DE102020109414A1

DE102020109414A1 - Spielgerät

Info

Publication number: DE102020109414A1
Application number: DE102020109414.0A
Authority: DE
Inventors: Markos Aristides Kern
Original assignee: Fun With Balls GmbH
Current assignee: Fun With Balls GmbH
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-06-24
Also published as: CN114901370A; JP2023507857A; WO2021130179A1; US20220314098A1; EP4081319A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spielgerät (1) mit einer Anzeigenfläche (2), einem der Anzeigenfläche (2) zugeordneten Spielraum (8), einem Sensorsystem (3), das eingerichtet ist, eine Auftreffstelle (11) eines Objekts (6) auf der Anzeigenfläche (2) zu detektieren, einem Erfassungssystem (4), das eingerichtet, die Position des Objekts (6) und/oder eines Spielers (5) in zumindest einem Teilbereich des Spielraums (8) zu detektieren, und einer Recheneinheit (15), die eingerichtet ist, ein Zielfeld (7) auf der Anzeigenfläche (2) unter Verwendung der Position zu bestimmen, wobei das Spielgerät (1) eingerichtet ist, das Zielfeld (7) auf der Anzeigenfläche (2) anzuzeigen und zu ermitteln, ob die Auftreffstelle (11) in dem Zielfeld (7) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spielgerät.
Eine Rückschlag-Sportart ist eine Ballsportart, bei der zwei Spieler oder Teams sich ein Objekt, wie beispielsweise einen Ball, unter Einhaltung eines bestimmten Regelwerks via eine Wand zuspielen und dabei versuchen, den Gegner bei der Annahme oder Rückgabe zu Fehlern zu zwingen. Fehler einer Partei führen zu Punkten der anderen Partei und/oder geben dieser ein Aufschlagrecht. Squash ist eine Rückschlag-Sportart. Unter der Rückschlag-Sportart wird auch verstanden, wenn ein einzelner Spieler sich das Objekt via eine Wand zuspielt. Die Wand kann eine ebene oder gekrümmte Fläche oder eine Kante sein. Unter dem Objekt ist jedes Mittel zu verstehen, das an die Wand gespielt werden kann, um davon abzuprallen. Es sind Spielgeräte für die Rückschlag-Sportart bekannt, bei denen an der Wand Zielfelder angezeigt werden, die von dem Spieler mit dem Ball zu treffen sind. Die Zielfelder können dabei mit der Zeit variiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Spielgeräte zu verbessern.
Das erfindungsgemäße Spielgerät weist eine Anzeigenfläche, einen der Anzeigenfläche zugeordneten Spielraum, ein Sensorsystem, das eingerichtet ist, eine Auftreffstelle eines Objekts auf der Anzeigenfläche zu detektieren, ein Erfassungssystem, das eingerichtet, die Position des Objekts und/oder eines Spielers in zumindest einem Teilbereich des Spielraums zu detektieren, und eine Recheneinheit auf, die eingerichtet ist, ein Zielfeld auf der Anzeigenfläche unter Verwendung der Position zu bestimmen, wobei das Spielgerät eingerichtet ist, das Zielfeld auf der Anzeigenfläche anzuzeigen und zu ermitteln, ob die Auftreffstelle in dem Zielfeld liegt.
Mit dem erfindungsgemäßen Spielgerät ist es nun möglich, die Zielfelder abgestimmt auf die Position des Objekts und/oder des Spielers zu bestimmen. Dies eröffnet viele neue Möglichkeiten, ein Spiel des Spielers zu steuern. Gleichzeitig kann unter Verwendung des Sensorsystems bestimmt werden, ob die Auftreffstelle in dem Zielfeld liegt, d.h. ob das Objekt das Zielfeld getroffen hat. Somit ist ein verbessertes Spielgerät geschaffen. Beispielsweise kann das Spiel so gesteuert werden, dass es abwechslungsreich ist. So ist es zum Beispiel möglich, das Zielfeld derart zu bestimmen, dass der Spieler, wenn er das Objekt so gespielt hat, dass die Auftreffstelle in dem Zielfeld liegt, immer einige Schritte gehen muss, um das Objekt anschließend wieder zu erreichen.
Das Erfassungssystem weist bevorzugt eine Tiefenkamera auf. Die Tiefenkamera ist eingerichtet, ein zweidimensionales oder dreidimensionales Bild des Spielraums aufzunehmen, wobei jeder Bildpunkt des zweidimensionalen oder dreidimensionalen Bildes einen Abstandswert repräsentiert. Der Abstandswert kann beispielsweise der Abstand eines Punktes des Objekts und/oder des Spielers zu der Tiefenkamera sein. Die Tiefenkamera kann beispielsweise eingerichtet sein, den Abstand mittels einer Laufzeitmessung eines elektromagnetischen Impulses zu bestimmen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Erfassungssystem einen Laserscanner und/oder einen berührungsempfindlichen Boden aufweisen. Der Laserscanner kann ebenfalls eingerichtet sein, einen Abstand eines Punktes des Objekts und/oder des Spielers zu dem Laserscanner zu bestimmen. Der berührungsempfindliche Boden kann den Spielraum an seinem unteren Ende begrenzen und eingerichtet sein, die Position des Objekts und/oder des Spielers durch deren Berührung mit dem berührungsempfindlichen Boden zu bestimmen.
Das Spielgerät weist bevorzugt einen Projektor auf, der eingerichtet ist, das Zielfeld auf die Anzeigenfläche zu projizieren. Mit dem Projektor ist es besonders einfach möglich, ein bestehendes Spielfeld, wie beispielsweise einen Squash-Court, nachzurüsten und somit zu dem erfindungsgemäßen Spielgerät zu machen. Alternativ weist das Spielgerät bevorzugt einen Bildschirm auf, der die Anzeigenfläche aufweist.
