DE102017116558B4

DE102017116558B4 - Verfahren zur Führung von Bewegungsabläufen sowie Trainingsvorrichtung zur Führung von Bewegungsabläufen

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Publication number: DE102017116558B4
Application number: DE102017116558.4A
Authority: DE
Inventors: Giorgi Khubua; Georgi Anastasov; Dimitar Magurev; Vladimir Kondić
Original assignee: Milon Industries GmbH
Current assignee: Milon Industries GmbH
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2037-07-22
Also published as: WO2019016406A1; DE102017116558A1

Abstract

Verfahren zur Führung von Bewegungsabläufen eines Benutzers (B) in einer Übung mittels einer Trainingsvorrichtung (10), die einen Spiegel (14) mit einer Reflektionsfläche (21), wenigstens eine Anzeigevorrichtung (29), wenigstens einen Sensor (16), der auf den Benutzer (B) gerichtet ist, und eine Steuereinheit (20) umfasst, die Messdaten von dem wenigstens einen Sensor (16) erhält und die die wenigstens eine Anzeigevorrichtung (29) steuert, mit den folgenden Schritten:a) Erfassen des Benutzers (B) durch den wenigstens einen Sensor (16),b) Bestimmen der Position der Augen (A) des Benutzers (B) in Bezug zur Reflektionsfläche (21) des Spiegels (14),c) Bestimmen der Position in Bezug zur Reflektionsfläche des Spiegels wenigstens eines repräsentativen Körperteils (39) des Benutzers (B), das die Lage des Körpers (B) des Benutzers (B) repräsentiert, undd) Erzeugen wenigstens eines Zielbereiches (42), der wenigstens einem in der Übung verwendeten Körperteil (38) zugeordnet ist, auf der Reflektionsfläche (21) des Spiegels (14) in Abhängigkeit von der Position der Augen (A) des Benutzers (B) und der Position des repräsentativen Körperteils (39) derart, dass der Zielbereich (42) an der Stelle (44) auf der Reflektionsfläche (21) durch die Anzeigevorrichtung (29) dargestellt wird, an der sich das von den Augen (A) des Benutzers (B) empfangene Spiegelbild (40) des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) befindet, sich gemäß des Fortschritts der durchgeführten Übung befinden soll und/oder hinbewegt werden soll, wobei wenigstens ein Teil des wenigstens einen Zielbereiches (42) zumindest ein Teil einer Silhouette (56) eines Körpers ist, wobei die Silhouette (56) von der Anzeigevorrichtung (29) derart auf der Reflektionsfläche (21) dargestellt wird, dass die Silhouette (56) von den Augen (A) des Benutzers (B) derart empfangen wird, als ob die Silhouette (56) die gleiche Größe, Proportionen und/oder Position wie das von den Augen (A) des Benutzers (B) empfangene Spiegelbild (40) des Benutzers (B) hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Führung von Bewegungsabläufen eines Benutzers in einer Übung sowie eine Trainingsvorrichtung zur Führung von Bewegungsabläufen eines Benutzers.
Im Sport, insbesondere im Fitness-Bereich, beim Tanz oder auch zur Therapie von Verletzungen oder Bewegungsstörungen, wie nach einem Schlaganfall, wird die korrekte Ausführung von Bewegungsabläufen angestrebt. Falsche Bewegungsabläufe führen zu einer schlechteren Leistung und schlimmstenfalls sogar zu Verletzungen.
Zum Beispiel ist beim Training mit freien Gewichten, also ohne solche Geräte, die den Bewegungsablauf führen, ein Verletzungsrisiko dann gegeben, wenn Übungen inkorrekt ausgeführt werden. Deshalb betreut üblicherweise ein erfahrener Trainer einen Trainierenden, um die Bewegungsabläufe des Trainierenden korrigieren zu können. Dadurch werden Verletzungen und das Einstudieren falscher Bewegungsabläufe verhindert.
Die Dienste eines erfahrenen Trainers oder Therapeuten in Anspruch zu nehmen, ist jedoch einerseits kostspielig und bedarf andererseits auch terminlicher Abstimmungen mit dem Trainer.
Zur Abhilfe sind Trainingsvorrichtungen bekannt, die einen Bildschirm und eine Kamera aufweisen, bei denen der Trainierende von der Kamera erfasst wird und auf dem Bildschirm das von der Kamera aufgenommene Bild in Lebensgröße dargestellt wird. Dadurch kann sich der Benutzer beim Ausführen der Bewegungen in dem Bildschirm sehen. Zusätzlich kann von einer Steuereinheit eine Analyse der Bewegungen des Trainierenden vorgenommen werden, sodass dem Benutzer auf dem Bildschirm gleichzeitig Korrekturhinweise,
Beispielvideos oder Zielbereiche angezeigt werden können, die in Relation zu der Wiedergabe seines Körpers auf dem Bildschirm stehen.
Problematischerweise vermitteln solche Systeme jedoch kein realitätsnahes und verzögerungsfreies Abbild des Trainierenden, sodass die Möglichkeiten des Trainierenden zur Selbstkorrektur beeinträchtigt werden.
Aus US 2015/0099252 A1 ist ein Verfahren und System zur Führung von Bewegungsabläufen bekannt, bei denen eine skelettartige Darstellung eines virtuellen Trainers in ein Spiegelbild eines Trainierenden projiziert wird und Abweichungen des Ist-Bewegungsablaufs des Trainierenden vom Soll-Bewegungsablauf des Trainers mittels roter Kreise angezeigt werden, die den Gelenken des Trainers oder des Trainierenden überlagert werden. Der Kreisradius ist proportional zur Größe der Abweichung. Zur Darstellung von Abweichungen senkrecht zur Spiegelfläche werden skelettartige Darstellungen des Trainers und des Trainierenden überlagert. Bewegungshinweise können in Form von 3D-Trajektorien für Bewegungsrichtungen gegeben und in Form der Anzeigedauer dieser 3D-Trajektorien kann darauf hingewiesen werden, ob die Bewegungen langsam oder schnell ausgeführt werden sollen.
Aus ANDERSON, Fraser et al.: YouMove: enhancing movement training with an augmented reality mirror. In: Proceedings of the 26th annual ACM symposium on User interface software and technology (UIST ,13). New York, USA: ACM, 2013, S. 311-32, sind ebenfalls skelettartige Darstellungen, Kreise als Anzeigemittel sowie Soll-Trajektorien bekannt.
In US 2006/0094523 A1 ist es offenbart, eine Silhouette auf einen Spiegel zu projizieren, wobei diese Silhouette ein vorgefertigtes Bild und auf den Spiegel unabhängig von der Position des Trainierenden projiziert wird, denn unabhängig davon, ob der Spiegel mit einer elektronisch ansteuerbaren Schicht versehen ist oder über den Spiegel eine transparente Folie gehängt wird, sind die Vergleichshinweise bzw. -möglichkeiten dieselben.
In TANG, Richard et al.: Physio@Home: Exploring Visual Guidance and Feedback Techniques for Physiotherapy Exercises. In: Proceedings of the 33rd Annual ACM Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ,15). New York, USA: ACM, 2015, S.4123-4132, ist das Anzeigen von Korrekturhinweisen mittels Pfeilen beschrieben.
Aus WALTEMATE, Thomas et al. The Impact of latency on perceptual judgments and motor performance in closed-loop interaction in virtual reality. In: Proceedings of the 22nd ACM Conference on Virtual Reality Software and Technology (VRST 16). New York, USA: ACM, 2016, S. 27-35, und Smart Physical Training in Virtual Reality. In: Universität Bielefeld, uni.news, 17.02.2016 [online], ist die Darstellung von Avataren bekannt.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Führen von Bewegungsabläufen eines Benutzers sowie eine Trainingsvorrichtung zur Führung von Bewegungsabläufen bereitstellen, mit denen sich der Benutzer ohne Einschränkungen selbst kontrollieren kann und die zugleich den Benutzer ohne die Anwesenheit eines Trainers durch den korrekten Bewegungsablauf der Übungen führen und/oder ihn auf inkorrekte Bewegungsabläufe aufmerksam machen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, umfassend ein Verfahren zur Führung von Bewegungsabläufen eines Benutzers in einer Übung mittels einer Trainingsvorrichtung, die einen Spiegel mit einer Reflektionsfläche, wenigstens eine Anzeigevorrichtung, wenigstens einen Sensor, der auf den Benutzer gerichtet ist, und eine Steuereinheit umfasst, die Messdaten von dem wenigstens einen Sensor erhält und die die wenigstens eine Anzeigevorrichtung steuert, mit den folgenden Schritten:

a) Erfassen des Benutzers durch den wenigstens einen Sensor,
b) Bestimmen der Position der Augen des Benutzers in Bezug zur Reflektionsfläche des Spiegels,
c) Bestimmen der Position wenigstens eines repräsentativen Körperteils des Benutzers, das die Lage des Körpers des Benutzers repräsentiert, in Bezug zur Reflektionsfläche des Spiegels, und
d) Erzeugen wenigstens eines Zielbereiches, der wenigstens einem in der Übung verwendeten Körperteil zugeordnet ist, auf der Reflektionsfläche des Spiegels in Abhängigkeit von der Position der Augen des Benutzers und der Position des repräsentativen Körperteils derart, dass der Zielbereich an der Stelle auf der Reflektionsfläche durch die Anzeigevorrichtung dargestellt wird, an der sich das von den Augen des Benutzers empfangene Spiegelbild des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils befindet, sich gemäß des Fortschritts der durchgeführten Übung befinden soll und/oder hinbewegt werden soll.

