DE10362202B4

DE10362202B4 - Ballsensor

Info

Publication number: DE10362202B4
Application number: DE2003162202
Authority: DE
Inventors: Walter 88483 Englert
Original assignee: Cairos Technologies AG
Current assignee: Cairos Technologies AG
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2011-08-11
Anticipated expiration: 2023-08-23

Abstract

Bewegliches und kompressibles Spielobjekt (10), mit folgenden Merkmalen: einem Sender (S), der ausgebildet ist, um mit wenigstens einem Empfänger (E1) außerhalb des Spielobjekts (10) zu kommunizieren; einem in dem Spielobjekt angebrachten Drucksensor (SD) zur Aufnahme von Signalen (SD'), die Kräfte darstellen, die auf das Spielobjekt (10) wirken, und einem Wandler zur Transformation der Signale (SD', SB') zur Übermittlung an den Sender (S), und wobei das Spielobjekt weiterhin eine Kennung (K) aufweist und der Sender (S) so ausgebildet ist, die Kennung und die transformierten Signale als Daten (D) an den Empfänger zu übertragen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Kräfte, die auf ein bewegliches, kompressibles, bespielbares Objekt wirken.
Stand der Technik
Das Studium von Kräften, die zweckbestimmt auf Objekte übertragen werden, um diese zu beschleunigen und bestimmte Bewegungsabläufe zu erzielen, ist ein Anliegen insbesondere von Menschen, deren Focus auf dem zielgerichteten Einsatz von bewegten Sportgeräten liegt. Als Sportgeräte sind hier vor allem Spielbälle wie Hand-, Volley-, Basket- oder besonders Fußbälle zu nennen. Um einen Ballspieler an seinem Sportgerät technisch zu schulen, ist es nahezu unerlässlich, dass er Kenntnis über die Einwirkung seines Körpers auf sein Sportgerät erlangt. Dies ist jedoch nur dann exakt möglich, wenn das Sportgerät mit entsprechenden Messinstrumenten derart ausgestattet ist, dass die interessierenden Parameter sensorisch erfasst werden können. Schließlich ist es sinnvoll, dass der Spieler direkten Zugriff auf die erfassten Daten erhält, so dass er in Abhängigkeit von diesen seine Spielweise umgehend ändern kann.
Aus dem Stand der Technik sind bisher Sender-Empfänger-Systeme bekannt, mittels derer die Position bewegter Objekte im dreidimensionalen Raum festgestellt werden kann. So beschreibt die DE 197 46 168 A1 die Funkpeilung von Tennisbällen und die US 4,675,816 offenbart ein Verfahren zur Positionsangabe von Fußbällen auf einem Spielfeld mittels Radiowellen, die von einem Sender im Ball emittiert und von rotierenden Antennen aufgenommen werden. Ein aktives Messsystem in bewegten Objekten wie Spielbällen ist jedoch nicht bekannt, mit dem spieltechnisch relevante Parameter wie die auf ein Spielgerät einwirkende Kraft oder die Beschleunigung gemessen werden können.
Aus US 6,157,898 A ist ein Spielball bekannt, in dem ein Beschleunigungssensor 102 zur Messung von Kräften, ein Wandler 104 zur Transformation der durch die Kraftmessung entstandenen Signale und ein Sender 106 zur Übermittlung der vom Wandler kommenden Signale an einen sich außerhalb des Spielballs befindlichen Empfänger 110 angeordnet sind.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bewegliches und kompressibles Spielobjekt oder eine Empfängereinheit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein bewegliches und kompressibles Spielobjekt gemäß Anspruch 1 oder durch eine Empfängereinheit gemäß Anspruch 3 gelöst.
Das Objekt ist mit mindestens einem Sender versehen, der mit einem oder mehreren externen Empfängern kommuniziert. Die Signale, die der oder die Empfänger vom Sender erhalten, werden transformiert und ausgewertet. Ein Drucksensor und/oder ein dreidimensionale Beschleunigungssensor nimmt Signale auf, die mittels eines Wandlers transformiert und an einen Sender übermittelt werden.
Um das bewegliche Objekt eindeutig zu charakterisieren, ist es vorzugsweise mit einer elektronisch erfassbaren Kennung versehen, die durch eigens vorgesehene Übertragungsmittel nebst den durch Druck und/oder Beschleunigung erzeugten Signalen vom Sender an den oder die Empfänger übertragen wird. Die aus den Sensoren und der Sendeeinheit bestehende Systemkomponente ist in einem Volumen unterzubringen, das beispielsweise von einem gewöhnlichen Spielball zur Verfügung gestellt wird; eine Ausführungsform der Empfängereinheit lässt sich mit einem Display von der Größe, wie sie beispielsweise bei Pulsuhren vorliegt, an einem Armband anbringen, so dass eine vorteilhafte Größe zur ortsunabhängigen Verwendung des Systems vorhanden ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 Eine schematische Darstellung der Vorrichtung, bestehend aus Sender- und Empfängerkomponente,
2 Eine schematische Darstellung der Wechselwirkungen zwischen Sender und Empfängern.
Gemäß 1 umfasst die Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Kräfte, die auf ein bewegliches, kompressibles, bespielbares Objekt 10 wie einen Spielball wirken, wenigstens einen Sender S, der mit wenigstens einem Empfänger E₀ bis E_n kommuniziert, der sich außerhalb des Objekts 10 befindet. Zur Aufnahme von Signalen S_D', S_B', die dadurch erzeugt werden, dass durch Bespielen Druck auf das Objekt gebracht und/oder dieses – gegebenenfalls auch durch Werfen, Katapultieren oder ähnliches – beschleunigt wird, weist die Vorrichtung wenigstens einen Drucksensor S_D und/oder einen dreidimensionalen Beschleunigungssensor S_B, sowie einen Wandler zur Transformation der Signale zur Übermittlung an den Sensor S innerhalb des Objekts 10 auf. Insbesondere für eine dreidimensionale Ortung ist es unter Umständen auch sinnvoll z. B. mehrere Beschleunigungssensoren in verschiedenen Koordinatenrichtungen vorzusehen.