Das Objekt ist bevorzugt ein reales Objekt. Alternativ dazu ist das Objekt bevorzugt ein virtuelles Objekt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des Sensorsystems weist das Sensorsystem bevorzugt eine erste Zeile von parallel angeordneten Lichtschranken auf, die eingerichtet ist, eine y-Koordinate der Auftreffstelle zu ermitteln. Das Sensorsystem kann eine Kamera aufweisen, die eingerichtet ist, eine z-Koordinate der Auftreffstelle zu ermitteln. Alternativ zu der Kamera kann das Sensorsystem eine zweite Zeile von parallel angeordneten Lichtschranken aufweisen, die eingerichtet ist, die z-Koordinate der Auftreffstelle zu ermitteln. Gemäß der ersten Ausführungsform ist das Objekt das reale Objekt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Sensorsystems weist das Sensorsystem bevorzugt eine Kamera auf, die eingerichtet ist, eine y-Koordinate und eine z-Koordinate der Auftreffstelle zu bestimmen. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Objekt das reale Objekt.
In einer dritten Ausführungsform des Sensorsystems kann das Spielgerät den Bildschirm aufweisen, der als ein Touchscreen ausgeführt ist und somit zumindest einen Teil des Sensorsystems bildet. Der Touchscreen kann eingerichtet sein, eine y-Koordinate und eine z-Koordinate der Auftreffstelle zu detektieren. Der Touchscreen kann dazu beispielsweise Drucksensoren, Lichtsensoren, eine berührungsempfindliche Folie und/oder eine berührungsempfindliche elektronische Farbe aufweisen. Gemäß der dritten Ausführungsform ist das Objekt das reale Objekt.
In einer vierten Ausführungsform des Sensorsystems kann das Sensorsystem zumindest teilweise von dem Erfassungssystem gebildet sein und das Sensorsystem kann eingerichtet sein, die Auftreffstelle aus der Position und/oder einer Bewegung eines Spielers abzuleiten. Beispielsweise dazu kann aus einer Armbewegung des Spielers ein Schlag mit einem Tennisschläger simuliert werden. Gemäß der vierten Ausführungsform ist das Objekt das virtuelle Objekt.
Bei allen Ausführungsformen des Sensorsystems kann die der y-Koordinate zugehörige y-Achse senkrecht zu der zu der z-Koordinate zugehörigen z-Achse angeordnet sein. Bei allen Ausführungsformen des Sensorsystems kann die y-Achse horizontal angeordnet sein und die z-Achse kann vertikal angeordnet sein.
Der Spielraum grenzt bevorzugt an die Anzeigenfläche an.
Die Recheneinheit ist bevorzugt ein Personalcomputer und/oder ein Server. Die Recheneinheit kann eingerichtet sein, zu ermitteln, ob die Auftreffstelle in dem Zielfeld liegt. Alternativ ist denkbar, dass das Spielgerät eine weitere Recheneinheit aufweist, die eingerichtet ist, zu ermitteln, ob die Auftreffstelle in dem Zielfeld liegt. Bei der weiteren Recheneinheit kann es sich ebenfalls um einen Personalcomputer und/oder um einen Server handeln.
Es ist bevorzugt, dass das Objekt ein fliegendes Objekt ist.
Es ist bevorzugt, dass das Objekt ein Ball, ein Medizinball oder ein Frisbee ist.
Das Spielgerät weist bevorzugt das Objekt auf.
Es ist bevorzugt, dass die Recheneinheit eingerichtet ist, anhand einer vorbestimmten Regel unter Verwendung der Position einen in dem Spielraum angeordneten Zielraum zu bestimmen, und unter Verwendung des Zielraums, der Position und eines ballistischen Modells des Objekts das Zielfeld so zu bestimmen, dass, wenn der Spieler das Objekt an das Zielfeld spielt, das Objekt nach einem Abprallen von der Anzeigenfläche in den Zielraum gelangt. Die vorbestimmte Regel kann beispielsweise so gewählt werden, dass der Zielraum an der Position des Spielers angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass der Spieler sich nicht oder nur geringfügig bewegen muss, um das Objekt zu erreichen. Dadurch ist es möglich, dass der Spieler sich auf das Spielen des Objekts konzentrieren kann. Alternativ kann die vorbestimmte Regel beispielsweise so gewählt werden, dass der Zielraum an einer anderen Position als der Position des Spielers angeordnet ist. Dadurch muss der Spieler, nachdem er das Objekt gespielt hat, seine Position ändern, um das Objekt zu erreichen, wodurch insbesondere die Fitness des Spielers trainiert wird. Dabei kann die Recheneinheit als eine Client-Recheneinheit ausgebildet sein, mit der die vorbestimmte Regel, insbesondere via den Server, von der Ferne in die Recheneinheit eingebbar und/oder manipulierbar ist. Dadurch ist es möglich, die vorbestimmte Regel schnell und/oder variantenreich zu verändern.
Die Recheneinheit ist bevorzugt eingerichtet, einen für den Zielraum repräsentativen Zielpunkt zu bestimmen, unter Verwendung des ballistischen Modells eine Trajektorie des Objekts zu berechnen, die sich von der Position des Objekts via die Anzeigenfläche bis zu dem Zielpunkt erstreckt, und das Zielfeld um einen Schnittpunkt der Trajektorie auf der Anzeigenfläche herum zu bestimmen. Je größer die Recheneinheit nun das Zielfeld bestimmt, desto größer wird dadurch der Spielraum bestimmt. Beispielsweise kann der Schnittpunkt in dem Schwerpunkt des Zielfelds angeordnet sein.