Der Zielbereich kann durch visuelle Darstellungen der Anzeigevorrichtungen erzeugt werden, die vom Benutzer wahrnehmbar sind. Die Positionen werden in Bezug zur Reflektionsfläche zum Beispiel durch ein geeignetes gemeinsames Koordinatensystem angegeben, indem sowohl der senkrechte Abstand zur Reflektionsfläche, die Höhe über dem Boden und der seitliche Versatz parallel zur Reflektionsfläche bestimmt werden können.
Die Bestimmung der Position der Augen muss nicht durch direkte Messung der Augen erfolgen. Vielmehr kann die Position anderer Körperteile gemessen werden, aus der dann auf die Position der Augen geschlossen oder die Position abgeschätzt werden kann. Beispielsweise genügt es, die Position des Kopfes zu ermitteln, um eine genügend genaue Bestimmung der Position der Augen durchführen zu können.
Die Position des Spiegelbildes auf der Reflektionsfläche könnte auch direkt anhand der Position dieses anderen Körperteils erfolgen. In diesem Falle findet jedoch eine implizite Positionsbestimmung der Augen statt, da ihre Position maßgeblich für die Lage des Spiegelbildes ist. Die verwendete Formulierung „Bestimmung der Position der Augen“ und andere verwendeten Formulierungen umfassen daher im Rahmen dieser Erfindung auch diese implizite Positionsbestimmung der Augen.
Das gleiche gilt auch für das repräsentative Körperteil.
Denkbar ist auch, dass die Augen das repräsentative Körperteil sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist, einen Benutzer auch durch Darstellungen auf seinem Spiegelbild durch Bewegungsabläufe einer Übung zu führen. Dadurch können die Vorteile eines Spiegels verwendet werden, wie die realitätsgetreue und verzögerungsfreie Wiedergabe des Benutzers.
Dadurch, dass die Position der Augen des Benutzers und die Position eines repräsentativen Körperteils des Benutzers ermittelt werden, ist es für die Steuereinheit möglich, die Lage des Spiegelbildes auf der Reflektionsfläche des Spiegels zu bestimmen, an der der Benutzer sein Spiegelbild wirklich wahrnimmt.
Die ermittelte Lage des wahrgenommenen Spiegelbildes auf der Reflektionsfläche des Spiegels wird anschließend dazu verwendet, Zielbereiche über die Anzeigevorrichtung so ausgeben, dass diese vom Benutzer auf oder neben seinem eigenen Spiegelbild wahrgenommen werden. Mittels dieser Zielbereiche ist es dann möglich, dass der Benutzer durch einen Bewegungsablauf geführt wird.
Vorzugsweise wird die Position der Augen des Benutzers kontinuierlich oder einmalig vor oder zu Beginn der Übung ermittelt und die Stelle, an der sich der Zielbereich befindet, kontinuierlich oder einmalig vor oder zu Beginn der Übung an die Position der Augen angepasst. Kontinuierlich bedeutet dabei permanent oder mit einer Wiederholrate von 60 Hz oder mehr. Dadurch wird sichergestellt, dass die Zielbereiche stets so angezeigt werden, dass sie von den Augen des Benutzers in der vorgesehenen Lage zum Spiegelbild des Benutzers empfangen werden.
Beispielsweise wird zumindest ein Teil des wenigstens einen Zielbereiches durch eine geometrische Figur mittels der Anzeigevorrichtung dargestellt. Die geometrische Figur kann ein Kreis, eine Ellipse, ein Quadrat, ein Rechteck, ein Stern oder ein anderes Vieleck oder Polygon sein. Denkbar sind auch eine Linie oder mehrere Linien, die passiert werden müssen. Auf diese Weise ist eine einfache Darstellung des Zielbereichs möglich.
Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Teil des wenigstens einen Zielbereiches zumindest ein Teil einer Silhouette eines Körpers, wobei die Silhouette von der Anzeigevorrichtung derart auf der Reflektionsfläche dargestellt wird, dass die Silhouette von den Augen des Benutzers derart empfangen wird, als ob die Silhouette die gleiche oder leicht größere Größe, Proportionen und/oder Position wie das von den Augen des Benutzers empfangene Spiegelbild des Benutzers hat. Die Silhouette kann dabei einen menschlichen Körper bzw. die Umrisse davon darstellen oder das Abbild einer Person, zum Beispiel eines berühmten Sportlers sein. Denkbar ist auch, dass die Silhouette das Abbild eines Tiers, eines Fabelwesens oder einer fiktiven Gestalt ist, wie das Abbild eines Superhelden. Der Benutzer gewinnt dadurch den Eindruck, als ob sich sein Spiegelbild innerhalb der Silhouette befindet. Die Silhouette kann dabei eine Andeutung des gesamten vom Benutzer im Spiegel wahrgenommenen Körpers sein.
Die Silhouette kann mittels der Messung des Körpers des Benutzers generiert werden oder es existiert eine abgespeicherte Silhouette, die an das Spiegelbild des Benutzers angepasst wird.
Um den Benutzer auch mit der richtigen Geschwindigkeit durch die Übungen zu führen, kann die Steuereinheit Zugriff auf einen steuerungsmäßig hinterlegten Ablauf der Übung haben, der einen Soll-Bewegungsablauf des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils umfasst, wobei der Zielbereich und/oder die Silhouette den Soll-Bewegungsablauf der Übung ausführt. Die Silhouette bzw. der Zielbereich machen die Übung in der richtigen Geschwindigkeit vor. Zugriff bedeutet dabei, dass der Ablauf in einem Speicher, zum Beispiel der Steuereinheit selbst hinterlegt ist, der Ablauf von der Steuereinheit aus dem Internet abgerufen werden kann und/oder die Steuereinheit den Soll-Bewegungsablauf in Echtzeit von einer anderen Trainingsvorrichtung erhält, die von dem Benutzer dieser anderen Trainingsvorrichtung gerade ausgeführt wird.
Beispielsweise hat die Steuereinheit Zugriff auf einen steuerungsmäßig hinterlegten Ablauf der Übung, der einen Soll-Bewegungsablauf des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils umfasst, wobei wenigstens eine Soll-Trajektorie von der Anzeigevorrichtung derart erzeugt wird, dass die Soll-Trajektorie der Trajektorie des Spiegelbildes des wenigstens einen Körperteils entspricht, wenn der Benutzer den Soll-Bewegungsablauf durchführt. Auf diese Weise kann der Benutzer auch komplexe Bewegungsabläufe einfach erfassen.
In einer Ausführungsform hat die Steuereinheit Zugriff auf einen steuerungsmäßig hinterlegten Ablauf der Übung, der einen Soll-Bewegungsablauf des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils umfasst, wobei der wenigstens eine Zielbereich derart bewegt wird, dass der Benutzer den Soll-Bewegungsablauf der Übung korrekt durchführt, wenn der Benutzer das Spiegelbild des wenigstens einen Körperteils stets innerhalb des wenigstens einen Zielbereiches hält. Auf diese Weise ist eine einfache und sehr intuitive Führung des Benutzers möglich.
Um den Benutzer weiter bei der korrekten Ausführung der Übung zu unterstützen und auf Fehler hinzuweisen, kann die Steuereinheit Zugriff auf einen steuerungsmäßig hinterlegten Ablauf der Übung haben, der einen Soll-Bewegungsablauf des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils umfasst, wobei das Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte aufweist:

a) Bestimmen der Position des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils des Benutzers in Bezug zur Reflektionsfläche des Spiegels,
b) optionales Bestimmen eines Bewegungsablaufs durch die Steuereinheit, den der Benutzer mit dem wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteil durchführt,
c) Vergleichen der Position des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils und/oder des Benutzerbewegungsablaufs mit dem Soll-Bewegungsablauf,
d) Ermitteln des Unterschieds zwischen der Position des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils und/oder dem Benutzerbewegungsablauf und dem Soll-Bewegungsablauf, und
e) Ausgeben eines optischen Signals auf Basis des ermittelten Unterschieds durch die wenigstens eine Anzeigevorrichtung.

Der Unterschied kann auch Null sein, wenn der Soll-Bewegungsablauf korrekt durchgeführt wurde. Als Teil des Signals ist zum Beispiel ein Textfeld, Video und/oder eine Animation vorgesehen, die durch die Anzeigevorrichtung angezeigt wird. In dem Video oder der Animation kann der Soll-Bewegungsablauf durch eine Person oder einen Avatar dargestellt werden, wobei das wenigstens eine in der Übung verwendeten Körperteil zumindest zeitweise markiert ist.
Vorzugsweise besteht das optische Signal zumindest teilweise darin, dass sich der Zielbereich, die Soll-Trajektorie und/oder eine dargestellte Benutzer-Trajektorie des Spiegelbildes des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils des Benutzers, auf dem der Unterschied basiert, verfärben und/oder dass sich die Form des Zielbereiches ändert. Auf diese Weise kann der Benutzer schnell auf Fehler in dem von ihm durchgeführten Bewegungsablauf hingewiesen werden.
Damit der Benutzer noch schneller auf Fehler hingewiesen werden kann, kann als zumindest Teil des optischen Signals ein Marker derart ausgegeben werden, dass der Marker auf oder im Bereich der Stelle auf der Reflektionsfläche dargestellt wird, an der sich das von den Augen des Benutzers empfangene Spiegelbild des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils befindet, auf dem der Unterschied basiert. Der Marker kann ein Pfeil sein, der von den Augen des Benutzers derart empfangen wird, dass der Pfeil auf das wenigstens eine in der Übung verwendete Körperteil zeigt.
Vorzugsweise besteht das optische Signal zumindest teilweise darin, dass ein Korrekturhinweis dargestellt wird, insbesondere ein Pfeil dargestellt wird, der im umgebenden Bereich der Stelle auf der Reflektionsfläche dargestellt wird, an der sich das von den Augen des Benutzers empfangene Spiegelbild des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils befindet, auf dem der Unterschied basiert, wobei der Pfeil von den Augen des Benutzers derart empfangen wird, dass der Pfeil in eine Korrekturrichtung zeigt. Mithilfe der Korrekturrichtung kann der Benutzer schnell zum Soll-Bewegungsablauf zurückfinden. Der umgebende Bereich des Silhouette ist zum Beispiel der Bereich, der an die entsprechende Stelle angrenzt und/oder diese vollständig umgibt.
