ES2321339T3

ES2321339T3 - Dispositivo y metodo para la medicion de un afuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego movil.

Info

Publication number: ES2321339T3
Application number: ES06776471T
Authority: ES
Inventors: Udo Kuenzler; Walter Englert
Original assignee: Cairos Technologies AG
Current assignee: Cairos Technologies AG
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: EP1909925A1; CN101198382A; WO2007014702A1; ATE422949T1; JP2009503466A; ATE420703T1; JP4773519B2; DE102005036355A1; WO2007014701A1; US20110119022A1; EP1909925B1; US20070191083A1; EP1866039B1; WO2007014700A1; JP4762312B2; CN101232923B; US20070059675A1; US7891666B2; DE502006002898D1; CN101198382B

Abstract

Dispositivo para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego móvil, con las siguientes características: un equipo (90) para el suministro de un desarrollo en el tiempo que se presenta con una acción sobre el aparato de juego por un objeto de una presión interna del aparato de juego; un equipo (92) para el procesamiento del desarrollo en el tiempo de la presión interna, para obtener una medida de energía, que depende de una energía transmitida por el lanzamiento al objeto, donde el equipo para el procesamiento (92) está configurado para suministrar informaciones con respecto a una presión interna en reposo antes o después del lanzamiento y para integrar una modificación de la presión interna con respecto a la presión interna en reposo, para obtener la medida de energía; un equipo (94) para el suministro de una información con respecto a la fuerza de lanzamiento basada en la medida de energía, con una memoria, en la que se almacenan informaciones para diferentes presiones con respecto a curvas determinadas previamente, donde una curva comprende una relación entre una fuerza de lanzamiento y una medida de energía, donde el equipo (94) para el suministro está configurado para seleccionar, basándose en la presión interna en reposo, una curva y suministrar, basándose en la medida de energía, una fuerza de lanzamiento, que se indica por la curva seleccionada.

Description

Dispositivo y método para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego móvil.

La presente invención se refiere a dispositivos móviles y particularmente a aparatos de juego como, a modo de ejemplo, pelotas así como a conceptos para la detección de un contacto de un objeto con el dispositivo móvil.

Desde hace tiempo, diferentes grupos de interés han deseado estudiar la evolución del movimiento de objetos o personas en movimiento o poder comprender la misma, lo que requiere la indicación exacta de la posición del objeto en el espacio y el tiempo. Son de particular interés, entre otras cosas, pelotas de juego, particularmente en tipos de deporte comercializados como, por ejemplo, las pelotas de fútbol altamente aceleradas en el espacio tridimensional así como pelotas de tenis o golf. El planteamiento de quién ha tocado en último lugar el objeto con el que se juega, cómo se golpeó y en qué dirección se continuó acelerando, puede ser decisivo para el final del juego dependiendo del tipo de juego.

Los aparatos de juego que se utilizan en el deporte de alta competición como, por ejemplo, pelotas de tenis, pelotas de golf, balones de fútbol y similares, se pueden acelerar entre tanto hasta velocidades extremadamente altas, de tal forma que la detección del objeto durante el movimiento requiere una tecnología muy diferenciada. Los medios técnicos utilizados hasta ahora, sobre todo cámaras, no cumplen o cumplen de forma solamente insuficiente los requerimientos que se han planteado anteriormente; incluso los métodos conocidos hasta ahora para la determinación de la posición mediante diferentes combinaciones de emisor y receptor dejan todavía un gran intervalo con respecto a la resolución en el espacio de las indicaciones de la posición, con respecto a la capacidad de manipulación de los componentes necesarios de emisor/receptor y sobre todo con respecto a la evaluación de los datos obtenidos mediante el sistema de emisor/receptor, de tal forma que todavía no es posible una valoración lo más rápida posible de los resultados obtenidos a partir de estos datos o, al menos, es muy compleja.

No solamente en el deporte comercial, en el que se pueden utilizar aparatos de juego móviles, sino también en el ámbito privado, los usuarios cada vez están más acostumbrados a aparatos electrónicos, que indican diversas informaciones, para proporcionar a un usuario una información sobre resultados de cómo ha actuado sobre un objeto o para proporcionar al mismo informaciones con respecto a cómo ha actuado un jugador sobre un aparato de juego móvil.

De este modo, los actuales métodos estadísticos trabajan en aplicaciones comerciales como, a modo de ejemplo, la liga alemana de fútbol, indicando estadísticas relativamente sencillas como, a modo de ejemplo, el contacto con el balón porcentual de un equipo o el número de saques de esquina, tiros libres o faltas.

Por otro lado, particularmente en el tenis, donde existe un entorno muy claro planificable con solamente dos actores, hay equipos que miden, por ejemplo, la velocidad de la pelota de tenis durante el saque, de tal forma que un espectador es capaz de estimar si un saque fue "fuerte" o "suave".

En tales mediciones de velocidad, que se pueden producir mediante métodos ópticos, es problemático que no funcionan en un entorno en el que existe una "multitud" de actores como, a modo de ejemplo, en un campo de fútbol, donde no actúan solamente dos personas, sino que actúan 22 personas que, además no se sitúan prácticamente en el mismo sitio, como en el tenis para el saque, sino que pueden adoptar cualquier constelación sobre el campo de juego. Por otro lado, es interesante, particularmente en el fútbol, tanto para la información sobre resultados para los jugadores durante el entrenamiento como para los espectadores, cómo se ha producido realmente un lanzamiento o cómo de grande ha sido una fuerza de lanzamiento.

De este modo, el lanzamiento de una pelota en el fútbol o en el tenis representa de cierto modo la propia actuación "básica" sobre el aparato de juego, que siempre es decisiva para cómo continua un juego, ya que finalmente siempre se trata de realizar algo con el aparato de juego móvil, llevar el mismo, a modo de ejemplo, al campo de un contrario (como en el tenis) o introducir el mismo en una portería (como en el fútbol) o introducir el mismo en una cesta (como en el baloncesto) o poner el mismo en contacto con el suelo en un campo de juego del contrario (como en el balonvolea). Debido a las dificultades de las constelaciones que se modifican constantemente en juegos dinámicos, particularmente de equipo, sin embargo, también en el tenis, cuando en ese momento no se está jugando ningún saque, sino que la pelota se está jugando en un juego continuo, las mediciones de velocidad externas fallarán, lo que ha conducido a
que actualmente no existan sistemas de detección de fuerza de lanzamiento que se puedan utilizar de forma flexible.

Por otro lado, para el ámbito deportivo, sin embargo, también para el ámbito de ocio existe una limitación adicional que se produce porque estos ámbitos están altamente comercializados. De este modo, todos los sistemas que suministran informaciones adicionales, particularmente cuando están concebidos para el ámbito del ocio o para el ámbito de ocio deportivo, se tienen que poder ofrecer a un precio bajo, ya que se trata en este caso de objetos que un usuario nunca "necesita necesariamente", sin embargo, que posiblemente le gustaría tener. Particularmente en un mercado de este tipo es decisivo que se pueda ofrecer un sistema de forma económica y al mismo tiempo robusta. De este modo, un sistema no tiene que requerir mucho mantenimiento o requerir una gran medida de aparejos como, a modo de ejemplo, una instalación de medición de velocidad para la medición del saque de un jugador de tenis. Debido a los costes relativamente elevados asociados a esto, un club de tenis pequeño nunca adquiriría una instalación de este tipo con propósitos de entrenamiento, se puede aplicar más bien a un usuario privado, que en su tiempo libre quiere jugar al tenis de una forma más ambiciosa.

A partir del documento WO 2005/044396 A se conoce una pelota como aparato de juego móvil, con un dispositivo para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre el aparato de juego móvil, con las siguientes características: un equipo para el suministro de un desarrollo en el tiempo que se presenta con una acción sobre el aparato de juego por un objeto de una presión interna del aparato de juego; un equipo para el procesamiento del desarrollo en el tiempo de la presión interna, para obtener una medida de energía, que depende de una energía transmitida por el lanzamiento al objeto y un equipo para el suministro de una información con respecto a la fuerza de lanzamiento basándose en la medida de energía. La pelota presenta en el interior una estructura de soporte, en la que se dispone el dispositivo, en forma de un dispositivo emisor así como opcionalmente un sensor de aceleración y/o presión. El equipo emisor emite las señales a antenas externas, por lo que se pueden detectar la fuerza de un lanzamiento, la aceleración de una pelota y, para el caso en el que se proporcionen antenas externas adicionales, también la posición de la pelota. Está previsto visualizar el movimiento de la pelota sobre una pantalla, preferiblemente por una pista luminosa.

El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un concepto que se pueda utilizar de forma flexible y, sin embargo, de baja complejidad para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego móvil.

