeweiligen ein oder mehreren Anzeigeeinrichtungen (11) ausgegeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Generierung und Ausgabe einer optischen Simulationsdarstellung unter Berücksichtigung von personenbezogenen Bewegungen in einem örtlich begrenzten Realraum.
Aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren und Systeme zur Generierung und Ausgabe einer optischen Simulationsdarstellung können beispielsweise im Bereich der Vergnügungs- und Unterhaltungsindustrie Verwendung finden. Weitere bekannte Simulationssysteme sind in der Sportindustrie anzutreffen.
So zeigt der Stand der Technik beispielsweise Simulations- und Trainingskugeln, die eine begehbare Kugelinnenfläche aufweisen. Befinde sich eine Person im Bereich der Kugelinnenfläche, so kann für die jeweilige Person ein virtueller Raum simuliert werden, innerhalb dessen die Person bestimmte Aufgaben zu ihrer Unterhaltung und/oder sportlichen Betätigung ausführen kann. Eine derartige Simulations- und Trainingskugel ist beispielsweise aus der US 6,563,489 B1 bekannt. Bei dem in der US-Schrift offenbarten System befindet sich eine Person innerhalb einer Trainingskugel, wobei die Person durch Fortbewegung die Trainingskugel drehend bewegt. Aufgrund ihrer Massenträgheit beeinflusst die Trainingskugel bei Simulation das Realitätsempfinden der jeweiligen Person während ihrer Fortbewegung.
Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren und ein System zur Verfügung zu stellen, mittels welchen das Realitätsempfinden von Personen bei optischer Simulation verbessert werden kann. Weiter soll das System einen unkomplizierten Aufbau besitzen sowie das Verfahren einfach durchführbar sein.
Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie ein System gelöst, welche die Merkmale in den Patentansprüchen 1 und 7 umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen zur Generierung und Ausgabe einer optischen Simulationsdarstellung unter Berücksichtigung von personenbezogenen Bewegungen in bzw. innerhalb eines örtlich begrenzten Realraumes. Der Realraum kann als derjenige Bereich ausgebildet sein, in welchem sich die jeweilige mindestens eine Person während der Generierung und Ausgabe der optischen Simulationsdarstellung befindet. Weiter kann der Realraum bzw. der definierte Bereich durch einen die Bodenfläche mit Sensorik begrenzt sein.
Im Rahmen eines Verfahrensschrittes wird erfindungsgemäß eine Relativbewegung zwischen einer Bodenfläche und mindestens einer Person im Realraum unter gleitendem Kontakt der mindestens einen Person über die Bodenfläche erzeugt. Hierbei kann die mindestens eine Person auf der Bodenfläche aufstehen. Das Material der jeweiligen Bodenfläche ist bevorzugt derart zu wählen, dass die Haftreibung zwischen der jeweiligen mindestens einen Person und der Bodenfläche weitgehend gering gehalten wird. In der Praxis haben sich insbesondere Ausführungsformen bewährt, bei welchen der mindestens einen Person zum Zwecke der Haftreibungsreduzierung im Fuß- bzw. Aufstandsbereich ein Gleitwerk, wie beispielsweise Strümpfe mit geringer Haftreibung und/oder Schuhe mit drehenden Lagern auf ihrer in Richtung der Bodenfläche gewandten Seite, zugeordnet sind. Auch ist vorstellbar, dass die jeweilige Bodenfläche über ein Gewirke verfügt, wie es beispielsweise bei Trampolinen ausgebildet sein kann, auf welchem Gewirke die jeweilige mindestens eine Person aufsteht. Demnach kann es sein, dass die Bodenfläche federnd nachgiebig ausgebildet ist oder zumindest weitgehend starr.