Mit Hilfe der ebenfalls innerhalb des Objekts 10 vorliegenden elektronisch erfassbaren Kennung K des Objekts und ersten ballinternen, im Sensor S befindlichen Übertragungsmitteln kann die Kennung K ebenso wie die durch Druck und/oder Beschleunigung erzeugten Signale S₀ vom Sender S als Daten D an den oder die Empfänger E₁–E_n übertragen werden. Die Anzahl der Empfänger kann sich hierbei von 1 bis n erstrecken. Das Auswertesystem A, welches die von einem Empfänger E₁ E_n erhaltenen elektronischen Signale D auswertet, gibt diese an eine Anzeigeeinheit B weiter mittels der die ausgewerteten Signale D, insbesondere auch graphisch aufgearbeitet, bequem abgelesen werden können.
In einer weiteren Ausführungsform vertilgt wenigstens einer der Empfänger E₁ bis E_n über eine Schnittstelle, die vorzugsweise eine USB-Schnittstelle ist, an ein weiteres Medium zur Datenverarbeitung und/oder Darstellung.
Die Energie, die der wenigstens eine Sender S zum Betrieb der Vorrichtung benötigt, wird durch eine autonome, zeichnerisch nicht dargestellte Energieversorgung bereit gestellt; es lassen sich Batterie betriebene Energiequellen ebenso einsetzen wie solche, die Ihre Energie aus kapazitiver Aufladung beziehen.
In 2 wird ein Verfahren zur Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung skizziert: Das kompressible, bespielbare Objekt 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Spielball, der mit einem Sender S, – im Ausführungsbeispiel – einem internen Drucksensor S_D und/oder Beschleunigungssensor S_B gemäß 1 bestückt ist. Der wenigstens eine Sensor S kommuniziert mit einer der Empfängereinheiten E außerhalb des beweglichen Objekts 10, der hier am Arm von einem Ballspieler getragen wird. Der in der Empfängereinheit E befindliche Empfänger E₁ wird zur Aktivierung in die Nähe des Balles gehalten, nachdem dieser einen durch Druck erzeugten (Start-)impuls I₀ erhalten hat. Es kann sodann eine Taste an der Empfängereinheit E mit Empfänger E₁ betätigt werden, wodurch die Aufnahme der elektronischen Kennung K durch den Empfänger E₁ bewirkt wird, der ab dem Zeitpunkt dieser Aktivierung auf genau dieses Spielobjekt mit dieser Kennung reagiert. Nachfolgende Impulse I_n werden durch die Sensoren S_D, S_B aufgenommen, welche die aus den Impulsen I_n resultierenden Signale S_D', S_B' nach Transformation mit Hilfe des Sender S an die Empfänger E₁ bis E₂ weitergegeben, wo diese online ausgewertet werden. Zur Übertragung werden bevorzugt elektromagnetische Wellen im Funkbereich eingesetzt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind nur zwei Empfängereinheiten zeichnerisch dargestellt, wobei der Empfänger E₂ mit einer USB-Schnittstelle ausgerüstet ist und somit die weitere Bearbeitung der Daten durch einen PC ermöglicht. Der Empfänger E₁ am Arm des Spielers hingegen weist dem Spieler die aufgebrachte Druckkraft auf den Ball bzw. seine Beschleunigung in Form von Zahlenwerten aus, so dass der Spieler bedarfsweise sofort Einfluss auf seine Spieltechnik nehmen kann.
Eine derartige Ausgestaltung dieser Vorrichtung erlaubt, dass, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, sämtliche während eines Spiels, einer Spielperiode oder über beliebige Zeiträume hinaus erhaltene Messdaten mit Hilfe eines PCs oder anderem Datenverarbeitungssystem aufgezeichnet und verwaltet werden können. So lassen sich insbesondere in spielerisch wichtigen Phasen wie Trainings-, Aufbau- oder Turnierphasen technische Verbesserungen, die sich in Form von verstärkter Schusskraft und höherer Beschleunigung ausdrücken, verfolgen und auch statistisch verwerten. Die jeweils erhaltenen Daten liefern so eine wertvolle Grundlage für weitere zielgerichtete Trainingsarbeit. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsbeispiele als das in 2 gezeigte möglich. Neben dem Einsatz von mehreren Empfängern pro einem Sensor, respektive einem Spielobjekt, ist es ebenfalls möglich, dass mehrere Bälle bespielt werden, die über ein aktives Sensorsystem verfügen. Durch die in jedem solchen Ball befindliche Kennung K ist jeder Ball jederzeit eindeutig zuordenbar.
So kann mit dem erfindungsgemäßen, kostengünstigen und nutzerfreundlichen System in einem Training mit mehreren Spielern und Bällen individuell jeder Spieler sein Augenmerk auf den zu eigenen, zu verbessernden oder zu untersuchenden Parameter richten: Während der eine seine Schusskraft üben möchte, kann der andere seine Ballführung schulen oder die Frequenz feststellen, mit der er beim Kopfballtraining seinen Ball berührt. Auch Übungen wie das Durchlaufen eines Parcours können dazu genutzt werden; die spielerische Qualität kann beispielsweise daran erkannt werden, wie viel Spielzüge für die Bewältigung des Parcours benötigt werden.
Bezugszeichenliste

