КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ГРУППОВЫХ ТРЕНИРОВОК С ЭЛЕМЕНТАМИ СОРЕВНОВАНИЙ ПО БОКСУ И БОЕВЫМ ИСКУССТВАМ, А ТАКЖЕ СПОСОБ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
COMPREHENSIVE SYSTEM FOR GROUP TRAINING WITH ELEMENTS OF BOXING AND MARTIAL ARTS COMPETITIONS, AS WELL AS METHOD FOR ITS USE

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники изобретения
Данное изобретение, преимущественно, относится к области систем тренировки и, в частности, к области систем на основе бокса и единоборств, устройств и методов для индивидуального и группового обучения, а также обучения с элементами соревнования.
В следующем описании известного уровня техники, относящегося к настоящему изобретению, обращается внимание на несколько публикаций и справочных документов. Обсуждение таких публикаций в настоящем документе предусмотрено для обеспечения более полного объяснения принципов, относящихся к настоящему изобретению, и не должно толковаться как признание того факта, что такие публикации обязательно представляют собой предыдущий уровень техники для определения патентоспособности.
Предварительный уровень техники включает различные снаряды и методы, предназначенные для тренировки боксеров и мастеров единоборств, а также для тренировки на основе бокса и единоборств. К наиболее распространенным снарядам относятся, помимо прочего, боксерские груши и груши для отработки ударов ногами разного размера и с наполнением из различных материалов, пневматические груши и другие учебно-тренировочные приспособления, рассчитанные на ударную технику. К наглядным примерам предыдущего уровня техники устройств для отработки ударов можно отнести, помимо прочего, боксерские мешки для тренировок, в которых используются разнообразные наполнители, такие как газ, жидкость или их комбинация: Патент США №4527796 за авторством Крителли на метод заполнения спортивных груш воздухом и жидкостью; патент США №5147258 за авторством Донохью на конструкцию и подвеску боксерских груш; патент США №5330403 за авторством Куо на пневматическое устройство для бокса; и опубликованную патентную заявку США 2008/0096733 за авторством Эпштейна на тяжелый боксерский мешок, наполняемый жидкостью.
К предыдущему уровню техники также относятся подвешиваемые учебно-тренировочные приспособления, как описано и заявлено в патенте США №D636036; металлические конструкции, которые облегчают подвешивание боксерских мешков для тренировок (патент США №4721302); и многофункциональные снаряды, которые могут использоваться для тренировок по боксу, общей физической подготовки, а также других спортивных дисциплин (опубликованная патентная заявка США 20070259764).
Предыдущий уровень техники дополнительно включает много примеров, которые иллюстрируют использование различных конструкций для одновременного подвешивания нескольких боксерских мешков для тренировок. Примером такой системы является опубликованная патентная заявка США 20066194675. Также известны конструкции, на которых подвешиваются тренировочные машины.
Более того, существуют компоновки предыдущего уровня техники, которые включают несколько дополнительных элементов, описанных в настоящей заявке. Например, патент США №9084924, выданный Джоунзу и соавт., в котором описывается интерактивный метод для бокса и единоборств. Система Джоунса включает вывод медиафайлов на дисплей, датчик (датчики) направления перемещения в пространстве при ударе по лапе, а также отображение выходных данных по последовательным ударам руками или ногами.
В патенте США №61708660, выданном Фрадину, силоизмерительная система боксерской груши описывается как устройство, рассчитанное на количественное измерение ударной силы, воздействующей на стандартную боксерскую грушу при выполнении отдельным лицом удара кулаком или ступней во время тренировки.
Предыдущий уровень техники включает системы, которые обеспечивают обратную связь с пользователем, когда выполняются определенные движения под ритм музыки, сопровождающей рисунок на экране. Например, популярная игра «Guitar Hero» и другие компьютерные игры предлагают пользователю ограниченный опыт подобного характера. Тем не менее, эти и подобные компьютерные игры не специализируются на: (1) физических тренировках на основании бокса и единоборств; или (2) совмещении выполнения такой тренировки пользователем (отдельно или в группе) с другими пользователями в форме соревнования.
При этом предыдущему уровню техники не хватает интегрированной системы, которая позволяет выполнять обучение с элементами соревнования на основе бокса или кикбоксинга и включает функцию сбора данных, регистрации и контроля идентификатора и действий пользователя, средства приема ударов, датчики, встроенные в приемники ударов, связь между датчиками и средствами отображения, средства хранения данных и составления отчетов, программное обеспечение, способное принимать, сохранять, обрабатывать, интерпретировать информацию от датчиков и составлять соответствующие отчеты, а также микроконтроллер, включающий межфазную систему WiFi, способную генерировать отчеты по действиям пользователя. Как будет далее указываться в настоящей заявке, система по настоящему изобретению включает различные элементы и шаги, не доступные на предыдущем уровне техники, как отдельно, так и вместе.
Устройства на предыдущем уровне технике, перечисленные выше, рассчитаны преимущественно на индивидуальные тренировки. Тем не менее, согласно описанию и заявлению в настоящей заявке учебно-тренировочные устройства могут комбинироваться и объединяться с дополнительными элементами, чтобы обеспечить систему и способ для общих групповых занятий и соревнований по физической подготовке (как на месте, так и дистанционно). Элементы такой системы должны уникальным образом совмещаться, чтобы, помимо прочих требований: (1) соответствовать потребностям пользователя; (2) подстраиваться под характеристики мест, где проводится обучение с элементами соревнования; (3) работать в рамках ограничений технических средств, доступных для проведения обучения с элементами соревнования, и (4) соответствовать типу поставленной цели и потребностям тренировочного центра, в котором проводится обучение. Иными словами, элементы такой системы должны быть достаточно легко приспосабливаемыми, чтобы соответствовать всем вышеупомянутым потребностям.
