DE102015225776A1

DE102015225776A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts

Info

Publication number: DE102015225776A1
Application number: DE102015225776.2A
Authority: DE
Inventors: Christoph Pregizer; Lukas Posniak
Original assignee: Viewlicity GmbH
Current assignee: Viewlicity GmbH
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-22
Also published as: WO2017103270A1; CN108475477A; AU2016372567A1; KR20180095588A; US20200013312A1; JP6983172B2; JP2019506260A; US11308821B2; EP3391361A1; SG11201805125QA; CA3008546A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers, vorzugsweise Golfschlägers, oder eines Balls, vorzugsweise Golfballs, wobei ein erstes virtuelles Trajektorienmodell in einer Anzeigeeinrichtung in der Weise wiedergegeben wird, dass das erste virtuelle Trajektorienmodell als eine erste Linie in der Anzeigeeinrichtung in Überlagerung mit wenigstens einem, insbesondere real, sichtbaren Abschnitt der Umgebung angezeigt wird, insbesondere wenn ein Sichtfeld auf den wenigstens einen real sichtbaren Abschnitt der Umgebung gerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers, vorzugsweise eines Golfschlägers, oder eines Balls, vorzugsweise eines Golfballs.
Obschon die Erfindung bei einer Vielzahl von Sportarten zur Analyse des Bewegungsablaufs eingesetzt werden kann, ist sie in Bezug auf das Golfspiel aufgrund der Komplexität des dortigen Bewegungsablaufs als Trainingshilfe besonders geeignet. Insbesondere das Putten stellt hohe feinmotorische Anforderungen an den Golfspieler, weshalb dieses sich zur Darstellung der Erfindung besonders gut eignet und im Folgenden als beispielhafter Bewegungsablauf herangezogen wird, der analysiert werden soll.
Beim Training des Puttens wird das Hauptaugenmerk normalerweise auf die Schlagtechnik, also die motorischen Aspekte der Bewegung und deren statistischen Auswertung, gelegt. Mit bloßem Auge ist die Bewegungsdynamik beim Putten wegen der Ausführungsgeschwindigkeit und hoher Genauigkeitsanforderungen kaum zu erfassen. Auch mit herkömmlichen Analysemethoden wie der Bioanalyse mittels einer Videoaufnahme des Golfspielers beim Putten sind aus methodischen Gründen die dynamischen Aspekte der Puttbewegung nur ungenügend und mit großem Aufwand analysierbar.
Entsprechend wird das Training des Puttens oftmals stark vernachlässigt oder führt zu unbefriedigenden Ergebnissen, obwohl, gemessen an der Schlagzahl auf einer durchschnittlichen Golfrunde, das Putten etwas mehr als 40% des Golfspiels ausmacht.
Beim Erlernen von verlangsamten Bewegungen wie dem Putten werden oftmals unbemerkt auch systematische Bewegungsfehler mitgelernt. Schnelle ballistische Bewegungen werden immer rein motorisch ausgeführt und sind deshalb selbstorganisierend. Im Gegensatz dazu werden verlangsamte Bewegungen immer stark strategiegebunden ausgeführt. Strategische Bewegungsfehler bei verlangsamten Bewegungen wie dem Putten werden oftmals vom Golfspieler selbst nicht bemerkt und auch ein Trainer kann diese Fehler mit bloßem Auge nur schwer erkennen. Paradoxerweise können sich diese Bewegungsfehler mit verstärktem Üben immer weiter verschlimmern.
Es ist des Weiteren bekannt, dass der Einsatz von Trainingshilfen einen positiven Effekt auf das Erlernen eines Bewegungsablaufs haben kann, vergleiche hierzu Birgitt Hilsebusch, „Der Einsatz von Trainingshilfen zur Sensibilisierung der Wahrnehmung beim Golfunterricht mit Anfängern”, Masterarbeit zum PGA Master Professional.
Die US 2010/0081520 A1 betrifft Systeme und Verfahren zum Bereitstellen von Puttinformationen an einen Golfer. Solche Puttinformationen können eine optimale Balltrajektorie einschließlich des anfänglichen Targets, des Punktes, an welchem der Ball geschlagen werden soll und der optimalen Kraft, mit welcher der Ball geschlagen werden soll, enthalten.
Die US 8,757,625 B2 offenbart ein Verfahren zum Berechnen und Anzeigen einer Balltrajektorie und eines Zielpunktmarkers zum Zielen eines geputteten Golfballs von einem Startpunkt auf einem Golfkurs zu einem Zielpunkt auf der Grundlage von vorberechneten Putt-Daten des Putting-Greens. Der Zielpunktmarker wird graphisch auf eine Darstellung des Putting-Greens in einem Zielpunktabstand senkrecht links oder rechts des Zielorts angegeben, wobei der Zielpunktabstand einen Ort auf dem Putting-Green angibt, um einen Putt in der Weise zu zielen, dass ein Golfball sich von einer Startposition in eine gewünschte Zielposition bewegt.
Die EP 1 727 602 B1 betrifft ein Bewegungsanalyseverfahren zum Ermitteln der Position und/oder der Ausrichtung eines Golfschlägers, wobei die Bewegung eines Golfschlägers beim Schlagen mittels eines an einem Golfschläger montierten Positionsgebers erfasst und analysiert wird, ein Positionssignal zwischen dem an dem Golfschläger angebrachten Positionsgeber und einer ortsfest angeordneten Steuereinheit übertragen wird, und die Position und/oder Ausrichtung des Golfschlägers in Abhängigkeit von dem Positionssignal ermittelt wird.
Die GB 2 408 805 B betrifft ein elektromagnetisches Trackingsystem, welches einen Funktransmitter einsetzt.
Die US 6,625,299 B1 betrifft ein Trackingsystem zum Bestimmen der relativen Position zwischen einem Sensor und einer Objektoberfläche, welche einen Sensor zum Bestimmen eines Musters von Markern auf der Objektoberfläche aufweist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts als Trainingshilfe bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, einem Benutzer ein Simultanfeedback der Bewegung des Sportgeräts bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren der Ansprüche 1 und 3 sowie durch Systeme der Ansprüche 19 und 22 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beansprucht.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers, insbesondere eines Golfschlägers oder eines Balls, vorzugsweise Golfballs, welches vorzugsweise folgende Arbeitsschritte aufweist:

– Erfassen einer Startposition eines Balls der Ballsportart, insbesondere einer Abschlagposition, in einem Bezugsystem;
– Erfassen einer definierten Zielposition für den Ball, insbesondere eines Golflochs, in dem Bezugssystem;
– Erfassen von wenigstens einem Umgebungsparameter in dem Bezugssystem, insbesondere einem Topographieparameter, welcher eine Umgebung, insbesondere ein Spielfeld, in einem Bereich zwischen der Startposition und der Zielposition wenigstens teilweise charakterisiert;
– Berechnen einer idealen Trajektorie des Sportgeräts in Abhängigkeit der Startposition des Balls, der Zielposition des Balls und des wenigstens einen Umgebungsparameters unter Ausnutzung des Bezugssystems;
– Erstellen eines ersten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts in wenigstens einem Abschnitt der Umgebung auf der Grundlage der idealen Trajektorie des Sportgeräts;
– Erfassen einer Position und/oder einer Ausrichtung, insbesondere kontinuierlich, einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere eines Head-Mounted-Displays, in dem Bezugssystem;
– Berechnen eines Sichtfeldes durch die Anzeigeeinrichtung in dem Bezugssystem; und
– Wiedergeben des ersten virtuellen Trajektorienmodells in der Anzeigeeinrichtung in der Weise, dass das erste Trajektorienmodell als eine erste Linie in der Anzeigeeinrichtung in Überlagerung mit wenigstens einem, insbesondere real sichtbaren, Teil des Abschnitts der Umgebung angezeigt wird, wenn das Sichtfeld auf den wenigstens einen real sichtbaren Abschnitts der Umgebung gerichtet ist.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers, vorzugsweise Golfschlägers, oder eines Balls, vorzugsweise Golfballs, welches vorzugsweise folgende Arbeitsschritte aufweist:

– Erfassen einer Startposition eines Balls der Ballsportart, insbesondere einer Abschlagposition, in einem Bezugssystem;
– Erfassen einer definierten Zielposition für den Ball, insbesondere eines Golflochs, in dem Bezugssystem;
– Erfassen von wenigstens einem Umgebungsparameter in dem Bezugssystem, insbesondere einem Topographieparameter, welcher eine Umgebung, insbesondere ein Spielfeld, in einem Bereich zwischen der Startposition und der Zielposition wenigstens teilweise charakterisiert;
– Berechnen einer idealen Trajektorie des Sportgeräts in Abhängigkeit der Startposition des Balls, der Zielposition des Balls und des wenigstens einen Umgebungsparameters unter Ausnutzung des Bezugssystems;
– Erstellen eines ersten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts in wenigstens einem Abschnitt der Umgebung auf der Grundlage der idealen Trajektorie des Sportgeräts; und
