Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Simulator nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bzw. ein Verfahren zum Betrieb eines Simulators nach dem Oberbegriff des Anspruchs
17 und ein System zur Durchführung von virtuellen/realen Rennen.
Stand der Technik
[0002] Simulatoren sind aus dem Sport- und Trainingsbereich, beispielsweise in Form von
Heimtrainern, Rudergeräten, Fahrzeugsimulatoren usw. bekannt. Bei diesen bekannten
Simulatoren, wie beispielsweise Fahrrad-Heimtrainern, ist es möglich ein bestimmtes
Streckenprofil für den Nutzer, also den Fahrradfahrer, einzustellen, so dass durch
das Trainingsgerät die Bewältigung einer bestimmten Strecke, beispielsweise einer
Etappe eines bekannten Radrennens oder dergleichen, simuliert und diese auf dem Heimtrainer
ohne eigentliche Fortbewegung zurückgelegt wird. Neben der Simulation realer Streckenprofile
wird bei den Simulatoren nach dem Stand der Technik oft ein fiktives Streckenprofil
in den Simulatoren hinterlegt bzw. gespeichert.
[0003] Außer diesen fest vorgegebenen Strecken- bzw. Umgebungsparametern, mit denen die
Trainingsarbeit simuliert wird, können bei bekannten Simulatoren zusätzlich Nutzer-Parameter
eingegeben werden, wie beispielsweise das Körpergewicht, so dass auch diese Information
zusätzlich zur Beeinflussung bzw. Steuerung der Betätigungsvorrichtung, wie beispielsweise
eines Fahrrad-Heimtrainers, herangezogen werden kann.
[0004] Mit den fest vorgegebenen Umgebungsbedingungen, wie Streckenprofil - sowohl fiktiv
als auch real - und den ebenfalls fest vorgegebenen Nutzer-Parametern wird die Betätigungsvorrichtung,
beispielsweise der Fahrrad-Heimtrainer, so beeinflusst, dass der von dem Nutzer zu
überwindende Widerstand zur Betätigung der Betätigungsvorrichtung bzw. die aufzuwendende
Energie entsprechend der Umgebungs- und Nutzer-Parameter eingestellt wird. Dies bedeutet,
dass beispielsweise bei einem vorgegebenen Streckenprofil für einen Fahrrad-Simulator
bei einer simulierten Steigung und entsprechendem Gewicht des Nutzers eine daraus
errechnete Widerstandskraft zur Betätigung des Fahrrads überwunden werden muss.
[0005] Bei derartigen bekannten Simulatoren ist es auch möglich, Rennen gegen sich selbst
oder andere zu fahren, wobei die Fahrleistung, nämlich die benötigte Zeit für eine
bestimmte Strecke oder die zurückgelegte Strecke für eine bestimmte Zeit, von dem
Simulator erfasst und gespeichert und mit anderen Ergebnissen verglichen werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
[0006] Obwohl diese Simulatoren für den Nutzer bereits vielfältige Möglichkeiten der Trainingsarbeit
zur Verfügung stellen, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Simulatoren
in der Weise weiterzuentwickeln, dass weitere interessante Nutzungsmöglichkeiten für
den Nutzer erschlossen und das Vergnügungspotential erhöht wird. Die erweiterten Nutzungs-
und Vergnügungsmöglichkeiten sollen jedoch einfach realisierbar und für den Nutzer
komfortabel nutzbar sein.
Technische Lösung
[0007] Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Simulator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie
einem Verfahren zum Betrieb eines Simulators mit den Merkmalen des Anspruchs 17 und
einem System zur Durchführung von virtuellen/realen Rennen mit den Merkmalen des Anspruchs
20. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0008] Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass die Simulationsergebnisse dadurch
verbessert und interessanter gestaltet werden können, wenn zeitlich unveränderliche
Umgebungsparameter, wie beispielsweise Streckenprofile von Fahrradetappen, oder zumindest
für die Dauer der Nutzung des Simulators ebenfalls zeitlich unveränderliche Nutzerparameter,
wie Körpergewicht und dergleichen, ergänzt werden durch zeitlich veränderliche Nutzer-
und/oder Umgebungsparameter, die somit eine ständige Variation des Anforderungsprofils
für den Nutzer ermöglichen.
