ТРЕНИРОВКИ ФУТБОЛИСТОВ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к спортивному инвентарю и может быть использовано как для тренировки отдельных футболистов, так и для имитации игровых моментов на футбольном поле, в том числе и в режиме «футбольного караоке», вплоть до имитации полноценного футбольного матча, но без использования футбольного поля как такового.

Подготовка высокопрофессиональных футболистов во многом определяется правильной организацией футбольного процесса, в ходе которого отрабатывается умение владения мячом, точность удара, взаимодействие с членами своей команды, владение тактическими навыками современного футбола и др. В комплексе все эти навыки проявляются непосредственно в игровом процессе, протекающем на футбольном поле [1]. ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При подготовке футболиста в ходе его тренировочной практики производится отработка отдельных приемов и навыков, для чего используются различного рода тренажеры и тренажеры-площадки, которые не требуют использования для проведения тренировок футбольных полей или больших спортивных залов.

Так в качестве примеров тренажеров для развития навыков владения мячом и мастерства ударов по мячу может быть названо а.с. СССР N° 1512636 [2]., патенты США на изобретения Jfc 4027880 [3], N° 5280922 [4], международный патент WO 99/33531 [5], но при этом все они имеют низкую (недостаточную) эффективность своего использования, поскольку накладываемые на мяч или имитатор мяча связи не позволяют спортсмену адекватно оценить удар, а, точнее, результат удара. Так, например, сложно оценить гипотетическую траекторию движения мяча, оценить точность удара. А именно отработка точных движений футболистом является одним из основных элементов его подготовки.

Обычно отработка точности проводится путем удара мячом в вертикальную стенку, отскочив от которой мяч снова отказывается у спортсмена. Однако при этом трудно обеспечить эффект повторяемости движения мяча, а, следовательно, и повторяемость условий удара по мячу. Частично эти вопросы решены в а.с. СССР N 1039513 (МКИ А 63 В 69/00) и N° 1227220 (МКИ А 63 В 69/40) [6,7].

По патенту России на изобретение N.? 2250791 [8] предлагается тренировку футболистов проводить на площадке, имеющей устройство для улавливания и возврата мячей, штанги, ограждающую сетку, цель и наклонные элементы для скатывания мячей в транспортное средство, перемещающее мячи к точке питания на площадке. Площадка может быть снабжена системой координат с нумерацией продольных и поперечных рядов по периферии. На площадке отмечаются места расположения спортсменов.

Целью изобретения [8] является повышение результативности при игре в футбол за счет повышения точности и сыгранности при атакующих действиях: обучающиеся смогут на площадке отрабатывать удары и пасы в одно касание по движущемуся мячу, в том числе и при тупых и близких к прямому углах подачи. Автор изобретения считает, что отрабатываться будет и взаимодействие спортсменов, подающих пас и выполняющих удар.

Однако, такая тренажерная площадка не позволяет отработать удары и пасы, совершаемые игроками в движении, в процессе игры. Более того, такая площадка не позволяет проводить комплексную подготовку всех футболистов, а не только форвардов, поскольку, при подготовке защитников и вратарей имеются свои особенности подготовки. Так для подготовки вратарей может быть использован тренажер по международному патенту JSIs СН 703 412 А2 [9]. Более того, все эти площадки - тренажеры требуют для своей реализации отчуждения больших земельных участков или аренды спортивных залов.

Для тренировки навыков взаимодействия бегущего футболиста с мячом может быть использован тренажер с беговой дорожкой, как это имеет место быть по патенту США J4°2012/0083368 А1 [10]. Для отработки удара по мячу с целью направления его между движущимися игроками может быть использовано устройство по патенту России на изобретение -N°2343 947 [1 1].

И эти устройства для тренировки футболистов, и отмеченные выше устройства, не только не позволяют комплексно проводить подготовку спортсменов, но и обладают высоким субъективизмом оценки качества такой подготовки. Более широкими возможностями и более объективной оценкой качества подготовки футболиста, в том числе и оценкой выполнения отдельного упражнения, является устройство для тренировки футболиста по патенту РФ на изобретение 139 118 (МКИ А 63 В 69/00, 69/34, 24/00), которое является наиболее близким аналогом предлагаемому изобретению [12] (прототипом).

Сущность изобретения по патенту N° 2 139 1 18 [12] заключается в том, что оно содержит датчиковый узел, реагирующий на удар мяча и ЭВМ, причем, датчиковый узел расположен в области футбольных ворот и подключен к ЭВМ. Устройство также может содержать связанные с ЭВМ узел подачи мячей, щиты препятствия с датчиками, узел сигнализации прохождения футболистом заданного места на футбольном поле, видеокамеру и видеомагнитофон. Главное положительное качество устройства, по мнению его авторов, заключается в том, что можно автоматически фиксировать продолжительность выполнения упражнения, точность и силу удара по воротам, а также автоматически и объективно сравнивать результаты выполнения упражнения разными футболистами или одного и того же футболиста в разные периоды времени. Устройство по патенту РФ на изобретение N° 2 139 118 [12] позволяет получить объективные данные для определения формы, в которой находится футболист, и для сравнения характеристик футболистов между собой.

Однако, упомянутое изобретение не позволяет реализовать в ходе тренировки реальные многоходовые (многопасовые) игровые комбинации, а для своей реализации, как и многие упомянутые выше аналоги, требует специальных спортивных площадок. Не позволяет устройство и смоделировать футбольный матч. А потребность создания имитации футбольных поединков существует уже давно, примером чего может быть названа заявка на изобретение РФ JSTa 2009 136 578 [13] на принципиальную систему игры в настольный мини-футбол, позволяющая создавать на плоскости игрового стола условия, максимально соответствующие реальным условиям футбольных спортивных поединков. Однако, такое изобретение абсолютно бесполезно для физической подготовки спортсмена-футболиста и не позволяет реализовать (сымитировать) реальный, с участием спортсменов футболистов, поединок.

Нет сейчас и тренировочных комплексов, которые бы позволяли смоделировать наиболее интересные футбольные комбинации. Те комбинации, которые имели место быть на уже прошедших футбольных матчах, авторами которых, или участниками, являются известные футболисты. Перевод таких реальных футбольных комбинаций в «виртуальную плоскость», то есть в среду ЗД, позволило бы принять участие в игре, в той или иной комбинации футбольного поединка, любому человеку, который имел бы для этого необходимое оборудование. То есть, в этом случае можно было бы реализовать своеобразное футбольное караоке.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагается способ имитации реального спортивного футбольного матча или способ имитации отдельных тренировочных процессов и футбольных комбинаций, а также устройство для его реализации. Сущность способа состоит в том, что игра в футбол (тренировка) осуществляется на виртуальном футбольном поле виртуальным футбольным мячом, движения которого моделируются ЭВМ в виртуальном пространстве. Моделирование движения мяча производится с учетом основных законов механики. Позиционирование игроков на футбольном поле осуществляется также ЭВМ в 3D пространстве, исходя из показаний датчиков, фиксирующих перемещение игрока на его игровом рабочем месте, имеющем в своем составе беговую дорожку с системой подачи мяча игроку в необходимый момент игры. При этом ЭВМ осуществляет адаптацию (совмещение) положения виртуального мяча с положением реального мяча, который система подачи мяча подает игроку, осуществляющего взаимодействие с мячом (удар по мячу или ловля мяча для вратаря).