Este objetivo se resuelve mediante un dispositivo para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego móvil de acuerdo con la reivindicación 1, un método para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego móvil de acuerdo con la reivindicación 12, un programa informático de acuerdo con la reivindicación 13 o un aparato de juego móvil de acuerdo con la reivindicación 11.

La presente invención se basa en el conocimiento de que se puede conseguir una medición de fuerza de lanzamiento exacta, con poco mantenimiento y que se puede utilizar al mismo tiempo de forma flexible cuando se suministra un desarrollo en el tiempo de una aceleración o un desarrollo en el tiempo de una presión interna de un aparato de juego móvil, para procesar después este desarrollo en el tiempo y, de hecho, con el objetivo de obtener una medida de energía que depende de una energía transmitida al objeto por el lanzamiento. Además se proporciona un equipo para el suministro de una información con respecto a la fuerza del lanzamiento, que usa la medida de sinergia para la determinación de la fuerza del lanzamiento. De acuerdo con la invención de este modo no se realiza ninguna medición directa de la velocidad, sino que, en ejemplos de realización preferidos, como mucho una medición indirecta de la velocidad, de manera que se detectan un desarrollo de la aceleración en el tiempo y un desarrollo de la presión en el tiempo y este desarrollo en el tiempo se procesa para obtener una medida de energía, es decir, cualquier magnitud que esté relacionada de algún modo de forma lineal o no lineal o de cualquier otro modo con la energía. Esta medida se usa después de acuerdo con la invención para suministrar una información de fuerza de lanzamiento. Esta información de fuerza de lanzamiento puede ser un valor cuantitativo, pero sin unidades, por ejemplo, en una escala entre 1 y 10 o, sin embargo, puede ser un valor en una escala abierta por la parte superior o un valor para una fuerza ejercida sobre el aparato de juego móvil en el momento del lanzamiento o puede ser un valor de energía, es decir, un valor para la energía que se ha introducido en el aparato de juego móvil durante el lanzamiento.

Alternativamente, la fuerza de lanzamiento también puede ser una indicación del longitud, que suministra una medida de hasta dónde habría volado, a modo de ejemplo, la pelota, si se hubiera lanzado la pelota en el ángulo óptimo y sin rotación. Un resultado de fuerza de lanzamiento de este tipo es interesante particularmente para tipos de deportes con pelota, como fútbol o fútbol americano, ya que en ese caso los jugadores podrían usar en mayor medida de forma intuitiva una medida de longitud de hasta dónde, por ejemplo, habría llegado un pase o disparo, que valores cuantitativos o unidades físicas de fuerza o energía. Sin embargo, para la comparación con otros jugadores, también es de gran interés la escala cuantitativa sin unidades, independientemente de si es cerrada o abierta por la parte superior.

En ejemplos de realización preferidos se realiza además una detección de contacto con la pelota. Para esto se pueden utilizar diferentes componentes para ambos objetivos. Para esto es óptimo el uso de dos señales, que tienen diferentes velocidades de señal, para conseguir una detección robusta y, a pesar de esto, eficaz y precisa de un contacto con un dispositivo móvil. De acuerdo con la invención, un detector en el dispositivo móvil, es decir, por ejemplo, en una pelota de fútbol, detecta si en proximidad de la pelota de fútbol se encuentra un objeto como, a modo de ejemplo, la pierna de un jugador de fútbol. Esto tiene lugar, por ejemplo, por una medición de presión, aceleración o vibración o incluso por una medición sin contacto.

En cuanto se ha detectado que el objeto se sitúa en proximidad del dispositivo móvil, se controla el módulo de emisor para emitir dos señales que tienen diferentes velocidades de señal. Un dispositivo de receptor unido con el objeto detecta la primera señal y espera después un tiempo determinado a la recepción de la segunda señal con velocidad de señal más lenta. Si la señal con la velocidad de señal más lenta se detecta dentro del intervalo de tiempo predeterminado, que comienza con la recepción de la primera señal rápida, se parte del hecho de que el objeto, que ha recibido tanto la primera como la segunda señal dentro del intervalo de tiempo predeterminado, ha tenido un contacto con el dispositivo móvil. Esto se reproduce por el hecho de que un detector, que ha detectado la recepción de la segunda señal en el intervalo de tiempo predeterminado, suministra una señal de salida de detector, donde después se almacena por una memoria que ha habido una señal de salida del detector, que, por tanto, (muy probablemente) ha existido un contacto con la pelota. Alternativamente o adicionalmente se puede almacenar un momento absoluto, en el que ha existido la señal del detector, en la memoria, de tal forma que cuando se piensa en un partido de fútbol se obtiene una secuencia de momentos que se pueden leer entonces, por ejemplo, después de un partido o durante un partido para determinar, dependiendo de esto, cuántos contactos con el balón ha tenido un jugador o, dicho de forma general, cuántos contactos ha tenido un objeto con el dispositivo móvil.

Cuando se parte de que se sitúan, por ejemplo, varios jugadores de fútbol en proximidad de la pelota, la señal rápida se detectará por varios dispositivos de receptor. Sin embargo, si el periodo de tiempo predeterminado se selecciona de tal forma que con alta probabilidad realmente solamente el dispositivo de receptor, que se dispone más próximo al dispositivo móvil, puede recibir dentro del intervalo de tiempo predeterminado la segunda señal, mientras que dispositivos de receptor situados más alejados también reciben la segunda señal, sin embargo, después de transcurrir el periodo de tiempo predeterminado, de tal forma que para estos jugadores no se registra ningún contacto con la pelota.

Por el ajuste del periodo de tiempo predeterminado en los dispositivos de receptor que lleva el jugador, se puede ajustar de este modo la precisión o el alcance que se tiene que detectar. Para esto no se quiere ningún uso de la propia pelota.

Además, el uso de dos señales con diferente velocidad posibilita que no se necesite en la propia pelota ningún instrumento electrónico complicado y, por tanto, que tienda a errores. Solamente se tiene que garantizar que la pelota tenga un detector de proximidad, que trabaje controlado por contacto o sin contacto, que controla la emisión de las dos señales con diferentes tiempos de recorrido. En la propia pelota, por tanto, no se necesita ningún instrumento electrónico complicado, lo que es de considerable ventaja particularmente debido al hecho de que las fuerzas y aceleraciones que presionan sobre la pelota pueden ser inmensas, de tal forma que para los instrumentos electrónicos en la pelota existe un entorno muy duro.

En el lado del receptor no se necesitan identificaciones personales o similares, particularmente cuando se piensa que se trata de un producto industrial, es decir, que se deben proporcionar dispositivos de receptor a muchos jugadores, lo que es de considerable ventaja, ya que de este modo todos los dispositivos de receptor pueden trabajar de forma idéntica y no necesitan ninguna identificación especial, lo que también hace que los dispositivos de receptor sean sencillos y requieran poco mantenimiento o incluso no requieran mantenimiento. Además, por una construcción sencilla y robusta también se garantiza la seguridad de manipulación.

A continuación se explican de forma detallada ejemplos de realización preferidos de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos. Se muestra:

En la Figura 1, un dibujo esquemático de un campo de juego con un dispositivo móvil y varios objetos provistos de receptores;

En la Figura 2, un jugador con un balón de fútbol como ejemplo de un dispositivo móvil;

En la Figura 3, un dibujo de sistema esquemático;

En la Figura 4a, una vista más detallada de los grupos de función en el dispositivo móvil;

En la Figura 4b, una representación más detallada del módulo de emisor de la Figura 4a;

En la Figura 5a, una representación de diagrama de bloques del dispositivo de receptor; y

En la Figura 5b, una representación más detallada del dispositivo de receptor de la Figura 5a;

En la Figura 6a, un desarrollo esquemático cualitativo de la aceleración a lo largo del tiempo durante un lanzamiento;

En la Figura 6b, un desarrollo cualitativo de la velocidad a lo largo del tiempo durante un lanzamiento;

En la Figura 6c, un desarrollo cualitativo de la fuerza, que se ejerce sobre el aparato de juego móvil, durante un lanzamiento,

En la Figura 6d, un desarrollo cualitativo de la fuerza como función del recorrido, que se ejerce durante un lanzamiento sobre un aparato de juego móvil;

En la Figura 6e, una tabla de asignación preferida entre la medida de energía y la fuerza de lanzamiento;

En la Figura 7, un desarrollo cualitativo de la presión interna de un aparato de juego móvil;

En la Figura 8, un grupo de rectas para la determinación de la fuerza de lanzamiento con una presión interna en reposo como parámetro;

En la Figura 9, un diagrama de bloques esquemático del dispositivo de acuerdo con la invención para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego móvil; y

En la Figura 10, un diagrama de desarrollo para una medición de fuerza de lanzamiento preferida mediante un desarrollo de presión en el tiempo.

