Результат интеллектуальной деятельности: Способ подготовки спортсменов

Изобретение относится к физической культуре и спорту и предназначено для подготовки спортсменов, оценки их зрительных, когнитивных и двигательных способностей. Оно может быть использовано в физиологической, медицинской, психологической науке и практике, а также при создании игровых и обучающих комплексов.

В авиации, ракетной и космической технике, а также в морском флоте находят широкое применение сложные комплексные системы автоматического управления движением. Известны системы автоматического управления летательным аппаратом (ЛА), включающие в себя в качестве чувствительных элементов системы ориентации, навигации и бортовые гироскопические устройства, предназначенные для управления радиолокационными, телеметрическими, оптическими и тепловыми приборами наведения; эти приборы и устройства в процессе наведения также формируют сигналы для автоматического управления ЛА. При этом базовыми элементами являются гироскопические стабилизаторы и приборы.

В доступной литературе подробно изложены основные принципы построения гиростабилизаторов различного назначения и гироскопических систем ориентации, а также дан анализ их динамических погрешностей [1].

Из современного уровня техники известны миниатюрные лазерные источники света, лазерные указки и различные проекционные системы малых габаритов и веса [2].

Известны также легкие летательные аппараты-дроны с дистанционным радиоуправлением. На дронах устанавливают различную технологическую аппаратуру, в том числе видеокамеры и световые приборы [3].

Однако в известном виде дроны не предназначены для проведения спортивных тренировок и тестирования спортсменов.

Известен способ интерактивной тренировки одного или нескольких игроков в светодинамических зонах по патенту WO 2003/100568 А2 [4].

Данный комплекс предназначен, прежде всего, для мультимедийных развлечений и создания аэробных упражнений, которые формируются указанием направлений движения пользователей различными звуковыми и световыми сигналами.

Недостатком данного способа тренировки является его малая функциональная возможность.

Известен способ тренировки игроков и спортсменов со спортивным снарядом на игровом поле по патенту RU 2444392 С1 [5], включающий выполнение тренировки на поле с управляемой светодинамической подсветкой, в котором при помощи светодинамической подсветки создают управляемые зоны. Спортсмен должен находиться в разрешенных зонах, удерживая спортивный снаряд. При этом непредсказуемо для спортсмена меняют положение, форму и площадь разрешенных зон, изменение положения формы и площади разрешенных зон и режимов тренировки задают вручную или программно-аппаратным комплексом. По возможности спортсмена постоянно находиться и удерживать спортивный снаряд в разрешенной зоне судят о росте спортивного мастерства спортсмена и об эффективности тренировок. Раскрытый в данном патенте базовый принцип тренировки с оптической кодировкой игрового пространства реализован позднее в ряде других известных способах тренировок спортсменов с использованием световых излучателей и видеокамер, установленных на заданной высоте над спортивной площадкой [6, 7, 8].

Недостатком каждого из этих способов тренировок является то, что они позволяют тренировать спортсмена и оценивать его навыки только в границах специально оборудованных тренировочных полей с мощными, габаритными, установленными стационарно световыми излучателями и видеокамерами. Недостатком этих способов являет и то, что внешние световые излучатели создают на игровом поле от спортсмена теневые зоны. Вместе с тем в данных способах в целях безопасности ограничено применение современной лазерной проекционной техники, которая имеет ряд преимуществ, особенно при создании светодинамических зон на ярко освещенных тренировочных полях.

По патенту [9] известен способ, в котором решаются вышеперечисленные проблемы. В данном способе спортсмен не ограничен периметром специально оснащенной спортивной площадки. Заданное количество световых излучателей, формирующих светодинамические зоны, закреплены на голове спортсмена и не создают прямого излучения в глаза спортсмена и его теневых зон. Программно-аппаратный комплекс, закрепленный полностью или частично на спортсмене, включает в себя систему гироскопической ориентации световых излучателей, которая в зависимости от поворотов, наклонов и вертикальных перемещений головы спортсмена, а также его перемещений по игровому полю во время тренировки, автоматически корректирует положение проекций светодинамических зон, сохраняя их целевое расположение или перемещение, заданное выбранной программой тренировки.

Однако любое дополнительное оборудование, закрепленное на голове спортсмена, создает ряд неудобств, а персональные источники света не исключают прямого попадания излучения в глаза партнеру при групповой тренировке.

Предлагаемое изобретение повышает эффективность тренировки спортсменов, обеспечивает ее безопасность и создание светодинамических зон для многовариантного моделирования игровых ситуаций практически при любой внешней освещенности тренировочной площади. Изобретение позволяет исключить наличие теневых зон, привязку тренировки спортсмена или группы спортсменов к специально оборудованным спортивным площадкам и создает условия, которые имеют существенное преимущество по сравнению с известными способами тренировки.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности тренировки спортсменов.