Weiter ist vorgesehen, dass die Bodenfläche im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Sensor bzw. eine Sensorik enthält und/oder dass der mindestens einen Person wenigstens ein Sensor bzw. eine Sensorik zur Erfassung der Relativbewegung körperlich zugeordnet ist. Beispielsweise kann der Sensor fest in der Bodenfläche installiert sein. Wie vorhergehend erwähnt ist zudem vorstellbar, dass der mindestens einen Person Schuhe mit drehenden Lagern zugeordnet sind. Hierbei kann ein Sensor dem Schuhwerk zugeordnet sein, bzw. mit dem Schuhwerk ortsfest verbunden sein. In möglichen Ausführungsformen kann lediglich ein Sensor vorgesehen sein, bevorzugt sind jedoch mehrere Sensoren zur Erfassung der Relativbewegung vorgesehen.
Auch werden Informationen zur jeweiligen Relativbewegung über den wenigstens einen Sensor gewonnen und an eine rechnergestützte Steuereinheit weitergeleitet. Der wenigstens eine Sensor kann hierzu kabellos oder via Kabelverbindung mit der rechnergestützten Steuereinheit in Verbindung stehen.
Weiter wird eine Fiktivdarstellung aus den Informationen durch die rechnergestützte Steuereinheit gebildet und an eine oder mehrere nachgeordnete und im Blickfeld der ein oder mehreren Personen befindliche Anzeigeeinrichtungen übertragen. Die ein oder mehreren Anzeigeeinrichtungen können beispielsweise als ein oder mehrere Bildschirme ausgebildet sein, die im Bereich des Realraums angeordnet sind. In bevorzugten Ausführungsformen sind die ein oder mehreren nachgeordneten Anzeigeeinrichtungen als Brillenkonstruktion ausgebildet, die von der jeweiligen mindestens einen Person getragen werden.
Die Fiktivdarstellung wird als optische Simulation durch die jeweiligen ein oder mehreren Anzeigeeinrichtungen ausgegeben. Vorstellbar ist hierbei, dass unmittelbar nach dem Erfassen der Relativbewegung eine Ausgabe der jeweiligen Fiktivdarstellung als optische Simulation durch die jeweiligen ein oder mehreren Anzeigeeinrichtungen erfolgt, so dass das Verfahren zumindest näherungsweise in Echtzeit durchführbar ist.
Auch kann es sein, dass in Abhängigkeit der optischen Simulation ein Luftvolumenstrom erzeugt und die jeweilige mindestens eine Person mit dem Luftvolumenstrom beaufschlagt wird. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Realitätsempfinden der mindestens einen Person zusätzlich erhöht. Beispielsweise können hierzu ein oder mehrere Strömungserzeugungseinrichtungen mit der rechnergestützten Steuereinheit in Verbindung stehen und in Abhängigkeit der optischen Simulation ggf. einen Luftvolumenstrom generieren. Zudem können ein oder mehrere Temperaturerzeugungseinrichtungen vorhanden sein, welche in Abhängigkeit der jeweiligen optischen Simulation eine Temperatur im Bereich des Realraumes über den Zeitverlauf heben und senken. Ggf. können die ein oder mehreren Strömungserzeugungseinrichtungen mit den ein oder mehreren Temperaturerzeugungseinrichtungen gekoppelt sein, so dass ein Temperaturniveau des Luftvolumenstroms in Abhängigkeit der jeweiligen optischen Simulation über den Zeitverlauf definiert vorgegeben wird.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Person mit einer Halteeinrichtung in Verbindung steht, die unter Berücksichtigung der jeweiligen optischen Simulation die Masse der mindestens einen Person über den Zeitverlauf zu und abnehmend trägt. Insbesondere für optische Simulationen aus dem Reitsport kann das Realitätsempfinden für die jeweilige mindesten eine Person bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stark verbessert werden. Die Halteeinrichtung kann ein oder mehrere flexible Flächenbahnen, insbesondere Gurte, aufweisen, die mit der jeweiligen mindestens einen Person in Verbindung gebracht sind. Die mindestens eine Person kann über die ein oder mehreren flexiblen Flächenbahnen bzw. Gurte getragen werden.