– Wiedergeben des ersten virtuellen Trajektorienmodells in der Weise, dass dieses als eine erste Linie in die Umgebung projiziert wird.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers, vorzugsweise Golfschlägers, oder eines Balls, vorzugsweise Golfballs, welches eine Bildanzeigeeinrichtung, insbesondere ein Head-Mounted-Display, eingerichtet zum Erzeugen einer erweiterten Realität und ein Trackingmodul, eingerichtet zum Erfassen einer Startposition eines Balls der Ballsportart und einer definierten Zielposition für den Ball, insbesondere eines Golflochs, in dem Bezugssystem und zum Erfassen einer Position und/oder einer Ausrichtung des Head-Mounted-Displays in dem Bezugssystem aufweist. Weiter weist das System vorzugsweise eine Datenschnittstelle oder eine Scanvorrichtung, eingerichtet zum Erfassen von wenigstens einem Umgebungsparameter in dem Bezugssystem, insbesondere ein Topographieparameter, welcher eine Umgebung, insbesondere ein Spielfeld, in einem Bereich zwischen der Startposition und der Zielposition, wenigstens teilweise charakterisiert, auf. Des Weiteren weist das System vorzugsweise eine Recheneinheit, eingerichtet zum Berechnen einer idealen Trajektorie des Sportgeräts in Abhängigkeit der Startposition des Balls, der Zielposition des Balls und des wenigstens einen Umgebungsparameters unter Ausnutzung des Bezugssystems und zum Erstellen eines ersten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts in wenigstens einem Abschnitt der Umgebung auf der Grundlage der idealen Trajektorie des Sportgeräts und zum Berechnen eines Sichtfelds durch die Anzeigeneinrichtung in dem Bezugssystem, auf. Die Anzeigeeinrichtung ist hierbei vorzugsweise in der Weise eingerichtet, um das erste virtuelle Trajektorienmodell als eine erste Linie in Überlagerung mit wenigstens einem, insbesondere real sichtbaren, Teil des Abschnitts der Umgebung anzuzeigen, insbesondere wenn das Sichtfeld auf den wenigstens einen Teil des Abschnitts der Umgebung gerichtet ist.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers, vorzugsweise Golfschlägers, oder eines Balls, vorzugsweise Golfballs, welches eine Benutzerschnittstelle, eingerichtet zum Erfassen einer Startposition eines Balls der Ballsportart in einem Bezugssystem, insbesondere durch eine Eingabe eines Benutzers, aufweist. Des Weiteren weist das System einen Projektor, eingerichtet zum Erzeugen von Projektionen wenigstens auf einem Spielfeld, und eine Datenschnittstelle oder Scanvorrichtung, eingerichtet zum Erfassen der Position des Projektors, einer definierten Zielposition für den Ball, insbesondere eines Golflochs, und von wenigstens einem Umgebungsparameter in dem Bezugssystem, insbesondere ein Topographieparameter, welcher das Spielfeld in einem Bereich zwischen der Startposition und der Zielposition wenigstens teilweise charakterisiert, auf. Weiter vorzugsweise weist das System eine Recheneinheit, eingerichtet zum Berechnen einer idealen Trajektorie des Sportgeräts in Abhängigkeit der Startposition des Balls, der Zielposition des Balls und des wenigstens einen Umgebungsparameters unter Ausnutzung des Bezugssystems und zum Erstellen eines ersten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts und wenigstens einen Abschnitt der Umgebung auf der Grundlage der idealen Trajektorie des Balls, auf. Der Projektor ist vorzugsweise des Weiteren eingerichtet, die Startposition des Balls und das erste virtuelle Trajektorienmodell als erste Linie auf das Spielfeld zu projizieren.
Im Weiteren werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Verfahren des ersten und des zweiten Aspekts der Erfindung beschrieben, die jeweils mit einander kombiniert werden können, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist.
Erfassen im Sinne der Erfindung ist ein Einlesen von Daten im weitesten Sinne. Dies umfasst sowohl ein Einlesen über eine Datenschnittstelle einer Datenverarbeitungsanlage, also von bereits vorhandenen Daten und ggf. zwischen gespeicherten Daten, als auch ein Messen bzw. Aufnehmen von Informationen, welche in entsprechende Daten umgewandelt werden, beispielsweise mittels einer Scanvorrichtung, insbesondere einem 3D-Scanner, oder einem Trackingmodul, welches eine optische Bestimmung von Informationen ermöglicht. Erfassen bedeutet insbesondere auch Bereitstellen von Daten, beispielsweise wenn in einem System auf Daten zurückgegriffen wird, die in einer Speichereinrichtung abgelegt sind.
Ein Umgebungsparameter im Sinne der Erfindung ist ein Parameter, welcher die Umgebung bzw. die Umwelt charakterisiert. Insbesondere kann ein Umgebungsparameter ein Topographieparameter sein, welcher die Topographie einer Umgebung kennzeichnet. Weitere, nicht beschränkende, Bespiele für Umgebungsparameter sind Wind bzw. eine Luftströmung, eine Wasserströmung, Zentrifugal- bzw. Zentripetalkräfte, eine Grüngeschwindigkeit (green speed), eine Witterung, etc.
Berechnen im Sinne der Erfindung ist ein Ableiten einer Information aus erfassten Informationen und ggf. weiterer Information oder Randbedingungen, insbesondere eine Auswertung von Informationen.
Eine Anzeigeeinrichtung im Sinne der Erfindung dient zur visuellen Wiedergabe von Informationen.
Virtuell im Sinne der Erfindung bedeutet nicht echt, nicht in Wirklichkeit vorhanden.
Real im Sinne der Erfindung bedeutet wirklich, insbesondere physisch vorhanden.
Eine Benutzerschnittstelle im Sinne der Erfindung ist jede Art von Schnittstelle, mit der ein Benutzer mit einer Datenverarbeitungsanlage kommunizieren bzw. interagieren kann. Vorzugsweise ist eine Benutzerschnittstelle ein berührungsempfindlicher Bildschirm, eine Maus, eine Tastatur, ein Trackpad, eine Gestensteuerungseinrichtung, insbesondere mittels Gesten eines Sportgeräts, etc.
Eine Datenschnittstelle im Sinne der Erfindung dient zum Erfassen bzw. Einlesen von Daten in eine Datenverarbeitungsanlage.
Eine Scanvorrichtung im Sinne der Erfindung ist ein Gerät, das ein Objekt oder eine Umgebung zur Untersuchung, insbesondere mittels Bildverarbeitung Laser- oder Elektronenstrahl, abtastet und die erhaltenen Messwerte speichert und vorzugsweise weiterverarbeitet.
Eine Recheneinheit im Sinne der Erfindung ist jede Art von Datenverarbeitungseinrichtung, welche insbesondere einen Speicher und einen Prozessor aufweist.
Ein Trackingmodul im Sinne der Erfindung ist ein Modul, das eine Position, eine Orientierung und/oder eine Entfernung eines Objekts von einem Referenzpunkt misst. Das Messen kann hierbei anhand optischer, Funk-, Ultraschall-, Infrarotmessungen oder ähnlicher Messverfahren erfolgen. Das Trackingmodul ist als Hardware oder als Software einer bestehenden Datenverarbeitungsanlage ausgebildet.
Die Erfindung beruht insbesondere auf dem Ansatz, dass ein Spieler während einer Ballführung beziehungsweise während einer Bewegung eines Balls schwer oder gar nicht durch seine visuelle Wahrnehmung einschätzen kann, ob die ausgeführte Ballführung zu einer gewünschten Bewegung des Balls führt oder führen wird und welche Abweichung ein Ball in seiner Bewegung von seiner idealen Bewegungsbahn (Trajektorie) nimmt.
Insbesondere ist es nicht möglich, dass ein Anfänger aus einem intrinsischen visuellen Feedback der Trajektorie eines Sportgeräts durch seine visuellen sensomotorischen Information über seine Augen Fehler in der Bewegung erkennen kann, da ein Anfänger die ideale Bewegung des Sportgeräts, welche zu einer noch nicht gelernten Eigenbewegung gehört, nicht identifizieren kann.
Die Erfindung umfasst deshalb die technische Lehre, auf der Grundlage von Daten einer Startposition und einer Zielposition eines Balls und der Umgebung eine ideale Trajektorie des Balls und ggf. darauf aufbauend eine ideale Trajektorie eines Schlägers zu berechnen. Diese ideale Bewegung durch einen Spieler bzw. Benutzer in Überlagerung mit der idealen Bewegung des Balls und/oder des Schlägers wird in der Weise dargestellt, dass der Spieler bzw. Benutzer die ideale Bewegung und die reale Bewegung aus seiner Spielposition wahrnehmen kann.
Ein solches extrinsisches, erweitertes visuelles Feedback bietet Zusatzinformation zur Bewegungsanalyse und hilft insbesondere einem Anfänger, durch Bezug zu seinem eigenen intrinsischen Feedback, das heißt seinen sensorischen Eigeninformationen, dessen Wahrnehmung der Bewegung des Sportgeräts zu verbessern. Als extrinsisches Feedback werden hierbei ergänzende Fremdinformationen bezeichnet, wie sie an einen Spieler von außen durch Hilfsmittel, insbesondere mittels visueller Information, herangetragen werden können. Vorzugsweise kann des Weiteren ein haptisches Feedback vorgesehen sein.
Insbesondere können mit der Erfindung verlaufsbezogene Kenntnisse über die Bewegung der Sportgeräte gewonnen werden, welche für die Trainingspraxis nützlich sind.
Insbesondere kann mittels der Erfindung ein simultanes Feedback gleichzeitig zur Bewegungsausführung gegeben werden, indem die ideale Trajektorie des Balls und/oder des Schlägers synchron zur realen Bewegung des Balls und/oder Schlägers wiedergegeben werden.
