АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ТРЕНИРОВОЧНЫЙ КОМПЛЕКС
AUTOMATED TRAINING COMPLEX

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области механики и робототехники, может быть использовано для обеспечения тренировочного процесса в полностью автономном режиме.
Уровень техники
Из уровня техники известен тренажер для игр с мячом (RU 164165 U1, опубл. 20.08.2016). Тренажер для игр с мячом содержит корпус, с размещенными внутри него системой мишеней и как минимум одним устройством подачи мячей с блоком управления, а также подиум и систему сбора мячей, система мишеней представляет собой вертикальную плоскостную каркасную конструкцию, установленную на подиуме по периметру, горизонтальная поверхность подиума имеет угол наклона от центра к краям, система сбора мячей размещена вокруг подиума, одной стороной примыкая вплотную к его боковым стенкам, а другой стороной примыкая вплотную к внутренней поверхности корпуса, и представляет собой состыкованные между собой желоба, расположенные ниже горизонтальной поверхности подиума наклонно вниз к устройству подачи мячей, которое установлено таким образом, что его выпускное отверстие расположено в одной из плоскостей системы мишеней, а приемное отверстие в зоне нижней точки системы сбора мячей, при этом в корпусе выполнен вход внутрь тренажера.
Недостатком такого устройства является то, что он не полностью автоматизирован, отсутствует автоматический вход по системе распознавания, отсутствует удаленный контроль тренировочного процесса тренером, нет возможности коррекции с использованием голосовых подсказок, не обеспечивается полная безопасность спортсмена.
Заявленное изобретение устраняет указанные недостатки и позволяет достичь заявленный технический результат.
Раскрытие изобретения
Технической задачей, которую решает предлагаемое решение, является создание автоматизированного тренировочного комплекса, обеспечивающего проведение тренировок спортсмена в полностью автономном режиме, обеспечивающего полную безопасность спортсмена без физического присутствия тренерского состава и персонала, и возможности контакта с ними с соблюдением требований социальной дистанции, при соблюдении которой отсутствует возможность вирусных заболеваний и их распространение.
Технический результат заключается в обеспечении проведения тренировок спортсмена в полностью автономном режиме, обеспечении полной безопасности спортсмена, в том числе исключении физического присутствия тренерского состава, персонала и контакта с ними, и соответственно исключении возможности вирусных заболеваний и их распространения, а также возможности предотвращения чрезмерных нагрузок спортсмена, обеспечении возможности удаленного контроля тренировочным процессом в реальном времени, сокращении времени на процессы, не напрямую относящиеся к самой тренировке, повышении эффективности и качества тренировочного процесса в целом.
Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата автоматизированный тренировочный комплекс содержит корпус, с размещенными внутри него подиумом, автоматической системой мишеней, автоматической системой сбора спортивных снарядов, по меньшей мере одно автоматическое устройство подачи спортивных снарядов, при этом автоматическая система мишеней, установлена на подиуме по периметру, горизонтальная поверхность подиума имеет угол наклона от центра к краям, автоматическая система сбора спортивных снарядов размещена вокруг подиума, одной стороной примыкая к его боковым стенкам, а другой стороной к внутренней поверхности корпуса, и представляет собой состыкованные между собой желоба, расположенные ниже горизонтальной поверхности подиума и направленные к автоматическому устройству подачи спортивных снарядов, при этом в корпусе выполнена по меньшей мере одна автоматическая дверь, причем комплекс содержит установленные в его пределах по меньшей мере один микрофон, по меньшей мере одну колонку и по меньшей мере одну видеокамеру, при этом комплекс содержит сервер, соединенный с автоматическими системами и устройствами комплекса посредством проводной или беспроводной связи, выполненный с возможностью удаленного управления работой комплекса, хранения, обработки, анализа и отображения данных по объединенной сети.
Автоматическая дверь снабжена устройством распознавания лица и/или устройством распознавания отпечатка пальца и/или устройством распознавания голоса.
