WO2009145463A2 | 2009-12-03 | |||
WO2011016692A2 | 2011-02-10 | |||
WO2005046802A2 | 2005-05-26 |
US20100184496A1 | 2010-07-22 | |||
KR101645693B1 | 2016-08-04 | |||
US20060189414A1 | 2006-08-24 |
P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zur Simulation einer Rollbewegung eines Balls (3) auf einem Untergrund, insbesondere zur Simulation eines Pütts beim Golf, wobei zunächst ein Ball (3) von einem Startpunkt (8) aus durch eine Person in Bewegung versetzt wird, wobei Bewegungsmessgroßen der Bewegung in einem Sensorerfassungsbereich (13) einer Sensoreinrichtung (6) durch die Sensoreinrichtung (6) erfasst werden, wobei die Bewegungsmessgroßen unmittelbar nach der Erfassung von einer Steuerungseinrichtung verarbeitet und aus den Bewegungsmessgroßen Bewegungsparameter bestimmt werden, wobei auf Grundlage der Bewegungsparameter eine Bewegung des Balls (3) außerhalb des Sensorerfassungsbereichs (13) von der Steuerungseinrichtung berechnet und auf einer Anzeigevorrichtung grafisch dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsparameter auf Grundlage von Bewegungsmessgroßen bestimmt werden, die nach Durchlaufen eines Einrollwegs (11) des Balls (3) bestimmt wurden, wobei der Einrollweg (11) dazu dient, dass die Bewegungsmessgroßen bei einer ausreichend schlupffreien Rollbewegung des Balls (3) erfasst werden können. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Bewegungsparametern um eine Rollgeschwindigkeit und/oder eine Rollrichtung und/oder einen Drall des Balls (3) handelt. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrollweglänge oder ein Endpunkt (12) des Einrollwegs (11) vorgegeben ist. 4. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchlaufen des Einrollwegs (11) durch die Steuerungseinrichtung bestimmt wird . 5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endpunkt (12) des Einrollwegs (11) von der Steuerungseinrichtung auf Grundlage mindestens eines von aus den Bewegungsmessgrößen bestimmten Einrollparameters bestimmt wird. 6. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorerfassungsbereich (13) an einen Einrollbereich (14) angrenzt, der vom Startpunkt (8) aus entlang des Einrollwegs (11) führt, sodass die beim Eintritt in den Sensorerfassungsbereich (13) erfassten Bewegungsmessgrößen zur Bestimmung der Bewegungsparameter herangezogen werden können. 7. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Einrollmessgrößen des Einrollvorgangs mit einer Einrollsensoreinrichtung (15) bestimmt werden, wobei das Erreichen des Endpunkts (12) bzw. das Durchlaufen des Einrollwegs (11) auf Grundlage der Einrollmessgrößen von der Steuerungseinrichtung bestimmt wird. 8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Einrollsensoreinrichtung (15) um eine Lichtschranke (16) handelt. 9. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6) mindestens eine Hochgeschwindigkeitskamera (7) und/oder mindestens ein Radarsystem und/oder mindestens ein Lidarsystem aufweist. 10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6) eine erste Hochgeschwindigkeitskamera (7) mit einem ersten Sensorerfassungsbereich (13) aufweist, wobei der erste Sensorerfassungsbereich (13) so ausgerichtet ist, dass mit der ersten Hochgeschwindigkeitskamera (7) ein auf eine vorgegebene und senkrecht ausgerichtete Rollachsenebene projizierter Bewegungsanteil des Balls (3) erfassbar ist, wobei eine bevorzugte Rollrichtung des Balls (3) in der Rollachsenebene liegt, und dass die Sensoreinrichtung (6) eine zweite Hochgeschwindigkeitskamera mit einem zweiten Sensorerfassungsbereich aufweist, wobei der zweite Sensorerfassungsbereich so ausgerichtet ist, dass mit der zweiten Hochgeschwindigkeitskamera eine Abweichung von der vorgegebenen Rollrichtung in einer zu der Rollachsenebene orthogonalen Ebene erfassbar ist. 11. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Bewegung nur dann erfolgt, wenn ein eine schlupffreie Rollbewegung kennzeichnender und aus den Bewegungsmessgrößen durch die Steuerungseinrichtung berechneter Rollparameter ein vorgegebenes Rollkriterium erfüllt. 12. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Person durch die Steuerungseinrichtung signalisiert wird, wenn ein eine schlupffreie Rollbewegung kennzeichnender und aus den Bewegungsmessgrößen durch die Steuerungseinrichtung berechneter Rollparameter ein vorgegebenes Rollkriterium nicht erfüllt. 13. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Simulationsstartpunkt vorgegeben ist, wobei die Simulation der Rollbewegung auf dem Untergrund von dem Simulationsstartpunkt anhand der berechneten Bewegungsparameter erfolgt. 14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schlagrichtung ausgehend von dem Simulationsstartpunkt vorgebbar ist. 15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung auf der Anzeigevorrichtung so ausgerichtet wird, dass eine vorgegebene bevorzugte Rollrichtung des Balls (3) der Schlagrichtung entspricht. 16. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dreidimensionale Darstellung des Untergrunds auf einer 3-D- Anzeigevorrichtung dargestellt wird, bevor der Ball (3) in Bewegung versetzt wird. 17. Simulator (1) zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 7 oder Anspruch 8, mit einem Spielbereich (2), einer Sensoreinrichtung (6), einer Steuerungseinrichtung und einer Anzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Simulator (1) eine Einrollsensoreinrichtung (15) aufweist . 18. Simulator (1) zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 16, mit einem Spielbereich (2), einer Sensoreinrichtung (6), einer Steuerungseinrichtung und einer Anzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Simulator eine 3-D-Anzeigevorrichtung aufweist. 19. Simulator (1) zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 10, mit einem Spielbereich (2), einer Sensoreinrichtung (6), einer Steuerungseinrichtung und einer Anzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6) eine erste Hochgeschwindigkeitskamera (7) mit einem ersten Sensorerfassungsbereich (13) aufweist, wobei der erste Sensorerfassungsbereich (13) so ausgerichtet ist, dass mit der ersten Hochgeschwindigkeitskamera (7) ein auf eine vorgegebene und senkrecht ausgerichtete Rollachsenebene projizierter Bewegungsanteil des Balls (3) erfassbar ist, wobei eine bevorzugte Rollrichtung des Balls (3) in der Rollachsenebene liegt, und dass die Sensoreinrichtung (6) eine zweite Hochgeschwindigkeitskamera mit einem zweiten Sensorerfassungsbereich aufweist, wobei der zweite Sensorerfassungsbereich so ausgerichtet ist, dass mit der zweiten Hochgeschwindigkeitskamera eine Abweichung von der vorgegebenen Rollrichtung in einer zu der Rollachsenebene orthogonalen Ebene erfassbar ist. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulation einer Rollbewegung eines Balls auf einem Untergrund, insbesondere zur Simulation eines Pütts beim Golf, wobei zunächst ein
Ball von einem Startpunkt aus durch eine Person in Bewegung versetzt wird, wobei Bewegungsmessgrößen der Bewegung in einem Sensorerfassungsbereich einer Sensoreinrichtung durch die Sensoreinrichtung erfasst werden, wobei
Bewegungsmessgrößen unmittelbar nach der Erfassung von einer Steuerungseinrichtung verarbeitet und aus den
Bewegungsmessgrößen Bewegungsparameter bestimmt werden, wobei auf Grundlage der Bewegungsparameter eine Bewegung des Balls außerhalb des Sensorerfassungsbereichs von der Steuerungseinrichtung berechnet und auf einer
Anzeigevorrichtung grafisch dargestellt wird.
Aus dem Stand der Technik sind Ballflugsimulatoren bekannt, bei denen ein Golfspieler einen Golfball von einem
Abschlagspunkt aus in Richtung einer Leinwand schlägt. Eine Flugbewegung des abgeschlagenen Balls wird bei diesen
Simulatoren beispielsweise mit Highspeed-Kameras,
Radarsystemen oder Lidarsystemen erfasst. Die mit Hilfe dieser Sensoreinrichtungen erfassten Bewegungsmessgrößen werden von einer geeignet eingerichteten
Steuerungseinrichtung verarbeitet. Dabei ermittelt die Steuerungseinrichtung aus den Bewegungsmessgrößen Bewegungsparameter, die die Flugbewegung des abgeschlagenen Balls beschreiben. Auf Grundlage der so ermittelten
Bewegungsparameter wird die weitere Flugbahn des Golfballs berechnet und der Flug des Balls auf der Leinwand
dargestellt.
Mit Hilfe der bekannten Simulatoren ist es nicht möglich, eine Rollbewegung des Balls zu erfassen und den weiteren Rollweg des Balls über den Untergrund zu simulieren.
Insbesondere sind aus dem Stand der Technik bisher keine Simulatoren bekannt, die Golfspielern die Simulation von Pütts erlauben.