Таким образом, в предлагаемом способе имитации игры в футбол основным элементом является рабочее место игрока, на котором он осуществляет (имитирует) свои перемещения по игровому полю, для чего используется беговая дорожка, и система подачи мяча игроку. При этом система подачи мяча для «игрока в поле» и для «игрока в воротах» будут отличаться конструктивно ввиду функциональных особенностей игроков в поле и вратаря. Так система для подачи мяча «игроку в поле» должна осуществить подвод мяча игроку для удара, а система подачи мяча для вратаря осуществляет выброс мяча в ту или иную точку плоскости ворот, в которую летит виртуальный мяч. При этом визуализация адаптации реального и виртуального мячей (совмещение мячей) осуществляется с помощью специального широкоугольного виртуального шлема, имеющего возможность совмещения реального и виртуального пространств, примерами которого могут быть патенты на изобретение N2N2 2 326 419, 2 391 436, 2 413 266 (МКИ G 02 В 27/22) [14-16].

Так виртуальный шлем по патенту РФ на изобретение » 2 391 436 предназначен для создания объемного стереоскопического изображения, совмещенного с реальным окружающим пространством в тренажерных системах, в играх, в дистанционных воздействиях с помощью связи и интернета. То есть, возможность использования виртуального шлема для игры в футбол позволяет имитировать игру в реальный футбол для игроков, находящихся в разных частях не только города, но и всего земного шара.

Комплектование команд можно будет производить по аналогии с комплектованием игроков при игре в покер в системе «Рокег star». Однако, в виду сложности самого процесса игры в футбол, целесообразно, чтобы каждой отдельной игрой управлял свой отдельный центральный процессор (сервер). Обращение к этому серверу потенциальных игроков в футбол позволяет сформировать команды в том или ином количественном составе. Соответствующее программное обеспечение сервера позволит визуализировать на видеоэкранах-очках виртуального шлема положение всех игроков и их позиционирование на футбольном поле, а также визуализировать судей игры и даже зрителей на трибунах.

Однако, имеются свои особенности использования виртуального шлема для игры в футбол. В частности, известно, что при совмещении виртуального и реального пространства необходимо учитывать подвижность глаза человека, как это отмечается в патентах [14-16], поскольку глаз человека может настраиваться как на дальние, так и на близкие объекты, но при этом происходит изменение не только фокуса хрусталика, но и изменение расстояния до сетчатки глаза.

При игре в виртуальный футбол виртуальное и реальное пространство необходимо совмещать только для того игрока, которому осуществлен пас мяча, а ситуацию на всем поле игрок отслеживает только в виртуальной постановке. Поэтому следить за ситуацией на футбольном поле игрок может не за счет движения глаз, а за счет движения (поворота) головы, перемещения которой могут фиксировать специальные датчики, закрепленные, например, на шее игрока или встроенные непосредственно в виртуальный шлем.

При игре в футбол, игрок осуществляет не только удары по мячу, но и перемещения по футбольному полю. Перемещения по виртуальному футбольному полю осуществляются с помощью беговой дорожки, имеющей возможность вращаться относительно оси, перпендикулярной рабочей плоскости беговой дорожки. Беговая дорожка оснащена датчиками, фиксирующими скорость движения спортсмена, путь его движения и угол поворота (азимут) дорожки, что позволяет программно определить положение каждого игрока на футбольном виртуальном поле. Управление азимутом беговой дорожки может проводиться поворотом головы за счет сигналов датчиков, реагирующих на ее поворот.

Сервер (центральный процессор) программно обеспечивает виртуальное позиционирование на игровом поле всех игроков с учетом законов оптики и стереометрии. В процессе игры совмещение виртуальной и реальной картины необходимо только тогда, когда игрок на своем рабочем месте подбегает к мячу, или, если это вратарь, - ловит, летящий в ворота мяч. Подача реального мяча игроку осуществляется устройством подачи мяча, которое принципиально отличается для игрока в поле и для вратаря. Для игрока в поле устройство подачи мяча должно не только подвести реальный мяч для удара игроком, но и позволить оценить силу и направление удара по реальному мячу, чтобы процессор смог смоделировать движение виртуального мяча после удара по реальному мячу.

Вратарь должен ловить свободно летящий мяч, поэтому для подачи мяча вратарю, при его защите футбольных ворот, может быть использовано любое устройство подачи мяча на нужную высоту, в определенном направлении и с необходимой начальной скоростью, примером которого может быть устройство по патенту России на изобретение JSTe 2166976 [17]. По правилам игры в футбол, вратарь должен во многих случаях вводить мяч в игру, поэтому рабочее место вратаря должно быть оборудовано системой определения траектории движения мяча, после введения его в игру. Для решения этой задачи может быть использована видео-телеаппаратура и иные телеметрические системы, позволяющие определить траекторию движения мяча после того, как мяч оторвался от рук вратаря. Игрок в поле также зачастую руками вводит мяч в поле из-за боковой линии, поэтому его рабочее место, как и рабочее место вратаря, должно иметь в своем составе узел выкатывания мяча под ноги игроку, чтобы он его мог взять в руки. Рабочее место должно иметь систему определения траектории движения мяча, после введения его в игру, аналогичную системе на рабочем месте вратаря.

Таким образом, предлагается способ имитации игры в футбол, путем создания с помощью ЭВМ виртуального футбольного поля, виртуальных игроков и виртуального мяча в среде 3D и совмещение игровых эпизодов виртуальной игры с действиями реальных игроков - участников игры. Игроки имитируют свои действия в игровом процессе на своих рабочих местах, каждое из которых может располагаться как на открытом воздухе, так и в закрытом помещении, вплоть до комнаты в квартире. Управление игровым процессом осуществляется сервером (центральным процессором) с соответствующим программным обеспечением, позволяющим моделировать виртуальную игру и адаптировать (совмещать) ее эпизоды, связанные с взаимодействием игроков с мячом, или со столкновениями игроков друг с другом по показаниям системы датчиков, которой оснащено каждое рабочее место игрока. Причем каждое рабочее место игрока имеет свой рабочий процессор, коммутативно связанный с сервером.

Способ не только позволяет проводить игровые состязания по футболу между командами, но и проводить тренировки футболистов с полноценной физической нагрузкой по развитию отдельных спортивных навыков или навыков коллективных действий, для чего необходимо иметь соответствующее программное обеспечение. Способ позволяет моделировать в среде ЗД многоходовые комбинации реальных футбольных поединков в том числе с участием футбольных звезд, причем в качестве участника такой комбинации может выступить любой человек, имеющий соответствующее оборудование для игры в виртуальный футбол. В этом случае игрок в виртуальный футбол становится игроком в своеобразное «футбольное караоке».

Эффективность реализации способа игры в футбол или тренировки футболиста, или участника футбольного караоке, зависит от структуры устройства, реализующего способ.

