RU198677U1 - Оптическое устройство для динамической реконструкции или моделирования соревновательных ситуаций - Google Patents

Оптическое устройство для динамической реконструкции или моделирования соревновательных ситуаций Download PDF

Info

Publication number
RU198677U1
RU198677U1 RU2019129894U RU2019129894U RU198677U1 RU 198677 U1 RU198677 U1 RU 198677U1 RU 2019129894 U RU2019129894 U RU 2019129894U RU 2019129894 U RU2019129894 U RU 2019129894U RU 198677 U1 RU198677 U1 RU 198677U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
training
unit
light
optical
athletes
Prior art date
Application number
RU2019129894U
Other languages
English (en)
Inventor
Шандор Роберт ПАРОЦАИ
Акош Чаба ТАР
Бела ХОПП
Тамаш ШМАУС КОЛУМБАН
Original Assignee
Бем 15 Кфт.
Сегеди Тудоманьедьетем
Дебрецени Эдьетем
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from HUU1700227U external-priority patent/HU5167U/hu
Application filed by Бем 15 Кфт., Сегеди Тудоманьедьетем, Дебрецени Эдьетем filed Critical Бем 15 Кфт.
Application granted granted Critical
Publication of RU198677U1 publication Critical patent/RU198677U1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/101Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00Training appliances or apparatus for special sports
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/105Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/003Repetitive work cycles; Sequence of movements
    • G09B19/0038Sports
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/006Simulators for teaching or training purposes for locating or ranging of objects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10007Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
    • H01S3/10023Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by functional association of additional optical elements, e.g. filters, gratings, reflectors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3161Modulator illumination systems using laser light sources
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0075Means for generating exercise programs or schemes, e.g. computerized virtual trainer, e.g. using expert databases
    • A63B2024/0081Coaching or training aspects related to a group of users
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B2071/065Visualisation of specific exercise parameters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2225/00Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
    • A63B2225/50Wireless data transmission, e.g. by radio transmitters or telemetry
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к оптическому устройству, содержащему базовый (наземный) модуль (14) и проекционный модуль (15) для динамической реконструкции или моделирования соревновательных ситуаций и содействия проведению тренировок в спорте. Предлагаемое оптическое устройство обеспечивает реконструкцию или моделирование соревновательных ситуаций путем проецирования различных геометрических и/или цветных световых пятен на поверхность спортивного поля и перемещения их заданным образом в заданном направлении и с заданной скоростью. 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к оптическому устройству, содержащему базовый модуль 14 и проекционный модуль 15 для динамической реконструкции или моделирования соревновательных ситуаций и содействия проведению спортивных тренировок. Данное оптическое устройство обеспечивает реконструкцию или моделирование соревновательных ситуаций путем проецирования различных геометрических и/или цветных световых пятен на поверхность спортивного поля и перемещения их заданным образом в заданном направлении и с заданной скоростью.
Уровень техники
В соревновательных видах спорта тренировки подготавливают участника к соревнованию. Атлеты могут достичь своих наилучших показателей в состязаниях или матчах, только если на тренировках они подвергаются тяжелым нагрузкам на регулярной основе, даже только в отношении части программы, или сталкиваются с ситуациями принятия решения, сходными с возникающими в реальном соревновании. Однако реконструкции и воспроизведения на тренировках нагрузок и ситуаций, имеющих место на соревнованиях, до настоящего времени остаются для атлетов и тренеров почти невозможными.
Наиболее технически близкими к разработанному авторами устройству являются устройства, используемые для проведения лазерных шоу, и лазерные проекторы, поэтому далее рассматриваются их релевантные признаки.
Лазерное шоу. В этом случае с помощью единственного лазерного пучка с быстрыми контролируемыми перемещениями могут быть сформированы различные паттерны. Здесь важно отметить, что единственная точка в лазерном устройстве движется со скоростью, которая объединяет для человеческого глаза в непрерывную кривую точки, имеющие различные пространственные положения, создавая в мозгу картинку, имеющую связную форму. Как следствие используемой технологии, в большинстве случаев рисуются только контуры, так что для получения поверхностного паттерна требуется намного более быстрое движение (типа применяемого для "сатирического эффекта"). Желательный световой эффект обычно достигается зеркальным гальванометром с двумя зеркалами, управляемым компьютерной программой. Это позволяет осуществлять отклонение лазерного пучка по направлениям х-у, т.е. рисование форм, задаваемых управляющим компьютером. Само оборудование является очень простым и обычно не включает никаких других серьезных оптических систем. Такие технические решения описаны, например, в следующих Интернет-источниках, причем дата их загрузки является датой приоритета данной патентной заявки:
http://elm-chan.org/works/vlp/report_e.html,
http://www.laserfx.com/Works/Works3S.html,
http://www.laserfocusworld.com/articles/2010/09/product-focus-galvanometer.html,
https://www.ricoh.com/technology/tech/062_laserrewritable.html и
https://en.wikipedia.org/wiki/Mirror-galvanometer#/media/File:Laser-galvo.jpg.
Чтобы получить более захватывающие паттерны, используются не только один лазер, излучающий определенный цвет, но до 34 вариантов цветов, каждый из которых отклоняется отдельно. Примеры таких решений приведены в следующих источниках:
http://www.lh-laser.com/views.asp?hw_id=358,
М. Freeman, М. Champion, S. Madhavan: "Scanned Laser Pico projectors", Microvision, OPN May 2009, p. 28-34,
Figure 00000001
(Laser projection technique), Videopraktika No. 1999/10,
http://www.ops-solutions.com/videos.html.
Чтобы формы, нарисованные этим способом в крупном масштабе, могли быть видны большому количеству наблюдающих, в качестве источников света используются относительно мощные (≥500 мВт) лазеры. Поскольку они испускают лучи с диаметром пятна, составляющим всего несколько миллиметров, поверхностная освещенность в конкретной точке является очень высокой. Это может создавать существенно вредный для здоровья эффект при попадании излучения в глаз человека.
Лазерный проектор. Основным элементом типичного лазерного проектора является лазер, излучающий на трех различных длинах волн, а именно базовые цвета системы R, G, В (красный, зеленый и синий). Для необходимого смешивания цветов нужно объединить три лазерных пучка в единственный параллельный пучок. Обычно при этом создается пучок белого света. Чтобы обеспечить получение цветовых эффектов на поверхности экрана, интенсивность света, излучаемого этими тремя лазерами, необходимо каким-то образом модулировать и контролировать независимо для каждого лазера, чтобы привести ее в соответствие с контентом изображения, подлежащего воспроизведению. Объединенный пучок и цвет генерируемого им пикселя поверхности проекции можно изменять во времени путем прецизионной регулировки отношения цветов в системе RGB в результате смешивания базовых цветов, имеющих соответствующую интенсивность. Такое управление обеспечивает согласование визуальных параметрических данных для изображения, подлежащего проецированию. Смешанный пучок, сформированный тремя лазерными пучками, необходимо перемещать в соответствии с известными стандартами, относящимися к получению изображений, так чтобы создаваемый им пиксель "сканировал" поверхность проекции. В случае лазерных проекторов, строго говоря, нельзя использовать термин "проекция", поскольку изображение не отображается одномоментно, как единое целое, т.е. изображение не воспроизводится так, как при использовании традиционных проекторов, но рисуется посредством очень быстрых движений единственной световой точки, формируемой смешанным пучком непосредственно на поверхности проекции. Это значит, что пучок должен отклоняться системой его перемещения по направлениям х-у, рисуя соответствующий кадр строка за строкой и столбец за столбцом, - см., например, патентный документ US 7756174.
