Способ и устройство для отработки спортивных навыков

Заявленное изобретение относится к спортивному оборудованию и предназначено для отработки спортивных навыков. Устройство, применяемое игроком для улучшения его манипулирования объектом на поверхности, включает в себя, по меньшей мере, одну камеру, расположенную таким образом, что поле зрения, по меньшей мере, одной камеры может фиксировать изображение поверхности и объекта. Процессор, обеспечивающий алгоритм обработки изображений, выполненный с возможностью приема данных, относящихся к изображению поверхности и объекта, и вычисления на их основании данных изображения, относящихся к положению объекта на поверхности. По меньшей мере, один монитор для наблюдения за изображением, расположенный перед игроком и выполненный с возможностью приема данных, относящихся к положению объекта на поверхности. Средство для передачи данных, относящихся к изображению игровой поверхности и объекта, в процессор и средство для передачи данных изображения, относящихся к положению объекта на поверхности, из процессора на монитор. Технический результат заключается в улучшении эффективности тренировочного процесса и достигается за счет системы, позволяющей фиксировать и отображать действия спортсмена во время тренировки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для отработки спортивных навыков, а более конкретно относится к способу и устройству для применения игроком, чтобы улучшить его или ее манипулирование объектом, таким как мяч или шайба.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Чтобы выделяться в спорте, требуется обучение и отработка различных особых спортивных навыков в течение периода времени. Например, в контексте хоккея на льду, чтобы стать профессионалом, необходимо затратить определенное время, обучаясь искусству и мастерству манипулирования клюшкой, которое заключается в умелом использовании хоккейной клюшки, чтобы манипулировать и контролировать перемещение и положение шайбы (в контексте настоящего изобретения описанная в дальнейшем в этом документе "шайба" предназначена обозначать не только шайбу для хоккея на льду, но также шайбу для уличного хоккея, мяч или другой шайбообразный объект для хоккея, причем слова "шайба" и "мяч" используются в дальнейшем в этом документе взаимозаменяемо до тех пор, пока конкретно не указано другое). Также, в контексте хоккея на льду, для хоккеиста необходимо сохранять тщательное наблюдение окружающей его или ее обстановки так, чтобы следить за расположением и направлением движения других игроков, чтобы способствовать надежному и эффективному манипулированию шайбой. Конкретно для хоккеиста в целом важно держать его или ее "голову поднятой", и это означает, что несмотря на то что хоккеист может время от времени смотреть непосредственно на шайбу, которой он управляет, как, например, когда он принимает пас или пытается вернуть контроль над потерянной шайбой, важным является навык научиться управлять шайбой с помощью клюшки за счет "ощущения" и за счет использования, в некоторых обстоятельствах, периферического зрения, в то же время сохраняя тщательное наблюдение за расположением и направлением движения других игроков.

Необходимо предоставить устройство и способ, которые могут быть легко установлены и использованы игроком для облегчения обучения манипулированию шайбой с помощью клюшки, не глядя непосредственно на шайбу, чтобы улучшить, тем самым, технику манипулирования клюшкой игроком. Также необходимо предоставить устройство, которое помогает игроку сфокусировать его или ее внимание за окружающей обстановкой на уровне глаз (головы подняты), а не следя за шайбой/мячом на земле или поверхности льда.

Необходимо также предоставить устройство и способ, которые могут быть использованы игроком, чтобы предоставлять/отображать видеоотображения его или ее манипулирования клюшкой, и чтобы была возможность предоставлять данное видеоотображение, например, посредством, например, Интернета или какой-либо другой сети, удаленно находящемуся тренеру или в устройство, которое записывает данное отображение для последующего просмотра и анализа.

Также необходимо предоставить устройство и способ, которые могут быть одновременно использованы множеством игроков, так чтобы множество игроков могли бы практиковаться и/или играть друг против друга, например, дистанционно друг от друга.

Также необходимо предоставить устройство и способ, которые могут быть использованы для создания новых игр, в которых, например, контролирование и/или перемещение мяча или шайбы, или другого объекта управляют параметром или характеристикой игры.

Также необходимо предоставить устройство и способ, воплощенные в контексте игровой окружающей обстановки, и предоставить окружающую обстановку, в которой созданы и задействованы специализированные повышающие мастерство упражнения, причем игровая окружающая обстановка обеспечивает пользователю опыт, который можно использовать, причем пользователь может получить положительную обратную связь на соответствие реальному лучшему мировому мастерству, и предоставить инструмент для дополнительной мотивации, позволяя игрокам количественно измерять и сравнивать их баллы для определенной квалификации, причем инструмент предоставляет объективный стандарт, предусматривающий такие сравнения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, одной целью настоящего изобретения является предоставление устройства и способа, которые можно легко установить и использовать игроком для облегчения обучения манипулированию шайбой с помощью клюшки, без непосредственного наблюдения за шайбой, чтобы, тем самым, улучшить технику манипулирования клюшкой игроком.

Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление устройства и способа, которые помогают игроку фокусировать его или ее внимание на окружающей обстановке на уровне глаз (головы подняты), не следя за шайбой/мячом на земле или поверхности льда.

Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление устройствa и способа, которые могут быть использованы игроком, чтобы предоставлять/отображать видеоотображение его или ее манипулирования клюшкой, и чтобы была возможность предоставлять данное видеоотображение, например, посредством, например, Интернета или другой сети, удаленно находящемуся тренеру или в устройство, которое записывает данный показ для последующего просмотра и анализа.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление устройства и способа, которые могут быть использованы множеством игроков одновременно так, чтобы множество игроков могли практиковаться и/или играть друг против друга, например дистанционно друг от друга.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление устройства и способа, которые могут быть использованы для создания новых игр, в которых, например, контролирование и/или перемещение мяча или шайбы, или другого объекта управляют параметром или характеристикой игры.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление устройства и способа, воплощенных в контексте игровой окружающей обстановки, и предоставление окружающей обстановки, в которой созданы и задействованы специализированные повышающие мастерство упражнения, причем игровая окружающая обстановка обеспечивает пользователю опыт, который можно использовать, причем пользователь может получить положительную обратную связь на соответствие реальному лучшему мировому мастерству, и предоставление инструмента для дополнительной мотивации, позволяющее игрокам количественно измерять и сравнивать их баллы для определенной квалификации, причем инструмент предоставляет объективный стандарт, предусматривающий такие сравнения.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предоставлено устройство, которое может применять игрок для улучшения его или ее манипулирования объектом на поверхности, включающее в себя, по меньшей мере, одну камеру, расположенную таким образом, что поле зрения, по меньшей мере, одной камеры может фиксировать изображение поверхности и объекта; процессор, обеспечивающий алгоритм обработки изображений, выполненный с возможностью приема данных, относящихся к изображению поверхности и объекта, и для вычисления на их основании данных изображения, относящихся к положению объекта на поверхности; по меньшей мере, один монитор для просмотра изображения, расположенный перед игроком и выполненный с возможностью приема и отображения данных, относящихся к положению объекта на поверхности; средство для передачи данных, относящихся к изображению игровой поверхности и объекта, в процессор; и средство для передачи данных изображения, относящихся к положению объекта на поверхности, из процессора на монитор.

Соответственно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставлен способ, который может применять игрок для улучшения его или ее манипулирования объектом на поверхности, включающий в себя обеспечение, по меньшей мере, одной камеры, расположенной таким образом, что поле зрения, по меньшей мере, одной камеры может фиксировать изображение поверхности и объекта; обеспечение процессора, предоставляющего алгоритм обработки изображений, выполненного с возможностью приема данных, относящихся к изображению поверхности и объекта, и вычисления на их основании данных изображения, относящихся к положению объекта на поверхности; обеспечение, по меньшей мере, одного монитора для просмотра изображения, расположенного перед игроком и выполненного с возможностью приема и отображения данных, относящихся к положению объекта на поверхности; обеспечение средства для передачи данных, относящихся к изображению игровой поверхности и объекта, в процессор; обеспечение средства для передачи данных изображения, относящихся к положению объекта на поверхности, из процессора на монитор; фиксирование изображения поверхности и объекта; передачу данных, относящихся к изображению игровой поверхности и объекта, в процессор; вычисление данных изображения, относящихся к положению объекта на поверхности; передачу данных изображения, относящихся к положению объекта на поверхности, из процессора на монитор; и отображение на мониторе данных, относящихся к положению объекта на поверхности.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предоставлено устройство, которое может применять игрок в игровой окружающей обстановке для манипулирования элементом игры, включающее в себя подвижный объект; по меньшей мере, одну камеру, расположенную таким образом, что поле зрения, по меньшей мере, одной камеры может фиксировать изображение объекта; процессор, обеспечивающий алгоритм обработки изображений, выполненный с возможностью приема данных, относящихся к изображению объекта, выполненный с возможностью вычисления на их основании данных изображения, относящихся к положению объекта, и выполненный с возможностью вычисления данных, относящихся к игре; по меньшей мере, один монитор для просмотра изображения и выполненный с возможностью приема данных, относящихся к положению объекта, и данных, относящихся к игре; средство для передачи данных, относящихся к изображению объекта, в процессор; средство для передачи данных изображения, относящихся к положению объекта, и данных, относящихся к игре, из процессора на монитор, при этом данные изображения, относящиеся к положению объекта, и данные, относящиеся к игре, передаются на, по меньшей мере, один монитор и данные изображения, относящиеся к положению объекта, управляют элементом игры.

Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно предоставляет устройство и способ, которые могут быть легко установлены и использованы игроком, чтобы облегчить обучение манипулированию шайбой с помощью клюшки, не глядя непосредственно на шайбу, чтобы, тем самым, улучшить технику манипулирования клюшкой игроком.

Дополнительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно помогает игроку фокусировать его или ее внимание на окружающей обстановке на уровне глаз (головы подняты), а не следя за шайбой/мячом на земле или поверхности льда.

Дополнительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно предоставляет устройство и способ, которые могут быть использованы игроком, чтобы предоставлять/отображать видеоотображение его или ее манипулирования клюшкой, и чтобы была возможность предоставлять данное видеоотображение, например, посредством, например, Интернета или какой-либо другой сети, удаленно находящемуся тренеру или в устройство, которое записывает данный показ для последующего просмотра и анализа.

Дополнительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно предоставляет устройство и способ, которые могут быть использованы множеством игроков одновременно так, что множество игроков могут практиковаться и/или играть друг против друга, например удаленно друг против друга.

Дополнительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно предоставляет устройство и способ, которые могут быть использованы для создания новых игр, в которых, например, контролирование и/или перемещение мяча или шайбы, или другого объекта управляют параметром или характеристикой игры.

Дополнительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно предоставляет устройство и способ, воплощенные в контексте игровой окружающей обстановки, и предоставляет окружающую обстановку, в которой созданы и задействованы специализированные повышающие мастерство упражнения, причем игровая окружающая обстановка предоставляет доставляющий удовольствие опыт для пользователя, который может ощутить положительную обратную связь, чтобы соответствовать по-настоящему лучшему мировому мастерству, и предоставляет инструмент для дополнительной мотивации, позволяя игрокам количественно измерить и сравнить их баллы для особого мастерства, причем инструмент предоставляет объективный стандарт, предусматривающий такие сравнения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вариант осуществления настоящего изобретения описан в данной заявке со ссылкой на чертежи, на которых:

фигура 1 представляет собой схематичную иллюстрацию одного варианта осуществления настоящего изобретения;

фигура 2 представляет собой вид в плане варианта осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированного на фигуре 1;

фигура 3 представляет собой вид в плане альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения с двумя камерами;

фигура 4 представляет собой вид сбоку дополнительного альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения;

фигура 5 представляет собой диаграмму блок-схемы программного обеспечения части процесса, подлежащего выполнению на процессоре компьютера, в одном варианте осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Со ссылкой на фигуры 1 и 2, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, направленная обычно вниз камера 1 расположена над поверхностью 4, на которую помещены мяч или шайба 6, а позади данного мяча или шайбы 6 расположен игрок 5, держащий хоккейную клюшку 8. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения камера 1 расположена над головой и перед игроком 5 и направлена так, что центр ее находится над областью поверхности непосредственно перед игроком 5. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения камера 1 непрерывно фиксирует изображения всей поверхности 4, мяча или шайбы 6, игрока 5 и хоккейной клюшки 8 и передает данные изображения посредством, например, кабеля или беспроводного средства в процессор компьютера 3, на котором установлено исполняемое программное обеспечение, чтобы выполнить стадии обработки изображения и обеспечить воспроизведение для применения, как описано в дальнейшем в этом документе. После этого и предпочтительно на непрерывной основе процессор компьютера 3 передает данные изображения на воспроизводящем экране монитора 2 (таком, как, например, экран монитора LCD или CRT), который расположен приблизительно на уровне глаз относительно игрока 5. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения данные изображения включают данные, которые будут воспроизводить изображение (то есть виртуальное изображение) мяча или шайбы 7, расположенных (как изображено системой обозначений x¹ и y¹ на фигуре 1, причем такая система обозначений относится к исходной в правом верхнем углу воспроизводящего экрана монитора 2) на воспроизводящем экране монитора 2 в соответствии с текущим положением мяча или шайбы 6 (как изображено системой обозначений x и y на фигуре 1, причем такая система обозначений относится к исходной в верхнем правом углу поверхности 4) на поверхности 4. То есть воспроизводящий экран монитора 2 будет непрерывно воспроизводить поверхность 4 (или ее часть, или в одном варианте осуществления настоящего изобретения изображение поверхности, например изображения поверхности льда, отображая воспроизводимую поверхность) и положение на ней мяча или шайбы 6, а так как мяч или шайба 6 двигаются по поверхности 4, данные изображения, предоставляемые процессором компьютера 3 на воспроизводящий монитор 2, будут непрерывно обновляться так, что воспроизведение изображения мяча или шайбы 7 на экране воспроизводящего монитора 2 будет двигаться в соответствии с перемещением мяча или шайбы 6 на поверхности 4 (относительное положение мяча или шайбы 6 на поверхности непрерывно обновляется и отображается посредством представления мяча или шайбы 6 на экране воспроизводящего монитора 2).