Auch kann es sein, dass die Masse der mindestens einen Person von der Halteeinrichtung wenigstens über einen gewissen Abschnitt des Zeitverlaufs zumindest näherungsweise vollständig getragen wird. Insbesondere für optische Simulationen, welche Schwerelosigkeit simulieren, kann das Realitätsempfinden für die jeweilige mindestens eine Person bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stark verbessert werden. Zudem kann die Halteeinrichtung ggf. über einen oder mehrere Gurte einen Sitz für die jeweilige mindestens eine Person bereitstellen, so dass optische Simulationen aus dem Bereich der KFZ-Fortbewegung, insbesondere aus dem Bereich des Rennsports, mit hohem Realitätsempfinden der mindestens einen Person durchgeführt werden können. Bei derartigen Ausführungsformen hat sich zudem bewährt, wenn die Halteeinrichtung über den Zeitverlauf unter Berücksichtigung der optischen Simulation gehoben und gesenkt wird. Sofern beispielsweise Bodenunebenheiten der optischen Simulation auf ein hohes Realitätsempfinden der jeweiligen mindestens einen Person übertragen werden sollen, kann ggf. bei vorhandenen Bodenunebenheiten in der optischen Simulation die jeweilige Halteeinrichtung zusammen mit der mindestens einen Person gehoben und gesenkt werden. Dem angesprochenen Fachmann ist klar, wann er für die jeweilige optische Simulation ein derartiges Heben und Senken zum Zwecke einer Realitätsnähe für die mindestens eine Person vorsehen kann, so dass auf sämtliche möglichen Szenarien nicht detailliert eingegangen werden braucht.
Weiter kann vorgesehen sein, dass während des zumindest näherungsweise vollständigen Tragens der Masse der mindestens einen Person über die Halteeinrichtung ein oder mehrere Bedienelemente, welche im Bereich der Bodenfläche und für die mindestens eine Person zugänglich angeordnet sind, mit der rechnergestützten Steuereinheit zum Bilden der Fiktivdarstellung in Wirkverbindung gebracht sind. Derartige Ausführungsformen haben sich ebenso für optische Simulationen aus dem Bereich der KFZ-Fortbewegung, insbesondere aus dem Bereich des Rennsports, bewährt.
Denkbar ist zudem, dass eine oder mehrere optische Erfassungseinrichtungen zur Gewinnung von Zusatzinformationen über weitere Bewegungen der mindestens einen Person vorgesehen sind, wobei die Zusatzinformationen bei Bilden der Fiktivdarstellung durch die rechnergestützte Steuereinheit berücksichtigt werden. Die ein oder mehreren optischen Erfassungseinrichtungen können somit via Kabel oder kabellos mit der rechnergestützten Steuereinheit in Verbindung stehen. Insbesondere kann es sein, dass Bewegungen von Extremitäten, wie beispielsweise von Armen, der mindestens einen Person über die ein oder mehreren optischen Erfassungseinrichtung erfasst und als Zusatzinformationen an die rechnergestützte Steuereinheit weitergeleitet werden.
Weiter betrifft vorliegende Erfindung ein System zur Generierung und Ausgabe einer optischen Simulationsdarstellung unter Berücksichtigung von personenbezogenen Bewegungen in einem örtlich begrenzten Realraum. Vorab sei erwähnt, dass Merkmale, welche vorhergehend zu Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurden, ebenso für das erfindungsgemäße System Verwendung finden können. Zudem können Merkmale, welche nachfolgend für Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems beschrieben werden, ggf. für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden.
Das System umfasst eine im Bereich des Realraums angeordnet und vorzugsweise im Wesentlichen horizontal orientierte Bodenfläche, welche Bodenfläche als Aufstandsfläche für mindestens eine Person ausgebildet ist.
Weiter umfasst das System eine in der Bodenfläche integrierte und/oder der mindestens einen Person körperlich zugeordnete Sensorik zur Erfassung einer gleitenden Relativbewegung zwischen der mindestens einen Person und der als Aufstandsfläche ausgebildeten Bodenfläche.
Zudem ist eine rechnergestützte Steuereinheit vorgesehen, die mit der Sensorik in Verbindung gebracht ist und unter Berücksichtigung der jeweiligen gleitenden Relativbewegung zur Erstellung einer Fiktivdarstellung ausgebildet ist.