Таким образом, основными операциями процесса формирования изображений являются следующие. 1) Оцифровка, посредством блока управления, аналогового сигнала, соответствующего проецируемой картинке, с последующей подачей сигнала на промежуточное хранение. 2) Последующее преобразование цветовых параметров, которое гарантирует совместимость между цветовым пространством RGB-лазеров и системой ТВ/видео. Преобразованные RGB-данные подаются на модулятор лазерного излучения, где они превращаются в оптическую информацию путем модуляции интенсивности R, G, В каналов. 3) Затем производится требуемое отклонение пикселя, т.е. формируется проекция. Для горизонтального отклонения часто применяют зеркальный многогранник, вращающийся с угловой скоростью 1300 об./с. Для осуществления вертикального отклонения используется система перемещения зеркального гальванометра. В частности, для перемещения зеркала применяются гальванометрические двигатели типов, описанных в патенте US 8031386.
В последние годы технология перемещения пучка была усовершенствована. С помощью простого плоского зеркала смешанный пучок проецируется на "двухосное" микроэлектромеханическое (МЭМС) сканирующее зеркало, обеспечивающее отклонение лазерного пучка. Такое интегрированное электромеханикооптическое устройство, точнее, входящее в него зеркало может совершать точные, контролируемые движения вокруг вертикальной и горизонтальной осей. Подобное решение рассмотрено, например, в патентном документе US 8638446.
Проецируемый лазерный пучок, отходящий непосредственно от сканирующего МЭМС-устройства, создает изображение на любой находящейся перед проектором поверхности, на которую падает этот пучок. Выходной пучок имеет требуемую расходимость, так что увеличение размера изображения сопровождается увеличением размера пикселя. Как результат, картинка является резкой на любом расстоянии.
Более конкретно, чтобы изображение, проецируемое лазерными проекторами, было резким на любом расстоянии, резкость традиционного проектора должна непрерывно регулироваться по мере изменения расстояния проецирования, причем при проецировании на поверхность, точки которой удалены от устройств на неравные расстояния, части изображения будут размываться. Это может, например, относиться к плоской поверхности, ориентированной не строго перпендикулярно к пучку, а также к произвольной трехмерной поверхности.
Патентный документ US 4588887 описывает устройство для оптического воспроизведения, источником света в котором является лазерный диод (инжекционный лазерный диод), причем траектория излучаемого им лазерного пучка сначала изменяется фиксированным зеркалом, а затем зеркалом, вращающимся вокруг продольной оси, причем перемещение вращающегося зеркала осуществляется вибрационным (резонансным) гальванометром.
В патентном документе US 4762994 раскрыт оптический сканер, источником света в котором является лазер, а траектория лазерного пучка изменяется сканирующим зеркалом. Осциллирующее движение сканирующего зеркала и в этом случае обеспечивается вибрационным гальванометром. В патентном документе US 20050128553 раскрыта схожая система, которая используется, например, для изготовления печатных схем.
Патентный документ US 6344917 описывает узел зеркального гальванометра, который может быть использован в приводе оптического диска, причем данный зеркальный гальванометр изменяет направление лазерного пучка.
Авторам неизвестно применение проецируемых динамично направляемых световых пучков в спорте. В промышленных технологиях уже реализованы условия для осуществления серии описанных операций; например, традиционный видеопроектор, установленный над рабочим столом, проецирует текстовую и графическую информацию, требующуюся в процессе обучения.
Что касается приложений в спорте, следует упомянуть патент HU 222643 В1 (озаглавленный "Оборудование для облегчения тренировок и проведения игр с мячом"), где рассматриваются функционирование и применимость устройства, в котором световые сигналы способствуют проведению игр с мячом. Соответствующее оборудование основано на жесткой раме и пропускающем свет мяче, которым игроки стремятся попасть в тренировочный щит. Данный щит состоит из нескольких индивидуально освещенных полей, за которыми установлен сегментированный источник света. Основная цель тренировки состоит в отработке прицельного бросания и ударов ногой, а также в закреплении динамики необходимых движений и кинематических параметров. Путем освещения зоны, по выбору тренера, тренирующемуся игроку задается целевое поле на щите, и атлет старается направить мяч в это поле. Общее между устройством по рассмотренному патенту и устройством, конструкция которого разработана авторами, заключается в том, что оба устройства применяются для целей тренировки и используют световые сигналы. В то же время как освещаемая зона (вся спортивная зона вместо сегментированного тренировочного щита), так и тип освещения (сканирование посредством зеркала при освещении посредством светодиода или лазера вместо фиксированной подсветки сегментов), а также конкретное применение (определение направления движений игроков вместо задания целевой зоны для попадания) являются различными.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническая проблема, которая должна быть решена посредством полезной модели, состоит в предоставлении атлету возможности не только получать теоретические инструкции по выполнению им ожидаемых активных спортивных движений, но также, во время реконструкции или моделирования ситуации состязания, возможности видеть и выполнять требуемые активные движения на практике. Тем самым достигается точное управление движениями атлета. Решаемая полезной моделью техническая проблема заключается также в обеспечении возможности инструктировать группу атлетов в отношении одновременных совместных движений на тренировках.
Названные проблемы решены полезной моделью благодаря установлению того факта, что соревновательные ситуации могут быть реконструированы или смоделированы посредством оптического устройства, выполненного с возможностью проецировать на поверхность спортивного поля световые пятна с различными геометрией и/или цветом и перемещать их заданным образом в заданном направлении с заданной скоростью. Такое оптическое устройство позволяет более точно контролировать одновременные движения/перемещения нескольких атлетов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен вариант осуществления оптического устройства согласно полезной модели. В левой части данной фигуры показан базовый (наземный) модуль 14, который содержит блок 5 радиопередатчика и управляющий компьютер 6. В правой части этой фигуры показан проекционный модуль 15, содержащий блок 1а радиоприемника, блок 1b управления, системы 21, 22, 23 … 2n типа источник света - оптический формирователь пучка - сканирующий блок (именуемые далее, как ИСФСБ-системы). Каждая ИСФСБ-система 21, 22, 23 … 2n содержит источник 4 света, оптический формирователь 3 пучка и сканирующий блок 2.
На фиг. 2 представлен вариант осуществления одной или каждой ИСФСБ-системы в составе устройства согласно полезной модели. В данной системе световой пучок 7, излучаемый источником 4 света, проходит через оптический расширитель 8а пучка, затем через блок 8b формирования пучка, и, далее, через сканирующий блок 2.
На фиг. 3 также представлен вариант осуществления одной или каждой ИСФСБ-системы в составе устройства согласно полезной модели. В данной системе световой пучок 7, излучаемый источником 4 света, проходит через оптический расширитель 8а пучка, затем через блок 8b формирования пучка, затем падает на оптическое устройство 9 формирования изображения и, в завершение, на сканирующий блок 2.
На фиг. 4 представлены два варианта осуществления одного или каждого блока 8b формирования пучка, в составе устройства согласно полезной модели. Слева на фиг. 4а показана непрозрачная апертурная пластина с отверстиями, имеющими различные формы. Справа на фиг. 4b показан пространственный модулятор 13 света с непрозрачными пикселями 11 и прозрачными пикселями 12.