Bestehende extrinsische Feedbacksysteme, wie die Videoanalyse, können dies nicht leisten, da der Spieler zwar eine tatsächliche Bewegung des Balls und/oder Schlägers in Bezug auf seinen eigenen Bewegungsablauf nachträglich ansehen kann, hierbei allerdings keinen Bezug mehr zu seiner Wahrnehmung während der Ausführung herstellen kann. Gerade eine Verbesserung des intrinsischen Feedbacks bei Anfängern ist daher durch die Systeme des Stands der Technik nicht möglich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weist dieses des Weiteren vorzugsweise die folgenden Arbeitsschritte auf:

– Erfassen einer Position und/oder einer Ausrichtung des Sportgeräts in dem Bezugssystem wenigstens während eines Zeitraums einer Bewegung des Sportgeräts;
– Erstellen eines zweiten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts in wenigstens einem Abschnitt der Umgebung auf der Grundlage einer tatsächlichen Trajektorie des Sportgeräts; und
– Wiedergeben des zweiten virtuellen Trajektorienmodells in der Anzeigeeinrichtung in der Weise, dass das zweite virtuelle Trajektorenmodell als eine zweite Linie in der Anzeigeeinrichtung als Überlagerung mit dem wenigstens einem Teil des Abschnitts der Umgebung der ersten Linie angezeigt wird, insbesondere wenn das Sichtfeld auf dem wenigstens einen real sichtbaren Abschnitt der Umgebung gerichtet ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist dieses des Weiteren vorzugsweise die folgenden Arbeitsschritte auf:

– Erfassen einer Position und/oder einer Ausrichtung des Sportgeräts in dem Bezugssystem wenigstens während eines Zeitraums einer Bewegung des Sportgeräts;
– Erstellen eines zweiten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts in dem wenigstens einem Abschnitt der Umgebung auf der Grundlage einer tatsächlichen Trajektorie des Sportgeräts; und
– Wiedergeben des zweiten virtuellen Trajektorienmodells als zweite Linie in der Umgebung.

Mittels dieser vorteilhaften Ausgestaltungen kann dem Benutzer nicht nur die ideale Trajektorie im Verhältnis zu der realen Position des Schlägers dargestellt werden, sondern zusätzlich eine reale Trajektorie des Balls oder des Schlägers. Der Benutzer bzw. Spieler kann mithin Abweichungen über den Gesamtbewegungsablauf des Sportgeräts wahrnehmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Berechnung der idealen Trajektorie eines Schlägers die ideale Trajektorie des Balls herangezogen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt das erste Trajektorienmodell die ideale Trajektorie des Balls und/oder eine theoretische Trajektorie in einer ebenen Topgraphie mit der Startrichtung der idealen Trajektorie dar. Insbesondere mittels der theoretischen Trajektorie lässt sich einem Benutzer bzw. Spieler, insbesondere beim Golf, vermitteln, wie ein Ball ohne die Komplikationen des topographischen Verlaufs des Putting-Grüns bzw. des Golfplatzes zu schlagen wäre. Diese Information lässt sich von dem Benutzer bzw. Spieler leichter in eine Einschätzung einer auszuführenden Schlägerbewegung umwandeln.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise des Weiteren den Arbeitsschritt des Berechnens eines ersten virtuellen zeitlichen Verlaufs einer Position des Sportgeräts in dem ersten virtuellen Trajektorienmodell in Abhängigkeit der Startposition, der Zielposition und des wenigstens einen Umgebungsparameter unter Ausnutzung des Bezugssystems auf, wobei der erste virtuelle zeitliche Verlauf der Position des Sportgeräts beim Wiedergeben des ersten virtuellen Trajektorienmodells angezeigt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise des Weiteren den Arbeitsschritt des Berechnens eines zweiten virtuellen zeitlichen Verlaufs einer Position des Sportgeräts in dem zweiten virtuellen Trajektorienmodell auf der Grundlage der tatsächlichen Trajektorie des Sportgeräts auf, wobei der zweite virtuelle zeitliche Verlauf der Position des Sportgeräts beim Wiedergeben des zweiten virtuellen Trajektorienmodells angezeigt wird. Durch das Anzeigen der Position des Sportgeräts im zeitlichen Verlauf, insbesondere des zeitlichen Verlaufs auf der idealen Trajektorie im Vergleich zu der tatsächlichen Position des Balls, werden dem Spieler bzw. Benutzer weitere, wichtige Informationen über die Qualität seiner Ballführung gegeben. Insbesondere erhält der Benutzer bzw. Spieler eine Information über die Stärke seines Schlags sowie eventuelle Spin-Effekte und/oder die Verteilung zwischen Flugbahn und Rollbahn.
Vorzugsweise wird eine Anzeige des zeitlichen Verlaufs der idealen Trajektorie periodisch wiederholt. Hierdurch kann sich eine Bewegung des Sportgeräts bei einem Benutzer einprägen. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass ein Spiel-Rhythmus des Benutzers bei der Ausführung des Verfahrens individualisiert werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der zeitliche Verlauf durch eine Audioausgabe verdeutlicht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der erste virtuelle zeitliche Verlauf in Bezug auf einen Schlagzeitpunkt des Balls mit dem realen zeitlichen Verlauf und/oder dem zweiten virtuellen zeitlichen Verlauf synchronisiert. Über diese Synchronisation am Schlagzeitpunkt lässt sich ein direkter Vergleich zwischen dem idealen zeitlichen Verlauf eines Balls und dem realen zeitlichen Verlauf eines Balls herstellen. Unterschiede in der vorhergehenden Schlägerbewegung, beispielsweise beim Ausholen oder der Beschleunigung des Schlägers, können daher unberücksichtigt bleiben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Anzeigen des ersten virtuellen zeitlichen Verlaufs und/oder eines zweiten virtuellen Verlaufs durch ein Aufbauen der ersten Linie bzw. der zweiten Linie und/oder durch eine Kennzeichnung, insbesondere eine schematische Abbildung des Sportgeräts.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Wiedergeben zusätzlich eine definierte Position für einen Spieler, insbesondere wenigstens eine dritte Linie angezeigt. Mittels der Stehposition wird insbesondere unerfahrenen Anfängern, insbesondere beim Golfen, ermöglicht, die Voraussetzung für eine gute Schlägerbewegung und damit auch eine gute Ballbewegung zu schaffen. Insbesondere hängt die definierte Stehposition von der Größe des Spielers und/oder der Art bzw. Länge des Schlägers ab.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses jeweils für den Schläger als erstes Sportgerät und den Ball als zweites Sportgerät, insbesondere parallel, ausgeführt. Hierdurch ist eine Analyse der Bewegung des Balls und eines Schlägers bei einer einzigen Ballführungsaktion möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem ersten virtuellen Trajektorienmodell und/oder dem zweiten virtuellen Trajektorienmodell für einen Schläger zusätzlich eine Ausrichtung des Schlägers berücksichtigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Wiedergeben, insbesondere vor dem Schlagzeitpunkt, ein Abweichen der Position und/oder Ausrichtung des Schlägers von der idealen Trajektorie, insbesondere mittels eines Pfeils, dargestellt.
Mittels dieser vorteilhaften Ausgestaltung lässt sich nicht nur das Timing der Schlägerbewegung, sondern auch die Ausrichtung des Schlägers während der Schlägerbewegung analysieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorzugsweise die folgenden Arbeitsschritte auf:

– Filmen des Sichtfelds; und
– Wiedergeben des gefilmten sichtbaren Teils des Abschnitts der Umgebung.

Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das erste virtuelle Trajektorienmodell und der momentan sichtbare Teil des Abschnitts der Umgebung auf einem einzigen Bildschirm einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden sollen, wie beispielsweise auf einem Tablet-Computer.
In Bezug auf die Verfahren des ersten und des zweiten Aspekts der Erfindung und deren vorteilhafte Ausgestaltungen beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten entsprechend auch für die Vorrichtungen des dritten und des vierten Aspekts der Erfindung und deren vorteilhafte Ausgestaltungen entsprechend und umgekehrt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Systems gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung führt das Trackingmodul Inside-Out-Tracking ausgehend von der Anzeigeeinrichtung aus und das System weist vorzugsweise des Weiteren wenigstens einen Marker auf, welcher eingerichtet ist, um als Referenzpunkt für das Inside-Out-Tracking in der Umgebung aufgestellt zu werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Systems gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wendet das Trackingmodul ein Outside-In-Tracking-Verfahren an und das System weist eine Peileinheit auf, welche eingerichtet ist, um in der Umgebung aufgestellt zu werden. In dieser Ausführungsform kann auf Marker in der Umgebung verzichtet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Systems gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist die Anzeigeeinrichtung des Weiteren eine Kamera auf, und das Trackingmodul setzt wenigstens optisches Tracking ein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist das Trackingmodul des Weiteren eingerichtet, um eine tatsächliche Position des Sportgeräts zu bestimmen und/oder das System weist des Weiteren eine Funkortungseinrichtung auf, um eine tatsächliche Position und/oder tatsächliche Trajektorie des Sportgeräts zu bestimmen, und der Projektor oder die Anzeigeeinrichtung ist des Weiteren vorzugsweise eingerichtet, die reale Position und/oder die reale Trajektorie des Sportgeräts anzuzeigen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems weist die Anzeigeeinrichtung des Weiteren wenigstens einen Beschleunigungssensor und einen Gyrosensor auf, um Bewegung in sechs Freiheitsgraden zu messen und wobei die Recheneinrichtung des Weiteren eingerichtet ist, die Position und/oder Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung ausgehend von einer mit dem Tracker bestimmten Position und/oder Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung durch Koppeln zu ermitteln.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise:
1 eine erste Ausführungsform des Systems gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung;
2 eine zweite Ausführungsform des Systems gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung;
3 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung;
4 eine dritte Ausführungsform des Systems gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung;
5 eine Darstellung eines ersten möglichen Sichtfelds eines Benutzers;
6 eine Darstellung eines zweiten möglichen Sichtfelds eines Benutzers;
7 eine Darstellung eines dritten möglichen Sichtfelds eines Benutzers;
8 eine weitere Darstellung des zweiten möglichen Sichtfelds des Benutzers;
9 eine weitere Darstellung des zweiten möglichen Sichtfelds des Benutzers;
10 ein Blockdiagramm eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung; und
11 ein Blockdiagramm eines Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
1 zeigt eine erste Ausführungsform des Systems 1 gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung.