Als Aufgabe der Erfindung wird es daher angesehen, ein Verfahren zur Simulation einer Rollbewegung eines Balls auf einem Untergrund bereitzustellen, bei dem zunächst die Rollbewegung des Balls auf einem künstlichen Untergrund erfasst und anschließend die weitere Rollbewegung auf
Grundlage der erfassten Bewegungsmessgrößen bestimmt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bewegungsparameter auf Grundlage von Bewegungsmessgrößen bestimmt werden, die nach Durchlaufen eines Einrollwegs des Ball bestimmt wurden, wobei der Einrollweg dazu dient, dass die Bewegungsmessgrößen bei einer ausreichend schlupffreien Rollbewegung des Balls erfasst werden können.
Vorteilhafterweise ist die Rollbewegung des Balls bei der Erfassung der für die Bestimmung der Bewegungsparameter vorgesehenen Bewegungsmessgrößen schlupffrei. Es hat sich herausgestellt, dass die aus dem Stand der Technik
bekannten Messsysteme zur Erfassung der Bewegung des Balls ohne weiteres auch zur Erfassung der Rollbewegung des Balls geeignet sind und lediglich geringfügige Anpassungen der aus dem Stand der Technik bekannten Sensoreinrichtungen erforderlich sind. Die physikalischen Zusammenhänge zur Berechnung der Rollbewegung aus geeigneten
Bewegungsparametern sind ebenfalls aus dem Stand der
Technik bekannt. Beispielsweise werden entsprechende
Zusammenhänge zur Simulation der Rollbewegung auf einem Grün eines Golfplatzes in der Druckschrift
WO 2005/046 802 A2 beschrieben. Das erfindungsgemäße
Verfahren eignet sich vorteilhafterweise auch zur
Simulation der Rollbewegung beim Bowling und Kegeln.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass es sich bei den Bewegungsparametern um eine
Rollgeschwindigkeit und/oder eine Rollrichtung und/oder einen Drall des Balls handelt. Auf Grundlage dieser
Bewegungsparameter kann die weitere Rollbewegung bzw. der weitere Rollweg des Balls besonders einfach und exakt simuliert werden.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sich für die
Bestimmung geeigneter Bewegungsparameter, die eine
möglichst exakte Simulation des weiteren Rollwegs erlauben, nicht sämtliche mit den bekannten Sensoreinrichtungen grundsätzlich erfassbaren Bewegungsmessgrößen eignen.
Insbesondere hat sich herausgestellt, dass bei einem Putt eines Golfspielers der Ball zunächst eine hüpfende und gleitende Bewegung über den künstlichen Untergrund
ausführt, bis der Ball durch die von dem künstlichen
Untergrund auf den Ball wirkenden Kräfte in eine zunächst schlupfbehaftete Rollbewegung und anschließend in eine schlupffreie Rollbewegung versetzt wird. Zur Bestimmung für die Simulation möglichst geeigneter Bewegungsparameter sollten die Bewegungsmessgrößen möglichst ausschließlich eine schlupffreie Bewegung abbilden. Bei dem künstlichen Untergrund handelt es sich um einen Bereich eines
Simulators, auf dem der Ball in die Rollbewegung versetzt und die Rollbewegung mit Hilfe der Sensoreinrichtung erfasst wird. Der künstliche Untergrund ist
vorteilhafterweise so beschaffen, dass eine möglichst gleichförmige Rollbewegung erreicht werden kann.
Erfindungsgemäß ist der künstliche Untergrund derart ausgestaltet, dass Eigenschaften des künstlichen
Untergrunds vergleichbar zu den entsprechenden
Eigenschaften eines realen Untergrunds, wie beispielsweise eines Grüns eines Golfplatzes, sind. Der künstliche
Untergrund kann erfindungsgemäß aus Kunststoffen oder natürlichen Materialien hergestellt sein.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, dass eine möglichst genaue Simulation der Rollbewegung des Balls durch die Steuerungseinrichtung erfolgen kann, da
ausschließlich solche Bewegungsmessgrößen zur Bestimmung der Bewegungsparameter verwendet werden, die nach
Durchlaufen des Einrollwegs erfasst werden und eine
möglichst schlupffreie Rollbewegung beschreiben.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Einrollweg so bemessen ist, dass der Ball eine vollständig schlupffreie Rollbewegung durchführt.