Es ist bevorzugt, dass in dem Fall, dass das Erfassungssystem nicht eingerichtet ist, die Position des Objekts zu bestimmen, die Recheneinheit eingerichtet ist, die Position des Objekts in Abhängigkeit der Position des Spielers zu bestimmen. Beispielsweise kann die Recheneinheit eingerichtet sein, die Position des Objekts gleichzusetzen mit der Position des Spielers. In einem alternativen Beispiel kann die Recheneinheit eingerichtet sein, die Position des Objekts nach einer vorbestimmten Rechenvorschrift an einer anderen Position als die Position des Spielers zu bestimmen. Dabei ist es denkbar, dass das Erfassungssystem eingerichtet ist, zu unterscheiden, ob der Spieler einen Schläger in einer Vorhand oder in einer Rückhand hält, und dass die vorbestimmte Rechenvorschrift unterschiedlich ist, je nachdem, ob der Spieler den Schläger in der Vorhand oder in der Rückhand hält.
Es ist bevorzugt, dass das ballistische Modell eine kräftefreie Bewegung des Objekts beschreibt. Dabei handelt es sich vorteilhaft um ein besonders wenig rechenintensives ballistisches Modell. Die Recheneinheit kann hierbei eingerichtet sein, unter Verwendung der Position des Objekts, und des Zielpunktes sowie unter Berücksichtigung der Reflexion des Objekts an der Anzeigenfläche die Trajektorie zu berechnen. Dabei ist es nicht erforderlich, dass eine Geschwindigkeit für das Objekt bestimmt wird. Es ist hierbei denkbar, dass das ballistische Modell einen Energieverlust der kinetischen Energie des Objekts durch das Abprallen von der Anzeigenfläche berücksichtigt. Dadurch wird das ballistische Modell besonders realistisch, so dass das Objekt, wenn es in das Zielfeld gespielt wird, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit den Zielraum erreicht.
Alternativ ist es bevorzugt, dass das ballistische Modell eine Beschleunigung durch die Schwerkraft aufweist. Dadurch wird das ballistische Modell besonders realistisch, so dass das Objekt, wenn es in das Zielfeld gespielt wird, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit den Zielraum erreicht. Es ist bevorzugt, dass das ballistische Modell einen Energieverlust der kinetischen Energie des Objekts durch das Abprallen von der Anzeigenfläche berücksichtigt. Dadurch wird das ballistische Modell besonders realistisch, so dass das Objekt, wenn es in das Zielfeld gespielt wird, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit den Zielraum erreicht. Zudem ist es bevorzugt, dass das ballistische Modell einen Luftreibungswiderstand berücksichtigt. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Objekt den Zielraum erreicht, wenn es in das Zielfeld gespielt wird, ist besonders hoch, wenn das ballistische Modell mehrere oder alle von der Beschleunigung durch die Schwerkraft, dem Energieverlust der kinetischen Energie des Objekts durch das Abprallen von der Anzeigenfläche und dem Luftreibungswiderstand berücksichtigt.
Das ballistische Modell weist bevorzugt eine Anfangsgeschwindigkeit für das Objekt an der Position des Objekts oder eine Endgeschwindigkeit für das Objekt an dem Zielpunkt auf. Für die Anfangsgeschwindigkeit kann eine übliche bei dem Spielen des Objekts auftretende Anfangsgeschwindigkeit gewählt werden. Dies kann beispielsweise eine übliche Geschwindigkeit sein, mit der der Spieler mit einem Schläger einen Squash-Ball oder einen Tennisball schlägt, einen Handball wirft oder einen Fußball schießt. Für die Endgeschwindigkeit kann eine übliche nach dem Abprallen und im Zielraum oder an dem Zielpunkt auftretende Geschwindigkeit gewählt werden. Indem das ballistische Modell die Anfangsgeschwindigkeit oder die Endgeschwindigkeit aufweist, ist es nicht erforderlich, eine Geschwindigkeit des Objekts zu messen, so dass das Zielfeld bestimmt und angezeigt werden kann, bevor der Spieler das Objekt spielt. Die Trajektorie kann nun beispielsweise berechnet werden, indem die Bewegungsgleichung mit der Position des Objekts und der Anfangsgeschwindigkeit als Anfangsbedingungen der Bewegungsgleichung gelöst wird. Die zu der Anfangsgeschwindigkeit zugehörige Richtung des Objekts kann so lange variiert werden, bis die Trajektorie in einen Akzeptanzbereich um den Zielpunkt gelangt. Alternativ kann die Bewegungsgleichung mit der Position des Objekts, dem Zielpunkt und der Endgeschwindigkeit als den Randbedingungen gelöst werden.
Es ist bevorzugt, dass in der Recheneinheit eine Mehrzahl der vorbestimmten Regeln gespeichert ist, die jeweils einen unterschiedlichen Schwierigkeitsgrad für den Spieler bei dem Spielen mit dem Spielgerät haben. Durch Wählen der vorherbestimmten Regel ist es nun möglich, den Schwierigkeitsgrad zu verändern.
Das Erfassungssystem ist bevorzugt eingerichtet, die Anzahl der Spieler zu bestimmen.
Es ist bevorzugt, dass das Erfassungssystem eingerichtet ist, die Anzahl der Spieler zu bestimmen, und in der Recheneinheit für jede Anzahl der Spieler jeweils eine andere der vorbestimmten Regeln oder ein anderer Satz der vorbestimmten Regeln gespeichert ist. Dadurch ist es möglich, die vorbestimmten Regeln automatisch an die Anzahl der Spieler anzupassen.
Das Erfassungssystem ist bevorzugt eingerichtet, die Positionen von zumindest des Objekts und des Spielers oder von mindestens zwei der Objekte oder von mindestens zwei der Spieler zu bestimmen. Dies eröffnet besonders viele neue Möglichkeiten, ein Spiel zu steuern.
