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EP2310099A1 - System und verfahren zur automatisierten analyse eines wettkampfverlaufes - Google Patents

System und verfahren zur automatisierten analyse eines wettkampfverlaufes

Info

Publication number
EP2310099A1
EP2310099A1 EP09757297A EP09757297A EP2310099A1 EP 2310099 A1 EP2310099 A1 EP 2310099A1 EP 09757297 A EP09757297 A EP 09757297A EP 09757297 A EP09757297 A EP 09757297A EP 2310099 A1 EP2310099 A1 EP 2310099A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
athlete
magnetic field
evaluation unit
central evaluation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09757297A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Holzer
Walter Englert
Oliver Braun
Mirko Janetzke
Florian HÖFLINGER
Thorsten Habel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cairos Technologies AG
Original Assignee
Cairos Technologies AG
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
Application filed by Cairos Technologies AG filed Critical Cairos Technologies AG
Publication of EP2310099A1 publication Critical patent/EP2310099A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0021—Tracking a path or terminating locations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0021—Tracking a path or terminating locations
    • A63B2024/0025—Tracking the path or location of one or more users, e.g. players of a game
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2209/00—Characteristics of used materials
    • A63B2209/08—Characteristics of used materials magnetic
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    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10—Positions
    • A63B2220/13—Relative positions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30—Speed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/40—Acceleration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50—Force related parameters
    • A63B2220/51—Force
    • A63B2220/53—Force of an impact, e.g. blow or punch
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B43/00—Balls with special arrangements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0616—Means for conducting or scheduling competition, league, tournaments or rankings

Definitions

  • the present invention relates to a system and method for automated analysis of movements and interactions of multiple athletes and sports equipment by means of multiple active and passive positioning systems.
  • imaging technology is used to analyze a competition or training.
  • video recordings are also used to analyze movement patterns of an opposing team, for example in a counterattack, and to turn their own game tactics on it.
  • recorded video sequences may be used to score contentious game situations such as fouls or confusing goal situations.
  • the recorded video recordings are preferably used for analysis and optimization of motion sequences.
  • the question of whether a goal has been scored can only be decided when the ball is clear and at a certain angle from the goal line.
  • the Automated analysis of video sequences is often flawed because it can happen that people can no longer be resolved and thus confusion can occur.
  • Another object of the present invention is to more accurately determine the movement of an athlete.
  • Another object of the present invention is to more accurately determine the position of a sports equipment.
  • Another object of the present invention is to more accurately determine the interaction between the athlete and the sports equipment.
  • Another object of the present invention is to determine from the data on the movement of an athlete recommendations for future Trai ⁇ ingsighten.
  • Another object of the present invention is to determine from the data on the interaction between athletes and sports equipment recommendations for future training sessions.
  • Another object of the present invention is to make a computer game more realistic and interactive by providing highly accurate data about the movement of an athlete and the interaction between the athlete and the sports equipment.
  • the present invention solves these problems by merging data from various sensors and signal transmitters attached to athletes, sports facilities and sports equipment, thereby enabling automated evaluation of athlete movements and game play.
  • the data obtained can then, virtually similar to a computer game, be displayed virtually, with different menu items additional performance information can be displayed.
  • Figure 1 is a schematic representation of active and passive
  • Figure 2 is a schematic representation of one with a passive
  • Figure 3 is a schematic representation of an active
  • Figure 4 is a schematic representation of the principle, such as a calibration of a
  • Transmitter and a receiver can be done according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of an athlete equipped with acceleration sensors according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a schematic representation of a ball with two three-dimensional magnetic field sensors according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a schematic representation of a sports device with pressure sensors according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a sports device with an area to be hit in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a schematic representation of a display on a central
  • Figure 1 shows a schematic representation of active and passive positioning systems and associated entrained Mrs and central evaluation units according to a preferred embodiment of the present invention.
  • an athlete (100) is equipped with one or a combination of a plurality of passive or active positioning systems (110).
  • the passive positioning systems (110a) consist of one or more receivers, each receiver being connected to the athlete (100).
  • the receivers receive signals from one or more transmitters (120) stationary during the measurement process.
  • the receivers forward the received signals to a central evaluation unit (200) which calculates the position of the athlete (100) from the received signals.
  • the received signals can be locally stored, evaluated and / or displayed on a tracking evaluation unit (210).
  • the active positioning systems (110b) consist of one or more transmitters, each transmitter being connected to the athlete (100). Each transmitter transmits signals which are received by a plurality of stationary receivers (130) and forwarded to the central evaluation unit (200).
  • the position data in the central evaluation unit (200) are associated and fused, for example by means of a Kalman filter.
  • the power supply of the non-stationary system components is preferably carried out by means of a battery or rechargeable battery.
  • a battery or rechargeable battery When using passive transponders you can do without your own energy source.
  • the central or entrained evaluation units are capable of evaluating, displaying and storing the received data. Furthermore, the data can be forwarded to other units by radio or by cable or other means of transmission. Preferably, the wireless transmission via WLAN and the wired transmission via USB. This makes it possible to establish an Internet connection, to send the existing data by email, to make it available to other participants as a web cast event or to transfer via mini-USB cable to a PDA or a mobile phone.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a sports facility equipped with a passive positioning system according to a preferred embodiment of the present invention.
  • an athlete (100) is equipped with an ultrasound transmitter (111).
  • the ultrasonic transmitter (111) transmits ultrasonic waves of a specific sound intensity for a predetermined time. In order to prevent several ultrasonic transmitters from interfering continuously, the transmission times are chosen randomly.
  • the ultrasonic waves are received by ultrasonic sensors (131) installed at the edge of the field.
  • the ultrasound transmitters (111) transmit either at a specific frequency or in pulsed mode, which enables coded transmission of an identification.
  • Sound intensity and identification are then forwarded to a central evaluation unit (200), or discarded if the ultrasonic waves of several ultrasonic transmitters have overlapped. If the measured sound intensity of an ultrasound transmitter (111) can be assigned to an athlete, it is possible to determine the distance between ultrasound transmitter (111) and ultrasound sensor (131) from the known relationship between sound wave propagation and decrease of the sound intensity in the radial direction.
  • the position of the athlete (100) can be determined independently of the playing field.
  • the athlete can additionally be equipped with an infrared light emitting light source, for example in the form of a light emitting diode (LED).
  • an infrared light emitting light source for example in the form of a light emitting diode (LED).
  • the LED begins to emit infrared light of a specific intensity of light at random times.
  • the transmission interval and the repetition frequency are preferably selected as a function of the number of LEDs such that on average at least two measured values per 0.1 s can be received without interference.
  • the light intensity is detected by several, for example, at the edge of the sports center distributed, infrared light sensors. If there is no overlap in the transmission times of two or more infrared light sources, the measured values are forwarded to the central evaluation unit.
  • the athlete may be additionally equipped with a GPS receiver.
  • This GPS receiver can send the received position data as well as a unique identification number either to the central evaluation unit or to an accompanying evaluation unit.
  • the entrained evaluation sends after receiving a request signal, the stored position data to the central evaluation or allows the central evaluation directly access the data, preferably via USB or WLAN.
  • the position may be derived from the measurement of a known magnetic field.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a sports facility equipped with an active positioning system according to a preferred embodiment of the present invention.
  • an athlete (100) is equipped with a three-dimensional magnetic field sensor (112). This measures an alternating magnetic field generated by several coils (120).
  • a coil is preferably used to measure the magnetic field lines.
  • a Hall sensor a magnetoresistive sensor, a Josephson contact or the like.
  • the measured values ⁇ are sent to the central evaluation unit (200) or the accompanying evaluation unit (210). If the measured values are sent to the central evaluation unit, then the reception time and a unique identification are added, which enables the evaluation unit to unambiguously assign the received measured values to a coil and to a magnetic field sensor.
  • the identification of a coil is determined with simultaneous operation of all coils on the measured frequency of the alternating magnetic field or in sequential operation over the time of measurement, the Bestromungsdauer the coils and the order in which the coils are energized known.
  • the measured signals are separated either by bandpass filters or by a Fourier analysis.
  • One way to determine the position of the athlete is to compare field strength, field direction and phase angle of the magnetic field with previously stored data.
  • field strength, field direction and phase angle are calculated in advance for a plurality of spatial points and stored in a database on the entrained or the central evaluation unit. The measurements are then compared to the values in the database and then the best fit record is selected. The position associated with this record is used as the athlete's position.
  • the position determination can be determined from the known relationship between propagation of a magnetic field and radial decrease of the magnetic field strength corresponding to the distance of the athlete to each magnetic field coil. The position determination then takes place analogously to the position determination with ultrasonic sensors.
  • Another possibility is to determine the position by setting up and solving the magnetic field equations.