По меньшей мере одно автоматическое устройство подачи спортивных снарядов содержит по меньшей мере один микрофон, по меньшей мере одну колонку и по меньшей мере одну видеокамеру.
Автоматическое устройство подачи спортивных снарядов расположено по одной или нескольким сторонам комплекса и установлено таким образом, что его выпускное отверстие для снаряда расположено в одной из плоскостей системы мишеней, а приемное отверстие в зоне нижней точки системы сбора снарядов.
Комплекс по дополнительно содержит по меньшей мере один экран для отображения результатов.
Комплекс дополнительно содержит систему видеоанализа, взаимодействующую с сервером, и выполненную с возможностью автоматической коррекции тренировки в онлайн режиме и/или выведения отчета с визуализацией после завершения тренировки.
Сервер установлен в месте расположения автоматического устройства подачи спортивных снарядов или в пределах комплекса или в непосредственной близости от комплекса.
Краткое описание чертежей
Фиг.1. - Автоматизированный тренировочный комплекс, вид в плане;
Фиг.2. - Автоматизированный тренировочный комплекс, изометрия;
Фиг.3. - Входная часть тренировочного комплекса, вид А.
На фигурах цифрами обозначены следующие элементы:
1 - корпус комплекса;
2 - подиум;
3 - внешний контур комплекса;
4 - мишени;
5 - автоматическое устройство подачи спортивных снарядов (пушка);
6 - автоматическая система сбора спортивных снарядов (желоб со шнеком);
7 - устройство открывания двери по отпечатку пальцев или фейс-айди;
8 - магнитный замок;
9 - входное отверстие мяча в пушку;
10 - вход (дверь).
Осуществление изобретения
Автоматизированный тренировочный комплекс содержит корпус 1, подиум 2, внешний контур 3, систему мишеней 4, по меньшей мере одно автоматическое устройство подачи спортивных снарядов (пушку) 5, сервер, по меньшей мере один микрофон, по меньшей мере одну колонку, по меньшей мере одну камеру, систему сбора спортивных снарядов 6, по меньшей мере одну автоматическую дверь 10 входа/выхода.
По сути комплекс представляет собой огороженную тренировочную площадку (манеж). Форма и размер комплекса могут быть различными.
Корпус 1 может представлять собой, например, сетку, натянутую на каркас. Внутри корпуса 1 размещены подиум 2 и автоматическая система сбора спортивных снарядов 6. Горизонтальная поверхность подиума 2 имеет угол наклона от центра к краям.
Комплекс содержит одно или несколько автоматических устройств подачи спортивных снарядов 5 (пушек) с блоком управления, расположенных по одной или нескольким сторонам комплекса. Пушки 5 предназначены для автоматической подачи внутрь площадки спортивных снарядов для работы с ними спортсмена, могут быть поворотными в горизонтальной и вертикально плоскостях, соответственно стрелять в разный части игрового поля.
Изнутри стороны комплекса поделены на мишени 4. Система мишеней 4 представляет собой вертикальную плоскостную каркасную конструкцию, установленную на подиуме 2 по периметру. Мишени (окна) 4 могут быть расположены в один или несколько рядов, на одной или каждой стене, иметь подсветку различных цветов и работать в автоматическом режиме. При этом мишени могут иметь различные формы и размеры. Например, вместо части мишеней, с одной или более сторон, возможна установка дезертирующей мишени, размером соответствующим футбольным воротам для отработки ударов и тренировки завершающих стадий атаки.
Автоматическая система сбора спортивных снарядов 6 размещена вокруг подиума 2, одной стороной примыкая вплотную к его боковым стенкам, а другой стороной примыкая вплотную к внутренней поверхности корпуса 1, и представляет собой состыкованные между собой желоба с шнеком, расположенные ниже горизонтальной поверхности подиума 2 и направленные к устройству подачи снарядов 5, которое установлено таким образом, что его выпускное отверстие для снаряда расположено в одной из плоскостей системы мишеней, а приемное отверстие 9 в зоне нижней точки системы сбора снарядов.