Осуществление полезной модели
1. Оптическое устройство для динамической реконструкции или моделирования соревновательных ситуаций и содействия проведению тренировок в спорте, содержащее базовый модуль 14 и проекционный модуль 15, причем базовый модуль 14 содержит блок радиочастотного передатчика и управляющий компьютер 6 с пользовательским интерфейсом; причем проекционный модуль 15 содержит блок 1а радиочастотного приемника, блок 1b управления и системы 21, 22, 23 … 2n типа источник света - оптический формирователь пучка - сканирующий блок, причем каждая из указанных систем 21, 22, 23 … 2n содержит один или более источников 4 света, механически присоединенный оптический формирователь 3 пучка и сканирующие блоки 2, при этом базовый модуль 14 расположен в месте его применения и соединен по линии связи с проекционным модулем 15, который расположен над указанным местом применения.
2. Устройство согласно Параграфу 1, в котором оптический формирователь 3 пучка содержит оптическое устройство 8а отклонения пучка и блок 8b формирования пучка.
3. Устройство согласно Параграфу 1, в котором источник 4 света сопряжен с оптическим устройством 8а отклонения пучка, блоком 8b формирования пучка, и оптическим устройством 9 формирования изображения.
4. Устройство согласно Параграфам 1-3, в котором блок 8b формирования пучка представляет собой непрозрачную апертурную пластину 10 с отверстиями различной формы, опционально питаемую от электродвигателя, или сферический модулятор 13 света с непрозрачными пикселями 11 и прозрачными пикселями 12.
5. Устройство согласно Параграфам 1-4, в котором источник 4 света выбран из пары лазеров мощностью по 100 мВт и из пары источников света на основе светодиодов мощностью не менее 1 Вт, при этом источник 4 света способен излучать более чем один цвет, предпочтительно 3-4 цвета, и предпочтительно выполнен с регулируемой мощностью.
6. Устройство согласно Параграфам 1-4, в котором сканирующий блок 2 представляет собой зеркальный сканер.
7. Устройство согласно Параграфам 1-6, в котором базовый модуль 14 расположен на краю спортивного поля.
8. Устройство согласно Параграфам 1-7, в котором базовый модуль 14 соединен с проекционным модулем 15 посредством радиосвязи.
9. Устройство согласно Параграфам 1-7, в котором проекционный модуль 15 расположен на держателе ламп для освещения поля или на своем собственном штативе, прикреплен к потолку спортивного зала или помещен на стабильный дрон с хорошим управлением по пространственному положению.
Авторами разработано новое устройство для формирования световых пятен, обеспечивающее возможность динамической реконструкции условий соревнований, а также достаточно высокое качество в отношении яркости, паттерна и скорости изменения на определенной поверхности спортивного сооружения при требуемой форме освещения. Далее полезная модель ниже описана со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 представлена блок-схема основных частей варианта осуществления, разработанного авторами устройства. Устройство содержит базовый модуль 14, установленный вблизи места его применения, например на краю поля, доступном для тренера и/или его помощника; тогда как другой компонент, проекционный модуль 15, расположен на определенной высоте, выше спортивного поля и/или беговой дорожки. Положение проекционного модуля 15 определяется задачей, которую он должен решить, и геометрией используемого участка. Он может быть прикреплен, например, к держателям осветительных ламп, к собственной стойке, к потолку (в случае использования в спортивном зале) или к другим фиксаторным элементам. Дополнительное решение по фиксации состоит в установке проекционного модуля 15 на дрон с хорошим управлением по пространственному положению, что позволяет получить намного более гибкое устройство. Проекционный модуль 15 содержит блок 1а радиоприемника, блок 1b управления и системы 21, 22, 23 … 2n типа источник света - оптический формирователь пучка - сканирующий блок, причем каждая из данных систем 21, 22, 23 … 2n содержит один или более источников 4 света, механически присоединенный оптический формирователь 3 пучка и сканирующие блоки 2.
Базовый модуль 14 содержит управляющий компьютер 6 и блок 5 радиопередатчика. В управляющий компьютер 6 должна быть загружена база пространственных данных, подлежащих проецированию, причем эта база должна быть программным образом преобразована для проекционного модуля 15. В зависимости от тренировочного задания, база данных может быть приобретена или создана с использованием GPS-координат самого атлета (самих атлетов). Затем компьютерная программа преобразует входные данные, и проекционный модуль 15 проецирует соответствующий паттерн на соответствующее место и перемещает его с желательной скоростью в определенном направлении. Таким образом, нужно одновременно решать три задачи. Во-первых, требуется создать пользовательский интерфейс, который позволяет тренеру вводить желательную комбинацию перемещений и преобразовывать ее в точные физические, геометрические данные (пространственные положения, скорости, направления и т.д.), после чего посылать инструкции проекционному модулю 15, который затем реализует эти комбинации перемещений. При этом необходимо обеспечить связь между управляющим компьютером 6 и одним или более сканирующими блоками 2 посредством многоканального блока радиочастотной связи.
В контексте полезной модели примеры управляющего компьютера 6 включают в себя, не ограничиваясь ими, персональные компьютеры, ноутбуки, карманные компьютеры и планшеты.
Блок 1а радиоприемника в составе проекционного модуля 15 принимает сигналы от базового модуля 14 и передает их своему блоку 1b управления. Основываясь на полученных инструкциях, это оборудование управляет проецированием. Блок 1b управления задает использование одного или более источников 4 света, количество световых сигналов, которые нужно проецировать, их форму и траекторию их движения. Проекционный модуль 15 содержит по меньшей мере одну систему типа источник света - оптический формирователь пучка - сканирующий блок. Указанная система типа источник света - оптический формирователь пучка - сканирующий блок содержит источники 4 света, блоки оптического формирователя 3 пучка и сканирующие блоки 2. Количество таких систем, содержащих источник света, оптический формирователь пучка и сканирующий блок, в конкретном проекторе 15 может быть увеличено согласно потребностям пользователя и требованиям конкретного задания. Электропитание подобных систем может осуществляться посредством электросети или аккумуляторов. В случае размещения на дроне можно использовать только аккумулятор, тогда как в стационарной наземной установке можно безопасно применять питание от сети.
Один или более применяемых источников 4 света должны отвечать, при их использовании, следующим существенным базовым требованиям.
1. Создаваемый на земле или на полу световой паттерн должен быть виден атлетам, участвующим в тренировке. Чтобы выполнить это условие, необходимо обеспечить достаточно высокую интенсивность и, кроме того, использовать подходящую длину волны излучения, соответствующую оптическим свойствам конкретного участка поверхности земли или пола. Специалист в данной области способен правильно подобрать два указанных параметра. В этом отношении имеет значение, находится ли участок, который должен быть хорошо видимым, например, на траве, паркете, асфальте, пластике, резине или замощенном пространстве.
