und Trainingsfigur

Die Erfindung betrifft eine Trainingsvorrichtung, insbesondere für Mannschaftssportarten. Die Erfindung betrifft ferner eine Trainingsfigur für eine solche Trainingsvorrichtung.

Für das Trainieren bei Mannschaftssportarten, insbesondere im Fußball, werden oft Übungsfiguren eingesetzt, die gegnerische Spieler simulieren sollen. Mithilfe solcher„Dummys" sollen bestimmte Aufstellungen des Gegners nachgeahmt werden, um darauf abgestimmte Spielzüge zu trainieren. Nachteilig ist hierbei, dass die Übungsfiguren im Gegensatz zu realen Spielern stationär sind, sodass keine dynamische Spielsituation geschaffen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben und eine Trainingsmöglichkeit zur Verfügung zu stellen, mit der Spielsituationen möglichst realistisch simuliert werden können. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Trainingsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Trainingsfigur mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Trainingsvorrichtung und der erfindungsgemäßen Trainingsfigur sind in den unabhängigen Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Trainingsvorrichtung, die insbesondere für Mannschaftssportarten vorgesehen ist, umfasst mehrere Trainingsfiguren, die jeweils eine Antriebseinheit zur Fortbewegung aufweisen, und eine Steuerung, die Signale zur Steuerung der Antriebseinheiten erzeugt und an die Antriebseinheiten übermittelt. Die Steuerung weist eine Eingabeeinheit auf, und die Steuersignale werden in Abhängigkeit von Eingaben eines Nutzers erzeugt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das praktische Taktik-Training im Mannschaftssport mit dynamischen Spielsituationen erheblich effektiver gestaltet werden kann. Genau dies ermöglicht die erfindungsgemäße Trainingsvorrichtung, da die Trainingsfiguren nicht unbeweglich an ihrem Aufstellungsort verbleiben, sondern „zum Leben erweckt" werden. Die Trainingsfiguren können sich dank ihrer Antriebseinheiten unabhängig voneinander frei fortbewegen, wobei eine Steuerung jeweils die Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit vorgibt. Die Steuerung setzt dabei Vorgaben eines Nutzers (Trainer) um, sodass vorher festgelegte Spielsituationen wirklichkeitsnah darstellbar sind. Auf diese Weise wird im Vergleich zu konventionellen Trainingsmethoden ein wesentlich wirkungsvolleres Training ermöglicht. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines mobilen Geräts als Eingabeeinheit, das drahtlos oder über Kabel an eine Steuereinrichtung der Steuerung angebunden ist. Dadurch wird dem Nutzer größtmögliche Flexibilität bei der Bedienung der erfindungsgemäßen Trainingsvorrichtung geboten.

Die Steuereinrichtung, mit der die Eingabeeinheit verbunden ist, kann eine zentrale (ortsfeste) Einheit sein. Die Steuereinrichtung kann aber auch an einer der Trainingsfiguren angeordnet oder als mehrteilige Einrichtung ausgebildet sein, die auf die Trainingsfiguren verteilt ist.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verfügt die Trainingsvorrichtung über ein Positionserfassungssystem zur Bestimmung der absoluten und/oder relativen Positionen der Trainingsfiguren und vorzugsweise weiterer trainingsrelevanter Objekte oder Subjekte, insbesondere von trainierenden Spielern, wobei die Positionsdaten der zentralen Steuerung zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stehen. Eine fortlaufende Positionserfassung ermöglicht eine situationsgerechte Ansteuerung der einzelnen Trainingsfiguren, d. h. jede Trainingsfigur kann den Vorgaben entsprechend an die „richtige" Position oder in die „richtige" Richtung bewegt werden.

Wenn die Steuereinrichtung als mehrteilige Einrichtung ausgebildet ist, die auf die Trainingsfiguren verteilt ist, erfolgt die Positionsüberwachung nicht zentral. Vielmehr bestimmt jede Trainingsfigur ihre eigene Position und steuert ihren eigenen Antrieb entsprechend den Vorgaben an. Die im Rahmen des Positionserfassungssystems verwendeten Positionserfassungssensoren können entweder in der Nähe eines zu überwachenden Bereichs (z. B. eines Spielfelds) oder an den Trainingsfiguren selbst angeordnet sein. Auch eine Kombination, bei der Positionserfassungssensoren sowohl in der Nähe des zu überwachenden Bereichs als auch an allen oder einigen der Trainingsfiguren angeordnet sind, ist möglich.