Um den Einrollweg möglichst einfach bestimmen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Einrollweglänge oder ein Endpunkt des Einrollwegs vorgegeben ist. Mit Hilfe geeigneter Versuche, beispielsweise durch die Erfassung von Pütts verschiedener Golfspieler auf dem künstlichen
Untergrund eines zur Durchführung des Verfahrens
verwendeten Simulators, kann eine Einrollweglänge bestimmt werden, nach der der Ball üblicherweise in eine im
Wesentlichen schlupffreie Rollbewegung übergegangen ist, wobei die Einrollweglänge erfindungsgemäß beispielsweise die Weglänge beschreiben kann, nach der ein vorgegebener Prozentsatz und vorteilhafterweise 90 % der abgeschlagenen Golfbälle in eine schlupffreie Rollbewegung übergegangen sind. Auf diese Weise wird erreicht, dass in den meisten Fällen ausschließlich solche Bewegungsmessgrößen zur
Bestimmung der Bewegungsparameter herangezogen werden, die eine möglichst exakte Bestimmung der weiteren Rollbewegung des Balls erlauben.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Durchlaufen des Einrollwegs durch die Steuerungseinrichtung bestimmt wird. Auf diese Weise kann automatisch bestimmt werden, dass die nachfolgend aufgezeichneten
Bewegungsmessgrößen zur Bestimmung der Bewegungsparameter verwendet werden können. Vorteilhafterweise wird das
Durchlaufen des Einrollwegs oder das Erreichen des
Endpunkts messtechnisch erfasst. Die Steuerungseinrichtung wertet die entsprechenden messtechnisch erfassten Messwerte aus und bestimmt auf Grundlage dieser Messwerte das
Durchlaufen des Einrollwegs bzw. das Erreichen des
Endpunkts. Auf diese Weise ist es auch möglich und
erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Erfassung der für die Bestimmung der Bewegungsparameter geeigneten
Bewegungsmessgrößen, die nachfolgende Bestimmung der
Bewegungsparameter sowie die Simulation der weiteren Rollbewegung automatisch von der Steuerungseinrichtung ausgeführt wird, nachdem der Ball den Einrollweg
durchlaufen oder den Endpunkt erreicht hat.
Vorteilhafterweise weist die Steuerungseinrichtung einen Stand-By-Zustand auf, während dessen die
Steuerungseinrichtung ausschließlich auf Grundlage der erfassten Messgrößen überwacht, ob ein Ball den Einrollweg durchläuft bzw. den Endpunkt erreicht. Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass ein Endpunkt des Einrollwegs von der Steuerungseinrichtung auf Grundlage mindestens eines aus den Bewegungsmessgrößen bestimmten Einrollparameters bestimmt wird. Das Durchlaufen des Einrollwegs bzw. das Erreichen des Endpunkts des
Einrollwegs kann durch die Steuerungseinrichtung
beispielsweise durch Bestimmung der bereits durchlaufenen Rollweglänge ermittelt werden, wobei zur Bestimmung der Bewegungsparameter die Bewegungsmessgrößen herangezogen werden, die nach Durchlaufen der Einrollweglänge
aufgezeichnet werden. Vorteilhafterweise ist
erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Einrollparameter einen Grad der schlupffreien Rollbewegung des Balls abbildet. Der Endpunkt kann auf Grundlage dieses Einrollparameters vorteilhafterweise dadurch bestimmt werden, dass die
Rollbewegung des Balls ausreichend schlupffrei ist und der Einrollparameter daher ein vorgegebenes Einrollkriterium erfüllt .
Die für die Bestimmung der Bewegungsparameter geeigneten Bewegungsmessgrößen können besonders einfach dadurch ermittelt werden, dass der Sensorerfassungsbereich an einen Einrollbereich angrenzt, der vom Startpunkt aus entlang des Einrollwegs führt, so dass die beim Eintritt in den
Sensorerfassungsbereich erfassten Bewegungsmessgrößen zur Bestimmung der Bewegungsparameter herangezogen werden können. Dadurch, dass die Sensoreinrichtung so ausgestaltet ist bzw. der Sensorerfassungsbereich so vorgegeben ist, dass mit Hilfe der Sensoreinrichtung Bewegungsmessgrößen des Balls erst nach Durchlaufen der Einrollweglänge bzw. nach Erreichen des Endpunkts erfasst werden, kann auf besonders einfache Weise erreicht werden, dass die
erfassten Bewegungsmessgrößen üblicherweise eine
schlupffreie Rollbewegung des Balls charakterisieren.
Um das Durchlaufen des Einrollwegs zu bestimmen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass Einrollmessgrößen des Einrollvorgangs mit einer Einrollsensoreinrichtung bestimmt werden, wobei das Erreichen des Endpunkts bzw. das
Durchlaufen des Einrollwegs auf Grundlage der
Einrollmessgrößen von der Steuerungseinrichtung bestimmt wird. Die Bestimmung des Erreichens des Endpunkts bzw. des Durchlaufens des Einrollwegs ist ohne weiteres auch auf
Grundlage einfacher Einrollsensoreinrichtungen möglich, da zu diesem Zweck lediglich eine Wegmessung oder auch nur das Erreichen des Endpunkts bestimmt werden muss, während mit Hilfe der Sensoreinrichtung die Rollbewegung des Balls möglichst exakt erfasst werden muss. Die aus dem Stand der Technik bekannten Sensoreinrichtungen, wie beispielsweise Highspeed-Kameras, weisen üblicherweise einen
eingeschränkten Sensorerfassungsbereich auf, so dass durch die erfindungsgemäße Verwendung einer separaten
Einrollsensoreinrichtung eine optimale Ausrichtung der Sensoreinrichtung auf den Bereich des künstlichen
Untergrunds ermöglicht wird, in dem der Ball üblicherweise eine schlupffreie Bewegung ausführt und wobei gleichzeitig die durch die Verwendung einer zusätzlichen
Einrollsensoreinrichtung entstehenden Kosten möglichst gering gehalten werden können.