Es ist bevorzugt, dass das Erfassungssystem eingerichtet ist, die Positionen von mindestens zwei der Spieler zu bestimmen, und die Recheneinheit eingerichtet ist, unter Verwendung der Positionen der mindestens zwei der Spieler den Zielraum zu bestimmen. Dadurch ist es möglich, das Spiel so zu steuern, dass es unwahrscheinlich für die mindestens zwei der Spieler ist, zu kollidieren, wodurch ein Verletzungsrisiko gering ist. So ist es beispielsweise möglich, das Zielfeld so zu bestimmen, dass sich einer der Spieler weg von den anderen der Spieler oder nur geringfügig in Richtung zu den anderen Spieler bewegen muss, um das Objekt zu erreichen.
Das Erfassungssystem ist bevorzugt eingerichtet, in dem Teilbereich des Spielraums eine Augenpunktposition eines Augenpunktes des Spielers zu bestimmen und die Perspektive eines auf der Anzeigenfläche angezeigten Bildes an die Augenpunktposition anzupassen. Dadurch hat der Spieler beim Benutzen des Spielgeräts ein besonders gutes visuelles Erlebnis. Das Erfassungssystem kann eingerichtet sein, die Position beider Augen des Spielers zu bestimmen und die Augenpunktposition als den Mittelpunkt der Positionen beider Augen zu bestimmen. Ebenso kann das Erfassungssystem eingerichtet sein, den Kopf zu detektieren und die Augenpunktposition beispielweise als Mittelpunkt des Kopfes oder als den Mittelpunkt einer Fläche zu bestimmen, die an dem der Anzeigenfläche zugewandten Ende des Kopfes liegt.
Das Erfassungssystem ist bevorzugt eingerichtet, zu erkennen, ob das Objekt von einer Hand des Spielers oder einem Fuß des Spielers gespielt wurde. In dem Fall, dass das Objekt von der Hand gespielt wurde, kann der Recheneinheit eine andere vorbestimmte Regel oder ein anderer Satz der vorbestimmten Regeln bereitgestellt sein als in dem Fall, dass das Objekt von dem Fuß gespielt wurde.
Es ist bevorzugt, dass das Erfassungssystem eingerichtet ist, zu erkennen, ob der Spieler einen Schläger in der Hand hält und insbesondere ob das Objekt von dem Schläger gespielt wurde. In dem Fall, dass der Spieler den Schläger in der Hand hält, kann der Recheneinheit eine andere vorbestimmte Regel oder ein anderer Satz der vorbestimmten Regeln bereitgestellt sein als in dem Fall, dass das Objekt von der Hand oder dem Fuß gespielt wurde.
Es ist bevorzugt, dass das Erfassungssystem eingerichtet ist, zu erkennen, ob das Objekt gemäß einem zu dem Spielgerät zugehörigen Regelwerk gespielt wurde. Dadurch kann ein Spielbetrug unterbunden werden.
Das Spielgerät ist bevorzugt eingerichtet, dass mit dem Spielgerät eine Rückschlag-Sportart, insbesondere Squash, Tennis, Volleyball, eine Schießsportart, insbesondere Bogenschießen, oder American Football gespielt werden kann.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist zwei der erfindungsgemäßen Spielgeräte oder zwei bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Spielgeräts auf, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, die in einem der Spielgeräte erfasste Position in dem anderen der Spielgeräte anzuzeigen. Die zwei Spielgeräte können an unterschiedlichen Orten aufgestellt sein, so dass zwei der Spieler oder zwei Teams gegeneinander oder miteinander über eine große Entfernung spielen können. Die Position kann auf der Anzeigenfläche des anderen der Spielgeräte angezeigt werden. Es ist bevorzugt, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, die in beiden Spielgeräten erfasste Positionen jeweils in dem anderen Spielgerät, insbesondere an dessen Anzeigenfläche, anzuzeigen.
Im Folgenden wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen die Erfindung näher erläutert.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Spielgeräts.
In 2 ist eine erste Ausführungsform für eine vorbestimmte Regel veranschaulicht.
In 3 ist eine zweite Ausführungsform für die vorbestimmte Regel veranschaulicht.
In 4 ist eine dritte Ausführungsform für die vorbestimmte Regel veranschaulicht.

Wie es aus 1 ersichtlich ist, weist ein Spielgerät 1 eine Anzeigenfläche 2, einen der Anzeigenfläche 2 zugeordneten Spielraum 8, ein Sensorsystem 3, das eingerichtet ist, eine Auftreffstelle 11 eines Objekts 6 auf der Anzeigenfläche 2 zu detektieren, ein Erfassungssystem 4, das eingerichtet, die Position des Objekts 6 und/oder eines Spielers 5 in zumindest einem Teilbereich des Spielraums 8 zu detektieren, und eine Recheneinheit 15 auf, die eingerichtet ist, ein Zielfeld 7 auf der Anzeigenfläche 2 unter Verwendung der Position zu bestimmen. Das Spielgerät 1 ist eingerichtet, das Zielfeld 7 auf der Anzeigenfläche 2 anzuzeigen und zu ermitteln, ob die Auftreffstelle 11 in dem Zielfeld 7 liegt. Der Spielraum 8 kann an die Anzeigenfläche 2 angrenzen. Bei der Recheneinheit 15 kann es sich um einen Personalcomputer und/oder einen Server handeln. Die Recheneinheit kann eingerichtet sein, zu ermitteln, ob die Auftreffstelle in dem Zielfeld liegt. Alternativ ist denkbar, dass das Spielgerät eine weitere Recheneinheit aufweist, die eingerichtet ist, zu ermitteln, ob die Auftreffstelle in dem Zielfeld liegt. Bei der weiteren Recheneinheit kann es sich ebenfalls um einen Personalcomputer und/oder um einen Server handeln. Das Objekt kann ein fliegendes Objekt sein. Dazu kann das Objekt 6 ein Ball, ein Medizinball oder ein Frisbee sein. Das Spielgerät 1 kann das Objekt 6 aufweisen. Es ist denkbar, dass der Zielraum 12 sich von einem unteren bis zu einem oberen Ende des Spielraums 8 erstreckt. Es ist auch denkbar, dass sich der Spielraum 12 nur in einem Teilbereich der Gesamthöhenerstreckung des Spielraums 12 erstreckt.