Тем не менее, ни одно из устройств на предыдущем уровне техники не включает (1) средства или функциональные возможности проецирования посредством дисплея технических движений и ударов, показываемых виртуальным тренером, который в реальном времени выполняет движения для повторения пользователями, обеспечивая синхронизацию с музыкальным ритмом, сопровождающим заданный набор движений; (2) детальное отображение подсчета очков, полученных пользователями, чтобы все участники могли видеть баллы, полученные остальными пользователями в реальном времени; или (3) систему, включающую набор структурных и функциональных элементов, которые позволяют тренерам конфигурировать параметры соревнования перед началом обучения или соревнования.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цели, преимущества и элементы новизны, а также дополнительный объем применимости настоящего изобретения будут далее изложены в части с подробным описанием вместе с прилагаемыми чертежами. Цели, преимущества и элементы новизны, а также дополнительный объем применимости настоящего изобретения станут очевидны для специалистов в данной области техники после просмотра нижеследующего или они могут быть изучены по практике осуществления настоящего изобретения. Цели и преимущества изобретения могут быть реализованы и достигнуты посредством устройств и комбинаций, указанных отдельно в приложенной формуле.
Изобретение, описанное и заявленное в настоящей заявке, включает модульную и интегрированную систему для оптимального, организованного, структурированного и комплексного обучения с помощью средств для тренировки и набивки на основе бокса и единоборств, а также компонентов регистрации, интеграции, отображения и связи.
К полностью структурным элементам по одному варианту осуществления настоящего изобретения относится металлическая рама, которая легко собирается/разбирается и неподвижно крепится на полу с помощью средств сцепления. Боксерские мешки и другие средства для тренировки могут монтироваться на раму в заранее определенной, спланированной компоновке и порядке; возможна подгонка под разнообразную доступную пространственную конфигурацию и количество участников.
Предоставление альтернативных вариантов для участников, которые могут участвовать в занятиях по индивидуальному, групповому обучению или обучению с элементами соревнования, является ключевым параметром боксерских или тренировочных центров с ограниченным пространством и различными коммерческими характеристиками. Таким образом, с точки зрения «наличия свободного места» наиболее значительным критерием становится количество участников, которые могут тренироваться оптимальным образом при предварительно определенном количестве квадратных футов и в течение определенного времени. Это вызвано тем, что цена за квадратный фут в местах для тренировок является очень важным фактором при оценке стоимости предложения обучения, особенно в густонаселенных районах. Система по настоящему изобретению позволяет осуществлять сборку физической конструкции различной формы, а также включать разную компоновку и количество участников.
Изобретение, описываемое в настоящей заявке, весьма отличается и содержит дополнительные структурные и функциональные элементы при сравнении с любой системой на предыдущем уровне техники; наиболее важными являются средства связи и сбора, управления, хранения и передачи данных. В данной заявке раскрывается и описывается интегрированная система, отличающаяся от систем на предыдущем уровне техники, которая объединяет несколько элементов, о которых идет речь выше, а также в которой они собираются и соединяются посредством нового и полезного структурно-функционального метода. Основная идея заключается в поиске и оптимизации глобального видения обучения одного участника или группы, чтобы улучшить их опыт и результаты, а также позволить отдельному лицу устанавливать критерии обучения и группового соревнования. Структурные элементы системы по настоящему изобретению взаимодействуют друг с другом, посредством чего обеспечивается полностью интегрированная система.
Кроме того, элементы ввода, хранения, управления и передачи данных, соединенные с компонентами отображения, связи и передачи данных, сбора и составления отчетов системы, также позволяют проводить индивидуальные обучения или соревнования из спортзала или дистанционно. Компоненты сбора, обработки, хранения и передачи данных настоящего изобретения дополнительно позволяют проводить соревнование в реальном времени, соревнование с сопоставлением хранимых данных, собранных участниками в разных местах, а также сохранение и просмотр хранимых данных пользователем или тренером в дальнейшем на примере пользователя.
Современные системы для тренировки боксеров или лиц, использующих методы тренировок по боксу в качестве вида физической деятельности, сконструированы для соответствия потребностям отдельного лица или небольшой группы участников. Эти системы не оптимизированы для групповых занятий с элементами соревнования или индивидуальных занятий (на месте или дистанционно) под руководством одного тренера или для обучения с элементами соревнования без контроля в спортзале или дистанционно. Главная цель, описанная и заявленная в настоящем изобретении, заключается в предоставлении полезной системы обучения с элементами соревнования с помощью полностью интегрированных и соединенных между собой боксерских учебно-тренировочных устройств и методик, а также полностью взаимосвязанных средств сбора, хранения, обработки, составления отчетов и передачи данных.
В частности, система в настоящей заявке позволяет проводить обучение, соревнование и отслеживание результатов пользователя при выполнении предварительно запрограммированных упражнений по устройству приема ударов в соответствии со следующими общими параметрами: (1) синхронизация движений пользователя и заданных ударов с предварительно определенным музыкальным ритмом; (2) сопровождение движений и ударов, показываемых на видеоэкране, что повышает координацию обучения и технику; (3) измерение количества ударов, правильно нанесенных по времени, и соответствующей силы ударов по устройству приема, что повышает стойкость и выносливость пользователей; (4) преобразование результатов пользователей в систему баллов, подходящую для соревнования в одиночном режиме или с другими пользователями; и (5) измерение результатов пользователей посредством обеспечения физиологических показателей при нагрузке, например, калории, сожженные в течение тренировки.