[0009] Als zeitlich veränderliche Nutzerparameter können hier verschiedenste Parameter erfasst
werden, die sich während der Nutzung des Simulators verändern, wie beispielsweise
Herzschlagfrequenz oder Puls, Blutdruck, Haltung des Nutzers auf dem Simulator und
dergleichen. Diese von einer Erfassungseinrichtung erfassten, zeitlich veränderlichen
Nutzerparameter können dann direkt insbesondere in Echtzeit den Mitteln zur Beeinflussung
der Betätigungseinrichtung, wie beispielsweise Wirbelstrombremsen bei Fahrrad-Simulatoren,
zur Verfügung gestellt werden, um auf diese Weise den erforderlichen Kraft- bzw. Energieaufwand
des Nutzers zur Betätigung des Simulators entsprechend zu variieren. Die Mittel zur
Beeinflussung der Betätigungseinrichtung können hierbei unmittelbar durch die Erfassungseinrichtung
beeinflusst werden, beispielsweise durch mechanische oder elektromechanische Vorrichtungen,
oder die Mittel zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung können eine Verarbeitungseinheit,
wie beispielsweise einen Prozessor oder einen Computer umfassen, der die variablen,
realen Nutzerparameter von der Erfassungseinrichtung empfängt, verarbeitet und entsprechende
Steuersignale an die Betätigungseinrichtung bzw. Komponenten davon zu deren Beeinflussung
übergibt.
[0010] In gleicher Weise können alternativ oder zusätzlich reale, zeitlich veränderliche
Umgebungsparameter, wie beispielsweise Informationen über die Untergrundbeschaffenheit,
das Wetter, insbesondere Windstärke und dergleichen real vor Ort erfasst werden und
zur Steuerung des Simulators herangezogen werden. Die Erfassung kann hierbei sowohl
zeitlich synchron, also zeitgleich mit der Nutzung des Simulators an einer realen
Strecke, beispielsweise eines Fahrradrennens, erfolgen oder es kann auf entsprechend
reale Daten zurückgegriffen werden, die zeitlich versetzt erfasst und in geeigneten
Speichemitteln hinterlegt worden sind.
[0011] Insbesondere können die realen zeitlich veränderlichen Umgebungsparameter reale Handlungsdaten
von Sportlern oder deren Fahrzeugen in einer realen Rennsituation umfassen und zur
Steuerung des Simulators herangezogen werden. Diese realen Handlungsdaten von ein
oder mehreren Personen, beispielsweise in einem realen Renngeschehen oder Ihren entsprechenden
Fahrzeugen kann beispielsweise die erfasste Position des realen Rennteilnehmers zu
einer bestimmten Zeit sein. Insbesondere ist es hierbei auch wieder möglich, die realen
Handlungsdaten zeitsynchron mit der Nutzung des Simulators zur Steuerung des Simulators
zu verwenden, um so parallel zu einem tatsächlich stattfindenden Rennen dieses auf
dem Simulator parallel mitzufahren. Insbesondere können auch die realen Handlungsdaten
mit den zeitlich veränderlichen Umgebungsparametern verknüpft werden, so dass beispielsweise
für den Nutzer des Simulators ein Windschatten von einem vorausfahrenden Fahrzeug
simuliert werden kann.
[0012] Aufgrund der Erfassung der verschiedenen zeitlich veränderlichen realen Parameter
ist es möglich, vielfältige Nutzungsmöglichkeiten für den erfindungsgemäßen Simulator
zu realisieren.
[0013] So ist es beispielsweise möglich, zeitsynchron mit einem realen Rennen bei diesem
auf dem Simulator mitzufahren, wobei die aus dem realen Rennen erfassten Daten die
Beeinflussung der Betätigungseinrichtung mitbestimmen. Insbesondere ist es möglich,
vollständig zeitsynchron mit dem realen Rennen den Simulator zu nutzen, wobei beispielsweise
die Nutzungszeit des Simulators durch das reale Rennen vorgegeben ist und durch die
Übermittlung der tatsächlichen exakten Position eines Teilnehmers des realen Rennens
der Widerstand der Betätigungseinrichtung entsprechend dem voreingestellten realen
Streckenprofil zeitsynchron zur Anwendung kommt. Je nach dem ob der Nutzer des Simulators
schneller oder langsamer ist als der reale Rennteilnehmer wird er zeitgleich mit dem
Rennen eine größere oder kürzere Strecke zurücklegen.
[0014] In einer anderen Anwendung kann die Strecke des realen Rennens durch den Nutzer am
Simulator real durchfahren werden, wobei die realen Umgebungsbedingungen, wie Wind
oder Streckenbeschaffenheit (nass, trocken) zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung
herangezogen werden. Der Nutzer des Simulators wird entsprechend seines Leistungsvermögens
die Strecke entweder schneller oder langsamer zurücklegen als der oder die Teilnehmer
des realen Rennens. Darüber hinaus ist es natürlich möglich, durch einen Vergleich
mehrerer Simulatoren bzw. deren Nutzer ein virtuelles Rennen unter den Simulatoren-Nutzern
und/oder realen Rennteilnehmern zu veranstalten, wobei idealerweise ein Datenaustausch
zwischen den Simulatoren und/oder realen Rennteilnehmern, beispielsweise über ein
Computernetzwerk oder entsprechende Verbindungseinrichtungen wie Funkverbindungen,
Satellitenverbindungen und dergleichen vorgesehen ist.
