DE29606848U1 - Ball game simulator in a training room - Google Patents

Ball game simulator in a training room

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Description

Simulator für Ballspiele in einem TrainingsraumBall game simulator in a training room

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Simulator für Ballspiele in einem Trainingsraum, insbesondere für Golf, Tennis, Squash und Fußball mit einer Prallwand und mindestens einer dieser Prallwand vorgelagerten Meßebene.The present invention relates to a simulator for ball games in a training room, in particular for golf, tennis, squash and football with a baffle wall and at least one measuring plane in front of this baffle wall.

Derartige Simulatoren sind seit längerem bekannt und werden vielerorts als Trainings- und Freizeitgeräte eingesetzt. Die der Prallwand vorgelagerte Meßebene dient dazu, unterschiedliche Parameter des gespielten Balles, beispielsweise seine Lage, seine Geschwindigkeit oder seinen Drall zu erfassen. Die Meßdatenerfassung erlaubt dabei eine interaktive Spielgestaltung. Bei Verarbeitung der Daten über einen Computer kann bei entsprechender Software eine Anpassung des Simulators an das Können und die Geschicklichkeit des trainierenden Spielers erfolgen. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn computergesteuert verschiedene Spielsituationen auf die Prallwand projiziert werden, die bestimmte Anforderungen für die nachfolgenden Schläge des trainierenden Spielers definieren.Such simulators have been known for a long time and are used in many places as training and leisure equipment. The measuring plane in front of the impact wall is used to record different parameters of the ball being played, such as its position, speed or spin. The measurement data acquisition allows for interactive game design. When the data is processed via a computer, the simulator can be adapted to the skills and dexterity of the training player using the appropriate software. This is particularly possible when various game situations are projected onto the impact wall using a computer, which define certain requirements for the training player's subsequent shots.

Wesentliches Element interaktiver Simulatoren ist also die Meßeinrichtung zur Erfassung der wichtigsten Kenngrößen des gespielten Balles. Aus DE 2 410 174 ist es beispielsweise bekannt, durch eine Vielzahl von horizontal bzw. vertikal angeordneten Lichtschranken ein Meßgitter zu schaffen, welches die Erfassung von Ort, Geschwindigkeit und Drall eines Balles ermöglicht. Will man auf einem mit Lichtschranken ausgestatteten Simulator nicht nur Fußball oder Tennis spielen, sondern auch Squash und Golf, Sportarten bei denen wesentlich kleinere Bälle zum Einsatz kommen, muß eine Vielzahl von sehr eng nebeneinanderliegenden Lichtschranken vorgesehen sein, was erhebliche Kosten verursacht. Außerdem ist die genaue Ausrichtung der einzelnen Lichtschranken aufeinander äußerst aufwendig und erfordert laufende Wartung. An essential element of interactive simulators is the measuring device for recording the most important parameters of the ball being played. For example, it is known from DE 2 410 174 to create a measuring grid using a large number of horizontally or vertically arranged light barriers, which enables the location, speed and spin of a ball to be recorded. If you want to play not only football or tennis on a simulator equipped with light barriers, but also squash and golf, sports in which much smaller balls are used, a large number of light barriers located very close to one another must be provided, which causes considerable costs. In addition, the precise alignment of the individual light barriers to one another is extremely complex and requires ongoing maintenance.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfache und kostengünstige Einrichtung zu schaffen, mit der die Kenngrößen eines in einem Ballsportsimulator verwendeten Balles zuverlässig bestimmt werden können.The object of the present invention is therefore to provide a simple and cost-effective device with which the characteristics of a ball used in a ball sport simulator can be reliably determined.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßebene durch die sich kreuzenden Sehstrahlen von mindestens zwei Zeilenkameras gebildet ist.This is achieved according to the invention in that the measuring plane is formed by the intersecting lines of sight of at least two line scan cameras.