Vorzugsweise weist das Positionserfassungssystem Positionserfassungssensoren auf, die eine Laufzeit- und/oder Winkelmessung ermöglichen. Diese Verfahren haben sich in der Praxis bewährt und sind kostengünstig umsetzbar.

Um die simulierten Spielsituationen kontinuierlich an die aktuellen Gegebenheiten (aktuelle Positionen der trainierenden Spieler und des Spielgeräts etc.) anzupassen, sollte die zentrale Steuerung so eingerichtet sein, dass sie aus den Positionsdaten und den Eingaben des Nutzers laufend Sollpositionen oder -bewegungen für die Trainingsfiguren ermittelt.

Dementsprechend sollte die zentrale Steuerung auch so eingerichtet sein, dass sie den Sollpositionen oder -bewegungen entsprechende Steuersignale an die Antriebseinheiten übermittelt, d. h. die Trainingsfiguren bewegen sich fortwährend nach ständig aktualisierten Vorgaben. Auf diese Weise wird ein äußerst dynamisches Training ermöglicht, das z. B. nicht nur auf einen einzigen Spielzug begrenzt ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens einige der Trainingsfiguren untereinander in Funkkontakt stehen. Dadurch kann die zentrale Steuereinrichtung entlastet oder ganz ersetzt werden, da die Trainingsfiguren dank der Funkverbindungen untereinander und gegebenenfalls auch (indirekt) mit der Eingabeeinheit „kommunizieren" können. Insbesondere können die Trainingsfiguren ihre aktuelle Position übermitteln, die dann weiterverarbeitet wird, um neue Steuersignale für die Antriebseinheiten zu erzeugen.

Die Erfindung schafft auch eine Trainingsfigur für eine Trainingsvorrichtung der oben beschriebenen Art. Die erfindungsgemäße Trainingsfigur umfasst einen Körper und eine Antriebseinheit, auf der der Körper angeordnet ist. Die Antriebseinheit ermöglicht eine eigenständige Fortbewegung der Trainingsfigur. Die Trai- ningsfigur weist eine Funkeinheit auf, mit der Steuersignale für die Antriebseinheit empfangen werden können.

Die erfindungsgemäßen Trainingsfiguren eröffnen dank ihrer eigenständigen, weitestgehend uneingeschränkten, aber kontrollierbaren Mobilität vielfältige Einsatzmöglichkeiten, wobei eine bevorzugte Anwendung das Mannschaftssporttraining ist.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trainingsfigur weist die Antriebseinheit Transportelemente auf, insbesondere Räder, die lenkbar und/oder separat antreibbar sind. Dadurch sind komplexe und dynamisch anpassbare Bewegungsbahnen möglich, die keinerlei mechanischen Einschränkungen (Kulissenbahnen, Schienen oder dergleichen) unterliegen.

Vorzugsweise ist der Körper der Trainingsfigur lösbar auf der Antriebseinheit montiert. Die beiden Komponenten können in diesem Fall bei Bedarf separat gewartet, transportiert und aufbewahrt werden. Außerdem erlaubt diese modul- artige Ausbildung das Anbringen unterschiedlicher Körper auf derselben Antriebseinheit (z. B. unterschiedlich große Körper für Erwachsenen- und Jugendtraining).

Um die Trainingsfigur noch dynamischer und realistischer zu gestalten, kann ein Drehantrieb vorgesehen sein, der eine Drehung des Körpers relativ zur An- triebseinheit ermöglicht. Eine solche Drehung dürfte schneller durchführbar sein als eine entsprechende Drehung der Antriebseinheit mit starr montiertem Körper.

Die für den Betrieb der Antriebseinheit erforderliche Energie entnimmt diese am besten einem wiederaufladbaren und/oder austauschbaren Energiespeicher. In der Antriebseinheit ist genügend Platz für einen leistungsstarken Akkumulator, der eine für die meisten Anwendungsfälle ausreichend lange Laufzeit bietet.