[0015] In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, Mannschaften aus so genannten virtuellen
Teilnehmern (Nutzer der Simulatoren) und realen Teilnehmern zu bilden oder eine Mannschaft
aus virtuellen Teilnehmern gegen eine Mannschaft aus realen Teilnehmern fahren zu
lassen. Beispielsweise können bei einem 6-Tage-Rennen gemischte Teams aus einem virtuellen
und einem realen Rennteilnehmer gebildet werden.
[0016] Zur Verwirklichung derartiger Betriebsmöglichkeiten ist es erforderlich, dass der
Simulator eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der zeitlich veränderbaren Nutzerparameter,
realen Umgebungsparameter und/oder realen Handlungsdaten umfasst, wobei die Erfassungseinrichtung
vorzugsweise Sensoren zur Erfassung von Puls, Herzfrequenz, Haltung und dergleichen
des Nutzers sowie Wettersensoren, wie Regensensoren, Windsensoren, Temperatursensoren
oder Sensoren für sonstige Umgebungsbedingungen wie Untergrundbeschaffenheit umfasst.
Zur Erfassung der realen Handlungsdaten sind vorzugsweise Mittel zur Bestimmung der
Position, Geschwindigkeit oder sonstiger insbesondere zeitlich veränderbarer Handlungsdaten
von einer oder mehreren im realen Handlungsablauf befindlichen Personen oder Einrichtungen,
wie Fahrzeugen, wie beispielsweise GPS-Empfänger/Sender und dergleichen vorzusehen.
[0017] Da die Erfassung der realen Umgebungsbedingungen bzw. realen Handlungsdaten vorzugsweise
an einem von dem Simulator oder den Simulatoren entfernten Ort stattfinden soll, sind
vorzugsweise entsprechende Mittel für Fernverbindungen oder Computernetzwerke vorzusehen,
die einen Austausch der Daten ermöglichen.
[0018] Neben der zeitsynchronen Beeinflussung der Betätigungseinrichtung mittels der von
der Erfassungseinrichtung aktuell erfassten Parameter ist auch eine zeitversetzte
Beeinflussung möglich, so dass die Erfassungseinrichtung vorzugsweise Speichermittel
zum Abspeichern erfasster Parameter und/oder Lesemittel zum Einlesen gespeicherter
realer Umgebungsparameter und/oder realer Handlungsdaten aufweist.
[0019] Ferner ist vorzugsweise eine Verarbeitungseinheit vorgesehen, welche die von der
Erfassungseinrichtung ermittelten oder zur Verfügung gestellten Parameter zur Beeinflussung
der Betätigungseinrichtung bearbeitet, wobei diese Verarbeitungseinheit vorzugsweise
einen programmtechnisch eingerichteten Mikroprozessor bzw. eine Computeranlage umfasst.
[0020] Als Betätigungseinrichtungen kommen vielfältige Sport- oder Trimmgeräte, wie Laufbänder,
Trimmräder, Fahrradrollen, Fahrzeugsimulatoren mit Pedalen und Lenkrad, Rudereinheiten
und dergleichen in Betracht, wobei entsprechende Mittel zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung
entsprechende Bremseinrichtungen, wie Wirbelstrombremsen und/oder Antriebseinrichtungen
sein können.
[0021] Vorzugsweise umfasst der Simulator auch mindestens eine Anzeigeeinheit bzw. einen
Monitor oder Bildschirm sowie eine Bilderzeugungseinrichtung, mittels der Videodaten
von der realen Strecke sowie Daten des Nutzers und von Nutzern anderer Simulatoren
und/oder den Teilnehmern des realen Rennens dargestellt werden können. Bei den Videodaten
können dies sowohl reale Bilddaten von der Strecke als auch virtuelle Bilder sein.
Neben entsprechenden Anzeigegeräten können auch sonstige Informationsmittel, wie Kopfhörer,
Lautsprecher und dergleichen vorgesehen sein, und zwar auch bei den realen Rennteilnehmern,
um beispielsweise die Teilnehmer des realen Rennens über die Daten der virtuellen
Teilnehmer zu informieren und umgekehrt. Entsprechende Sende- und Empfangseinheiten
sollten dann vorgesehen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0022] Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
beigefügten Zeichnung deutlich. Die einzige Figur zeigt hierbei ein rein schematisches
Bild eines Simulators für Radrennen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
[0023] Die Figur zeigt einen Simulator 1 mit einem auf Radrollen 2 aufgebockten Fahrrad
6 sowie ein Fahrrad 16, welches beispielsweise bei einem tatsächlich stattfindenden
Radrennen real teilnimmt.