Das erfindungsgemäße System 1 und das erfindungsgemäße Verfahren 100, 200 werden im Folgenden anhand des Golfspielens als Ballsportart erläutert. Dies ist jedoch nicht beschränkend und die Erfindung kann auch bei anderen Ballsportarten, mit oder ohne Schläger, zum Einsatz kommen.
Das System 1 weist ein Head-Mounted-Display 17, im vorliegenden Fall eine Datenbrille sowie einen Marker 20a für eine Zielposition 12, im vorliegenden Fall ein Golfloch, auf. Das Golfloch 12 soll durch einen Golfball 5, der von einem Benutzer 7, in diesem Fall einem Golfspieler, mit einem Golfschläger 3 geschlagen wird, erreicht werden.
Des Weiteren weist das System 1 Marker 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i auf, welche um ein Spielfeld 9, welches die Umgebung bildet, im vorliegenden Fall ein Putting-Grün, angeordnet sind.
Die Datenbrille 17 wird von dem Benutzer 7 getragen (auch wenn dies aus darstellungstechnischen Gründen in 1 abweichend gezeigt ist). Eine Ausführungsform dieser Datenbrille 17 wird in 3 gezeigt. Diese weist außer den für eine Brille typischen Elementen eine Recheneinheit 13 mit einem Trackingmodul 18 auf. Die Datenbrille 17 weist des Weiteren eine Kamera 28, einen Beschleunigungssensor 23, einen Gyrosensor 24 und eine Datenschnittstelle 10, insbesondere eine Funkschnittstelle, auf. Im Weiteren erläuterte Tracking-Verfahren werden vorzugsweise über ein Trackingmodul 18 der Recheneinheit 13 ausgeführt. Daten können vorzugsweise über eine Datenschnittstelle 10 des Systems 1 beziehungsweise der Datenbrille 17 erfasst werden.
Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems kommt ein sogenanntes Inside-Out-Tracking zum Einsatz. Hierbei wird eine Position und/oder eine Ausrichtung der Datenbrille 17 in einem Bezugssystem 6 kontinuierlich erfasst 106. Das Bezugssystem 6 wird hierbei durch das System 1 vorgegeben. Die Datenbrille 17 nimmt, je nach Ausrichtung und Position, mit der Kamera 28 verschiedene Marker 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i wahr. Die absolute Position dieser Marker ist dem System 1 bekannt und wurde beispielsweise über die Datenschnittstelle 10 in das System 1 eingepflegt. Zur Kennzeichnung weisen die einzelnen Marker 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i einen QR-Code oder eine ähnliche Identifizierung auf, welcher durch die Anzeigeeinrichtung 17 erkannt wird und jeden einzelnen Marker 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i eindeutig identifiziert. Ausgehend von der Kenntnis, welcher Marker sich im Sichtfeld 19 der Datenbrille 17 befindet und aus dem Abstand zu den jeweiligen Markern 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i, welchen die Datenbrille 17 aus der Größe des jeweiligen Markers 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i oder aus der Größe des jeweiligen QR-Codes herleiten kann, berechnet die Datenbrille 17 ihre absolute Position auf dem Putting-Grün 9.
Wurde die absolute Position der Datenbrille 17, welche der relativen Position der Datenbrille 17 in Bezug auf die Marker 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i entspricht, festgestellt 101, so wird vorzugsweise in einem nächsten Schritt ein Sichtfeld 19 (nicht in 1 dargestellt) der Anzeigeeinrichtung 17 in dem Bezugssystem 6 berechnet 102. Das Sichtfeld 19 entspricht hierbei insbesondere einem Ausschnitt der Umgebung, welchen ein Benutzer 7 durch die Datenbrille 17 sehen kann.
Ist die absolute Position und/oder Ausrichtung der Datenbrille 17 einmal festgestellt, so kann die Position und/oder Ausrichtung im Folgenden wenigstens über einen gewissen Zeitraum erfasst werden, indem die Recheneinrichtung 13 eine neue Position und/oder eine neue Ausrichtung anhand eines optischen Trackingverfahrens und/oder von Messungen eines Beschleunigungssensors 23 und/oder eines Gyrosensors 24 periodisch neu berechnet. Hierbei kommt ein sogenanntes Koppeln, ausgehend von der ursprünglich von dem Trackingmodul 18 bestimmten Position und/oder Ausrichtung, zum Einsatz.
Ausgehend von der absoluten Position und Ausrichtung der Datenbrille 17, können diese Positionsbestimmungen von Objekten auf dem Putting-Grün 9 ebenfalls mittels des Inside-Out-Trackings gemacht werden. Erfindungsgemäß wird hierzu insbesondere die Abschlagposition 5 und die Golflochposition 12, welche die erfindungsgemäße Startposition und Zielposition darstellen, von der Kamera 28 gefilmt und mittels bekannter Bildverarbeitungsprozesse in einer gefilmten Videofolge identifiziert. Auf der Grundlage der Stellung des Abschlags 5 und des Golflochs 12 in den Videobildern und der bekannten Position und Ausrichtung der Datenbrille 17 in dem Bezugssystem 6 kann auch die Position des Abschlags 5 und des Golflochs 12 festgestellt werden 103, 104. Dies kann vorzugsweise parallel in einem einzigen Arbeitsschritt geschehen, in der Realität werden hierfür aber zeitlich nacheinander folgende Arbeitsschritte nötig sein, da die Abschlagposition 5 und das Golfloch 12 oftmals von einer einzigen Position des Benutzers 7 nicht gleichzeitig eingesehen werden können.
Aufgrund der schlechten Erkennbarkeit eines Golflochs 12 auf dem Putting-Grün 9, insbesondere aus einer gewissen Distanz, kann vorgesehen sein, dass auch dem Golfloch 12 ein Marker 20a, wie in 1 dargestellt, zugeordnet wird.
Das im Vorhergeheden beschriebene Verfahren zum Feststellen der Abschlagposition 5 bzw. der Golflochposition 12 kann auch zum Feststellen einer Position und/oder einer Ausrichtung des Golfballs 3 (in 1 nicht dargestellt) oder des Golfschlägers 2 (in 1 nicht dargestellt) verwendet werden 110. Um die Ausrichtung des Golfschlägers 2 in dem Bezugssystem 6 besser mittels des optischen Inside-Out-Tracking-Verfahrens bestimmen zu können, können auf dem Golfschläger 2 weitere Marker angebracht sein, die ein Identifizieren der Ausrichtung in einer Videofolge erleichtern.
Alternativ oder zusätzlich zu der Positionsbestimmung mittels eines optischen Tracking-Verfahrens kann die Position von Objekten auf dem Putting-Grün 9 auch mittels einer Funkortungseinrichtung 22, welche ebenfalls in 1 dargestellt ist, bestimmt werden. Hierfür müssen die Objekte, deren Position zu erfassen ist, jedoch mit einer eigenen Sendeeinrichtung oder wenigstens mit einem Signalreflektor ausgestattet sein. Die Position wird insbesondere anhand einer Laufzeitmessung von Funksignalen erfasst 103, 104, 110. Insbesondere in Bezug auf das Bestimmen der Position des Balls 3 und/oder der Ausrichtung des Schlägers 2 bietet eine solche Funkortung mittels einer Funkortungseinrichtung 22 den Vorteil, dass die Objekte nicht alle sichtbar sein müssen, um ihre jeweilige Position zu bestimmen. Des Weiteren können schnelle Bewegungen von Objekten, im vorliegenden Fall ebenfalls des Schlägers 2 und des Balls 3, durch eine Funkortung besser nachvollzogen werden.
Des Weiteren werden dem System 1 Umgebungsparameter, welche eine Umgebung im Bereich zwischen dem Abschlag 5 und dem Golfloch 12 charakterisieren, bereitgestellt 105. Dies sind in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel vorzugsweise die Topographie des Putting-Grüns 9, eine Windrichtung im Bereich des Putting-Grüns 9, eine Graswuchsrichtung und/oder eine Grüngeschwindigkeit (green speed) zum Abschlagzeitpunkt. Diese Umgebungsparameter können vorzugsweise mit der Hilfe von Messeinrichtungen 11 bestimmt werden. Die Topographie kann beispielsweise mittels eines 3D-Scanners, beispielsweise einem Laserscanner, bestimmt werden, welcher vorzugsweise in das System 1 integriert ist oder mittels eines Time-of-Flight-Sensors, insbesondere mittels Bildverarbeitung, z. B. einem Structure-from-Motion-Verfahren, live gemessen werden. Die Topographie kann aber auch aus Datenbanken, welche beispielsweise auf Satellitenaufnahmen basieren, bezogen werden. Die Windgeschwindigkeit und die Witterung können beispielsweise von einer Wetterstation bzw. -datenbank bezogen werden. Die Grüngeschwindigkeit kann beispielsweise mittels eines sogenannten Stimpmeters oder anderer Verfahren, bei dem der Ball aus einer definierten Höhe auf eine Steigung gerollt wird, bestimmt werden. Das Erfassen der Umgebungsparameter 105 kann daher auch als Kalibrierungsphase für das System 1 bezeichnet werden.