Vorgesehen sind für das erfindungsgemäße System weiter ein oder mehrere Anzeigeeinrichtungen, angeordnet im Blickfeld der mindestens einen Person und somit bevorzugt im Bereich des Realraumes. Die ein oder mehreren Anzeigeeinrichtungen sind ausgebildet zum Darstellen und Empfangen der Fiktivdarstellung von der rechnergestützten Steuereinheit. Bevorzugt können die ein oder mehreren Anzeigeeinrichtungen als Brillenkonstruktion ausgebildet sein, die von der mindestens einen Person getragen werden. Somit sind die ein oder mehreren Anzeigeeinrichtungen bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem Kopf der mindestens einen Person ortsfest installierbar. Vorstellbar ist hierbei, dass die jeweilige Fiktivdarstellung über die ein oder mehreren Anzeigeeinrichtung dreidimensional darstellbar ist.
Auch kann das System eine im Realraum angeordnete Bedieneinheit umfassen, die ein oder mehrere mit der rechnergestützten Steuereinheit in Wirkverbindung stehende Bedienelemente trägt und um eine vertikale Achse relativ zur als Aufstandsfläche ausgebildeten Bodenfläche drehbar ausgebildet ist. Die Bedieneinheit kann eine ringförmige oder teilringförmige Geometrie besitzen und zumindest anteilig um die mindestens eine Person geführt sein. Vorstellbar ist hierbei, dass an der Bedieneinheit Instrumente, wie beispielsweise Werkzeuge, Nutzgegenstände oder dergleichen für die jeweilige optische Simulation angeordnet sind. Die wenigstens eine Person kann bei Ihrer relativen Bewegung im Bereich der vertikalen Achse positioniert sein. Die Bedieneinheit kann ein oder mehrere Bedienmittel, wie beispielsweise eine Tastatur, einen Joystick oder dergleichen aufweisen. Weiter kann die Bedieneinheit ein oder mehrere Stützelemente besitzen, welche die mindestens eine Person zum Drehen der Bedieneinheit um die vertikale Achse greifen kann.
Auch ist vorstellbar, dass die Bedieneinheit in vertikaler Richtung heb- und senkbar ausgebildet ist. Die Bedieneinheit kann hierzu federnd gelagert sein. Vorzugsweise ist die federnde Lagerung dergestalt, dass ein Heben und Senken der Bedieneinheit zumindest weitgehend ohne Kraftaufwand durch die wenigstens eine Person erfolgt. Die Federkonstante ist somit entsprechend einer Masse der Bedieneinheit und ggf. ein oder mehrerer mit der Bedieneinheit in Verbindung stehender Komponenten zu wählen. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Federkonstante klein gewählt. Nicht zwingend muss ggf. die Lagerung zur vertikalen Bewegung der Bedieneinheit vermittels Federung erfolgen. Auch sind beispielsweise Ausführungsformen vorstellbar, bei welchen die Bedieneinheit über Umlenkrollen an ein oder mehrere Gewichte gekoppelt ist.
Weiter kann vorgesehen sein, dass an der Bedieneinheit ein oder mehrere Stützen für eine Rückenpartie der mindestens einen Person angeordnet sind. ist die Bedieneinheit um eine vertikale Achse drehbar ausgebildet, können sich die ein oder mehreren Stützen bei Drehen der Bedieneinheit um die vertikale Achse zusammen mit der Bedieneinheit bewegen. Die wenigstens eine Person kann somit permanent mit der Stützeinheit in Kontakt stehen bzw. die Stützeinheit kann sich somit permanent in einem Rückenbereich der wenigstens einen Person befinden.
Auch kann es sein, dass die ein oder mehreren Stützen über Fixiermittel an der Bedieneinheit gehalten sind. Ggf. kann hierbei nach Lösen der Fixiermittel eine Abnahme der ein oder mehreren Stützen von der Bedieneinheit erfolgen. Die Fixiermittel können somit als Schnellverriegelungseinrichtung ausgebildet sein.