In 1 ist ein beispielhaftes Koordinatensystem mit einer x-Achse, einer y-Achse und einer z-Achse eingezeichnet, die jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind. Die x-Achse und die y-Achse sind horizontal angeordnet und die z-Achse ist vertikal angeordnet. Die Normale der Anzeigenfläche 2 ist parallel zu der x-Achse angeordnet.
1 zeigt, dass das Erfassungssystem 4 beispielsweise an einem oberen Ende der Anzeigenfläche 2 angeordnet sein kann. Es ist denkbar, dass das Erfassungssystem 4 eine Tiefenkamera aufweist. Die Tiefenkamera ist eingerichtet, ein zweidimensionales oder dreidimensionales Bild des Spielraums 8 aufzunehmen, wobei jeder Bildpunkt des zweidimensionalen oder dreidimensionalen Bildes einen Abstandswert repräsentiert. Der Abstandswert kann beispielsweise der Abstand eines Punktes des Objekts 6 und/oder des Spielers 5 zu der Tiefenkamera sein. Die Tiefenkamera kann beispielsweise eingerichtet sein, den Abstand mittels einer Laufzeitmessung eines elektromagnetischen Impulses zu bestimmen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Erfassungssystem 4 einen Laserscanner und/oder einen berührungsempfindlichen Boden 13 aufweisen. Der Laserscanner kann ebenfalls eingerichtet sein, einen Abstand eines Punktes des Objekts 6 und/oder des Spielers 5 zu dem Laserscanner zu bestimmen. Der berührungsempfindliche Boden 13 kann den Spielraum 8 an seinem unteren Ende begrenzen und eingerichtet sein, die Position des Objekts 6 und/oder des Spielers 5 durch deren Berührung mit dem berührungsempfindlichen Boden 13 zu bestimmen.
Das Spielgerät 1 kann einen Projektor aufweisen, der eingerichtet ist, das Zielfeld 7 auf die Anzeigenfläche 2 zu projizieren. Alternativ kann das Spielgerät 1 einen Bildschirm aufweisen, der die Anzeigenfläche 2 aufweist.
Das Objekt kann ein reales Objekt sein. Es ist zudem denkbar, dass das Objekt ein virtuelles Objekt ist.
Gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform des Sensorsystems 3 kann das Sensorsystem 3 eine erste Zeile von parallel angeordneten Lichtschranken aufweisen, die eingerichtet ist, eine y-Koordinate, die zu der y-Achse in 1 gehört, der Auftreffstelle 11 zu ermitteln. Das Sensorsystem 3 kann eine Kamera aufweisen, die eingerichtet ist, eine z-Koordinate, die zu der z-Achse in 1 gehört, der Auftreffstelle 11 zu ermitteln. Die Kamera kann eingerichtet sein, zum Bestimmen der z-Koordinate die Geschwindigkeit und die Richtung des Objekts 6 vor und nach dem Aufprall auf der Auftreffstelle 11 heranzuziehen. Alternativ zu der Kamera kann das Sensorsystem 3 eine zweite Zeile von parallel angeordneten Lichtschranken aufweisen, die eingerichtet ist, die z-Koordinate der Auftreffstelle 11 zu ermitteln. Gemäß der ersten Ausführungsform kann das Objekt das reale Objekt sein.
Gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des Sensorsystems 3 weist das Sensorsystem 3 bevorzugt eine Kamera auf, die eingerichtet ist, eine y-Koordinate, die zu der y-Achse in 1 gehört, und eine z-Koordinate, die zu der z-Achse in 1 gehört, der Auftreffstelle 11 zu bestimmen. Gemäß der zweiten Ausführungsform kann das Objekt das reale Objekt sein.
In einer dritten beispielhaften Ausführungsform des Sensorsystems 3 kann das Spielgerät 1 den Bildschirm aufweisen, der als ein Touchscreen ausgeführt ist und somit zumindest einen Teil des Sensorsystems 3 bildet. Der Touchscreen kann eingerichtet sein, eine y-Koordinate, die zu der y-Achse in 1 gehört, und eine z-Koordinate, die zu der z-Achse in 1 gehört, der Auftreffstelle 11 zu bestimmen. Gemäß der dritten Ausführungsform kann das Objekt das reale Objekt sein.
In einer vierten Ausführungsform des Sensorsystems 3 kann das Sensorsystem 3 zumindest teilweise von dem Erfassungssystem 4 gebildet sein und das Sensorsystem 3 kann eingerichtet sein, die Auftreffstelle aus der Position und/oder einer Bewegung eines Spielers 5 abzuleiten. Beispielsweise dazu kann aus einer Armbewegung des Spielers 5 ein Schlag mit einem Tennisschläger simuliert werden. Gemäß der vierten Ausführungsform ist das Objekt das virtuelle Objekt.