Для обеспечения возможности следовать заданным движениям под музыкальный ритм устройства приема ударов должны быть неподвижными и, в отличие от стандартных тяжелых мешков, не должны качаться. В варианте осуществления настоящего изобретения используются неподвижные устройства приема ударов, включающие тяжелые мешки, касающиеся пола, чтобы предотвратить качание. Такая компоновка обеспечивает как минимум следующие очевидные преимущества: (1) более безопасные условия для проведения группового обучения, так как устройства приема ударов не возвращаются к пользователю с увеличенным кинетическим моментом; (2) неподвижные устройства приема ударов остаются за пределами тренировочного пространства другого пользователя; и (3) пользователю оказывается помощь в тренировках и соревнованиях под музыкальный ритм, так как им не приходится специально приспосабливать заданную последовательность ударов к движущемуся объекту.
Система по настоящему изобретению дополнительно включает проведение соревнований в реальном времени не только для отдельных пользователей между собой, но также и между пользователями, тренирующимися в одном центре, или между группами пользователей, тренирующихся в одном или разных центрах. Критерий соревнования системы повышает мотивацию и положительные результаты обучения пользователей, снижая в то же время изнурение при тренировках и соревнованиях. Недостаток доверия к режиму обучения и тренировочных центров является наиболее распространенным существенным отрицательным фактором, оказывающим влияние на рынок в области физической культуры. В системе по настоящему изобретению предусматривается новый и полезный способ для создания доверия посредством достижения положительных результатов, элементов соревнования, а также отслеживания результатов и составления отчетов.
Чтобы обеспечить полное освоение пользователями движений для выполнения, техники для применения и ритма для следования, система по настоящему изобретению включает обратную связь на видеоэкране. Таким образом, пользователи в разных местах (спортзалах, центрах и дома) могут одновременно и в дистанционном режиме выполнять одинаковые заданные упражнения под один музыкальный ритм, что позволяет проводить обучение и соревнование в нескольких местах даже на международном уровне.
Экран по настоящему изобретению отображает модель исполнителя упражнения/удара, выполняющего все заданные движения, надлежащим образом синхронизированные под музыкальный ритм, используя соответствующую технику, в процессе тренировки или соревнования. Для тренера это дает возможность проводить обучение и вносить исправления, а отдельному пользователю - осваивать надлежащую методику и удары, используемую в качестве проводимой тренировки упражнения, таким образом, оптимизируя тренировочный опыт и результаты пользователя. Если пользователь пропускает удар или теряет свое место в рамках заданной последовательности упражнения, экран позволяет оперативно вернуться на место в пределах текущей программы. Кроме того, экран позволяет пользователям выполнять движения или удары надлежащим образом. Если пользователь не знает, как выполнить упражнение, можно посмотреть на экран, где отображаются подробные сведения о движении или ударе, необходимом согласно заданной программе. На экране также отображается надлежащая методика, которая снижает количество примеров, когда тренеру на месте приходится непосредственно показывать пользователям такую методику для применения. В то время как система отображает соответствующие движения и удары на экране, тренер на месте (или лицо, находящееся дома) может оценить эффективность технических результатов пользователя, так как они сравниваются с предыдущими движениями и ударами, отображаемыми на экране. Поэтому использование экрана значительно улучшает показатель обучения системы, а также опыта и результатов пользователя. Положительный и мотивирующий групповой опыт также увеличивает желание пользователей продолжать пользоваться системой в качестве средства для обучения и соревнования. Кроме того, синхронизация движений и ударов в реальном времени с заранее определенным ритмом обеспечивает возможность для пользователя ощущать связь с другими пользователями, что достигается труднее в случае тренировки в одиночку. Иными словами, в отличие от других тренировочных систем, система по настоящему изобретению создает уникальный опыт связи между пользователями и мотивацию для обеспечения и соревнования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, включенные в спецификацию и составляющие ее часть, иллюстрируют вариант осуществления настоящего изобретения и содержат описание для объяснения принципов изобретения. Чертежи приводятся только для демонстрации предпочтительного варианта осуществления изобретения и не должны толковаться как ограничивающие в отношении настоящего изобретения.
Фигура 1: схематическое изображение датчиков Wi-Fi, включая составные элементы, а также взаимозависимость и связь между ними.
Фигура 2: типичный вид средств отображения в процессе обучения или соревнования, включающий модель исполнителя упражнения/удара, выполняющего движение или удар, в центре средств отображения, а также перечень пользователей и данных о них по бокам.
Фигура 3: перечень и описание различных элементов данных пользователя, показываемых средствами отображения.
Фигура 4: демонстрация типичного экрана, показываемого средствами отображения в процессе тренировки, в частности, зоны отображения удара, обведенной пунктирной линией в центре.
Фигура 5: демонстрация типичного экрана, показываемого средствами отображения в процессе тренировки, в частности, зоны отображения пользователей, обведенной пунктирной линией по бокам.
Фигура 6: схематическое изображение элементов системы по настоящему изобретению и связь между собой.
Фигура 7: демонстрация экрана средств отображения, который будет видеть пользователь, соответствующий прикладной программе соревнования, выводящей результаты тренировки/соревнования, включая индивидуальные баллы.
Фигура 8: общая демонстрация предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, включающее устройства приема ударов, содержащие датчики, средства отображения т.д.
Фигура 9: высококонтрастное детализированное изображение Фигуры 8
Фигура 10: другое высоко контрастное детализированное изображение Фигуры 8
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение настоящей заявки включает перечисленные и объединенные элементы и компоненты, согласно описанию непосредственно ниже.
1. Средства регистрации: Пользователи изобретения участвуют в обучении и соревновании, предлагаемых заявителем, посредством использования устройств приема ударов; данные услуги могут быть предложены как в индивидуальном, так и в групповом режиме. Первый шаг по способу настоящего изобретения -регистрация. Участники регистрируются в средствах регистрации перед началом каждой тренировки; средства регистрации могут выполнять следующее: (1) распознавать отдельных участников; и (2) присваивать каждому участнику устройство приема ударов, обозначенное номером.