Eine besonders einfache Erfassung des Erreichens des
Endpunkts wird vorteilhafterweise dadurch ermöglicht, dass es sich bei der Einrollsensoreinrichtung um eine
Lichtschranke handelt.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung mindestens eine
Hochgeschwindigkeitskamera und/oder mindestens ein
Radarsystem und/oder mindestens ein Lidarsystem aufweist. Mit Hilfe dieser Erfassungssysteme und Sensoreinrichtungen ist eine hochpräzise Erfassung der erforderlichen
Bewegungsmessgrößen möglich.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung eine erste Hochgeschwindigkeitskamera mit einem ersten Sensorerfassungsbereich aufweist, wobei der erste Sensorerfassungsbereich so ausgerichtet ist, dass mit der ersten Hochgeschwindigkeitskamera ein auf eine
vorgegebene und senkrecht ausgerichtete Rollachsenebene projizierter Bewegungsanteil des Balls erfassbar ist, wobei eine bevorzugte Rollrichtung des Balls in der
Rollachsenebene liegt, und dass die Sensoreinrichtung eine zweite Hochgeschwindigkeitskamera mit einem zweiten
Sensorerfassungsbereich aufweist, wobei der zweite
Sensorerfassungsbereich so ausgerichtet ist, dass mit der zweiten Hochgeschwindigkeitskamera eine Abweichung von der vorgegebenen Rollrichtung in einer zu der Rollachsenebene orthogonalen Ebene erfassbar ist. Um eine möglichst exakte Erfassung der Bewegungsmessgrößen mit Hilfe von
Hochgeschwindigkeitskameras zu erreichen, wird
vorteilhafterweise eine bevorzugte Rollrichtung des Balls auf dem künstlichen Untergrund vorgegeben und die erste Hochgeschwindigkeitskamera so ausgerichtet, dass die erste Hochgeschwindigkeitskamera die Rollbewegung des Balls von der Seite her und die zweite Hochgeschwindigkeitskamera die Rollbewegung des Balls von oben aus erfasst. Die erste Hochgeschwindigkeitskamera kann auf diese Weise neben der reinen Rollbewegung unter anderem auch eine hüpfende
Bewegung des Balls erfassen und die zweite
Hochgeschwindigkeitskamera Abweichungen der Bewegung des Balls von der vorgegebenen Rollrichtung erfassen. Die von den beiden Hochgeschwindigkeitskameras erfassten
Bewegungsmessgrößen werden von der Steuerungseinrichtung vorteilhafterweise zusammengeführt, um die
Bewegungsparameter zu bestimmen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Berechnung der Bewegung nur dann erfolgt, wenn ein eine schlupffreie Rollbewegung kennzeichnender und aus dem
Bewegungsmessgrößen durch die Steuerungseinrichtung
berechneter Rollparameter ein vorgegebenes Rollkriterium erfüllt. Der Rollparameter beschreibt vorteilhafterweise einen Grad der schlupffreien Rollbewegung des Balls. Sobald die Rollbewegung des Balls ausreichend schlupffrei ist und daher das vorgegebene Rollkriterium erfüllt, kann mit Hilfe der erfassten Bewegungsmessgrößen die Simulation
durchgeführt werden. Sofern bei Erfassung der
Bewegungsmessgrößen noch keine ausreichende Rollbewegung des Balls erreicht ist, ist keine präzise Simulation der weiteren Rollbewegung auf Grundlage der ausgehend von den erfassten Bewegungsmessgrößen ermittelten
Bewegungsparameter möglich und das Verfahren wird
abgebrochen.
Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Berechnung der Bewegung grundsätzlich erfolgt, auch wenn der Ball bei der Erfassung der
Bewegungsmessgrößen noch keine ausreichend schlupffreie Rollbewegung durchgeführt hat. Erfindungsgemäß ist
vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Person durch die Steuerungseinrichtung signalisiert wird, wenn ein eine schlupffreie Rollbewegung kennzeichnender und aus den
Bewegungsmessgrößen durch die Steuerungseinrichtung
berechneter Rollparameter ein vorgegebenes Rollkriterium nicht erfüllt. Auf diese Weise kann die Person darauf hingewiesen werden, dass die Simulation der Bewegung ungenau ist oder dass die Berechnung der Bewegung nicht erfolgt .
