DE102018101862A1 - Spielzeugfernsteueranlage - Google Patents

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DE102018101862A1
DE102018101862A1 DE102018101862.2A DE102018101862A DE102018101862A1 DE 102018101862 A1 DE102018101862 A1 DE 102018101862A1 DE 102018101862 A DE102018101862 A DE 102018101862A DE 102018101862 A1 DE102018101862 A1 DE 102018101862A1
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remote control
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toy
route
toy remote
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Rodion Trappe
Falko Schindler
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Perpetual Mobile GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spielzeugfernsteueranlage (1) mit wenigstens einem fernsteuerbaren Fahrzeug (2) zur Bewegung auf einer Fahrstrecke (3), wobei das fernsteuerbare Fahrzeug (2) einen eigenen Antrieb, eine eigene Energiequelle und eine eigene Lenkung aufweist, wobei der Antrieb von einem Spieler über eine Fernsteuerung steuerbar ist, wobei die Spielzeugfernsteueranlage (1) eine Beobachtungseinheit (4) mit einer stationären Kamera (5) aufweist, die einrichtbar ist, ein Spielareal (6), innerhalb dessen sich die Fahrstrecke (3) befindet, zu erfassen, wobei die Spielzeugfernsteueranlage (1) ein Ortungsmodul aufweist, welches eingerichtet ist, die Position des fernsteuerbaren Fahrzeugs (2) anhand von durch die Kamera (5) erfassten Bilddaten zu ermitteln, wobei die Spielzeugfernsteueranlage (1) eine Kontrolleinheit aufweist, welche eingerichtet ist, erfasste Bilddaten von der Beobachtungseinheit (4) und Positionsdaten von dem Ortungsmodul zu empfangen und eingerichtet ist, die Position des fernsteuerbaren Fahrzeugs (2) auf der Fahrstrecke (3) zu verfolgen und die Lenkung des fernsteuerbaren Fahrzeugs (2) über eine Fernsteuerung zu steuern.Weiterhin betrifft die Erfindung eine Beobachtungseinheit (4), ein fernsteuerbares Fahrzeug (2) sowie ein Computerprogrammprodukt zum Aufbau der beschriebenen Spielzeugfernsteueranlage (1).Erfindungsgemäß ist dabei vorgehen, dass das das von der Beobachtungseinheit (4) erfasste Spielareal (6) auf einem Ein-/Ausgabegerät wiedergebbar ist, wobei das Ein-/Ausgabegerät einen Touchscreen aufweist, und die Fahrstrecke (3) in dem Spielareal (6) durch den Spieler in einem durch das Ein-/Ausgabegerät angezeigten Abbild des Spielareals (6) durch Fingerinteraktion festlegbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spielzeugfernsteueranlage, sowie ein fernsteuerbares Fahrzeug, eine Beobachtungseinheit und ein Computerprogrammprodukt zum Aufbau einer Spielzeugfernsteueranlage.
  • Stand der Technik
  • Ferngesteuerte Spielzeugmodelle wie z.B. Spielzeugautos werden normalerweise komplett manuell gesteuert. Das bedeutet, dass sowohl die Steuerung der Antriebseinheit, konkret die Beschleunigung wie gegebenenfalls Verzögerung eines Spielzeugmodells, sowie auch alle Lenkbewegungen von einem Spieler über eine geeignete Fernsteuerung in „Echtzeit“ vorgenommen werden. So lässt sich das Spielzeugmodell zwar flexibel über jegliche Fläche steuern, jedoch sind komplexe Streckenverläufe bei höheren Geschwindigkeiten nur mit sehr hohem Lern- und Trainingsaufwand abfahrbar.
  • Einfacher ist die Bedienung von Spielzeug-Systemen mit einer fest vorgegebenen, beispielsweise durch Schienen oder Straßenabschnitte festgelegten Streckenführung, wie bei Modelleisenbahnen oder Autorennbahnen. So wird bei gängigen Autorennbahnen, in Anlehnung an die englische Bezeichnung auch als Slot-Car-Bahn bekannt, die Streckführung durch einen Schlitz in der Fahrspur festgelegt. Damit wird die Lenkung der Fahrzeuge durch die Schlitzführung übernommen, so dass die Spieler diesbezüglich entlastet sind und sich auf das Regeln der Geschwindigkeit konzentrieren können.