Um den Benutzer nicht unnötig abzulenken, kann als zumindest Teil des optischen Signals der Zielbereich, die Soll-Trajektorie und/oder zumindest ein Teil der Silhouette angezeigt werden, insbesondere wird der Teil der Silhouette angezeigt, der dem wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteil entspricht, auf dem der Unterschied basiert. Ansonsten werden der Zielbereich, die Silhouette und/oder die Soll-Trajektorie nicht durch die Anzeigevorrichtung dargestellt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden in der Übung mehrere Körperteile des Benutzers verwendet, und für wenigstens eines, insbesondere jedes der verwendeten Körperteile ist ein zugeordneter Zielbereich vorgesehen. Zur Ausgabe eines Signals ist es denkbar, dass nur das in der Übung verwendete Körperteil herangezogen wird, auf dem der Unterschied basiert. Auf diese Weise ist es möglich, den Benutzer auch durch komplexe und koordinativ schwierige Übungen mit mehreren gleichzeitig bewegten Körperteilen zu führen.
Ferner wird die Aufgabe durch eine Trainingsvorrichtung zur Führung von Bewegungsabläufen eines Benutzers gelöst, mit einem Spiegel, der eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, wenigstens einer Anzeigevorrichtung, die auf der Rückseite des Spiegels vorgesehen ist, wenigstens einem Sensor, der auf einen Trainingsbereich vor der Vorderseite gerichtet ist, und einer Steuereinheit, die mit der wenigstens einen Anzeigevorrichtung und dem wenigstens einen Sensor informationstechnisch verbunden ist. Die Anzeigevorrichtung ist derart angeordnet, dass eine von der Anzeigevorrichtung erzeugte Darstellung durch den Spiegel auf der Reflektionsfläche vom Trainingsbereich aus erkennbar ist. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Informationstechnisch bedeutet beispielsweise, dass die Teile durch eine Datenleitung oder eine Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung Informationen austauschen können.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- die 1a und b eine Vorder- beziehungsweise Rückansicht einer erfindungsgemäßen Trainingsvorrichtung,
- 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Trainingsvorrichtung gemäß der 1a und 1b entlang der Achse II-II,
- 3 schematisch die Trainingsvorrichtung gemäß den 1a, 1b und 2 aus der Sicht des Benutzers während des Betriebs,
- die 4a bis 4c schematisch die Trainingsvorrichtung gemäß 3 aus der Sicht des Benutzers zu verschiedenen Zeitpunkten beim Durchführen einer Übung,
- die 5a bis 5c schematisch die Trainingsvorrichtung gemäß 3 aus der Sicht des Benutzers zu verschiedenen Zeitpunkten beim Durchführen einer weiteren Übung,
- die 6a bis 6c schematisch eine zweite Ausführungsform der Trainingsvorrichtung aus der Sicht des Benutzers zu verschiedenen Zeitpunkten beim Durchführen einer Übung, und
- die 7a bis 7c schematisch eine dritte Ausführungsform der Trainingsvorrichtung aus der Sicht des Benutzers zu verschiedenen Zeitpunkten beim Durchführen einer Übung.

In den 1a, 1 b und 2 ist eine Trainingsvorrichtung 10 mit einem Grundkörper 12, einem Spiegel 14, mehreren Sensoren 16, mehreren Ausgabevorrichtungen 18 (1b) und einer Steuereinheit 20 (1b) vor einer Wand W dargestellt.
Die Trainingsvorrichtung 10 eignet sich zur Evaluierung und Korrektur von Bewegungsabläufen eines Benutzers B (2). Obwohl das gezeigte Ausführungsbeispiel die Anwendung zur Korrektur von Bewegungsabläufen im Fitnessbereich zeigt, sind andere Anwendungen im Sport, beim Tanzen oder medizinische Anwendungen in der Rhea, der Orthopädie oder der Physiotherapie möglich.
Am Grundkörper 12, der beispielsweise ein Stahlrahmen sein kann und der in den Figuren nur angedeutet ist, ist der Spiegel 14 befestigt.
Der Spiegel 14 ist in der gezeigten Ausführungsform ein herkömmlicher oder Sicherheitsspiegel aus Glas oder Acrylglas, das mit einer reflektierenden Beschichtung versehen wurde. Beispielsweise wurde auf das Glas oder das Acrylglas eine Aluminiumbeschichtung aufgedampft oder aufgepresst.
Denkbar ist jedoch auch, dass der Spiegel 14 nur eine spiegelnde Folie ist, die am Grundkörper 12 bzw. am Rahmen befestigt ist oder die vom Grundkörper 12 aufgespannt wird.
Der Spiegel 14 hat zwei sich gegenüberliegende Seiten, wobei die Seite, an der der Benutzer B seine Übungen durchführt, als Vorderseite V und der Bereich vor der Vorderseite V als Trainingsbereich T bezeichnet wird, und die entgegengesetzte Seite die Rückseite R oder die Technikseite darstellt. Der Benutzer B sieht die Trainingsvorrichtung 10 also so, wie sie in 1a dargestellt ist.
Zudem weist der Spiegel 14 eine Reflektionsfläche 21 auf, an Licht reflektiert wird, dass aus dem Trainingsbereich T stammt. Auf der Reflektionsfläche 21 sieht der Benutzer B sein Spiegelbild 40.
Die Reflektionsfläche 21 hat verschiedene Bereiche mit unterschiedlich hohem Transmissionsgrad, nämlich mehrere Funktionsbereiche 22 und wenigstens einen Spiegelbereich 24.
Denkbar ist selbstverständlich auch, dass der Spiegel 14 einen einheitlichen Transmissionsgrad hat.
In 1a sind die mehreren Funktionsbereiche 22 des Spiegels 14 gestrichelt dargestellt. Die Funktionsbereiche 22 haben eine höhere Transmission im Vergleich zum übrigen Spiegel 14, der den Spiegelbereich 24 bildet.
Die Transmission der Funktionsbereiche liegt zwischen 5 % und 20 %, insbesondere zwischen 8 % und 12 %.
Dagegen ist die Transmission der Spiegelbereiche 24 kleiner als die der Funktionsbereiche 22 und sollte so klein wie möglich sein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind fünf Funktionsbereiche 22 vorgesehen, wobei sich zwei rechteckige Funktionsbereiche 22 am linken Rand des Spiegels 14 übereinander befinden. Ein weiterer rechteckiger Funktionsbereich 22 mit größerer Fläche befindet sich zentral im Spiegel 14. Dieser große zentrale Funktionsbereich 22 kann sich zum Beispiel bis zum unteren Rand des Spiegels 14 erstrecken. Insbesondere reichen sowohl der Spiegel 14 als auch der zentrale Funktionsbereich 22 bis zum Boden oder nahezu bis zum Boden.
Seitlich neben dem großen zentralen Funktionsbereich 22 sind im Wesentlichen auf halber Höhe zwei runde Funktionsbereiche 22 mit einem geringen Durchmesser von beispielsweise maximal 5 cm vorgesehen.
Um den Spiegel 14 herum ist der Grundkörper 12 sichtbar, an dem vier Sensoren 16 einer ersten Gruppe S₁ von Sensoren angeordnet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich ein Sensor 16 unterhalb, ein weiterer Sensor 16 oberhalb, ein dritter Sensor 16 seitlich links und ein vierter Sensor 16 seitlich rechts vom Spiegel 14.
Wie in 2 zu sehen, befinden sich die Sensoren 16 der ersten Gruppe S₁ in Richtung Rs senkrecht zum Spiegel 14 im Bereich des Spiegels 14.
Die Sensoren 16 können Kameras, Time-of-Flight Kameras (ToF-Kameras), Radarsensoren, Infrarotsensoren und/oder Ultraschallsensoren sein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 16 der ersten Gruppe S₁ alle Kameras oder Time-of-Flight Kameras, die mittels einer Lichtlaufzeitmessung räumliche Bilder (3D-Bilder) aufnehmen können.
Diese ToF-Kameras arbeiten üblicherweise mit Infrarotlicht und sind deshalb nicht auf der Rückseite R des Spiegels 14 angeordnet, da der Spiegel 14 Infrarotlicht absorbiert.
Außerdem ist am Grundkörper 12 eine Identifikationsvorrichtung 26 angeordnet. Die Identifikationsvorrichtung 26 kann ein Barcodescanner, ein RFID-Lesegerät, ein Fingerabdruckscanner, ein Irisscanner und/oder ein Gesichtsscanner sein.
Auf der in 1b dargestellten Rückseite R des Spiegels 14 sind die übrigen Komponenten der Trainingsvorrichtung 10 angeordnet.
Zwei weitere Sensoren 16 einer zweiten Gruppe S₂ von Sensoren sind auf der Rückseite R des Spiegels 14 direkt am Spiegel 14 befestigt.
Diese Sensoren 16 sind in den beiden runden Funktionsbereichen 22 des Spiegels 14 vorgesehen, sodass sie aufgrund der hohen Transmission der Funktionsbereiche 22 Licht oder andere elektromagnetische Strahlung von der Vorderseite V bzw. dem Trainingsbereich T empfangen können.
Beispielsweise sind die Sensoren 16 der zweiten Gruppe S₂ Radarsensoren. Sie können jedoch auch Sensoren der zuvor genannten Typen sein.