Denkbar ist zudem, dass das System eine hängend angeordnete Halteeinrichtung umfasst, welche Halteeinrichtung zum zumindest anteiligen Tragen einer Masse der mindestens einen Person ausgebildet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass während eines Stehens der jeweiligen ein oder mehreren Personen auf der Bodenfläche die Halteeinrichtung keine Masse der mindestens einen Person trägt. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Halteeinrichtung wenigstens eine flexible Flächenbahn, vorzugsweise einen Gurt, aufweist, welcher die Masse der wenigstens einen Person in sitzender Haltung vollständig oder anteilig trägt. In weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Halteeinrichtung permanent eine Masse der wenigstens einen Person trägt, so dass mittels der Halteeinrichtung ein Sicherungssystem gegen Fallen der wenigstens einen Person zur Verfügung gestellt wird.
Vorstellbar ist zudem, dass die Halteeinrichtung unter Berücksichtigung der optischen Simulation über den Zeitverlauf auf- und abbewegbar an einem mit der rechnergestützten Steuereinheit in Wirkverbindung stehenden Exzenter gekoppelt ist. Der Exzenter kann über einen Aktor, vorzugsweise über einen Elektromotor, angetrieben werden. Sofern – wie vorhergehend bereits erwähnt – eine Bedieneinheit um eine vertikale Achse drehbar ausgebildet ist, kann die vertikale Achse durch den Exzenter verlaufen.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
2 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
4 zeigt eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform aus 1;
5 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
6 zeigen Komponenten, wie sie als Bestandteil in diversen Ausführungsformen für das erfindungsgemäße System sowie zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens Verwendung finden können.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße System oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1, ausgebildet zur Generierung und Ausgabe einer optischen Simulationsdarstellung in einem Realraum R.
Wie in 1 zu erkennen, besitzt das System 1 eine Bodenfläche 3, die als Aufstandsfläche 5 der Person P ausgebildet ist. Die Bodenfläche 3 ist vorliegend horizontal orientiert und erstreckt sich radial um eine Rotationsachse V, auf welche Rotationsachse V nachfolgend noch näher eingegangen wird. Eine Haftreibung zwischen der Person P und der Bodenfläche 3 ist gering ausgebildet, so dass sich die Person P zum Zwecke einer simulierten Fortbewegung mit ihren Füßen gleitend über die Bodenfläche 3 bewegt. Die Bodenfläche 3 bzw. die Aufstandsfläche 5 wird hierbei nicht bewegt und bleibt ortsfest an ihrer jeweiligen Position im System 1. Aufgrund der gleitenden Relativbewegung der Füße der Person P zur Bodenfläche 3 bewegt sich die Person P im Realraum R ebenso nicht fort. Um die gleitende Relativbewegung zu erleichtern, verfügt das System 1 über eine in horizontaler Richtung nicht bewegbare Bedieneinheit 7, die ein oder mehrere Henkel aufweist, welche die Person P bei ihrer Relativbewegung unter gleitendem Kontakt zur Bodenfläche 3 greifen kann.
Die Bodenfläche 3 umfasst eine integrierte Sensorik, die direkt in die Bodenfläche 3 integriert ist. Die Sensorik ist deshalb im Ausführungsbeispiel der 1 nicht zu erkennen. Die Sensorik dient zur Erfassung der gleitenden Relativbewegung zwischen der mindestens einen Person P und der als Aufstandsfläche 5 ausgebildeten Bodenfläche 3.
Weiter ist eine Steuereinheit S zu erkennen, die mit der Sensorik in Verbindung gebracht ist und unter Berücksichtigung der jeweiligen gleitenden Relativbewegung zur Erstellung einer Fiktivdarstellung ausgebildet ist. Auf der rechnergestützten Steuereinheit S sind hierzu geeignete Algorithmen abgelegt. Auch steht die Steuereinheit S mit einer optischen Erfassungseinrichtung 20 in Verbindung, welche Bewegungen der Person P wenigstens oberhalb ihres Hüftbereichs erfasst und an die Steuereinheit S überträgt, welche diese bei Erstellung der Fiktivdarstellung berücksichtigt. Beispielsweise können über die optische Erfassungseinrichtung 20 Armbewegungen der Person P erfasst werden.