  • Die einfachere Bedienung im Vergleich zu frei beweglichen Modellen ist dabei mit dem Nachteil verbunden, auf einen festgelegte Schienen- bzw. einen Straßenparcours festgelegt zu sein. Änderungen des Parcours sind nur durch Umbaumaßnahmen zu erreichen, Streckenerweiterungen oftmals mit der Notwenigkeit von Zukäufen verbunden, die Anlagen erfordern einen gewissen Auf- und Abbauaufwand, benötigen Lagerfläche und sind zumeist nur für die Verwendung im Innenbereich geeignet.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe einer einfachen und kostengünstigen Möglichkeit, die Spielfreude an einem fernsteuerbaren Fahrzeug ohne großen Trainingsaufwand und unter Überwindung der vorgenannten Nachteile genießen zu können.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß vorgesehen ist eine Spielzeugfernsteueranlage mit wenigstens einem fernsteuerbaren Fahrzeug zur Bewegung auf einer Fahrstrecke , wobei das fernsteuerbare Fahrzeug einen eigenen Antrieb, eine eigene Energiequelle und eine eigene Lenkung aufweist, wobei der Antrieb von einem Spieler über eine Fernsteuerung steuerbar ist, wobei die Spielzeugfernsteueranlage eine stationäre Beobachtungseinheit mit einer Kamera aufweist, die einrichtbar ist, ein Spielareal, innerhalb dessen sich die Fahrstrecke befindet, zu erfassen, wobei die Spielzeugfernsteueranlage ein Ortungsmodul aufweist, welches eingerichtet ist, die Position des fernsteuerbaren Fahrzeugs anhand von durch die Kamera erfassten Bilddaten zu ermitteln, wobei die Spielzeugfernsteueranlage eine Kontrolleinheit aufweist, welche eingerichtet ist, erfasste Bilddaten von der Beobachtungseinheit und Positionsdaten von dem Ortungsmodul zu empfangen und eingerichtet ist, die Position des fernsteuerbaren Fahrzeugs auf der Fahrstrecke zu verfolgen und die Lenkung des fernsteuerbaren Fahrzeugs über eine Funkfernsteuerung zu steuern, und wobei das von der Beobachtungseinheit erfasste Spielareal, vorteilhaft mittels einer bildgebenden Konfiguriereinheit, auf einem Ein-/Ausgabegerät wiedergebbar ist, wobei das Ein-/Ausgabegerät einen Touchscreen aufweist, und die Fahrstrecke in dem Spielareal durch den Spieler in einem durch das Ein-/Ausgabegerät angezeigten Abbild des Spielareals durch eine Fingerinteraktion festlegbar ist.
  • Eine derartige Spielzeugfernsteueranlage bietet den Vorteil, dass die Fahrstrecke für das fernsteuerbare Fahrzeug nahezu beliebig innerhalb des Spielareals festlegbar ist. Die Fahrstrecke kann eine begrenzte Länge aufweisen oder in Form einer Rennbahn in sich geschlossenen sein. Sie kann beliebig gekrümmte Kurven sowie auch Kreuzungen aufweisen. Abgesehen von etwaigen Hindernissen oder ungeeigneten Bodenverhältnissen bestehen grundsätzlich keine Einschränkungen hinsichtlich der Definition der Fahrstrecke.
  • Durch die Festlegung der Fahrstrecke durch eine Fingerinteraktion auf einem Abbild des Spielareals auf einem Touchscreen erfolgt die Festlegung für das reale Spielareal zunächst virtuell. Ohne eine gedankliche Verbindung der festgelegten Fahrtstrecke mit Fixpunkten auf dem Spielareal, zum Beispiel zu umfahrenden Hindernissen wie Pylonen im Freien oder Möbeln/ weiterem Spielzeug in Innenräumen, ist die festgelegte Fahrstrecke auf dem Spielareal für den Spieler nicht ersichtlich.