Um eine möglichst realistisch anmutende Simulation zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein
Simulationsstartpunkt vorgegeben ist, wobei die Simulation der Rollbewegung auf dem Untergrund von dem
Simulationsstartpunkt anhand der berechneten
Bewegungsparameter erfolgt. Auf diese Weise kann die
Simulation von verschiedenen Simulationsstartpunkten aus erfolgen. Auf diese Weise kann insbesondere die sich bei unterschiedlichen Abschlagspunkten auf einem Grün beim Golf aus einer Topographie des Grüns ergebenden Einflüsse auf die Rollbewegung berücksichtigt werden. Vorteilhafterweise kann die abschlagende Person den Simulationsstartpunkt vorgeben, bevor der Ball in Bewegung versetzt wird.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Schlagrichtung ausgehend von dem Simulationsstartpunkt vorgebbar ist. Auf diese Weise kann beispielsweise eine erfasste Rollrichtung von einer Schlagrichtung in der
Simulation abweichen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die
Darstellung auf der Anzeigevorrichtung so ausgerichtet wird, dass eine vorgegebene bevorzugte Rollrichtung des Balls der Schlagrichtung entspricht. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine Darstellung der Rollbewegung des Balls auf der Anzeigevorrichtung in der Rollrichtung verläuft, sodass eine möglichst realistisch anmutende Darstellung erreicht wird. Eine besondere Schwierigkeit für den Golfspieler beim
Putten besteht darin, das Höhenprofil des Grüns zu erfassen und auf Grundlage des Höhenprofils die Rollbewegung des Balls auf dem Grün zu antizipieren. Um eine möglichst realistische Simulation des Puttens zu ermöglichen, ist aus diesem Grund erfindungsgemäß eine dreidimensionale
Darstellung des Grüns vorgesehen. Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die dreidimensionale
Darstellung des Grüns angezeigt wird, bevor der Ball in Bewegung versetzt wird. Zu diesem Zweck kann die
dreidimensionale Darstellung des Grüns auf der
Anzeigeeinrichtung erfolgen. Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine dreidimensionale Darstellung des Untergrunds auf einer 3-D- Anzeigevorrichtung dargestellt wird, bevor der Ball in Bewegung versetzt wird. Bei der 3-D-Anzeigevorrichtung handelt es sich vorteilhafterweise um eine 3-D-Brille.
Die Erfindung betrifft auch einen Simulator zur
Durchführung des Verfahrens, wobei der Simulator einen Spielbereich, eine Sensoreinrichtung, eine
Steuerungseinrichtung und eine Anzeigevorrichtung aufweist. Der Simulator bzw. die Komponenten des Simulators weisen erfindungsgemäß die voranstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung des Verfahrens beschriebenen Eigenschaften unabhängig oder in Kombination miteinander auf.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Simulator eine Einrollsensoreinrichtung aufweist. Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Simulator eine 3-D- Anzeigevorrichtung aufweist. Bei einer besonders
vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Simulators ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung eine erste Hochgeschwindigkeitskamera mit einem ersten
Sensorerfassungsbereich aufweist, wobei der erste
Sensorerfassungsbereich so ausgerichtet ist, dass mit der ersten Hochgeschwindigkeitskamera ein auf eine vorgegebene und senkrecht ausgerichtete Rollachsenebene projizierter Bewegungsanteil des Balls erfassbar ist, wobei eine
bevorzugte Rollrichtung des Balls in der Rollachsenebene liegt, und dass die Sensoreinrichtung eine zweite
Hochgeschwindigkeitskamera mit einem zweiten
Sensorerfassungsbereich aufweist, wobei der zweite
Sensorerfassungsbereich so ausgerichtet ist, dass mit der zweiten Hochgeschwindigkeitskamera eine Abweichung von der vorgegebenen Rollrichtung in einer zu der Rollachsenebene orthogonalen Ebene erfassbar ist.
Im Folgenden werden wesentliche Aspekte des
erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines
geeigneten Simulators nochmals anhand einer Golf-Putt- Simulation beschrieben. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung eines geeigneten Simulators wird es einem Nutzer ermöglicht, Pütts beliebiger Länge auf unterschiedlichsten, bildhaft dargestellten, Grünflächen bzw. Grüns auszuführen. Zu diesem Zweck ist das Grün, auf dem der Putt geplant und ausgeführt wird, in eine reale und eine virtuelle Welt unterteilt. In der realen Welt (Abschlag, Messbereich) wird der Ball - ein Golfball - von dem Nutzer, nach Wahl einer
Simulationsstartrichtung für den Putt mit einem Putter auf einem geeigneten künstlichen Untergrund regelgerecht gestartet. Der reale Bereich ist den natürlichen
Bedingungen auf dem Golfplatz nachempfunden. Als
künstlicher Untergrund sind Naturrasen, Kunstrasen,
Teppichboden, Putt-Matten geeignet, deren Rolleigenschaften mit einem Stimp-Meter getestet werden. Der Golfball wird von dem Nutzer bewegt wie auf einem realen Grün.