Пользователи системы используют устройства защиты руки голени, включающие бинты, тренировочные перчатки, щитки и налокотники для защиты частей тела, которые контактируют с устройством приема ударов, а также для безопасного выполнения ударов. Для контроля данных каждый участник использует предварительно присвоенное устройство приема ударов.
Каждый пользователь наблюдает за экраном, на котором отображается видео с упражнениями, которые необходимо выполнить. Видео включает виртуального тренера, демонстрирующего, как точно выполнять каждое движение, удар и упражнение, следуя ритму музыкальной аудиодорожки, проигрываемой в процессе демонстрации. К движениям относятся удары по устройству приема, которые пользователь должен выполнять под музыкальный ритм. Таким образом, музыка, которую слышат пользователи при просмотре виртуального тренера, устанавливает ритм, которому пользователи должны следовать. Данное требование заставляет пользователей концентрироваться на правильном выполнении движений, ударов и программ согласно указанному времени. Надлежащее выполнение дает баллы, присваиваемые каждому пользователю и отображаемые на экране. Датчик измеряет силу ударов по устройству приема и присваивает пропорциональное количество баллов. Чем выше сила удара по устройству приема, тем выше присвоенное количество баллов.
Одной из основных целей системы в настоящей заявке является мотивация пользователей участвовать в обучении и соревновании, обеспечивая возможность видеть свои результаты в реальном времени. Кроме того, система обучает пользователей технически правильно выполнять движения и удары. Посредством создания отдельного соревнования или соревнования между участниками в центре система в настоящей заявке дополнительно мотивирует пользователей. Кроме того, мотивация, твердое намерение и вовлеченность увеличиваются даже больше, потому что пользователи имеют возможность принимать участие и соревноваться дистанционно из любого места, включая свой дом.
2. Устройства приема ударов: неподвижные устройства приема ударов представляют собой элементы изобретения, по которым пользователь наносит удары. Такие устройства приема могут иметь разную высоту, толщину и могут изготавливаться из различных ударопрочных материалов. Соответствующее устройство приема ударов включает учебно-тренировочные устройства для бокса и единоборств, такие как боксерская груша, и другие устройства, способные принимать удары, обеспечивая безопасность для пользователей. Пользователи применяют устройства защиты рук и голени, включающие бинты, тренировочные перчатки, щитки и налокотники для защиты частей тела, которые контактируют с устройством приема ударов, а также для безопасного выполнения ударов.
Устройство приема ударов располагается в вертикальном положении по отношению к пользователю; такое положение можно обеспечить с помощью различных средств, включающих подвешивание (с креплением к полу или без), установку на полу или крепление к стене, в зависимости от типа выполняемых упражнений. Каждое неподвижное устройство приема ударов пронумеровано, чтобы облегчить присвоение определенному пользователю.
Устройства приема ударов должны помещаться на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы позволить пользователям безопасно наносить по ним удары во время группового обучения или соревнования, не мешая друг другу (минимальное расстояние - 1,2 метра). Система по настоящему изобретению включает различные конфигурации для размещения различных устройств приема ударов. Пока каждый пользователь может четко видеть экран (экраны) и компоновка устройств приема ударов выполнена таким образом, что пользователи не мешают друг другу в процессе использования системы, допускается любое геометрическое расположение, подходящее для доступного места.
3. Датчики Wi-Fi: датчики Wi-Fi представляют собой аппаратные устройства, способные выполнять следующее: (1) обнаруживать движения устройств приема ударов; (2) определять каждое действие или удар; и (3) генерировать сигнал удара, который конвертируется в соответствующий электронный файл, содержащий информацию о каждом ударе; затем этот файл передается в электронном виде на локальный сервер через протокол связи Wi-Fi. Каждое устройство приема ударов может включать как минимум один датчик Wi-Fi, располагаемый предпочтительно на верхней части устройства приема ударов (снаружи или внутри) в таком положении, чтобы избегать прямых ударов от пользователей.
Каждый датчик Wi-Fi по настоящему изобретению имеет уникальный и отдельный код. Так как каждое неподвижное устройство приема ударов имеет разный номер, каждый датчик Wi-Fi отдельно присваивается для каждого номера неподвижного устройства приема ударов.
В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения вместо беспроводных датчиков Wi-Fi используются проводные датчики, обладающие аналогичными свойствами, характеристиками и функциями в сравнении с датчиками Wi-Fi.
Датчики Wi-Fi включают следующие элементы, взаимосвязанные друг с другом, как указывается далее на фигуре 1:
а. корпус: корпус изготавливается из диэлектрического материала, предпочтительно твердой пластмассы, и вмещает остальные элементы датчика Wi-Fi.
b. светоизлучающий диод (СИД): СИД находится в пределах видимости пользователей на корпусе, и сигнализирует пользователям и тренерам о выключенном или включенном состоянии датчика Wi-Fi. Если СИД горит красным, это указывает на низкий заряд источника питания; если СИД горит зеленным - на высокий уровень заряда источника питания. Если СИД не светится, это указывает на то, что датчик Wi-Fi отключен и на него не подается питание, что, в случае питания от аккумуляторной батареи, может указывать на ее разряженность.