Denkbar ist, dass einzelne oder sämtliche Sensoren 16 individuell verstellbar sind. Dadurch kann ihr Winkel oder ihre Position eingestellt werden, um die Sensoren 16 auszurichten, d.h. ihren Messebereich einzustellen. Insbesondere lassen sich die Sensoren 16 in vertikaler Richtung Rv und/oder horizontaler Richtung R_H in Bezug auf den Spiegel 14 verstellen.
In 2 sind die Messbereiche einiger Sensoren 16 durch verschiedenartige Linien angedeutet. Alle Messbereiche erstrecken sich jedoch auf die Vorderseite V des Spiegels 14 in den Trainingsbereich T, sodass die Sensoren 16 auf die Vorderseite V sowie auf den Trainingsbereich T bzw. auf den Benutzer B auf der Vorderseite V gerichtet sind.
In den übrigen drei Funktionsbereichen 22 des Spiegels 14 sind als einige der Ausgabevorrichtungen 18 jeweils optische Anzeigevorrichtungen 29, im gezeigten Ausführungsbeispiel Bildschirme 30, vorgesehen. Die Bildschirme 30 sind unmittelbar am Spiegel 14 vorgesehen und berühren den Spiegel 14, sodass kein Streulicht von der Rückseite R des Spiegels 14 durch den entsprechenden Funktionsbereich 22 zur Vorderseite V gelangen kann. Dadurch werden von der Anzeigevorrichtung 29, hier also vom Bildschirm 30 Darstellungen unmittelbar an der Reflektionsfläche 21 erzeugt. Diese werden aufgrund des geringen Abstandes zwischen Anzeigevorrichtung 29 und Bildschirm 30 vom Benutzer B so wahrgenommen, als befänden sie sich auf der Reflektionsfläche 21 selbst. Daher wird im Rahmen dieser Erfindung zur Vereinfachung davon gesprochen, das die Anzeigevorrichtung 29 Darstellungen auf der Reflektionsfläche 21 erzeugt, obwohl in Wirklichkeit ein Abstand vorhanden ist.
Somit sind die Bildschirme 30 von der Vorderseite V des Spiegels 14, d.h. vom Trainingsbereich T aus gut ablesbar.
Die optischen Anzeigevorrichtungen 29 können übliche Flachbildschirme (LCD, Plasma, OLED, E-Ink) sein. Denkbar ist jedoch auch, dass die Bildschirme LCD-, LED-, Plasma-, E-Ink oder OLED-Folien sind, die am Spiegel 14 oder am Grundkörper 12 befestigt sind.
Denkbar ist auch, dass die Anzeigevorrichtung 29 ein Projektor (Beamer) ist.
Zwei weitere Ausgabevorrichtungen 18 in Form von Lautsprechern 32, d. h. akustische Ausgabevorrichtungen 18, sind ebenfalls auf der Rückseite R vorgesehen.
In der gezeigten Ausführungsform sind sämtliche Ausgabevorrichtungen 18 am Grundkörper 12 befestigt. Denkbar ist jedoch auch, dass die Ausgabevorrichtungen 18, insbesondere die Lautsprecher 32, nur am Spiegel 14 befestigt sind.
Die Steuereinheit 20 ist ebenfalls auf der Rückseite R angeordnet und kann vom Grundkörper 12 gehalten werden.
Die Steuereinheit 20 ist mit sämtlichen Sensoren 16, den Ausgabevorrichtungen 18 und mit der Identifikationsvorrichtung 26 informationstechnisch verbunden.
In der gezeigten Ausführungsform wird dies durch Kabel erreicht. Denkbar ist jedoch auch, dass die Steuereinheit 20 mittels drahtlosen Verbindungen, z.B. Bluetooth oder WLAN mit den Ausgabevorrichtungen 18, den Sensoren 16 und/oder der Identifikationsvorrichtung 26 kommuniziert.
Zur Unterstützung des Benutzers B empfängt die Steuereinheit 20 Daten von den Sensoren 16 und steuert die Ausgabevorrichtung 18 auf Basis dieser Daten an.
Möglich ist es auch, dass die Steuereinheit 20 mit Sensoren (nicht gezeigt) außerhalb der Trainingsvorrichtung kommuniziert, insbesondere drahtlos. Solche Sensoren können zum Beispiel Bewegungs- und/oder Beschleunigungssensoren in den verwendeten Sportgeräten sein oder die vom Benutzer während des Trainings getragen werden.
Wenn ein Benutzer B die Trainingsvorrichtung 10 verwenden möchte, tritt der Benutzer B auf die Vorderseite V der Trainingsvorrichtung 10 in den Trainingsbereich T.
Zunächst identifiziert sich der Benutzer B an der Identifikationsvorrichtung 26, beispielsweise durch Einscannen seines Mitgliedsausweises des entsprechenden Fitnessstudios oder der entsprechenden Einrichtung. Hierfür kann der Mitgliedsausweis einen entsprechenden RFID-Chip oder einen Barcode haben, der von der Identifikationsvorrichtung 26 eingelesen werden kann.
Denkbar ist auch, dass der Benutzer B seinen Fingerabdruck, seine Iris oder sein Gesicht von der Identifikationsvorrichtung scannen lässt, um sich mittels biometrischer Merkmale zu identifizieren.
Denkbar ist jedoch auch, dass mittels der Sensoren 16 das Gesicht erkannt und von der Steuereinheit 20 ausgewertet wird, sodass eine zusätzliche Identifikationsvorrichtung 26 nicht benötigt wird.
Nach der Identifikation kann die Steuereinheit 20 Benutzerdaten über den Benutzer B abrufen.
Diese Benutzerdaten können in einem lokalen Speicher der Trainingsvorrichtung 10 bzw. der Steuereinheit 20 hinterlegt sein und/oder die Steuereinheit 20 kann diese Daten von einem Server in einem lokalen Netzwerk oder im Internet beziehen. Auch kann die Steuereinheit 20 vom Smartphone des Benutzers Benutzerdaten erhalten.
Die Benutzerdaten enthalten Informationen über Trainingsverläufe vorhergehender Trainingseinheiten, deren Zeiten und den aktuellen Trainingsplan des Benutzer B. Diese Informationen und gegebenenfalls eine Begrüßung können über die Ausgabevorrichtungen 18 ausgegeben werden, insbesondere über die Bildschirme 30, z.B. jene die sich am linken Rand des Spiegels 14 befinden.
Der Benutzer B sieht dann seinen Trainingsplan und damit die Übungen des nächsten Trainings, die er zu absolvieren hat. Der Benutzer B kann sich einzelne Übungen genauer ansehen, sich z.B. Beispielvideos den Soll-Bewegungsablauf der Übung über die Bildschirme 30 ausgeben lassen, die Übungen ändern oder sonstige Funktionen auswählen.
Um eine Funktionen auszuwählen, kann er dafür vorbestimmte Gesten ausführen, die von den Sensoren 16 aufgenommen und von der Steuereinheit 20 erkannt werden, sodass die Trainingsvorrichtung 10 mittels Gestensteuerung bedient werden kann.
Denkbar ist auch, dass die Identifikationsvorrichtung 26 einen berührungsempfindlichen Bildschirm hat, mit der die Trainingsvorrichtung 10 gesteuert werden kann.
Möchte der Benutzer B nun mit dem Training beginnen, so wählt er die entsprechende Funktion aus bzw. macht die dazu passende Geste. Die Geste wird von der Steuereinheit 20 erkannt und das Training beginnt.
Der Benutzer B wird spätestens jetzt, vorzugsweise jedoch unmittelbar nach der Identifikation, von den Sensoren 16 sowohl der ersten Gruppe S₁ als auch der zweiten Gruppe S₂ erfasst. Diese Daten werden an die Steuereinheit 20 weitergeleitet.
Die Steuereinheit 20 bestimmt anhand der Daten der Sensoren 16 die Position des Körpers des Benutzers B sowie die Position und Beugung der Körperteile und/oder Gelenke des Benutzers B.
Die Bestimmung erfolgt beispielsweise anhand des Abstandes, der durch die Radarsensoren gemessen wurde, im Zusammenspiel mit den Bilddaten, die mittels der Kameras oder der ToF-Kameras gewonnen wurden.
Außerdem kann die Steuereinheit 20 auch die Stellung des Skeletts des Benutzers B bestimmen. Die Stellung des Skeletts des Benutzers B kann auch idealisiert oder angenähert werden.
Darüber hinaus kann die Steuereinheit 20 aufgrund der Daten der Sensoren 16 mittels Bilderkennung erkennen, ob und welche Geräte 36 der Benutzer B verwendet. Alternativ kann von der Steuereinheit 20 eine Signatur wie ein 1 D- oder 2D-Barcode auf den Geräten 36 zur Identifizierung der Geräte 36 erkannt werden.
In der gezeigten Ausführungsform benutzt der Benutzer B als Geräte 36 zwei Kurzhanteln in den Händen.
Anhand der erkannten Geräte 36 kann die Steuereinheit 20 nun auf die Übung schließen, die der Benutzer B durchführt bzw. durchführen möchte.
Denkbar ist jedoch auch, dass die Steuereinheit 20 aufgrund des Trainingsplans des Benutzers B oder einer Auswahl des Benutzers B weiß, welche Übung der Benutzer B durchführt bzw. durchführen möchte.
Die Steuereinheit 20 greift daraufhin auf einen steuerungsmäßig hinterlegten Ablauf der Übung zu, der die in der Übung verwendeten Köperteile 38 des Benutzers B und vorbestimmte Soll-Bewegungsabläufe enthält, die angeben, wie die Bewegungsabläufe des in der Übung verwendeten Körperteils 38 korrekterweise ausgeführt werden.
Diese vorbestimmten Abläufe bzw. Soll-Bewegungsabläufe sind vorzugsweise in einem allgemeingültigen, personenunabhängigen Format hinterlegt, beispielsweise als zeitlicher Verlauf der relativen Bewegungen der Gelenke zueinander oder in Bezug auf eine Körperachse sowie ihrer Beugung.