2 bis 4 zeigen, dass die Recheneinheit 15 eingerichtet sein kann, anhand einer vorbestimmten Regel unter Verwendung der Position einen in dem Spielraum 8 angeordneten Zielraum 12 zu bestimmen, und unter Verwendung des Zielraums 12, der Position und eines ballistischen Modells des Objekts 6 das Zielfeld 7 so zu bestimmen, dass, wenn der Spieler 5 das Objekt 6 an das Zielfeld 7 spielt, das Objekt 6 nach einem Abprallen von der Anzeigenfläche 2 in den Zielraum 12 gelangt. Dazu kann die Recheneinheit 15 eingerichtet sein, einen für den Zielraum 12 repräsentativen Zielpunkt 9 zu bestimmen, unter Verwendung des ballistischen Modells eine Trajektorie 10 des Objekts 6 zu berechnen, die sich von der Position des Objekts 6 via die Anzeigenfläche 2 bis zu dem Zielpunkt 9 erstreckt, und das Zielfeld 7 um einen Schnittpunkt 14 der Trajektorie 10 auf der Anzeigenfläche 2 herum zu bestimmen. Dabei kann die Recheneinheit 15 als eine Client-Recheneinheit ausgebildet sein, mit der die vorbestimmte Regel, insbesondere via den Server, von der Ferne in die Recheneinheit 15 eingebbar und/oder manipulierbar ist.
Zum Bestimmen der Trajektorie 10 kann das Erfassungssystem 4 eingerichtet sein, die Position des Objekts 6 zu bestimmen. In dem alternativen Fall, dass das Erfassungssystem 4 nicht eingerichtet ist, die Position des Objekts 6 zu bestimmen, kann die Recheneinheit 15 eingerichtet sein, die Position des Objekts 6 in Abhängigkeit der Position des Spielers 5 zu bestimmen. Beispielsweise ist denkbar, dass die Recheneinheit 15 eingerichtet ist, die Position des Objekts 6 gleichzusetzen mit der Position des Spielers 5, wie es beispielsweise in 2 bis 4 angedeutet ist. Alternativ ist es denkbar, dass die Recheneinheit 15 eingerichtet sein kann, die Position des Objekts 6 nach einer vorbestimmten Rechenvorschrift an einer anderen Position als die Position des Spielers 5 zu bestimmen. Dabei ist es denkbar, dass das Erfassungssystem 4 eingerichtet ist, zu unterscheiden, ob der Spieler 5 einen Schläger in einer Vorhand oder in einer Rückhand hält, und dass die vorbestimmte Rechenvorschrift unterschiedlich ist, je nachdem, ob der Spieler 5 den Schläger in der Vorhand oder in der Rückhand hält.
Es ist denkbar, dass das ballistische Modell eine kräftefreie Bewegung des Objekts 6 beschreibt. Hierbei ist es denkbar, dass die Recheneinheit 15 eingerichtet ist, die Trajektorie 10 ohne die Verwendung einer Geschwindigkeit des Objekts zu bestimmen. Alternativ ist es denkbar, dass das ballistische Modell bei der Berechnung der Trajektorie 10 auftretende Kräfte berücksichtigt. Hierbei ist es denkbar, dass die Recheneinheit 15 eingerichtet ist, eine Geschwindigkeit des Objekts 6 zu berücksichtigen. Dabei ist denkbar, dass das ballistische Modell eine Anfangsgeschwindigkeit für das Objekt 6 an der Position des Objekts oder eine Endgeschwindigkeit für das Objekt 6 an dem Zielpunkt 9 aufweist. Um die auftretenden Kräfte zu berücksichtigen, kann das ballistische Modell eine Beschleunigung durch die Schwerkraft aufweisen, einen Luftreibungswiderstand berücksichtigen und/oder einen Energieverlust der kinetischen Energie des Objekts 6 durch das Abprallen von der Anzeigenfläche 2 berücksichtigen.
In 2 bis 4 sind drei beispielhafte Ausführungsformen für die vorbestimmte Regel dargestellt, wobei die vorbestimmte Regel gemäß 2 sich auf ein Spiel bezieht, bei dem nur ein einzelner der Spieler 5 in dem Spielraum 8 sich befindet, die vorbestimmte Regel gemäß 3 sich auf ein Spiel bezieht, bei dem genau zwei der Spieler 5, 5' in dem Spielraum 8 sich befinden, und die vorbestimmte Regel gemäß 3 sich auf ein Spiel bezieht, bei dem genau zwei der Spieler 5, 5' oder mehr als zwei der Spieler 5, 5', 5'' in dem Spielraum 8 sich befinden. Gemäß 3 wird das Spiel von den Spielern 5, 5', 5'' miteinander und mit lediglich einem Objekt 6 gespielt, wohingegen gemäß 4 das Spiel von Spielern 5, 5', 5'' nebeneinander mit jeweils einem Objekt 6 für jeden der Spieler 5, 5', 5'' gespielt wird.