Para poder mejorar la habilidad durante el juego o poderse comparar con otros jugadores se tienen que obtener datos objetivos de forma sencilla. Estos se tienen que visualizar de tal forma que sea posible una información sobre resultados para entrenamiento o una comparación con otros jugadores. Para esto se proporcionan componentes correspondientes en el aparato de juego y un aparato de detección de datos, si es necesario, con unidad de indicación.

Con un sistema económico, la detección de la persona no se puede realizar por los tiempos de recorrido de las señales de radio. Para esto, las señales de radio de entrada se tendrían que comparar con una referencia de tiempo de alta precisión. Además, se tendría que construir una red en la que se compararan todos los tiempos medidos para determinar el jugador situado más próximo a la pelota. Por tanto, a continuación, a partir de la emisión de una señal de radio y una señal acústica se deduce quién tuvo el último contacto con la pelota.

Por la medición de las fuerzas que actúan sobre el aparato de juego también se puede deducir la fuerza de lanzamiento o la velocidad de rotación del aparato de juego. Si se realiza una consideración de la energía, el jugador individual puede aprender a controlar su efecto sobre el aparato de juego.

Se obtienen ventajas adicionales a partir de las demás reivindicaciones y reivindicaciones dependientes y a partir de la siguiente descripción.

Antes de describir la invención con detalle se indica que la misma no se limita a los respectivos componentes del dispositivo o al funcionamiento explicado, ya que estos componentes y métodos pueden variar. Las expresiones usadas en este documento solamente tienen por objeto describir realizaciones particulares y no se usan de forma limitante. Cuando en la descripción y en las reivindicaciones se usa el singular o artículos indeterminados, los mismos también se refieren al plural de estos elementos, a menos que el contexto global lo indique claramente de otro modo. Lo mismo se aplica en sentido inverso.

La Figura 3 muestra un dibujo de sistema esquemático. Particularmente muestra un dispositivo para la detección de las relaciones de fuerza y/o movimiento en un aparato de juego 7, como una pelota, donde en la pelota se proporciona un grupo constructivo 15 que está equipado con varios componentes electrónicos. En vez del grupo constructivo, los componentes electrónicos también se pueden disponer en la cubierta de la pelota, por ejemplo, en el lado interno o por una suspensión en el centro de la pelota.

En el aparato de juego se proporciona al menos uno de los siguientes componentes electrónicos:

-: un emisor 4 para ondas sonoras o de ultrasonidos para la emisión de una señal acústica,

-: un sensor de presión 10,

-: un sensor de aceleración,

-: al menos un sensor Hall 16,

-: al menos dos sensores magnetorresistivos,

-: al menos dos bobinas.

Por el emisor 4 para las ondas sonoras o de ultrasonidos o por al menos un radioemisor 3, los componentes electrónicos se unen, por ejemplo, por radio 1, con un receptor 2, para transmitir, por ejemplo, los datos detectados por los componentes electrónicos. Además se proporciona un microcontrolador 11 para el procesamiento de los datos. Estos datos se pueden trasmitir después a un aparato de detección de datos 12. Se proporciona una unidad de evaluación 13 para la evaluación de los datos detectados, que se representan, si se necesita, en una unidad de indicación 14. El aparato de detección de datos 12 se asigna preferiblemente al menos a un jugador 6, sin embargo, preferiblemente a todos los jugadores de un juego, para realizar de este modo, por ejemplo, una localización del jugador más próximo, como se explicará más adelante.

En el caso de algunos jugadores como, por ejemplo, en un partido de fútbol, a menudo es interesante saber quién ha tenido más contactos con la pelota. Para determinar esto se tiene que comprobar durante el contacto con la pelota quién ha tocado la pelota.

En un sistema económico, la detección de la persona no se puede realizar por tiempos de recorrido de las señales de radio. Para esto, las señales de radio de entrada se tienen que comparar con una referencia de tiempo de alta precisión y se tendría que construir una red, en la que se compararan todos los tiempos medidos para determinar el jugador situado más próximo a la pelota. Alternativamente se podría usar la intensidad de campo del emisor en la pelota para estimar una distancia. Esto, sin embargo, es impreciso.

Para mantener bajos los costes se mide en el dispositivo el tiempo de recorrido del sonido. Para esto, el aparato de juego 7 emite durante la detección de un efecto de fuerza una señal acústica como sonido o ultrasonido por un emisor 4. Al mismo tiempo, un radioemisor 3 emite una señal de radio. El receptor 2 de un aparato de detección de datos, que se asigna al jugador 6, registra la señal acústica y también la señal de radio. La diferencia de tiempo proporciona la distancia con respecto a la pelota. En cuanto se detecta la señal de radio se espera 5 ms a la llegada de la señal acústica. Si se detecta en este tiempo un impulso sonoro, se puede partir del hecho de que el receptor 2 del aparato de detección de datos 15 asignado al jugador 6 está separado como máximo 1,5 metros de la pelota. Este jugador, entonces, con gran probabilidad ha tocado la pelota. Preferiblemente, cada jugador 6 lleva un receptor de este tipo. Se cuenta e indica la cantidad de los impulsos sonoros detectados. Con ayuda de esta información y la hora del acontecimiento se pueden comprobar, con una relación posterior de todos los datos de todas las unidades de detección de datos 12, cuántos contactos con la pelota ha tenido un jugador 6. Incluso es posible obtener afirmaciones estadísticas de cuánto éxito han tenido los pases de pelotas, ya que se puede determinar el objetivo de un pase de pelota por una comparación en el tiempo. De este modo se puede detectar, por ejemplo:

-: ¿Quién ha perdido la pelota con qué frecuencia a favor del contrario?

-: ¿Fueron constantes los contactos con la pelota a lo largo del tiempo de partido y existió una pérdida de rendimiento?

-: ¿Quién ha sacado para quién y con qué frecuencia?

-: ¿Con qué frecuencia hubo pases entre varios jugadores del mismo equipo?

La unidad de evaluación 13 tiene, por tanto, medios para la evaluación de si en el intervalo de un tiempo predeterminado después de la entrada de la señal de radio se produce una señal acústica del emisor 4 para la pelota u ondas de ultrasonidos.

Un dispositivo de acuerdo con la invención para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego móvil se muestra en la Figura 9. El dispositivo comprende un equipo 90 para el suministro de un desarrollo en el tiempo de una aceleración o una presión (interna) de un aparato de juego móvil que se presenta por un efecto provocado por un lanzamiento sobre el aparato de juego.

Dependiendo del tipo de deporte, el objeto, que actúa sobre el aparato de juego móvil, es una raqueta de tenis, la pierna de un jugador de fútbol, la mano de un jugador de balonmano, una raqueta de tenis de mesa, etc., cuando el aparato de juego móvil es una pelota. Debido al hecho de que un objeto actúa en el marco de un lanzamiento sobre el aparato de juego móvil, se ejerce una aceleración sobre el aparato de juego móvil que, después, cuando se parte del hecho de que el aparato de juego móvil anteriormente estaba en el estado de reposo, era igual a 0 y, en un momento t_{0}, en el que el objeto impacta sobre el aparato de juego, aumentará bruscamente para disminuir después, como se muestra en la Figura 6a y, de hecho, hasta el momento t_{1}, en el que el aparato de juego móvil se aleja del objeto que ha actuado sobre el aparato de juego móvil.

Esta disminución en el momento t_{1} puede ser de nuevo más o menos brusca o también puede presentarse el caso en el que el desarrollo de la aceleración a(t) se aproxima de forma relativamente "suave" al valor cero, en el que se consigue una velocidad constante que, después, en algún momento se hace negativa debido al frenado por el rozamiento con el aire. Este frenado del aparato de juego móvil por rozamiento o por objetos de captación en primer lugar no es significativo para la medición de la fuerza de lanzamiento o se tiene que tener en cuenta dependiendo de la definición de la fuerza de lanzamiento. El último caso se presenta cuando se indica, a modo de ejemplo, como fuerza de lanzamiento una longitud en metros que volaría un balón de fútbol. Entonces se tendría que tener en cuenta el frenado del aparato de juego por el rozamiento con el aire y, de hecho, durante el cálculo de la información con respecto a la fuerza de lanzamiento basándose en la medida de energía.

De forma detallada, el dispositivo mostrado en la Figura 9 comprende un equipo 92 para el procesamiento del desarrollo en el tiempo de la aceleración o del desarrollo en el tiempo de la presión interna, para obtener una medida de energía que depende de una energía transmitida al objeto por el lanzamiento. Esta medida de energía puede ser, por ejemplo, la velocidad en el momento t_{1}, que se ha ejercido por el lanzamiento sobre el aparato de juego móvil. Una situación de este tipo se muestra en la Figura 6b. Cuando después se vuelve a partir del hecho de que el objeto se situaba en el momento t_{0} en el estado de reposo, su velocidad aumentará debido a la aceleración ejercida en el momento t_{0} y se elevará hasta el momento t_{1}. En el momento t_{1}, el balón de fútbol se aleja, a modo de ejemplo, de la pierna del jugador de fútbol y se ha conseguido una velocidad máxima v_{max}, que después volverá a disminuir debido al rozamiento con el aire. La velocidad momentánea en el momento t entre t_{0} y t_{1} se puede calcular de forma actual sin más por la ecuación mostrada a la derecha en la Figura 6b.