Устройство, реализующее предлагаемый способ игры в футбол или комплексной тренировки футболиста, состоит из 20 рабочих мест спортсменов футболистов - игроков в поле, и двух рабочих мест вратарей, а также рабочих мест судей матча. Каждое из рабочих мест игроков содержит узел для подачи футбольных мячей и беговую дорожку, а также процессор для управления узлом подачи мячей и параметрами беговой дорожки, причем каждый из процессоров рабочих мест коммутативно соединен с центральным процессором (сервером), моделирующим в среде 3D виртуальную футбольную игру. Для моделирования игры используется соответствующее программное обеспечение и информация, поступающая на сервер с процессоров рабочих мест спортсменов, а для визуализации совмещения (адаптации) моментов виртуальной игры, связанных с взаимодействием отдельного игрока с мячом, используются системы для создания объемного стереоскопического изображения, совмещенного с реальным окружающим пространством. Каждый виртуальный шлем имеет не только видеоэкраны- очки для визуализации игровой ситуации на поле, но и датчик поворота головы (шеи) каждого из игроков, на голову которого надет этот шлем, что позволяет управлять не только работой беговой дорожки, но и проводить процедуру позиционирования каждого игрока на виртуальном игровом поле. Для игры в «футбольное караоке» допускается меньшее количество рабочих мест игроков, чем для полноценного виртуального футбольного матча. При этом, в процессор рабочего места каждого игрока должен быть зашит виртуальный вариант реальной футбольной комбинации или система, преобразующая видеоизображение футбольного матча (комбинации) в анимационный вид.

Рабочие места игроков в поле и вратарей имеют свои отличия относительно конструктивного исполнения отдельных узлов, например, узла подачи мяча. Для более полного соответствия виртуальной игры в футбол реальному спортивному поединку, рабочее место игрока может быть оснащено кроме игровой дорожки и узлом подачи мяча еще и узлом имитации столкновения игрока с другими игроками в виртуальный футбол.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Fig. 1 представлена схема устройства для игры в виртуальный футбол.

На Fig. 1 позициями обозначено: 1 - сервер (центральный процессор), 2...11 - рабочие места игроков в поле одной команды, 12...21 - рабочие места игроков в поле другой команды, 22 - рабочее место вратаря первой команды, 23 - рабочее место вратаря второй команды. На примере рабочего места одного из полевых игроков (позиция 2) обозначена структура его рабочего места, состоящая из следующих узлов: 27 - беговая дорожка, 28 - узел подачи футбольного мяча, 29 - процессор рабочего места футболиста, 30 - узел имитации столкновения футболиста с другими игроками в ходе футбольного матча, 31 - виртуальный шлем, 32 - система позиционирования мяча после его вбрасывания из-за боковой линии, 33 - узел выбрасывания мяча на игрока с целью удара по мячу головой или выкатывания мяча на вбрасывание из-за боковой линии. Процессор каждого рабочего места игрока коммутационно связан через сервер с остальными игроками в ходе футбольного матча. Процессор каждого рабочего места игрока коммутационно связан с основными узлами рабочего места и центральным процессором - сервером. При этом, все связи двухсторонние: процессор рабочего места футболиста обрабатывает сигналы с датчиков состояния основных узлов рабочего места и информацию, поступающую с сервера о позиционировании игрока на виртуальном футбольном поле и вырабатывает сигналы на управляющие двигатели узлов рабочего места, а также формирует видеоизображение ситуации на футбольном поле с позиции конкретного игрока данного рабочего места на его экраны-очки виртуального шлема.

Конструктивно рабочие места полевого игрока и вратаря отличаются исполнением основных узлов, входящих в состав рабочего места футболиста. Эти отличия определяются основными выполняемыми движениями игрока на футбольном поле и характером взаимодействия игрока с футбольным мячом: вратарь ловит мяч, а игрок на поле перемещается по полю с целью перехвата мяча и осуществления паса мячом или удара по воротам. При этом, в ходе игры возможны столкновения игроков друг с другом, что необходимо имитировать для повышения реальности игры.

Принципиально структура рабочего места игрока в поле и вратаря ничем не отличается. Так для вратаря, в соответствии со схемой, приведенной на Fig. 1, рабочее место вратаря (позиция 23) состоит из следующих составляющих: 34 - беговая дорожка, 35 - узел подачи футбольного мяча, 36 - процессор рабочего места футболиста, 37 - узел имитации столкновения футболиста с другими игроками в ходе футбольного матча, 38 - виртуальный шлем, 39 — система позиционирования мяча после его вбрасывания в игру с рук вратаря или ногой вратаря.

Устройство для имитации игры в футбол содержит также рабочие места для судей матча, обозначенные на Fig. 1 позициями 24 и 25. Рабочее место судьи (позиция 24) состоит из беговой дорожки - 40, процессора 41 и виртуального шлема 42. Конструктивно-компоновочная схема рабочего места полевого игрока приведена на Fig. 2.

Основной составляющей рабочего места полевого игрока является беговая дорожка, обозначенная на Fig. 2 позицией 1. Беговая дорожка вывешена на силовой раме 2, которая, в свою очередь, закреплена на оси 3, перпендикулярной плоскости беговой дорожки с силовым приводом 13 для поворота беговой дорожки на необходимый азимутальный угол Ψ . Для имитации столкновения, бегущего по беговой дорожке 1 игрока 4, соосно с осью 3, рабочее место полевого игрока имеет кольцевую направляющую 5, а для имитации взаимодействия полевого игрока с футбольным мячом выполнена эквидистантно направляющей 5 направляющая 6. По направляющей 5 перемещается узел с имитатором 7 (муляжом) игрока, с которым может произойти столкновение, а по направляющей 6 перемещается узел подачи мяча 8 полевому игроку. При этом беговая дорожка 1 находится внутри кольцевых направляющих, плоскости которых параллельны плоскости беговой дорожки 1. Для реализации любых углов столкновения игрока с другим игроком и различных видов столкновения узел имитации столкновения . игроков, снабжен соответствующими силовыми приводами для перемещения муляжа 7 по высоте и по углу W , относительно продольной оси беговой дорожки. При этом, сам муляж 7 установлен на салазках с силовым приводом для перемещения по радиальному пазу 9 с возможностью реализации соответствующих игровой ситуации параметров столкновения. Для большего соответствия с реальными условиями столкновения муляж 7 имеет возможность разворота относительно своей вертикальной оси на угол , что также осуществляется силовым приводом, непоказанным на Fig. 2. Узел имитации столкновения игрока с другим игроком перемещается по направляющей 5 с помощью ползуна а. Подача футбольного мяча игроку на рабочем месте футболиста осуществляется за счет перемещения опоры 10 по вертикальной направляющей, которая не обозначена позицией на Fig. 1. Эта направляющая крепится на салазках 17, которые могут перемещаться в радиальном направлении, перпендикулярном направлению перемещения опоры 10 за счет силового привода 15. В свою очередь эта радиальная направляющая крепится к опорному узлу б, который имеет возможность за счет силового привода 16, перемещаться по направляющей 6. Перемещение опоры 10 в вертикальном направлении осуществляется силовым приводом 14. Перемещение опоры б по направляющей 6 позволяет имитировать необходимый азимутальный угол подачи мяча на ногу игрока. Сам мяч 8 закреплен на упругой консоли 11 , установленной на опоре 10. Поскольку для построения виртуальной футбольной игры необходимо рассчитывать траекторию движения мяча после удара по нему ногой, расчет проводится по движению точки закрепления футбольного мяча 8 на консоли 1 1. Величина деформаций консоли определяется по показаниям тензодатчиков, закрепленных на теле консоли 11 и которые не показаны на Fig. 2. Для уменьшения жесткости связи, накладываемой на футбольный мяч 8 консолью 11, саму консоль целесообразно выполнить в виде конусной пружины, как показано на Fig. 2. Управление перемещением муляжа 7 и опоры 10 осуществляется процессором рабочего места 12, который управляет работой силовых приводов 14,15,16, исходя из игровой ситуации на виртуальном футбольном поле и намерениями игрока 4. Намерения игрока 4 реализуются за счет его движения по беговой дорожке 1, позиционированием его на плоскости беговой дорожке и изменением позиционирования самой дорожки по углу Ψ . Для этого на беговой дорожке установлены датчики определения кинематических характеристик игрока, относительно беговой дорожки, датчики угла поворота плоскости дорожки по азимуту Ψ , причем управление по углу Ψ положения беговой дорожки может осуществляться не только за счет поворота головы игрока, на которой закреплен виртуальный шлем 18 с датчиками угла поворота головы игрока, которые не показаны на Fig. 2, но и, например, за счет изменения силового воздействия игроком в процессе бега по беговой дорожке с одной ее стороны на другую. Для этого на осях боковых роликов беговой дорожки установлены тензодатчики усилий 22, которые фиксируют изменения усилий, воздействующих на них со стороны ног игрока, и дополнительно могут быть использованы процессором 12 для корректировки азимутального угла <Р . Процессор 12 в зависимости от игровой ситуации управляет перемещением муляжа 7 на рабочем месте игрока.