с. микроконтроллер: включает программное обеспечение управления сигналами и подключается к датчику ускорения, который постоянно отправляет данные об ускорении. Он также подключается к светодиоду и распознает, находится ли датчик в выключенном или включенном состоянии, а также состояние и уровень источника питания, как правило, аккумуляторной батареи.
d. датчик ускорения: представляет собой компонент аппаратного обеспечения, подключаемый к микроконтроллеру и источнику питания. Датчик ускорения может обнаруживать движение датчика Wi-Fi со свободным ходом 6 градусов и передавать на микроконтроллер непрерывную информацию о движении датчика Wi-Fi. Когда пользователь наносит удар по устройству приема, датчик Wi-Fi ускоряется, и датчик ускорения определяет это ускорение. Датчик ускорения, который отправляет данные ускорения датчика Wi-Fi в реальном времени (т.е. измеряемые в реальном времени интервалы), которые беспрерывно собираются микроконтроллером.
В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения датчик ускорения может оснащаться устройством, которое способно издавать характерный звук или излучать свет, интенсивность которого повышается или изменяется в зависимости от показателя данных ускорения.
e. программное обеспечение управления сигналами: ПОУС специально разработано для целей, указанных в настоящей заявке. Оно устанавливается на аппаратное обеспечение микроконтроллера. ПОУС осуществляет прием, расшифровку и управление данными ускорения, определяемыми и отправляемыми датчиком ускорения. ПОУС может распознавать, данные отправленные в результате фактического удара или другого воздействия. В процессе расшифровки информации, получаемой от датчика ускорения для определения ударов, выполняемых пользователем по устройству приема ударов, ПОУС подготавливает файл с информацией об ударах. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения ПОУС получает информацию от датчика ускорения и, используя алгоритм, отличает фактические удары пользователя по устройству приема в реальном времени с одной стороны от колебательных движений устройства приема ударов или других движений (таких как качание), не относящихся непосредственно к удару пользователя, с другой стороны. ПОУС определяет удары в реальном времени и отличает их от движений устройства приема после нанесения удара. Как только ПОУС определяет удар, оно создает файл с информацией об ударах, который включает следующие сведения: (1) код датчика Wi-Fi; (2) время удара; (3) обнаруженное ускорение; и (4) уровень источника питания.
f. интерфейс Wi-Fi: компонент аппаратного обеспечения, встроенный в микроконтроллер. Он выделяет файлы с информацией об ударах, создаваемые ПОУС, и направляет их на локальный сервер через протокол беспроводной связи Wi-Fi.
g. цепь источника питания: ЦИП представляет собой компонент аппаратного обеспечения, расположенный внутри корпуса датчика Wi-Fi. ЦИП подключается к датчику ускорения и микроконтроллеру, обеспечивая питание обоих этих устройств. ЦИП также подключается к внешнему источнику питания (ВИП) - внешний аккумуляторной батареи в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения. ВИП обеспечивает питание ЦИП. Таким образом, ВИП питается от ЦИП, обеспечивая подачу энергии, обработанной в обязательном порядке, на датчик Wi-Fi, датчик ускорения и микроконтроллер.
h. внешняя аккумуляторная батарея US В: располагается снаружи корпуса датчика Wi-Fi. Внешняя аккумуляторная батарея USB является перезаряжаемой и подключается к ЦИП датчика Wi-Fi через кабель USB. СИД горит красным, если внешняя аккумуляторная батарея USB не заряжена; зеленым, если батарея заряжена. Внешняя батарея USB может заряжаться с требуемой периодичностью с помощью доступного для приобретения зарядного устройства.
4. Зарядное устройство для внешней батареи USB: представляет собой доступное для приобретения зарядное устройство аккумуляторов, которое можно подключать к источнику электроэнергии и которое может одновременно заряжать одну или несколько внешних аккумуляторных батарей USB, согласно требованию пользователя системы.
5. Приемник Wi-Fi: независимый компонент аппаратного обеспечения, который подключается к локальному серверу через сетевой кабель Ethernet. Приемник Wi-Fi активирует сеть Wi-Fi, которая способствует передаче данных между датчиками Wi-Fi и локальным сервером, создавая LAN (локальную сеть).
6. Программное обеспечение регистрации пользователей: ПО с выходом в Интернет, которое позволяет пользователям регистрироваться до начала обучения и/или соревнования. Программное обеспечение регистрации пользователей использует Интернет для взаимосвязи с сервером регистрации пользователей, включающий базу данных пользователей. После регистрации пользователь получает номер устройства приема ударов. До момента выхода пользователя из системы программное обеспечение регистрации пользователей присваивает это устройство приема ударов определенному пользователю; после этого устройство приема ударов будет отображаться с пометкой «используется» на сервере регистрации. Затем сервер регистрации пользователей предупреждает программное обеспечение начисления баллов, загруженное на локальный сервер, что определенный пользователь тренируется, используя устройство приема ударов, и добавляет дополнительные сведения о регистрации пользователя, такие как имя, пол, вес, возраст и даже фото. К программному обеспечению регистрации пользователей можно получить доступ с любого терминала, подключенного к Интернету, с помощью пароля или другого доступного средства безопасности. Таким образом, пользователи могут регистрироваться для тренировки или соревнования и забронировать часы или дни использования устройства приема ударов до начала. Такая система бронирования предупреждает проблемы присвоения устройств приема ударов, что значительно улучшает услуги, предоставляемые системой для пользователей.
7. Сервер регистрации пользователей: аппаратный компьютерный сервер, подключенный через Интернет к локальному серверу. На нем хранится программное обеспечение регистрации пользователей. Он выполняет две основные функции: (1) на нем хранится база данных регистрации пользователей; и (2) он управляет приложением соревнования, которое объединяет всех пользователей при составлении рейтингов между ними, организации турниров, игр и групп для соревнования.
Сервер регистрации пользователей включает два элемента.