Sin embargo, una medida de energía preferida es la velocidad máxima en el momento t_{1}, ya que esta energía, sin tener en cuenta una energía potencial, que típicamente será despreciable, es la energía que ha transmitido el jugador al aparato de juego. Si el jugador ha transmitido mucha energía, entonces su fuerza de lanzamiento es alta. Si, por el contrario, el jugador ha transmitido poca energía, entonces su fuerza de lanzamiento era baja, suponiendo que para ambos casos todas las demás circunstancias del aparato de juego, a modo de ejemplo, la presión interna, fueran comparables, como se explicará todavía con más detalle con referencia a la Figura 8.

El equipo 92, por tanto, puede calcular, por ejemplo, la velocidad máxima como medida de energía o calcular incluso, usando la masa de la pelota, la energía que se asigna a la velocidad máxima y que se denomina E_{max}.

El dispositivo mostrado en la Figura 6 comprende además un equipo 94 para el suministro de una información con respecto a la fuerza de lanzamiento basada en la medida de energía. La funcionalidad del equipo 94 se explica mediante la Figura 6e y puede ser en este caso simplemente una tabla de asignación, que ilustra la medida de energía calculada en una escala, por ejemplo, entre 1 y 10, como en el caso de la Figura 6e, o en una escala abierta por la parte superior o incluso en una indicación de tendencia.

Una indicación de tendencia consistiría en realizar una comparación de la medida actual de energía con una medida de energía determinada anteriormente, que se asignó a otro jugador y poder decir después, como indicación de tendencia, por tanto, como informaciones sobre la fuerza de lanzamiento, que la fuerza de lanzamiento del jugador actual era mayor, igual o menor que la fuerza de lanzamiento del anterior jugador.

Una representación de este tipo de la medida de energía sobre una información de fuerza de lanzamiento se puede realizar con cualquier medida de energía, es decir, también, por ejemplo, cuando se evalúa la fuerza, como se muestra en la Figura 6c como desarrollo a lo largo del tiempo. De este modo, el desarrollo de fuerza es proporcional al desarrollo de aceleración y de hecho, con la masa del aparato de juego móvil como constante de proporcionalidad. También el desarrollo de fuerza lo largo del tiempo proporciona una medida de energía que se podría calcular, por ejemplo, por integración de la fuerza a lo largo del tiempo.

Alternativamente también se puede medir, como se muestra en la Figura 6d, la fuerza orientada ejercida sobre la pelota como función del lugar geométrico, sobre el que se mueve la pelota durante el lanzamiento. De este modo, la fuerza en el punto geométrico x = 0, en el que se sitúa la pelota, antes de que impacte con la pierna del jugador, se elevará hasta un valor alto, que cae hasta un valor determinado. La pelota se aleja en el punto geométrico s_{0} en el lugar geométrico del pie del jugador, de tal forma que ya no se ejerce ninguna fuerza de impulso sobre la pelota, sino ya solamente las fuerzas de frenado existentes por el rozamiento con el aire, que, sin embargo, no se tienen en cuenta en la Figura 6d.

De este modo, la medida de energía también representa la integración de la fuerza medida (aceleración) con respecto al lugar geométrico que recorre la pelota. El lugar geométrico se puede medir, a modo de ejemplo, al mismo tiempo con el sensor de aceleración en la pelota, cuando el sensor de aceleración es un sensor de aceleración que trabaja de forma tridimensional, que además tiene sensibilidad de dirección. Alternativamente, el lugar geométrico de un cuerpo en vuelo también se puede calcular de otros modos como, a modo de ejemplo, por sistemas de localización de alta precisión por satélite o soporte terrestre o incluso por acceso a tablas predeterminadas. Sin embargo, también se pueden utilizar sistemas de localización micromecánicos usando giroscopios de vibración para la determinación del lugar geométrico, para poder evaluar numéricamente la integral mostrada en la Figura 6.

El ejemplo de realización preferido de la presente invención, sin embargo, consiste en proporcionar en el aparato de juego móvil un sensor de presión. Cuando se lanza el aparato de juego móvil, podría tener un desarrollo de presión como se muestra cualitativamente en la Figura 7. En un momento t_{0}, el objeto impacta sobre el aparato de juego móvil, lo que conducirá a un aumento de presión en el aparato de juego móvil, ya que el aparato de juego móvil se deforma por el objeto que impacta sobre el aparato de juego móvil. Este aumento de presión aumentará hasta una presión máxima p_{máx} y después volverá a disminuir, para volver a disminuir hasta la presión en reposo en el entorno del momento t_{1}, que se caracteriza por que el aparato del juego móvil ya no tiene ningún contacto con el objeto.

De acuerdo con la invención se ha descubierto que la integral con respecto a la modificación de presión, es decir, el área de superficie de la superficie dibujada de forma sombreada en la Figura 7, está relacionada con la energía ejercida sobre la pelota, de tal forma que se puede utilizar el desarrollo en el tiempo de la presión ventajosamente para la determinación de la fuerza de lanzamiento.

El uso de un sensor de presión es particularmente ventajoso en comparación con un sensor de aceleración, ya que el sensor de presión se puede configurar de forma sencilla y, en comparación con un sensor de aceleración que tiene, por ejemplo masas en travesaños de flexión, de forma robusta. Además, es inherente a un sensor de presión que, cuando se dispone dentro del aparato de juego móvil, no emite ninguna magnitud orientada, sino una magnitud independiente de dirección, lo que se podría conseguir en sensores de aceleración solamente por una provisión compleja de una serie de sensores de aceleración, que tiene que ser sensible en las tres direcciones del espacio. Por el contrario, es suficiente un único sensor de presión para proporcionar un desarrollo de presión de la presión interna del aparato de juego
móvil.

El uso de un sensor de presión consigue de esto modo una posibilidad sin mantenimiento, robusta y al mismo tiempo económica para medir el desarrollo de la presión en un aparato de juego móvil y obtener después, como se explica más adelante con referencia a las Figura 8 y 10, una información de fuerza de lanzamiento.

En un ejemplo de realización preferido de la presente invención, el desarrollo de presión se integra con respecto al tiempo entre t_{0} y t_{1} y, de hecho, de acuerdo con la ecuación mostrada en la Figura 7. A partir de esto se puede observar que no solamente se integra el desarrollo de presión absoluto, sino el desarrollo de la modificación de presión en comparación con la presión en reposo p_{0}. Sin embargo, también se podría integrar el desarrollo de presión absoluto para restar después la superficie 97 después de la integración. Ésta se obtiene de forma sencilla a partir del producto del periodo de tiempo \Deltat y la presión en reposo.

Como se observa en la Figura 8, la fuerza del lanzamiento depende en gran medida de la magnitud de la presión en reposo. Ésta se obtiene de la Figura 8 debido a las diferentes curvas de parámetro, donde se dibuja una curva de parámetro 97 para una presión en reposo pequeña p_{0}, mientras que se dibuja otra curva de parámetro para una presión alta p_{0} en 98. Particularmente, el eje x del conjunto de curvas de la Figura 8 representa la modificación de presión integrada como medida para la energía, es decir, calculada en unidades físicas, una medida que tiene como unidad (pascal x segundos). Dicho de forma ilustrativa, sobre el eje x se aplica la superficie 96 de la curva mostrada en la Figura 7. Cuando se parte de una pelota que tiene una presión interna pequeña, se obtiene, dependiendo de con qué intensidad se ha impactado con la pelota, es decir, cómo de grande es la fuerza de lanzamiento, un valor de fuerza de lanzamiento a lo largo de la recta. Si, por el contrario, se juega con una pelota muy inflada, con la misma modificación de presión integrada como medida para la energía, en comparación con la curva 97, ya se ha obtenido una fuerza de lanzamiento mucho mayor. Esto se debe a que una pelota muy inflada se deforma poco incluso por un lanzamiento muy fuerte, mientras que una pelota poco inflada se deforma fuertemente incluso por un lanzamiento relativamente débil, donde la deformación se corresponde a la modificación de presión integrada.

Alternativamente o adicionalmente también se puede determinar la presión máxima p_{máx} del desarrollo de la presión a lo largo del tiempo por el equipo 92 de la Figura 9. De hecho, para evaluaciones más sencillas se puede suponer que el desarrollo de la presión a lo largo del tiempo, por tanto, cómo actúa el lanzamiento sobre el objeto, que para todos los lanzamientos es aproximadamente igual, de tal forma que entonces solamente es decisivo el valor máximo. En este caso se proporcionaría un conjunto de rectas que es similar al conjunto de curvas de la Figura 8, que, sin embargo, como eje x no tendría una modificación de presión integrada como medida para la energía, sino la presión máxima.