2. Необходимо гарантировать, что один или более сформированных световых пучков 7 не представляет никакой опасности для атлетов, тренеров, наблюдателей, в том числе опасности для зрения и физического состояния. Согласно предварительным исследованиям, проведенным авторами, световое пятно диаметром около 10 см с заданным контуром легко распознавалось бы и отслеживалось на поле. Для этой цели лучше всего подходят относительно маломощные (с мощностью несколько сотен мВт) лазеры и динамично развивающиеся в последние годы высококачественные светодиодные источники света (с мощностью несколько ватт) с соответствующими источниками питания. Эти предварительные эксперименты показали также, что 3-4 цвета (красный, желтый, зеленый и, возможно, синий) пригодны для поверхностей всех широко применяемых типов. Соответственно, не ограничиваясь ими, устройства двух типов могут быть отмечены как предпочтительные варианты осуществления. Один из них содержит один или более источников 4 света с длинами волн, соответствующими только одному заданному пользователем спектральному интервалу. Другой вариант осуществления содержит два или более источников 4, излучающих свет двух или более цветов, так что устройство является универсальным, т.е. пригодным для поверхностей всех типов. За счет использования трех цветовых компонентов (красного, зеленого и синего) от источников 4 света, которыми, например (но не ограничиваясь ими), могут быть либо лазер, либо светодиод, теоретически может быть получен, путем смешения, любой цвет. Однако при выборе длин волн для базовых цветов необходимо учитывать способность рассеивать свет поверхностью, которую нужно осветить. Чтобы система могла быть адаптирована к текущим условиям освещения и рассеивающим свойствам земли или пола, необходимо контролировать параметры одного или более источников 4 света. Имея такое, сложное оборудование, становится возможным проецировать значительный объем информации с цветовым кодированием.
На фиг. 2 и 3 проиллюстрирован оптический формирователь 3 пучка. Чтобы обеспечить выполнение требуемых заданий и формировать требуемые проецируемые формы, один или более источников 4 света снабжен(ы) оптическими элементами (линзами, зеркалами, апертурами/масками, опционально программируемыми пространственными модуляторами света (как опция) и т.д.). Первым элементом одного или более оптических формирователей 3 пучка является оптический расширитель 8а. Его задача состоит в преобразовании светового пучка 7, излучаемого источником 4 света, в пучок соответствующего сечения (диаметра), что позволит полностью осветить (не внося дополнительных потерь в интенсивность света) требуемый участок апертурной пластины или пространственного модулятора света (не изображен на фиг. 2 и 3), ответственный за получения пучка заданной формы.
Как показано на фиг. 3 и 4, на втором этапе световой пучок 7, расширенный до нужного размера, освещает блок 8b формирования пучка (на фиг. 4 не изображен). В варианте осуществления по фиг. 4 данный блок выполнен в виде апертурной пластины 10, которая снабжена отверстиями различной формы и приводится во вращение электродвигателем, управляемым блоком 1b управления (на фиг. 4 не изображен). В результате создается желательный паттерн, который может быть спроецирован. Еще в одном варианте осуществления блок 8b формирования пучка (на фиг. 4 не изображен), представляет собой пространственный модулятор 13 света, в котором нужный паттерн пучка может быть сформирован непрозрачными пикселями 11 и прозрачными пикселями 12, которые могут включаться и выключаться (с изменением своего пропускания) блоком 1b управления (на фиг. 4 не изображен). Посредством описанных элементов становится возможным реализовать систему типа источник света - оптический формирователь пучка - сканирующий блок, соответствующую количеству атлетов, которых нужно контролировать, причем каждому атлету соответствует пучок с формой, отличной от других пучков.
В контексте полезной модели термины "блок формирования пучка" и "апертура" являются взаимозаменяемыми.
В качестве неограничивающего примера, форма, созданная блоком 8b формирования пучка, может быть спроецирована на землю или на пол следующими двумя способами.
i) В варианте осуществления устройства согласно полезной модели простейшее решение состоит в использовании достаточно узкого, так называемого коллимированного пучка света (фиг. 2), который, пройдя через апертуру, освещает поле. На размер спроецированной формы могут влиять расходимость (дисторсия) и расстояние, на которое проецируется световой пучок 7 и для которого могут быть установлены определенные пределы; при этом локализация проекции задается сканирующим блоком 2.
ii) В следующем варианте осуществления устройства согласно полезной модели к одному или более источникам 4 света предъявляется меньше требований (таких как коллимированность), когда (даже расходящиеся) пучки с выхода блока 8b формирования пучка, проходят к сканирующему блоку 2 через линзу 9 формирования изображения (фиг. 3). В этом случае изображение апертуры проецируется оптическим устройством формирования изображения, причем на размер изображения влияет угловое увеличение оптической системы и проекционное расстояние, а точность локализации проекции и в этом случае определяется сканирующим блоком 2.
Назначение сканирующего блока 2 состоит в перемещении светового пучка 7, прошедшего через формирующий блок 8b с желательными параметрами, чтобы проецировать световой пучок на поверхность земли или пола. В предпочтительном варианте осуществления полезной модели сканирующим блоком 2 является коммерчески доступный зеркальный сканер. Такой зеркальный сканер содержит два зеркала с высоким коэффициентом отражения на используемых длинах волн, которые прикреплены к гальванометрическим двигателям в соответствии с обычной геометрией сканирования. Размеры зеркал определяются используемым блоком 8b формирования пучка и, как вариант, оптическим устройством 9 формирования изображения. Скорости гальванометрических двигателей и точность позиционирования, в основном, соответствуют требованиям разработанного авторами оборудования. Положения и движения двух двигателей и, соответственно, установленных на них зеркал регулируется блоком 1b управления в составе проектора 15 согласно текущему заданию.
Устройство, выполненное желательным образом из вышеописанных компонентов, обеспечивает помощь в тренировках, отличную от вариантов, использованных до настоящего времени. Высокая гибкость устройства делает его уникальным в данной области. Он позволяет проецировать статические и динамические паттерны, причем формы используемых направленных световых пучков можно изменять в ходе проецирования. Высокоточная настройка сканирующего блока позволяет обеспечить доступность любой точки поля, используемой для тренировки, за счет достаточно прецизионной локализации и динамичности (при этом нет необходимости разделять и сегментировать площадь поля на заданное количество ячеек). Количество игроков, участвующих в тренировке, может быть легко увеличено путем активирования новых блоков. Отображение желательных форм на поле не требует изменения поверхности поля, как это будет пояснено далее.
Устройство согласно полезной модели может моделировать, даже на международном уровне, игры и соревнования лучше, чем любая известная технология поддержки тренировок.
Устройство согласно полезной модели обеспечивает, по сравнению с уровнем техники, подачу одному или более атлетам более прямого и точного сигнала (или прямых и точных сигналов) об ожидаемых перемещениях, обеспечивающих передвижение независимо от их сложности, открывая, тем самым, новые горизонты для атлетов, для командной работы и аналитических возможностей. Такие перемещения могут быть непосредственно отображены атлету; при этом они могут соответствовать ситуации турнира или матча, в том числе всему турниру или матчу, или даже предыдущему перемещению атлета или другого атлета и даже траектории мяча в соответствующей игре. Вариант осуществления полезной модели осуществляет одновременное проецирование для множества спортсменов, членов команд, полных команд или даже нескольких команд. Проецирование двумерных геометрических фигур, соответствующих конкретному спорту, осуществляется с верхней точки на уровень земли или пола. Задача атлетов состоит в следовании изменениям положений геометрических паттернов вокруг них. Атлетам будет легко понять, какие перемещения от них ожидают (т.е. направление, скорость, ритм этих перемещений), а также обнаружить различия между их собственными и ожидаемыми от них перемещениями в реальном времени в соревновательной ситуации, в том же пространстве, что и матч. По желанию, либо в реальном времени, либо в начальной фазе упражнения любое требуемое перемещение может быть видно для атлетов, по выбору, даже с любой замедленной или увеличенной скоростью.