Auf der Prallwand wird eine Spielfläche definiert, die im Erfassungsbereich der beiden Zeilenkameras liegt. Durch die Erfassung des durch die Meßebene fliegenden Balles aus zwei unterschiedlichen Sehrichtungen ist es möglich, über Triangulation die Lage des Balles zu bestimmen. Wird der Ball von der hinter der Meßebene angeordneten Prallwand reflektiert und durch die Meßebene zurückgeworfen, so kann unter Berücksichtigung der Charakteristik des auftretenden Stoßes auch die Geschwindigkeit des Balles bestimmt werden.A playing area is defined on the impact wall that lies within the detection range of the two line cameras. By capturing the ball flying through the measuring plane from two different viewing directions, it is possible to determine the position of the ball using triangulation. If the ball is reflected by the impact wall located behind the measuring plane and thrown back through the measuring plane, the speed of the ball can also be determined, taking into account the characteristics of the impact that occurs.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zur genauen Erfassung des Balles vorgesehen, daß neben den Zeilenkameras angeordnete Lichtquellen die Meßebene vorzugsweise mit Infrarotlicht ausleuchten. Der durch die Meßebene fliegende Ball leuchtet dadurch hell auf.According to a preferred embodiment, for precise detection of the ball, light sources arranged next to the line cameras illuminate the measuring plane, preferably with infrared light. The ball flying through the measuring plane is thus brightly lit.

Der Effekt dieser neben den Zeilenkameras angeordneten Lichtquellen kann dadurch erhöht werden, daß der Boden und die Wände des Trainingsraumes im Bereich der Meßebene mit einem dunklen wenig reflektierenden Belag ausgekleidet sind. Durch diese Maßnahme wird der Kontrast des Balles erhöht. The effect of these light sources arranged next to the line cameras can be increased by lining the floor and walls of the training room in the area of the measuring plane with a dark, low-reflective covering. This measure increases the contrast of the ball.

Eine andere Variante sieht vor, daß der Boden und die Wände des Trainingsraumes im Bereich der Meßebene mit einer vorzugsweise Infrarotlicht ausstrahlenden Leuchtleiste verse-Another variant provides that the floor and walls of the training room in the area of the measuring plane are covered with a light strip that preferably emits infrared light.

hen ist. Der Ball tritt in diesem Ball als dunkler Punkt durch die Meßebene und wird auf diese Weise erfaßt.The ball passes through the measuring plane as a dark point and is recorded in this way.

Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden, wenn der Boden und die Wände des Trainingsraumes im Bereich der Meßebene mit einem Reflektorband versehen sind.A similar effect can be achieved if the floor and walls of the training room in the area of the measuring plane are provided with a reflective tape.

Um die sichere Erfassung kleiner und schneller Bälle zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Zeilenkameras die Meßebene mit einer Frequenz von 1 bis 3 MHz abtasten.To ensure the reliable detection of small and fast balls, the line cameras are designed to scan the measuring plane at a frequency of 1 to 3 MHz.

Da je nach simulierter Sportart der Prallwand unterschiedliche Dämpfungsfolien mit verschieden großem Platzbedarf vorgelagert werden müssen, ist weiter vorgesehen, daß der Abstand der Meßebene von der Prallwand veränderbar ist.Since, depending on the type of sport being simulated, different damping foils with different amounts of space must be placed in front of the impact wall, it is also intended that the distance between the measuring plane and the impact wall can be changed.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Further features and details of the present invention emerge from the following description of the figures.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Aufriß eines erfindungsgemäßen Simulators undFig. 1 is an elevational view of a simulator according to the invention and

Fig. 2 den zugehörigen Grundriß bei abgehobener Decke,Fig. 2 the corresponding floor plan with the ceiling lifted,

Fig. 3 ein alternatives Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens undFig. 3 an alternative embodiment of the inventive concept and

Fig. 4 den zugehörigen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3.Fig. 4 shows the corresponding section along the line A-A in Fig. 3.

Der erfindungsgemäße Simulator, in dem beliebige Ballsportarten, insbesondere Golf, Tennis, Squash und Fußball gespielt werden können, ist in einem Trainingsraum 1 untergebracht. Dieser besteht aus einem Boden 11, einer Decke 13, sowie zwei Seitenwänden 12 und ist an der Vorderseite mit einer Prallwand 10 abgeschlossen. Die Rückseite des Trainingsraumes 1 kann wahlweise offen oder geschlossen sein.The simulator according to the invention, in which any ball sports, in particular golf, tennis, squash and football, can be played, is housed in a training room 1. This consists of a floor 11, a ceiling 13, and two side walls 12 and is closed off at the front with a baffle wall 10. The back of the training room 1 can be either open or closed.