De nuevo como alternativa se podría determinar el periodo de tiempo del desarrollo de la desviación de la presión que, entonces, cuando se suponen aproximadamente iguales desarrollos de presión típicos con respecto a su forma, también es una medida para la energía que se aplica durante el lanzamiento sobre el aparato de juego.

En un ejemplo de realización preferido de la presente invención se determina por tanto, como se representa en la Figura 10, en primer lugar la presión interna en reposo p_{0} en una etapa 100. Esta determinación se puede realizar antes o después del lanzamiento y se usa para seleccionar una de las curvas en el conjunto de curvas de la Figura 8. Además, la modificación de la presión se integra en una etapa 102 con respecto al tiempo y, de hecho, desde el momento t_{0} hasta el momento t_{1} usando el desarrollo de presión p(t) en el tiempo determinado en la etapa 101 La integración con respecto a la modificación de la presión o la desviación de la presión de la presión en reposo, que se realizó en la Figura 102, suministra por tanto la medida de energía que se usa después para determinar un valor en la curva de parámetro seleccionada. Preferiblemente, el uso de una tabla con un conjunto de curvas en una etapa 103 se realiza de tal forma que se obtiene una tabla tridimensional, que presenta grupos de tres de valores, donde un primer valor de grupo de tres es la presión en reposo p_{0}, un segundo valor del grupo de tres es la modificación de la presión integrada y un tercer valor es entonces la fuerza de lanzamiento como se aplica en el eje y de la Figura 8. Esta información de fuerza de lanzamiento se suministra por la etapa 103. Cuando se comparan la Figura 9 y la Figura 10, se puede observar que las etapas 100 y 101 se realizan por el equipo 90 de tal forma que la etapa 102 se realiza por el equipo 92 y la etapa 103 se realiza por el equipo 94.

Dependiendo de la implementación del sistema de acuerdo con la invención, es decir, dependiendo de la pluralidad requerida, en la etapa 103 también se puede tener en cuenta una información con respecto al tipo del aparato de juego, que se utiliza en 104. De este modo, la fuerza de lanzamiento puede depender de si la pelota es una pelota de tenis o un balón de fútbol. Además, la fuerza de lanzamiento variará de artículo a artículo. Esto es particularmente pertinente cuando como fuerza de lanzamiento se toma el "alcance ideal" de la pelota, que también depende de la superficie de la pelota. Una superficie más lisa de la pelota tiene una menor resistencia al aire, de tal forma que con la misma energía transmitida, la fuerza de lanzamiento, medida en metros, es mayor que en una pelota con una superficie más rugosa. Sin embargo, ambos resultados de la fuerza de lanzamiento dependen de la energía transmitida a la pelota y, adicionalmente, del tipo de aparato de juego suministrado por la línea 104.

Dependiendo de la implementación, todos o solamente una parte de los componentes mostrados en la Figura 9 estarán en el propio aparato de juego o en un dispositivo central, que se dispone alejado del aparato de juego.

En el primer ejemplo de realización de un sistema de este tipo, en el propio aparato de juego solamente habrá un sensor de aceleración o un sensor de presión, que están configurados para almacenar un desarrollo en el tiempo de aceleración o presión. Este desarrollo en el tiempo de aceleración o presión se puede transmitir después, por ejemplo, por un radioemisor a un receptor, que podría estar presente, a modo de ejemplo, en forma de un reloj de pulsera en el jugador. Alternativamente, la pelota no tiene que tener necesariamente un sensor de radio, sino que también puede tener una interfaz de salida que, cuando la pelota se pone en un puesto de acoplamiento configurado de forma especial, lee los desarrollos almacenados de aceleración o presión. Entonces, el procesamiento se realizaría en el bloque 92 y el suministro de la información de fuerza de lanzamiento en el bloque 94 en un puesto externo como, a modo de ejemplo, el reloj del jugador o un puesto de recepción central en un campo de fútbol, etc.

Alternativamente, tanto la funcionalidad del equipo 90 como del equipo 92 pueden estar integradas en la pelota y la pelota suministra ya la medida de energía a un puesto de recepción externo. Esto tiene como consecuencia que se tienen que transmitir menos datos desde la pelota hacia el exterior, sin embargo, que se necesita más potencial de procesador dentro del aparato de juego.

Alternativamente, también se pueden implementar todos los equipos 90, 92, 94 en el aparato de juego móvil, de tal forma que solamente se muestra la información sobre la fuerza de lanzamiento por la pelota incluso de forma directa o, sin embargo, por una interfaz de salida, que puede ser, a modo de ejemplo, una interfaz de radio o una interfaz de contacto.

El sistema mostrado en la Figura 9 también comprende la funcionalidad de la interfaz de recepción externa 6, cuando en la pelota solamente existe un sensor y la pelota emite el desarrollo en el tiempo de aceleración o presión interna. Después, el equipo 90 para el suministro de un desarrollo en el tiempo de aceleración o presión interna de la Figura 9 es una interfaz de entrada del ordenador externo, que comprende adicionalmente el equipo 92 y el equipo 94.

De este modo, por lo tanto, el dispositivo de acuerdo con la invención para la medición de la fuerza de lanzamiento se puede disponer e implementar completamente en el interior del aparato de juego móvil o completamente en el exterior del aparato de juego móvil o parcialmente en el interior del aparato de juego móvil y parcialmente en el exterior del aparato de juego móvil.

Por lo tanto, el dispositivo para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego móvil comprende en una implementación parcial tanto el aparato de juego como el dispositivo de evaluación o solamente el aparato de juego o solamente el dispositivo de evaluación.

Por tanto, el aparato de juego proporciona la detección de la fuerza de lanzamiento y de la velocidad de vuelo que se puede determinar a partir de esto de un aparato de juego 7. De este modo, en un partido de fútbol se plantea frecuentemente la cuestión de quién tiene el lanzamiento más "fuerte". Particularmente para esta realización, sin embargo, también para las demás realizaciones existe la posibilidad de integrar la unidad de evaluación 13 incluso en el grupo constructivo 15 en el aparato de juego 7. En el aparato de juego 7 se puede disponer un sensor que mide la fuerza de lanzamiento. Este sensor es preferiblemente un sensor de presión 10 o un sensor de aceleración. Las informaciones de este sensor se miden por un microcontrolador interno y se transmiten, por ejemplo, a la unidad de indicación 14 en el aparato de detección de datos 12 del jugador. Para la determinación de la fuerza de lanzamiento se requiere la medición de la energía que ha obtenido la pelota durante el lanzamiento. La unidad de evaluación 13 presenta para esto, por ejemplo, medios para la detección de la presión determinada por el sensor de presión 10 a lo largo del tiempo o la aceleración detectada por el sensor de aceleración. Además se proporcionan medios de cálculo para el cálculo de la fuerza aplicada sobre la pelota 7 por el jugador 6 mediante el desarrollo de la presión o el desarrollo de la aceleración.

Con el sensor de aceleración se mide directamente la aceleración y se comunica al microcontrolador en el aparato de juego 7. Éste calcula a partir de la masa conocida de la pelota y de la aceleración medida a la fuerza que ha actuado sobre la pelota. En los cálculos también se incluyen la aerodinámica y el desarrollo en el tiempo de la energía suministrada a la pelota. Durante el cálculo no solamente se transmite la energía total a la unidad de evaluación 13, sino también el desarrollo en el tiempo de la transmisión de la energía a la pelota.

En el uso alternativo de un sensor de presión 10 se mide cómo aumenta la presión interna de la pelota durante el lanzamiento. Estas modificaciones de presión y el desarrollo en el tiempo correspondiente posibilita al microcontrolador en la pelota determinar la fuerza ha actuado sobre la pelota. Con ayuda de la medición de presión se puede determinar con qué fuerza se ha deformado la pelota. Cuanto mayor sea la deformación, mayor es la fuerza de lanzamiento. Para esto se mide el valor máximo y el desarrollo de presión de la presión interna con ayuda del sensor de presión 10. Mediante un conjunto de curvas se determina la energía que se ha suministrado a la pelota. El conjunto de curvas se puede determinar, por ejemplo, previamente de forma empírica mediante una instalación de lanzamiento y es diferente para cada tipo de pelota.

A partir de la energía transmitida y el desarrollo en el tiempo se puede determinar de forma muy precisa la fuerza de lanzamiento. Para la indicación también se puede usar además de la fuerza de lanzamiento también la energía total. Esto posibilita obtener informaciones con respecto al tipo de lanzamiento. De este modo, la pelota se puede jugar de forma mucho más precisa con un suministro de energía uniforme. Cuando, por lo tanto, se indica que forma complementaria la duración del suministro de energía, para lo que se pueden proporcionar medios de detección adicionales, también se puede entrenar lo mismo.