[0024] Der Simulator 1 umfasst neben der Radrollenanordnung 2 mit den Radrollen 3 und 4
ein Gehäuse 8, in welchem eine Erfassungseinrichtung 9 sowie eine Verarbeitungseinheit
11, beispielsweise in Form eines Computers bzw. einer Prozessoreinheit vorgesehen
ist. Ferner sind in dem Gehäuse 8 Speichermedien 10 vorgesehen, auf die sowohl die
Erfassungseinrichtung 9 Daten ablegen kann als auch die Prozessoreinheit 11 Daten
speichern und von dieser lesen kann.
[0025] Die Prozessor- bzw. Verarbeitungseinheit 11 ist über entsprechende Verbindungselemente
4, 7, 12 und 15 mit weiteren Einheiten des Simulators verbunden, wobei die Verbindungselemente
4, 7, 12 und 15 unterschiedlich ausgestaltet sein können und verschiedenste Komponenten
umfassen können. Beispielsweise können die Verbindungselemente 4, 7, 12, 15 durch
einfache Kabelverbindungen, aber auch durch Funkverbindungen oder zusätzliche Einheiten
zur Aufbereitung und Verarbeitung von Daten gebildet sein.
[0026] Über das Verbindungselement 4 ist die Rollenanordnung 2 mit der Prozessoreinheit
11 verbunden, wobei die Rollen 3 und 4, auf denen das Fahrrad 6 mit dem Hinterrad
drehbar gelagert ist, Wirbelstrombremsen und/oder Antriebe aufweist, die über die
Prozessoreinheit 11 gesteuert werden. Mittels der Prozessoreinheit 11 und dem Verbindungselement
4 kann somit der Fahrtwiderstand für das Fahrrad 6 aufgrund der Rollen 3 und 4 der
Rollenanordnung 2 variiert werden, wobei auch die Simulation einer Bergabfahrt durch
den Antrieb der Rollen 3 und 4 gegeben ist.
[0027] Über das Verbindungselement 7 ist das Fahrrad 6 bzw. daran angeordnete Sensor- bzw.
Erfassungsmittel mit der Prozessoreinheit 11 bzw. mit den Speichermitteln 10 verbunden,
so dass Daten über die Nutzung des Fahrrads 6 erfasst werden können, wie beispielsweise
die Nutzungsdauer, die erzielte Geschwindigkeit, der zurückgelegte Weg usw.. Neben
entsprechenden Sensoren direkt am Fahrrad 6 können derartige Daten selbstverständlich
auch an der Rollenanordnung 2 ermittelt werden, so dass derartige Sensor- bzw. Erfassungsmittel
auch in der Rollenanordnung 2 integriert sein können.
[0028] Zusätzlich kann eine weitere Erfassungseinrichtung in Form einer Kamera 14 vorgesehen
sein, welche über das Verbindungselement 15 mit der Auswerte- bzw. Prozessoreinheit
11 und den Speichermitteln 10 verbunden ist. Auf diese Weise können zusätzliche Daten
über den Nutzer des Fahrrads, wie beispielsweise die Fahrhaltung und dergleichen ermittelt
werden. Entsprechend können alternativ oder zusätzlich weitere Sensoren und Erfassungseinrichtungen
auch unmittelbar direkt am Nutzer angeordnet und über entsprechende Verbindungsmittel
mit der Auswerte- bzw. Prozessoreinheit 11 bzw. den entsprechenden Speichemitteln
10 verbunden sein. Als Beispiel hierfür können beispielsweise Pulsmesser und dergleichen
genannt werden.
[0029] Aufgrund der Verbindung der gesamten Sensor- und Erfassungseinrichtungen, die an
der Rollenanordnung bzw. dem Fahrrad 6 angeordnet oder zusätzlich als Kamera 14 und
dergleichen vorgesehen sind, mit der Prozessoreinheit und den daran angeordneten Speichermitteln
10 können die Daten der Erfassungseinrichtung 9 nicht nur unmittelbar verarbeitet,
sondern auch zwischen- oder endgespeichert werden.
[0030] Weiterhin umfasst der Simulator 1 einen Bildschirm bzw. eine Anzeigeeinheit 13, die
ebenfalls über ein entsprechendes Verbindungselement 12 mit der Auswerte- bzw. Prozessoreinheit
11 und den Speichermitteln 10 sowie der Erfassungseinrichtung 9 verbunden ist. Auf
dem Bildschirm 13 können Informationen für den Nutzer des Simulators bzw. den Fahrer
des Fahrrads 6 dargestellt werden, beispielsweise seine Nutzerdaten. Darüber hinaus
ist es möglich, auf dem Bildschirm 13 ein reales oder animiertes Streckenvideo darzustellen,
welches vorzugsweise mit dem an der Rollenanordnung angelegten Fahrwiderstand korreliert.
Bei hohem Fahrwiderstand, wie beispielsweise einer Steigung ist dann auf dem Bildschirm
13 die entsprechende Steigung zu sehen oder bei Bergabfahrten die entsprechende Abfahrt.