  • Um die Fahrstrecke auf dem Spielareal zu markieren, kann der Spieler auf dem Spielareal entsprechende Markierungen anbringen oder auslegen. Vorteilhaft kann die Spielzeugfernsteueranlage einen Projektor zur Projektion der Fahrstrecke auf dem Spielareal aufweisen. Ein Projektor kann vorteilhaft direkt neben der Kamera installiert sein und kann Teil der Beobachtungseinheit sein. Vorteilhaft weist die durch Fingerinteraktion eingegebene Fahrstrecke auf dem Spielareal eine vorgebbare Breite auf. Mit Hilfe eines Projektors kann beispielsweise die Fahrspur in Form eines hellen Bandes in entsprechender Breite auf den Boden projiziert werden. Alternativ oder ergänzend kann die Spielzeugfernsteueranlage einen Laserprojektor zur Projektion der Fahrstrecke aufweisen. Durch diesen können beispielsweise die Fahrbahnbegrenzungen hervorgehoben werden. Auch für die Eingabe der Fahrstrecke gilt, dass in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die linke und die rechte Begrenzung der Fahrstrecke mittels Fingerinteraktion separat eingebbar sind.
  • Eine Spielzeugfernsteueranlage mit einer auf einem Ein-/Ausgabegerät festlegbaren Fahrstrecke bietet weiterhin den Vorteil, dass für den Auf- und Ab- oder Umbau keine nennenswerten Rüstzeiten anfallen. Für die Fahrstrecke und etwaige Fahrstreckenverlängerungen fallen keine Materialien an, für die demzufolge auch keine Lagerkapazitäten benötigt werden.
  • Vorteilhaft ist die Spielzeugfernsteueranlage mobil, wobei die Fahrstrecke durch die mobile Montage zumindest einer Beobachtungseinheit sowohl in Indoor- als auch in Outdoorscenarien einrichtbar ist. Vorteilhaft ist die eingebbare Fahrstrecke von der Spielzeugfernsteueranlage speicherbar, so dass dieselbe Fahrstrecke zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu gleichen Bedingungen wieder verwendbar ist.
  • Die beschriebene Spielzeugfernsteueranlage bietet weiterhin den Vorteil, dass sie Spielern mit unterschiedlichem Trainingsniveau unterschiedlich anspruchsvolle Spielmodi bieten kann. Ein Spielmodus kann derart ausgeführt sein, dass während einer Fernsteuerung durch einen Spieler die Kontrolleinheit die Lenkung des fernsteuerbaren Fahrzeugs übernimmt. Die Kontrolle der Fernsteuerung der Lenkung durch die Kontrolleinheit kann eine lokale Routenplanung beinhalten, um vorausliegende Kurven ideal anzufahren oder beispielsweise die Kollision mit anderen Fahrzeugen zu verhindern. Ein anderer Spielmodus kann derart ausgeführt sein, dass der Spieler die vollständige Kontrolle über das fernsteuerbare Fahrzeug innehat und die Kontrolleinheit nur bei Verlassen der Fahrstrecke die Kontrolle über das Fahrzeug, beispielsweise bis zu dessen Rückführung auf die Fahrstrecke, übernimmt. Ein weiterer Spielmodus kann die Bewegung auch außerhalb der Fahrstrecke erlauben. Vorteilhaft kann die Spielzeugfernsteueranlage, beispielsweise neben der Kamera, einen oder mehrere Laser-Pointer zur Markierung der Begrenzung des Erfassungsbereichs der Kamera und somit des Spielareals aufweisen.
  • Vorteilhaft weist die Spielzeugfernsteueranlage eine automatische Kalibrierfunktion zur Kalibrierung der Abbildung zwischen dem realen Spielareal und dem Abbild auf einem Ein-/Ausgabegerät auf. Eine automatische Kalibrierfunktion verkürzt die Inbetriebnahmezeit zur ersten oder wiederholten Nutzung der Spielzeugfernsteueranlage und unterstützt eine mobile Verwendung.
  • Vorteilhaft weist die Kamera der Beobachtungseinheit eine bekannte innere Kalibrierung auf, wobei zudem die Spielzeugfernsteueranlage, konkret beispielsweise deren Ortungsmodul, eingerichtet ist, eine externe Kalibrierung der Kamera sowie die Bestimmung von Abbildungsparametern zur Transformation von Punkten aus dem Spielareal auf eine Bildebene und umgekehrt von der Bildebene auf das Spielareal initial anhand von mehreren Detektionspunkten eines richtungsgebenden Markers eines mittig auf dem Spielareal abgestellten fernsteuerbaren Fahrzeugs zu ermitteln.
  • In einem Idealfall ist die Kamera der Beobachtungseinheit in einer orthografischen Draufsicht auf ein ebenes Spielareal ausgerichtet. In diesem Fall lägen die Bildebene sowie das Spielareal auf parallel zueinander angeordneten Ebenen, so dass die Abbildung zwischen Bildebene und Spielareal durch eine lineare Skalierung erfolgen könnte.