Auf der Grundlage der dem System 1 verfügbaren Daten, wie der Topographie des Putting-Grüns 9 und ggf. weiterer Umgebungsparameter sowie der Abschlagposition 5 und der Golflochposition 12 kann eine ideale Trajektorie 15 des Golfballs 3 von der Abschlagposition 5 zu der Golflochposition 12 in dem Bezugssystem 6 berechnet werden 106. Alternativ oder zusätzlich kann anhand der erfassten Daten oder der idealen Trajektorie 15 des Golfballs 3 auch eine ideale Trajektorie 14 des Golfschlägers 2 bzw. des Schlägerkopfes bestimmt werden 106, bei welcher der Golfball 3 in der Weise getroffen wird, dass er ausgehend von der Abschlagposition 5 die Golflochposition 12 erreicht und idealerweise ins Golfloch 12 fällt.
Auf der Grundlage der idealen Trajektorie 14 des Golfschlägers 2 und/oder auf der Grundlage der idealen Trajektorie 15 des Golfballs 3 wird ein erstes virtuelles Trajektorienmodell des Golfballs 3 und/oder des Golfschlägers 2 erstellt 108.
Das Berechnen der idealen Trajektorie 14, 15 sowie das Erstellen des ersten virtuellen Trajektorienmodells wird vorzugsweise durch die Recheneinheit 13 ausgeführt.
Das Berechnen der idealen Trajektorie 14, 15 umfasst insbesondere das Berechnen einzelner Punkte der Trajektorie 14, 15, welche im Falle des Golfballs 3 von der Topographie und gegebenenfalls weiteren Randbedingungen von Umgebungsparametern, im Falle des Golfschlägers 2 vom Drehpunkt, um welchen eine Bewegung mit dem Golfschläger 2 ausgeführt wird, abhängt.
Die ideale Trajektorie 15 des Golfballs 3 kann mittels eines mathematischen Modells, insbesondere einer Differenzialgleichung, eines rollenden Balls 3 auf einer geneigten Oberfläche und numerischer Optimierungsverfahren berechnet werden.
Das Erstellen eines virtuellen Trajektorienmodells 108 umfasst vorzugsweise das Anfertigen eines 3D-Modells der Trajektorie 14, 15, das heißt, die Punkte werden zu einer Linie verbunden, welche eine gewisse Breite erhält. Die Ausrichtung der Linie wird weiter vorzugsweise der Topographie, beispielsweise in ihrer Querneigung, angepasst. Weiter vorzugsweise umfasst das Erstellen ein Erzeugen einer Darstellung der idealen Trajektorie 14, 15 aus einer gewünschten Perspektive, insbesondere der Perspektive der Anzeigeeinrichtung 17 bzw. des Benutzers 7. Dies entspricht im Wesentlichen dem Arbeitsschritt einer Bildsynthese bzw. einem Rendering, wobei ein Bild bzw. eine Szene aus Rohdaten erzeugt wird. Diese Szene ist vorzugsweise ein virtuelles räumliches Modell, das Objekte und deren Materialeigenschaften, Lichtquellen sowie die Position und Blickrichtung eines Betrachters definiert.
Das virtuelle Trajektorienmodell wird, insbesondere über ein Grafikmodul der Recheneinrichtung 13, in der Anzeigeeinrichtung 17 wiedergegeben 109. Dabei wird das virtuelle Trajektorienmodell als eine erste Linie, welche gepunktet oder durchgezogen sein kann, in der Anzeigeeinrichtung 17 in Überlagerung mit einem sichtbaren Abschnitt des Putting-Grüns 9 bzw. der weiteren Umgebung angezeigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann vor bzw. während dem Wiedergeben des ersten virtuellen Trajektorienmodells 109 eine Berechnung eines ersten virtuellen zeitlichen Verlaufs der Position des Golfballs 3 oder des Golfschlägers 2 auf der idealen Trajektorie durchgeführt werden. Dieser zeitliche Verlauf hängt dabei von der Trajektorie, im Wesentlichen auch von der Abschlagposition 5, der Golflochposition 12 und der Topographie sowie gegebenenfalls von weiteren Randbedingungen im Falle eines Golfballs 3 ab. Im Falle des Golfschlägers 2 hängt dieser zeitliche Verlauf der Position im Wesentlichen von dem Drehpunkt, um welchen der Golfschläger 2 geschwungen wird, und der zu erreichenden Impulse an der Abschlagposition 5 ab. Der jeweilige zeitliche Verlauf des Golfschlägers 2 und/oder des Golfballs 3 wird entsprechend beim Erstellen des ersten Trajektorienmodells 107 berücksichtigt und ebenfalls in der Computerbrille 17 wiedergegeben 109.
Ist die Anzeigeeinrichtung 17 eine Datenbrille, wie im Vorhergehenden beschrieben, so wird die Linie zur Darstellung einer Trajektorie 14, 15 vorzugsweise in einem See-Through-Verfahren mit einem real sichtbaren Abschnitt des Putting-Grüns 9 überlagert. In diesem Fall kann die Linie also nur angezeigt werden, wenn das Sichtfeld 19 der Datenbrille 17 auch auf den real sichtbaren Abschnitt der Umgebung gerichtet ist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform, welche ebenfalls in 1 dargestellt ist, kann das erste virtuelle Trajektorienmodell auch auf einem Bildschirm eines Tabletcomputers 17 wiedergegeben werden. Hierbei wird die Linie auf dem Bildschirm mit Videodaten wiedergegeben 109, welche den Abschnitt des Putting-Grüns 9 anzeigen und welche der Tabletcomputer selbst aus seiner Perspektive gefilmt hat 102a.
Die Alternative der Wiedergabe auf einem Tabletcomputer 17 eignet sich insbesondere für einen Trainer 32, welcher in der Nähe eines Golfspielers 7 steht und ebenfalls die Abweichung des geschlagenen Golfballs 3 bzw. der Golfschlägerbewegung von einer jeweiligen idealen Trajektorie 14, 15 betrachten will.
Als Alternative zum Filmen 102a des Sichtfelds eines Tabletcomputers 17 kann durch das Erfassen einer Position und/oder einer Ausrichtung des Golfschlägers 2 oder einer Position des Golfballs 3 in dem Bezugssystem 6, insbesondere während eines Zeitraums einer Bewegung des Golfschlägers 2 oder des Golfballs 3 auch ein zweites virtuelles Trajektorienmodell des Golfschlägers 2 oder des Golfballs 3 in dem Sichtfeld 19 auf der Grundlage einer jeweiligen tatsächlichen Trajektorie 26, 27 erstellt werden 111. Auch dieses zweite virtuelle Trajektorienmodell kann auf dem Tabletcomputer 17 oder auch in der Datenbrille 17 in Überlagerung mit dem sichtbaren Abschnitt der Umgebung dargestellt werden 113. Auch hierbei kann zusätzlich ein zeitlicher Verlauf berechnet 112 und angezeigt werden.
Eine ideale Trajektorie 15 eines Balls 3, welche über das erste Trajektorienmodell in der Datenbrille 17 wiedergegeben werden kann, ist in 1 gestrichelt als gekrümmte Linie gezeigt. Alternativ oder zusätzlich enthält das virtuelle Trajektorienmodell nicht den Verlauf der idealen Trajektorie 15, sondern den Verlauf einer theoretischen Trajektorie 16, welche den theoretischen Weg des Balls 3 in einer ebenen Topographie darstellt, wenn dieser mit der Startrichtung und der Stärke des Impulses für die ideale Trajektorie 15 geschlagen würde. Anhand der theoretischen Trajektorie 16 kann der Golfspieler 7 abschätzen, wie stark und in welche Richtung er den Ball schlagen müsste, wenn das Putting-Grün 9 eine ebene Topographie hätte.
Wird zusätzlich die tatsächliche Trajektorie 26, 27 mittels des zweiten virtuellen Trajektorienmodells in der Datenbrille bzw. im Tabletcomputer 17 virtuell erzeugt, so ist der Golfspieler 7 bzw. der Trainer 32 nicht mehr darauf angewiesen, das Sichtfeld 19 der Datenbrille bzw. des Tabletcomputers 17 auf den einen sichtbaren Abschnitt des Putting-Grüns 9 zu richten, auf welchem sich der Golfschläger 2 oder der Golfball 3 bewegt. Der Golfspieler 7 und der Trainer 32 können sich die Situation nunmehr aus jeder beliebigen Perspektive anzeigen lassen. Prinzipiell ist es auch ohne das Erstellen eines zweiten virtuellen Trajektorienmodells vorzugsweise möglich, dass sich der Trainer 32 die Situation aus der Perspektive des Golfspielers 7 anzeigen lässt.