Von der Person P wird eine Anzeigeeinrichtung 11, ausgebildet als Brillenkonstruktion 13, getragen. Die Anzeigeeinrichtung 11 bzw. die Brillenkonstruktion 13 empfängt die Fiktivdarstellung von der Steuereinheit S und stellt diese im Blickfeld der Person P dar. Das System 1 ist hierbei derart ausgebildet, dass eine Relativbewegung der Person P zur Bodenfläche 3 zumindest annäherungsweise in Echtzeit als optische Simulation mittels der Anzeigeeinrichtung 11 bzw. der Brillenkonstruktion 13 darstellbar ist.
Die Bedieneinheit 7 ist um die vertikale Achse V drehbar, so dass die Person P zusammen mit der Bedieneinheit 7 relativ zur Bodenfläche 3 rotieren kann. Vorliegend ist die Bedieneinheit 7 als ringförmiger Kranz ausgebildet, innerhalb dessen die Person P steht. Die vertikale Achse V erstreckt sich somit bevorzugt durch die Person P während eines Betriebes des Systems 1. Zwar ist die Bedieneinheit 7 horizontal nicht bewegbar, jedoch mit einer Linearführung 17 in Verbindung gebracht, so dass ein Heben und Senken der Bedieneinheit 7 in vertikaler Richtung entlang der Achse V vermittels der Person P erfolgen kann. Eine Möglichkeit zur Ausbildung der Linearführung 17 ist 6A zu entnehmen. Weiter können zusätzliche Werkzeuge oder Instrumente für die optische Simulation an der Bedieneinheit 7 angeordnet sein.
Zudem umfasst das System 1 eine Halteeinrichtung 15, vorliegend aufweisend Gurte, welche die Person P stützen. Droht die Person P zu fallen, beispielsweise bei Ausführen einer Relativbewegung unter gleitendem Kontakt zur Bodenfläche 3, so wird über die Halteeinrichtung 15 bzw. die Gurte eine Fixierung für die Person P zur Verfügung gestellt, was den Sicherheitsaspekt des Systems 1 zusätzlich erhöht. Die Halteeinrichtung 15 ist an einem Tragbügel 22 fixiert, der sich über die Person P erstreckt. Der Tragbügel 22 ist bei Rotation der Bedieneinheit 7 zusammen mit der Bedieneinheit 7 um die vertikale Achse V drehbar.
2 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1. Die am Tragbügel 22 fixierte Halteeinrichtung 15 bildet hierbei über ihre Gurte einen Sitz für die Person P und trägt die Masse der Person P zumindest näherungsweise vollständig. Die Person P wird somit schwebend von der Halteeinrichtung 15 bzw. von den Gurten der Halteeinrichtung 15 getragen. In Reichweite der Beine der Person P sind Bedienelemente 19 angeordnet, die mit der Steuereinheit S in Verbindung gebracht sind. Betätigungen der Bedienelemente 19 werden bei Erstellung der Fiktivdarstellung von der Steuereinheit S berücksichtigt. Die Bedienelemente 19 sind vorliegend als Pedale ausgebildet.
Aufgrund einer Verbindung der Bedieneinheit 7 mit einer Linearführung 17 ist die Bedieneinheit 7 in 2 auf vertikal geringeres Niveau gegenüber der Darstellung aus 1 geführt und hierbei weiterhin für die Person P erreichbar.
Ausführungsformen gemäß 2 können beispielsweise für KFZ-Fahrsimulationen, insbesondere für Fahrsimulationen aus dem Bereich des KFZ-Rennsports, Verwendung finden.