а. базу данных пользователей: база данных, которая, в свою очередь, включает имена пользователей, адреса электронной почты, номера телефонов, фотографии, псевдонимы, возраст, рост, вес, пол наряду с другими личными данными. База данных пользователей также содержит профили пользователей, включая, помимо прочего, данные, относящиеся к обучению пользователей, количеству забронированных устройств приема ударов каждого пользователя, а также посещению конкретных тренировок, назначенных на определенную дату и время. Каждый пользователь имеет доступ к своему профилю в базе данных; для изменения данных необходимо использовать имя пользователя и пароль.
b. приложение соревнования: программное приложение, которое позволяет отдельному пользователю устраивать соревнование в одиночном режиме, а также участвовать в командных, групповых и других типах соревнований на основе системы оценочных баллов, присваиваемых непосредственно по результатам каждого пользователя, используя систему настоящего изобретения. Присвоение оценочных баллов позволяет создавать различные типы соревнований между пользователями, такие как поединок, турнир, ограниченный одной тренировкой или предварительно заданным количеством тренировок, или групп, где команды соревнуются друг с другом в течение предварительно запрограммированного количества тренировок или времени. Приложение соревнования также создает рейтинги пользователей, которые могут быть упорядочены по расположению (или стране) или времени (день, неделя, месяц и т.д.). Информация о рейтингах пользователей также доступна для каждого пользователя по имени пользователя и паролю. Такая доступность обеспечивает текущую оценку сопоставимых результатов пользователей, что, в свою очередь, обеспечивает мотивацию для тренировок и соревнований с помощью системы настоящего изобретения.
8. Локальный сервер: компьютер с выходом в Интернет, который также подключается через сетевой кабель Ethernet к приемнику Wi-Fi и через кабель HDMI к средствам отображения изображений. Локальный сервер обменивается данными с программным обеспечением регистрации пользователей, видеосервером и сервером регистрации пользователей через Интернет. Локальный сервер включает программное обеспечение обработки видео, архивы видеоданных, а также программное обеспечение начисления баллов. Локальный сервер координирует общую работу системы по настоящему изобретению посредством специальных четырех функций:
а. получения файлов с информацией об ударах, посылаемых датчиками Wi-Fi;
b. передачи движений и ударов, которые пользователь должен повторять, на средства отображения;
c. синхронизации средств измерения времени с временем локального сервера, датчиками Wi-Fi, программным обеспечением начисления баллов и обработки видео;
d. присвоения и соотношения баллов по каждому движению и удару пользователей, и их отправки на средства отображения вместе с каждым соответствующим движением и ударом;
e. передачи баллов, которые получает каждый пользователь после тренировки или соревнования, на сервер регистрации пользователей; и
f. управления (хранения и отображения) видео программы тренировки и соревнования.
Локальный сервер также способен принимать, хранить и передавать информацию, связанную с основными показателями и статистикой участников, например, пульс, частоту сердцебиения, максимальное потребление кислорода, израсходованные калории и т.д., и может сопрягаться с коммерческим портативным аппаратным и программным обеспечением.
В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения вместо локального может использоваться портативный сервер, например, планшет или мобильный телефон. В настоящее время эти устройства обладают достаточной памятью и возможностью хранения для выполнения функции серверов. Главное преимущество использования портативного сервера заключается в том, что тренерам доступно отображение системы по настоящему изобретению в разных местах на расстоянии от тренировочного центра для демонстрации и коммерческих целей, например, в торгово-развлекательном центре, телевизионной студии, дома и т.д.
9. Программное обеспечение обработки видео: система по настоящему изобретению включает программное обеспечение обработки видео, которое может управлять (т.е. открывать и отображать) видеоданными, хранящимися на локальном сервере. Таким образом, пользователи системы и/или тренеры могут выбрать видео, отображающее заданные последовательности движений и ударов, которые будут применяться для упражнения, определенной тренировки и/или соревнования. Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения включает программное обеспечение, разработанное на модуле бесплатного ПО и адаптированное под требования системы. Программное обеспечение обработки видео системы по настоящему изобретению обеспечивает следующее, помимо других признаков: (1) выбор видео из библиотеки хранимых данных на диске локального сервера; (2) создание перечней воспроизведения; и (3) запуск видео или перечня с возможностью проигрывания в режиме замедления, приостановки или завершения в любом необходимом месте с помощью средств отображения. Компонент программного обеспечения обработки видео по настоящему изобретению, подключается к видеосерверу, содержащему архивы видеоданных, чтобы пользователь имел возможность загрузить новые доступные видео обучения и/или тренировки и сохранить их на диске локального сервера.
10. Архивы видеоданных: включают каталог видео упражнений для выполнения в процессе тренировки/соревнования. Каждое видео содержит визуальное отображение каждого заданного движения или удара, а также музыкальный отрывок, ритму которого должны следовать пользователи при выполнении движений/ударов. Архивы видеоданных загружаются из видеосервера и хранятся на локальном сервере в течение времени тренировки, определенного тренерами. Периодически в каталог архива видеоданных добавляются новые видео, чтобы тренеры могли менять удары, движения и музыкальные отрывки. Это поддерживает тренировки и соревнования в обновленном состоянии и позволяет тренерам разрабатывать новые последовательности ударов и движений, а, следовательно, и новые схемы начисления баллов для мотивации пользователей.