Обеспечивая представление положения и движения мяча или шайбы на экране воспроизводящего монитора 2, расположенного приблизительно на уровне глаз, игрок, перемещая мяч или шайбу на поверхности 4 хоккейной клюшкой 8, способен держать его или ее голову поднятой, наблюдая в то же время на воспроизводящем экране монитора 2 изображение 7 положения и движения мяча или шайбы. Таким образом, не глядя вниз и не глядя непосредственно на его или ее хоккейную клюшку и положение и движение мяча или шайбы 6 на поверхности 4, игрок может, наблюдая за изображением мяча или шайбы 7 на экране воспроизводящего монитора 2 и используя периферическое зрение, научиться "ощущать" и управлять положением и движением мяча или шайбы 6 на его или ее клюшке 8 (изображение на экране предоставляет достаточную обратную связь игроку, чтобы обеспечить игроку возможность все более повышать его или ее мастерство манипулирования шайбой, не глядя вниз и не глядя непосредственно на его или ее хоккейную клюшку и/или положение и движение мяча или шайбы на поверхности 4).

Как проиллюстрировано на фигуре 2, в данном варианте осуществления настоящего изобретения, понятно, что область поверхности непосредственно позади игрока 5 (в целом показанная как 9 на фигуре 2 и называемая в данной заявке как загороженная область 9) может быть закрыта от обзора камеры присутствием тела игрока.

В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, как проиллюстрировано на фигуре 3, первая направленная обычно вниз камера 11 и вторая направленная обычно вниз камера 12 могут быть расположены с каждой стороны от игрока 5, чтобы предоставлять частично находящие друг на друга изображения всей игровой поверхности 4 в процессор компьютера 3, включая или по существу включая загороженную область 9 непосредственно позади игрока 5, причем алгоритм обработки и воспроизведения изображения учитывает поле зрения и угол (или точку зрения) каждой из камер и их полей наложения. Преимущественно, в данном варианте осуществления настоящего изобретения, поскольку процессор компьютера 3 принимает изображения всей игровой поверхности, существует более широкий диапазон возможных движений мяча или шайбы и существует уменьшенная вероятность того, что программное обеспечение для обработки и воспроизведения изображения потеряет траекторию мяча или шайбы по причине, например, помехи от клюшки или тела игрока.

Дополнительно, в этом варианте осуществления настоящего изобретения программное обеспечение для обработки и воспроизведения изображения может, в одном варианте осуществления настоящего изобретения, генерировать триангуляционные данные, относящиеся к высоте мяча или шайбы 7 над поверхностью 4, и может предоставлять данные изображения на воспроизводящий экран монитора 2 в соответствии с текущей высотой мяча или шайбы 7 над поверхностью 4 для зрительного представления таких данных на воспроизводящем экране монитора 2. Несмотря на то что данный вариант осуществления был описан со ссылкой на использование двух направленных обычно вниз камер, понятно, что более чем две направленные обычно вниз камеры могут быть расположены и направлены так, чтобы принимать изображения поверхности для последующей обработки алгоритмом обработки изображения и воспроизведения, установленным на процессоре, для улучшения точности слежения за местоположением мяча, и чтобы в целом увеличить игровую поверхность способом, известным квалифицированным специалистам в данной области.

В дополнительном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, как проиллюстрировано на фигуре 4, предоставлена обычно горизонтально направленная камера 1, которая направлена, чтобы фиксировать изображение поверхности 4, отражаемой в камере 1 зеркальной поверхностью сложного трехмерного зеркала 10, расположенного и установленного поблизости от камеры 1, обеспечивая возможность использовать устройство настоящего изобретения в местоположении с уменьшенной высотой помещения, где было бы трудно или невозможно эффективно установить и/или расположить направленную вниз камеру.