  • Da eine derartige Installationsvorgabe jedoch mit entsprechendem Aufwand verbunden und insbesondere im Freien nicht immer realisierbar ist, muss davon ausgegangen werden, dass die Bildebene einen Nick- sowie einen Neigungswinkel gegenüber dem Spielareal aufweist. Es kann beispielsweise erforderlich sein, dass die Beobachtungseinheit an einem erhöhten Punkt seitlich neben dem Spielareal installiert wird.
  • Vorteilhaft erfolgt die Bestimmung der Abbildungsparameter, beispielsweise einer projektiven Abbildung, durch die Identifizierung von vier Referenzpunkten eines bekannten, auf dem Spielareal befindlichen Objektes. Vorteilhaft kann dieses Objekt ein richtungsgebender, flächiger Marker eines Fahrzeugs, welcher vorteilhaft plan auf diesem angeordnet ist, sein, wobei der Marker vorteilhaft als rechteckiger April-Tag ausgeführt ist und die Eckpunkte des April-Tags als Referenzpunkte verwendet werden.
  • Zur Bestimmung der Abbildungsparameter ist die Spielzeugfernsteueranlage vorteilhaft eingerichtet, wie folgt zu verfahren:
    1. 1. Erfassung der Bilddaten durch die Kamera bei einer Platzierung des Fahrzeugs mit richtungsgebendem, flächigen Marker, vorteilhaft einem April-Tag, in einer initialen Lage auf dem Spielareal, vorteilhaft in dessen Mitte.
    2. 2. Detektion des Markers und Bestimmung von zumindest vier linear unabhängigen Punkten, vorteilhaft den vier Eckpunkten eines April-Tags.
    3. 3. Bestimmung der räumlichen Lage sowie der Orientierung des Markers relativ zur bekannten Kamerageometrie.
    4. 4. Definition des räumlichen Koordinatensystems des Spielareals auf Basis der Lage und Orientierung des Markers.
    5. 5. Speicherung/Festlegung des Koordinatensystems für den weiteren Spielverlauf.
  • Für den weiteren Spielverlauf kann die Spielzeugfernsteueranlage eingerichtet sein, die Position und Ausrichtung des Fahrzeugs in der Ebene durch Verschiebung und Drehung wie folgt zu verfolgen:
    • 1. Wiederholte, zumindest zehnmalige Erfassung von Bilddaten pro Sekunde
    • 2. Jeweilige Detektion des Markers in der Bildebene
    • 3.  
      • a) Berechnung einer räumlichen Transformation von initialer zu aktueller Markerlage, welche die Verschiebung und Drehung des Markers relativ zum Spielareal beinhaltet, oder, alternativ,
      • b) Berechnung der jeweiligen Position und Ausrichtung des Fahrzeugs in dem Spielareal über die initial bestimmten Transformationsparameter.
  • Allerdings kann gerade im Outdoorbereich nicht davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Spielareal um eine ebene Fläche handelt. Vorteilhaft ist die Spielzeugfernsteueranlage eingerichtet ist, durch Bewegung eines Fahrzeugs mit richtungsgebendem, flächigen Marker die Topografie des Spielareals zu ermitteln.
  • Wie zuvor beschrieben, kann aus Punkten eines richtungsgebenden flächigen Markers, beispielsweise den vier Eckpunkten eines April-Tags, dessen räumliche Lage bei einer Bewegung des Fahrzeugs über die Topologie des Spielareals relativ zur Kamera bestimmt werden.
  • Vorteilhaft ist die Spielzeugfernsteueranlage eingerichtet, durch die Transformation in das initial definierte räumliche Koordinatensystem des Spielareals die räumliche Position und die Drehung relativ zur initialen Bezugsebene, das heißt dem Standort und der Ebene des Fahrzeugs bei der Initialisierung, zu ermitteln und aus den in den dreidimensionalen Positionsdaten enthaltenen Höheinformation die Topografie des Spielareals abzuleiten.
  • Nachdem die Spielzeugfernsteueranlage erstmalig kalibriert wurde, kann die Topografie des Untergrunds auf diese Weise sukzessive erfasst werden. Die Erfassung kann durch gezielte Kalibrierfahrten, beispielsweise in einem Autopilot-Modus, sukzessive im Spielbetrieb, oder in regelmäßigen Abständen erfolgen.