Die Steuereinheit 20 kann diese Abläufe bzw. Soll-Bewegungsabläufe aus einem lokalen Speicher der Trainingsvorrichtung 10 bzw. der Steuereinheit 20 abrufen oder von einem Server im lokalen Netzwerk oder im Internet laden.
Denkbar ist auch, dass die Steuereinheit 20 Abläufe bzw. Soll-Bewegungsabläufe in Echtzeit von anderen Trainingsvorrichtungen (nicht gezeigt) erhält, die von dem Benutzer dieser anderen Trainingsvorrichtung gerade ausgeführt werden. Die Benutzerbewegungsabläufe des Benutzers der anderen Trainingsvorrichtung sind dann die Abläufe bzw. Soll-Bewegungsabläufe des Benutzers der Trainingsvorrichtung 10.
Auch können der Steuereinheit 20 neue Abläufe bzw. Soll-Bewegungsabläufe beigebracht werden oder die Steuereinheit 20 kann neue Abläufe bzw. Soll-Bewegungsabläufe selber bestimmen oder kalkulieren, die dann von der Steuereinheit lokal oder auf einem Server im lokalen Netzwerk oder im Internet hinterlegt werden.
Die Steuereinheit 20 weiß somit aufgrund des Abläufe bzw. Soll-Bewegungsablaufs, genauso wie ein erfahrener Trainer, wie die vom Benutzer B durchgeführte Bewegung im Idealfall auszusehen hat.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel möchte der Benutzer eine Übung „Seitenheben“ durchführen. Die in dieser Übung verwendeten Körperteile 38 sind die Hände des Benutzers B. Zur Vereinfachung werden die in der Übung verwendeten Körperteile im Folgenden auch nur „verwendete Körperteile 38“ genannt.
Im Detail wird die Position der Augen A des Benutzers B relativ zur Reflektionsfläche 21 des Spiegels 14 bestimmt. Dies kann durch Bestimmung des Punktes der Augen A in einem dreidimensionalen Koordinatensystem erfolgen, dessen Nullpunkt zum Beispiel auf der Reflektionsfläche 21 liegt und von dem aus der Abstand zum Auge A in den drei Richtungen R_S, R_V und R_H ermittelt wird. Zum Beispiel wird der Abstand D_s in senkrechter Richtung Rs zwischen den Augen A und der Reflektionsfläche 21, die Höhe D_H der Augen A über dem Boden und die Position der Augen A in horizontaler Richtung R_H, also der horizontale Versatz parallel zum Spiegel 14, gemessen. Dies kann ebenfalls mittels der Radarsensoren im Zusammenspiel mit den Bilddaten der Kamera bzw. der ToF-Kamera erfolgen.
In gleicher Weise bestimmt die Steuereinheit 20 die Position eines repräsentativen Körperteils 39 des Benutzers B.
Das repräsentative Körperteil 39 ist ein Körperteil, z.B. der Torso, anhand dessen Position und Lage auf die Positionen anderer, insbesondere der verwendeten Körperteile 38 geschlossen werden kann.
Das repräsentative Körperteil 39 kann für verschiedene Übungen ein unterschiedliches Körperteil sein und ist vorzugsweise ein Körperteil, dass während der Durchführung der Übung nicht oder nur leicht bewegt wird.
Beispielsweise eignet sich der Kopf oder der Torso in vielen Fällen als das repräsentative Körperteil 39, z.B. bei Übungen mit den Armen im Stehen.
Mittels der Position der Augen A und der Position des repräsentativen Körperteils 39 bestimmt die Steuereinheit 20 die Lage des Spiegelbildes 40 des Benutzers B auf der Reflektionsfläche 21, d.h. die Stellen der Reflektionsfläche 21 an der sich das von den Augen A des Benutzers B empfangene Spiegelbild 40 befindet. Zu Vereinfachung wird im Folgenden nur von der „Lage des Spiegelbildes 40 gesprochen, obwohl die Lage insbesondere von der Position der Augen A abhängig ist.
Die Steuereinheit 20 überführt somit das dreidimensionale Bild des Benutzers B, dass durch die Sensoren 16 erfasst wurde, auf die zweidimensionale Reflektionsfläche 21 des Spiegels 14.
Die Steuereinheit 20 kann mittels einer der Anzeigevorrichtungen 29 Darstellungen, wie einen Zielbereich 42, auf der Reflektionsfläche 21 erzeugen, die der Benutzer B zusammen mit seinem Spiegelbild 40 wahrnimmt. Aufgrund der Kenntnis über die Lage des Spiegelbildes 40 kann die Steuereinheit 20 die Stelle 44 der Darstellungen relativ zur Lage des Spiegelbildes 40 bestimmen, sodass die Darstellung und das Spiegelbild 40 von den Augen A des Benutzers B in dem gewünschten Abstand und der gewünschten relativen Lage zueinander empfangen werden.
Soll eine Darstellung, zum Beispiel ein Kreis, in der Wahrnehmung des Benutzer B seine Hand einschließen, dann ist die Stelle 44 derjenige Ort auf der Reflektionsfläche 21, an dem der Benutzer B das Spiegelbild 40 seiner Hand sieht. Diese Situation ist in 3 dargestellt.
In 3 und den folgenden Figuren ist jeweils nur die Reflektionsfläche 21 des Spiegels 14 so dargestellt, wie der Benutzer B sie wahrnimmt. Durch strichpunktierte Linien sind die einzelnen Anzeigevorrichtungen 29 angedeutet und das Spiegelbild 40 des Benutzers B und der Geräte 36 ist gestrichelt dargestellt. Nur die Darstellungen (und der Rand des Spiegels 14), die von den Anzeigevorrichtungen 29, hier mittels des zentralen Bildschirms 30, erzeugt werden, sind mit durchgezogenen Linien gezeichnet.
Die Anzeigevorrichtungen 29 geben somit kein Abbild des Benutzers B wieder, sondern lediglich die Darstellungen, die vom Benutzer B zusammen mit seinem Spiegelbild 40 wahrgenommen werden.
Die Steuereinheit 20 verwendet zum Beispiel zur Bestimmung der Stelle 44 die zuvor ermittelte Position der Augen A des Benutzers B sowie die Position der Hände des Benutzers B und ermittelt beispielsweise durch Bestimmung des Strahlenganges (in 2 gestrichelt dargestellt) des Lichtes von der Hand des Benutzers B zu den Augen A des Benutzers B die Stelle 44 auf der Reflektionsfläche 21, an der sich das von den Augen A des Benutzers B empfangene Spiegelbild 40 der Hand befindet. Dies ist die Stelle 44, an der der Benutzer B seine Hand im Spiegel 14 wahrnimmt.
Die Steuereinheit 20 weist dann die Anzeigevorrichtung 29 an, Darstellung an der Stelle 44 auszugeben.
In 3 wird ein Kreis von der Anzeigevorrichtung 29 so im Verhältnis zur Lage des Spiegelbildes 40 angezeigt, dass der Benutzer B den Eindruck bekommt, dass der Kreis das Spiegelbild 40 seiner linken Hand einschließt. Zudem kann der Name des Benutzers B auf der Reflektionsfläche 21 des Spiegels 14 erzeugt werden.
Es sei bemerkt, dass die Position der Stelle 44 sowohl von der Position der Hand als auch von der Position der Augen A abhängt, sodass nur der Benutzer B den Kreis mit dem Spiegelbild 40 seiner Hand überlagert wahrnimmt.
Ein seitlich neben dem Benutzer B stehender Beobachter würde lediglich den Kreis sehen, der scheinbar willkürlich auf der Reflektionsfläche 21 ohne Bezug zu einem Spiegelbild 40 erzeugt wurde. Hierin liegt ein großer Unterschied zu den bekannten Vorrichtungen des Standes der Technik, in denen jeder Beobachter unabhängig von seiner Position eine Markierung oder einen Zielbereich auf dem entsprechenden Körperteil wahrnehmen würde.
Mittels der Darstellungen kann der Benutzer B von der Steuereinheit 20 und der Anzeigevorrichtung 29 durch eine Übung geführt werden.
In den 4a bis 4c sind beispielhaft mehrere Positionen bei der Ausführung einer Wiederholung der ausgewählten Übung „Seitenheben“ dargestellt.
Der Soll-Bewegungsablauf der Übung besteht darin, dass der Benutzer B seine beiden Hände, die somit die in der Übung verwendeten Körperteile 38 darstellen, seitlich des Körpers mit gestreckten Armen nach oben bewegen soll.
Um den Benutzer B zu führen, werden von der Anzeigevorrichtung 29 zwei Zielbereiche 42 auf der Reflektionsfläche 21 erzeugt, die jeweils einer Hand also einem der verwendeten Körperteile 38 zugeordnet sind.
Die Zielbereiche 42 sind in der gezeigten Ausführungsform Kreise. Jedoch sind auch andere geometrische Figuren, wie Ellipsen, Quadrate, Rechtecke, Sterne oder andere Vielecke und Polygone denkbar.
Die Zielbereiche 42 dienen nicht zur Markierung der Körperteile 38 des Benutzers B, sondern zeigen dem Benutzer B den korrekten Soll-Bewegungsablauf.
Hierzu werden die Zielbereiche 42 zwar in Abhängigkeit von der Position des repräsentativen Körperteils 39 des Benutzers B und der Augen A des Benutzers B, jedoch unabhängig von der genauen Position des in der Übung verwendeten Körperteils 38, hier also der Hände, bestimmt.
Die Zielbereiche 42 werden also an den Stellen 44 auf der Reflektionsfläche 21 erzeugt, an denen sich das Spiegelbild 40 der verwendeten Körperteile 38 bei korrekter Ausführung des Soll-Bewegungsablaufes befinden würde.