Mediante la energía también se puede deducir la velocidad de vuelo que ha obtenido la pelota. Para esto se tienen en cuenta el peso y la aerodinámica de la pelota. La velocidad de vuelo determinada es el valor que se alcanza cuando la pelota puede alejarse libremente después del lanzamiento. Adicionalmente al efecto de la fuerza se puede determinar con ayuda del sensor de presión 10 y/o del sensor de aceleración también el momento del alejamiento y el momento de llegada al suelo de la pelota. Por las informaciones de fuerza y la duración en el tiempo del vuelo se puede calcular bastante bien hasta dónde que ha tenido que volar la pelota.

De forma complementaria se pueden proporcionar componentes como al menos un sensor Hall 16, al menos dos sensores magnetorresistivos o al menos dos bobinas, para determinar la velocidad de rotación del aparato de juego 7. Esta información se pude usar para el entrenamiento de los denominados "centros con efecto" en el fútbol. Para esto es importante que el usuario obtenga inmediatamente una información sobre resultados con respecto a su lanzamiento. Para esto se mide la velocidad de rotación en la pelota y se transmite por radio 1 al aparato de detección de datos 12 del jugador 6. Los componentes se disponen de tal forma que durante su movimiento con rotación del aparato de juego 7 en un campo de energía se obtiene una frecuencia de modulación que se puede determinar por la unidad de evaluación 13, que se puede transformar mediante cálculo en la velocidad de rotación.

El sensor, por ejemplo, el sensor Hall 16, mide, por ejemplo, el campo magnético terrestre y determina la intensidad de campo. Si la pelota rota, la intensidad de campo experimenta una modulación. La frecuencia de la modulación es directamente proporcional a la velocidad de rotación de la pelota. Con la medición del campo magnético terrestre se determina el vector de dirección del campo magnético. La rotación de este vector es proporcional a la rotación de la pelota. Alternativamente, la intensidad de campo se puede medir con sensores magnetorresistivos como resistencias que dependen del campo magnético. Estos se pueden conectar con un puente. La señal de salida del puente se puede amplificar con un amplificador de diferencia. La tensión de salida es una medida directa de la intensidad del campo magnético. Para los propósitos de la medición de rotación no se necesita ni una linealidad de la tensión ni una determinación del sentido del campo. Si la pelota rota, entonces a la tensión de salida se superpone una tensión alterna, cuya frecuencia es la frecuencia de rotación de la pelota. La frecuencia de esta tensión alterna es la frecuencia de rotación de la pelota. La evaluación de esta tensión se puede realizar de forma separada por un circuito analógico o con ayuda de un microcontrolador. Para obtener una señal evaluable en cualquier eje de rotación posible de la pelota se usan dos sensores desplazados 90º.

La intensidad de campo también se puede medir con el sensor Hall 16. Los sensores Hall generan una tensión de forma proporcional a la intensidad de campo. Esta tensión se puede amplificar con ayuda de un amplificador de diferencia. La tensión de salida es una medida directa de la intensidad del campo magnético. Para los propósitos de la medición de rotación no se necesita ni una linealidad de la tensión ni una determinación del sentido del campo. Si la pelota rota, a la tensión de salida se superpone una tensión alterna, cuya frecuencia es la frecuencia de rotación de la pelota. También en este caso se disponen preferiblemente dos sensores desplazados 90º.

Alternativamente también se pueden impeler hasta rotación bobinas en un campo magnético, de tal forma que se induce una tensión en las bobinas. La frecuencia de la tensión es proporcional a la frecuencia de rotación. Sin embargo, la tensión se tiene que amplificar y filtrar, ya que las bobinas también pueden actuar como antenas. También en este caso es posible una evaluación separada por el microcontrolador y preferiblemente se disponen dos bobinas desplazadas 90º entre sí.

Para determinar la velocidad de rotación también se pueden usar radioemisores. Para esto se usa la modificación de la intensidad de campo de cualquier radioemisor, por ejemplo, de un emisor de onda corta. La frecuencia de la modificación de la intensidad de campo es proporcional a la frecuencia de rotación. Como antena se puede usar además de un dipolo una bobina o una antena de ferrita. Ya que en cada país existen suficientes emisores activos de onda larga, media y corta, no se necesita accionar en el sistema ningún emisor propio. Si se tienen que usar emisores con frecuencia relativamente alta como referencia, se considera una antena dipolo, que se puede aplicar, por ejemplo, en forma de circuitos impresos sobre la electrónica de la pelota o incluso sobre la cubierta de la pelota. Una antena de cuadro es adecuada para frecuencias bajas. Ésta se puede aplicar como bobina en forma de circuitos impresos para el grupo constructivo 15 de la electrónica de la pelota. Una antena de ferrita es adecuada para frecuencias bajas. Ésta se puede construir con un tamaño muy pequeño y genera a pesar de esto una señal de salida relativamente grande. En todas las antenas es necesario que se establezcan dos direcciones de recepción, para que se pueda medir una señal en cualquier eje de rotación. Durante la medición de la señal solamente es importante la intensidad de campo. Para esto se necesita un amplificador con una gran dinámica. La amplificación debe ser, por ejemplo, logarítmica, para que el transformador A/D del microcontrolador no tenga que ser demasiado ancho.

Los datos y el control de la electrónica de la pelota se asumen por un microcontrolador con extremo ahorro de corriente. Éste se activa al comienzo del partido. Si el microcontrolador ya no comprueba ningún juego durante un tiempo más prolongado, se desconecta automáticamente. El principal objetivo del microcontrolador 11, que también puede estar integrado o adicionalmente al microcontrolador 11 en el aparato de detección de datos, es procesar los datos de tal forma que los mismos se puedan transmitir con la menor energía posible por radio 1. Los datos se envían por radio, por ejemplo, por un tramo de radio de 2,4 GHz preferiblemente varias veces para poder corregir errores.

El suministro de corriente se puede realizar de forma conocida de dos modos. Por un lado se puede usar un acumulador, que, sin embargo, necesita un dispositivo de carga. Por otro lado se pueden usar una batería primaria 21 en el aparato de detección de datos y una batería primaria 22 en el aparato de juego 7, donde las mismas, sin embargo, no se pueden cambiar en la pelota.

En la versión de acumulador se aplica en la pelota una bobina de carga, con cuya ayuda se puede cargar de forma inductiva el acumulador. En la versión con batería 22, la pelota se alimenta por baterías de litio. La capacidad está diseñada de tal forma que se garantiza la función de la electrónica durante más de 1000 horas. Con una duración de juego promedio de 1 hora al día, la batería duraría 3 años.

En el aparato de detección de datos 12 se integra como unidad de recepción 2 un transceptor. Éste recibe los datos de la pelota o puede establecer una conexión con otros aparatos de detección de datos para intercambiar datos. La emisión y la recepción de los datos se produce, por ejemplo, en la banda de 2,4 GHz.

El transceptor puede emitir y enviar datos. De este modo es posible acoplar los aparatos de detección de datos entre sí. Por tanto, durante el partido se pueden transmitir los contactos con la pelota a los demás aparatos de detección de datos, de tal forma que en la red se genera una cantidad estadística de datos muy precisa para poder evaluar el juego. Por la transmisión de datos también es posible en el caso necesario posibilitar pequeños juegos de ordenador, en los que los usuarios pueden jugar en línea.

Los datos en el aparato de detección de datos 12 se procesan con ayuda de un microcontrolador 11 relativamente grande. Este microcontrolador tiene un ahorro extremo de corriente. Los datos se intercambian por el transceptor y se visualizan sobre una unidad de indicación 14.

Los datos procesados se indican con ayuda de una pantalla gráfica. La pantalla tiene un controlador integrado, al que se conecta el microcontrolador. El accionamiento se realiza por varios pulsadores 20, cuya función es dinámica.

El suministro de corriente del aparato de detección de datos 12 se tiene que estructurar con mucho ahorro de corriente. La batería 21 se puede sustituir. El microcontrolador 11 y la pantalla tienen un extremo ahorro de corriente. La transmisión de datos se configura de tal forma que el transceptor siempre funciona solamente de forma muy breve.

En la versión de pelota con acumulador se necesita un puesto de carga. Ya que no existe ninguna conexión unida a línea con la electrónica de la pelota es necesario cargar la pelota de forma conocida de manera inductiva. Para esto, el puesto de carga tiene una bobina de emisión, con cuya ayuda se transmite la energía a la pelota.

Para poder comunicar con otras unidades de evaluación se necesita una transformación de la conexión de radio en otro protocolo. Ya que en este documento se considera en un 99% un PC habitual, se prevé una transformación, por ejemplo, a USB.