Например, в случае отскока на подиум 2, снаряд, за счет наличия угла наклона поверхности подиума 2 от центра к краям, скатывается по поверхности с подиума и падает в желоб системы сбора мячей 6, расположенной вплотную к боковым стенкам подиума 2 ниже его горизонтальной поверхности, в которой находится шнек. Шнек вращаясь перемещает спортивные снаряды к пушке 5, которая выполняет повторные выстрелы этими снарядами. Таким образом все снаряды после выстрела из устройства подачи мячей 5 в конечном счете оказываются в желобах системы сбора мячей 6. Расположение системы сбора мячей 6 между подиумом 2 и корпусом 1 вплотную к ним исключает застревание снарядов, их выпадению из участия в тренировочном процессе, тем самым обеспечивая автоматическую работу комплекса.
Сервер выполнен с возможностью управления удаленной работой комплекса, хранения, обработки, анализа и отображения данных, имеет свою web страницу, связан со всеми системами и устройствами комплекса, может быть установлен в месте расположения пушки или в другом подходящем месте комплекса, где к нему будет доступ, например, в пределах внешнего контура 3 или в непосредственной близости от него или в любом другом месте.
Также комплекс содержит по меньшей мере один микрофон, звуковую колонку и видеокамеру.
При помощи микрофона спортсмен может управлять тренировочным процессом, например, голосовой командой запускать, приостанавливать, переключать сессии и вносить в них корректировки, или останавливать полностью тренировочный процесс.
При помощи колонок спортсмен может слышать голосовые подсказки (команды) тренера и/или компьютера в онлайн режиме.
При помощи видеокамеры может осуществляться вход в комплекс, в том числе через систему распознавания лица с автоматическим открыванием/закрыванием двери. С помощью видеокамеры спортсмен может управлять тренировочным процессом, например, жестами запускать, приостанавливать, переключать сессии и вносить в них корректировки, или останавливать полностью тренировочный процесс. Также через видеокамеру может сниматься/записываться тренировочный процесс и в онлайн режиме транслироваться в личный кабинет тренера. Тренер в свою очередь по видео может удаленно из любого места наблюдать и управлять процессом тренировки (запускать, приостанавливать, переключать сессии и вносить в них корректировки, или останавливать полностью тренировочный процесс), и через колонки в онлайн режиме делать голосовые подсказки спортсмену.
Количество микрофонов, колонок и видеокамер могут быть различными. Расположены они могут быть в пределах комплекса или в непосредственной близости от него.
Вход в комплекс осуществляется автоматически через дверь 10, например, раздвижную. Дверей 10 может быть несколько, расположены могут быть как в углах комплекса, так и в его сторонах.
По меньшей мере одна дверь 10 имеет автоматическую систему открывания/закрывания, снабженную магнитным замком 8, доводчиками и устройством 7 распознавания лица и/или распознавания отпечатка пальца и/или распознавания голоса.
Все устройства и системы комплекса (пушки, мишени, микрофоны, колонки, видеокамеры, устройства распознавания и т.д.) непосредственно соединены с сервером с помощью проводной или беспроводной связи, обеспечивая прием, передачу, хранение, анализ и отображение информации по объединенной сети.
Кроме того, комплекс может быть оснащен по меньшей мере одним экраном для отображения результатов, который может быть встроен в комплекс или находиться за его пределами.
Также комплекс может быть оснащен системой видеоанализа для автоматической коррекции техники выполнения движений. В таком случае нет необходимости контроля и коррекции со стороны тренера, система в автоматическом режиме определяет ошибки и дает голосовые подсказки игроку в онлайн режиме, либо в отчете с визуализацией после завершения тренировки. Система видеоанализа полностью заменяет тренера, обеспечивает дополнительную автоматизацию и повышает качество коррекции, исключает человеческий фактор.