Aus den Fig. 1 und 2 lassen sich die wesentlichen Merkmale eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles entnehmen. In der der Prallwand 10 vorgelagerten Meßebene 9 sind an der Decke 13 des Trainingsraumes 1 zwei Zeilenkameras 3 angebracht. Jede dieser beiden Zeilenkameras 3 weist einen Abtastbereich auf, der durch die Linien 4 begrenzt wird. Innerhalb des von vorne gesehenen gemeinsamen Abtastbereiches der beiden Zeilenkameras 3 kann nun nach Belieben eine Spielfläche 2 definiert werden. Der erfindungsgemäße Simulator läßt sich besonders attraktiv nutzen, wenn über einen Großbildprojektor Videos auf die Spielfläche 2 projiziert werden. Beim Tennistraining kann beispielsweise der fehlende Partner dargestellt werden, wogegen beim Golftraining eine Golfanlage auf der Spielfläche 2 erscheint.The essential features of a first embodiment according to the invention can be seen from Fig. 1 and 2. In the measuring plane 9 in front of the impact wall 10, two line cameras 3 are mounted on the ceiling 13 of the training room 1. Each of these two line cameras 3 has a scanning area that is delimited by the lines 4. A playing area 2 can now be defined as desired within the common scanning area of the two line cameras 3 seen from the front. The simulator according to the invention can be used particularly attractively if videos are projected onto the playing area 2 via a large-screen projector. During tennis training, for example, the missing partner can be shown, whereas during golf training a golf course appears on the playing area 2.

Tritt nun ein Ball durch den von beiden Zeilenkameras 3 abgetasteten Bereich der Meßebene 9 kann über einen Computer mit entsprechender Software durch Triangulation die Lage des Balles und damit der Aufprallort auf der knapp hinter der Meßebene 9 liegenden Prallwand 10 bestimmt werden. Die Erfassungssicherheit der Zeilenkameras 3 wird beim gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch erhöht, daß die beiden Lichtquellen 5 in der Meßebene 9 Infrarotlicht aussenden, das den durchtretenden Ball aufleuchten läßt. Werden die Wände 12 sowie der Boden 11 des Trainingsraumes 1 im Bereich der Meßebene 9 mit einem dunklen, wenig reflektierenden Belag 6 ausgekleidet, läßt sich der Kontrast des angestrahlten Balles weiter erhöhen.If a ball now passes through the area of the measuring plane 9 scanned by both line cameras 3, the position of the ball and thus the point of impact on the impact wall 10 located just behind the measuring plane 9 can be determined by triangulation using a computer with appropriate software. The detection reliability of the line cameras 3 is increased in the embodiment shown by the fact that the two light sources 5 in the measuring plane 9 emit infrared light, which causes the ball to light up as it passes through. If the walls 12 and the floor 11 of the training room 1 in the area of the measuring plane 9 are lined with a dark, low-reflective covering 6, the contrast of the illuminated ball can be further increased.

Bei der in Fig. 3 gezeigten zweiten AusführungsVariante läuft die Erfassung des durch die Meßebene 9 tretenden Balles genau umgekehrt ab. Geschützt von der Verschalung 7 verläuft an den Wänden 12 sowie am Boden 11 des Trainingsraumes 1 eine Leuchtleiste 8, die vorzugsweise Infrarotlicht ausstrahlt. Diese Lichtstrahlen werden von den beiden Zeilenkameras 3 erfaßt. Ein die Meßebene 9 querender BallIn the second embodiment shown in Fig. 3, the detection of the ball passing through the measuring plane 9 is carried out in exactly the opposite way. Protected by the casing 7, a light strip 8 runs along the walls 12 and the floor 11 of the training room 1, which preferably emits infrared light. These light rays are detected by the two line cameras 3. A ball crossing the measuring plane 9

verdunkelt für jede Kamera 3 an einer bestimmten Stelle die Leuchtleiste 8. Aus den auf diese Weise gewonnenen Signalen läßt sich wiederum die Lage des Balles bestimmen.darkens the light bar 8 at a specific point for each camera 3. The position of the ball can be determined from the signals obtained in this way.