10: Objekt
A: Auswerteeinheit
B: Bildschirm (Display)
D: Signale
E: Empfängereinheit
E1–En: Anzahl der Empfänger
E1, E2: Empfänger im bevorzugten Ausführungsbeispiel
I0: Impuls (Startimpuls) Nachfolgende Impulse
K: Kennung
S: Sender
SB: Beschleunigungssensor
SD: Drucksensor
SD', SB': Druck-, Beschleunigungssignal

Claims

Bewegliches und kompressibles Spielobjekt (10), mit folgenden Merkmalen: einem Sender (S), der ausgebildet ist, um mit wenigstens einem Empfänger (E₁) außerhalb des Spielobjekts (10) zu kommunizieren; einem in dem Spielobjekt angebrachten Drucksensor (S_D) zur Aufnahme von Signalen (S_D'), die Kräfte darstellen, die auf das Spielobjekt (10) wirken, und einem Wandler zur Transformation der Signale (S_D', S_B') zur Übermittlung an den Sender (S), und wobei das Spielobjekt weiterhin eine Kennung (K) aufweist und der Sender (S) so ausgebildet ist, die Kennung und die transformierten Signale als Daten (D) an den Empfänger zu übertragen.
Spielobjekt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender ausgebildet ist, um ansprechend auf einen ersten durch den Drucksensor erfassten Impuls (I₀) aktiviert zu werden und die Kennung zu senden, und dass der Drucksensor ausgebildet ist, um nachfolgende Impulse (I_n) aufzunehmen, und dass der Sender ausgebildet ist, um aus den nachfolgenden Impulsen resultierende Signale nach Transformation durch den Wandler an den wenigstens einen Empfänger zu übertragen.
Empfängereinheit (E) zur Kommunikation mit einem beweglichen und kompressiblen Spielobjekt (10), mit folgenden Merkmalen: einem Empfänger (E₁) zum Empfangen von Signalen von dem Spielobjekt; einem Auswertesystem (A) zum Auswerten von von dem Empfänger (E₁) erhaltenen Daten; und einer Anzeigeeinheit (B) zum Anzeigen von ausgewerteten Daten, wobei die Empfängereinheit ausgebildet ist, um auf eine Betätigung einer Taste zum Aktivieren eine Kennung des Spielobjekts aufzunehmen, und wobei die Empfängereinheit ausgebildet ist, um ab dem Zeitpunkt der Aktivierung auf genau dieses Spielgerät mit der aufgenommenen Kennung zu reagieren.