  • Weiterhin vorteilhaft ist die Spielzeugfernsteueranlage eingerichtet, die Positionen mehrerer fernsteuerbarer Fahrzeuge zu bestimmen und zu verfolgen. Dabei ist sie vorteilhaft dazu ausgelegt, dies gleichzeitig oder in einer schnellen, für den Spieler nicht wahrnehmbaren Taktung auszuführen.
  • Vorteilhaft weisen die fernsteuerbaren Fahrzeuge als richtungsgebende, flächige Marker unterschiedliche 2D-Binärmuster, insbesondere April-Tags auf. Weiterhin vorteilhaft ist ein Marker nicht reflektierend, beispielsweise durch eine Farbgebung in Form einer lichtschluckenden Farbe oder in Form eines Filzmaterials ausgeführt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein fernsteuerbares Fahrzeug Odometriesensoren aufweisen. Diese können geeignet sein, die Positionsbestimmung auch in Abschattungssituationen, beispielsweise auf Grund von Unterführungen, Tunneln oder hohen Hindernissen zu unterstützen bzw. zu ermöglichen. Dazu kann die Fernsteuerung des fernsteuerbaren Fahrzeugs einen Rückkanal zur Übermittlung von Odometriedaten an die Kontrolleinheit aufweisen. Die Fernsteuerung zwischen Fahrzeug und Kontrolleinheit kann vorteilshaft auf Bluetooth- oder WLAN- Technologie basieren.
  • Die Beobachtungseinheit zum Aufbau der beschriebenen Spielzeugfernsteueranlage weist vorteilhaft eine Kamera und einen Projektor auf, wobei die Beobachtungseinheit zur Übermittlung von Bilddaten an das Ortungsmodul und/oder die Kontrolleinheit, und zur Projektion einer von der Kontrolleinheit übermittelten Fahrstrecke eingerichtet ist.
  • Das Ortungsmodul kann in die Beobachtungseinheit oder auch in die Kontrolleinheit integriert sein. Vorteilhaft weist die Beobachtungseinheit einen Funksendeempfänger zur drahtlosen Kommunikation mit der Kontrolleinheit sowie vorteilhaft einen elektrischen Energiespeicher und/oder ein Solarpanel auf. Eine derartige Beobachtungseinheit kann ohne jegliche Verkabelung bequem und schnell positioniert werden. Vorteilhaft sind Kameraöffnung und Solarpanel auf gegenseitigen Seiten der Beobachtungseinheit angeordnet, so dass bei einer nach unten gerichteten Kamera das Licht der Sonne oder einer Lampe zur Nachladung des Energiespeichers genutzt werden kann. Vorteilhaft weist die Beobachtungseinheit eine oder mehrere ggf. alternative Aufhängevorrichtungen, beispielsweise zur Befestigung an einer Deckenleuchte auf.
  • Weiterhin vorteilhaft weist die Beobachtungseinheit einen Laserpointer auf, der eingerichtet ist, die Eckpunkte des erfassten Bildbereichs und damit die Eckpunkte des Spielareals zu markieren. Dabei kann die Markierung sowohl bei der Installation der Beobachtungseinheit als auch im Spielbetrieb nützlich sein, um das von der Beobachtungseinheit erfasste Spielareal erkennen zu können. Vorteilhaft können die Laserpointer direkt und/oder über eine Fernsteuerverbindung zur Kontrolleinheit schaltbar ausgeführt sein.
  • Vorteilhaft zudem kann die Beobachtungseinheit ein Kameragehäuse oder ein Kameragehäuse mit einer Blende aufweisen, deren Trichterform dem Öffnungswinkel der Kamera entspricht, so dass der Erfassungsbereich der Kamera anhand der Form des Kameragehäuses abschätzbar ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Beobachtungseinheit wird diese durch ein Computerprogrammprodukt in Verbindung mit einem Smartphone ausgebildet.
  • Die Fernsteuerung des fernsteuerbaren Fahrzeugs kann über eine einzige, das Fahrzeug mit der Kontrolleinheit verbindenden Funkfernsteuerung, oder über zwei Fernsteuerungen erfolgen, von welcher einer die Fernsteuersignale des Spielers und eine andere die Fernsteuersignale der Kontrolleinheit überträgt.