На Fig. 2 не показан узел выкатывания мяча игроку при необходимости вбрасывания мяча из-за боковой линии и не показан узел подачи мяча для приема его головой игрока, которые на Fig.1 обозначены одной позицией 33. При этом, при имитации игры в футбол в этих случаях при ограничении полета мяча при введении его в игру или при отражении мяча головой необходимо ограничить полет мяча на рабочем месте игрока.

Для ограничения полета мяча рабочее место полевого игрока имеет кольцевую улавливающую сетку, обозначенную на Fig. 2 позицией 20. При этом каждый элемент улавливающей сетки 20 имеет встроенные в нити отдельной клетки тензоэлементы (тензодатчики), непоказанные на Fig. 2. По показаниям тензодатчиков (тензоэлементов) можно определить координаты точки траектории, вброшенного в игру мяча (отраженного головой мяча), поскольку каждый из тензоэлементов улавливающей сетки позиционирован относительно ее краев. Более того, усилия, воспринимаемые тензоэлементами при улавливании мяча позволяют рассчитать кинематические характеристики мяча, а с учетом координат полевого игрока, можно рассчитать и траекторию виртуального мяча.

Поскольку, после вбрасывания мяча в игру, после того как мяч оторвался от рук (руки) игрока или отскочил от его головы, он продолжает двигаться по вполне определенной траектории. Для уточнения траектории движения мяча рабочее место игрока имеет видео регистрирующую систему, состоящую из видеокамер 19 и двух нормированных координатных сеток 23 и 21, опозитно установленных видеокамерам. При этом оси объективов видеокамер 19 перпендикулярны плоскостям координатных сеток.

Схема рабочего места вратаря приведена на Fig. 3.

По аналогии с рабочим местом полевого игрока, основным узлом рабочего места вратаря является беговая дорожка 1, которая, как на Fig. 2, вывешена на силовой раме 2, а сама рама 2 закреплена на оси 3, которая перпендикулярна плоскости беговой дорожки. На оси 3 закреплена шестерня 4, находящаяся в зацеплении с шестерней 5, закрепленной на оси шагового двигателя 6, выполняющего роль силового привода для поворота беговой дорожки на азимутальный угол Ψ . По беговой дорожке 1 перемещается вратарь 7, на голове которого закреплен виртуальный шлем 8. Рабочее место вратаря должно позволять перемещаться вратарю вдоль ворот, выход из ворот навстречу атакующим игрокам, ловить или отбивать мяч, брошенный в направлении ворот и вводить мяч в игру. При выполнении этих действий на реальном футбольном поле возможно столкновение вратаря с игроками на поле. Для имитации этой ситуации рабочее место вратаря, как и рабочее место игрока в поле, имеет полукольцевую, а не кольцевую направляющую 9, по которой перемещается за счет силового привода 10 опорный узел 1 1 на котором установлен муляж игрока 13, имеющий возможность перемещаться за счет силовых приводов, как по высоте, так и в радиальном направлении. Например, в радиальном направлении относительно полукольцевой направляющей 9, муляж 13 перемещается по направляющей 12. Причем, силовые приводы для перемещения муляжа в радиальном направлении и по высоте на Fig. 3 не показаны. Для имитации реального угла столкновения вратаря с игроком, муляж игрока имеет возможность за счет силового привода, непоказанного на Fig. 3, проворачиваться вокруг своей оси на угол ^ω . Центром полукольцевой направляющей 9 является точка пересечения центра оси 3 с рабочей поверхностью беговой дорожки 1.

Для имитации футбольных ворот рабочее место вратаря имеет две линейные направляющие 14, 15 по которым имеют возможность перемещаться имитаторы штанг 16. 17 футбольных ворот за счет силовых приводов, неп оказанных на Fig. 3.

Для подачи мяча вратарю, как результат удара по мячу в направлении ворот, рабочее место вратаря имеет полукольцевую направляющую 18, эквидистантную направляющей 9, по которой перемещается узел подачи мяча 19 за счет силового привода, в качестве . которого может быть использован шаговый электродвигатель. Узел подачи мяча осуществляет подачу мяча со скоростью и угловыми характеристиками траектории виртуального мяча, летящего в сторону вратаря.

Для ограничения полета мяча при введении его в игру вратарем, рабочее место вратаря имеет также кольцевую улавливающую сетку 20. При этом, каждый элемент, улавливающей сетки 20 имеет встроенные в нити отдельной клетки тензоэлементы (тензодатчики), непоказанные на Fig. 3. По показателям тензодатчиков можно определить координаты точки траектории, вброшенного в игру мяча, поскольку каждый из тензоэлементов улавливающей сетки позиционирован относительно ее краев. Можно также зафиксировать факт взятия ворот. Более того, усилия, воспринимаемые тензоэлементами при улавливании мяча позволяют рассчитать кинематические характеристики мяча, а с учетом координат вратаря, вбросившего мяч, можно рассчитать и траекторию виртуального мяча.

Поскольку после вбрасывания мяча вратарь, после того как мяч оторвался от его рук (руки), продолжает зачастую двигаться, для уточнения траектории движения мяча, рабочее место вратаря имеет видеорегистрационную систему, состоящую из видеокамер 21 и двух нормированных координатных сеток 22 и 23 опозитно установленных видеокамерам. При этом оси объективов видеокамер 21 перпендикулярны плоскостям координатных сеток 22 и 23. Внизу улавливающей сетки 20 установлен желоб 24, имеющий уклон к оси рабочего места вратаря с обеих сторон от оси, а в центре этого желоба имеет приемник мячей 25. Из приемника мячей 25 для подачи мяча в питатель узла подачи мячей 19, непоказанный на Fig. 3, служит мячепровод 26.