Как указывалось ранее, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, предоставлен процессор компьютера 3, на котором установлено исполняемое программное обеспечение по обработке изображения, цель которого состоит в том, чтобы располагать красный шарообразный объект на поверхности (следует понимать, что программное обеспечение может быть выполнено с возможностью расположения мяча другого цвета или, в качестве альтернативы, не шарообразного объекта, такого как шайба или другой объект, также необходимо понимать, что несмотря на то что алгоритм, излагаемый ниже, предназначен для применения в контексте умеренно однообразно и хорошо освещенной окружающей обстановки, алгоритм может быть выполнен с возможностью применения в контексте неоднородных и/или слабо освещенных окружающих обстановок), которое обеспечивает, например, со ссылкой на фигуру 5, следующие стадии для выполнения процессором:

1. Алгоритм инициирует соединение с активной камерой для того, чтобы принять данные о пикселе того, что находится в поле зрения камеры (100);

2. Кадр изображения принимается асинхронно от драйвера вебкамеры в формате Красный-Зеленый-Синий (RGB);

3. Локализуется буфер вторичного изображения, а затем заполняется изображением Цвет-Насыщенность-Значение (HSV), преобразованным из изображения RGB (104);

4. Если петля только начинается, локализация бинарного изображения и загрузка значения цвета первого пикселя. В противном случае загрузка значения цвета следующего пикселя (106);

5. Проверка, имеет ли данный пиксель красное значение цвета. Это признано, если значение цвета находится между 0 и 15 включительно (108);

6. По причине того, что значение цвета данного пикселя не признано красным значением (т.е. значение цвета является >15), установка данного пикселя на черный в бинарном изображении (110);

7. По причине того, что значение цвета черного, серого или белого пикселя не определяется, большинство HSV преобразований устанавливают значение цвета на 0, когда обнаруживаются данные цвета. Это проверяется для того, чтобы увидеть, был ли исходный пиксель черным, серым или белым, что должно иметь значение цвета равным 0, даже хотя оно не является красным цветом (112);

8. По причине того, что текущий пиксель прошел все из необходимых критериев, чтобы считаться красным значением цвета, он устанавливается на белый в бинарном изображении (114);

9. Все пиксели в изображении были рассмотрены? (116). Если да, продолжение обработки в 118; если нет, продолжение загрузки данных о следующем пикселе и продолжение от 106;

10. Выполняется 3 × 3 морфологическая эрозия на бинарном изображении для того, чтобы исключить все маленькие площади красного цвета, которые слишком малы, чтобы считаться мячом (118). Значит, только большие красные области останутся в бинарной маске;

11. Использование, например, функции cvFindContours из открытого источника библиотеки OpenCV, чтобы найти контур всех пятен (единично связная область в бинарном- или тоновом изображении), остающихся в бинарном изображении (120);

12. Если петля только начинается, загрузка первого обнаруженного контура, в противном случае загрузка следующего обнаруженного контура (122);

13. Проверка, имеет ли контур площадь, равную 0 (124); если да, он не признается мячом и продолжение с любыми дополнительными контурами в 152; если нет, продолжение в 126; Если все из обнаруженных контуров были рассмотрены (152), был выбран наилучший контур 142, еще загрузка следующего контура 122;

14. Определение центра и радиуса минимального охватывающего круга, который будет окружать данный контур (126);

15. Проверка, находится ли радиус минимального охватывающего круга между 5 и 15 пикселями (128);

16. Определить периметр данного контура (130);

17. По причине того, что верный круг имеет периметр, равный 2×pi×радиус, данная стадия проверяет, насколько данный контур близок, чтобы иметь периметр этого значения (132) (чем он ближе, тем более круг считается похожим);

18. Если абсолютная разница между периметром данного контура и длиной окружности круга больше чем 7, считается, что он сильно отличается от кругового объекта, чтобы считаться красным мячом (134);

19. Проверка, был ли один из контуров уже выбран в качестве наилучшего местоположения для красного мяча (136);

20. Если данный контур ближе к тому, чтобы иметь периметр, который равен 2×pi×радиус, он должен быть более хорошим красным мячом, чем обнаруженный ранее, и поэтому он выбирается в качестве наилучшего контура (138);

21. Проверка, чтобы посмотреть, все ли контуры были рассмотрены (140);

22. Было обнаружено хорошее местоположение красного мяча? (142);

23. Не было обнаружено хорошего местоположения красного мяча, тогда дать программе знать, что в пределах текущего обзора мяч отсутствует (144);

24. Освобождение всех буферов и ожидание следующего кадра (146);

25. Определение центра минимального охватывающего круга, который был вычислен для данного контура. Использование данного местоположения в качестве текущего местоположения мяча (148). Программа может считать данное положение и использовать его при необходимости.

26. Сохранение центра вычисленного минимального охватывающего круга контура в качестве наилучшего местоположения мяча (150).