  • the field geometry is measured and the detected interference can then be taken into account in the position determination.
  • the measured values are buffered on the accompanying evaluation unit and later transferred to the central evaluation unit.
  • radio signals in the 2.4 GHz band come into consideration.
  • the radio signals can also be used to determine the position of the stationary transmitter or receiver relative to each other.
  • the radio signal strength of all sensors stationary during the measuring process is measured by the central evaluation unit. This measurement is performed in at least three different locations.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the principle of how a calibration of a transmitter and a receiver can take place, according to a preferred embodiment of the present invention.
  • a central evaluation unit (200) is operated in a calibration mode and measures the radio strength of the stationary transmitters (120) or receivers (130) at three different positions and calculates therefrom the relative positions of the transmitters or receivers relative to one another. After determining a coordinate origin (150), all position information in this coordinate system can be displayed.
  • GPS position information is available, a global coordinate system, such as WGS84, can also be used.
  • the position data can be used in the presence of a video camera, this automatically mounted between camera stand and camera
  • the orientation of the camera is determined by aiming at a fixed point, which is preferably the already known position of a transmitter or receiver. From this context, the camera can be aligned to any point by the horizontal and vertical Deviation of the current camera orientation is determined and the camera is rotated by these deviations by the electric motors. If additionally a movement of the camera relative to its current position is possible, for example by a carriage moving on rails, it can also be controlled in such a way that a specific view of the area is achieved.
  • the determined position data can be used to stabilize or improve the hitherto practiced video-based tracking (video tracking) of an athlete or sports equipment.
  • the trajectories determined by the position determination systems are compared with the trajectories determined by the video tracking and reassigned correctly in the event of confusion. Furthermore, it is possible to determine the image areas in which an athlete is located already before evaluating the image data and to send them to the image processing, whereby the latter can already search the correct areas for contours of a person. This also ensures that, in particular, the relevant image areas are evaluated and that these can be analyzed at an increased rate in comparison to the normal image analysis.
  • position data Another use of the position data is the detection of typical games actions. For example, in football or basketball, penalties or free throws are easily identifiable by the position of the ball or the penalties or free-throw performers. For this purpose, typical features of actions are stored in the database, for example, two players in 16-meter space and ball at the penalty spot for a penalty position. In the evaluation unit, the current position data are compared with the stored characteristics and thus identified games typical actions.
  • the speed and acceleration of the athlete can be estimated. This is particularly interesting because it can give the athlete, for example, information on whether he has to work on his maximum speed or better on his stamina, and how he should optimally divide a match.
  • the traveled trajectory and the number of driven right and left turns can be determined.
  • the time between individual curves can be determined and used to compare this data with the data of other athletes, or to detect driving errors.
  • magnetic field position determination could also be used in determining a person's path in a supermarket. This would include, for example, the shopping cart with active or passive
  • Positioning systems but preferably be equipped with the magnetic field-based positioning system described, since this is largely insensitive to the inevitable occurring in the supermarket covers.
  • Another application is in the camera work or the lighting control at events such as theater or concerts.
  • the actors or musicians would be equipped with active or passive positioning systems, but preferably with the described magnetic-field-based positioning system, as this is insensitive to interference, such as artificial lighting or sound waves.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an athlete equipped with acceleration sensors according to a preferred embodiment of the present invention.
  • This aspect of the present invention is to be regarded as an independent invention. It can be combined with the aspects mentioned above and below, but it can also be realized on its own.
  • acceleration sensors (400) are attached to the extremities of the athlete (100), which forward their data to the entrained or the central evaluation unit (200). From the acceleration sensors, it is possible in particular, highly accurate relative position and speed changes over short time intervals means Integrating the acceleration vector after compensating the acceleration due to gravity. Since the alignment of the acceleration sensor must be known to compensate for the acceleration due to gravity, three-dimensional rotation rate sensors or sensors are additionally used to measure the earth's magnetic field or, alternatively, the sensor is mounted in three dimensions such that an orientation relative to the acceleration of gravity remains constant, for example by using a gyroscope.
  • the sports equipment such as a ball may be equipped with an RF-ID chip.
  • the radio units can be installed, for example, in movable elements, such as pylons or even in stationary elements, such as in gate posts.
  • the identification of the transponder located in the ball is received by a radio receiver and forwarded to the central or entrained evaluation. This signal can then be used, for example, to
  • the received data can then be used by the central evaluation unit to determine the number of fallen goals.
  • the ball can be equipped with a three-dimensional magnetic field sensor as an alternative to the RF-ID chip.
  • a coil is preferably used to measure magnetic field lines.
  • a Hall sensor, a magnetoresistive sensor, a Josephson contact or the like may be used.
  • the magnetic field in the center of the ball is thus measured.
  • the magnetic field sensor can be positioned by means of ropes in the ball center.
  • two magnetic field sensors are provided in a preferred embodiment.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a ball with two three-dimensional magnetic field sensors.
  • This aspect of the present invention is to be regarded as an independent invention. It can be combined with the aspects mentioned above and below, but it can also be realized on its own.
  • the magnetic field sensors according to Figure 6 are mutually attached to the inner wall of the ball (500).
  • both magnetic field sensors are cast into module disks (510), one module disk (510a) being mounted on the valve and the other module disk (510b) being a counterweight on the opposite side.
  • the readings of both sensors are used to determine the expected reading at the center of the ball (500). This can be done in the case of the magnetic field strength, for example by simple averaging.
  • module disks (510) are connected to flex boards.
  • the module disc (510a) on the valve carries, in addition to the magnetic field sensor, a radio transmitter with antenna and a CPU.
  • the battery (520) On the opposite module disc (510b) sits the battery (520), which is mounted so that it lies on the side that points into the ball.
  • both module disks sit on rubber nubs (530), which absorb most of the momentum.
  • This configuration can also be used in an American football. There, the data of the two sensors can be additionally used to determine the orientation of the ball.
  • the magnetic field sensor or sensors are used to determine the position of the ball on the playing field by measuring the magnetic fields generated by a plurality of coils and sending the measured values to the central evaluation unit.
  • the transmission can take place as required in real time or after buffering in the ball according to a request signal of the central evaluation unit.
  • the magnetic field can be generated either by fixed magnetic field coils in the field or at the edge of the field, or by a mobile structure consisting of built-in a mat or in pylons magnetic field coils.
  • the position determination then takes place analogously to the above-described method of determining the position of an athlete.
  • the trajectory, speed and acceleration of the ball can be calculated.
  • a ball-mounted RF-ID chip or a coil installed in the ball can also be used to detect ball contacts of an athlete.
  • an electromagnetic signal source preferably a Fuksender
  • the signals emitted by the radio transmitter stimulate the transponder installed in the ball, whereupon the latter emits signals itself.
  • the received Transpondersig ⁇ al is forwarded either to the entrained evaluation or together with a unique identification of the athlete to the central evaluation.
  • the athlete is equipped with a magnetic coil which generates a magnetic field of a specific frequency.
  • the magnetic field coil may for example be attached to the shin guards of a football player.
  • the magnetic field can be detected by the magnetic field sensor installed in the ball. From the measured magnetic field strength, the distance can be calculated. From the specific frequency of the magnetic field, a unique identification of the coil can be determined. Both information is either stored in the ball or forwarded to the central evaluation unit.
  • Another possibility is to equip the athlete with a radio transmitter short range, which transmits a unique identifier to the ball.
  • the identifier can either be stored by the ball or forwarded directly to the evaluation unit, so that ball contacts can be assigned to an athlete.
  • the ball can be equipped with a pressure sensor, which enables the activation of the magnetic field sensors in the ball, for example by pressing the ball several times. Furthermore, the pressure sensor can do so be used during the game to control the air pressure inside the ball and to deliver an acoustic or visual warning signal when falling below the ideal air pressure.
  • pressure sensors are also advantageous in other sports equipment for example in rackets, as they are used, for example, in hockey or baseball bats.
  • Figure 7 shows a schematic representation of a sports device with pressure sensors according to a preferred embodiment of the present invention.
  • pressure sensors (610) installed in a hockey stick (600) are used to determine at which point a puk (620) touches the hockey stick (600) and what pressure or force of fire that contact was associated with. This information is then forwarded to the remote or central evaluation unit.
  • a radio module (630) For forwarding the hockey stick (600) is equipped with a radio module (630), wherein radio module (630) is connected by cable to the pressure sensors.
  • a baseball bat a shoe can be equipped with pressure sensors. Again, the position at which the ball touches the baseball bat or the shoe and the pressure occurring, forwarded to the entrained or central evaluation.
  • the central evaluation unit can provide feedback on where the racket or shoe would have had to touch the puk or ball in order to achieve an optimal trajectory , This optimal point of contact is then displayed, for example in the form of LEDs (640) on the racket (600) or shoe or on a display of the entrained evaluation.