Управление рабочим местом вратаря осуществляется процессором 27, который коммутативно связан с датчиками положения узла подачи мяча 19, беговой дорожки 1, муляжа 11 и его опорного узла 11, штанг 16, 17 и виртуальным шлемом 8 игрока 7, а также с силовыми шаговыми приводами основных подвижных узлов рабочего места вратаря. Также процессор 27 коммутативно связан с цифровыми видеокамерами 21. По аналогии с рабочим местом игрока в поле, вратарь может управлять параметрами беговой дорожки, например, ее угловым положением (азимутальным углом) поворотом головы за счет датчиков, встроенных в виртуальный шлем 8 и непоказанных на Fig. 3. Может управлять и воздействуя через полотно беговой дорожки на датчики 28, установленные на осях подшипниковых узлов беговой дорожки вблизи ее кромок. Описанные выше конструктивные особенности рабочих мест игрока в поле и вратаря позволяют при игре в виртуальный футбол сымитировать особенности погодных условий проведения игры, таких как дождь и ветер. Для этого рабочие места могут быть оснащены вентиляторами, установками, имитирующими ветер, и дренчерными утройствами, имитирующими дождь. Сила ветра будет задаваться характеристиками (скорость вращения вентилятора) силового привода вентилятора, а параметры дождя можно варьировать величиной давления вытеснения воды из емкости и величиной (высотой) расположения форсуночных головок дренчерной системы над головами игроков, передвигающихся на своих рабочих местах по беговым дорожкам. Характеристики погодных условий, постоянные для всех рабочих мест футболистов задаются сервером и поддерживаются им же. С учетом указанных выше параметров сервер (центральный процессор) моделирует виртуальный футбольный поединок. При этом устройства, физически имитирующие погодные условия, на Fig. 2 и Fig. 3 не показаны.

Как следует из структуры рабочих мест полевого игрока в футбол (Fig. 2) и футбольного вратаря (Fig. 3), рабочие места могут быть использованы для тренировок спортсменов, в том числе для отработки сложных многопасовых комбинаций, для чего достаточно будет задействовать несколько рабочих мест футболистов, а не полный игровой комплекс. При этом, за счет соответствующего программного обеспечения процессора рабочего места футболиста можно будет отрабатывать и коллективные многопасовые комбинации в виртуальном пространстве на виртуальном футбольном поле, не привлекая к тренировке других реальных спортсменов. Фактически, каждое рабочее место футболиста является центром подготовки футболистов высшего класса, аналогичным центру подготовки футболистов высшего класса, футболистов высшего класса по заявке РФ на изобретение Л22001126008 [18].

Как и центр подготовки футболистов высшего класса, каждое рабочее место футболиста, структурные схемы которых представлены на Fig. 2 и Fig. 3, предоставляют возможность футболистам развить рефлекторную память за счет тренировок на больших и предельных скоростях, значительно улучшить точность и силу удара, приемы безопасной игры, повысить тактическую грамотность.

Выше отмечалось, что частично решение этих задач изложено в заявке на изобретение [18], где приведено описание центра подготовки футболистов, содержащего манеж, оборудованный тренажерами «бегущая дорожка» с поворотным устройством, «пушку», «накопитель», а так же тренажерный зал и зал специальной подготовки, а так же компьютерный класс.

В отличие от центра подготовки футболистов высшего класса по источнику [18], использовании рабочих мест футболистов в соответствии с предлагаемым изобретением в качестве спортивных комплексов (спортивных тренажеров) не требует использования тренажерного зала и компьютерного класса и обладает более широкими возможностями тренировочного процесса. Это обусловлено и той причиной, что кроме общих узлов, как для центра подготовки [18], так и по предлагаемому изобретению, таких как бегущая дорожка и «пушка», или устройство подачи мяча, рабочие места футболистов по предлагаемому изобретению оснащены узлами имитации столкновения с соперниками на футбольном поле, узлами физического моделирования погодных условий. При этом не требуется отчуждений значительных площадей спортивных залов или строительства специальных тренажерных площадок. Более того, в предлагаемом нами изобретении дифференцированы особенности тренажеров в виде рабочих мест футболистов для футболиста - полевого игрока и для футболиста — вратаря.

Таким образом, предлагаемый нами способ имитации игры в футбол и устройство для его реализации могут быть использованы не только для проведения виртуального футбольного матча между реальными футболистами, но и для проведения различных форм тренировочного процесса, как для полевых игроков, так и футболистов - вратарей.

Более того, как отмечалось выше, в состав устройства для имитации футбольного матча могут (должны) входить и рабочие места судей матча. Поскольку рабочие места судей матча в своем составе имеют значительно меньшее количество узлов и устройств, чем рабочие места участников матча, схема рабочего места судьи матча отдельно не имеет своего графического представления. В частности, в состав рабочего места судьи могут входить такие основные узлы, как беговая дорожка, виртуальный шлем, системы имитации погодных условий и, может быть, при необходимости, устройства имитации столкновения судьи с игроками. Можно в состав рабочего места судьи ввести и устройство для имитации физического взаимодействия судьи с мячом, в случае прямого попадания мяча в судью.

Работа устройства для имитации игры в футбол в виртуальном пространстве с физическими игроками предшествует несколько подготовительных операций.

Перед игрой в виртуальный футбол формируется команда игроков. Для этого игроки, имеющие в своем распоряжении рабочее место игрока в футбол, из них двое игроков должны иметь рабочие места вратаря, связываются по интернету с сервером (центральным процессором), который, получив заявку на игру, формирует команды. Сформировав команды, игроки или по договоренности, или за счет случайного выбора сервером, назначают погодные условия матча, а так же договариваются о времени начала матча или это время назначается сервером. К моменту начала матча игроки занимают свои рабочие места и каждый игрок надевает на голову виртуальный шлем, а так же запускают в работу процессоры своих рабочих мест. Аналогичным образом назначаются (выбираются ) судьи матча, которые перед началом матча занимают свои рабочие места и также надевают на свои головы свои виртуальные шлемы.