Die Positionsbestimmung der Trainingsfigur kann durch einen Empfänger für ein globales Navigationssatellitensystem bewerkstelligt oder zumindest unterstützt werden. Solche Empfänger sind inzwischen Standardkomponenten in vielen elektronischen Geräten, sodass eine Implementierung in die Elektronik der Trainingsfigur ohne großen Aufwand möglich ist. In Weiterbildung der Erfindung verfügt die Trainingsfigur, insbesondere deren Antriebseinheit, über Sensoren zur Entfernungs- und/oder Näherungs- und/oder Berührungsmessung. Dadurch können zum Schutz der trainierenden Spieler und der Trainingsfiguren ernsthafte Kollisionen vermieden werden. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- Figur 1 schematisch eine erfindungsgemäße Trainigsfigur; und

- Figur 2 schematisch wesentliche Komponenten einer erfindungsgemäßen Trainingsvorrichtung.

In Figur 1 ist eine Trainingsfigur 10 für eine besondere Trainingsvorrichtung dargestellt, die später noch im Detail beschrieben wird. Die Trainingsfigur 10 besteht im Wesentlichen aus einem Körper 12 und einer Antriebseinheit 14, auf der der Körper 12 montiert ist. Der Körper 12 hat eine Gestalt, wie sie bei bekannten Übungsfiguren aus dem Mannschaftssport bekannt ist. Insbesondere kann der Körper 12 eine menschenähnliche Silhouette haben. Das konkrete Aussehen ist aber für die wesentlichen Eigenschaften der Trainingsfigur 10 nicht unbedingt von Bedeutung. Der Körper 12 ist lösbar auf der Antriebseinheit 14 montiert, d. h. während des Betriebs bleibt der Körper 12 mit der Antriebseinheit 14 verbunden, zu Wartungszwecken oder dergleichen kann der Körper 12 jedoch von der Antriebseinheit 14 abgenommen werden. Optional kann ein Drehantrieb vorgesehen sein, der den Körper 12 zu einer 360°-Drehung um die eigene Achse auf der Antriebseinheit 14 befähigt.

Die Antriebseinheit 14 ermöglicht eine eigenständige Fortbewegung der Trainingsfigur 10 auf dem Boden. Die Antriebseinheit 14 weist hierzu Transportelemente 16 in Form von Rädern auf, von denen alle oder nur ein Teil über einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben werden, gegebenenfalls über geeignete Getriebe und/oder Kupplungen. Um eine Fortbewegung in beliebige Richtungen und Kurvenbahnen zu ermöglichen, sind die Räder (alle oder nur ein Teil) lenkbar und/oder separat antreibbar. Auch eine Drehung der Antriebseinheit 14 um die eigene Achse ist damit möglich, insbesondere wenn sich der Körper 12 nicht relativ zur Antriebseinheit 14 drehen kann. Anstelle der Räder oder zusätzlich können auch andere Transportelemente 16 in Form von Ketten und/oder Kugeln etc. verwendet werden.

Der bzw. die Elektromotoren werden von einem oder mehreren wiederauflad- baren und/oder austauschbaren Energiespeichern 18 gespeist (nachfolgend wird der Einfachheit halber nur von einem Energiespeicher 18 ausgegangen). Der Energiespeicher 18 versorgt auch eine elektronische Steuereinheit der Trainings- figur 10, die sich in der Antriebseinheit 14 befindet und zur Ansteuerung des bzw. der Elektromotoren und der Transportelemente 16 dient. Ebenfalls vom Energiespeicher 18 versorgt wird eine Funkeinheit 20, mit der für die Antriebseinheit 14 bestimmte Steuersignale empfangen werden. Die Funkeinheit 20 ist vorzugsweise als Sende-/Empfangseinheit ausgebildet und ermöglicht einen Datenaustausch mit einer entfernten zentralen Steuerung, auf die später noch genauer eingegangen wird, und/oder mit einer oder mehreren entsprechenden Funkeinheiten 20 einer oder mehrerer anderer Trainingsfiguren 10.