При использовании устройства согласно полезной модели, в отличие от методов, известных из уровня техники, атлет получает инструкции не только теоретически, но также видит их непосредственно на практике в процессе моделирования соревновательной ситуации. Это открывает возможности для почти немедленной коррекции и для более эффективных тренировок.
Посредством ценных, высококачественных тренировок в смоделированных ситуациях соревнований по бегу можно достичь улучшения показателей. Уникальная особенность полезной модели состоит в том, что она позволяет эффективно развивать физические кондиции, стратегические и тактические умения, совместные перемещения, мышление, скорость функционирования механизма принятия решений, креативность атлетов и команд, их когнитивные способности и их взаимодействия.
В смоделированных соревновательных ситуациях могут проверяться на практике новые тактические и индивидуальные решения, командные решения и их более продуманные версии или даже предыдущие неудачные ситуации, чтобы найти, таким образом, правильные решения и отработать их. Отработанные изменения добавляются в тактический репертуар команды, и повышается игровая компетентность атлетов.
Проецирование может быть остановлено в любой момент, после чего атлет должен выбрать креативное решение для конкретной соревновательной ситуации в процессе индивидуальных тренировок, тактической тренировки или отработки совместных действий в командном виде спорта. Остановка проецирования посредством устройства согласно полезной модели в модулируемой соревновательной среде переводит атлета в ситуацию принятия решения, а независимое принятие решений может значительно улучшить креативность, скорость механизма принятия решений, эффективности и, применительно к командной игре, качество взаимодействия. Оценивание полученных показателей открывает широкий диапазон аналитических возможностей для тренерского состава, способствуя совершенствованию атлетов.
Устройство согласно полезной модели приводит к улучшению качества тренировок по сравнению с известными решениями уровня техники, обеспечивая, тем самым, более быстрое достижение более эффектных результатов.
Вариант осуществления полезной модели применим для содействия футбольным тренировкам.
Применительно к футболу ход матча на уровне команды, части команды или на индивидуальном уровне не может быть реконструирован с помощью вех, перекладин и т.д. С использованием подобных средств невозможно реконструировать движение нападающего или защитника даже применительно к простой атаке, поскольку эти средства моделировали бы только статическое состояние и не воспроизводили истинную скорость движения, его ритм, распределение по времени и углы изменений направления. Поскольку футбол - это нецикличный спорт, включающий крайне сложные движения, применительно к нему особенно трудно реконструировать ситуации матча, ситуации соревнования, ход соревнования, ситуации принятия решения, тогда как все они с высокой точностью могут моделироваться посредством варианта осуществления настоящей полезной модели.
Согласно одному варианту осуществления полезной модели значительная инновация в совершенствовании футбольных тренировок состоит в том, что она может придавать игрокам новый импульс на ежедневной основе или даже на уровне подзаданий и даже достигать уровня международных матчей, что является незаменимым для повышения и сохранения готовности к соревнованиям. Очень часто атлетам недоступен прогресс в тренировочном процессе во время игры в команде, поскольку они знают способности друг друга, паттерны игры и выполняют одно и то же задание.
Другой ограничивающий фактор может состоять в том, что игроки команды имеют схожие уровни подготовленности. Хотя различия в уровнях подготовленности между индивидуальными игроками могут иметь место в зависимости от определенных генетических условий, текущей формы, различных уровней мотивации и других факторов, они не могут влиять на общий уровень подготовленности команды. Если некоторые атлеты все еще обладают определенной способностью влиять на уровень подготовленности команды в целом, этот уровень может рассматриваться как уровень подготовленности всей команды. Влияние показателей отдельных игроков на команду в целом не может быть достаточно эффективным для совершенствования всей команды (хотя оно и имеет определенную эффективность), например, потому что они выполняют те же задания, знают способности друг друга и паттерны движения, а также потому, что возможности игроков, которые демонстрируют лучшие показатели, всегда ограничены более низкими показателями их товарищей по команде. Поскольку члены команды непроизвольно ограничивают развитие друг друга, они нуждаются, для дальнейшего совершенствования, в новом импульсе, реалистичной матчевой нагрузке - хотя бы применительно к подзаданиям - и в ситуациях принятия решения. Хорошим примером тренировки "один против одного" является состязание между двумя генетически различными спортсменами. Если более быстрый игрок способен обогнать другого игрока на отрезке 10 м, он не обгонит его на расстояние в 3 м, а затем не изменит направление бега на обратное и не увеличит еще больше расстояние в этом спринте, поскольку у него не будет причин вести себя таким образом в данном соревновании. Следовательно, более медленный спортсмен ограничивает продвижение своего товарища по команде, поскольку не вынуждает своего напарника интенсифицировать и удлинить свой бег (не говоря уж о ритме, угле изменения направления и многих других важных факторах). Однако, например в ситуации матча его оппонент (более быстрый игрок) должен поступать именно таким образом. Схожая проблема существует, например, в случае различий в знаниях или в мотивации, или в способностях. Как результат, более способный игрок не вынужден максимально "выкладываться" на своей тренировке, поскольку его нагрузку ограничивает более слабое выступление его партнера. Как следствие, он не может совершенствоваться правильным образом, т.е. не может достичь своего максимального, генетически определенного уровня, его развитие может стагнировать, его показатели и готовность к соревнованиям могут ухудшиться.
Согласно одному варианту осуществления полезной модели в целях физического совершенствования могут проецироваться полные международные матчи или их части, в которых игроки должны следовать за положениями участников матча. Это позволит не только улучшить, но и измерить физическую силу индивидуальных игроков или даже всей команды. Данный вариант может быть введен в ежедневные рутинные тренировки, даже применительно к подзаданиям.
Согласно одному варианту осуществления полезной модели имеется возможность презентации, в рамках индивидуальной тренировки, действия, последовательности действий или бега элитного игрока из международного матча, создавая, тем самым, требуемый импульс тренирующемуся игроку.
Проецируемое движение может быть подхвачено защитником или нападающим, индивидуально или даже в парах, при отработке как защиты, так и нападения. Вариант осуществления устройства согласно полезной модели может также проецировать траекторию мяча, так что задание может выполняться как упражнение с мячом. Такое задание позволит точно определить, каким образом элитный игрок приобрел свой рейтинг, насколько быстрым он является, в каком ритме он действовал, на каком расстоянии он оказался от своего противника в их поединке, на какой угол он изменил направление своего движения и как он начал выполнять последовательность действий в конце линии своего движения, причем все это будет способствовать развивающему процессу обучения. Сначала любое движение может свободно замедляться, затем оно может проецироваться в реальном времени или ускоренно. Проецирование может быть остановлено в любой момент, чтобы заставить игрока остановиться в ситуации принятия решения и дать ему возможность выбрать правильное решение, способствуя, тем самым, повышению креативности, скорости и эффективности механизма принятия решений. Выбор в подобных ситуациях правильных решений и их улучшенных версий, новых вариантов заранее рассмотренных и проецируемых решений с целью выявить предыдущие ошибки, повысит понимание игры и индивидуальные способности.
Согласно одному варианту осуществления полезной модели имеется возможность встречи с ближайшими предстоящими противниками даже путем проецирования их движений.
Согласно следующему варианту осуществления полезной модели можно проецировать не только заданные позиции в ходе соревнования, но также моделирование фиктивных, заранее сконструированных ситуаций.