3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1. Gegensätzlich zur Ausführungsform aus 2 verfügt das System 1 aus dem Ausführungsbeispiel der 3 über einen Exzenter 24, welcher mit der Steuereinheit S über einen Elektromotor antreibbar in Wirkverbindung gebracht ist. An den Exzenter 24 ist die Halteeinrichtung 15 gekoppelt. Da die Halteeinrichtung 15 die Masse der Person P zumindest näherungsweise vollständig trägt, resultiert aus einer Betätigung des Exzenters 24 ein Heben und Senken der Halteeinrichtung 15 zusammen mit der von der Halteeinrichtung 15 getragenen Person. Die Steuereinheit S hebt hierbei die Person P bzw. die Halteeinrichtung 15 in Abhängigkeit der jeweiligen optischen Simulation. Insbesondere bei optischen Simulationen aus dem Bereich des Reitsportes kann die Ausführungsform gemäß 3 bevorzugt Verwendung finden. Da die Bedieneinheit 7 über die Linearführung 17 vertikal beweglich ausgebildet ist, kann – sofern notwendig – die Bedieneinheit 7 bei Heben und Senken der Person P zusammen mit der Person P durch die Person P bewegt werden.
4 zeigt eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform aus 1. In 4 ist zudem eine Stütze 26 zu erkennen, welche mit einer Rückenpartie der Person P während eines Betriebes des Systems 1 durchgehend in Oberflächenkontakt gebracht ist. Zudem existieren Fixiermittel, die nach Lösen ein Entfernen der Stütze 26 vom System 1 ermöglichen.
5 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1. Die Bedieneinheit 7, die Halteeinrichtung 15, und der Tragbügel 22 sind hierbei in Abhängigkeit der jeweiligen optischen Simulation um die lotrecht zueinander verlaufenden Achsen A1 und A2 schwenkbar. Das Schwenken erfolgt hierbei unter Wirkverbindung mit einem in 5 nicht dargestellten Elektromotor.
6A und 6B zeigen Komponenten, wie sie als Bestandteil in diversen Ausführungsformen für das erfindungsgemäße System sowie zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens Verwendung finden können. Sie ist in 6A die bereits in den vorherigen Figuren dargestellte Linearführung 17 zu erkennen, welche über eine Feder 28 die Masse der Bedieneinheit 7 trägt.
6B zeigt einen Schuh 30, welcher über Rollen 32 verfügt und von einer Person P getragen werden kann. Der Schuh 30 kann in diversen Ausführungsformen zur Reduzierung der Haftreibung zwischen der Bodenfläche 3 und der Person P während gleitendem Kontakt dienen.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: System
3: Bodenfläche 1
5: Aufstandsfläche
7: Bedieneinheit
9: Drehkranz
11: Anzeigeeinrichtung
13: Brillenkonstruktion
15: Halteeinrichtung
17: Linearführung
19: Bedienelemente
20: Optische Erfassungseinrichtung
22: Tragbügel
24: Exzenter
26: Stützelement
28: Feder
30: Schuh
32: Rolle
A: Achse
P: Person
R: Realraum
V: Vertikale Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6563489 B1 [0003]

Claims

Verfahren zur Generierung und Ausgabe einer optischen Simulationsdarstellung unter Berücksichtigung von personenbezogenen Bewegungen in einem örtlich begrenzten Realraum (R), das Verfahren beinhaltend folgende Schritte: – Erzeugen einer Relativbewegung zwischen einer Bodenfläche (3) und mindestens einer Person (P) im Realraum (R) unter gleitendem Kontakt der mindestens einen Person (P) über die Bodenfläche (3), wobei die Bodenfläche (3) mindestens einen Sensor enthält und/oder wobei der mindestens einen Person (P) wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Relativbewegung körperlich zugeordnet ist, – Gewinnung von Informationen zur jeweiligen Relativbewegung über den wenigstens einen Sensor und Weiterleiten der Informationen an eine rechnergestützte Steuereinheit (S), – Bilden einer Fiktivdarstellung aus den Informationen durch die rechnergestützte Steuereinheit (S) und Übertragen der Fiktivdarstellung an eine oder mehrere nachgeordnete und im Blickfeld der ein oder mehreren Personen (P) befindliche Anzeigeeinrichtungen (11), – Ausgabe der Fiktivdarstellung als optische Simulation durch die jeweiligen ein oder mehreren Anzeigeeinrichtungen (11).