Ein Loch auf dem Grün als Ziel wird zusammen mit dem Grün in passender Entfernung von einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise einem Projektor als Bild auf eine geeignete Wand projiziert. Als Orientierungshilfe für die Planung des Pütts werden eine Entfernung zum Loch, eine
Grünschnelligkeit (Stimp) , eine Höhendifferenz und
gegebenenfalls eine Windrichtung und -geschwindigkeit in das Bild projiziert und mit Hilfe der Anzeigevorrichtung dargestellt. Für die Festlegung der
Simulationsstartrichtung stehen optische Hilfsmittel wie zum Beispiel eine 3D-Brille oder eine Virtual-Reality- Brille zur Verfügung. Mit Hilfe einer elektronischen
Markierungsvorrichtung kann die Simulationsstartrichtung vorgegeben und das virtuelle Grün automatisch entsprechend ausrichtet werden, sodass eine bevorzugte Rollrichtung der Simulationsstartrichtung entspricht .
Nach Vorbereitung und Ausführung des Golfschlags durchläuft der Ball ein Messfenster, in dem die Bewegungsmessgrößen des Balls mittels einer geeigneten Sensoreinrichtung erfasst und in digitalisierter Form einer
Steuerungseinrichtung zugeführt werden. Eine auf der
Steuerungseinrichtung ausgeführte Software für die
Berechnung der weiteren Laufbahn des simulierten Balls auf dem Grün geht von einem Rollzustand des Golfballs aus.
Innerhalb des Messfensters sind daher Störungen, die sich als Hüpfen oder Gleiten darstellen, erfindungsgemäß
abgeklungen. Ist diese Rollbedingung nicht hinreichend erfüllt, wird eine entsprechende Diagnose mit Hilfe der Anzeigevorrichtung ausgegeben. Aus den erfassten
Bewegungsmessgrößen werden Bewegungsparameter berechnet, die als Anfangsbedingungen zur Berechnung der weiteren die Laufbahn des simulierten Balls (Trajektorie, Bewegungspfad, Spur) dienen. Die simulierte Bewegung des Balls wird vorteilhafterweise unmittelbar und möglichst "real-time" in das Bild des Grüns mit Hilfe der Anzeigevorrichtung
projiziert. Dabei soll der Eindruck entstehen, dass der real geschlagene Ball in das Bild hineinläuft und
entsprechend den Gesetzen der Mechanik auf dem virtuellen Grün weiterläuft. Der Weg des Balls wird vorteilhafterweise in Echtzeit durch einen rollenden Golfball und seine Spur auf dem Grün mit Hilfe der Anzeigevorrichtung dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Simulator können durch Aufbau von Trainingshilfen und Verwendung einer entsprechenden Putt-Wiederholungsoption des auf der Steuerungseinrichtung ablaufenden Programms, auch zum Training oder Schlägerfitting verwendet werden. Optional kann der Nutzer sich vor der Ausführung des Mess- Putts, z.B. zu Trainingszwecken, erfolgreiche Spuren abrufen und anzeigen lassen. Zur weiteren Unterstützung können vorteilhafterweise auch Isobaren- bzw.
Gradientenkarten des Grüns oder ein sogenannter Aimpoint dargestellt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 eine schematisch ausschnittsweise dargestellte Ansicht eines Simulators zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein
Sensorerfassungsbereich an einen Einrollbereich angrenzt,
Figur 2 eine schematisch ausschnittsweise dargestellte Ansicht eines Simulators zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Endpunkt eines Einrollwegs von einer Steuerungseinrichtung auf Grundlage mindestens eines von aus Bewegungsmessgrößen bestimmten Einrollparameters bestimmt wird und
Figur 3 eine schematisch ausschnittsweise dargestellte Ansicht eines Simulators zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei Einrollmessgrößen eines Einrollvorgangs mit einer Einrollsensoreinrichtung bestimmt werden, wobei das Erreichen eines Endpunkts bzw. das
Durchlaufen eines Einrollwegs auf Grundlage der
Einrollmessgrößen von einer Steuerungseinrichtung bestimmt wird .