In jeder Ausführungsform der Erfindung kann hierbei der reale Golfschläger 2 und der reale Golfball 3 beziehungsweise dessen Bewegung in Echtzeit mit der jeweiligen idealen Trajektorie 14, 15 und gegebenenfalls sogar mit einem virtuellen zeitlichen Verlauf eines virtuellen Golfschlägers und eines virtuellen Balls auf der idealen Trajektorie 14, 15 verglichen werden. Die Synchronisation der beiden Verläufe wird hierbei über den Schlagzeitpunkt des Golfballs 3 erreicht. Dies ist jener Moment, wenn der Golfschläger 2 auf den Golfball 3 trifft oder, in Ballsportarten ohne Schläger, wenn ein Ball 3 den Kontakt mit einem Benutzer 7 verliert.
Der zeitliche Verlauf in dem ersten virtuellen Trajektorienmodell der idealen Trajektorie 14, 15 oder in dem zweiten virtuellen Trajektorienmodell der tatsächlichen Trajektorie 26, 27 kann hierbei insbesondere durch eine schematische Abbildung des jeweiligen Sportgeräts, Golfschläger 2 oder Golfball 3, erfolgen.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Systems 1 gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die absolute Position und/oder Ausrichtung der Datenbrille bzw. des Tabletcomputers 17 auf dem Putting-Grün 9 nicht durch Inside-Out-Tracking-Verfahren, sondern durch ein Outside-In-Tracking-Verfahren bestimmt wird. Marker 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i um das Putting-Grün 9 sind in dieser Ausführungsform nicht mehr nötig.
Hierfür weist das erfindungsgemäße System 1 eine Peileinheit 21 auf, die beispielsweise eine Position und/oder Ausrichtung einer Datenbrille 17 anhand eines Markers 20k erfasst, welcher auf der Datenbrille 17 angebracht ist. Vorzugsweise sind mehrere Marker 20k an verschiedenen Stellen der Datenbrille 17 vorhanden.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform des Systems 1 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Position des Golflochs 12 und der Anzeigeeinrichtung, welche in diesem Fall ein Projektor 8 ist, vorgegeben beziehungsweise bekannt sind und aus einer Datenbank über eine Datenschnittstelle 10 in das System eingelesen werden können 202. Alternativ können diese Positionen auch von einem 3D-Scanner 11 bestimmt werden, welcher vorzugsweise in dem Tabletcomputer 17 integriert ist.
Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass, auf der Grundlage des Erfassens eines Umgebungsparameters 203, dem Berechnen einer idealen Trajektorie 204 und gegebenenfalls eines ersten virtuellen zeitlichen Verlaufs einer Position des Golfschlägers 2 und/oder des Golfballs 3 auf der idealen Trajektorie 14, 15 ein erstes virtuelles Trajektorienmodell des Golfschlägers 2 und/oder des Golfballs 3 erstellt wird 206 und dieses als erste Linie direkt auf das Putting-Grün 9 projiziert wird 207.
Die ideale Trajektorie 15 beziehungsweise eine theoretische Trajektorie 16 kann ein Benutzer 7 daher direkt auf dem Putting-Grün 9 wahrnehmen.
Das Erfassen einer Position und/oder Ausrichtung einer Datenbrille bzw. eines Tabletcomputers 17 entfallen bei dieser Ausführungsform.
Die Abschlagposition 5 wird vorzugsweise, wenn diese nicht fest vorgegeben ist, über eine Benutzerschnittstelle 4, insbesondere einen berührungsempfindlichen Bildschirm eines Tabletcomputers, erfasst 201, wobei auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm 4 das Putting-Grün 9 angezeigt wird und die Abschlagposition 5 ebenfalls in Abhängigkeit von den Eingaben des Benutzers 7 auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm 4 von dem Projektor 8 auf das Putting-Grün 9 projiziert werden.
Die Recheneinrichtung 13 ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise Teil der Benutzerschnittstelle 4 oder des Projektors 8.
Die einzelnen Elemente des Systems 1 kommunizieren vorzugsweise über Funkschnittstellen (nicht dargestellt).
5 stellt sowohl ein Sichtfeld 19 einer Anzeigeeinrichtung 17 dar, welche als Head-Mounted-Display, insbesondere als eine Datenbrille, ausgeführt ist, als auch ein Sichtfeld eines Golfspielers 7.
Die gezeigte Spielsituation entspricht dabei jener aus 1, wobei der Golfspieler 7 in Richtung der beiden Marker 20i, 20b am Rand des Putting-Grüns 9 blickt und auch den Marker 20a in dem Golfloch 12, hier in Form einer Flagge, sieht.
Der Golfspieler 7 hat den Golfball 3 bereits geschlagen und sieht nunmehr im Sichtfeld 19 durch die Datenbrille 17 die ideale Trajektorie des Balls 15, die theoretische Trajektorie 16 des Golfballs 3 und die tatsächliche Position des Golfballs 3, welcher sich von ihm weg bewegt.
Auf diese Weise kann der Golfspieler 7 die Abweichungen seines geschlagenen Golfballs 3 von der idealen Trajektorie 15 feststellen und dieses simultane extrinsische Feedback seinem intrinsischen Feedback beziehungsweise seiner Wahrnehmung des ausgeführten Schlags zuordnen.
Als Zusatzinformation kann der Golfspieler 7 sich den idealen zeitlichen Verlauf eines Golfballs als Kennzeichnung 29 der Position eines virtuellen Golfballs auf der idealen Trajektorie 15 anzeigen lassen. Dieser virtuelle Golfball 29 bewegt sich auf der Linie der idealen Trajektorie 15. Die Bewegung des realen Ball 3 und des virtuellen Balls 29 ist durch den Zeitpunkt des Abschlags, d. h. des Auftreffens des Golfschlägers 2 auf den realen Golfball 2 synchronisiert. Der Zeitpunkt des Abschlags kann beispielsweise durch ein optisches Verfahren, einen Beschleunigungssensor (Abbremsen beim Aufprall) am Golfschläger 2 oder auch rechnerisch aus der Abschlagsposition 5 und der Ausholbewegung mit dem Golfschläger 2 bestimmt werden.
Durch die gewonnene Zusatzinformation kann der Spieler 7 ein weiteres simultanes, extrinsisches Feedback über die Stärke, mit welcher er den Golfball 3 gespielt hat, erfahren. Da die Trajektorie des Golfballs 3 eng mit dessen Geschwindigkeit verknüpft ist, ermöglich erst dieses weitere, externe visuelle Feedback eine vollständige Rückkopplung zwischen der Information eines idealen Schlags und der eigenen Wahrnehmung des Spielers 7 bzw. dessen intrinsischem Feedback.
6 zeigt eine weitere Darstellung eines Sichtfelds 19 eines Golfspielers 7, welcher insbesondere ein Head-Mounted-Display 17 trägt, aus einer anderen Perspektive verglichen mit 5. Der Golfspieler 7 schaut vor der Ausführung eines Schlags auf seinen Golfschläger 2 und den in der Abschlagposition 5 liegenden Golfball 3. Hierbei werden sowohl die ideale Trajektorie 14 des Golfschlägers 2 wie auch die ideale Trajektorie 15 oder theoretische Trajektorie 16 des Golfballs 3 angezeigt. Im unteren Bereich des Sichtfelds 19 sind die Fußspitzen des Golfspielers 7 zu erkennen.
7 zeigt ein Sichtfeld 19, insbesondere durch ein Head-Mounted-Display 17, aus einer weiteren Perspektive. Der Golfspieler 7 hat seine Stehposition noch nicht erreicht. Hierbei wird dem Spieler 7 in dem sichtbaren Abschnitt der Umgebung zusätzlich eine definierte Stehposition 31, im vorliegenden Fall eine Linie sowie gegebenenfalls eine weitere Linie senkrecht zu dieser Linie, wie dargestellt, angezeigt. Alternativ kann die definierte Stehposition 31 auch durch Anzeigen von virtuellen Füßen dargestellt werden.
8 zeigt wiederum das Sichtfeld 19 eines Golfspielers 7 aus der Perspektive der 6, wobei des Weiteren die Linie zum Angeben der definierten Stehposition 31 angezeigt wird. An diese hat der Golfspieler 7 seine Füße gesetzt und zielt mit seinem Golfschläger 2 vor dem Schlag auf den Golfball 3. Das Head-Mounted-Display 17 oder der Projektor 8 blendet dem Golfspieler 7 nunmehr zusätzlich einen Pfeil 25 ein, der angibt, in welche Richtung der Golfball 3 mit dieser Stellung des Golfschlägers 2 losrollen/losfliegen würde, wenn der Golfspieler 7 den Schlag ausführt. Hierbei kann der Golfspieler 7 erkennen, dass eine Abweichung zu der idealen Trajektorie 15 bzw. theoretischen Trajektorie 16, welche am Anfang der Trajektorie des Golfballs 3 aufeinander liegen, vorhanden ist. Entsprechend kann der Golfspieler 7 die Haltung seines Golfschlägers 2 verändern.
9 zeigt wiederum ein Sichtfeld 19 eines Golfspielers 7 aus der Perspektive der 6 und 8. Der Golfspieler 7 hat nunmehr ausgeholt und den Schlag ausgeführt. Daher wird zusätzlich zu der idealen Trajektorie 14 des Golfschlägers 2 auch die ausgeführte, reale Trajektorie des Golfschlägers 27 beim Ausholen wie beim Durchschwingen des Schlags als Verlauf angezeigt. Die ideale Trajektorie des Schlägers 14 wird im hinteren Bereich des Sichtfelds 19 weitergeführt und die Kennzeichnung 30 zeigt die ideale Position des Golfschlägers 2 zum in der 9 gezeigten Zeitpunkt an. Der Golfball 3 hat den Bereich des Sichtfelds 19 bereits verlassen und ist daher nicht mehr sichtbar.