За несколько минут до начала игры сервер проводит опрос процессоров рабочих мест игроков и судей об их готовности к игре, выбирает для каждой команды случайным образом половины виртуального футбольного поля. Далее сервер осуществляет формирование виртуального футбольного поля и начальное позиционирование игроков и судей на поле. Выбирается и предупреждается игрок, который начнет игру. После выполнения этих операций устройство готово к работе.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство работает следующим образом:

Сервером 1 (Fig. 1) с начала футбольного матча формируется виртуальный футбольный поединок на виртуальном футбольном поле. Началом такого формирования является первый удар по мячу, производимый игроком, вводящим мяч в игру. Допустим, это будет игрок, стоящий на рабочем месте, обозначенный на Fig. 1 позицией 2. Для этого сервер 1 формирует на видеоэкране-очках виртуального шлема этого игрока, обозначенного позицией 31, изображение мяча, к которому по беговой дорожке 27 начинает двигаться игрок. Перемещение игрока по беговой дорожке и возможные ее повороты, соответствующие траектории движения игрока и движению виртуального мяча сервер отображает на экране-очках виртуального шлема. При приближение виртуального игрока к виртуальному мячу сервер производит совмещение изображения виртуального мяча с движением реального мяча, положение которого с помощью узла подачи мяча 28 позиционируется и совмещается в одной точке как реального, так и виртуального пространств, что дает возможность игроку на рабочем месте 2 совершить удар по мячу. А система датчиков, которыми оснащен узел подачи мяча 28 (Fig. 1), и которые не показаны на Fig. 1, позволяет определить параметры начала траектории полета мяча после удара по нему ногой игрока на рабочем месте 2. Такие параметры являются граничными условиями для расчета процессором рабочего места 29 и сервером 1 траектории движения виртуального мяча, что осуществляется путем решения системы известных дифференциальных уравнений механики. При этом в математическую модель движения виртуального мяча входят уравнения, описывающие погодные условия проведения виртуального поединка. Одновременно с визуализацией на видеоэкранах- очках виртуальных шлемов игроков движения виртуального мяча, процессоры рабочих мест игроков передают на сервер 1 показания датчиков с рабочих мест участников игры, обрабатывая которые сервер 1 формирует картину игры на всем футбольном поле. Тем самым сервер 1 (центральный процессор) с помощью процессоров рабочих мест игроков в поле, которые имеют коммутационные связи с основными узлами рабочих мест и соответствующими виртуальными шлемами игроков на этих рабочих местах, полностью формируют игру полевых игроков на виртуальном игровом поле. При этом, используя цифровую видеотехнику с базовыми мерными сетками и оснастив рабочее место полевого игрока узлом подачи мяча для вбрасывания, можно в процессе проведения виртуальной игры осуществлять (имитировать) вбрасывание мяча из-за боковой линии.

Аналогичным образом с учетом особенностей действий вратаря в игровом процессе, что отражается в особенностях организации рабочего места вратаря, сервер по показаниям датчиков рабочего места вратаря и входящим на него сигналам от процессора рабочего места вратаря, коммутативно связанного с узлами рабочего места вратаря и виртуальным шлемом вратаря, формирует виртуальный процесс участия физического вратаря в виртуальном матче. Для этого сервер управляет работой через процессор рабочего места вратаря работой всех основных узлов рабочего места вратаря. В результате взаимодействия через сервер процессоров всех рабочих мест игроков может быть реализован виртуальный футбольный матч.

Рабочие места игроков в поле и рабочее место вратаря - футболиста, как технические устройства, работают, исходя из их функционального назначения.

Так полевой игрок в виртуальный футбол, находясь на рабочем месте полевого игрока, схема которого приведена на Fig. 2, участвуя в игре, совершает с помощью основных узлов рабочего места игрока основные действия, свойственные действиям игрока в реальный футбол, которые адекватно отражаются на картине виртуального футбольного поединка. Свои действия игрок в виртуальный футбол определяет исходя из виртуальной картины футбольного матча, которая передается на видеоэкран-очки виртуального шлема 18 игрока 4. В случае необходимости перемещения игрока 4 по виртуальному рабочему полю, игрок 4 совершает пробежку по беговой дорожке 1 в том или ином направлении (в одну или другую сторону по дорожке), а для изменения направления движения по азимуту, игрок 4 может осуществлять поворот силовой рамы 2 на необходимый угол У . Поворот осуществляется за счет силового привода 13 углового поворота беговой дорожки, управление работой которого осуществляется воздействием игрока 4 на полотно беговой дорожки 1, которое перемещается на роликовых направляющих, установленных на осях, на которых закреплены тензодатчики усилий, обозначенные на Fig. 2 позициями 22. Дополнительно управление положением беговой дорожки 1 осуществляется за счет поворота головы игрока 4, поскольку на виртуальном шлеме 18 имеются соответствующие датчики, непоказанные на Fig. 2, фиксирующие поворот головы. При этом, сигналы, вырабатываемые системами датчиков для управления беговой дорожкой, как на самой дорожке, так и на виртуальном шлеме, синхронизируются в процессоре 12, который выдает необходимый сигнал на силовой привод 13 для поворота беговой дорожки на угол У .

В зависимости от игровой ситуации, рабочее место футболиста позволяет имитировать физическое столкновение игрока 4, перемещающегося по беговой дорожке 1 рабочего места, с другим игроком на футбольном виртуальном поле. Возможность столкновения одного игрока с другим игроком определяется центральным процессором 1 на Fig. 1. После того как определена возможность столкновения конкретного игрока 4 с другим игроком, на процессоры их рабочих мест 12 (Fig. 2) поступает соответствующая информация. Далее каждый из этих процессоров формирует соответствующие сигналы на силовые приводы перемещения манекена (муляжа) 7 по направляющим 5 и 9, по углу встречи игроков, для чего имитируется и поворот тела манекена (муляжа) игрока на угол ^ω , а также имитируется и высоте встречи (высота столкновения), если столкновение происходит при прыжке игрока (игроков). Подача мяча 8 для удара по нему ногой футболиста 4 на рабочем месте игрока, схема которого приведена на Fig. 2, осуществляется путем совмещения положения виртуального мяча с действительным мячом 8, для чего используются силовые приводы 16, 15, 14 узла подачи мяча. Узел подачи мяча 8 перемещается по направляющей 6 за счет силового привода 16. Перемещение консоли 11 в вертикальном направлении осуществляется силовым приводом 14, а радиальное перемещение консоли 11, с мячом 8 осуществляется силовым приводом 15. Управление работы силовых приводов осуществляется процессором рабочего места 12, работа которого синхронизируется с работой сервера 1 (Fig. 1) для совмещения положения виртуального мяча с реальным мячом 8, чтобы игрок мог осуществить действительный удар по мячу. При этом, мяч игрок видит только на видеоэкране-очках виртуального шлема 18 (Fig. 2) и для этого игрока мяч в момент удара по нему будет являться не виртуальным, а реальным мячом.

В результате удара по мячу 8 ногой футболиста 4, произойдет упругая деформация консоли 1 1. Тензор деформаций консоли (угловые и линейные деформации) будут определяться геометрическими и упругими параметрами консоли 1 1 , а также будет зависеть от направления и силы удара по мячу 8, который жестко закреплен на консоли 11. Тензодатчики деформации консоли, наклеенные на поверхности тела консоли 11 и которые не показаны на Fig. 2, а сама консоль может быть выполнена в виде конической пружины, позволяют определить составляющие тензора деформаций. С помощью известных математических моделей напряженно-деформированного состояния консоли [19] легко определить не только координаты конца консоли 11, то есть положение мяча 8, но и кинематические характеристики конца консоли 1 1, то есть и кинематические характеристики мяча 8. Более того, деформации консоли 1 1 позволяют определить и начальное направление движения мяча 8 после удара по нему ногой футболиста. Тем самым, деформации консоли позволяют определить начальные условия движения не только реального мяча, но и виртуального мяча, поскольку в момент удара по мячу и реальный мяч и виртуальный мяч совмещены. Движение виртуального мяча строится как решение соответствующих дифференциальных уравнений, константы интегрирования которых (начальные условия) определяются по деформациям консоли 1 1.