11. Программное обеспечение начисления баллов: устанавливается на локальный сервер, который должен включать установленную систему Linux, чтобы обеспечить работу ПО начисления баллов. Программное обеспечение начисления баллов не доступно для приобретения и разрабатывалось для определенных требований по начислению баллов системы по настоящему изобретению. Программное обеспечение начисления баллов: (1) синхронизирует различные элементы, необходимые для обеспечения соревнования в реальном времени, включая ПО обработки видео, датчики Wi-Fi, локальный сервер и ПО начисления баллов; (2) присваивает оценочные балы каждому пользователю на основании файлов и информации об ударах, полученных от датчиков Wi-Fi; (3) рассчитывает и начисляет баллы пользователей, выводя их с помощью средств отображения; (4) позволяет тренерам присваивать номер устройства приема ударов для кода датчика Wi-Fi в целях обеспечения взаимосвязи, регистрации и присвоения баллов в отношении номера конкретного неподвижного устройства приема ударов и определенного датчика Wi-Fi; и (5) позволяет тренерам выполнять конфигурацию системы начисления баллов для управления и обращения с различными типами заданных программ упражнений, методов начисления баллов и тренировок/соревнований, включая, помимо прочего, следующие параметры:
а) файлы синхронизации по времени: тренеры создают файл синхронизации по времени для каждой заданной последовательности движений и ударов, представленной в одном архиве видеоданных. Таким образом, будет создаваться файл синхронизации по времени для каждого упражнения с регистрацией соответствующего времени движения или удара. Каждое упражнение или заданная последовательность может иметь разную длительность и количество движений или ударов. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения заданная последовательность может длиться от 1 до 3 минут, включая от 30 до 500 движений или ударов. Файлы синхронизации по времени указывают время после начала видео (время 0), когда необходимо выполнить удар. Затем программное обеспечение начисления баллов сравнивает показатели времени, предварительно заданные в файлах синхронизации по времени, с временем в файлах с информацией об ударах, допуская погрешности, определяемые тренерами. Например, предположим, что погрешность конкретного удара составляет ±150 миллисекунд. Тогда удар, принятый в пределах 150 миллисекунд до или после назначенного времени в файлах синхронизации по времени, получит максимально возможное количество баллов, положенных за такой удар.
Важно подчеркнуть, что для сравниваемых файлов синхронизации по времени и файлов с информацией об ударах датчики Wi-Fi, программное обеспечение обработки видео и начисления баллов, а также локальный сервер должны включать устройства расчета времени, которое синхронизируется через ПО начисления баллов локального сервера. Время датчиков Wi-Fi точно синхронизируется с временем локального сервера сразу после включения с помощью сетевого протокола синхронизации (NTP). При запуске нового видео-упражнения ПО обработки видео предупреждает ПО начисления баллов о таком запуске и ПО начисления баллов запускается автоматически. После запуска ПО начисления баллов запрашивает от ПО обработки видео текущее время воспроизведения; таким образом, создается привязка по времени воспроизведения. Кроме того, ПО начисления баллов использует время локального времени в качестве привязки, ранее синхронизированной с датчиками Wi-Fi. Таким образом, в определенный момент ПО начисления баллов может координировать привязки по времени для всех элементов: времени воспроизведения ПО обработки видео, времени локального сервера, файлов синхронизации по времени ПО начисления баллов и файлов с информацией об ударах от датчиков Wi-Fi, обеспечивая их синхронизацию. Такая синхронизация позволяет надлежащим образом проводить соревнование в реальном времени.
b) порог чувствительности по ускорению: Также для каждого движения или удара тренеры устанавливают минимальный порог чувствительности по ускорению, чтобы удар по устройству приема был засчитан как действительный. Удар, измеряемое ускорение которого превышает порог минимального значения, может получить пропорционально большее количество баллов. Пороги чувствительности по ускорению могут также задаваться в зависимости от пола, веса, роста и других параметров пользователя. Таким образом, награды пользователей за обучение и соревнования будут выше при выполнении ударов с повышенным ускорением.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения минимальные пороги чувствительности по ускорению составляют:
а. минимум: 2G
b. повышенное ускорение для женщин: 4G
с. повышенное ускорение для мужчин: 6G
Тренеры заранее задают в программном обеспечении начисления баллов количество присваиваемых баллов за удары с минимальным и повышенным ускорением для каждого движения или удара. Таким образом, пользователи, которые выполняют удары с повышенным ускорением, следуя запрограммированному ритму, получают больше очков.
Иными словами, программное обеспечение начисления баллов позволяет выполнять конфигурацию следующих параметров для присвоения очков пользователям:
a. погрешность (погрешности) для ударов, учитываемых при начислении баллов;
b. Минимальный порог чувствительности по ускорению для ударов, учитываемых при начислении баллов;
c. повышенный порог чувствительности по ускорению, обуславливающий получение дополнительных баллов, в зависимости от пола пользователя;
d. количество баллов, присваиваемых учитываемым ударам; и
e. количество дополнительных баллов, присваиваемых за удары с повышенным ускорением.
В метод использования настоящего изобретения входят нижеизложенные шаги в отношении программного обеспечения начисления баллов.
1. Конфигурация ПО начисления баллов, что, в свою очередь, включает:
a. присвоение идентификатора датчика Wi-Fi каждому устройству приема ударов;
b. загрузку файлов синхронизации по времени в ПО начисления баллов, соответствующих видео, которое будет выводиться средствами отображения для определенной тренировки;
c. конфигурацию параметров, необходимых для начисления баллов по тренировке, в отношении временных погрешностей и порогов чувствительности по ускорению.
2. Регистрация каждого пользователя с помощью ПО регистрации до начала тренировки или соревнования для присвоения устройства приема ударов каждому пользователю для определенной тренировки/соревнования.
3. Затем средства регистрации посылают информацию о пользователе и устройстве приема ударов на ПО начисления баллов локального сервера для такой тренировки/соревнования, включая перечень, содержащий имя каждого пользователя, устройство приема ударов, присвоенное определенному пользователю для конкретной тренировки, псевдоним пользователя, фото, пол, уровень навыков и среднее значение по предыдущим очкам пользователя.