  • the deviation of the determined trajectory of the ball or puke is calculated from an optimal trajectory, and the influence of the point of contact and of the momentum transfer on the trajectory of puck or ball is determined. From these Data is then an optimal point of contact and an optimal momentum transfer calculated and brought as a recommendation for action on the sports equipment or entrained ßn evaluation unit for display.
  • An analogous method is also advantageous in a sport such as basketball, where the ball is often thrown into the basket with the aid of the board. If the position of the athlete and / or the ball is known from one of the positioning methods described above, an optimal trajectory of the ball can be calculated and displayed to the athlete in the form of areas marked by liquid crystals or LEDs on the board.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a sports device with an area to be hit in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
  • This aspect of the present invention is to be regarded as an independent invention. It can be combined with the aspects mentioned above and below, but it can also be realized on its own.
  • a basketball board (700) is equipped with several LEDs (710) and a radio receiver (720).
  • the position of the ball (500) is determined by one of the methods described above. From the position is calculated by the evaluation unit (200), which area of the basketball board (700) must be taken to throw a basket. This area is indicated by LEDs (710) which allows the player to know where the ball must touch the board.
  • Radio can be used to transmit the area to be displayed, for example in the 2.4 GHz band.
  • the sports equipment is equipped with a battery.
  • a battery that can be recharged via an induction coil can be used.
  • piezo pressure sensors it is also possible to use the electromagnetic voltage generated by the pressure for signal transmission.
  • the entrained evaluation z. B. designed as a portable minicomputer, as equipped with a special software Mobiltelefo ⁇ or as a PDA be, while the central evaluation unit is typically designed as a laptop or PC.
  • the central evaluation unit is able to merge all measured data, and to present it in a form similar to a computer game.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of a display on a central evaluation unit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 800 It depicts an image of a sports event in the form of animated figures (800), which, like the corresponding real athletes (100), move across the virtual sports venue (900).
  • an athlete can be selected at any time (810), whereupon further data are made available.
  • This may in particular be data on movement patterns, such as run, jump distance, speed, or also acceleration of the movement or individual limbs or interaction patterns such as shot, throw or punch of a ball, puke or any other sports equipment.
  • the deviations of the interaction patterns can in particular show differences in shot, throw, or stroke hardness, as well as different points of contact between, for example, shoe and ball or racket and ball or puk. Furthermore, the difference in the number of touches between athletes and sports equipment can also be displayed.
  • the existing information can also be used to provide a computer game with performance data of athletes in order to equip the characters with real data and thus to make real or to increase the game appeal.
  • the determined data is sent to a computer, which stores the data in a database.
  • the data in the database can then be used by a computer game to determine the capabilities of virtual athletes intended in the computer game.
  • the data can be used to determine the possibility of interaction between athletes and one or more sports equipment.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

System bestehend aus, mindestens einem aktiven oder passiven Positionsbestimmungssystem, welches Daten über die Position mindestens eines Sportlers an eine zentrale Auswerteeinheit sendet; und einer zentralen Auswerteeinheit, die empfangene Positionsdaten in einer Datenbank speichert, automatisch ein Bewegungsmuster bestehend aus mindestens der zurückgelegten Strecke und der mittleren Geschwindigkeit aus den Positionsdaten berechnet und das Bewegungsmuster auf einem Display darstellt.

Description

System und Verfahren zur automatisierten Analyse eines Wettkampfverlaufes
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und Verfahren zur automatisierten Analyse der Bewegungen und Interaktionen mehrerer Sportler und Sportgeräte mittels mehrerer aktiver und passiver Positionsbestimmungssystemβ.
Im Profi- wie im Breitensport wird zur Analyse eines Wettkampfes oder Trainings zunehmend moderne, vorzugsweise bildgebende Technik eingesetzt.
Durch die Auswertung des Bildmaterials ist es möglich, die Leistung eines Sportlers, wie z. B. die von inm zurückgelegte Lauflänge oder seine Geschwindigkeit, zu bestimmen, wobei im Falle der Geschwindigkeitsbewertung üblicherweise Videotracking angewandt wird. Ferner ist es möglich, aus den gewonnenen Daten Hinweise auf zukünftige sinnvollerweise einzusetzende Trainingsschwerpunkte zu gewinnen.
Im Falle von Mannschaftssportarten, wie beispielsweise Fußball oder Basketball, werden Videoaufzeichnungen auch dafür eingesetzt, Bewegungsmuster einer gegnerischen Mannschaft, beispielsweise bei einem Konter, zu analysieren und die eigene Spieltaktik darauf abzustellen.
Des weiteren können im Falle von Mannschaftssportarten, wie beispielsweise Eishockey, aufgezeichnete Videosequenzen zur Bewertung strittiger Spielsituationen, wie Fouls oder unübersichtlichen Torsituationen, verwendet werden.
Im Laufsport oder Schwimmen werden die aufgezeichneten Videomitschnitte vorzugsweise zur Analyse und Optimierung von Bewegungsabläufen eingesetzt.
Nachteile bei den heute verwendeten Videoaufzeichnungen bestehen in der Anfälligkeit gegenüber Verdeckungen sowie hinsichtlich Bildqualität bei sich schnell ändernden Lichtverhältnissen. Darüber hinaus liefern viele bisher bekannte Systeme keine präzisen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsinformationen und weisen Probleme beim Automatisieren des Auswerteprozesses auf.
So kann zum Beispiel die Frage, ob ein Tor gefallen ist, nur dann entschieden werden, wenn die Sicht auf den Ball frei ist und aus einem bestimmten Winkel zur Torlinie gewährleistet ist. Ferner ist gerade in komplexen Szenarien, in denen sich mehrere Personen einander annähern oder in denen sehr schnelle Bewegungen auftreten, die automatisierte Auswertung von Videosequenzen oft fehlerhaft, da es passieren kann, dass Personen nicht mehr aufgelöst werden können und damit Verwechselungen auftreten können.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Position eines oder mehrerer Sportler genauer zu bestimmen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bewegung eines Sportlers genauer zu bestimmen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Position eines Sportgerätes genauer zu bestimmen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Interaktion zwischen Sportler und Sportgerät genauer zu bestimmen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, aus den Daten über die Bewegung eines Sportlers Empfehlungen für zukünftige Traiπingseinheiten zu ermitteln.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, aus den Daten über die Interaktion zwischen Sportler und Sportgerät Empfehlungen für zukünftige Trainingseinheiten zu ermitteln.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Computerspiel durch hochgenaue Daten über die Bewegung eines Sportlers und die Interaktion zwischen Sportler und Sportgerät realistischer und interaktiv auszugestalten.
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme durch die Fusion von Daten verschiedener an Sportler, Sportstätte und Sportgerät angebrachten Sensoren und Signalsendem, wodurch die automatisierte Auswertung von Sportlerbewegungen und Spielverlauf ermöglicht wird. Die gewonnen Daten können dann, ähnlich einem Computerspiel, virtuell dargestellt werden, wobei über unterschiedliche Menüpunkte zusätzliche Leistungsangaben darstellbar sind. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung aktiver und passiver
Positionsbestimmungssystemβ und dazugehörige mitgeführtβ sowie zentrale Auswerteeinheiten gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer mit einem passiven
Positionsbestimmungssystem ausgestatteten Sportstätte gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer mit aktivem
Positionsbestimmungssystem ausgestatteter Sportstätte gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 eine schematische Darstellung zum Prinzip, wie eine Kalibrierung eines
Senders und eines Empfängers erfolgen kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines mit Beschleunigungssensoren ausgestatteten Sportlers gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 6 eine schematische Darstellung eines Balles mit zwei dreidimensionalen Magnetfeldsensoren gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung; und
Figur 7 eine schematische Darstellung eines Sportgerätes mit Drucksensoren gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung; und
Figur 8 eine schematische Darstellung eines Sportgerätes mit Anzeige eines zu treffenden Bereichs gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung; und
Figur 9 eine schematische Darstellung einer Anzeige auf einer zentralen
Auswerteeinheit gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung aktiver und passiver Positionsbestimmungssysteme und dazugehörige mitgeführtβ sowie zentrale Auswerteeinheiten gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung.
Darin wird ein Sportler (100) mit einem oder einer Kombination aus mehreren passiven oder aktiven Positionsbestimmungssystemen (110) ausgestattet.
Die passiven Positionsbestimmungssysteme (110a) bestehen aus einem oder mehreren Empfängern, wobei jeder Empfänger mit dem Sportler (100) verbunden ist. Die Empfänger empfangen Signale von einem oder mehreren während des Messvorgangs stationären Sendern (120). Die Empfänger leiten die empfangenen Signale an eine zentrale Auswerteeinheit (200) weiter, welche aus den empfangenen Signalen die Position des Sportlers (100) berechnet. Alternativ zum Übersenden an die zentrale Auswerteeinheit (200) können die empfangenen Signale auf einer mitgeführten Auswerteeinheit (210) lokal gespeichert, ausgewertet und/oder angezeigt werden.