Устройство согласно полезной модели пригодно также для многих новых приложений в области тактической тренировки и разработки командных действий. До настоящего времени инструкции по тактике могли выдаваться игрокам только на доске, планшете или вербально на футбольном поле (поскольку движения команды нельзя было продемонстрировать иным образом); теперь же они могут быть реально показаны на игровом поле.
Устройство согласно полезной модели обеспечивает более точный контроль над одновременными перемещениями нескольких игроков (которые до настоящего времени обсуждались только поверхностно), т.е. над тем, кто и как должен перемещаться, чтобы реализовать тактику. Если при этом ставилась задача точно показать, кому и куда нужно двигаться, тренер мог только проинструктировать единственного игрока или несколько игроков одновременно. Смоделировать реалистичную матчевую ситуацию во время тренировки, при отработке тактики, даже еще труднее. С помощью устройства согласно полезной модели контроль, инструктирование и перемещение значительных частей или всей команды или даже нескольких команд в реальном времени могут быть осуществлены посредством замедления или даже ускорения.
Устройство согласно полезной модели обеспечивает возможность прекращения проецирования в любой момент, переводя игроков, тем самым, в ситуацию принятия решения и давая им возможность независимо выбрать подходящее решение, развивая, за счет этого, их креативность, скорость и эффективность принятия решения и внося, в результате, огромный вклад в отработку совместных действий. За счет практической отработки улучшенных решений, которые были выбраны в ситуации принятия решения, и их пересмотренных версий, а также заранее проработанных и проецируемых новых тактических вариаций и решений, выработанных с целью коррекции предыдущих ошибок, расширяется тактический репертуар команды и повышается качество ее игры.
Устройство согласно полезной модели обеспечивает реалистичное моделирование матчевых ситуаций, например представляющих собой предыдущие ошибки, подлежащие коррекции, заданные перемещения или перемещения других команд. Например, могут проецироваться ведение мяча элитной командой, передача мяча или контратака после потери мяча или подавление нападающей командой защиты другой команды в международном матче. Может быть показано, как атакующая элитная команда перестраивается в определенных ситуациях: насколько быстро, в какой части поля, в позиции какого типа, в какой форме и насколько удалены друг от друга игроки.
Путем проецирования траектории мяча могут практиковаться атаки или даже защита, соответствующая таким атакам при различных построениях; может быть проанализировано выполнение ведения мяча элитной командой и отработаны некоторые приемы, например: скорость передач, их направления, решения в ситуации принятия решения. Одновременно могут моделироваться перемещения игроков без мяча.
Устройство согласно полезной модели обеспечивает точную картину выбора других профессиональных атлетов в определенных игровых ситуациях, перемещений, выбираемых с учетом тактики и взаимодействия, а также показывает, как элитный игрок перемещается по территории поля на протяжении всего матча.
Данное устройство обеспечивает также возможность анализа текущего противника. Кроме того, он позволяет проанализировать некоторые из стратегически важных атак противника путем отработки защиты против них или проецировать ошибки в защите и практиковаться в их использовании. Игроки могут на тренировках заранее прочувствовать перемещения противника, ощутить их скорость, ритм и направление, что облегчит их подготовку к матчу и поможет команде добиться победы и успеха.
Полезная модель может использоваться для облегчения тренировок атлетов.
Полезная модель позволяет проецировать бег атлета на заданную дистанцию или его бег на предыдущих соревнованиях, или бег других атлетов по беговой дорожке в ходе тренировок, моделируя, тем самым, соревнование.
Проецирование может быть использовано, чтобы определить желательную скорость и ритм бега, выработать стратегию бега атлета на соревнованиях или тренировках, или для анализа состоявшегося бега другого атлета, или для физического совершенствования этого атлета.
Полезная модель позволяет конкретному атлету пробегать определенные расстояния за заданное количество секунд в ходе определенной тренировки, даже несколько раз подряд, даже при замедлении, в желательной степени, бега по сравнению с достигнутым наилучшим результатом этого атлета в зависимости от того, на какой стадии подготовки этот бег проводится, и от того, какая цель поставлена.
Полезная модель обеспечивает проецирование для разработки, освоения на практике и анализа. Например, воспроизводится участие элитного атлета в забеге на 400 м, в частности, имитируется скорость на определенной части дистанции.
Полезная модель, в процессе тренировки прыжка в высоту обеспечивает проецирование лучшего прыжка атлета или прыжка другого атлета.
Далее приводятся неограничивающие примеры использования устройства согласно полезной модели в некоторых других вида спорта. Полезную модель следует применять путем моделирования соревновательной ситуации или соревнований полностью для целей разработки и анализа, принимая во внимания характеристики и особенности различных видов спорта.
Полезная модель применима для содействия проведению тренировок по американскому футболу.
Американский футбол намного короче по сравнению с европейским футболом, и атака в нем чаще начинается из фиксированных положений, когда игроки имеют возможность занять свои положения заранее. Поэтому тактика может иметь даже еще более важное значение. Поскольку игра состоит из коротких отрезков, ее можно построить более точно, причем можно практиковаться в атаке и защите. Игроки используют дюжины заранее отработанных на практике тактических вариаций. Эффективность их отработки, анализа и разработки значительно повышается с помощью оборудования согласно полезной модели.
Полезную модель можно также использовать для тренировок по регби.
Полезная модель применима для содействия проведению тренировок в автомобильном спорте и мотоспорте.
Полезная модель позволяет разработать идеальную траекторию на треке до начала гонок, предпочтительно степень и локализацию ускорения и замедления, а также максимальную скорость, которая может безопасно использоваться применительно к конкретному криволинейному отрезку этой траектории.
Полезная модель применима для содействия проведению тренировок молодых бегунов.
Все подробно описанные преимущества полезной модели приобретают большую важность в ходе тренировок более молодого атлета. В результате для более молодых бегунов становятся видны конкретная цель, которая должна быть достигнута, а также уровень, к которому они должны адаптироваться физически и ментально.
Полезная модель пригодна для использования в действиях, относящихся к рекреационным видам спорта.
Полезная модель применима для рекреационного использования несоревнующимися атлетами, вплоть до использования, по мере необходимости, замедленной проекции. Широкие массы, включая как детей, так и взрослых, могут быть захвачены и вовлечены в мир движения и спорта. Программы для начальных и средних школ, колледжей, центров досуга, спортивных комплексов, отелей и парков приключений могут, например, проецировать, в реальном времени или с замедлением движения, реальный, легендарный матч, при этом участники могут тестировать свои физические способности и тактические умения и получать реальное удовольствие, становясь участниками знаменитой игры и представляя, как будто они играют с атлетом мирового класса.
Посредством полезной модели становится возможным непосредственно моделировать соревновательную ситуацию и соревнования полностью путем прямого проецирования реального перемещения одного или более атлетов. Таким образом можно совершенствовать индивидуальные способности атлетов, физическое состояние атлетов и команд, их стратегическую и тактическую готовность, их совместные перемещения, их мышление, эффективность и скорость их механизма принятия решения, их креативность, их когнитивные способности, их понимание игры и взаимодействие. Атлеты способны немедленно распознавать движения, которые они ожидают, их направление, скорость и ритм и отмечать различия между их собственными и их ожидаемыми движениями в реальном времени в ситуации соревнования в том же пространстве, что и матч. По желанию, либо в реальном времени, либо в начальной фазе упражнения можно наблюдать любое движение, которое востребовано атлетами, даже при замедлении или ускорении указанного движения при любой скорости.