Кроме того, комплекс может содержать автоматическую систему оценки внутреннего состояния спортсмена, включающую в себя устройства контроля частоты сердечных сокращений, такие как пульсометры или другие устройства, оценивающие внутреннее состояние спортсмена по разным показателям, соединенные по беспроводной связи с сервером, и соответствующее программное обеспечение. Например, пульсометры могут быть расположены на теле спортсмена, могут быть разных видов, например, нагрудные или в виде наручных часов и т.д.), связаны с общей сетью сервера по беспроводной связи, и их показания могут отображаться и контролироваться в онлайн режиме автоматически программой или тренером. В программе можно вносить пороги значений, при которых система будет автоматически останавливать или замедлять темп тренировки. Либо может это делать тренер, опираясь на показатели частоты сердечных сокращений. Пороги определяются заранее для каждого спортсмена индивидуально и заносятся в систему, так же могут отличаться от цели тренировки - иногда есть задача работать на высоком пульсе, в другом случае на среднем или низком. Данная система обеспечивает дополнительную безопасность спортсмена, возможность предотвращения чрезмерных нагрузок, а также целенаправленную работу в определенных пульсовых зонах.
Через электронный личный кабинет на web странице спортсмен может увидеть автоматизированный календарь с расписанием, где он сам записывается в свободное время для тренировок, оплата тоже происходит автоматически, списание с карты через интернет-эквайринг, что экономит время.
Помимо этого, для последующих анализа и разбора тренировки в комплексе могут быть дополнительно установлены различные устройства сбора информации (автономные или объединенные в сеть с блоком управления), например, различные датчики для фиксации попаданий или промахов и т.п. Поскольку наличие и комплектность таких устройств принципиально не влияет на достижение технического результата, их конкретизации в данном описании не приводится, а информация об их потенциальном наличии представлена с целью демонстрации очевидности для заявителя возможности использования подобных устройств в тренажере.
Комплекс работает следующим образом.
Спортсмен заходит на web страницу комплекса, регистрируется и авторизовывается в личном кабинете, вводит информацию о себе, загружает фотографию и регистрирует карту для оплаты через интернет-эквайринг. Далее он получает доступ к вкладкам со свободными местами в расписании и странице оплаты, где он может записаться на определенное время и купить определенное количество тренировок. После записи на тренировку происходит списание с баланса купленных тренировок и время бронируется за спортсменом.
В запланированное в расписании время спортсмен приезжает на тренировку, вход в комплекс осуществляется через автоматически открывающиеся двери. Дверь открывается после того, как происходит идентификация спортсмена и сопоставляется со спортсменом, записанным на это время в расписании. Идентификация производится через систему распознавания лица на входе в комплекс. Спортсмен поворачивается к терминалу FAce ID, информация с видео поступает на сервер и происходит поиск соответствия в базе фотографий спортсменов и определяется действительно ли этот спортсмен записался в расписание на это время. При выполнении этих двух условий, сервер отдает команду на плату управления, которая осуществляет разблокировку и открытие двери. Вход по аналогии может осуществлять по другим альтернативным системам доступа - qr код, биометрический отпечаток пальца, определение голоса. Дверь закрывается автоматически после того как одна из видеокамер комплекса определяет, что спортсмен зашел внутрь.
В одной или более пушках (или в другом подходящем месте комплекса, например, в/на стенах корпуса, в/на подиуме, в/на перекрытии (при наличии), в других системах и устройствах комплекса) установлены по меньшей мере одна видеокамера, колонка и микрофон. Колонки служат для подачи звуковых сигналов и связи со спортсменом, микрофон для получения голосовых команд от спортсмена, видеокамера для анализа жестов и съемки видео тренировок.