Die Energiespeicher 18 dienen darüber hinaus auch zur Stromversorgung folgender optionaler Komponenten: - Empfänger 22 für ein globales Navigationssatellitensystem (z. B. GPS-Emp- fänger) zur absoluten und/oder relativen Positionsbestimmung der Trainingsfigur 10;

- Sensoren 24 zur Entfernungs- und/oder Näherungs- und/oder Berührungsmessung, um Schutzfunktionen umsetzen zu können; - Sensoren zur absoluten und/oder relativen Positionsbestimmung (auf diese Sensoren wird später noch genauer eingegangen).

In Figur 2 ist eine Aufstellung mehrerer Trainingsfiguren 10 gezeigt, die Teil einer Trainingsvorrichtung sind. Zur Trainingsvorrichtung gehört neben den Trainingsfiguren 10 noch eine zentrale Steuerung 26, die hier in eine Steuereinrichtung 28 und eine Eingabeeinheit 30 aufgeteilt ist. Mit der Eingabeeinheit 30 kann ein Nutzer, beispielsweise ein Fußballtrainer, bestimmte Vorgaben an die Steuereinrichtung 28 übermitteln, die diese wiederum in Befehle für die Trainingsfiguren 10, genauer gesagt deren Antriebseinheiten 14, umsetzt. Solche Vorgaben können beispielsweise eine bestimmte Grundaufstellung der Trainingsfiguren 10 und/oder bestimmte Laufwege oder Bewegungsmuster zur Simulation von realen Spielsituationen sein.

Die Eingabeeinheit 30 kann ein mobiles Gerät sein, wie etwa ein Tablet- Rechner, auf dem ein speziell für die Trainingsvorrichtung entwickeltes Programm installiert ist. Die Eingabeeinheit 30 kann drahtlos, z. B. per WLAN, oder über Kabel an die Steuereinrichtung 28 angebunden sein.

Des Weiteren ist ein Positionserfassungssystem zur Bestimmung der absoluten und/oder relativen Positionen der Trainingsfiguren 10 und gegebenenfalls eines oder mehrerer anderer Objekte, z. B. eines Spielgeräts (Ball etc.), vorgesehen. Auch die Positionsdaten von trainierenden Spielern können erfasst werden.

Technische Hilfsmittel für die Positionsbestimmung sind Positionserfassungs- sensoren 32, die eine Laufzeit- und/oder Winkelmessung ermöglichen, wobei der Begriff Sensoren hier weit auszulegen ist. Die Positionserfassungssensoren 32 können dabei stationär und/oder beweglich am Rand des zu überwachenden Bereichs und/oder darüber und/oder darunter (z. B. in Form von Induktionsschleifen) angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ dazu können einige oder alle der Trainingsfiguren 10 selbst Positionserfassungssensoren 32 tragen.

Insbesondere können bei der Positionserfassung folgende Technologien (alternativ oder verknüpft) eingesetzt werden:

- Laufzeitmessung: Licht (z. B. Laser), Ultraschall, Radar, Funk (z. B. GPS, nanoLOC);

- Winkelmessung: ortsfeste Laserscanner oder Kameras zur Erfassung von aktiven, passiven oder natürlichen Markern auf den Objekten und/oder in der Umgebung, z. B. Farbkameras, Infrarotkameras, ToF-Kameras, Stereokameras, Multi-Kamera-Systeme, Structured Light Kameras. Auch andere Technologien, z. B. basierend auf RFID, oder eine Kombination mehrerer Technologien können zur Positionsbestimmung verwendet werden.

Für die Bestimmung der Positionen der Trainingsfiguren 10 und gegebenenfalls weiterer Objekte (Spielgerät(e), trainierende Spieler) kommen also grundsätzlich mehrere Möglichkeiten in Betracht. Je nach Anforderungen an die Schnelligkeit, Genauigkeit, Zuverlässigkeit (Robustheit), Kosten etc. werden aus den zur Verfügung stehenden Positionserfassungssensoren und Technologien die am besten geeigneten ausgewählt und auf die jeweiligen Gegebenheiten der Trainingsvorrichtung abgestimmt. Die Positionserfassungssensoren 32 decken insgesamt einen vorgegebenen Bereich ab, z. B. ein Spielfeld und eine Randzone außerhalb des Spielfelds. Die Anzahl der Positionserfassungssensoren 32 hängt unter anderem von deren Lage und von den technischen Voraussetzungen bzw. Anforderungen der verwendeten Technologie ab. Mittels geeigneter Auswertealgorithmen können die absoluten und/oder relativen Positionsdaten vorzugsweise in Echtzeit bestimmt werden. Die gewonnenen Positionsdaten stehen der zentralen Steuerung 26 zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.