После этого процессор генерирует данные воспроизведения в соответствии с текущим местоположением мяча, причем такие данные направляются на воспроизводящий экран монитора общепринятым способом. Понятно, что в определенной окружающей обстановке может быть необходимо "перевернуть" или "зеркально отобразить” изображение от камеры, или может быть необходимо переориентировать положение виртуальной «шайбы» на экране посредством подходящего алгоритма обработки данных, чтобы предоставить правильно ориентированное на экране изображение движения мяча/шайбы (т.е. если камера ориентирована так, что она фиксирует изображение поверхности и мяча/шайбы "вверх ногами", это будет иметь следствием перемещение на экране мяча/шайбы в противоположном направлении, по сравнению с реальным движением мяча/шайбы с позиции игрока, причем такое изображение должно быть "перевернуто" посредством подходящего алгоритма обработки данных, чтобы представить изображение правильно).

Хотя понятно, что обозначенный выше процесс был описан со ссылкой на красный мяч, следует понимать, что с соответствующим изменением обозначенный выше процесс может быть модифицирован с целью обнаружения и локализации положения не красного мяча, шайбы или другого объекта. Дополнительно, к обозначенному выше процессу могут быть сделаны соответствующие изменения, чтобы игнорировать красные объекты, которые оформлены не как шайба или мяч (игнорирование, например, красной поверхности или другого объекта не-шайбы//мяча, появляющегося на поверхности или в поле зрения камеры).

Предпочтительно, процессор является достаточно быстрым, чтобы он обеспечивал минимум задержки в обработке данных от камеры (камер) и, на их основании, генерировании данных изображения для воспроизводящего экрана монитора 2 так, чтобы на воспроизводящем экране монитора 2 поддерживать непрерывно обновляющееся изображение с минимальным "разрывом" во времени (чтобы поддерживать настолько реалистичное восприятие, насколько возможно).

В одном варианте осуществления настоящего изобретения представление ребра хоккейной клюшки может также быть показано на воспроизводящем экране монитора 2, причем положение изображения ребра хоккейной клюшки на воспроизводящем экране монитора 2 соответствует положению ребра хоккейной клюшки на поверхности, причем такое изображение непрерывно обновляется посредством непрерывной подачи данных изображения от процессора компьютера 3 на воспроизводящий монитор 2 в соответствии с текущим положением ребра хоккейной клюшки на поверхности. Таким образом, игрок может наблюдать на воспроизводящем экране монитора 2 расположение и движение хоккейной клюшки в дополнение к расположению и движению мяча или шайбы, чтобы дополнительно облегчить процесс обучения.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения на воспроизводящем экране монитора 2 могут быть сгенерированы и воспроизведены изображения маркеров или других виртуальных препятствий и знаков, необходимых игроку, чтобы манипулировать мячом или шайбой, в то же время обходя изображения маркеров или других препятствий, чтобы дополнительно усилить опыт обучения манипулирования клюшкой. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения на воспроизводящем экране монитора 2 может быть сгенерировано и воспроизведено изображение виртуального игрока, отрабатывающего соответствующую технику.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения данные видеоотображения доступны для передачи в реальном времени посредством Интернета или другой сети для просмотра, например, удаленно находящимся тренером, который может обеспечить дистанционный тренировочный процесс посредством, например, обратной связи в режиме реального времени игроку посредством, например, Голосовой Связи по IP-протоколу (VOIP) или другой телефонной технологии. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения данные видеоотображения доступны для хранения в среде хранения данных, такой как жесткий диск компьютера или CD ROM, и/или могут быть переданы посредством Интернета или другой сети для просмотра удаленно, например удаленно находящимся тренером, или в среду хранения данных, которая записывает данное изображение для последующего просмотра и анализа.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения могут быть вычислены, воспроизведены и сохранены данные, относящиеся к показателям манипулирования клюшкой игроком, включая, например, среднюю, минимальную и максимальную скорость, ускорение и общее движение хоккейной клюшки и мяча. Эти данные могут также быть использованы в контексте игровой окружающей обстановки (описано более полно ниже), обеспечивая игроку возможность сравнить совершенствование игрока (относительно его или ее предыдущих показателей, или относительно предыдущих или текущих показателей соперника).

В одном варианте осуществления настоящего изобретения множество игроков может использовать многочисленные камеры и процессоры способом, описанным в данной заявке, причем процессоры соединены друг с другом посредством Интернета или другой сети, чтобы обеспечить игрокам возможность играть в общую игру друг против друга (то есть игроки играют в общую игру друг против друга в реальном времени с использованием общего сервера, доступного игрокам посредством Интернета или другой сети таким образом, что все игроки видят на своем собственном экране местоположение и движение мяча или шайбы своих противников).