  • Erfindungsgemäß vorgesehen ist ein fernsteuerbares Fahrzeug zum Betreiben auf der beschriebenen Spielzeugfernsteueranlage, wobei das Fahrzeug zum zumindest quasi parallelem Empfang von Steuersignalen von zwei Fernsteuersendern eingerichtet ist, wobei durch einen ersten der zwei Fernsteuersender die Fernsteuersignale eines Spielers und von einem zweiten Fernsteuersender die Fernsteuersignale der Kontrolleinheit übermittelbar sind. Ein derartiges fernsteuerbares Fahrzeug ist sowohl mit als auch ohne die Kontrolleinheit der Spielzeugfernsteueranlage betreibbar und kann beispielsweise unabhängig von einer Kontrolleinheit die Fernsteuersignale eines Spielers, beispielsweise mittels einer Handfernsteuerung gesendet, empfangen.
  • Vorteilhaft ist das fernsteuerbare Fahrzeug eingerichtet, die Fernsteuersignale derart auszuwerten, dass ein empfangenes Fernsteuersignal einer Kontrolleinheit vorrangig ist, wobei durch das Funksteuersignal der Kontrolleinheit oder durch Konfigurationseinstellungen im Fahrzeug festgelegt sein kann,
    • - ob Lenkbefehle des Spielers umgesetzt werden,
    • - ob Antriebsbefehle des Spielers umgesetzt werden, und
    • - ob oder wann eine Fahrzeugkontrolle vollständig durch die Kontrolleinheit erfolgt.
  • Vorteilhaft kann die Kontrolleinheit zur Übermittlung diesbezüglicher Konfigurationsdaten zum fernsteuerbaren Fahrzeug eingerichtet sein.
  • Erfindungsgemäß vorgesehen ist zudem ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung auf einem Personal Computer, Tablet Computer, Notebook oder Smartphone, wobei das Computerprogrammprodukt zur Steuerung einer zuvor beschriebenen Spielzeugfernsteueranlage eingerichtet ist, und eingerichtet ist, in Verbindung mit dem Personal Computer, dem Tablet Computer, dem Notebook oder dem Smartphone die Kontrolleinheit oder sowohl Kontrolleinheit als auch Ortungseinheit der Spielzeugfernsteueranlage auszubilden.
  • Die genannten Geräte weisen vielfach leistungsstarke Prozessoren auf, die die Abwicklung der Bildtransformationsalgorithmen erlauben. Zudem wird von diesen Geräten die erforderliche Ein-/Ausgabe-Funktionalität bereitgestellt, ebenso wie zumeist eine WLAN- und/oder Bluetooth-Schnittstelle zur Verbindung der Kontrolleinheit mit der Beobachtungseinheit und dem zumindest einem Fahrzeug.
  • Das Computerprogrammprodukt weist zudem vorteilhaft ein Konfigurationsmodul auf, welches in Verbindung mit dem Personal Computer, dem Tablet Computer, dem Notebook oder dem Smartphone eingerichtet ist, die Fahrstrecke in einem wiedergegebenen Abbild des Spielareals mittels einer Fingerinteraktion eines Spielers zu erfassen.
  • Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden, schematischen Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
  • Es zeigen
    • 1 eine Skizze einer Spielzeugfernsteueranlage in perspektivischer Darstellung;
    • 2 ein Beispiel eines richtungsgebenden flächigen Markers in Form eins April-Tags
  • 1 zeigt eine Skizze einer Spielzeugfernsteueranlage in perspektivischer Darstellung.
  • Aus 1 ist eine Spielzeugfernsteueranlage 1 mit einem fernsteuerbaren Fahrzeug 2 zur Bewegung auf einer Fahrstrecke 3 ersichtlich, wobei das fernsteuerbare Fahrzeug 2 einen eigenen Antrieb, eine eigene Energiequelle und eine eigene Lenkung aufweist. Der Antrieb sowie je nach Spielmodus auch die Lenkung sind von einem Spieler über eine Fernsteuerung steuerbar.
  • Die Spielzeugfernsteueranlage 1 weist eine stationäre Beobachtungseinheit 4 mit einer Kamera 5 auf, die eingerichtet ist, ein Spielareal 6, innerhalb dessen sich die Fahrstrecke 3 befindet, zu erfassen. Die Spielzeugfernsteueranlage 1 weist ein nicht dargestelltes Ortungsmodul auf, welches eingerichtet ist, die Position des fernsteuerbaren Fahrzeugs 2 anhand von durch die Kamera 5 erfassten Bilddaten zu ermitteln.