Die aktiven Positionsbestimmungssysteme (110b) bestehen aus einem oder mehreren Sendern, wobei jeder Sender mit dem Sportler (100) verbunden ist. Jeder Sender sendet Signale aus, die von mehreren stationären Empfängern (130) empfangen und an die zentrale Auswerteeinheit (200) weitergeleitet werden.
Bei der Verwendung von mehreren Positionsbestimmungssystemen werden die Positionsdaten in der zentralen Auswerteeinheit (200) assoziiert und fusioniert, zum Beispiel mittels eines Kaiman-Filters.
Die Energieversorgung der nicht-stationären Systemkomponenten erfolgt vorzugsweise mittels Batterie oder Akku. Beim Einsatz passiver Transponder kann auf eine eigene Energiequelle verzichtet werden.
Die zentrale bzw. die mitgeführten Auswerteeinheiten sind in der Lage, die empfangenen Daten auszuwerten, anzuzeigen und abzuspeichern. Ferner können die Daten per Funk oder per Kabelverbindung oder eine sonstige Übertragungsart an andere Einheiten weitergeleitet werden. Vorzugsweise erfolgt die Funkübertragung über WLAN und die kabelgebundene Übertragung per USB. Dadurch ist es möglich, eine Internetverbindung aufzubauen, die vorhandenen Daten per Email zu verschicken, sie als Web-Cast-Event anderen Teilnehmern zur Verfügung zu stellen oder per Mini-USB-Kabel an einen PDA oder ein Mobiltelefon zu übertragen. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer mit einem passiven Positionsbestimmungssystem ausgestatteten Sportstätte gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung.
Darin wird ein Sportler (100) mit einem Ultraschallsender (111) ausgestattet. Der Ultraschallsender (111) sendet für eine vorgegebene Zeit Ultraschallwellen einer bestimmten Schallstärke. Um zu verhindern, dass sich mehrere Ultraschallsender fortlaufend stören, werden die Sendezeiten zufällig gewählt.
Die Ultraschallwellen werden von am Spielfeldrand installierten Ultraschallsensoren (131) empfangen. Um die Messwerte eindeutig dem Sportler (100) zuordnen zu können, senden die Ultraschallsender (111) entweder auf einer bestimmten Frequenz oder im gepulsten Betrieb, welcher die codierte Übertragung einer Identifizierung ermöglicht.
Schallstärke und Identifikation werden anschließend an eine zentrale Auswerteeinheit (200) weitergeleitet, oder verworfen, wenn sich die Ultraschallwellen mehrerer Ultraschallsender überlagert haben. Kann die gemessene Schallstärke eines Ultraschallsenders (111) einem Sportler zugeordnet werden, ist es möglich, die Entfernung zwischen Ultraschallsender (111) und Ultraschallsensor (131) aus dem bekannten Zusammenhang zwischen Schallwellenausbreitung und Abnahme der Schallstärke in radialer Richtung zu bestimmen.
Befinden sich die Ultraschallsensoren (131) am Spielfeldrand (140) und der Sportler (100) im Spielfeld und sind die Positionen der Ultraschallsensoren (131) bekannt, ist die
Position des Sportlers (100) bereits aus der von zwei Ultraschallsensoren gemessenen
Schallstärke bestimmbar, wenn sich die Abstandskreise um die Sensoren nur einmal innerhalb des Spielfeldes schneiden. Gelingt die Zuordnung von wenigstens drei
Messwerten, kann die Position des Sportlers (100) spielfeldunabhängig bestimmt werden.
Da Ultraschallwellen nur eine geringe Reichweite haben, kann der Sportler zusätzlich mit einer Infrarotlicht aussendenden Lichtquelle, beispielsweise in Form einer Leuchtdiode (LED), ausgestattet werden. Um Überlagerungen zu vermeiden, beginnt die LED zu zufälligen Zeitpunkten, Infrarotlicht einer spezifischen Lichtstärke auszusenden. Dabei werden Sendeintervall und Wiederholfrequenz in Abhängigkeit der Anzahl der LEDs vorzugsweise so gewählt, dass im Schnitt mindestens zwei Messwerte pro 0,1 s ohne Störung empfangen werden können. Die Lichtstärke wird von mehreren, zum Beispiel am Rand der Sportstatte verteilten, Infrarotlichtsensoren detektiert. Wenn keine Überlappung der Sendezeiten zweier oder mehrerer Infrarotlichtquellen auftritt, werden die Messwerte an die zentrale Auswerteeinheit weitergesendet.
Um die übertragenen Messwerte eindeutig einer Infrarotlichtquelle zuordnen zu können, wird entweder gepulstes Infrarotlicht verwendet und eine codierte Identifizierung gesendet oder Infrarotlicht einer spezifischen Wellenlänge verwendet. Die Positionsbestimmung des Sportlers ist dann analog zum Verfahren, das oben für die Positionsbestimmung mit Ultraschallsensoren beschrieben wurde.
Da die Ortung mittels einer Lichtquelle Störungen, wie z. B. Verdeckungen oder Überlagerungen verschiedener Lichtfrequenzen, ausgesetzt sein kann, kann der Sportler zusätzlich mit einem GPS-Empfänger ausgestattet sein. Dieser GPS-Empfänger kann die empfangenen Positionsdaten sowie eine eindeutige Identifikationsnummer entweder an die zentrale Auswerteeinheit oder an eine mitgeführte Auswerteeinheit senden.
Die mitgeführte Auswerteeinheit sendet nach Empfangen eines Anforderungssignals die gespeicherten Positions-Daten an die zentrale Auswerteeinheit oder ermöglicht es der zentralen Auswerteeinheit direkt auf die Daten zuzugreifen, vorzugsweise über USB oder WLAN.
Da die Updaterate eines GPS-Empfängers für schnelle Bewegungen zu gering sein kann und das GPS-Signal in geschlossenen Räumen nicht verfügbar ist, kann die Position aus der Messung eines bekannten Magnetfeldes abgeleitet werden.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer mit aktivem Positionsbestimmungssystem ausgestatteter Sportstätte gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung.
Darin wird ein Sportler (100) mit einem dreidimensionalen Magnetfeldsensor (112) ausgestattet. Dieser misst ein von mehreren Spulen (120) erzeugtes Wechselmagnetfeld.
Dabei wird zur Messung der magnetischen Feldlinien vorzugsweise eine Spule verwendet. Alternativ kann aber auch ein Hall-Sensor, ein magnetoresistiver Sensor, ein Josephson-Kontakt oder Ähnliches verwendet werden. Die Messwertβ werden an die zentrale Auswerteeinheit (200) oder die mitgeführte Auswerteeinheit (210) gesendet. Werden die Messwerte an die zentrale Auswerteeinheit gesendet, so wird die Empfangszeit und eine eindeutige Identifikation hinzugefügt, welche es der Auswerteeinheit ermöglicht die empfangenen Messwerte eindeutig einer Spule und einem Magnetfeldsensor zuzuordnen.
Die Identifikation einer Spule wird bei gleichzeitigem Betrieb aller Spulen über die gemessene Frequenz des Wechselmagnetfeldes oder bei sequenziellem Betrieb über den Zeitpunkt der Messung bestimmt, wobei die Bestromungsdauer der Spulen und die Reihenfolge, in der die Spulen bestromt werden, bekannt ist. Beim gleichzeitigen Betrieb der Spulen werden die gemessenen Signale entweder durch Bandfilter oder durch eine Fourier-Analyse getrennt.
Eine Möglichkeit, die Position des Sportlers zu bestimmen, besteht darin, Feldstärke, Feldrichtung und Phasenlage des Magnetfeldes mit zuvor gespeicherten Daten zu vergleichen. Dabei werden für eine Vielzahl von Raumpunkten Feldstärke, Feldrichtung und Phasenlage vorab berechnet und in einer Datenbank auf der mitgeführten bzw. der zentralen Auswerteeinheit abgelegt. Die Messwerte werden dann mit den Werten in der Datenbank verglichen und anschließend wird der am besten passende Datensatz ausgewählt. Die diesem Datensatz zugeordnete Position wird als Position des Sportlers verwendet.
Alternativ kann die Positionsbestimmung aus dem bekannten Zusammenhang zwischen Ausbreitung eines Magnetfeldes und radialer Abnahme der Magnetfeldstärke entsprechend des Abstandes des Sportlers zu jeder Magnetfeldspule bestimmt werden. Die Positionsbestimmung erfolgt dann analog zur Positionsbestimmung mit Ultraschallsensoren.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Position durch Aufstellen und Lösen der magnetischen Feldgleichungen zu bestimmen.