Bei der Simulation von Tennis und Squash ist die Prallwand 10 so ausgebildet, daß auftreffende Bälle zurückspringen. Da der Abstand zwischen Meßebene 9 und Prallwand 10 bekannt ist, kann unter Berücksichtigung der Stoßeigenschaften durch Messung des Zeitintervalles zwischen den beiden Durchgängen des Balles durch die Meßebene 9 auch die Geschwindigkeit des Balles errechnet werden.When simulating tennis and squash, the impact wall 10 is designed so that balls that hit it bounce back. Since the distance between the measuring plane 9 and the impact wall 10 is known, the speed of the ball can be calculated by taking the impact properties into account by measuring the time interval between the two passes of the ball through the measuring plane 9.

Wird am Simulator Golf trainiert, so ist es aus Sicherheitsgründen notwendig, daß der Ball vollständig abgebremst wird und nicht in Richtung des Spielers zurückspringt. Wie Fig. 4 zeigt, läßt sich diese Dämpfung über eine vor der Prallwand 10 abgehängten Folie 15 durchführen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn sich die Meßebene 9 in ihrer Lage zur Prallwand 10 verändern läßt, damit die Folie 15 problemlos vor der Prallwand 10 abgehängt werden kann.If golf is practiced on the simulator, it is necessary for safety reasons that the ball is completely slowed down and does not bounce back in the direction of the player. As Fig. 4 shows, this damping can be carried out using a film 15 suspended in front of the impact wall 10. In this case, it is advantageous if the position of the measuring plane 9 relative to the impact wall 10 can be changed so that the film 15 can be suspended in front of the impact wall 10 without any problems.

Beim Golftraining bzw. bei jeder anderen Ballsportsimulation, bei der der Ball nicht ins Spielfeld zurückspringt, wird eine Geschwindigkeitsmessung so vorgenommen, daß neben der Meßebene 9 eine zweite parallele Meßebene vorgesehen ist. Bei bekanntem Abstand zwischen diesen beiden Ebenen sowie bekanntem Durchtrittspunkt läßt sich die Geschwindigkeit einfach errechnen.During golf training or any other ball sport simulation in which the ball does not bounce back into the playing field, a speed measurement is carried out in such a way that a second parallel measuring plane is provided next to the measuring plane 9. If the distance between these two planes and the point of passage are known, the speed can be easily calculated.

Um eine fehlerfreie Messung zu gewährleisten, ist es notwendig, daß die beiden Zeilenkameras 3 mit hoher Frequenz arbeiten. Die höchsten Anforderungen an die Aufnahmeleistung werden dabei durch einen etwa 350 km schnellen und einen Durchmesser von nur 3 cm aufweisenden Golfball definiert. Eine zweifache Erfassung des Balles beim Durchtritt durch die Meßebene 9, die für eine hohe Meßsicherheit wün-In order to ensure error-free measurement, it is necessary that the two line cameras 3 work at a high frequency. The highest requirements for recording performance are defined by a golf ball that is moving at a speed of around 350 km and has a diameter of only 3 cm. A double recording of the ball when it passes through the measuring plane 9, which is desirable for a high degree of measurement reliability.

sehenswert ist, erfordert in diesem Fall eine Frequenz der beiden Zeilenkameras 3 in der Höhe von 1 bis 3 MHz.worth seeing, requires in this case a frequency of the two line cameras 3 in the range of 1 to 3 MHz.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird ein interaktiver Sportsimulator geschaffen, auf dem Anfänger wie Leistungsorientierte auch auf kleinstem Raum populäre Sportarten wie Golf, Tennis, Squash, Fußball u.a. spielen und trainieren können. Es ist außerdem möglich, herkömmliche Squashcourts, die vielerorts leerstehen, mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung nachzurüsten und damit wiederzubeleben. The device according to the invention creates an interactive sports simulator on which beginners and competitive athletes can play and train popular sports such as golf, tennis, squash, football, etc., even in the smallest of spaces. It is also possible to retrofit conventional squash courts, which are often empty, with a device according to the invention and thus revitalize them.