  • Weiterhin weist die Spielzeugfernsteueranlage 1 eine nicht dargestellte Kontrolleinheit auf, welche eingerichtet ist, erfasste Bilddaten von der Beobachtungseinheit 4 und Positionsdaten von dem Ortungsmodul zu empfangen. Die Kontrollstation ist weiterhin eingerichtet ist, die Position des fernsteuerbaren Fahrzeugs 2 auf der Fahrstrecke 3 zu verfolgen und die Lenkung des fernsteuerbaren Fahrzeugs 2 über eine Funkfernsteuerung zu steuern.
  • Das von der Beobachtungseinheit 4 erfasste Spielareal 6 ist mittels einer auch als App bezeichenbaren bildgebenden Konfiguriereinheit auf einem Ein-/Ausgabegerät, zum Beispiel einem Tablet-PC wiedergebbar. Auf einem als Touchscreen ausgeführten Bildschirm des Tablet-PC ist die Fahrstrecke 3 in dem dargestellten Spielareal 6 durch den Spieler mittels einer Fingerinteraktion festlegbar. Die durch die Fingerinteraktion eingegebene Fahrstrecke 3 weist auf dem Spielareal 6 eine vorgegebene Breite auf
  • Direkt neben der Kamera 5 weist die Beobachtungseinheit 4 einen Projektor 7 zur Projektion der Fahrstrecke 3 auf das Spielareal 6 auf. Der Projektor 7 ist als Laserprojektor ausgeführt und ist eingerichtet, die Fahrbahnbegrenzungen der Fahrstrecke 3 zu markieren.
  • Plan zum Untergrund in Form des Spielareals 6 weist das fernsteuerbare Fahrzeug 2 einen 2-dimensionalen binären Marker 8 in Form eines April-Tags auf.
  • Die Beobachtungseinheit 4 weist rückseitig ein Solarpanel 9 auf, durch welches ein nicht gezeigter elektrischer Energiespeicher der Beobachtungseinheit 4 nachladbar ist. In Innenräumen kann das Solarpanel 9 in Richtung einer Beleuchtungseinrichtung ausgerichtet sein, welche unter Umständen auch zur Befestigung der Beobachtungseinheit 4 geeignet sein kann.
  • 2 zeigt ein Beispiel eines richtungsgebenden flächigen Markers 8 in Form eins April-Tags.

Claims (15)

  1. Spielzeugfernsteueranlage (1) mit wenigstens einem fernsteuerbaren Fahrzeug (2) zur Bewegung auf einer Fahrstrecke (3), wobei das fernsteuerbare Fahrzeug (2) einen eigenen Antrieb, eine eigene Energiequelle und eine eigene Lenkung aufweist, wobei der Antrieb von einem Spieler über eine Fernsteuerung steuerbar ist, wobei die Spielzeugfernsteueranlage (1) eine Beobachtungseinheit (4) mit einer stationären Kamera (5) aufweist, die einrichtbar ist, ein Spielareal (6), innerhalb dessen sich die Fahrstrecke (3) befindet, zu erfassen, wobei die Spielzeugfernsteueranlage (1) ein Ortungsmodul aufweist, welches eingerichtet ist, die Position des fernsteuerbaren Fahrzeugs (2) anhand von durch die Kamera (5) erfassten Bilddaten zu ermitteln, wobei die Spielzeugfernsteueranlage (1) eine Kontrolleinheit aufweist, welche eingerichtet ist, erfasste Bilddaten von der Beobachtungseinheit (4) und Positionsdaten von dem Ortungsmodul zu empfangen und eingerichtet ist, die Position des fernsteuerbaren Fahrzeugs (2) auf der Fahrstrecke (3) zu verfolgen und die Lenkung des fernsteuerbaren Fahrzeugs (2) über eine Fernsteuerung zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Beobachtungseinheit (4) erfasste Spielareal (6) auf einem Ein-/Ausgabegerät wiedergebbar ist, wobei das Ein-/Ausgabegerät einen Touchscreen aufweist, und die Fahrstrecke (3) in dem Spielareal (6) durch den Spieler in einem durch das Ein-/Ausgabegerät angezeigten Abbild des Spielareals (6) durch Fingerinteraktion festlegbar ist.
  2. Spielzeugfernsteueranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (5) der Beobachtungseinheit (4) eine bekannte innere Kalibrierung aufweist und die Spielzeugfernsteueranlage (1) eingerichtet ist, eine externe Kalibrierung der Kamera (5) sowie die Bestimmung von Abbildungsparametern zur Transformation von Punkten aus dem Spielareal (6) auf eine Bildebene und umgekehrt von der Bildebene auf das Spielareal (6) initial anhand von mehreren Detektionspunkten eines richtungsgebenden flächigen Markers (8) eines auf dem Spielareal (6) angeordneten fernsteuerbaren Fahrzeugs (2) zu ermitteln.
  3. Spielzeugfernsteueranlage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spielzeugfernsteueranlage (1) eingerichtet ist, durch Bewegung des Fahrzeugs (2) mit richtungsgebendem flächigen Marker (8) die Topografie des Spielareals (6) zu ermitteln.
  4. Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spielzeugfernsteueranlage (1) zumindest ein fernsteuerbares Fahrzeug (2) mit einem richtungsgebenden flächigen Marker (8) in Form eines 2D-Binärmusters, insbesondere eines April-Tags aufweist.
  5. Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der richtungsgebende flächige Marker (8) nicht reflektierend, insbesondere in Form einer lichtschluckenden Farbe oder eines Filzmaterials ausgeführt ist.
  6. Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spielzeugfernsteueranlage (1) einen Projektor (7) zur Projektion der Fahrstrecke (3) auf das Spielareal (6) aufweist.
  7. Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spielzeugfernsteueranlage (1) einen Laser-Projektor (7) zur Projektion der Fahrstrecke (3) auf das Spielareal (6) aufweist.
  8. Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spielzeugfernsteueranlage (1) einen oder mehrere Laser-Pointer zur Markierung der Begrenzung des Erfassungsbereichs der Kamera (5) aufweist.
  9. Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Fingerinteraktion auf der Bildebene vorgebbare Fahrstrecke auf dem Spielareal (6) eine vorgebbare Breite aufweist.
  10. Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die linke-/ rechte Begrenzung der Fahrstrecke (3) separat eingebbar sind.
  11. Beobachtungseinheit (4) zum Aufbau einer Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungseinheit (4) eine Kamera (5) und einen Projektor (7) aufweist, wobei die Beobachtungseinheit (4) zur Übermittlung von Bilddaten an das Ortungsmodul und/oder die Kontrolleinheit, und zur Projektion einer von der Kontrolleinheit übermittelten Fahrstrecke (3) eingerichtet ist.
  12. Fernsteuerbares Fahrzeug (2) zum Aufbau einer Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fernsteuerbare Fahrzeug (2) zum zumindest quasi parallelem Empfang von Steuersignalen von zwei Fernsteuersendern eingerichtet ist, wobei durch einen ersten der zwei Fernsteuersender die Fernsteuersignale des Spielers und von einem zweiten Fernsteuersender die Fernsteuersignale der Kontrolleinheit übermittelbar sind.
  13. Fernsteuerbares Fahrzeug (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das fernsteuerbare Fahrzeug (2) eingerichtet ist, die Fernsteuersignale derart auszuwerten, dass ein empfangenes Fernsteuersignal einer Kontrolleinheit vorrangig ist und festlegt, - ob Lenkbefehle des Spielers umgesetzt werden, - ob Antriebsbefehle des Spielers umgesetzt werden, und - ob oder wann eine Fahrzeugkontrolle vollständig durch die Kontrolleinheit erfolgt.
  14. Computerprogrammprodukt zur Ausführung auf einem Personal Computer, Tablet Computer, Notebook oder Smartphone, dadurch gekennzeichnet, das Computerprogrammprodukt zur Steuerung einer Spielzeugfernsteueranlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eingerichtet ist, und eingerichtet ist, in Verbindung mit dem Personal Computer, dem Tablet Computer, dem Notebook oder dem Smartphone die Kontrolleinheit der Spielzeugfernsteueranlage (1) auszubilden.
  15. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt ein Konfigurationsmodul aufweist, welches in Verbindung mit dem Personal Computer, dem Tablet Computer, dem Notebook oder dem Smartphone eingerichtet ist, die Fahrstrecke (3) in einem wiedergegebenen Abbild des Spielareals (6) mittels einer Fingerinteraktion zu erfassen.
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