Für den Fall, dass ferromagnetische Materialien oder Stromkabel die Feldgeometrie stören, wird die Feldgeometrie ausgemessen und die dabei ermittelten Störungen können dann bei der Positionsbestimmung berücksichtigt werden.
Wenn mehrere passive oder aktive Positionsbestimmungssysteme parallel betrieben werden, kann es passieren, dass die Datenübertragung eines ersten Positionsbestimmungssystems an die zentrale Auswerteeinheit durch die Datenübertragung eines zweiten Positionsbestimmungssystems gestört wird. Daher werden die Daten der Positionsbestimmungssysteme zu zufälligen Zeitpunkten übertragen, sodass keine dauerhafte Störung der Übertragung zu erwarten ist.
Alternativ dazu werden die Messwerte auf der mitgeführten Auswerteeinheit zwischengespeichert und später an die zentrale Auswerteeinheit übertragen. Zur Kommunikation zwischen aktiven bzw. passiven Positionsbestimmungssystemen und der mitgeführten bzw. zentralen Auswerteeinheit kommen insbesondere Funksignale im 2,4-GHz-Band in Betracht.
Die Funksignale können darüber hinaus auch dafür benutzt werden, die Position der stationären Sender bzw. Empfänger relativ zueinander zu bestimmen. Dabei wird analog zu den bisher beschriebenen Verfahren die Funksignalstärke aller, während des Messvorgangs stationären Sensoren von der zentralen Auswerteeinheit gemessen. Dieser Messvorgang wird an mindestens drei verschiedenen Orten durchgeführt.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung zum Prinzip, wie eine Kalibrierung eines Senders und eines Empfängers erfolgen kann, gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung.
Darin wird eine zentrale Auswerteeinheit (200) in einem Kalibriermodus betrieben und misst an drei verschiedenen Positionen die Funkstärke der stationären Sender (120) bzw. Empfänger (130) und berechnet daraus die relativen Positionen der Sender bzw. Empfänger zueinander. Nach Festlegung eines Koordinatenursprungs (150) können alle Positionsangaben in diesem Koordinatensystem zur Anzeige gebracht werden.
Sind GPS-Positionsangaben verfügbar, kann auch ein globales Koordinatensystem, beispielsweise WGS84, verwendet werden.
Die Positionsdaten können bei Vorhandensein einer Videokamera dazu verwendet werden, diese automatisch mittels zwischen Kamerastativ und Kamera angebrachter
Elektromotoren so zu steuern, dass ein bestimmter Bereich der Sportstätte im
Kamerabild zu sehen ist. Dazu muss die Position der Kamera zur Sportstätte bekannt sein, was bevorzugter Weise analog zur oben beschriebenen Positionsbestimmung der
Sensoren und Empfänger geschieht. Dann wird die Ausrichtung der Kamera bestimmt, indem ein Fixpunkt anvisiert wird, welcher vorzugsweise die bereits bekannte Position eines Senders oder Empfängers ist. Aus diesem Zusammenhang kann die Kamera auf jeden beliebigen Punkt ausgerichtet werden, indem die horizontale und vertikale Abweichung der aktuellen Kameraausrichtung bestimmt wird und die Kamera um diese Abweichungen durch die Elektromotoren gedreht wird. Ist zusätzlich noch eine Bewegung der Kamera relativ zu ihrer aktuellen Position möglich, beispielsweise durch einen auf Schienen fahrenden Schlitten, kann sie auch so gesteuert werden, dass eine bestimmte Ansicht des Bereiches erreicht wird.
So ist es zum Beispiel möglich, den Ball führenden Spieler beim Fußball oder den das Läuferfeld anführenden Läufer oder jeden anderen Sportler automatisch im Bild zu behalten.
Ferner können die ermittelten Positionsdaten dazu benutzt werden, die bisher praktizierte videobasierte Verfolgung (Videotracking) eines Sportlers oder Sportgerätes zu stabilisieren bzw. zu verbessern.
Dabei werden beispielsweise die von den Positionsbestimmungssystemen ermittelten Trajektorien mit den vom Videotracking ermittelten Trajektorien verglichen und bei Verwechslungen wieder richtig zugewiesen. Ferner ist es möglich, die Bildbereiche, in denen sich ein Sportler befindet, bereits vor Auswerten der Bilddaten zu bestimmen und an die Bildverarbeitung zu senden, wodurch diese bereits die richtigen Bereiche nach Konturen einer Person absuchen kann. Dadurch wird auch erreicht, dass insbesondere die relevanten Bildbereich ausgewertet werden und diese mit erhöhter Rate im Vergleich zur normalen Bildauswertung analysiert werden können.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit der Positionsdaten besteht in der Erkennung von spieltypischen Aktionen. So sind im Fußball oder Basketball beispielsweise Elfmeter oder Freiwürfe durch die Position des Balls bzw. des den Elfmeter oder Freiwurf Ausführenden gut identifizierbar. Dazu werden in der Datenbank typische Merkmale von Aktionen hinterlegt, beispielsweise zwei Spieler im 16-Meter-Raum sowie Ball am Elfmeterpunkt für eine Elfmetersituation. In der Auswerteeinheit werden die aktuellen Positionsdaten mit den gespeicherten Merkmalen abgeglichen und somit spieltypische Aktionen erkannt.
Ferner können aus den Positionsdaten die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Sportlers geschätzt werden. Dies ist insbesondere deshalb interessant, da es dem Sportler zum Beispiel Aufschluss geben kann, ob er an seiner Maximalgeschwindigkeit oder besser an seiner Ausdauer arbeiten muss, und wie er sich einen Wettkampf optimal einteilen sollte. Beim Ski- oder Snowboardfahren kann zum Beispiel die gefahrene Trajektorie und die Anzahl der gefahrenen Rechts- und Linkskurven ermittelt werden. Ferner kann die Zeit zwischen einzelnen Kurven ermittelt werden und dazu dienen, diese Daten mit den Daten anderer Sportler zu vergleichen, oder Fahrfehler zu erkennen.
Obwohl in der vorliegenden Beschreibung ein Sportler mit dem Positionsbestimmungssystem ausgestattet ist, ist es klar, dass das gleiche Verfahren auch auf Objekte anderer Art oder Personen in anderen Zusammenhangen als Sportveranstaltungen anwendbar ist.
So könnte zum Beispiel die Positionsbestimmung mittels Magnetfeldern auch bei der Bestimmung des Weges einer Person in einem Supermarkt verwendet werden. Dazu würden zum Beispiel die Einkaufswagen mit aktiven oder passiven
Positionsbestimmungssystemen, vorzugsweise jedoch mit dem beschriebenen magnetfeldbasierten Positionsbestimmungssystem ausgestattet werden, da dieses gegen die im Supermarkt unausweichlich auftretenden Verdeckungen weitgehend unempfindlich ist.
Eine andere Anwendungsmöglichkeit liegt in der Kameraführung oder der Beleuchtungsführung bei Veranstaltungen wie bei Theater oder Konzerten. Dazu würden zum Beispiel die Schauspieler oder Musiker mit aktiven oder passiven Positionsbestimmungssystemen, vorzugsweise jedoch mit dem beschriebenen magnetfeldbasierten Positionsbestimmungssystem ausgestattet werden, da dieses gegen Störeinflüsse, wie künstliche Beleuchtung oder Schallwellen, unempfindlich ist.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines mit Beschleunigungssensoren ausgestatteten Sportlers gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung.
Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung ist als eigenständige Erfindung zu werten. Er kann mit den oben und weiter unten erwähnten Aspekten kombiniert sein, jedoch auch alleine verwirklicht sein.
Um eine Bewegungsanalyse eines Sportlers (100) zu ermöglichen, werden darin Beschleunigungssensoren (400) an den Extremitäten des Sportlers (100) angebracht, welche ihre Daten an die mitgeführte oder die zentrale Auswerteeinheit (200) weiterleiten. Aus den Beschleunigungssensoren ist es insbesondere möglich, hochgenau relative Positions- und Geschwindigkeitsveränderungen über kurze Zeitintervalle mittels Aufintegrieren des Beschleunigungsvektors nach Kompensation der Erdbeschleunigung zu ermitteln. Da zur Kompensation der Erdbeschleunigung die Ausrichtung des Beschleunigungssensors bekannt sein muss, werden zusätzlich dreidimensionale Drehratensensoren oder Sensoren zur Messung des Erdmagnetfeldes verwendet oder alternativ dazu der Sensor so dreidimensional gelagert, dass eine Ausrichtung relativ zur Erdbeschleunigung konstant bleibt, zum Beispiel durch den Einsatz eines Gyroskops.