Die Videodaten für den Bildschirm 13 können über die Prozessoreinheit 11 von den Speichermitteln
10 oder über eine zusätzliche Bilderzeugungseinrichtung (nicht gezeigt), die beispielsweise
auch auf externe Speichermittel zurückgreifen kann, zur Verfügung gestellt werden.
[0031] Die Erfassungseinrichtung 9 verfügt über eine Fernverbindungseinrichtung in Form
einer Antenne 5, welche mit der Antenne 21 einer Relaisstation 20 kommuniziert. Über
die Erfassungseinrichtung 9 können reale Umgebungsdaten einer Fahrradstrecke und/oder
reale Handlungsdaten erfasst und zur Weiterverarbeitung an die Prozessoreinheit 11
übergeben oder in den Speichermitteln 10 abgespeichert werden.
[0032] Die realen Umgebungs- oder Handlungsdaten werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
durch das Fahrrad 16, welches an einem realen Radrennen teilnimmt, geliefert. An dem
Fahrrad 16 ist eine Sensoreinheit 19 angeordnet, welche eine Vielzahl unterschiedlichster
Sensoren umfassen kann. Neben der Anordnung am Fahrrad ist auch eine direkte Anordnung
an dem Fahrer des Fahrrads 16 möglich. Die Sensoreinheit 19 umfasst in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel einen GPS-Sender 18, der über Satellitennavigation mit dem Satelliten
22 die Ermittlung der genauen Positionsdaten des Fahrrads 16 ermöglicht. Die so ermittelten
Positionsdaten können über einen Sender mit der Antenne 17 an die Relaisstation 20
und von dort über die Antenne 21 und die Antenne 5 der Erfassungseinrichtung 9 in
diese eingespeist werden. Auf diese Weise kann die Prozessoreinheit 11 das in den
Speichermitteln 10 hinterlegte Streckenprofil der Rennstrecke, die das Fahrrad 16
real und insbesondere zeitgleich zurücklegt, auf die aktuelle Position des Fahrrads
16 angleichen und entsprechend dieser Position den Rollenwiderstand der Rollenanordnung
2 einstellen, so dass der Nutzer des Simulators 1 parallel zum Renngeschehen eines
realen Fahrradrennens zeitsynchron mit dem realen Rennteilnehmer 16 die entsprechende
Strecke mitfährt, wobei zugleich das reale Video von der Strecke über den Bildschirm
13 eingespielt werden kann. Hierzu kann beispielsweise an der Sensoreinheit 19 des
Fahrrads 16 eine entsprechende Videokamera angeordnet sein.
[0033] Zusätzlich kann die Sensoreinheit 19 vielfältige Sensoren umfassen, deren Daten ebenfalls
zur Steuerung des Simulators 1 herangezogen werden können. Beispielsweise sind hier
zu nennen Sensoren für die Fahrbahnbeschaffenheit oder Windsensoren, so dass diese
zeitlich veränderlichen Umgebungsparameter entsprechend dem realen Renngeschehen in
die Steuerung des Simulators und somit die Erzeugung des Reibungswiderstandes mit
einfließen können. Diese realen Umgebungsbedingungen, wie Beschaffenheit des Streckenuntergrundes
oder Wetterdaten können zusätzlich oder alternativ zur zeitsynchronen Positionserfassung
zur Steuerung des Simulators 1 verwendet werden. Falls keine zeitsynchrone Positionserfassung
erwünscht ist, sondern lediglich die Nutzung der realen Umgebungsbedingungen, kann
der Nutzer des Simulators 1 das Radrennen unter Berücksichtigung der Realbedingungen
zeitversetzt, beispielsweise am Abend, nachfahren. In diesem Fall kommt es auch nicht
zu einer Verkürzung oder Verlängerung der Fahrstrecke, wie im zeitsynchronen Fall,
wenn beispielsweise der reale Rennfahrer schneller oder langsamer ist, sondern der
Nutzer kann am Simulator 1 die gesamte Strecke in der von ihm benötigten Zeit durchfahren.
[0034] Selbstverständlich ist es ferner möglich, auch die zeitsynchrone Betriebsart zeitlich
versetzt durchzuführen, wenn die Daten des realen Rennens in den Speichermitteln 10
abgelegt worden sind.
[0035] Der Simulator 1 kann somit so betrieben werden, dass einerseits der reale Rennfahrer
mit dem Fahrrad 16 die Gesamtzeit des Radrennens vorgibt und am Simulator die Widerstandskräfte
eingestellt werden, die der reale Rennfahrer über die Zeitdauer des Rennens erfahren
hat (zeitsynchroner Modus). In der anderen Betriebsart (Nutzermodus) wird von dem
Nutzer des Simulators 1 die gesamte vorgegebene Rennstrecke zurückgelegt, wobei die
von dem realen Fahrer des Fahrrads 16 ermittelten realen Umgebungsbedingungen in die
Steuerung des Widerstands der Rollenanordnung 2 mit einfließen, wobei die vorher abgelegten
Streckenführung als Basis verwendet wird.