Auch hier kann der Golfspieler 7 als Zusatzinformation den idealen zeitlichen Verlauf eines Golfschlägers als Kennzeichnung 30 der Position eines virtuellen Golfschlägers auf der idealen Trajektorie 14 anzeigen lassen. Dieser virtuelle Golfball 29 bewegt sich auf der Linie der idealen Trajektorie 15. Die Bewegung des virtuellen Golfschlägers 30 ist hierbei mit der Bewegung des realen Golfschlägers 2 in Bezug auf den Bewegungsbeginn der Ausholbewegung des Spielers 7 oder in Bezug auf den Umkehrpunkt der Ausholbewegung (Geschwindigkeit des Kopfes des Golfschlägers 2 = 0) synchronisiert.
Die Kommunikation zwischen einzelnen Einheiten des Systems 1 kann kabellos, beispielsweise durch Funk oder optische Signale, erfolgen. Die gewonnene Information über die tatsächlichen Trajektorien 27 des Golfschlägers 2 und die tatsächlichen Trajektorien 26 des Golfballs 3 können mit statistischen Verfahren ausgewertet werden, beispielsweise wenn ein Spielzug, insbesondere ein Putt, auf ein einziges Golfloch 12 mehrfach von derselben Abschlagposition 5 ausgeführt wurde oder einer ähnlichen Abschlagposition 5 auf einem ähnlichen Golfplatz ausgeführt wurde.
Liegen Daten eines professionellen Golfspielers vor, so können die eigenen ausgeführten Schläge und die dazugehörigen Trajektorien des Golfschlägers 2 und des Golfballs 3 auch mit beispielhaften Trajektorien der professionellen Golfspieler verglichen werden.
10 zeigt eine Ausführungsform eines Ablaufs des Verfahrens 100 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wie es im Vorhergehenden in Bezug auf die 1 und 2 und 5 bis 9 beschrieben wurde. Die Abfolge der Arbeitsschritte kann hierbei beliebig verändert werden. Insbesondere können alle Arbeitsschritte auch parallel ausgeführt werden. Wie durch die Pfeile ausgehend von den Arbeitsschritten des Wiedergebens 109, 113 angedeutet, wird das Verfahren vorzugsweise beliebig oft wiederholt, um eine ständig aktualisierte visuelle erweiterte Realität zu schaffen, insbesondere während der Bewegung des Sportgeräts 2, 3.
11 zeigt eine Ausführungsform eines Ablaufs des Verfahrens 200 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wie es im Vorhergehenden in Bezug auf die 4 bis 9 beschrieben wurde. Die Abfolge der Arbeitsschritte kann hierbei beliebig verändert werden. Insbesondere können alle Arbeitsschritte auch parallel ausgeführt werden. Wie durch die Pfeile ausgehend von den Arbeitsschritten des Wiedergebens 206, 210 angedeutet, wird auch dieses Verfahren 200 vorzugsweise beliebig oft wiederholt, um eine ständig aktualisierte visuelle erweiterte Realität zu schaffen, insbesondere während der Bewegung des Sportgeräts 2, 3.
Bezugszeichenliste

1: System
2: Schläger
3: Ball
4: Benutzerschnittstelle
5: Startposition
6: Bezugssystem
7: Benutzer
8: Projektor
9: Umgebung, insbesondere Spielfeld
10: Datenschnittstelle
11: Scanvorrichtung/Messeinrichtung
12: Zielposition
13: Recheneinheit
14: ideale Trajektorie des Schlägers
15: ideale Trajektorie des Balls
16: theoretisch Trajektorie
17: Anzeigeeinrichtung
18: Trackingmodul
19: Sichtfeld
20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i, 20k: Marker
21: Peileinheit
22: Funkortungseinrichtung
23: Beschleunigungssensor
24: Gyrosensor
25: Pfeil
26: tatsächliche Trajektorie eines Balls
27: tatsächliche Trajektorie eines Schlägers
28: Kamera
29: Kennzeichnung der Position eines Balls
30: Kennzeichnung der Position eines Schlägers
31: Stehposition
32: Trainer

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 2010/0081520 A1 [0007]
US 8757625 B2 [0008]
EP 1727602 B1 [0009]
GB 2408805 B [0010]
US 6625299 B1 [0011]

Claims

Verfahren (100) zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts (2; 3) einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers (2), vorzugsweise Golfschlägers, oder eines Balls (3), vorzugsweise Golfballs, folgende Arbeitsschritte aufweisend: Messen (101) einer Position und/oder einer Ausrichtung, insbesondere kontinuierlich, einer Anzeigeeinrichtung (17), insbesondere eines Head-Mounted-Displays, in einem Bezugssystem (6); Berechnen (102) eines Sichtfelds (19) der Anzeigeeinrichtung (17) in dem Bezugssystem (6) auf der Grundlage ihrer gemessenen Position und/oder Ausrichtung; Erfassen (103) einer Startposition (5) eines Balls (3) der Ballsportart, insbesondere einer Abschlagsposition, in dem Bezugssystem (6); Erfassen (104) einer definierten Zielposition für den Ball (3), insbesondere eines Golflochs, in dem Bezugssystem (6); Erfassen (105) von wenigstens einem Umgebungsparameter, insbesondere einem Topographieparameter in dem Bezugssystem (6), welcher eine Umgebung (9), insbesondere ein Spielfeld, in einem Bereich zwischen dem Startposition (5) und der Zielposition (6) wenigstens teilweise charakterisiert; Berechnen (106) einer idealen Trajektorie (14; 15) des Sportgeräts (2; 3), in Abhängigkeit der Startposition (5) des Balls (3), der Zielposition (6) des Balls (3) und des wenigstens einen Umgebungsparameters unter Ausnutzung des Bezugssystems (6); Erstellen (108) eines ersten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts (2; 3) für das Sichtfeld (19) auf der Grundlage der idealen Traktorie (14; 15) des Sportgeräts (2; 3); und Wiedergeben (109) des ersten virtuellen Trajektorienmodells in der Anzeigeeinrichtung (17) in der Weise, dass das erste virtuelle Trajektorienmodell als eine erste Linie in der Anzeigeeinrichtung (17) in Überlagerung mit wenigstens einem, insbesondere real, sichtbaren Abschnitt der Umgebung (9) angezeigt wird, insbesondere wenn das Sichtfeld (19) auf den wenigstens einen real sichtbaren Abschnitt der Umgebung (9) gerichtet ist.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, des Weiteren die folgenden Arbeitsschritte aufweisend: Messen (110) einer Position und/oder einer Ausrichtung des Sportgeräts (2; 3) in dem Bezugssystem (6) wenigstens während eines Zeitraums einer Bewegung des Sportgeräts (2; 3); Erstellen (111) eines zweiten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts (2; 3) für das Sichtfeld (19) auf der Grundlage einer tatsächlichen Trajektorie (26; 27) des Sportgeräts (2; 3); und Wiedergeben (113) des zweiten virtuellen Trajektorienmodells in der Anzeigeeinrichtung (17) in der Weise, dass das zweite virtuelle Trajektorienmodell als zweite Linie in der Anzeigeeinrichtung (17) in Überlagerung mit dem wenigstens einen sichtbaren Abschnitt der Umgebung und der ersten Linie angezeigt wird, insbesondere wenn das Sichtfeld (19) auf den wenigstens einen sichtbaren Teil des Abschnitts der Umgebung (9) gerichtet ist.
Verfahren (200) zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts (2; 3) einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers (2), vorzugsweise Golfschlägers, oder eines Balls (3), vorzugsweise Golfballs, folgende Arbeitsschritte aufweisend: Erfassen (201) einer Startposition (5) eines Balls (2) der Ballsportart, insbesondere einer Abschlagsposition, in einem Bezugssystem (6); Erfassen (202) einer definierten Zielposition (12) für den Ball (3), insbesondere eines Golflochs, und einer Position eines Projektors (8) in dem Bezugssystem (6); Erfassen (203) von wenigstens einem Umgebungsparameter in dem Bezugssystem (6), insbesondere einem Topographieparameter, welcher eine Umgebung (2; 3), insbesondere ein Spielfeld (9), in einem Bereich zwischen der Startposition (5) und der Zielposition (12) wenigstens teilweise charakterisiert; Berechnen (204) einer idealen Trajektorie (14; 15) des Sportgeräts (2; 3) in Abhängigkeit der Startposition (5) des Balls (3), der Zielposition (12) des Balls (3) und des wenigstens einen Umgebungsparameters unter Ausnutzung des Bezugssystems (6); Erstellen (206) eines ersten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts (2; 3) in wenigstens einem Abschnitt der Umgebung (9) auf der Grundlage der idealen Traktorie (14; 15) des Sportgeräts (3); und Wiedergeben (207) des ersten virtuellen Trajektorienmodells in der Weise, dass dieses durch den Projektor (8) als eine erste Linie (16) in die Umgebung (9) projiziert wird.
Verfahren (200) nach Anspruch 3, des Weiteren die folgenden Arbeitsschritte aufweisend: Erfassen (208) einer Position und/oder einer Ausrichtung des Sportgeräts (2; 3) in dem Bezugssystem (6) wenigstens während eines Zeitraums einer Bewegung des Sportgeräts (2; 3); Erstellen (209) eines zweiten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts (2; 3) in dem wenigstens einen Abschnitt der Umgebung auf der Grundlage einer tatsächlichen Trajektorie (26; 27) des Sportgeräts (2; 3); und Wiedergeben (210) des zweiten virtuellen Trajektorienmodells als zweite Linie (27; 28) in der Umgebung (9).