Claims (9)

I I Schutzansprüche :I I Protection claims: 1. Simulator für Ballspiele in einem Trainingsraum, insbesondere für Golf, Tennis, Squash und Fußball, mit einer Prallwand und mindestens einer dieser Prallwand vorgelagerten Meßebene (9), dadurch gekennzeichnet, daß die Meßebene durch die sich kreuzenden Sehstrahlen von mindestens zwei Zeilenkameras (3) gebildet ist.1. Simulator for ball games in a training room, in particular for golf, tennis, squash and football, with a baffle wall and at least one measuring plane (9) in front of this baffle wall, characterized in that the measuring plane is formed by the intersecting lines of vision of at least two line cameras (3). 2. Simulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Zeilenkameras (3) angeordnete Lichtquellen (5), die Meßebene (9) vorzugsweise mit Infrarotlicht ausleuchten.2. Simulator according to claim 1, characterized in that light sources (5) arranged next to the line cameras (3) illuminate the measuring plane (9), preferably with infrared light. 3. Simulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) und die Wände (12) des Trainingsraumes (1) im Bereich der Meßebene (9) mit einem dunklen, wenig reflektierenden Belag (6) ausgekleidet sind.3. Simulator according to claim 1 or 2, characterized in that the floor (11) and the walls (12) of the training room (1) in the area of the measuring plane (9) are lined with a dark, low-reflective covering (6). 4. Simulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) und die Wände (12) des Trainingsraumes (1) im Bereich der Meßebene (9) mit einer vorzugsweise Infrarotlicht aussendenden Leuchtleiste (8) versehen sind.4. Simulator according to claim 1, characterized in that the floor (11) and the walls (12) of the training room (1) in the area of the measuring plane (9) are provided with a light strip (8) that preferably emits infrared light. 5. Simulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) und die Wände (12) des Trainingsraumes (1) im Bereich der Meßebene (9) mit einem Reflektorband versehen sind.5. Simulator according to claim 1, characterized in that the floor (11) and the walls (12) of the training room (1) in the region of the measuring plane (9) are provided with a reflector band. 6. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenkameras (3) die Meßebene (9) mit einer Frequenz von 1 bis 3 MHz abtasten.6. Simulator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the line cameras (3) scan the measuring plane (9) at a frequency of 1 to 3 MHz. • ·· 7. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sehstrahlen der Zeilenkameras (3) aufgespannte Meßebene (9) parallel zur Prallwand (10) liegt.7. Simulator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the measuring plane (9) spanned by the lines of sight of the line cameras (3) is parallel to the impact wall (10). 8. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Meßebene (9) von der Prallwand (10) veränderbar ist.8. Simulator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the distance of the measuring plane (9) from the impact wall (10) is variable. 9. Simulator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Meßebene (9) von der Prallwand (10) je nach Platzbedarf einer der Prallwand (10) vorgelagerten Dämpfungsfolie (15) veränderbar ist.9. Simulator according to claim 8, characterized in that the distance of the measuring plane (9) from the impact wall (10) can be changed depending on the space required by a damping film (15) arranged in front of the impact wall (10).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2767408A1 (en) * 1997-08-13 1999-02-19 Jannick Simeray Mapping trajectory of ball or small projectile
EP1184059A1 (en) * 2000-08-11 2002-03-06 Konami Corporation Game machine
DE202016107440U1 (en) 2016-12-28 2017-02-09 Ingo Geisler Ball training device with around the vertical axis convexly curved impact surface and at least two-sided functionality and use it
DE102016125773A1 (en) 2016-12-28 2018-06-28 Ingo Geisler Multifunctional controllable ball training device with around the vertical axis convexly curved impact surface and at least two-sided functionality and method and use it

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