Несмотря на то что настоящее изобретение было описано в данной заявке со ссылкой на манипулирование клюшкой в контексте хоккея на льду, понятно, что настоящее изобретение может также быть использовано в контексте манипулирования клюшкой в хоккее на траве, рингетте и другой спортивной деятельности, которая включает искусное манипулирование игроком объектом, таким как, например, мяч или шайба, или другой объект на плоской или почти плоской, или по существу плоской поверхности. Дополнительно, с применимыми модификациями, устройство по настоящему изобретению может быть использовано для улучшения манипулирования мячом в баскетболе и техник манипулирования мячом в футболе и другой спортивной деятельности, в которой необходимо сфокусировать чье-то зрительное внимание на чем-то другом, чем непосредственно на физическом манипулировании объектом.

Дополнительно, необходимо понимать, что настоящее изобретение было описано относительно поверхности, также понятно, что это могло бы включать ледовую поверхность или не ледовую поверхность, такую как, например, пол, лист пластика или другой материал, известный квалифицированным специалистам в данной области. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, вместо или в качестве дополнения к камере, используемой, чтобы фиксировать данные, относящиеся к расположению мяча или шайбы на поверхности, использована чувствительная к прикосновению (такая, как, например, емкостный или резистентный мат) поверхность, чтобы обнаруживать и передавать в процессор данные, относящиеся к положению мяча или шайбы на поверхности. В дополнительном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, с использованием триангуляции, для обнаружения и передачи в процессор данных, относящихся к положению мяча или шайбы на поверхности, можно использовать, например, источник инфракрасного света, генератор высокочастотных или акустических колебаний, расположенный в мяче или шайбе с множеством стационарных принимающих устройств, расположенных, например, по периферии поверхности.

Также понятно, что настоящее изобретение может быть использовано, чтобы создавать новые игры, где, например, контролирование и/или маневрирование мячом или шайбой, или другим объектом управляет элементом, параметром или другой характеристикой игры. Исключительно в качестве примера, на воспроизводящем экране монитора 2 может быть воспроизведена виртуальная полоса препятствий, которая должна быть преодолена игроком, управляющим положением мяча или другого объекта на поверхности, причем понятно, что с использованием устройства и способа по настоящему изобретению может быть представлено большое разнообразие различных игр.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения цель, такая как мяч или шайба, может передвигаться игроком для манипулирования конфигурацией игры (например, PACMAN® или любой другой игры, в которой пользователь управляет или предоставляет входные данные для игры) по аналогии со способом, в котором для манипулирования конфигурацией игры могут быть использованы джойстик или мышь. В данном варианте осуществления нет необходимости воспроизводить изображение мяча или шайбы на экране монитора 2, но нужно воспроизвести информацию, относящуюся к задействованной игре.

Дополнительная выгода воплощения настоящего изобретения в контексте игровой окружающей обстановки состоит в том, что игровая окружающая обстановка заставляет пользователя фокусироваться на изображении мяча или шайбы на экране, а не на наблюдении внизу непосредственно мяча или шайбы на поверхности. Оно также предусматривает окружающую обстановку, в которой созданы и действуют специализированные повышающие мастерство упражнения (например, посредством размещения препятствий и мишеней, которые могут быть видимы только на экране, а не на поверхности, причем пользователь вынужден фокусироваться на экране для того, чтобы иметь успех в игре или упражнении).

Также игровая окружающая обстановка обеспечивает доставляющий удовольствие опыт для игрока, который может испытывать ощущение положительной обратной связи (т.е. улучшенный счет или количественные показатели игры, такие как быстродействие), чтобы соответствовать реальному лучшему мировому мастерству (т.е. манипулированию клюшкой). Она также предоставляет инструмент для дополнительной мотивации, позволяя игрокам количественно измерять и сравнивать их баллы для определенной квалификации, причем инструмент предоставляет объективный стандарт, предусматривающий такие сравнения.

Настоящее изобретение было описано в данной заявке в связи с предпочтительными вариантами осуществления. Однако квалифицированным специалистам в данной области будет очевидно, что можно осуществить ряд вариантов модификаций, не отходя от сущности и объема правовых притязаний изобретения, как описано в данной заявке.

1. Устройство для применения игроком для фиксирования и отображения манипулирования игроком объектом на поверхности, включающее в себя:
фиксирующий изображение механизм для непрерывного фиксирования изображений поверхности и объекта и для предоставления данных изображения поверхности и объекта в зависимости от этого, причем изображения поверхности и объекта подлежат непрерывному фиксированию в процессе манипулирования игроком объектом;
процессор для приема данных изображения поверхности и объекта от фиксирующего изображение механизма и для определения данных изображения, указывающих на положение объекта на поверхности в зависимости от этого; и
монитор для приема данных изображения, указывающих на положение объекта на поверхности, и для непрерывного отображения изображений, указывающих движение объекта, в зависимости от этого, причем монитор расположен вблизи поверхности и выполнен с обеспечением возможности просмотра игроком в процессе манипулирования игроком объектом на поверхности.