После удара по мячу 8 игрока 4 осуществляет перемещение по беговой дорожке 1, в том числе поворачивая ее на необходимый угол Y в зависимости от игровой ситуации, которую игрок отслеживает на экране своего виртуального шлема 18.

Движение мяча после вбрасывания его из-за боковой линии или при ударе по реальному мячу в случае пробития штрафного удара определяется с помощью цифровых видеокамер 19 и координатных сеток 21 и 24, а также с помощью удерживающей сетки 20 в элементы которой встроены тензоэлементы, непоказанные на Fig. 2.

Более сложной является работа игрока на рабочем месте футболиста-вратаря, поскольку вратарь ловит мяч или производит вбрасывание мяча ударом по нему ногой или рукой в игру. Схема рабочего места игрока - вратаря представлена на Fig. 3. Основная сложность обусловлена тем, что перемещение игрока-вратаря 7 по дорожке 1 должно коррелироваться с положением ворот, в частности штанг. Как и игрок в поле, вратарь-футболист 7 перемещается по беговой дорожке 1 и разворачивает ее силовую раму 2 на необходимый угол относительно оси 3 за счет силового привода, управление работой которого осуществляется самим игроком 7 за счет воздействия на края беговой дорожки 1 , по аналогии с игроком в поле, и за счет поворота головы с надетым на нее виртуальным шлемом 8, в котором установлены датчики поворота головы игрока 7. Перемещения игрока 7 по беговой дорожке 1 определяются игровой ситуацией, которую для простоты можно подразделить на три основных вида.

При отражении атаки футболистов на ворота, вратарь должен поймать мяч, с этой целью он перемещается по беговой дорожке и при этом он может столкнуться с игроком (игроками). Физическую имитацию столкновения вратаря 7 с муляжом игрока 13 осуществляется (управляется) центральным процессором 1 (Fig. 1) и процессором 27 (Fig. 3) рабочего места вратаря. В зависимости от игровой ситуации совмещение виртуального игрока, с которым должен столкнуться вратарь, осуществляется силовыми приводами, непоказанными на Fig. 3. Для перемещения муляжа 13, установленного на опоре 11, по направляющей 9, используется силовой привод 10. Приводы для перемещения муляжа 13 по направляющей 12, для перемещения муляжа 13 по вертикали и для поворота муляжа 13 на угол ^ω на Fig. 3 не показаны.

Атака вратаря футбольным мячом имитируется с помощью узла подачи мяча 19, который перемещается по направляющей 18 с помощью силового привода, непоказанного на Fig. 3. Перемещения узла 19 по направляющей 18 производится для совмещения виртуального угла азимута с физическим азимутальным углом движения мяча. В самом узле 19 подачи мяча на вратаря точка подачи (точка вылета мяча), с помощью силовых приводов перемещается по вертикали. Канал подачи мяча может также поворачиваться на необходимые углы, в зависимости от траектории полета виртуального мяча. Скорость вылета мяча из узла 19, соответствующая скорости движения виртуального мяча в этой точке задается параметрами подачи мяча: давлением газа (воздуха), если мяч выталкивается сжатым газом, скоростью поворота рычага, если узел подачи 19, аналогичен узлу по патенту [17] и т.д. Вылетевший из узла подачи 19 мяч вратарь ловит или не ловит, при этом он может на реальном футбольном поле осуществлять перемещения и в створе футбольных ворот, в результате чего возможны столкновения его со штангами ворот. Для реализации такой игровой ситуации, рабочее место вратаря оснащено линейными пазами 14 и 15, лежащими в одной плоскости с осью 3 беговой дорожки 1. По пазам 14 и 15 за счет силовых приводов, непоказанных на Fig. 3, перемещаются воротные штанги 16 и 17, причем управление работой этих силовых приводов перемещения штанг осуществляет центральный процессор 1 (Fig. 1) и процессор рабочего места вратаря 27 в зависимости от игровой ситуации на виртуальном игровом поле. Выброшенный из узла 19 мяч, может быть вратарем как пойман, так и пропущен, в этом случае, мяч ловится сеткой 20 и скатывается по ней вниз, где за счет специального откоса, непоказанного на Fig. 3 скатывается на беговую дорожку 1, где его может подобрать игрок - вратарь и ввести в игру.

В соответствии с правилами футбола вратарь мяч в игру может ввести или ударом ноги по мячу или вбрасыванием руками. Для адекватного отражения введения мяча в игру, игроком-вратарем в виртуальной игре необходимо провести центральным процессором (сервером) и процессором рабочего места вратаря не только совмещение положения реального и виртуального мячей в момент вбрасывания, но и определить кинематические характеристики вбрасываемого мяча — начальную скорость полета, угол азимута, зенитный угол и т.д. С этой целью рабочее место вратаря оснащено цифровыми видеокамерами 21 оппозитно установленными от оси симметрии рабочего места и со смещением друг относительно друга, а также координатными сетками 22 и 23, что необходимо для определения по проекции мяча на координатные сетки 22 и 23, фиксируемые видеокамерами 21 , законов движения, параметров траектории движения вбрасываемого мяча. А учет взаимного расположения видеокамер 21 и положения их относительно координатных сеток 22 и 23 позволяет в соответствии с программным обеспечением, «записанным» в центральный процессор (сервер) и процессор рабочего места вратаря 27 определить траекторию движения не только реального мяча, вброшенного вратарем 7, но и, соответственно, виртуального мяча.

Вброшенный вратарем 7 в игру мяч ловится улавливающей радиально установленной вертикальной кольцевой сеткой 20. В каждую ячейку улавливающей сетки 20, в нити сетки, образующие каждую ячейку, вмонтированы тензодатчики усилий, непоказанные на Fig. 3. Координаты каждой ячейки улавливающей сетки 20 заданы как в процессоре рабочего места вратаря 27 (Fig. 3) так и в центральном процессоре сервере 1 (Fig. 1). Поэтому, когда мяч, выброшенный в игру вратарем, останавливается улавливающей сеткой, по координатам ячеек улавливающей сетки 20, которые уловили мяч, и по показаниям тензодатчиков усилий нитей этих ячеек, не только можно определить координаты еще одной точки траектории движения мяча, но и скорректировать (уточнить) его основные кинематические характеристики, определенные с помощью видеокамер 21 и координатных сеток 22 и 23, что повысит адекватность совмещения реального футбольного мяча и виртуального мяча на виртуальном футбольном поле. Улавливающая сетка 20 с ее точно фиксированными в пространстве отдельными клетками-ячейками позволяет фиксировать и факт взятия ворот.

При этом ни цифровые видеокамеры 21 , ни координатные сетки 22 и 23, ни улавливающая сетка 20, ни узел выбрасывания мяча вратарю на видеоэкране-очках виртуального шлема 8 вратаря 7 не отражается никоим образом.

Мяч, пойманный улавливающей радиально установленной кольцевой сеткой 20, падает вниз, к основанию сетки и по направляющему желобу 24, имеющему угол к плоскости симметрии рабочего места вратаря скатывается к приемнику мяча 25, оттуда мяч по мячепроводу 26 подается в устройство подачи мяча 19 вратарю 7.