Somit ist es zum Beispiel möglich, beim Weitsprung oder Hochsprung oder bei Sportarten wie Turnen, ein genaues Abbild der Bewegung zu rekonstruieren und daraus Handlungsempfehlungen abzuleiten. Im Falle von Hochsprung könnte dies zum Beispiel die Information sein, dass der Sportler zu früh oder zu spät die Beine nach oben schiebt.
Da bei vielen Sportarten nicht nur der Sportler, sondern auch ein Sportgerät von großer Relevanz ist, ist es nötig auch die Bewegung des Sportgerätes und die Interaktion mit dem Sportler zu analysieren.
Daher kann das Sportgerät, beispielsweise ein Ball, mit einem RF-ID-Chip ausgestattet sein. Dieser ermöglicht es, in der Nähe von elektromagnetische Wellen aussendenden und empfangenden Funkeinheiten stattfindende Bewegung zu verfolgen. Die Funkeinheiten können beispielsweise in beweglichen Elementen, wie Pylonen oder auch in stationären Elementen, wie beispielsweise in Torpfosten, verbaut sein.
Dabei wird die Identifikation des im Ball befindlichen Transponders von einem Funkempfänger empfangen und an die zentrale oder mitgeführte Auswerteeinheit weitergeleitet. Dieses Signal kann dann zum Beispiel dazu verwendet werden, die
Bewegung des Balls in der Nähe von Pylonen zu verfolgen, und somit zum Beispiel das
Überschreiten einer Torlinie, welche mittels zweier Pylone abgegrenzt ist, zu detektieren.
Die empfangenen Daten können dann von der zentralen Auswerteeinheit benutzt werden, um die Anzahl der gefallenen Tore zu ermitteln.
Wenn die Reichweite des RF-ID-Chips nicht ausreicht, kann der Ball alternativ zum RF- ID-Chip mit einem dreidimensionalen Magnetfeldsensor ausgestattet werden. Dabei wird zur Messung magnetischer Feldlinien vorzugsweise eine Spule verwendet. Alternativ kann auch ein Hall-Sensor, ein Magnetoresistiver-Sensor, ein Josephson-Kontakt oder ahnliches verwendet werden.
Vorzugsweise wird damit das Magnetfeld im Zentrum des Balls gemessen. Um die schwingungsfreie Platzierung des Magnetfeldsensors exakt im Zentrum des Balls zu gewährleisten kann der Magnetfeldsensor mittels Seilen im Ballmittelpunkt positioniert werden.
Alternativ zur Platzierung der Sensoren in der Mitte des Balls sind in einer bevorzugten Ausgestaltungsform zwei Magnetfeldsensoren vorgesehen.
Figur 6 zeigt dazu eine schematische Darstellung eines Balles mit zwei dreidimensionale Magnetfeldsensoren.
Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung ist als eigenständige Erfindung zu werten. Er kann mit den oben und weiter unten erwähnten Aspekten kombiniert sein, jedoch auch alleine verwirklicht sein.
Die Magnetfeldsensoren werden gemäß Figur 6 gegenseitig an der Innenwand des Balls (500) befestigt. Hierbei werden beide Magnetfeldsensoren in Modulscheiben (510) eingegossen, wobei eine Modulscheibe (510a) am Ventil und die andere Modulscheibe (510b) als Gegengewicht auf der gegenüberliegenden Seite angebracht ist.
Die Messwerte beider Sensoren werden dazu benutzt, den zu erwartenden Messwert im Mittelpunkt des Balles (500) zu bestimmen. Dies kann im Falle der Magnetfeldstärke zum Beispiel durch einfache Mittelwertbildung geschehen.
Beide Modulscheiben (510) werden mit Flex-Platinen verbunden. Die Modulscheibe (510a) am Ventil trägt zusätzlich zum Magnetfeldsensor einen Funksender mit Antenne und eine CPU. Auf der gegenüberliegenden Modulscheibe (510b) sitzt der Akku (520), der so angebracht ist, dass er auf der Seite liegt, die in den Ball zeigt.
Um hohe Beschleunigungen zu entschärfen, sitzen beide Modulscheiben auf Gummi- Noppen (530), welche den größten Teil des Impulses absorbieren.
Diese Konfiguration kann auch in einem American-Football verwendet werden. Dort können die Daten der zwei Sensoren noch zusätzlich verwendet werden, um die Orientierung des Balls zu bestimmen.
Der bzw. die Magnetfeldsensoren werden dazu verwendet die Position des Balles auf dem Spielfeld zu bestimmen, indem die von mehreren Spulen erzeugten Magnetfelder gemessen und die Messwerte an die zentrale Auswerteeinheit gesandt werden. Das Senden kann je nach Bedarf in Echtzeit oder nach Zwischenspeicherung im Ball nach einem Anforderungssignal der zentralen Auswerteeinheit erfolgen. Das Magnetfeld kann entweder durch im Spielfeld oder am Spielfeldrand fest installierte Magnetfeldspulen, oder durch einen mobilen Aufbau bestehend aus in einer Matte oder in Pylonen eingebauten Magnetfeldspulen erzeugt werden. Die Positionsbestimmung erfolgt dann analog zu den oben beschriebenen Verfahren der Positionsbestimmung eines Sportlers.
Aus den Positionsdaten können dann zum Beispiel die Trajektorie, Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Balls errechnet werden.
Femer kann ein im Ball verbauter RF-ID-Chip oder eine im Ball verbaute Spule auch dazu benutzt werden, um Ballkontakte eines Sportlers zu detektieren.
Dabei wird zum Beispiel eine elektromagnetische Signalquelle, vorzugsweise ein Fuksender, am Sportler angebracht. Die vom Funksender ausgesandten Signale regen den im Ball verbauten Transponder an, worauf dieser selbst Signale aussendet. Das empfangene Transpondersigπal wird entweder an die mitgeführte Auswerteeinheit oder zusammen mit einer eindeutigen Identifikation des Sportlers an die zentrale Auswerteeinheit weitergeleitet.
Alternativ dazu wird der Sportler mit einer Magnetspule ausgestattet, welche ein Magnetfeld einer bestimmten Frequenz erzeugt. Die Magnetfeldspule kann beispielsweise am Schienbeinschoner eines Fußballspielers angebracht sein. Das Magnetfeld kann von dem im Ball verbauten Magnetfeldsensor detektiert werden. Aus der gemessenen Magnetfeldstärke kann der Abstand berechnet werden. Aus der spezifischen Frequenz des Magnetfeldes kann eine eindeutige Identifikation der Spule bestimmt werden. Beide Informationen werden entweder im Ball gespeichert oder an die zentrale Auswerteeinheit weitergeleitet.
Damit ist es zum Beispiel möglich zu erkennen, welcher Spieler den Ball geschossen hat.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Sportler mit einem Funksender kurzer Reichweite auszustatten, welcher eine eindeutige Kennung an den Ball überträgt. Die Kennung kann vom Ball entweder gespeichert oder direkt an die Auswerteeinheit weitergeleitet werden, sodass Ballkontakte einem Sportler zugeordnet werden können.
Ferner kann der Ball mit einem Drucksensor ausgestattet werden, welcher die Aktivierung der im Ball befindlichen Magnetfeldsensoren, beispielsweise durch mehrfaches Drücken des Balles, ermöpücht. Ferner kann der Drucksensor dazu verwendet werden, während des Spielverlaufes den Luftdruck innerhalb des Balles zu kontrollieren und bei Unterschreiten des idealen Luftdrucks ein akustisches oder optisches Warnsignal abzugeben.
Der Einsatz von Drucksensoren ist auch in anderen Sportgeraten von Vorteil zum S Beispiel in Schlägern, wie sie beispielsweise im Eishockey- oder Baseballschläger .verwendet werden.
Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Sportgerätes mit Drucksensoren gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung.
Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung ist als eigenständige Erfindung zu werten. Er0 kann mit den oben und weiter unten erwähnten Aspekten kombiniert sein, jedoch auch alleine verwirklicht sein.
Darin werden in einem Eishockeyschläger (600) verbaute Drucksensoren (610) dazu benutzt, zu bestimmen, an welcher Stelle ein Puk (620) den Eishockeyschläger (600) berührt und mit welchem Druck bzw. welcher Schusskraft diese Berührung verknüpft5 war. Diese Information wird dann an die mitgeführtβ oder zentrale Auswerteeinheit weitergeleitet. Zur Weiterleitung ist der Eishockeyschläger (600) mit einem Funkmodul (630) ausgestattet, wobei Funkmodul (630) per Kabel mit den Drucksensoren verbunden ist.
Analog kann ein Baseballschläger ein Schuh mit Drucksensoren ausgestattet werden. Auch hier wird die Position, an welcher der Ball den Baseballschläger bzw. den Schuh berührt sowie der dabei auftretende Druck, an die mitgeführte oder zentrale Auswerteeinheit weitergeleitet.