Используя устройство согласно полезной модели, в отличие от решений уровня техники, атлет не просто получает инструкции по ожидаемым в теории движениям, обеспечивающим перемещение, но он также видит их непосредственно на практике во время моделируемых соревнований по бегу. Это создает возможности для почти мгновенной коррекции и еще более эффективных тренировок.
Проецирование может быть остановлено в любой момент, после чего атлет индивидуально выбирает креативное решение для конкретной соревновательной ситуации, чтобы повысить уровень команды путем тактических тренировок или занятий в команде. С помощью предлагаемой инновации за счет остановки проецирования в моделируемой ситуации соревнования атлет ставится в ситуацию принятия решения, и в результате принимаемых атлетами индивидуальных решений креативность, скорость механизма принятия решений, эффективность и качество игры в команде могут быть значительно улучшены.
Преимущество предлагаемого оборудования, среди других факторов, состоит в возможности применения для широко используемых типов полей, не требуя никаких изменений, модификации или воздействия на существующую поверхность поля. Оно не требует введения новых типов покрытий, что, с высокой вероятностью, привело бы к изменению известных и типичных физических параметров полей (например, трения, гибкости, жесткости и т.д.), другими словами, к созданию иных условий для тренировки атлетов.
Отображение, т.е. проецирование определенного паттерна на поля не требует, например, прозрачных покрытий, никаких субструктур (подземных структурных элементов). Все эти средства являются важными, поскольку изменяют физические параметры, способные влиять на показатели атлетов, их мускулатуру, выносливость и способность к перестройке и совершенствованию в реалистичных обстоятельствах. Например, бег атлета по асфальтовому покрытию или по травянистой почве оказывает совершенно иной эффект на мышцы, суставы и скелет атлета. С другой стороны, замена и модификация покрытий означали бы значительные дополнительные затраты. Другое преимущество системы состоит в том, что она может применяться на снегу, на сухой и жидкой грязи.
Устройство согласно полезной модели может быть использовано для детектирования, коррекции ошибок, анализа любой ситуации и показателей атлета или его противника. Практикуя некоторые из элементов и их улучшенных версий, можно расширить стратегический и тактический репертуар. Становится возможным контролировать, недоступным ранее способом, совместные перемещения нескольких атлетов. Оценивание показанных результатов создает широкий диапазон аналитических возможностей для тренерского штата, что открывает путь к совершенствованию атлетов. Это поднимает уровень тренировок на новый уровень, позволяя достичь быстрых и эффектных результатов.
Чтобы стать лучшими атлетами соревнования, они должны тренироваться в ситуациях соревнований, соревновательных нагрузок, ситуациях принятия решения и нуждаются в новых импульсах для улучшения и сохранения соревновательной формы. Полезная модель предоставляет соответствующую помощь и, благодаря гибкой моделирования соревновательных ситуаций, эффективность тренировки может быть повышена до беспрецедентных уровней, открывая новые горизонты для совершенствования атлетов и команд, чтобы помочь им в достижении успеха.
Далее полезная модель иллюстрируется посредством поясняющих примеров, которые не должны интерпретироваться как ограничивающие полезную модель.
ПРИМЕРЫ
Пример 1: использование полезной модели для содействия тренировкам по прыжкам в высоту
Для атлета, выполняющего прыжок в высоту, очень важно знать оптимальную последовательность шагов и их длину, т.е. разработанную комбинации шагов. Наилучшая комбинация определяется с использованием устройства, оборудованного источниками 4 света двух типов в отношении длин волн: для поверхности синего резиноподобного пластика (красный свет) и наружной, расположенной под углом дорожки (зеленый свет). Эти условия реализуются единственной ИСФСБ-системой, использующей два различных источника 4 света.
Пример 2: Использование полезной модели для содействия проведению тренировок по футболу
Для упражнений в ситуации 3 нападающих - 3 защитника авторы строят систему, которая формирует, проецирует и перемещает группу 3×3 контуров, образуемых пучками различных форм и рисуемых в двух различных цветах на газоне футбольного поля. Для этого в проектор 15 должны быть встроены 6 ИСФСБ-систем, формирующих две группы трех различных цветов. Чтобы каждый атлет был способен следовать любому направлению перемещения, не закрывая проецируемое множество (из шести) световых пучков 7, скоординированная проекционная система установлена на двух противолежащих сторонах соответствующего игрового поля.
Пример 3: Использование полезной модели для содействия проведению тренировок по ручному мячу
Для отработки защитных построений пять атлетов из одной команд должны перемещаться, с хорошим согласованием, между 6-метровой и 9-метровой линиями. В этом варианте на покрытие пола одновременно проецируют пять световых пучков одного цвета, которые имеют различные формы: круга, треугольника, квадрата, креста и пятиугольника. Соответственно, в этом случае в проекционный модуль 15 интегрированы 5 ИСФСБ-систем.
Пример 4: Использование полезной модели для содействия проведению тренировок мотоциклистов
Чтобы показать самое короткое время в заезде, очень важно следовать на углах по оптимальным кривым с максимальной, но безопасной скоростью. Каждая такая дуга определяется заранее, а затем загружается в управляющий компьютер базового (наземного) модуля 14, который преобразует эти данные в координаты трека и значения скорости. Проекционный модуль 15 проецирует и перемещает по асфальту хорошо различимый световой сигнал, за которым следует участник соревнования.
Устройство согласно полезной модели активизирует совершенствование атлетов и команд в различных видах спорта путем прямого проецирования на покрытие конкретного спортивного сооружения, посредством света, движений, обеспечивающих перемещение, которые ожидаются от атлета. Проецирование этих движений осуществляется с использованием данных, полученных ранее от оборудования для формирования изображений или путем регистрации данных от аналитической программы, отслеживающей позиционирование кодовых GPS-датчиков, установленных на контролируемых атлетах. Устройство согласно полезной модели пригодно также для проецирования заданных движений, разработанных тренером. Имеется также возможность отслеживать движение мяча (например посредством встроенного кодового GPS-датчика) с последующим его моделированием.
Устройство согласно полезной модели может также использоваться в рекреационных целях.

Claims (8)

1. Оптическое устройство для динамической реконструкции или моделирования соревновательных ситуаций и содействия проведению тренировок в спорте, отличающееся тем, что содержит проекционный модуль (15), содержащий блок (1a) радиочастотного приемника, блок (1b) управления и системы (21, 22, 23 ... 2n) типа источник света - оптический формирователь пучка - сканирующий блок, причем каждая из указанных систем (21, 22, 23 ... 2n) содержит один или более источников (4) света, механически присоединенный оптический формирователь (3) пучка и сканирующие блоки (2), при этом проекционный модуль (15) выполнен с возможностью соединения по линии связи с базовым модулем для обеспечения точного контроля движения одного или нескольких атлетов, причем проекционный модуль (15) расположен над местом применения.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оптический формирователь (3) пучка содержит оптическое устройство (8a) отклонения пучка и блок (8b) формирования пучка.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник (4) света сопряжен с оптическим устройством (8a) отклонения пучка, блоком (8b) формирования пучка и оптическим устройством (9) формирования изображения.