Тем самым оборудование рабочего места игрока - вратаря позволяет физически смоделировать реальные игровые ситуации, возникающие на реальном футбольном поле. Аналогично, оборудование рабочего места игрока-футболиста в поле позволяет физически смоделировать основные реальные игровые ситуации, возникающие на реальном физическом поле. При этом, современное состояние цифровой микропроцессорной техники, современные языки программирования, 3D технологии, достижения оптоволоконной техники, возможность адаптации к особенностям моделирования работы основных узлов и оборудования рабочих мест футболистов таких прикладных систем, как «Ansys», делает реальным создание игровой системы в футбол, за счет виртуальной имитации футбольного матча с физической адаптацией тех или иных игровых ситуаций для конкретных игроков с помощью соответствующего оборудования, которым оснащено рабочее место игроков в футбол, будь это полевой игрок, или игрок-вратарь, или судья матча.

Аналогичным образом, но без специального оборудования, может быть разработано, в случае необходимости, и рабочее место футбольных судей, главным оборудованием которых будет беговая дорожка с соответствующими силовыми приводами и датчиками ее положения, аналогично тому, как это имеет место для рабочих мест игроков в поле и игроков - вратарей, и виртуальный шлем.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Способ игры в виртуальный футбол позволяет моделировать (имитировать) реальные игровые ситуации, возникающие в реальных футбольных поединках с участием футбольных звезд, причем моделирование проводится в среде ЗД путем анимационной обработки видео записей реальных футбольных поединков, что может производится как процессором отдельного рабочего места футболиста, так и вне процессора, а готовая виртуальная модель футбольной комбинации «вшивается» (записывается) в память процессора. Это позволяет использовать рабочие места футболистов по предлагаемому изобретению в качестве своеобразного «футбольного караоке», когда за отдельных игроков футбольной комбинации, реализуемой в виртуальном пространстве, или вместе с ними может поиграть любой спортсмен, стоящий на беговой дорожке рабочего места футболиста.

В ходе своего развития предлагаемый способ игры в футбол и состав устройства для его реализации будут претерпевать дальнейшие совершенствования, рабочие места футболистов могут быть оснащены дополнительным оборудованием и узлами, позволяющими физически моделировать более сложные игровые ситуации, например - подножки игрокам, процедуру обвода игрока, столкновение с несколькими игроками и т.д.

Более того, каждое из рабочих мест футболистов, схемы которых изображены на Fig. 2 и на Fig. 3, позволяет организовать самостоятельный тренировочный процесс для отдельного игрока, используя только технические возможности своего отдельного рабочего места и возможности процессора своего рабочего места. В память процессора отдельного рабочего места игрока в этом случае должно быть «зашито» программное обеспечение, позволяющее виртуально моделировать те или иные ситуации тренировочного процесса, в том числе и игровые ситуации тренировочного процесса, с возможностью их физической адаптации для конкретного игрока, проводящего тренировку.

Рабочие места футболистов позволяют смоделировать в виртуальном пространстве те или иные ситуации, происходящие в реальных футбольных поединках, в том числе с участием футбольных звезд, в которых физическое участие может принять любой игрок, находящийся на своем рабочем месте футболиста, т.е. стать участником своеобразного футбольного караоке.

Таким образом, исходя из современного состояния техники, вполне реально реализовать предлагаемый способ игры в виртуальный футбол с элементами физической имитации ряда игровых ситуаций для конкретных игроков. При этом нет необходимости собирать обе команды игроков на футбольном поле, тратить время и средства на доставку игроков к месту игры, проводить организационные мероприятия на стадионе при подготовке к матчу и после него, отпадает проблема футбольных фанатов и т.д.

Источники информации, принятые во внимание

1. Арпад Чанди. Футбол. Тренировка. - М.: Физкультура и спорт. - 1985 г.

2. Авторское свидетельство СССР (SU) N° 1512636. Тренажер для игр с мячом / Б.Г. Холин/ МКИ А 63 В 69/38. Опубл. 07.10.89. Бюл. 37.

3. Патент США на изобретение (US) .Nb 4027880. МКИ А 63 В 69/38. 1976 г.

4. Патент США на изобретение (US) JN° 5280922. Apparatus for training an individual to kick balls / Thomas L. Jones / МКИ 5 A 63 В 69/00. Опубл. 19 января 1993.

5. Международный патент на изобретение (WO) JSTs 99/33531 Soccer training apparatus / МКИ 6 A 63 В 69/00. Опубл. 23 декабря 1997.

6. Авторское свидетельство СССР Х° Ю39513. МКИ 4 , А 63 В 69/00.

7. Авторское свидетельство СССР JY 1227220 МКИ 4. А 63 В 69/40. Опубл. 30.04.1986. 8. Патент РФ на изобретение N° 2250791. Площадка для обучения футболистов / Л.А. Харьков/ МПК 7 А 63 В 69/34. Опубл. 27.04.2005. Бюл.

9. Международный патент на изобретение (WO) N° 2012/007373 А1 / Soccer training apparatus. Fussball - training - sgerat / МПК A 63/00; A 63 В 63/00; A 63 В 24/00.

10. Патент США на изобретение (US) tfa 2012/ 0083368 Al / Soccer training apparatus / МПК A 63 В 69/00. Опубл. 5 апреля 2012г.

1 1. Патент РФ на изобретение Ns 2343947. Устройство для тренировки спортсменов / А.Ф. Попов/ МПК А 63 В 69/34; А 63 В 23/00. Опубл. 20.01.2009. Бюл.-Νί. 2.

12. Патент РФ на изобретение Ν» 21391 18. Устройство для тренировки футболиста / Ю.Т. Печатников, А.Б. Энтин, В.Ф. Кузичкин / МПК 6 А 63 В 69/00; 69/34; 24/00. Опубл. 10.10.1999 (прототип).

13. Заявка на изобретение РФ Ν» 2009136578/12. Принципиальная система игры в настольный мини-футбол, позволяющая создавать на плоскости игрового стола условия, максимально соответствующие реальным условиям футбольных спортивных поединков / И.В. Воронин/ МПК А 63 F 3/00. Дата публикации заявки 10.04.201 1, бюлл. 10.

14. Патент РФ на изобретение Ν° 2326419.

15. Патент РФ на изобретение JVb 2301436. Широкоугольный виртуальный шлем с возможностью совмещения реального и виртуального пространства / О.Л. Головков / МПК G 02 В 27/22. Дата публикации 20.06.2007. Бюл. J4° 17.

16. Патент РФ на изобретение Ν» 2413266. Электронно-управляемые 3D-04KH / Б.И. Волков/ МПК G 02 В 27/22. Дата публикации 27.02.201 1.

17. Патент РФ на изобретение Ν2 2166976. Тренажер для футболистов / Е.М. Лапин, ПЛ. Кобзарь/ МПК 7 А 63 В 69/34; 69/00. Дата публ. 20.05.2001. 18. Заявка на изобретение РФ JSfe 201 126008. Центр подготовки футболистов высшего класса / И.М. Панютин/ МПК 7 А 63 В 69/00; А 63 В 69/34. Дата публикации заявки 20.07.2003.

19. Расчеты на прочность в машиностроении: Том 1, 1956, 884 с; Том 2, 1958, 974 с; Том 3, 1959, 11 18 с. - М.: Государственное научно- техническое издательство машиностроительной литературы.