[0036] Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass mehrere Simulatoren 1 miteinander vernetzt
sind, wobei sie entsprechende Anschlussmöglichkeiten, beispielsweise für ein Computernetzwerk
(nicht gezeigt) aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, dass mehrere Nutzer von
Simulatoren auf der Basis realer Renndaten ein Fahrradrennen mit anderen Simulatoren-Nutzern
und/oder realen Rennteilnehmern fahren. Bei dieser Variante können beispielsweise
auch entsprechende Renndaten der anderen Teilnehmer des Rennens auf dem Bildschirm
13 angezeigt werden, wobei die entsprechende Bilderzeugungseinrichtung (nicht gezeigt)
oder die Auswerteeinheit 11, die über das Computernetzwerk übermittelten Daten der
anderen Rennteilnehmer entsprechend aufbereitet.
[0037] Weiterhin kann der Simulator 1 entsprechende Eingabemittel (nicht gezeigt), wie Lesemittel,
z.B. Laufwerke für verschiedenste Speichermittel, Tastaturen und dergleichen aufweisen,
um Daten einzugeben. Beispielsweise können zeitlich unveränderliche Nutzerparameter,
wie beispielsweise Körpergewicht und dergleichen über eine Tastatur eingegeben werden,
wobei diese Daten ebenfalls zur Berechnung des Rollwiderstands durch die Prozessoreinheit
11 mit herangezogen werden können.
[0038] Neben dem hier gezeigten Beispiel für Radrennen bzw. Fahrradfahren allgemein, kann
der Simulator auch andere Sportarten oder Betätigungsmöglichkeiten simulieren, wie
beispielsweise Motorsport, Laufen, Skifahren, Rudern und dergleichen. Hier muss lediglich
die Betätigungseinrichtung, beispielsweise das Fahrrad gegen ein Rudergerät, ausgetauscht
werden und die Rollenanordnung muss mit entsprechenden Mitteln zur Beeinflussung der
Betätigungseinrichtung ersetzt werden.
[0039] Statt der Anordnung der Sensoreinheiten 19 an einem Fahrrad 16 kann die Sensoreinheit
19 auch an einem Begleitfahrzeug, beispielsweise einem Kameramotorrad oder dergleichen
angeordnet sein.
[0040] Ein Beispiel für ein Rennen sieht folgendermaßen aus: Mehrere Simulatoren 1 sind
über ein Computernetzwerk miteinander verbunden, wobei die Nutzer in den Simulatoren
die Streckendaten einer realen Etappe, beispielsweise der Tour de France, eingespeichert
haben. Ferner haben die Fahrradfahrer ihre persönlichen, zeitlich unveränderlichen
Nutzerdaten, wie Körpergewicht, Körpergröße und dergleichen in dem Simulator 1 bzw.
entsprechenden Speichermitteln 10 eingegeben. Die Nutzer der verschiedenen Simulatoren
1 wollen zeitgleich mit der tatsächlichen Durchführung der Tour de France-Etappe ein
Rennen gegeneinander fahren. Die Simulatoren können hierbei örtlich benachbart oder
weit entfernt voneinander lokalisiert sein, wobei sie hier dann beispielsweise über
das Internet miteinander verbunden sein können. Ein Fahrer des Pelotons der Tour de
France bzw. ein Begleitfahrzeug weist die Sensoreinheit 19 auf, mittels der die realen
Umgebungsbedingungen bzw. realen Handlungsdaten, wie aktuelle Position und dergleichen
an die Simulatoren über die Fernverbindung 5,21 übermittelt werden. Die Sensoreinheit
19 kann hierbei auch eine Kamera umfassen, die das Videobild übermittelt. Alternativ
kann auch das Fernsehbild der Live-Übertragung auf dem Monitor 13 eingespielt werden.
[0041] Zeitsynchron mit dem Fahrzeug des Pelotons der Tour de France an welchem die Sensoreinheit
19 angeordnet ist, legen die Teilnehmer des virtuellen Radrennens an den Simulatoren
1 die Etappenstrecke zurück. Sieger bei dem Rennen ist derjenige Fahrer an den Simulatoren,
welcher in der durch den realen Teilnehmer der Tour de France-Etappe vorgegebenen
Zeit, beispielsweise die weiteste Strecke zurückgelegt oder die meiste Energie verbraucht
hat. Dies kann dadurch ermittelt werden, dass die Nutzerdaten an den Simulatoren 1
verglichen werden.
[0042] Ein weiteres Beispiel für die Einbindung des Simulators in ein reales Renngeschehen
ist die Möglichkeit, ein 6-Tage-Rennen mit virtuellen und realen Teilnehmern durchzuführen.