Die zentrale Steuerung 26 ermittelt aus den zur Verfügung stehenden Positionsdaten und den über die Eingabeeinheit abgefragten Vorgaben laufend Soll- Positionen oder -bewegungen für die Trainingsfiguren 10 in Relation zu den trainierenden Spielern und/oder zu einem oder mehreren Spielgeräten und/oder zu anderen (stationären oder beweglichen) Orientierungspunkten. Die zentrale Steuerung 26 übermittelt per Funk entsprechende Steuerbefehle an die Antriebseinheiten 14, sodass sich die Trainingsfiguren 10 kontinuierlich gemäß den ermittelten Sollpositionen oder -bewegungen fortbewegen.

Die Steuereinrichtung 28 der zentralen Steuerung 26 kann auch an einer der Trainingsfiguren 10 angeordnet sein, insbesondere in deren Antriebseinheit 14. Die Steuereinrichtung 28 kann auch als mehrteilige Einrichtung ausgebildet sein, die auf die Trainingsfiguren 10 verteilt ist. Die Überwachung der Positionen wird in diesem Fall dann nicht zentral erledigt, sondern dezentral, d. h. einfach ausgedrückt: jede Trainingsfigur 10 ermittelt ihre Position selbst und vergleicht diese mit ihrer Sollposition bzw. Sollbewegung. Der Antrieb wird dann entsprechend angesteuert. Die Trainingsvorrichtung mit den unabhängig voneinander bewegbaren Trainingsfiguren 10 eignet sich besonders für das Fußballtraining. Die Trainingsfiguren 10 sollen die Spieler einer gegnerischen Mannschaft verkörpern, sodass bestimmte Spielsituationen wirklichkeitsgetreu simuliert werden können. Um die Simulation noch flexibler zu gestalten, kann auch bewusst ein taktisches Fehlverhalten der Trainingsfiguren 10 einbezogen werden. Das bedeutet, dass eine oder mehrere der Trainingsfiguren 10 kein typisches oder vorhersehbares Verhalten zeigen. Dies kann am bestem am Beispiel des Fußballtrainings veranschaulicht werden. Wenn etwa das Spielgerät (hier der Ball) und/oder die trainie- renden Spieler in einer bestimmten Situation eine bestimmte Positionsänderung vollzieht bzw. vollziehen, etwa wenn der Ball aus der durch die Trainingsfiguren 10 gebildeten Viererketten-Verteidigung nach vorne gespielt wird. Wenn in diesem Fall normalerweise vorgesehen ist, dass diese vier Trainingsfiguren 10 geschlossen nach vorne rücken, kann z. B. absichtlich eine der Trainingsfiguren 10 stehenbleiben. Dieses Fehlverhalten kann Bestandteil eines besonderen Trainings sein, um mögliche Schwächen des Gegners besser auszunutzen. Das bewusste Fehlverhalten einer oder mehrerer der Trainingsfiguren 10 kann dabei konkret vom Nutzer an der Eingabeeinheit 30 vorgegeben werden, oder er kann eine Zufallssteuerung aktivieren, gegebenenfalls mit einigen Teilvorgaben (z. B. eine Trainingsfigur 10 auf der linken Seite innerhalb eines Zeitfensters oder in einer bestimmten Spielsituation etc.). Da diese wie auch alle anderen wesentlichen Einstellungen per Software vorgenommen werden, sind der Flexibilität kaum Grenzen gesetzt.

Die Vorrichtung wurde großteils am Beispiel des Fußballtrainings beschrieben; sie kann aber auch zum Training bei anderen Mannschaftssportarten oder sogar bei sportfremden Anwendungen eingesetzt werden. Bezugszeichenliste

Trainingsfigur

Körper

Antriebseinheit

Transportelemente

Energiespeicher

Funkeinheit

Empfänger für Navigationssatellitensystem

Sensoren zur Entfernungs-/Näherungs-/Berührungsmessung zentrale Steuerung

Steuereinrichtung

Eingabeeinheit

Positionserfassungssensoren