4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что блок (8b) формирования пучка представляет собой непрозрачную апертурную пластину (10) с отверстиями различной формы, опционально питаемую от электродвигателя, или сферический модулятор (13) света с непрозрачными пикселями (11) и прозрачными пикселями (12).
5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что источник (4) света выбран из пары лазеров мощностью по 100 мВт и из пары источников света на основе светодиодов мощностью не менее 1 Вт, при этом источник (4) света способен излучать более чем один цвет, предпочтительно 3-4 цвета, и предпочтительно выполнен с регулируемой мощностью.
6. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что сканирующий блок (2) представляет собой зеркальный сканер.
7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что проекционный модуль (15) выполнен с возможностью соединения с базовым модулем посредством многоканальной радиосвязи.
8. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что проекционный модуль (15) расположен на держателе ламп для освещения поля или на своем собственном штативе, прикреплен к потолку спортивного зала, или помещен на стабильный дрон с хорошим управлением по пространственному положению.
RU2019129894U 2017-03-02 2018-03-02 Оптическое устройство для динамической реконструкции или моделирования соревновательных ситуаций RU198677U1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HUU1700227U HU5167U (hu) 2017-03-02 2017-03-02 Optikai berendezés versenyhelyzetek dinamikus rekonstruálására vagy szimulaciójára
HUU1700227 2017-03-02
PCT/HU2018/050014 WO2018158600A1 (en) 2017-03-02 2018-03-02 Optical device for dynamically reconstructing or simulating competitive situations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU198677U1 true RU198677U1 (ru) 2020-07-22

Family

ID=63370326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129894U RU198677U1 (ru) 2017-03-02 2018-03-02 Оптическое устройство для динамической реконструкции или моделирования соревновательных ситуаций

Country Status (6)

Country Link
CN (1) CN211935467U (ru)
AT (1) AT17138U1 (ru)
DE (1) DE212018000168U1 (ru)
ES (1) ES1236544Y (ru)
RU (1) RU198677U1 (ru)
WO (1) WO2018158600A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202000001120A1 (it) * 2020-01-22 2021-07-22 Federico Lorenzi Sistema di allenamento
FR3137064A3 (fr) * 2022-06-22 2023-12-29 Szegedi Tudományegyetem Système de drone intelligent pour la simulation d’un objet mouvant

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050183273A1 (en) * 2002-12-16 2005-08-25 Amron Alan B. System for operating one or more suspended laser projectors to project a temporary visible image onto a surface
US20080269016A1 (en) * 2007-04-30 2008-10-30 Joseph Ungari Adaptive Training System with Aerial Mobility
RU2338232C1 (ru) * 2007-02-20 2008-11-10 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Проекционная оптическая система
CN201399164Y (zh) * 2009-05-06 2010-02-10 孙颖 智能激光型消防应急安全疏散指示系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588887A (en) 1983-08-29 1986-05-13 Harris Corporation Resonant galvanometer scanner assembly
US4762994A (en) 1986-11-10 1988-08-09 Ibm Corp. Compact optical scanner driven by a resonant galvanometer
HU222643B1 (hu) 1997-08-07 2003-09-29 István Görgényi Berendezés labdajátékok edzésének, gyakorlásának elżsegítésére
US6344917B1 (en) 1997-10-17 2002-02-05 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Galvano mirror unit
US6621615B2 (en) * 2001-07-25 2003-09-16 Eastman Kodak Company Method and system for image display
JP4443208B2 (ja) 2003-12-12 2010-03-31 日立ビアメカニクス株式会社 スキャナ装置
US7756174B2 (en) 2005-01-19 2010-07-13 Benner Jr William R Laser projector safety monitoring system
JP5020880B2 (ja) 2008-04-22 2012-09-05 キヤノン株式会社 ガルバノモータ及びガルバノモータシステム
DE112011102995B4 (de) 2010-09-08 2016-05-19 Faro Technologies Inc. Laserscanner oder Lasernachführungsgerät mit einem Projektor
EP2795392B1 (en) * 2011-12-22 2018-07-04 Intel Corporation Configuration of acousto-optic deflectors for laser beam scanning
US8783874B1 (en) * 2012-01-18 2014-07-22 Nusensors, Inc. Compressive optical display and imager
ES2450290B1 (es) * 2012-09-24 2015-04-06 Campusdeportivovirtual S.L. Método y sistema para la realización de un ejercicio físico en un espacio, basado en la utilizacion del láser

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050183273A1 (en) * 2002-12-16 2005-08-25 Amron Alan B. System for operating one or more suspended laser projectors to project a temporary visible image onto a surface
RU2338232C1 (ru) * 2007-02-20 2008-11-10 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Проекционная оптическая система
US20080269016A1 (en) * 2007-04-30 2008-10-30 Joseph Ungari Adaptive Training System with Aerial Mobility
CN201399164Y (zh) * 2009-05-06 2010-02-10 孙颖 智能激光型消防应急安全疏散指示系统

Also Published As

Publication number Publication date
ES1236544Y (es) 2020-01-14
WO2018158600A1 (en) 2018-09-07
DE212018000168U1 (de) 2019-10-28
AT17138U1 (de) 2021-06-15
ES1236544U (es) 2019-10-24
CN211935467U (zh) 2020-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Akbaş et al. Application of virtual reality in competitive athletes–a review
US6749432B2 (en) Education system challenging a subject's physiologic and kinesthetic systems to synergistically enhance cognitive function
US8503086B2 (en) System and method for tracking and assessing movement skills in multidimensional space
US6308565B1 (en) System and method for tracking and assessing movement skills in multidimensional space
Kajastila et al. Empowering the exercise: A body-controlled trampoline training game
US20160049089A1 (en) Method and apparatus for teaching repetitive kinesthetic motion
EP1059970A2 (en) System and method for tracking and assessing movement skills in multidimensional space
WO2013041123A1 (de) System und verfahren zur unterstützung einer bewegungsübung
US10286280B2 (en) Motivational kinesthetic virtual training program for martial arts and fitness
US20110242507A1 (en) Sports projection system
RU2689445C1 (ru) Способ имитации участия спортсмена биатлониста или лыжника в соревнованиях любого уровня, в тренировках и устройство для его реализации
Holsti et al. Body-controlled trampoline training games based on computer vision
RU198677U1 (ru) Оптическое устройство для динамической реконструкции или моделирования соревновательных ситуаций
WO2014126509A1 (ru) Имитация игры в футбол для игровой тренировки футболистов
Dabnichki Computers in sport
HU231323B1 (hu) Optikai berendezés versenyhelyzetek dinamikus rekonstruálására vagy szimulációjára
IT202000003790U1 (it) Dispositivo ottico per la ricostruzione o la simulazione dinamica di situazioni agonistiche.
Zhang et al. Research on the Relationship between Motion Performance and User Experience of Golf Virtual Simulation Putting Simulator
RU2657995C1 (ru) Способ тренировки
RU2661276C1 (ru) Способ тренировки в игровых видах спорта
RU2646017C2 (ru) Способ тренировки технико-тактических действий в игровых видах спорта
WO2001029799A2 (en) Education system challenging a subject's physiologic and kinesthetic systems to synergistically enhance cognitive function
Afonshin et al. Training system for junior footballers to master ball handling and dribbling skills
Croft et al. The Second International Congress of Complex Systems in Sport.
Katz et al. Sport Technology Research Laboratory, University of Calgary