Zum Beispiel ist in 4a die Ausgangsposition der Übung gezeigt. In der Ausgangsposition der Übung sollen die Hände des Benutzers neben seiner Hüfte platziert sein. Dementsprechend befinden sich die Zielbereiche 42 an den Stellen 44, die seitlich neben der Stelle der Reflektionsfläche 21 liegen, an denen die Augen A des Benutzers B das Spiegelbild 40 der Hüften empfangen.
Zur Vereinfachung werden im Folgenden Positionen, an denen sich bestimmte Teile des Spiegelbilds 40 befinden, die von den Augen A des Benutzers B empfangen werden, als die Positionen bezeichnet, an denen der Benutzer B den entsprechenden Teil des Spiegelbilds 40 wahrnimmt. Es ist jedoch zu betonen, dass die Positionen unabhängig von der kognitiven Wahrnehmung des Benutzers B sind und insbesondere von der Position der Augen A des Benutzers B abhängig ist.
In dem in 4a gezeigten Fall befinden sich die vom Benutzer B wahrgenommenen Spiegelbilder 40 der Hände innerhalb der Zielbereiche 42, sodass er die korrekte Ausgangsposition eingenommen hat.
Neben den Zielbereichen 42 werden von der Anzeigevorrichtung 29 zusätzlich Soll-Trajektorien 46 auf der Reflektionsfläche 21 erzeugt, die den Soll-Bewegungsablauf darstellen. Die Soll-Trajektorien werden ebenfalls in Abhängigkeit von der Position des repräsentativen Körperteils 39 erzeugt. Die Darstellung erfolgt derart, dass der Benutzer B bei der korrekten Ausführung des Soll-Bewegungsablaufs das Spiegelbild 40 seiner Hände, also des in der Übung verwendeten Körperteils 38 entlang der Soll-Trajektorie 46 laufen sehen würde.
Da die Darstellungen, das heißt in diesem Falle die Zielbereiche 42 und die Soll-Trajektorien 46, von der Position des Körpers des Benutzers B, insbesondere des repräsentativen Körperteils 39 und der Position der Augen A des Benutzers B abhängig sind, wird die Position der Augen A des Benutzers B und auch die Position des Körpers des Benutzers B bzw. des repräsentativen Körperteils 39 kontinuierlich von der Steuereinheit 20 ermittelt. Kontinuierlich bedeutet entweder permanent oder mit einer Wiederholrate von 60 Hz oder mehr.
Denkbar ist jedoch auch, dass die Position der Augen A des Benutzers B und auch die Position des Körpers des Benutzers B bzw. des repräsentativen Körperteils 39 einmalig erfolgt, z.B. beim Anmelden an der Trainingsvorrichtung 10 oder einmalig vor oder zu Beginn jeder oder der ersten Übung.
Dementsprechend werden von der Steuereinheit 20 die Stellen 44 der Darstellungen, also die Stelle 44 der Zielbereiche 42 und auch die Stellen 44 der Soll-Trajektorien 46 kontinuierlich neu bestimmt und dementsprechend von der Anzeigevorrichtung 29 ausgegeben.
In 4b ist die Situation nach der in 4a dargestellten Ausgangsposition dargestellt. Zu erkennen ist, dass sich die Zielbereiche 42 entlang der Soll-Trajektorie 46 bewegt haben und die Soll-Trajektorie 46 dementsprechend kleiner geworden ist.
Die Bewegung der Zielbereiche 42 erfolgt in der für die Übung vorgesehenen Geschwindigkeit, die im Ablauf der Übung hinterlegt ist und zeigen somit den Fortschritt der Übung an. Bildlich gesprochen machen die Zielbereiche 42 die Übung vor, führen also den Soll-Bewegungsablauf der Übung aus.
Der Benutzer B führt den Soll-Bewegungsablauf im Ausführungsbeispiel mit seiner rechten Hand aus, sodass er das Spiegelbild 40 seiner rechten Hand innerhalb des zugeordneten Zielbereiches 42 wahrnimmt.
Seine linke Hand behält er dagegen in der Ausgangsposition, sodass der Benutzer B das Spiegelbild 40 seiner linken Hand nicht mehr im Zielbereich 42 wahrnimmt.
Während der Ausführung der Übung bestimmt die Steuereinheit 20 mithilfe der Sensoren 16 zudem die Position des in der Übung verwendeten Körperteils 38, hier also der Hände.
Anhand der aktuellen und vergangenen Positionen des verwendeten Körperteils 38 kann die Steuereinheit 20 auch die vom Benutzer B ausgeführte Bewegung ermitteln und so einen Benutzerbewegungsablauf bestimmen.
Anschließend vergleicht die Steuereinheit 20 die Position des verwendeten Körperteils 38 und/oder den Benutzerbewegungsablauf mit dem Soll-Bewegungsablauf und ermittelt Unterschiede zwischen der Position des verwendeten Körperteils 38 und dem Soll-Bewegungsablauf.
Der Unterschied zwischen der Position bzw. dem Benutzerbewegungsablauf und dem Soll-Bewegungsablauf kann auch Null sein, das heißt, dass die Position des Körperteils des Benutzers B korrekt ist bzw. der Benutzerbewegungsablauf dem Soll-Bewegungsablauf entspricht. Hierbei werden geringe Abweichungen, die den Trainingseffekt nicht beeinträchtigen, auch als Unterschied von Null angesehen.
Anhand des ermittelten Unterschieds wird an den Benutzer B durch die Ausgabevorrichtung 18, insbesondere die Anzeigevorrichtung 29, ein Signal ausgegeben.
In der in 4b gezeigten Situation ist der Unterschied der Position der rechten Hand des Benutzers B und dem Soll-Bewegungsablauf Null. Als optisches Signal kann daher der Zielbereich 42 grün gefärbt werden. Auch ist es denkbar, dass sich als Signal die geometrische Form des Zielbereiches 42 ändert, beispielsweise in einen Stern.
Dagegen ist der Unterschied der Position bzw. des Bewegungsablaufs der linken Hand des Benutzers groß, sodass ein optisches Signal den Benutzer B auf diesen Unterschied hinweisen soll.
Hierzu kann zum Beispiel der der linken Hand zugeordnete Zielbereich 42 rot verfärbt oder blinkend dargestellt werden. Auch kann sich die Form des Zielbereichs ändern.
Außerdem kann, um auf die aktuelle Position des verwendeten Körperteils 38 hinzuweisen, das den Unterschied hervorruft (hier also die linke Hand), ein Marker 48 als ein Teil des optischen Signals ausgegeben werden.
Der Marker 48 umfasst in dem in 4 gezeigten Beispiel ein Pfeil, der auf der Reflektionsfläche 21 derart platziert ist, dass er in der Wahrnehmung des Benutzers B auf die linke Hand zeigt. Der Marker 48 weist zudem ein Ausrufezeichen auf.
Denkbar sind jedoch auch andere Ausführungen eines Markers 48, wie beispielsweise geometrische Figuren oder Rahmen um das verwendete Körperteil 38, das den Unterschied hervorruft.
Außerdem wird in 4b als Korrekturhinweis 50 für den Benutzer B ein Pfeil dargestellt, der die Korrekturrichtung anzeigt, in die die linke Hand bewegt werden muss, um den Soll-Bewegungsablauf durchzuführen.
Dieser Pfeil ist dementsprechend ein von der linken Hand abgewandter Pfeil, der so platziert ist, dass ihn der Benutzer B direkt neben dem Spiegelbild 40 seiner linken Hand wahrnimmt. Der Pfeil zeigt in die Korrekturrichtung, zum Zielbereich 42 hin.
In 4c ist eine weitere, spätere Situation dargestellt, und zwar zu dem Zeitpunkt, an dem der Soll-Bewegungsablauf zu Ende ist.
Die Zielbereiche 42 befinden sich nun an den Stellen, an denen der Benutzer B die Spiegelbilder 40 seiner Hände wahrnehmen sollte, wenn er den Soll-Bewegungsablauf korrekt ausgeführt hätte.
Dies hat er mit seiner rechten Hand getan, sodass er das Spiegelbild seiner rechten Hand innerhalb des Zielbereiches 42, das der rechten Hand zugeordnet ist, wahrnimmt. Dieser Zielbereich 42 kann zum Beispiel weiterhin grün eingefärbt sein.
Die Hand des Benutzers B befindet sich nun am ausgestreckten Arm auf Höhe der Schultern neben dem Körper des Benutzers. Er hat dadurch, dass er das Spiegelbild 40 seiner rechten Hand stets innerhalb des entsprechenden Zielbereichs 42 gehalten hat, den Soll-Bewegungsablauf korrekt und in der richtigen Geschwindigkeit ausgeführt.
Seine linke Hand hat der Benutzer B jedoch immer noch nicht bewegt, sodass weiterhin der Marker 48 und der Korrekturhinweis 50 eingeblendet werden.
Die Länge des Pfeils, der als Korrekturhinweis 50 dargestellt wird, ist im Vergleich zur vorherigen, in 4b gezeigten Situation größer, da der Unterschied zwischen der Position bzw. dem Bewegungsablauf der linken Hand und dem Soll-Bewegungsablauf nun größer ist.
Zur Selbstkontrolle und als weitere Hilfestellung kann zudem die von dem verwendeten Körperteil 38 durchgeführte Benutzer-Trajektorie 52 dargestellt werden. Die Benutzer-Trajektorie 52 wird derart dargestellt, dass sie der Bewegung des Spiegelbilds 40 des verwendeten Körperteils 38 des Benutzers in der Wahrnehmung des Benutzers B entspricht.
In 4c ist die Benutzer-Trajektorie 52 nur für die rechte Hand dargestellt, da der Benutzer B seine linke Hand nicht bewegt hat.