A continuación se vuelven a explicar con más detalle los componentes que interaccionan entre sí del concepto preferido, de hecho, del dispositivo móvil mediante la Figura 4a y la Figura 4b y del dispositivo de receptor mediante la Figura 5a y la Figura 5b. El dispositivo móvil 7 contiene un detector 23, que puede ser, por ejemplo, el sensor de presión 10 de la Figura 3, que detecta cuándo se toca la pelota 7. Sin embargo, el detector 23 puede comprender un sensor sin contacto, que trabaja de modo eléctrico, acústico óptico o electromagnético y, por ejemplo, detecta si a la pelota se aproxima un campo magnético o eléctrico configurado de algún modo que, por ejemplo, se genera por un emisor correspondiente en el zapato de un jugador de fútbol. El detector 23 está configurado para detectar que un objeto, es decir, por ejemplo, una pierna, un pie, un zapato, una raqueta o similares se sitúa en proximidad o en el aparato de juego.

Adicionalmente, el dispositivo móvil 7 comprende un módulo de emisor 24, que está configurado para enviar una primera señal, que presenta una primera velocidad de señal y para enviar además una segunda señal, que tiene una segunda velocidad de señal, que es menor que la primera velocidad de señal. El módulo de emisor está configurado para enviar de forma correspondiente a una señal de salida del detector la primera y la segunda señal, como se muestra por la flecha de señal 25 en la Figura 4a.

Como ya se ha indicado anteriormente, el detector 23 es un sensor de contacto, que está configurado para detectar un contacto del dispositivo móvil con el objeto. Un sensor de contacto de este tipo es, por ejemplo, el sensor de presión, sin embargo, también es un sensor de aceleración o cualquier otro sensor que detecta si el objeto se pone en contacto con la superficie del aparato de juego 7. Alternativamente, el detector también se puede configurar como sensor sin contacto que, como se ha indicado, detecta de algún modo que un objeto se sitúa en proximidad del dispositivo móvil. Para realizaciones determinadas es adecuado un sensor sin contacto, que detecta si un objeto se sitúa a una distancia predeterminada, que es igual o menor que 10 cm, del dispositivo móvil. Entonces se puede partir con una alta probabilidad de que el objeto también se pone en contacto con el dispositivo móvil, ya que solamente es el objetivo llevar el objeto a ponerse en contacto con el dispositivo móvil cuando se piensa, a modo de ejemplo, en un balón de fútbol como dispositivo móvil o una pelota de tenis. En este caso se puede partir prácticamente de forma segura del hecho de que cuando el objeto, una vez situado dentro de la distancia predeterminada, finalmente también tendrá un contacto con el dispositivo móvil.

El módulo de emisor está configurado para emitir dos señales con diferentes velocidades de señal. Preferiblemente se usa como primera señal rápida una señal de radio que se genera por el radioemisor 3. La segunda señal se genera por un emisor de sonido 26, que está configurado preferiblemente como emisor de ultrasonidos. Ambos emisores se controlan por la señal de detector, que se suministra por la línea 25, para, en respuesta a la señal de detector, al mismo tiempo o esencialmente al mismo tiempo, es decir, dentro de un intervalo de tiempo de, por ejemplo, de 1 a 2 ms, enviar ambas señales. Sin embargo, alternativamente los emisores se pueden configurar de tal forma que los radioemisores envían la primera señal en un momento determinado, que se determina por la señal del detector 25 y que el emisor de ultrasonidos espera entonces un periodo de tiempo predeterminado antes de que se envíe la señal de ultrasonidos. Entonces, en el lado del receptor, la recepción del radioemisor no conduciría tampoco directamente a la activación de un cronómetro, sino que el cronómetro se activaría en un periodo de tiempo predefinido después de la recepción de la primera señal, es decir, no directamente con la recepción de la primera señal sino dependiendo de la recepción de la primera señal.

\newpage

Alternativamente, la detección del contacto con la pelota también se podría usar para emitir en primer lugar la señal de ultrasonidos, para emitir entonces, después de un periodo de tiempo determinado, la señal de radio, que en cierto modo adelanta entonces a la señal de ultrasonidos, de tal forma que en el lado del receptor es suficiente un periodo de tiempo predeterminado muy breve, en el intervalo del cual llegan la señal de radio y la señal de ultrasonidos. Sin embargo, se prefiere que ambos emisores emitan al mismo tiempo sus señales y que se ajuste un periodo de tiempo predeterminado correspondientemente más largo en el lado del receptor o que en el lado del receptor se active el cronómetro directamente con la recepción del radioemisor.

El periodo de tiempo predeterminado depende de la diferencia de las velocidades de la primera señal rápida y de la segunda señal lenta. Cuanto menor sea esta diferencia de velocidad, menor se puede seleccionar también el periodo de tiempo predeterminado. Cuanto mayor sea la diferencia de velocidad, mayor se tendrá que ajustar el periodo de tiempo predeterminado. Además, el periodo de tiempo predeterminado depende de si la primera y la segunda señal se envían realmente al mismo tiempo o de si la primera y la segunda señal se envían con desplazamiento temporal, donde un retraso de la segunda señal con respecto a la primera señal conduce a un retraso del inicio del periodo de tiempo predeterminado, mientras que un retraso de la primera señal con respecto a la segunda señal conduce a un periodo de tiempo predeterminado menor. Sin embargo, generalmente se prefieren periodos de tiempo predeterminados menores de 5 ms, como ya se ha indicado anteriormente.

En el lado del receptor, como se muestra en la Figura 5b, el módulo de receptor está unido con un detector 28, que puede estar acoplado con una memoria 29 o que puede estar acoplado con un radioemisor adicional en el interior del dispositivo de receptor, lo que, sin embargo, no se muestra en la Figura 5a. El detector y la memoria 29 están contenidos preferiblemente en la unidad de evaluación 13 de la Figura 3. El dispositivo de receptor mostrado en la parte inferior globalmente en la Figura 3 o el dispositivo de receptor mostrado en la Figura 5a está configurado preferiblemente de tal forma que está integrado en un reloj de pulsera o tiene la forma y el aspecto de un reloj de pulsera, de tal forma que se puede llevar bien por un jugador de fútbol, a modo de ejemplo, o por un jugador de tenis sin que el mismo se vea perjudicado en el ejercicio de su deporte. Dicho de forma general, el dispositivo de receptor se puede aplicar en el objeto, cuya proximidad con respecto al dispositivo móvil se detecta por el detector 23 de la Figura 4a y tiene un dispositivo de aplicación correspondiente, que no se muestra en la Figura 5a, que, sin embargo, tiene, por ejemplo, la forma de una pulsera de reloj, una sujeción para una pulsera, un clip o u otro dispositivo de fijación, que se puede aplicar de algún modo en el objeto o en un jugador.

El módulo de receptor 2 está configurado para recibir la primera señal con la primera velocidad de señal y la segunda señal con la segunda velocidad de señal, que es menor que la primera velocidad de señal. Además, el detector 28 está configurado para suministrar una señal de detector, que indica si dentro de un intervalo de tiempo predeterminado desde una recepción de una primera señal se ha recibido la segunda señal. Además, el detector está acoplado preferiblemente con la memoria 29, que está configurada para almacenar cuándo suministra el detector la señal de detector. Alternativamente, en vez de la memoria también se puede proporcionar un emisor adicional, que está configurado para enviar la señal de detector a un sitio de recepción central, en el que se produce entonces, por ejemplo, una evaluación en línea de los contactos con la pelota para los jugadores individuales.

Un sitio de recepción en línea de este tipo sería, a modo de ejemplo, un receptor que se dispone en cualquier sitio en proximidad de un campo de fútbol. En este caso, cada dispositivo de receptor podría enviar en el lado de salida un contacto con el dispositivo móvil junto con una identificación para el jugador, que lleva el dispositivo de receptor, de tal forma que se pueden obtener datos estadísticos irrefutables acerca de qué jugador ha tenido cuántos contactos con la pelota.

De este modo, en los últimos tiempos se ha descubierto que tales informaciones con respecto a contactos con la pelota, etc., cada vez más se detectan, a modo de ejemplo, en partidos de fútbol, se muestran y se proporcionan a un amplio público o al comentador para aumentar el contenido informativo para los espectadores.