Verfahren (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Berechnung der idealen Trajektorie (14) eines Schlägers (2) die ideale Trajektorie (15) des Balls (3) herangezogen wird.
Verfahren (100; 200) nach Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste virtuelle Trajektorienmodell die ideale Trajektorie (15) des Balls (3) und/oder eine theoretische Traktorie (16) in einer ebenen Topographie mit der Startrichtung der idealen Traktorie (15) darstellt.
Verfahren (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt aufweisend: Berechnen (107; 205) eines ersten virtuellen zeitlichen Verlaufs einer Position des Sportgeräts (2; 3) auf der idealen Trajektorie (14; 15) in Abhängigkeit der Startposition (5), der Zielposition (12) und des wenigstens einen Umgebungsparameters unter Ausnutzung des Bezugssystems (6), wobei der erste virtuelle zeitliche Verlauf der Position des Sportgeräts (2; 3) beim Wiedergeben (109; 207) des ersten virtuellen Trajektorienmodells angezeigt wird.
Verfahren (100; 200) nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 7, des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt aufweisend: Berechnen (112; 209) eines zweiten virtuellen zeitlichen Verlaufs einer Position des Sportgeräts in dem zweiten virtuellen Trajektorienmodell auf der Grundlage der tatsächlichen Trajektorie (26; 27) des Sportgeräts (2; 3), wobei der zweite virtuelle zeitliche Verlauf der Position des Sportgeräts beim Wiedergeben (113; 208) des zweiten virtuellen Trajektorienmodells angezeigt wird.
Verfahren (100; 200) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der erste virtuelle zeitliche Verlauf in Bezug auf einen Schlagzeitpunkt des Balls (3) mit dem tatsächlichen zeitlichen Verlauf und/oder dem zweiten virtuellen zeitlichen Verlauf synchronisiert ist.
Verfahren (100; 200) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Anzeigen des ersten virtuellen zeitlichen Verlaufs und/oder des eines zweiten virtuellen zeitlichen Verlaufs in Echtzeit erfolgt.
Verfahren (100; 200) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Anzeigen des ersten virtuellen zeitlichen Verlaufs und/oder eines zweiten virtuellen zeitlichen Verlaufs durch ein Aufbauen der ersten Linie (16; 26) beziehungsweise der zweiten Linie (27; 28) und/oder durch eine Kennzeichnung (29; 30), insbesondere eine schematische Abbildung des Sportgeräts (2; 3), erfolgt.
Verfahren (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Wiedergeben (109, 113; 207, 210) zusätzlich eine definierte Stehposition (31) für einen Spieler, insbesondere mittels einer dritten Linie, angezeigt wird.
Verfahren (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (100; 200) jeweils für den Schläger (2) als erstes Sportgerät und den Ball (3) als zweites Sportgerät, insbesondere parallel, ausgeführt wird.
Verfahren (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem ersten virtuellen Trajektorienmodell und/oder dem zweiten virtuellen Trajektorienmodell für einen Schläger (2) zusätzlich wenigstens eine Ausrichtung des Schlägers (2) berücksichtigt wird.
Verfahren (100; 200) nach Anspruch 14, wobei beim Wiedergeben (109, 113; 207, 210), insbesondere vor dem Schlagzeitpunkt, eine Abweichung der Position und/oder Ausrichtung des Schlägers (2) von der idealen Trajektorie, insbesondere mittels eines Pfeils (25), dargestellt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorzugsweise die folgenden Arbeitsschritte auf: Filmen des Sichtfelds (102a), wobei das gefilmte Sichtfeld als sichtbarer Abschnitt der Umgebung (9) wiedergegeben wird.
Computerprogramm, welches Anweisungen aufweist, die, wenn diese von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, ein Verfahren (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Computer-lesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 17 gespeichert ist.
System (1) zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts (2; 3) einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers (2), vorzugsweise Golfschlägers, oder eines Balls (3), vorzugsweise Golfballs, aufweisend: eine Anzeigeeinrichtung (17), insbesondere ein Head-Mounted-Display, eingerichtet zum Erzeugen einer erweiterten Realität; ein Trackingmodul (18), eingerichtet zum Messen einer Startposition (5) eines Balls (3) der Ballsportart und einer definierten Zielposition (12) für den Ball (3), insbesondere eines Golflochs, in einem Bezugssystem (6) und zum Erfassen einer Position und/oder einer Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung (17) in dem Bezugssystem (6); eine Datenschnittstelle (10) oder eine Scanvorrichtung (11), eingerichtet zum Erfassen von wenigstens einem Umgebungsparameter in dem Bezugssystem (6), insbesondere einem Topographieparameter, welcher eine Umgebung (9), insbesondere ein Spielfeld, in einem Bereich zwischen der Startposition (5) und der Zielposition (12) wenigstens teilweise charakterisiert; und eine Recheneinheit (13), eingerichtet zum Berechnen einer idealen Trajektorie (14; 15) des Sportgeräts (2; 3) in Abhängigkeit der Startposition (2) des Balls (3), der Zielposition (12) des Balls (3) und des wenigstens einen Umgebungsparameters unter Ausnutzung des Bezugssystems (6), zum Berechnen eines Sichtfelds (19) der Anzeigeeinrichtung (17) in dem Bezugssystem (6) auf der Grundlage der gemessenen Position und/oder Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung (17) und zum Erstellen eines ersten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts (1; 3) für das Sichtfeld (19) auf der Grundlage der idealen Traktorie (14; 15) des Sportgeräts (2; 3) und, wobei die Anzeigeeinrichtung (17) in der Weise eingerichtet ist, um das erste virtuelle Trajektorienmodell als eine erste Linie in Überlagerung mit wenigstens einem, insbesondere real, sichtbaren Abschnitt der Umgebung (9) anzuzeigen, insbesondere wenn das Sichtfeld (19) auf den wenigstens einen Abschnitt der Umgebung (9) gerichtet ist.
System (1) nach Anspruch 19, wobei das Trackingmodul (18) Inside-Out-Tracking ausgehend von der Anzeigeeinrichtung (17) einsetzt und das System (1) vorzugsweise des Weiteren wenigstens einen Marker (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i) aufweist, welcher eingerichtet ist, um als Referenzpunkt für das Inside-Out-Tracking in der Umgebung (9) aufgestellt zu werden.
System (1) nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Anzeigeeinrichtung (17) eine Kamera (28) aufweist und das Trackingmodul (18) wenigstens optisches Tracking einsetzt.
System (1) zur Bewegungsanalyse eines Sportgeräts (2, 3) einer Ballsportart, insbesondere eines Schlägers (2), vorzugsweise Golfschlägers, oder eines Balls (3), vorzugsweise Golfballs, aufweisend: eine Benutzerschnittstelle (4), eingerichtet zum Erfassen einer Startposition (5) eines Balls (3) der Ballsportart in einem Bezugssystem (6), insbesondere durch eine Eingabe eines Benutzers (7); ein Projektor (8), eingerichtet zum Erzeugen von Projektionen wenigstens auf einem Spielfeld (9); eine Datenschnittstelle (10) oder eine Scanvorrichtung (11), eingerichtet zum Erfassen der Position des Projektors (8), einer definierten Zielposition (12) für den Ball, insbesondere eines Golflochs, und von wenigstens einem Umgebungsparameter in dem Bezugssystem (6), insbesondere einem Topographieparameter, welcher das Spielfeld (9) in einem Bereich zwischen der Startposition (5) und der Zielposition (12) wenigstens teilweise charakterisiert; und eine Recheneinheit (13), eingerichtet zum Berechnen einer idealen Trajektorie (14; 15) des Sportgeräts (2; 3) in Abhängigkeit der Startposition (5) des Balls (3), der Zielposition (12) des Balls (3) und des wenigstens einen Umgebungsparameters unter Ausnutzung des Bezugssystems (6) und zum Erstellen eines ersten virtuellen Trajektorienmodells des Sportgeräts (2; 3) in wenigstens einem Abschnitt der Umgebung auf der Grundlage der idealen Traktorie (14) des Balls (3), wobei der Projektor (8) eingerichtet ist, die Startposition (5) des Balls (3) und das erste virtuelle Trajektorienmodell als eine erste Linie (16) auf das Spielfeld (9) zu projizieren.
System (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei das Trackingmodul (18) des Weiteren eingerichtet ist, um eine reale Position des Sportgerätes (2; 3) zu bestimmen und/oder wobei das System (1) des Weiteren eine Funkortungseinrichtung (23) aufweist, um eine tatsächliche Position und/oder eine tatsächliche Trajektorie (26; 27) des Sportgeräts (2; 3) zu bestimmen, und wobei der Projektor (8) oder die Anzeigeeinrichtung (17) vorzugsweise des Weiteren eingerichtet ist, die tatsächliche Position und/oder die tatsächliche Trajektorie (26; 27) des Sportgeräts (2; 3) anzuzeigen.
System (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei die Anzeigeeinrichtung (17) des Weiteren wenigstens einen Beschleunigungssensor (23) und ein Gyrosensor (24) aufweist, um Bewegungen in sechs Freiheitsgraden zu Messen und wobei die Recheneinrichtung (13) des Weiteren eingerichtet ist, eine aktuelle Position und/oder Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung (17) ausgehend von einer mit dem Trackingmodul (18) bestimmten Position und/oder Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung (17) durch Koppeln zu ermitteln.