2. Устройство по п.1, в котором фиксирующий изображение механизм включает в себя, по меньшей мере, одну камеру, направленную в целом вниз, расположенную на заранее заданном расстоянии над поверхностью, так что во время использования камера находится над головой игрока.

3. Устройство по п.1, в котором фиксирующий изображение механизм включает в себя камеру, направленную в целом горизонтально, и зеркало для предоставления обозрения, направленного в целом вниз, причем зеркало расположено на заранее заданном расстоянии над поверхностью, так что во время использования камера находится над головой игрока.

4. Устройство по п.1, в котором монитор расположен приблизительно на уровне глаз по отношению к игроку.

5. Устройство по п.1, включающее в себя:
второй фиксирующий изображение механизм для фиксирования второго изображения второй поверхности и второго объекта и для предоставления данных второго изображения второй поверхности и второго объекта в зависимости от этого, причем второе изображение второй поверхности и второго объекта подлежит фиксированию в процессе манипулирования вторым игроком вторым объектом;
второй процессор для приема данных второго изображения второй поверхности и второго объекта из второго фиксирующего изображение механизма и для определения данных второго изображения, указывающих на положение второго объекта на второй поверхности в зависимости от этого, причем второй процессор соединен с процессором посредством канала связи для приема данных изображения, указывающих на положение объекта на поверхности, и для предоставления данных второго изображения, указывающих на положение второго объекта на второй поверхности, для отображения на мониторе; и
второй монитор для приема данных изображения, указывающих на положение объекта на поверхности, и для приема данных второго изображения, указывающих на положение второго объекта на второй поверхности, и для отображения изображения в зависимости от этого, причем отображаемое изображение находится перед вторым игроком в процессе манипулирования вторым игроком вторым объектом.

6. Способ для применения игроком для фиксирования и отображения манипулирования игроком объектом на поверхности, включающий в себя этапы, на которых:
непрерывно фиксируют с помощью фиксирующего изображение механизма в процессе манипулирования игроком объектом, изображения поверхности и объекта и обеспечивают данные изображения поверхности и объекта в зависимости от этого;
принимают данные изображения с помощью процессора и определяют данные изображения, указывающие на положение объекта на поверхности, в зависимости от данных изображения поверхности и объекта; и
непрерывно отображают с помощью монитора, расположенного вблизи поверхности и выполненного с обеспечением возможности просмотра игроком в процессе манипулирования игроком объектом на поверхности, изображений, указывающих движение объекта, в зависимости от данных изображения, указывающих на положение объекта на поверхности, причем отображаемое изображение находится перед игроком и указывает на манипулирование игроком объектом.

7. Способ по п.6, включающий в себя этапы, на которых:
определяют данные, относящиеся к игре; и
отображают в процессе манипулирования игроком объектом изображение в зависимости от данных, относящихся к игре.

8. Способ по п.6, в котором изображение поверхности и объекта фиксируют в поле зрения, в целом направленном вниз из положения над головой игрока.

9. Способ по п.6, включающий в себя этап, на котором обрабатывают данные изображения поверхности и объекта для локализации объекта на поверхности.

10. Способ по п.9, включающий в себя этап, на котором генерируют виртуальное представление объекта.

11. Способ по п.6, включающий в себя этап, на котором генерируют данные триангуляции, относящиеся к высоте объекта над поверхностью, и предоставляют данные изображения, соответствующие высоте объекта над поверхностью.

12. Способ по п.6, включающий в себя этапы, на которых:
фиксируют изображение второго объекта на поверхности, причем второй объект является объектом отличного типа;
определяют данные изображения, указывающие на положение второго объекта на поверхности; и
отображают данные изображения, указывающие на положение второго объекта на поверхности.

13. Способ по п.12, включающий в себя этап, на котором отображают представление одного из ребра и хоккейной клюшки.

14. Способ по п.6, включающий в себя этап, на котором отображают в процессе манипулирования игроком объектом указатели для игрока, чтобы в зависимости от этого манипулировать объектом.

15. Способ по п.6, включающий в себя этапы, на которых:
отображают в процессе манипулирования игроком объектом изображение в зависимости от данных изображения, указывающих на положение объекта на поверхности, в удаленном месте; и
обеспечивают в процессе манипулирования игроком объектом информацию обратной связи игроку из удаленного места.