Bei einem derartigen Rennen können beispielsweise Zweier-Teams, wie bei 6-Tage-Rennen
üblich, gebildet werden, die jedoch lediglich einen realen Rennteilnehmer und zusätzlich
einen virtuellen Rennteilnehmer auf einem Simulator umfassen. Wie bei einem bekannten
6-Tage-Rennen können sich der virtuelle und der reale 6-Tage-Radrennfahrer rundenweise
ablösen, wobei dem virtuellen Rennteilnehmer auf dem Simulator die Übergabe auf dem
Bildschirm des Simulators angezeigt wird, während der reale Rennteilnehmer beispielsweise
einen kleinen LCD-Bildschirm oder sonstige Anzeigeneinheit am Lenker seines Fahrrads
angeordnet hat, auf dem ihm die Staffelübergabe vom virtuellen Teilnehmer auf den
realen Rennteilnehmer angezeigt wird. Entsprechend müssen die Daten gegenseitig ausgetauscht
werden. Dies kann durch entsprechende Funkverbindungen mit Sende- und Empfangsteilen,
insbesondere Mobilfunkanlagen erfolgen, die einerseits an den Simulatoren oder entsprechenden
Relais-Stationen und andererseits an den Fahrzeugen oder realen Rennteilnehmern vorgesehen
sein. Die Verarbeitung der Daten kann in der Verarbeitungseinheit des Simulators erfolgen
oder bei mehreren vernetzten Simulatoren in einem Zentralrechner. Ferner kann auch
bei den Empfangs- oder Anzeigeeinheiten für den realen Rennteilnehmer eine entsprechende
Verarbeitungseinheit vorgesehen sein.
[0043] Das 6-Tage-Rennen läuft dann in der Weise ab, dass beispielsweise die realen Rennteilnehmer
auf der Bahn in einem Radrennstadion das Rennen aufnehmen, nach einer bestimmten Anzahl
von Runden an die virtuellen Rennteilnehmer abgeben, deren Tätigkeit beispielsweise
über Leinwände in der Halle dargestellt werden kann, wobei dann die realen Rennteilnehmer
nach einer bestimmten Rundenanzahl der virtuellen Rennteilnehmer wieder das Rennen
von ihren jeweiligen virtuellen Partnern übernehmen und real weiterfahren. Das Finale
des Rennens kann dann sowohl durch die realen als auch durch die virtuellen Rennteilnehmer
bestritten werden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise in einer Radrennhalle
in den Pausen, in denen die realen Rennteilnehmer die Bahn nicht benötigen, zusätzliche
Rennen oder andere Attraktionen durchführen.
1. Simulator zur Simulation von Handlungsabläufen, insbesondere Sportaktivitäten, vorzugsweise
mit Wettkampfcharakter, mit mindestens einer Betätigungseinrichtung (6), die durch
den Nutzer betätigt wird, und Mitteln (2) zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung
mittels der Betätigungsparameter der Betätigungseinrichtung veränderbar sind, wobei
die Betätigungsparameter von den Mitteln zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung
(6) in Abhängigkeit von Nutzerparametern und/oder Umgebungsparametern beeinflusst
werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Nutzerparameter zeitlich veränderliche Nutzerparameter und/oder die Umgebungsparameter
reale, insbesondere zeitlich veränderliche Umgebungsparameter und/oder realer Handlungsdaten
einer oder mehrer im realen Handlungsablauf befindlichen Personen oder Einrichtungen,
insbesondere Fahrzeugen (16), umfassen, wobei eine Erfassungseinrichtung (9) zur Erfassung
zeitlich veränderlicher Nutzerparameter, realer, insbesondere zeitlich veränderlicher
Umgebungsparameter und/oder realer Handlungsdaten einer oder mehrer im realen Handlungsablauf
befindlichen Personen oder Einrichtungen, insbesondere Fahrzeugen, vorgesehen ist.
2. Simulator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erfassungseinrichtung (9) Sensoren (14, 19) zur Erfassung zeitlich veränderbarer
Nutzerparameter, realer Umgebungsparameter und/oder realer Handlungsdaten umfasst,
insbesondere Sensoren zur Erfassung von Nutzerdaten (14), wie Puls, Herzfrequenz,
Haltung und dgl. oder/und von realen Umgebungsparametern (19), wie Wetterdaten, insbesondere
Regensensoren, Windsensoren, Temperatursensoren oder sonstige Sensoren für Umgebungsbedingungen,
wie Untergrundbeschaffenheit und/oder Sensoren zur Ermittlung der Position (18), Geschwindigkeit
oder sonstiger, insbesondere zeitlich veränderbarer Handlungsdaten einer oder mehrer
im realen Handlungsablauf befindlichen Personen oder Einrichtungen, insbesondere Fahrzeugen,
wie einwirkende Kräfte, Zustandsdaten oder dergleichen.
3. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erfassungseinrichtung (9) so ausgebildet ist, dass die Erfassung der Parameter
durch die Erfassungseinrichtung (9) zeitgleich mit der Simulatornutzung erfolgen kann,
wobei insbesondere die Betätigungsparameter zeitsynchron mit den von der Erfassungseinrichtung
ermittelten Daten beeinflussbar sind.
4. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Teil der Erfassungseinrichtung über Fernverbindung (5, 21, 20, 17) oder
Computernetzwerk mit dem Simulator verbunden ist.
5. Simulator nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fernverbindung die Sensoren (19) vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Relaisstation
mit einem an der Betätigungseinrichtung lokalisierten Teil der Erfassungseinrichtung
und/oder den Mitteln zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung verbindet.
6. Simulator nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fernverbindung oder das Netzwerk so ausgestaltet sind, dass die Verbindung ganz
oder teilweise über Funk, Satellit und/oder Kabelverbindungen, insbesondere Telefonverbindungen
oder Internet erfolgt, wobei die Fernverbindung insbesondere derart ausgebildet ist,
dass während der Simulatornutzung vorzugsweise eine ständige Verbindung vorhanden
ist.
7. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erfassungseinrichtung (9) Lesemittel zum Einlesen gespeicherter zeitlich veränderlicher
Umgebungsparameter und/oder realer Handlungsdaten und/oder Speichermittel (10) zum
Speichern zeitlich veränderlicher Umgebungsparameter und/oder realer Handlungsdaten
aufweist.
8. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel (2) zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung Mittel (11) zur Verarbeitung
der von der Erfassungseinrichtung ermittelten oder zur Verfügung gestellten Parameter
umfassen, welche insbesondere fest vorgegebene Nutzerparameter und/oder voreingestellte
Umgebungsparameter mit den von der Erfassungseinrichtung (9) ermittelten oder zur
Verfügung gestellten Parametern kombinieren.
9. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung (6) eine Datenverarbeitungsanlage
(11) umfassen, die programmtechnisch so eingerichtet ist, dass die Betätigungseinrichtung
in Abhängigkeit von den von der Erfassungseinrichtung ermittelten Daten steuerbar
ist.
10. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung Bremseinrichtungen, insbesondere
Wirbelstrombremsen und/oder Antriebseinrichtungen umfassen.
11. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Betätigungseinrichtung (6) ein Laufband, ein Trimmrad oder ein Fahrrad mit Fahrradrolle,
eine Autonachbildung mit Pedalen und Lenkrad, eine Rudereinheit oder dergleichen umfasst.
12. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Betätigungsparameter den zur Betätigung erforderlichen Kraftaufwand, die erforderliche
Lenkung und dgl. beeinflussen.
13. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine zweite Erfassungseinrichtung für Nutzungsdaten des Simulators vorhanden ist,
die insbesondere Umfang, Dauer und sonstige Daten der Nutzung des Simulators erfasst.
14. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Anschlussmöglichkeit für ein Computernetzwerk vorgesehen ist.
15. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Monitor oder Bildschirm (13) und eine Bilderzeugungseinrichtung vorgesehen sind,
welche insbesondere Nutzungsdaten des Simulators, virtuelle, von den Mitteln zur Beeinflussung
der Betätigungseinrichtung gesteuerte Bilder erzeugt oder von der Erfassungseinrichtung
ermittelte reale Videodaten darstellt.
16. Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Vergleichsmittel (11) zur Erfassung, Verarbeitung und/oder Anzeige von Daten von vernetzten
Simulatoren vorgesehen sind.
17. Verfahren zum Betrieb eines Simulators mit einer Betätigungseinrichtung und Mitteln
zur Beeinflussung der Betätigungseinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, umfassend die Schritte: Bereitstellen von Umgebungsparametern und/oder
Nutzerparametern Beeinflussen der Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von den Umgebungsparametern
und/oder Nutzerparametern,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Teil der Umgebungsparameter als insbesondere zeitlich veränderliche
Umgebungsparameter in einem realen Handlungsablauf erfasst werden und/oder als reale
Handlungsdaten einer oder mehrer im realen Handlungsablauf befindlichen Personen oder
Einrichtungen, insbesondere Fahrzeugen vorgesehen sind.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Nutzerparameter zumindest zum Teil zeitlich veränderliche Parameter bereit gestellt
werden.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Betätigungseinrichtung des Simulators in Abhängigkeit der realen Umgebungsparamter
zeitsynchron mit den realen Handlungsdaten oder Zeitbedarf des Nutzers gesteuert wird.
20. System zur Durchführung von virtuellen/realen Rennen mit mindestens einem
Simulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mindestens einer Informationseinheit
für den realen Rennteilnehmer zur Darstellung der Renninformationen des oder der virtuellen
Renneilnehmer.
21. System nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Simulator eine Sende-/Empfangseinheit und die Informationseinheit eine Sende-/Empfangseinheit,
insbesondere zur Übermittlung von Daten des Simulators aufweist.