4. Когда тренер или пользователь решает начать упражнение или тренировку/соревнование, запускается видео или список воспроизведения с несколькими видео с помощью ПО обработки видео. Когда ПО обработки видео начинает проигрывать первое упражнение, оно предупреждает об этом ПО начисления баллов.
5. На этом этапе ПО начисления баллов начинает функционировать, синхронизируется с другими элементами (ПО обработки видео, датчиками Wi-Fi и локальным сервером), принимает информацию об устройствах приема ударов и пользователях, и передает перечень данных пользователя, как показано на фигуре 4. Информация о пользователях, которые зарегистрировались для участия в тренировке, будет появляться по бокам экрана, включая номер устройства приема ударов, псевдоним, фото, количество набранных баллов, уровень и шкалу результатов. На фигуре 3 приводится значение каждого индикатора, отображаемого для каждого пользователя.
6. В процессе воспроизведения каждого видео, отображающего заданную последовательность или упражнение в рамках тренировки/обучения, будет появляться модель исполнителя упражнения/удара в центре средств отображения, выполняющего каждое движение или удар под музыкальный ритм, и обратный отсчет, указывающий время, оставшееся для завершения упражнения. Программное обеспечение обработки видео позволяет отображать модель исполнителя упражнения удара в центре, как показано на фигуре 4.
7. Так как заданное движение или удар демонстрируется на средствах отображения, каждый пользователь должен наносить удар по устройству приема в соответствующее время. Для каждого принятого удара датчики Wi-Fi устройства приема отправляют файл с информацией об ударах на локальный сервер, которая включает идентификатор датчика Wi-Fi, время приема удара устройством, ускорение при ударе и уровень заряда аккумуляторной батареи. Таким образом, когда локальный сервер принимает файл с информацией об ударах, программное обеспечение начисления баллов определяет, что конкретный пользователь проходит обучение или участвует в соревновании с использованием конкретного устройства приема ударов, присваивая соответствующее количество баллов соответствующему пользователю по определенной тренировке. Затем программное обеспечение начисления баллов сопоставляет файлы синхронизации по времени и файлы с информацией об ударах, и подтверждает, включают ли файлы синхронизации по времени удар, присвоенный значению времени в пределах установленных допусков. Возможность сравнения значений времени обеспечивается благодаря тому, что ПО обработки видео, датчики Wi-Fi, локальный сервер и ПО начисления баллов включают средства синхронизации по времени. Если удар присваивается определенному времени, ПО начисления баллов подтверждает ускорение от удара и начисляет баллы в соответствии с предварительно запрограммированными порогами присвоения баллов. Например, если в файле с информацией об ударах указывается ускорение ниже заданного минимального порога, ПО начисления баллов не засчитывает такой удар. Если в файле с информацией об ударах указывается удар за пределами установленных допусков по времени, баллы не начисляются. ПО обработки ударов по настоящему изобретению является очень гибким и может конфигурироваться для оценки полученных файлов с информацией об ударах, присвоения баллов в разных перспективах для обеспечения мотивации пользователя и удовольствия от тренировки или соревнования.
Каждый раз, когда пользователь набирает баллы, ПО начисления баллов отправляет их на средства отображения вместе с именем пользователя, номером устройства приема ударов и фото пользователя. В конце каждой тренировки или соревнования ПО начисления баллов отправляет на сервер регистрации пользователей файл об окончании тренировки, включающий все баллы, которые пользователь набрал в течение определенной тренировки, а также данные по выполненным ударам. Пользователь может получить доступ к серверу регистрации пользователей через Интернет, а также может оценить свои результаты тренировки и/или статус в рамках определенной тренировки.
12. Средства отображения: могут представлять собой телеэкран, проекционный экран или другое средство приема изображений, способное обеспечить четкую визуализацию движений и/или ударов пользователя. Средства отображения принимают изображение и звуковой сигнал через кабель HDMI, подключенный к локальному серверу. Локальный сервер, который с помощью ПО обработки видео выделяет видеофайл с определенным движением или ударом в реальном времени, а с помощью ПО начисления баллов - баллы, которые каждый пользователь получает по оценке ударов, которые пользователь производит. Типичный экранный дисплей полностью показан на фигуре 2.
Средства отображения делятся на две зоны отображения:
a. зону отображения движения или удара, показанную с помощью пунктирной линии на фигуре 4, которая находится, как правило, в центре средств отображения; в ней показываются движения или удары, выполняемые моделью исполнителя упражнений/ударов, по устройству приема ударов. Зона отображения движения или удара обеспечивает для пользователя возможность понять точно: (1) когда производить определенный удар по устройству приема ударов под музыкальный ритм; и (2) правильное выполнение движения или удара. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, средства отображения также выводят хронометр, который показывает время, оставшееся для завершения упражнения. ПО обработки видео представляет собой компонент настоящего изобретения, отвечающий за вывод упражнений в зоне отображения движения или удара.
b. зону отображения баллов, показанную пунктирной линией на фигуре 5, которая находится по бокам средств отображения; в ней показываются баллы каждого пользователя. В зоне отображения баллов также показываются номера устройств приема ударов, псевдонимы, баллы, уровни, результаты и фото для каждого пользователя. Баллы обновляются в реальном времени, поэтому пользователь может узнать свой статус в любое время в процессе тренировки. ПО начисления баллов представляет собой компонент настоящего изобретения, который отвечает за обновление баллов пользователей, показываемых в соответствующей зоне отображения, а также за проецирование изображений на средства отображения.
13. Динамики: средства отображения подключаются к одному или нескольким динамикам, чтобы пользователи могли слышать музыкальный отрывок, необходимый для соблюдения надлежащего ритма при выполнении заданной последовательности движений и ударов.
На фигуре 6 показаны элементы системы по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, их взаимосвязь и способ подключения между собой.