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem in Abhängigkeit der optischen Simulation ein Luftvolumenstrom erzeugt und die jeweilige mindestens eine Person (P) mit dem Luftvolumenstrom beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei welchem die mindestens eine Person (P) mit einer Halteeinrichtung (15) in Verbindung steht, die unter Berücksichtigung der jeweiligen optischen Simulation die Masse der mindestens einen Person (P) über den Zeitverlauf zu und abnehmend trägt.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die Masse der mindestens einen Person (P) von der Halteeinrichtung (15) wenigstens über einen gewissen Abschnitt des Zeitverlaufs zumindest näherungsweise vollständig getragen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem während des zumindest näherungsweise vollständigen Tragens der Masse der mindestens einen Person (P) über die Halteeinrichtung (15) ein oder mehrere Bedienelemente, welche im Bereich der Bodenfläche (3) und für die mindestens eine Person (P) zugänglich angeordnet sind, mit der rechnergestützten Steuereinheit (S) zum Bilden der Fiktivdarstellung in Wirkverbindung gebracht werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem eine optische Erfassungseinrichtung (20) zur Gewinnung von Zusatzinformationen über weitere Bewegungen der mindestens einen Person (P) vorgesehen ist, wobei die Zusatzinformationen bei Bilden der Fiktivdarstellung durch die rechnergestützte Steuereinheit (S) berücksichtigt werden.
System (1) zur Generierung und Ausgabe einer optischen Simulationsdarstellung unter Berücksichtigung von personenbezogenen Bewegungen in einem örtlich begrenzten Realraum (R), das System (1) umfassend: – eine im Bereich des Realraums (R) angeordnete und vorzugsweise im Wesentlichen horizontale orientierte Bodenfläche (3), welche Bodenfläche (3) als Aufstandsfläche für mindestens eine Person (P) ausgebildet ist sowie – eine in der Bodenfläche (3) integrierte und/oder der mindestens einen Person (P) körperlich zugeordnete Sensorik zur Erfassung einer gleitenden Relativbewegung zwischen der mindestens einen Person (P) und der als Aufstandsfläche (5) ausgebildeten Bodenfläche (3), – eine rechnergestützte Steuereinheit (S), die mit der Sensorik in Verbindung gebracht ist und unter Berücksichtigung der jeweiligen gleitenden Relativbewegung zur Erstellung einer Fiktivdarstellung ausgebildet ist, – ein oder mehrere Anzeigeeinrichtungen (11), angeordnet im Blickfeld der mindestens einen Person (P) und ausgebildet zum Empfangen und Darstellen der Fiktivdarstellung von der rechnergestützten Steuereinheit (S).
System (1) nach Anspruch 7, bei welchem die ein oder mehreren Anzeigeeinrichtungen (11) an einem Kopf der mindestens einen Person (P) ortsfest installierbar sind.
System (1) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, umfassend eine im Realraum (R) angeordnete Bedieneinheit (7), die ein oder mehrere mit der rechnergestützten Steuereinheit (S) in Wirkverbindung stehende Bedienelemente trägt und um eine vertikale Achse (V) relativ zur als Aufstandsfläche (5) ausgebildeten Bodenfläche (3) drehbar ausgebildet ist.
System (1) nach Anspruch 9, welche Bedieneinheit (7) in vertikaler Richtung heb- und senkbar ausgebildet ist.
System (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei an der Bedieneinheit (7) ein oder mehrere Stützen (26) für eine Rückenpartie der mindestens einen Person (P) angeordnet sind.
System (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, umfassend eine hängend angeordnete Halteeinrichtung (15), welche Halteeinrichtung (15) zum zumindest anteiligen Tragen einer Masse der mindestens einen Person (P) ausgebildet ist.
System (1) nach Anspruch 12, bei welcher die Halteeinrichtung (15) unter Berücksichtigung der optischen Simulation über den Zeitverlauf auf- und abbewegbar an einen mit der rechnergestützten Steuereinheit (S) in Wirkverbindung stehenden Exzenter (24) gekoppelt ist.