In Figur 1 ist schematisch ausschnittsweise ein Simulator 1 dargestellt. Der Simulator 1 weist einen Spielbereich 2 auf, auf dem ein Ball 3 durch einen Golfschläger 4 in
Bewegung versetzt ist und sich über einen künstlichen
Untergrund 5 des Spielbereichs 2 hinwegbewegt. Der
künstliche Untergrund 5 besteht aus Kunstrasen. Zudem weist der Simulator 1 eine Sensoreinrichtung 6 auf, die eine Hochgeschwindigkeitskamera 7 umfasst. Des Weiteren weist der Simulator 1 eine nicht dargestellte
Steuerungsvorrichtung sowie eine ebenfalls nicht
dargestellt Anzeigevorrichtung auf. Zur Simulation einer Rollbewegung des Balls 3 auf einem Golfgrün wird der Ball 3 zunächst von einem Startpunkt 8 aus durch eine nicht dargestellte Person mit Hilfe des GolfSchlägers 4 in Bewegung versetzt. Die Bewegung des Balls 3 ist in der Figur durch die Darstellung des Balls 3 zu unterschiedlichen und aufeinanderfolgenden Zeitpunkten angedeutet. Ein translatorischer Bewegungsanteil des Balls 3 und ein rotatorischer Bewegungsanteil des Balls 3 sind durch Pfeile 9 und 10 gekennzeichnet. In der Darstellung sind der Ball 3 und die Pfeile 9 und 10 jeweils zu einem Zeitpunkt exemplarisch mit einem Bezugszeichen
gekennzeichnet .
Unmittelbar nachdem der Ball 3 in Bewegung versetzt wurde, führt der Ball 3 zunächst eine hüpfende Bewegung aus, die zu Beginn im Wesentlichen durch einen translatorischen Bewegungsanteil 9 bestimmt ist. Durch von dem künstlichen Untergrund 5 auf den Ball 3 wirkenden Kräfte, geht die translatorische Bewegung 9 zunehmend in die rotatorische Bewegung 10 über, bis der Ball 3 nach Durchlaufen eines Einrollwegs 11 an einem Endpunkt 12 eine schlupffreie
Rollbewegung ausführt.
Mit Hilfe der Sensoreinrichtung 6 werden
Bewegungsmessgrößen der Bewegung des Balls 3 in einem in der Darstellung durch zwei gestrichelte Linien
gekennzeichneten Sensorerfassungsbereich 13 der
Sensoreinrichtung 6 erfasst. Die Bewegungsmessgrößen werden nach der Erfassung von der Steuerungseinrichtung
verarbeitet und es werden Bewegungsparameter aus den
Bewegungsmessgrößen. Auf Grundlage der Bewegungsparameter wird eine Bewegung des Balls 3 außerhalb des
Sensorerfassungsbereichs 13 von der Steuerungseinrichtung berechnet und auf der Anzeigevorrichtung grafisch
dargestellt .
Der Sensorerfassungsbereich 13 grenzt an einen
Einrollbereich 14 an, der vom Startpunkt 8 aus entlang des Einrollwegs 11 führt. Auf diese Weise werden die
Bewegungsparameter auf Grundlage von Bewegungsmessgrößen bestimmt, die nach Durchlaufen des Einrollwegs 11 des Balls 3 bestimmt wurden, das heißt dass die Bewegungsmessgrößen bei einer schlupffreien Rollbewegung des Balls 3 erfasst werden .
In Figur 2 ist schematisch ausschnittsweise eine Ansicht eines Simulators 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, wobei ein Endpunkt 12 eines
Einrollwegs 11 von einer nicht dargestellten
Steuerungseinrichtung auf Grundlage mindestens eines von aus Bewegungsmessgrößen bestimmten Einrollparameters bestimmt wird. Zu diesem Zweck weist eine
Hochgeschwindigkeitskamera 7 einer Sensoreinrichtung 6 einen vergleichsweise großen Sensorerfassungsbereich 13 auf, sodass mit Hilfe der Hochgeschwindigkeitskamera 7 auch Bewegungsmessgrößen eines Balls 3 in einem Einrollbereich 14 erfasst werden können.
Figur 3 zeigt eine schematisch ausschnittsweise
dargestellte Ansicht eines Simulators 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei Einrollmessgrößen eines Einrollvorgangs mit einer Einrollsensoreinrichtung 15 bestimmt werden, wobei das Erreichen eines Endpunkts 12 bzw. das Durchlaufen eines Einrollwegs 11 auf Grundlage der Einrollmessgrößen von einer nicht dargestellten
Steuerungseinrichtung bestimmt wird. Bei der
Einrollsensoreinrichtung 15 handelt es sich um eine
Lichtschranke 16.
Next Patent: POWER SEMICONDUCTOR MODULE