Für die Ausführungsform gemäß 2 ist das Zielfeld 7 so gewählt, dass eine Gerade, die parallel zu der x-Achse und durch den Schnittpunkt 14 verläuft, neben dem Spieler 5 verläuft. Dadurch muss der Spieler 5, nachdem er das Objekt 6 in das Zielfeld 7 gespielt hat, sich bewegen, um anschließend das Objekt 6 wieder zu erreichen. Alternativ ist denkbar, dass eine Gerade, die parallel zu der x-Achse und durch den Schnittpunkt 14 verläuft, den Spieler 5 trifft. Es ist denkbar, dass in der Recheneinheit 15 eine Mehrzahl der vorbestimmten Regeln gespeichert ist, die jeweils einen unterschiedlichen Schwierigkeitsgrad für den Spieler 5 bei dem Spielen mit dem Spielgerät 1 haben. So kann beispielsweise mit zunehmenden Schwierigkeitsgrad der Abstand von der Position zu dem Zielraum 12 immer länger gewählt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist das Erfassungssystem 2 eingerichtet, die Positionen von zwei der Spieler, nämlich einem ersten Spieler 5 und einem zweiten Spieler 5', zu bestimmen. Zudem ist die Recheneinheit 15 eingerichtet, unter Verwendung der Positionen des ersten Spielers 5 und des zweiten Spielers 5' den Zielraum 12 zu bestimmen. Der erste Spieler 5 spielt das Objekt 6 an die Anzeigenfläche und der zweite Spieler 5' soll das Objekt 6 erreichen. Der Zielraum 12 kann nun so gewählt werden, dass der Zielraum 12 auf der dem ersten Spieler 5 abgewandten Seite des zweiten Spielers 5' angeordnet ist. Dadurch muss der zweite Spieler 5' sich von dem ersten Spieler 5 weg bewegen, um das Objekt 6 zu erreichen. Alternativ ist denkbar, dass der Zielraum 12 an der Position des zweiten Spielers 5' angeordnet ist. Dadurch kann der zweite Spieler 5' sich auf das Spielen des Objekts 6 konzentrieren. Es ist auch denkbar, dass der Zielraum 12 zwischen dem ersten Spieler 5 und dem zweiten Spieler 5' angeordnet ist. Dadurch muss der zweite Spieler 5' sich zu dem ersten Spieler 5 hin bewegen, um das Objekt 6 zu erreichen. Es ist auch denkbar, dass gemäß der vorbestimmten Regel bei aufeinanderfolgen Spielzügen abgewechselt wird zwischen dem Zielraum 12, der auf der dem ersten Spieler 5 abgewandten Seite des zweiten Spielers 5' angeordnet ist, dem Zielraum 12, der an der Position des zweiten Spielers 5' angeordnet ist, und/oder dem Zielraum 12, der zwischen dem ersten Spieler 5 und dem zweiten Spieler 5' angeordnet ist. Es ist denkbar, dass in der Recheneinheit 15 eine Mehrzahl der vorbestimmten Regeln gespeichert ist, die jeweils einen unterschiedlichen Schwierigkeitsgrad für den zweiten Spieler 5' bei dem Spielen mit dem Spielgerät 1 haben. So kann beispielsweise mit zunehmenden Schwierigkeitsgrad der Abstand des Zielraums 12 zu der Position des zweiten Spielers 5' immer länger gewählt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist das Erfassungssystem 4 eingerichtet, die Positionen von mindestens zwei der Spieler 5, 5', 5'' zu bestimmen. Zudem ist die Recheneinheit 15 eingerichtet, unter Verwendung der Positionen für jeden der Spieler 5, 5', 5'' jeweils einen Spielraum 12 zu bestimmen. Der Zielraum 12 eines jeden der Spieler 5, 5', 5'' kann so bestimmt werden, dass der Zielraum 12 zwischen den zu dem Zielraum 12 zugehörigen Spieler 5, 5', 5'' und dessen benachbarten Spieler 5, 5', 5'' angeordnet ist, oder in dem Fall, dass der Spieler 5'' nur einen benachbarten Spieler 5' hat, auf der dem benachbarten 5' Spieler abgewandten Seite des Spielers 5'' angeordnet sein. Es ist denkbar, dass in der Recheneinheit 15 eine Mehrzahl der vorbestimmten Regeln gespeichert ist, die jeweils einen unterschiedlichen Schwierigkeitsgrad für die Spieler 5, 5',5'' bei dem Spielen mit dem Spielgerät 1 haben. So kann beispielsweise mit zunehmenden Schwierigkeitsgrad der Abstand von der Position zu dem Zielraum 12 immer länger gewählt werden.
Das Erfassungssystem 4 kann eingerichtet sein, die Anzahl der Spieler 5 zu bestimmen. Zudem kann in der Recheneinheit 15 für jede Anzahl der Spieler 5 jeweils eine andere der vorbestimmten Regeln oder ein anderer Satz der vorbestimmten Regeln gespeichert sein. Beispielsweise können die vorbestimmten Regeln oder die Sätze der vorbestimmten Regeln die für die 2 bis 4 beschriebenen vorbestimmten Regeln sein.
Das Erfassungssystem kann eingerichtet sein, in dem Teilbereich des Spielraums 8 eine Augenpunktposition eines Augenpunktes des Spielers 5 zu bestimmen und die Perspektive eines auf der Anzeigenfläche 2 angezeigten Bildes an die Augenpunktposition anzupassen. Dazu kann das Erfassungssystem beispielsweise eingerichtet sein, die Position beider Augen des Spielers 5 zu bestimmen und die Augenpunktposition als den Mittelpunkt der Positionen beider Augen zu bestimmen. Ebenso kann das Erfassungssystem beispielsweise eingerichtet sein, den Kopf zu detektieren und die Augenpunktposition beispielweise als Mittelpunkt des Kopfes oder als den Mittelpunkt einer Fläche zu bestimmen, die an dem der Anzeigenfläche zugewandten Ende des Kopfes liegt.
Das Erfassungssystem 4 kann eingerichtet, zu erkennen, ob das Objekt 6 von einer Hand des Spielers 5 oder einem Fuß des Spielers 5 gespielt wurde. Außerdem kann das Erfassungssystem 4 eingerichtet sein, zu erkennen, ob der Spieler 5 einen Schläger in der Hand hält und insbesondere ob das Objekt 6 von dem Schläger gespielt wurde. Das Erfassungssystem 4 kann zudem eingerichtet sein, zu erkennen, ob das Objekt 6 gemäß einem zu dem Spielgerät 1 zugehörigen Regelwerk gespielt wurde.