Технический результат достигается тем, что подготовку спортсменов выполняют на игровом поле, где программно-аппаратным комплексом, содержащим видеокамеру, отслеживающую перемещения спортсмена, световые излучатели, формирующие светодинамические зоны, а также систему гироскопической ориентации излучателей, моделируют трансформацией зон игровые ситуации и режимы тренировки. Причем новым является то, что заданное количество видеокамер и световых излучателей, формирующих светодинамические зоны, закреплены на заданном числе дронов, летающих над игровым полем по заданной программе на высоте ниже уровня глаз спортсменов. Программно-аппаратный комплекс управляет каждым дроном, содержащим систему гироскопической ориентации видеокамер и световых излучателей, которая в зависимости от поворотов, наклонов и вертикальных перемещений дрона, а также его перемещений по игровому полю по заданной программе во время тренировки, автоматически корректирует положение проекций светодинамических зон относительно спортсмена, сохраняя их целевое расположение или перемещение, заданное выбранной программой тренировки. Программно-аппаратный комплекс автоматически отключает световые излучатели при положениях головы спортсмена ниже высоты полета дрона или при отклонении проекций излучателей за пределы заданного поля допуска их отклонений. Для достаточного контраста изображений проекций световых излучателей они накладываются или не накладываются друг на друга.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Предлагаемый способ подготовки спортсменов осуществляется следующим образом. Над игровым полем запускают несколько дронов - радиоуправляемых летающих аппаратов. На каждом из дронов установлено заданное число видеокамер, следящих за спортсменами на игровом поле, и управляемые малогабаритные источники света, входящие в состав программно-аппаратного комплекса. В данном случае дроны предназначены для определения местонахождения спортсменов и формирования светодинамических зон на игровом поле, с помощью которых многовариантно моделируют игровые ситуации и создают специальные упражнения для развития технико-тактических навыков спортсмена. Для обеспечения безопасности на тренировке и исключения прямого излучения в глаза спортсмена при использовании лазерных или иных мощных малогабаритных излучателей дроны зависают в воздухе на высоте ниже уровня глаз тренирующихся людей. Программно-аппаратный комплекс, частично закрепленный на дроне (мощный вычислительный комплекс работает дистанционно по радиоканалу), включает в себя программно связанные две основные системы: систему видеонаблюдения - определения координат спортсмена на игровом поле, и систему управления светодинамическими проекциями. Система гироскопической ориентации автоматически фиксирует повороты, наклоны и вертикальные перемещения дрона и корректирует положение видеокамер, а также расположение проекций светодинамических зон на игровом поле, сохраняя их целевое расположение или перемещение, заданное выбранной программой тренировки.

При тренировках на открытых участках ветровая нагрузка и раскачка дронов при перемещениях по игровому полю не искажает целевого перемещения световых зон. Это происходит потому, что программно-аппаратный комплекс, содержащий систему гироскопической ориентации световых излучателей и видеокамер, зафиксировал незапланированные перемещения дрона и автоматически сориентировал световые излучатели, закрепленные на дроне, на позиции, где должны быть заданные проекции согласно целевой программе тренировки.

Пример тренировки обводки соперника. Футболист находится на игровом поле и не ограничен в перемещениях. Вокруг спортсмена, рост которого 170 см, зависают на высоте 90 см от уровня игрового поля три радиоуправляемых дрона. Они проецируют лазерными проекторами под собой кольца диаметром 130 см, являющиеся запрещенными зонами для спортсмена. По команде «Старт» дроны, управляемые программно-аппаратным комплексом, целенаправленно атакуют и преследуют футболиста. Задача спортсмена - обойти с мячом световых соперников и вырваться из окружения запрещенных зон. Попадание в световую зону признается ошибкой.

При корректном выполнении упражнения программно аппаратный комплекс увеличивает скорость действия дронов до тех пор, пока спортсмен не сможет безошибочно выполнить обводку световых соперников. На данной скорости продолжают тренировку до получения стабильных положительных результатов.

При осуществлении заявляемого способа могут использоваться известные технические решения и средства. Для компьютерной обработки информации может быть использовано известное или оригинальное программное обеспечение.

Технический характер решения подтверждается наличием технического результата, получаемого при осуществлении данного изобретения. Предложенный способ впервые указывает путь и технические средства, при помощи которых поставленная задача может быть решена.

Программно-аппаратный комплекс формирует базу данных по результатам разновременных тестов. Эти данные могут являться основой для анализа подготовленности спортсмена и корректировки его тренировки.

Заявляемый способ позволяет на новом уровне организовать подготовку спортсмена, проводить оценку его зрительных, когнитивных и двигательных способностей в полевых условиях, не привязанных к стационарно оснащенным спортивным комплексам.

Таким образом, заявляемый способ подготовки спортсменов обладает новыми свойствами, обуславливающими получение положительного эффекта.

Источники информации

1. Пельпор Д.С. Гироскопические системы ориентации и стабилизации. - М.: Машиностроение, 1982. - 165 с.

2. http://solutions.3mrussia.ru/wps/portal/3M/ru RU/PocketProiectors/HomePage/ProductsSupport/Specs/

3. http://aviadron.ru/

4. Патент WO 2003/100568 А2 (LIGHTSPACE CORP.), 04.12.2003.

5. Патент 2444392 РФ, МПК А63В 69/00. Способ тренировки игроков и спортсменов / Афоньшиин В.Е. - №2011101282; заявл. 12.01.2011; опубл. 10.03.2012, Бюл. №7. - 9 с.

6. Патент 2492896 РФ, МПК А63В 71/00. Способ тренировки технических действий в игровых видах спорта / Афоньшин В.Е., Роженцов В.В.; опубл. 20.09.13, Бюл. №26. - 5 с.

7. Патент 2492897 РФ, МПК А63В 71/00. Способ интерактивной тренировки / Афоньшин В.Е., Роженцов В.В. - №2012111420/12; заявл. 23.03.2012; опубл. 20.09.2013, Бюл. №26. - 13 с.

8. Патент 2550322 РФ, МПК А63В 69/00. Способ подготовки спортсменов / Афоньшин В.Е. - №2014128034; заявл. 08.07.2014; опубл. 10.05.2015, Бюл. №3. - 19 с.