Nachdem die Trajektorie des Puks oder Balls mittels eines oben beschriebenen Positionsbestimmungsverfahrens an die zentrale Auswerteeinheit übermittelt worden ist, kann durch die zentrale Auswerteeinheit Feedback gegeben werden, wo der Schläger bzw. der Schuh den Puk oder Ball hätte berühren müssen, um eine optimale Trajektorie zu erreichen. Dieser optimale Berührungspunkt wird dann zum Beispiel in der Form von LEDs (640) am Schläger (600) bzw. Schuh oder auf einem Display der mitgeführten Auswerteeinheit angezeigt.
Dazu wird beispielsweise die Abweichung der ermittelten Trajektorie des Balls oder Puks von einer optimalen Trajektorie berechnet und der Einfluss des Berührungspunktes und des Impulsübertrages auf die Trajektorie ^es Puks oder Balls bestimmt. Aus diesen Daten wird dann ein optimaler Berührungspunkt und ein optimaler Impulsübertrag errechnet und als Handlungsempfehlung auf dem Sportgerät oder der mitgeführtβn Auswerteeinheit zur Anzeige gebracht.
Ein analoges Verfahren ist auch in einer Sportart wie Basketball von Vorteil, wo der Ball oft unter zu Hilfenahmβ des Bretts in den Korb geworfen wird. Ist die Position des Sportlers und/oder des Balls aus einer der oben beschriebenen Positionsbestimmungsverfahren bekannt, kann eine optimale Trajektorie des Balls berechnet werden und dem Sportler in Form von mittels Flüssigkristallen oder LEDs markierten Bereichen auf dem Brett angezeigt werden.
Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Sportgerätes mit Anzeige eines zu treffenden Bereichs gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung.
Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung ist als eigenständige Erfindung zu werten. Er kann mit den oben und weiter unten erwähnten Aspekten kombiniert sein, jedoch auch alleine verwirklicht sein.
Darin wird ein Basketballbrett (700) mit mehreren LEDs (710) und einer Funkempfaπgseinheit (720) ausgestattet. Wenn der Spieler (100) mit dem Ball (500) in der Nähe des Basketballbretts (700) steht, wird die Position des Balls (500) mittels eines der oben beschriebenen Verfahren bestimmt. Aus der Position wird von der Auswerteeinheit (200) berechnet, welcher Bereich des Basketballbretts (700) getroffen werden muss, um einen Korb zu werfen. Dieser Bereich wird durch LEDs (710) angezeigt wodurch der Spieler erkennt, wo der Ball das Brett berühren muss.
Zur Übertragung des anzuzeigenden Bereichs kann Funk, beispielsweise im 2,4-GHz- Band, zum Einsatz kommen.
Um die Sensoren und die Funkeinheit zur Übertragung der gemessenen Daten an die mitgeführte oder zentrale Auswerteeinheit mit Energie zu versorgen, ist das Sportgerät mit einer Batterie ausgestattet. Alternativ dazu kann auch ein Akku, der über eine Induktionsspule wieder aufgeladen werden kann, verwendet werden. Bei der Verwendung von Piezo-Drucksensoren ist es auch möglich, die durch den Druck entstehende elektromagnetische Spannung zur Signalübertragung zu verwenden.
Je nach Bedarf kann die mitgeführte Auswerteeinheit z. B. als tragbarer Minicomputer, als ein mit spezieller Software ausgestattetes Mobiltelefoπ oder als PDA ausgestaltet sein, während die zentrale Auswerteeinheit typischerweise als Laptop oder PC ausgestaltet ist.
Die zentrale Auswerteeinheit ist in der Lage, alle gemessenen Daten zusammenzuführen, und in einer Form ähnlich eines Computerspieles darzustellen.
Figur 9 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Anzeige auf einer zentralen Auswerteeinheit gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung.
Darin wird ein Abbild einer Sportveranstaltung in Form animierter Figuren (800) dargestellt, die sich wie die entsprechenden realen Sportler (100) über die virtuelle Sportstätte (900) bewegen. Dabei kann jederzeit ein Sportler ausgewählt werden (810), worauf weitere Daten zur Verfügung gestellt werden. Dies können insbesondere Daten über Bewegungsmuster sein, wie beispielsweise gelaufener Weg, Sprungweite, Geschwindigkeit, oder auch Beschleunigung der Bewegung oder einzelner Gliedmassen oder Interaktionsmuster wie beispielsweise Schuss, Wurf oder Schlag eines Balls, Puks oder irgendeines anderen Sportgeräts.
Ferner ist es möglich das berechnete Bewegungs- oder Interaktionsmuster mit gespeicherten Bewegungs- oder Interaktionsmustern zu vergleichen und Abweichungen auf dem Display der Auswerteeinheit darzustellen. Die Abweichungen der Interaktionsmuster können insbesondere Unterschiede in der Schuss-, Wurf,- oder Schlaghärte, sowie unterschiedliche Berührungspunkte zwischen beispielsweise Schuh und Ball oder Schläger und Ball oder Puk aufzeigen. Ferner kann auch der Unterschied in der Anzahl der Berührungen zwischen Sportler und Sportgerät zur Anzeige kommen.
Die vorhandene Information kann ferner dazu genutzt werden, um ein Computerspiel mit Leistungsdaten der Sportler zu versorgen, um dadurch die Spielfiguren mit echten Daten auszustatten und damit realer wirken zu lassen bzw. den Spielreiz zu erhöhen. Dazu werden die ermittelten Daten an einen Computer gesendet, der die Daten in einer Datenbank speichert. Die Daten in der Datenbank können dann von einem Computerspiel genutzt werden, um die Fähigkeiten von im Computerspiel vorgesehenen virtuellen Sportlern festzulegen. Ferner können die Daten dazu benutzt werden, die Interaktionsmöglichkeit zwischen Sportler und einem oder mehreren Sportgeräten festzulegen.

Claims

Patentansprüche
1. System bestehend aus,
mindestens einem aktiven oder passiven Positionsbestimmungssystem, welches Daten über die Position mindestens eines Sportlers an eine zentrale Auswerteeinheit sendet; und
einer zentralen Auswerteeiπheit, die empfangene Positionsdaten in einer Datenbank speichert, automatisch ein Bewegungsmuster bestehend aus mindestens der zurückgelegten Strecke und der mittleren Geschwindigkeit aus den Positionsdaten berechnet und das Bewegungsmuster auf einem Display darstellt.
2. System gemäß Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit das berechnete Bewegungsmuster mit gespeicherten Bewegungsmustem vergleicht und Abweichungen auf dem Display darstellt.
3. System gemäß Anspruch 1, bei dem zusätzlich zu den Positionsdaten des Sportlers Positionsdaten eines Sportgerätes unter Einsatz mindestens eines passiven Positionsbestimmungssystems an die zentrale Auswerteeinheit übermittelt werden und bei dem die Auswerteeinheit die empfangenen Positionsdaten in einer Datenbank speichert und aus den empfangenen Positionsdaten ein Interaktionsmuster zwischen Sportgerät und Sportler berechnet und das Interaktionsmuster auf dem Display darstellt.
4. System gemäß Anspruch 3, wobei die Auswerteeinheit das berechnete Interaktionsmuster mit in der Datenbank gespeicherten Interaktionsmustern vergleicht und Abweichungen auf dem Display darstellt.
5. System gemäß Anspruch 1 oder 3, wobei die Auswerteeinheit die berechneten Daten an einen Computer sendet, der die Daten in einer Datenbank eines
Computerspiels speichert, um somit die Fähigkeiten von im Computerspiel vorgesehenen virtuellen Sportlern oder ihre Interaktionsmustem mit Sportgeräten festzulegen.
6. System gemäß Anspruch 1 wobei die Positionsbestimmung eines Sportlers mittels mehrerer am Spielfeldrand einer Sportstätte angebrachter Sensoren, welche die Ultraschallstärke und/oder die Infrarotlichtstärke von an mindestens einem Sportler angebrachten Sigπalquellen, messen und diese Daten an die zentrale Auswerteeinheit senden, welche aus dem bekannten Zusammenhang zwischen radialer Abnahme von Schallstärke und/oder Lichtstärke die Position des Sportlers errechnet, bestimmt wird.
7. System gemäß Anspruch 1 oder 3, wobei die Position des Sportlers oder des Sportgerätes mittels mindestens eines an Sportler oder Sportgerät angebrachten Magnetfeldsensors, welcher Daten über die, von mindestens zwei Magnetfeldspulen erzeugten, Wechselmagnetfelder an eine mitgeführte oder die zentrale Auswerteeinheit sendet, welche entweder die magnetische Feldgleichung löst oder den Zusammenhang zwischen Abnahme der magnetischen Feldstärke und radialem Abstand zwischen Magnetfeldsensor und Magnetfeldspule verwendet, bestimmt wird.