Die Einblendung der Benutzer-Trajektorie 52 kann auch während der Durchführung des Bewegungsablaufes angezeigt und kontinuierlich verlängert werden.
Ist der Soll-Bewegungsablauf korrekt ausgeführt worden, erkennt dies die Steuereinheit 20 und erhöht einen von der Anzeigevorrichtung 29 dargestellten Wiederholungszähler 54 (oder verringert den Wiederholungszähler 54 im Falle eines herunterzählenden Wiederholungszählers), mit dem dem Benutzer die Anzahl an erfolgreichen Wiederholungen mitgeteilt werden.
In dem in 4 gezeigten Beispiel wird der Wiederholungszähler 54 als Zahl über einen der Bildschirme 30, beispielsweise über einen Bildschirme 30 am Rand des Spiegels 14 ausgegeben.
Denkbar sind als Signale oder Teile der Signale außerdem Textfelder, die Korrekturhinweise oder Anweisungen geben, oder ein Video bzw. eine Animation, die durch die Anzeigevorrichtung 29 ausgegeben wird. In dem Video bzw. der Animation kann der Soll-Bewegungsablauf durch eine Person oder einen Avatar dargestellt werden. In dieser Animation oder dem Video kann das verwendete Körperteil 38 zumindest zeitweise markiert sein, beispielsweise um Abweichungen des Benutzerbewegungsablaufs vom Soll-Bewegungsablauf deutlich zu machen.
Außerdem kann die Steuereinheit 20 während des gesamten Trainings den Trainingsfortschritt, die Anzahl an Wiederholungen, die Qualität der Benutzerbewegungsabläufe und ähnliche Werte protokollieren.
Hat der Benutzer B die vorgesehene Anzahl an korrekten Wiederholungen für diese Übung absolviert, kann die Steuereinheit 20 den Benutzer B durch eine entsprechende Ausgabe über die Ausgabevorrichtungen 18 informieren und damit die Übung beenden.
Auch kann die Steuereinheit 20 die Zeit messen und ausgeben, damit zeitbasierte Übungen, wie ein Intervalltraining, durchgeführt werden können.
Der Benutzer B kann dann mit der nächsten Übung fortfahren oder das Training beenden.
Beendet der Benutzer B das Training, so speichert die Steuereinheit 20 die ausgeführten Übungen mitsamt der Anzahl der Wiederholungen sowie weiteren protokollierten Daten und fügt diese den Benutzerdaten des Benutzers B hinzu.
Dann kann die Steuereinheit 20 die Benutzerdaten des Benutzers lokal oder auf dem entsprechenden Server aktualisieren.
Zudem kann die Steuereinheit 20 dem Benutzer B über die Ausgabevorrichtungen 18 eine Zusammenfassung des Trainings geben.
Denkbar ist auch, dass die Steuereinheit 20 diese Zusammenfassung und/oder andere der Benutzerdaten an ein Smartphone, insbesondere das des Benutzers, übermittelt.
Der Benutzer B hat somit ein Training erhalten, das dem Training mit einem erfahrenen Trainer entspricht, ohne dafür jedoch eine weitere Person engagieren oder sich mit dieser verabreden zu müssen.
In den 5a bis 5c ist das Verfahren anhand einer zweiten Übung, nämlich Kniebeugen, nochmals dargestellt.
Die verwendeten Körperteile 38 sind in dieser Übung die Knie sowie die Schultern.
Als repräsentatives Körperteil 39 werden in dieser Übung die Füße verwendet, da diese nicht bewegt werden.
Die Knie sollen in dieser Übung möglichst nicht bewegt werden, sodass die Zielbereiche 42 derart angezeigt werden, dass der Benutzer B sie stets an der Stelle 44 wahrnimmt, an der sich das Spiegelbild 40 seiner Knie beim Ausführen der korrekten Ausgangsposition befunden haben.
Der den Schultern zugeordnete Zielbereich 42 ist als horizontale Linie auf der Reflektionsfläche 21 in einer bestimmten Höhe dargestellt.
Der Benutzer B muss nun, um den korrekten Soll-Bewegungsablauf durchzuführen, seine Schultern, also eines der verwendeten Körperteile 38, so weit absenken, dass das Spiegelbild 40 seiner Schultern unterhalb der als Linie dargestellten Zielbereiches 42 liegt.
Der Benutzer B geht bei der Ausführung dieser Übung somit in die Knie und verändert damit den Abstand seiner Augen A vom Boden, wodurch sich auch das von ihm wahrgenommene Spiegelbild drastisch ändert. Diese Bewegung ist in drei Situationen in den 5a bis 5c angedeutet.
Dadurch, dass die Stellen 44, an denen die Zielbereiche 42 angezeigt werden, kontinuierlich an die Position der Augen A des Benutzers B angepasst werden, erscheinen die Zielbereiche 42 für den Benutzer stets an der gleichen Stelle über dem Boden. Dies ist insbesondere für den Zielbereich 42 der Schultern, der als Linie dargestellt ist, wichtig, da der Benutzer B den Eindruck bekommen soll, dass sich die Höhe der Linie nicht verändert.
In der Wahrnehmung des Benutzers B und somit in den in den 5a bis 5c dargestellten Perspektiven verändert sich die Position der Zielbereiche 42 nicht.
Für einen Beobachter, der nicht die Bewegung des Benutzers B ausführt, bewegen sich die Zielbereiche 42.
In den 6a bis 6c und 7a bis 7c sind weitere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, die im Wesentlichen der der ersten Ausführungsform entsprechen, sodass im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Gleiche und funktionsgleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der in den 6a bis 6c dargestellten Ausführungsform wird eine im Vergleich zur ersten Ausführungsform andere Darstellung der Zielbereiche 42 verwendet. Die durchgeführte Übung ist wieder die gleiche wie in der ersten Ausführungsform nach 4, nämlich Seitenheben.
In dieser zweiten Ausführungsform wird eine Silhouette 56 von der Anzeigevorrichtung 29 dargestellt. Die Silhouette 56 kann im einfachsten Fall die Umrisse eines menschlichen Körpers sein. Jedoch kann die Silhouette auch ein Abbild einer Person, zum Beispiel eines berühmten Sportlers sein. Denkbar ist jedoch auch, dass die Silhouette 56 das Abbild eines Tieres, eines Fabelwesens oder einer fiktiven Gestalt ist, wie das Abbild eines Superhelden.
In der Ausgangsstellung wird die Silhouette 56 der Kontur des Körpers des Benutzers B angepasst, sodass der Benutzer die Silhouette in Übereinstimmung mit der Kontur des Spiegelbilds 40 seines Körpers wahrnimmt.
Die Silhouette 56 wird somit in der gleichen Größe, den gleichen Proportionen und/oder der gleichen Position wie das von den Augen A des Benutzers B empfangene Spiegelbild 40 erzeugt.
Die Zielbereiche 42 sind nun die Teile der Silhouette 56, die das in der Übung verwendete Körperteil 38, hier also die Hände, repräsentieren.
Beim Ausführen der Übung bewegen sich nun die Zielbereiche 42 wie zur ersten Ausführungsform beschrieben. Dies bedeutet in diesem Falle, dass sich die Silhouette 56 bewegt und es somit den Anschein hat, als ob die Silhouette 56 den Soll-Bewegungsablauf der Übung ausführt.
Auch in dieser Ausführungsform muss der Benutzer B sein Spiegelbild 40 innerhalb der Zielbereiche 42 halten, er muss quasi die Silhouette 56 nachahmen oder fangen.
In den 6a bis 6c führt der Benutzer B wie in der ersten Ausführungsform den korrekten Soll-Bewegungsablauf lediglich mit seiner rechten Hand aus und bewegt seine linke Hand nicht.
Dementsprechend werden die gleichen Marker 48 und Korrekturhinweise 50 wie in der ersten Ausführungsform ausgegeben.
Zudem kann der Teil der Silhouette 56, der den Zielbereich 42 der linken Hand darstellt, andersfarbig, beispielsweise rot und derjenige der rechten Hand beispielsweise grün zur Bestätigung eingefärbt sein.
Der Wiederholungszähler 54 wird in dieser Ausführungsform als eine Anzahl von Kreisen oder ähnlichem dargestellt, wobei für jede vollständige Wiederholung ein Kreis mehr ausgefüllt wird (oder bei herunterzählendem Zähler als Kontur dargestellt wird).
In den 7a bis 7c ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Sie entspricht im Wesentlichen der der ersten Ausführungsform, jedoch wird zunächst gar kein Zielbereich 42 dargestellt. Diese Methode eignet sich für erfahrene Benutzer, die nur noch wenig Hilfestellung benötigen.
Der Benutzer B sieht somit in der Ausgangsstellung, die in 7a dargestellt ist, lediglich sein Spiegelbild 40 ohne Zielbereiche 42 oder andere Darstellungen.
Er führt jedoch, wie zu den 4b und 4c beschrieben, den Soll-Bewegungsablauf mit der linken Hand nicht korrekt durch. Damit ruft die linke Hand einen Unterschied zwischen der Position des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils und/oder dem Benutzerbewegungsablauf und dem Soll-Bewegungsablauf hervor.
Als Signal wird dann der Zielbereich 42, der entsprechende Marker 48, der Korrekturhinweis 50 und/oder die Soll-Trajektorie 46 erzeugt.
Für das verwendete Körperteil 38, das den Unterschied nicht hervorruft, also in diesem Falle die rechte Hand, wird weder ein Zielbereich 42 noch eine andere Darstellung ausgegeben.
Denkbar ist jedoch, dass, wie in 7c zu sehen, nach Abschluss einer Wiederholung zur Bestätigung und als Rückmeldung die Benutzer-Trajektorie 52 auch bei korrekt durchgeführtem Soll-Bewegungsablauf kurzzeitig angezeigt wird.