En la implementación con la memoria 29 no se necesita, a modo de ejemplo, ningún dispositivo de receptor central en el campo de fútbol. En vez de esto, la memoria se puede evaluar entonces, por ejemplo, en el descanso o al final del partido o sin contacto durante el partido sin interacción con jugadores, para obtener un valor numérico para cada jugador que indica con qué frecuencia ha tenido el jugador un contacto con el dispositivo móvil. En este caso, la memoria 29 se implementaría como contador, que se incrementa en cada detección de la señal de detector en 1. Alternativamente o adicionalmente, la memoria también puede detectar un tiempo absoluto de un reloj contenido preferiblemente en el dispositivo de receptor, que se dibuja con 30 en la Figura 5b. Entonces, la memoria almacenaría una secuencia de momentos que se pueden evaluar después para poder establecer para cada jugador un "perfil de contacto con pelota" a lo largo del tiempo. Posteriormente también se pueden corregir detecciones erróneas que posiblemente se han producido cuando, por ejemplo, se descubre que más de dos jugadores han tenido contacto al mismo tiempo con la pelota. De este modo, un contacto de dos jugadores al mismo tiempo todavía es relativamente probable cuando se considera, por ejemplo, un "toque doble". Sin embargo, en el fútbol habrá de forma muy improbable, a modo de ejemplo, un contacto de 3 jugadores con la pelota al mismo tiempo. Sin embargo, en el tenis, a modo de ejemplo, ya se excluye un contacto de dos raquetas de tenis al mismo tiempo, de tal forma que informaciones adicionales con respecto a situaciones típicas en un tipo de deporte con el aparato de juego móvil todavía se pueden usar para realizar una evaluación, en la que después todavía se pueden eliminar errores.

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La Figura 5b muestra una realización más especial del receptor mostrado en la Figura 5a. El módulo de receptor comprende por un lado un radiorreceptor 32 para la recepción de la primera señal rápida y un receptor de ultrasonidos 32 para la recepción de la segunda señal más lenta. Los radiorreceptores y receptores de ultrasonidos también se pueden realizar de otro modo, siempre que reciban señales que tengan diferentes velocidades de señal. Un detector 28 activa, dependiendo de una señal de radio recibida, un cronómetro 31 por una línea de inicio 35. Después del transcurso de un periodo de tiempo predeterminado o del intervalo de tiempo predeterminado se detiene el cronómetro, lo que se realizará típicamente de tal forma que el cronometro 31, que está ajustado al periodo de tiempo predeterminado, suministra una señal de detención por una línea de detención 36 al detector.

Si el detector, después de la obtención de la señal de parada, detecta una señal de ultrasonidos, no se emite ninguna señal de detector a una línea 37. De hecho, en este caso se parte de que el dispositivo de receptor está tan alejado del dispositivo móvil que se puede decir con alta probabilidad que no se ha impactado con el dispositivo móvil. Sin embargo, si el detector antes de la recepción de la señal de parada, es decir, antes del transcurso del intervalo de tiempo predeterminado recibe una señal de ultrasonidos, se emite la señal de detector 37, que se almacena después por la memoria, donde la memoria es, a modo de ejemplo, un contador que se incrementa en 1 por la señal del detector.

Alternativamente se suministra la señal de detector a un reloj, que realiza una medición de tiempo absoluta, que, por ejemplo, puede ser un momento del día absoluto real, sin embargo, que también es, por ejemplo, un tiempo absoluto que comienza a transcurrir al comienzo del partido y, por tanto, no reproduce directamente un tiempo absoluto, sino un minuto de partido de, por ejemplo, un partido de fútbol. En el momento de la señal del detector, el reloj 30 suministra entonces por una línea de datos 38 a la memoria 29 su estado actual, de tal forma que la memoria puede almacenar entonces este momento. Por una unidad de evaluación con interfaz, como se puede implementar, a modo de ejemplo, por la unidad de indicación 14 en la Figura 3 o en la Figura 5b, que coopera particularmente con el microcontrolador 11 de la Figura 3, se puede realizar una evaluación a voluntad de la actividad del jugador.

Dependiendo de las circunstancias, los métodos de acuerdo con la invención se pueden implementar en hardware o en software. La implementación se puede realizar en un soporte de memoria digital, particularmente un disquete o CD con señales de control legibles electrónicamente, que pueden interaccionar con un sistema informático programable de tal forma que se realice el método correspondiente. Por tanto, de forma general, la invención también consiste en un producto de programa informático con un código de programa almacenado en un soporte legible a máquina para la realización del método de acuerdo con la invención cuando el producto de programa informático se ejecuta en un ordenador. Dicho con otras palabras, por tanto, la presente invención también es un programa informático con un código de programa para la realización del método para la conversión, cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador.

Claims

1. Dispositivo para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre un aparato de juego móvil, con las siguientes características:

un equipo (90) para el suministro de un desarrollo en el tiempo que se presenta con una acción sobre el aparato de juego por un objeto de una presión interna del aparato de juego;

un equipo (92) para el procesamiento del desarrollo en el tiempo de la presión interna, para obtener una medida de energía, que depende de una energía transmitida por el lanzamiento al objeto, donde el equipo para el procesamiento (92) está configurado para suministrar informaciones con respecto a una presión interna en reposo antes o después del lanzamiento y para integrar una modificación de la presión interna con respecto a la presión interna en reposo, para obtener la medida de energía;

un equipo (94) para el suministro de una información con respecto a la fuerza de lanzamiento basada en la medida de energía, con una memoria, en la que se almacenan informaciones para diferentes presiones con respecto a curvas determinadas previamente, donde una curva comprende una relación entre una fuerza de lanzamiento y una medida de energía, donde el equipo (94) para el suministro está configurado para seleccionar, basándose en la presión interna en reposo, una curva y suministrar, basándose en la medida de energía, una fuerza de lanzamiento, que se indica por la curva seleccionada.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el equipo (90) para el suministro presenta un sensor de presión aplicado en el aparato de juego o un receptor, que está configurado para obtener desarrollos en el tiempo procedentes del aparato de juego móvil o una medida de energía.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el equipo (92) para el procesamiento está configurado para integrar en el tiempo el desarrollo en el tiempo, donde un resultado de una integración representa la medida de energía.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el equipo (92) para el procesamiento está configurado para investigar el desarrollo en el tiempo para un máximo, un mínimo, una forma, un periodo de tiempo de una desviación de un valor normal en un estado en reposo, para obtener la medida de energía.

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que la fuerza de lanzamiento es un valor sobre una escala de fuerza de lanzamiento y en el que el equipo (94) para el suministro está configurado para representar un valor de la medida de energía sobre un valor de la escala de fuerza de lanzamiento de acuerdo con una directriz de representación predeterminada.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la fuerza de lanzamiento depende de un recorrido, que volaría el aparato de juego móvil, si se impactara en un ángulo de lanzamiento determinado y

en el que el equipo (94) para el suministro está configurado para calcular, basándose en la medida de energía, un peso de aparato de juego y un rozamiento de aparato de juego en el aire, el recorrido.

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que en la memoria se almacena una tabla tridimensional, en la que a diferentes pares de presión interna y medida de energía se asigna una fuerza de lanzamiento y

en el que el equipo (94) para el suministro está configurado para, dependiendo de la presión interna y la medida de energía acceder a la tabla, para determinar la fuerza de lanzamiento.

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el aparato de juego móvil es una pelota.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el equipo (94) para el suministro presenta informaciones con respecto a diferentes conjuntos de curvas para diferentes tipos de aparatos de juego (104) y en el que el equipo (94) para el suministro está configurado para, además de la presión interna y la medida de energía, identificar también un tipo del aparato de juego sobre la base de una información de tipo de aparato de juego introducida.

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el equipo (94) para el suministro de una información sobre la fuerza de lanzamiento está configurado para obtener una información de tipo de aparato de juego por una señal de radio por el aparato de juego.

11. Aparato de juego móvil con las siguientes características:

un dispositivo para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre el aparato de juego móvil, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Método para la medición de una fuerza de lanzamiento ejercida sobre el aparato de juego móvil, con las siguientes etapas:

suministro (90) de un desarrollo en el tiempo que se presenta con una acción sobre el aparato de juego por un objeto de una presión interna del aparato de juego;

procesamiento (92) del desarrollo en el tiempo de la presión interna, para obtener una medida de energía, que depende de una energía transmitida por el lanzamiento al objeto, donde la etapa del procesamiento presenta el suministro de informaciones sobre una presión interna en reposo antes o después del lanzamiento y la integración de una modificación de presión de la presión interna con respecto a la presión interna en reposo, para obtener la medida de energía;

suministro (94) de una información con respecto a la fuerza de lanzamiento basándose en la medida de energía, mediante el uso de una memoria, en la que se almacenan informaciones para diferentes presiones internas por curvas determinadas previamente, donde una curva comprende una relación entre una fuerza de lanzamiento y una medida de energía, donde en la etapa del suministro (94) basándose en la presión interna en reposo se selecciona una curva para suministrar, basándose en la medida de energía, una fuerza de lanzamiento que se indica por la curva seleccionada.

13. Programa informático con un código de programa para la realización del método de acuerdo con la reivindicación 12, cuando el programa se ejecuta en un ordenador.