Спортсмен через вход проходит внутрь комплекса и располагается на поверхности подиума. После этого из колонок подается голосовая команда с просьбой занять спортсменом исходную позицию для начала тренировки и запускается тренировочная сессия. В зависимости от настроек как альтернативный вариант спортсмен сам оповещает систему о готовности к запуску тренировки через соответствующий жест или голосовую команду. Например, поднятая правая рука вверх или голосовая команда “Старт” обрабатывается микрофонами или видеокамерами, информация подается на сервер, который отдает команды механизмам тренировочного комплекса для запуска тренировки.
После запуска тренировки, по заданным параметрам устройства подачи снарядов начинают стрелять в спортсмена снарядами, которые он должен перенаправлять в мишени в соответствии с заданием тренировки. Для большей наглядности в каждый момент времени та мишень, в которую необходимо попасть может быть помечена с помощью устройства визуализации, которое может представлять собой, например, включаемую подсветку контура мишени, устройство подачи звука и т.д. Спортсмен может попасть или не попасть по направленному к нему снаряду. В случае непопадания снаряд падает на подиум. При попадании перенаправленный снаряд может далее попасть в одну из мишеней, либо в стойку каркаса системы мишеней. При попадании в мишень он пролетает через нее и, ударившись о внутреннюю поверхность корпуса, отскакивает от нее либо на подиум, либо в желоб системы сбора мячей. При попадании в стойку каркаса системы мишеней мяч также может отскочить от нее либо на подиум, либо в желоб системы сбора мячей.
Одновременно с запуском сессии видеокамеры начинают записывать видео и транслировать его в онлайн-режиме через сервер или любой существующий стриминговый сервис (youtube, vimeo и пр.). Тренировка доступна для просмотра пользователем системы, у которых есть права на просмотр.
Все текущие результаты в онлайне отображаются на экранах тренажера, которые защищены от попадания снарядом защитным прозрачным материалом (поликарбонат) или расположены за пределами тренажера.
Все тренировки автоматически транслируются в онлайне и тренер удаленно имеет возможность останавливать тренировочную сессию и давать голосовые подсказки. Например, он заметил ошибку у игрока и нажимает кнопку «остановить игровую сессию», сессия останавливается и он через микрофон начинает процесс коррекции тренировочного занятия, объясняя что спортсмен делает не так (например, тренер сообщает, что в момент удара спортсмен систематически ставит опорную ногу сильно далеко от мяча, что влечет за собой брак в нанесении удара по мячу) и после этого опять запускает сессию. Кроме этого, голосовые подсказки могут выполняться непосредственно в процессе тренировочной сессии, без ее остановки.
По завершению тренировочной сессии дверь открывается автоматически, и спортсмен выходит из тренажера. После этого запись тренировок и коррекция тренера доступна в его личном кабинете для анализа.
Тренировочный комплекс может быть оснащен системой видеоанализа для автоматической коррекции техники выполнения движений. В таком случае нет необходимости контроля и коррекции со стороны тренера, система в автоматическом режиме определяет ошибки и дает голосовые подсказки игроку в онлайн режиме, либо в отчете с визуализацией после завершения тренировки. Система видеоанализа полностью заменяет тренера, обеспечивает дополнительную автоматизацию и повышает качество коррекции, исключает человеческий фактор.
За счет выполнения тренировочного комплекса вышеописанным образом, а именно за счет содержания в комплексе автоматического входа, имеющего систему распознавания, автоматических пушек, автоматических мишеней, автоматической системы сбора мячей, подиума, выполненного с наклоном, микрофона, колонки, камеры и сервера для удаленного управления работой комплекса и его всеми системами и устройствами по объединенной сети, обеспечивается проведение тренировок спортсмена в полностью автономном режиме, при полной безопасности спортсмена, исключается контакт с тренерским составом, персоналом и элементами комплекса, и соответственно исключается возможность вирусных заболеваний и их распространение, предотвращаются чрезмерные нагрузки, обеспечивается возможности удаленного контроля тренировочным процессом в реальном времени с коррекцией путем голосовых подсказок, сокращается время на процессы, не напрямую относящиеся к самой тренировке, повышается эффективность и качество тренировочного процесса в целом.