8. System gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Positionsdaten über Sportler und/oder Sportgerät dazu benutzt werden, eine Kamera auf einen gewünschten Bereich auszurichten.
9. System gemäß Anspruch 8, wobei eine Bildverarbeitung aufgrund der Positionsdaten über Sportler und/oder Sportgerät nur einzelne Bereiche eines Bildes analysiert, diese aber mit einer höheren Bildrate als der normalen Bildrate analysiert.
10. System gemäß Anspruch 3 wobei der Sportler und/oder das Sportgerät mit einem Beschleunigungssensor ausgestattet ist, und die Daten des Beschleunigungssensors des Sportlers auf einer mitgeführten oder auf der zentralen Auswerteeinheit bzw. die Daten des Beschleunigungssensors des Sportgerätes auf der zentralen Auswerteeinheit integriert werden und dazu verwendet werden Positionsdaten und/ oder Geschwindigkeitsdaten zu verbessern.
11. System gemäß Anspruch 3 wobei das Sportgerät ein Ball oder ein Puk ist und zusätzlich ein Schuh oder ein Schläger mit mindestens einem Drucksensor ausgestattet ist, welcher die Daten der Drucksensoren an die mitgeführte oder die zentrale Auswerteeinheit sendet, welche die Daten der Drucksensoren und die
Positionsdaten des Balles dazu verwenden, dem Sportler Rückmeldung zu liefern wie er seine Technik ändern muss, um eine gewünschte Trajektorie des Balls oder Puks zu erreichen.
12. Verfahren zur Anzeige von Leistungsdaten mindestens eines Sportlers, bestehend aus den Verfahrensschritten,
Senden von Daten über die Position mindestens eines Sportlers an eine zentrale Auswerteeinheit;
Speichern der empfangenen Daten in einer Datenbank;
Berechnen mindestens eines Bewegungsmusters aus den Positionsdaten bestehend aus mindestens der zurückgelegten Strecke und der mittleren Geschwindigkeit eines Sportlers; und
Anzeigen des berechneten Bewegungsmusters auf einem Display der Auswerteeinheit.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, mit den weiteren Verfahrensschritten,
Vergleichen des berechneten Beweguπgsmusters mit mindestens einem weiteren Bewegungsmuster; und
Anzeigen der Abweichungen auf dem Display.
14. Verfahren gemäß Anspruch 12, mit den weiteren Verfahrensschritten,
Senden von Positionsdaten eines Sportgerätes an die zentrale Auswerteeinheit;
Berechnen eines Interaktionsmuster zwischen Sportgerät und Sportler; und
Anzeigen des berechneten Interaktionsmusters auf dem Display.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, mit den weiteren Verfahrensschritten,
Vergleichen des berechneten Bewegungsmusters mit mindestens einem weiteren
Bewegungsmuster; und
Anzeigen der Abweichungen auf dem Display.
16. Verfahren gemäß Anspruch 12, mit den weiteren Verfahrensschritten,
Senden der berechneten Daten an einen Computer;
Speichern der empfangenen Daten in einer Datenbank; Festlegen der Fähigkeiten von in einem Computerspiel vorgesehenen virtuellen Sportlern oder ihrer Interaktionsmuster mit Sportgeräten.
17. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Position eines Sportlers mittels mehrerer am Spielfeldrand einer Sportstätte angebrachter Sensoren, welche die Ultraschallstärke und/oder die Infrarotlichtstärke von, an mindestens einem
Sportler angebrachten Signalquellen, messen, und diese Daten an die zentrale Auswerteeinheit senden, welche aus dem bekannten Zusammenhang zwischen radialer Abnahme von Schallstärke und/oder Lichtstärke die Position des Sportlers errechnet, bestimmt wird.
18. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 14, wobei die Position des Sportlers oder des Sportgerätes mittels mindestens eines an Sportler oder Sportgerät angebrachten Magnetfeldsβnsors, welcher Daten über die, von mindestens zwei Magnetfeldspulen erzeugten, Wechselmagnetfelder an die zentrale Auswerteeinheit sendet, welche entweder die magnetische Feldgleichung löst oder den Zusammenhang zwischen Abnahme der magnetischen Feldstärke und radialem Abstand zwischen Magnetfeldsensor und Magnetfeldspule verwendet, bestimmt wird.
19. Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18 mit dem weiteren Verfahrensschritt,
Ausrichten einer Kamera auf einen, durch die Positionsdaten über Sportler und/oder Sportgerät angegebenen, Bereich.
20. Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei eine Bildverarbeitung aufgrund der Positionsdaten über Sportler und/oder Sportgerät nur einzelne Bereiche eines Bildes analysiert, diese aber mit einer höheren Bildrate als der normalen Bildrate analysiert.
21. Verfahren gemäß Anspruch 12, mit den weiteren Verfahrensschritten,
Senden der Daten eines oder mehrerer an Sportler und/oder Sportgerät angebrachten Beschleunigungssensoren;
Integrieren der Daten auf einer mitgeführten oder auf der zentralen Auswerteeinheit Fusion der Positionsdaten und/ oder der Geschwindigkeitsdaten mit Positionsdaten mindestens eines anderen Systems mittels eines Kaiman Filters.
22. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Sportgerat ein Ball oder ein Puk ist und zusätzlich ein Schuh oder ein Schläger mit mindestens einem Drucksensor S ausgestattet ist, mit den weiteren Verfahrensschritten,
Senden der Daten an die mitgeführte oder die zentrale Auswerteeinheit;
Berechnen der Abweichung der ermittelten Trajektorie des Balls oder Puks von einer optimalen Trajektorie;
Bestimmen des Einflusses des Berührungspunktes und des Impulsübertrages auf die Trajektorie des Puks oder Balls;
Berechnen eines optimalen Berührungspunktes und eines optimalen Impulsübertrages;
Anzeigen einer aus den berechneten Daten abgeleiteten Handlungsempfehlung auf dem Sportgerät oder der mitgeführten Auswerteeinheit.
23. System zur Positionsbestimmung eines Sportlers, bestehend aus,
mehreren am Spielfeldrand einer Sportstätte angebrachten Sensoren, welche die Ultraschallstarke und/oder die Infrarotlichtstärke von an mindestens einem Sportler angebrachten Signalquellen, messen und diese Daten an eine zentrale Auswerteeinheit senden, welche aus dem bekannten Zusammenhang zwischen radialer Abnahme von Schallstärke und/oder Lichtstärke die Position des
Sportlers errechnet.
24. System zur Positionsbestimmung einer Person oder eines Objektes, bestehend aus,
mindestens einem an einer Person oder an einem Objekt angebrachten Magnetfeldsensor, welcher Daten über die, von mindestens zwei
Magnetfeldspulen erzeugten, Wechselmagnetfelder an eine mitgeführte oder eine zentrale Auswerteeinheit sendet, welche entweder die magnetische Feldgleichung löst oder den Zusammenhang zwischen Abnahme der magnetischen Feldstärke und radialem Abstand zwischen Magnetfeldsensor und Magnetfeldspule verwendet, um die Position des Magnetfeldsensors zu bestimmen.
25. System gemäß Anspruch 23 oder 24, wobei die Positionsdaten über eine Person und/oder ein Objekt dazu benutzt werden, eine Kamera auf einen gewünschten Bereich auszurichten.
26. System gemäß Anspruch 25, wobei eine Bildverarbeitung aufgrund der S Positionsdaten über eine Person und/oder ein Objekt nur einzelne Bereiche eines
Bildes analysiert, diese aber mit einer höheren Bildrate als der normalen Bildrate analysiert.
27. System zur Geschwindigkeits- und Positionsbestimmung eines Sportlers und/oder eines Sportgerätes, bestehend aus, 0 einem am Sportler und/oder am Sportgerät vorgesehenen
Beschleunigungssensor, welcher seine Daten an eine mitgeführte oder eine zentrale Auswerteeinheit sendet, wo die Daten integriert werden, um Geschwindigkeits- und Positionsinformationen über die Bewegung des Sportlers und/oder des Sportgeräts zu gewinnen. 5 28. System gemäß Anspruch 24, wobei das Objekt ein Ball oder ein Puk ist und zusätzlich ein Schuh oder ein Schläger mit mindestens einem Drucksensor ausgestattet ist, welcher die Daten der Drucksensoren an die mitgeführte oder die zentrale Auswerteeinheit sendet, welche die Daten der Drucksensoren und die Positionsdaten des Balles dazu verwenden, dem Sportler Rückmeldung zu liefern wie er seine Technik ändern muss, um eine gewünschte Trajektorie des Balls oder Puks zu erreichen.
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