Es ist denkbar, dass das Spielgerät 1 eingerichtet ist, dass mit dem Spielgerät 1 eine Rückschlag-Sportart, insbesondere Squash, Tennis, eine Schießsportart, insbesondere Bogenschießen, oder American Football gespielt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Spielgerät
2: Anzeigenfläche
3: Sensorsystem
4: Erfassungssystem
5: Spieler
6: Objekt
7: Zielfeld
8: Spielraum
9: Zielpunkt
10: Trajektorie
11: Auftreffstelle
12: Zielraum
13: Boden
14: Schnittpunkt

Claims

Spielgerät mit einer Anzeigenfläche (2), einem der Anzeigenfläche (2) zugeordneten Spielraum (8), einem Sensorsystem (3), das eingerichtet ist, eine Auftreffstelle (11) eines Objekts (6) auf der Anzeigenfläche (2) zu detektieren, einem Erfassungssystem (4), das eingerichtet, die Position des Objekts (6) und/oder eines Spielers (5) in zumindest einem Teilbereich des Spielraums (8) zu detektieren, und einer Recheneinheit (15), die eingerichtet ist, ein Zielfeld (7) auf der Anzeigenfläche (2) unter Verwendung der Position zu bestimmen, wobei das Spielgerät (1) eingerichtet ist, das Zielfeld (7) auf der Anzeigenfläche (2) anzuzeigen und zu ermitteln, ob die Auftreffstelle (11) in dem Zielfeld (7) liegt.
Spielgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Recheneinheit (15) eingerichtet ist, anhand einer vorbestimmten Regel unter Verwendung der Position einen in dem Spielraum (8) angeordneten Zielraum (12) zu bestimmen, und unter Verwendung des Zielraums (12), der Position und eines ballistischen Modells des Objekts (6) das Zielfeld (7) so zu bestimmen, dass, wenn der Spieler (5) das Objekt (6) an das Zielfeld (7) spielt, das Objekt (6) nach einem Abprallen von der Anzeigenfläche (2) in den Zielraum (12) gelangt.
Spielgerät gemäß Anspruch 2, wobei die Recheneinheit (15) eingerichtet ist, einen für den Zielraum (12) repräsentativen Zielpunkt (9) zu bestimmen, unter Verwendung des ballistischen Modells eine Trajektorie (10) des Objekts (6) zu berechnen, die sich von der Position des Objekts (6) via die Anzeigenfläche (2) bis zu dem Zielpunkt (9) erstreckt, und das Zielfeld (7) um einen Schnittpunkt der Trajektorie (10) auf der Anzeigenfläche (2) herum zu bestimmen.
Spielgerät gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei in dem Fall, dass das Erfassungssystem (4) nicht eingerichtet ist, die Position des Objekts (6) zu bestimmen, die Recheneinheit (15) eingerichtet ist, die Position des Objekts (6) in Abhängigkeit der Position des Spielers (5) zu bestimmen, insbesondere ist die Recheneinheit (15) eingerichtet, die Position des Objekts (6) gleichzusetzen mit der Position des Spielers (5).
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das ballistische Modell eine kräftefreie Bewegung des Objekts (6) beschreibt.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das ballistische Modell eine Anfangsgeschwindigkeit für das Objekt (6) an der Position des Objekts oder eine Endgeschwindigkeit für das Objekt (6) an dem Zielpunkt (9) aufweist.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4 und 6, wobei das ballistische Modell eine Beschleunigung durch die Schwerkraft aufweist.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das ballistische Modell einen Energieverlust der kinetischen Energie des Objekts (6) durch das Abprallen von der Anzeigenfläche (2) berücksichtigt.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei in der Recheneinheit (15) eine Mehrzahl der vorbestimmten Regeln gespeichert ist, die jeweils einen unterschiedlichen Schwierigkeitsgrad für den Spieler (5) bei dem Spielen mit dem Spielgerät (1) haben.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Erfassungssystem (4) eingerichtet ist, die Anzahl der Spieler (5) zu bestimmen.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Erfassungssystem (4) eingerichtet ist, die Anzahl der Spieler (5) zu bestimmen, und in der Recheneinheit (15) für jede Anzahl der Spieler (5) jeweils eine andere der vorbestimmten Regeln oder ein anderer Satz der vorbestimmten Regeln gespeichert ist.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Erfassungssystem (4) eingerichtet ist, die Positionen von zumindest des Objekts (6) und des Spielers (5) oder von mindestens zwei der Objekte (6) oder von mindestens zwei der Spieler (5) zu bestimmen.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei das Erfassungssystem (4) eingerichtet ist, die Positionen von mindestens zwei der Spieler (5) zu bestimmen, und die Recheneinheit (15) eingerichtet ist, unter Verwendung der Positionen der mindestens zwei der Spieler (5) den Zielraum (12) zu bestimmen.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Erfassungssystem (4) eingerichtet ist, in dem Teilbereich des Spielraums (8) eine Augenpunktposition eines Augenpunktes des Spielers (5) zu bestimmen und die Perspektive eines auf der Anzeigenfläche (2) angezeigten Bildes an die Augenpunktposition anzupassen.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Erfassungssystem (4) eingerichtet ist, zu erkennen, ob das Objekt (6) von einer Hand des Spielers (5) oder einem Fuß des Spielers (5) gespielt wurde.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Erfassungssystem (4) eingerichtet ist, zu erkennen, ob der Spieler (5) einen Schläger in der Hand hält und insbesondere ob das Objekt (6) von dem Schläger gespielt wurde.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Erfassungssystem (4) eingerichtet ist, zu erkennen, ob das Objekt (6) gemäß einem zu dem Spielgerät (1) zugehörigen Regelwerk gespielt wurde.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Objekt (6) ein Ball, ein Medizinball oder ein Frisbee ist.
Spielgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Spielgerät (1) eingerichtet ist, dass mit dem Spielgerät (1) eine Rückschlag-Sportart, insbesondere Squash, Tennis, Volleyball, eine Schießsportart, insbesondere Bogenschießen, oder American Football gespielt werden kann.
Vorrichtung mit zwei Spielgeräten (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei Vorrichtung eingerichtet ist, die in einem der Spielgeräte (1) erfasste Position in dem anderen der Spielgeräte (1) anzuzeigen, insbesondere auf der Anzeigenfläche (2) des anderen der Spielgeräte (1).