Selbstverständlich lassen sich sämtliche Arten der Darstellung der Zielbereiche 42 oder andere Darstellungen der verschiedenen Ausführungsformen beliebig miteinander kombinieren. Außerdem sind die beschriebenen Situationen und Übungen lediglich Beispiele, von dem abgewichen werden kann.
Denkbar ist zum Beispiel, dass die Steuereinheit 20 anhand der vom Benutzer B durchgeführten Bewegungsabläufe auf die durchgeführte Übung schließen kann. Auch eine beliebige Kombination der erwähnten Methoden zur Bestimmung der Übung ist denkbar.
Denkbar ist auch, dass die optischen Ausgabevorrichtungen 18 keine Bildschirme sind, sondern andere Anzeigemittel. Beispielsweise können sie eine LED-Matrix sein, die lediglich über Symbole oder Ähnlichem eine korrekte oder inkorrekte Wiederholung anzeigt. Die Korrekturvorschläge können dann über einen anderen Bildschirm oder Lautsprecher erfolgen.
Auch kann die Trainingsvorrichtung 10 anders ausgeführt sein. Denkbar ist zum Beispiel, dass als Grundkörper eine Glas- oder Acrylglasscheibe zum Einsatz kommt, an der von der Vorderseite eine Spiegelfolie mit den entsprechenden Bereichen aufgebracht ist. An der Rückseite der Scheibe können die Bildschirme als LCD- oder OLED-Folien befestigt sein, sodass sich ein besonders kompakter Aufbau ergibt.
Möglich ist es auch, dass mittels der Sensoren 16 nicht nur die Bewegung des Benutzers B erfasst wird, sondern auch der Benutzer B selbst und seine Umgebung. Die Steuereinheit 20 kann beispielsweise dann verschiedene Objekte identifizieren und den Benutzerdaten hinzufügen, wie die Kleidung des Benutzers B.

Claims

Verfahren zur Führung von Bewegungsabläufen eines Benutzers (B) in einer Übung mittels einer Trainingsvorrichtung (10), die einen Spiegel (14) mit einer Reflektionsfläche (21), wenigstens eine Anzeigevorrichtung (29), wenigstens einen Sensor (16), der auf den Benutzer (B) gerichtet ist, und eine Steuereinheit (20) umfasst, die Messdaten von dem wenigstens einen Sensor (16) erhält und die die wenigstens eine Anzeigevorrichtung (29) steuert, mit den folgenden Schritten: a) Erfassen des Benutzers (B) durch den wenigstens einen Sensor (16), b) Bestimmen der Position der Augen (A) des Benutzers (B) in Bezug zur Reflektionsfläche (21) des Spiegels (14), c) Bestimmen der Position in Bezug zur Reflektionsfläche des Spiegels wenigstens eines repräsentativen Körperteils (39) des Benutzers (B), das die Lage des Körpers (B) des Benutzers (B) repräsentiert, und d) Erzeugen wenigstens eines Zielbereiches (42), der wenigstens einem in der Übung verwendeten Körperteil (38) zugeordnet ist, auf der Reflektionsfläche (21) des Spiegels (14) in Abhängigkeit von der Position der Augen (A) des Benutzers (B) und der Position des repräsentativen Körperteils (39) derart, dass der Zielbereich (42) an der Stelle (44) auf der Reflektionsfläche (21) durch die Anzeigevorrichtung (29) dargestellt wird, an der sich das von den Augen (A) des Benutzers (B) empfangene Spiegelbild (40) des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) befindet, sich gemäß des Fortschritts der durchgeführten Übung befinden soll und/oder hinbewegt werden soll, wobei wenigstens ein Teil des wenigstens einen Zielbereiches (42) zumindest ein Teil einer Silhouette (56) eines Körpers ist, wobei die Silhouette (56) von der Anzeigevorrichtung (29) derart auf der Reflektionsfläche (21) dargestellt wird, dass die Silhouette (56) von den Augen (A) des Benutzers (B) derart empfangen wird, als ob die Silhouette (56) die gleiche Größe, Proportionen und/oder Position wie das von den Augen (A) des Benutzers (B) empfangene Spiegelbild (40) des Benutzers (B) hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Augen (A) des Benutzers (B) kontinuierlich oder einmalig vor oder zu Beginn der Übung ermittelt und die Stelle (44), an der sich der Zielbereich (42) befindet, kontinuierlich oder einmalig vor oder zu Beginn der Übung an die Position der Augen (A) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des wenigstens einen Zielbereiches (42) durch eine geometrische Figur mittels der Anzeigevorrichtung (29) dargestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) Zugriff auf einen steuerungsmäßig hinterlegten Ablauf der Übung hat, der einen Soll-Bewegungsablauf des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) umfasst, wobei der Zielbereich (42) und/oder die Silhouette (56) den Soll-Bewegungsablauf der Übung ausführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) Zugriff auf einen steuerungsmäßig hinterlegten Ablauf der Übung hat, der einen Soll-Bewegungsablauf des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) umfasst, wobei wenigstens eine Soll-Trajektorie (46) von der Anzeigevorrichtung (29) derart erzeugt wird, dass die Soll-Trajektorie (46) der Trajektorie des Spiegelbildes (40) des wenigstens einen Körperteils (38) entspricht, wenn der Benutzer (B) den Soll-Bewegungsablauf durchführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) Zugriff auf einen steuerungsmäßig hinterlegten Ablauf der Übung hat, der einen Soll-Bewegungsablauf des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) umfasst, wobei der wenigstens eine Zielbereich (42) derart bewegt wird, dass der Benutzer (B) den Soll-Bewegungsablauf der Übung korrekt durchführt, wenn der Benutzer (B) das Spiegelbild (40) des wenigstens einen Körperteils (38) stets innerhalb des wenigstens einen Zielbereiches (42) hält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) Zugriff auf einen steuerungsmäßig hinterlegten Ablauf der Übung hat, der einen Soll-Bewegungsablauf des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) umfasst, wobei das Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte aufweist: a) Bestimmen der Position des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) des Benutzers (B) in Bezug zur Reflektionsfläche (21) des Spiegels (14), b) optionales Bestimmen eines Benutzerbewegungsablaufs durch die Steuereinheit (20), den der Benutzer (B) mit dem wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteil (38) durchführt, c) Vergleichen der Position des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) und/oder des Benutzerbewegungsablaufs mit dem Soll-Bewegungsablauf, d) Ermitteln des Unterschieds zwischen der Position des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) und/oder dem Benutzerbewegungsablauf und dem Soll-Bewegungsablauf, und e) Ausgeben eines optischen Signals auf Basis des ermittelten Unterschieds durch die wenigstens eine Anzeigevorrichtung (29).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Signal zumindest teilweise darin besteht, dass sich der Zielbereich (42), die Soll-Trajektorie (46) und/oder eine dargestellte Benutzer-Trajektorie (52) des Spiegelbildes (40) des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) des Benutzers (B), auf dem der Unterschied zwischen dem Benutzerbewegungsablauf und dem Soll-Bewegungsablauf basiert, verfärbt und/oder dass sich die Form des Zielbereiches (42) ändert.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als zumindest Teil des optischen Signals ein Marker (48) derart ausgegeben wird, dass der Marker (48) auf oder im Bereich der Stelle (44) auf der Reflektionsfläche dargestellt wird, an der sich das von den Augen (A) des Benutzers (B) empfangene Spiegelbild (40) des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) befindet, auf dem der Unterschied zwischen dem Benutzerbewegungsablauf und dem Soll-Bewegungsablauf basiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Signal zumindest teilweise darin besteht, dass ein Korrekturhinweis (50) dargestellt wird, insbesondere ein Pfeil dargestellt wird, der im umgebenden Bereich der Stelle (44) auf der Reflektionsfläche (21) dargestellt wird, an der sich das von den Augen (A) des Benutzers (B) empfangene Spiegelbild (40) des wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteils (38) befindet, auf dem der Unterschied zwischen dem Benutzerbewegungsablauf und dem Soll-Bewegungsablauf basiert, wobei der Pfeil von den Augen (A) des Benutzers (B) derart empfangen wird, dass der Pfeil in eine Korrekturrichtung zeigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als zumindest Teil des optischen Signals der Zielbereich (42), die Soll-Trajektorie (46) und/oder zumindest ein Teil der Silhouette (56) angezeigt werden, insbesondere der Teil der Silhouette (56) angezeigt wird, der dem wenigstens einen in der Übung verwendeten Körperteil (38) entspricht, auf dem der Unterschied zwischen dem Benutzerbewegungsablauf und dem Soll-Bewegungsablauf basiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Übung mehrere Körperteile (38) des Benutzers verwendet werden und für wenigstens eines, insbesondere jedes der verwendeten Körperteile (38) ein zugeordneter Zielbereich (42) vorgesehen ist.
Trainingsvorrichtung zur Führung von Bewegungsabläufen eines Benutzers (B), mit einem Spiegel (14), der eine Vorderseite (V) und eine Rückseite (R) aufweist, wenigstens einer Anzeigevorrichtung (29), die auf der Rückseite (R) des Spiegels (14) vorgesehen ist, wenigstens einem Sensor (16), der auf einen Trainingsbereich (T) vor der Vorderseite (V) gerichtet ist, und einer Steuereinheit (20), die mit der wenigstens einen Anzeigevorrichtung (29) und dem wenigstens einen Sensor (16) informationstechnisch verbunden ist, wobei die Anzeigevorrichtung (29) derart angeordnet ist, dass eine von der Anzeigevorrichtung (29) erzeugten Darstellung durch den Spiegel (14) auf der Reflektionsfläche (21) vom Trainingsbereich (T) aus erkennbar ist, und wobei die Steuereinheit (20) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.