Способ контроля результатов на соревнованиях по спидкубингу Российский патент 2025 года по МПК A63F9/12 

Изобретение относится к системам обработки данных и способам контроля результатов на соревнованиях. Специфика описываемого способа позволяет его преимущественно применять на соревнованиях по Спидкубингу.

Спидкубинг - вид спорта, целью которого является сборка механических головоломок (например, кубика Рубика 3×3×3) за минимальное время. В данном виде спорта также используется специальная терминология.

Скрамблер - человек, который осуществляет перемешку (также могут быть использованы синонимы «запутывание» и «скрамблинг») собранных головоломок по специальным алгоритмам («скрамблам») для того, чтобы подготовить головоломки к попыткам участников.

Раннер - человек, который обеспечивает перемещение перемешанных головоломок к участникам и перемещение собранных головоломок к скрамблерам. Раннер в предлагаемом способе имеет специальный поднос с выделенными местами под накрывашки, оборудованными считывателями RFID-меток и индикаторами пункта назначения возле каждого места.

Накрывашка - непрозрачный объект в виде коробки, используемый для визуальной изоляции запутанных головоломок перед попытками участников.

По патенту США US 7042806 B2 (заявка US 20050117456, приоритет от 30.12.2004 года) известно устройство (таймер), использующееся на соревнованиях по спидкубингу для измерения времени сборки. Его промышленные воплощения, например, Speedstacks Gen 5 Pro Timer, имеют возможность передачи информации о собственном состоянии через встроенный порт типа 2.5 jack.

Из уровня техники также известен способ по международному патенту №2576040 (приоритет 12.11.2010, опубл. 20.05.2013. Бюл. №6) обновления текущего времени в процессе проведения спортивных соревнований. Недостаток этого способа заключается в том, что время измеряется для всего соревнования в целом, невозможно измерить время каждого отдельного участника, так как способ не предусматривает элементы контроля как для отдельных участников соревнований, так и для других лиц, например судей, а также раннеров и скрамблеров в Спидкубинге. Вариант реализации способа, который позволяет замерять время отдельных участников, не адаптирован для Спидкубинга, не предусматривает наличия методов дистанционной передачи информации от судей, участников соревнований, других лиц в единую информационную систему.

Ближайшим аналогом (прототипом) предлагаемого способа является система opencubeware. Информация о данной системе раскрыта в следующих открытых источниках:

https://www.youtube.com/watch?v=vnY-BjmU5t4,

https://github.com/opencubeware,

https://www.facebook.com/opencubeware/about/

В ней реализованы прием сигнала с таймера, сетевое соединение, идентификация участника и судьи за станцией сборки с помощью RFID-меток.

Недостатком данной системы является то, что в ней не поддерживается автоматический контроль за перемещением головоломок участников, поэтому невозможно реализовать следующую функциональность, которая поддерживается в предлагаемом способе:

1) Скрамблер, считывая метку накрывашки, в которой лежит головоломка, получает на вывод единственный скрамбл, соответствующий предстоящей попытке участника. Без средств автоматического контроля за головоломками скрамблеру приходится на основе записанных на бумажную карточку результатов предыдущих попыток участника и пометок понимать, какой скрамбл соответствует следующей попытке участника и выбирать этот скрамбл среди доступных ему. Это приводит к возникновению ошибок вроде неправильно выбранного скрамбла, когда участнику приносят головоломку, запутанную таким же образом, как в его прошлой попытке. Недобросовестный участник может не сообщить об этом и показать лучший результат, так как он уже знаком с решением головоломки из данной позиции. Также отсутствие полного списка скрамблов у скрамблеров способствует их конфиденциальности, ведь нельзя заранее узнать, какие скрамблы будут использоваться в более поздних попытках участников, соответственно, скрамблер или раннер даже в случае сговора с участником, не сможет заблаговременно передать ему информацию для подготовки. Кроме того, отсутствие множества списков скрамблов позволяет бесшовно смешивать две группы участников с разными наборами скрамблов, в opencubeware для этого пришлось бы делать множество дополнительных действий для предотвращения перепутывания скрамблов с одинаковыми номерами, но из разных групп, а в предлагаемом способе нужный скрамбл выводится автоматически.

2) Автоматическое управление загрузкой станций сборки. Без механизмов слежения за головоломками в opencubeware не поддерживается автоматическое указание раннеру, на какой стол поставить накрывашку с запутанной головоломкой, а соответствующему участнику - за какой стол идти. Приходится либо ориентироваться по записям на бумажной карточке, положенной в накрывашку вместе с головоломкой, либо идти раннерам вместе с участниками до нужной станции. Это приводит к задержкам и способствует возникновению ошибок, например, когда раннер перепутывает головоломки участников, с которыми он идет за станцию сборки.

3) В целом, поскольку каждая накрывашка в предлагаемом способе однозначно связана с участником раунда и его головоломкой по своей сути (головоломка участника на протяжении раунда всегда находится в одной и той же накрывашке во время перемещений между зонами скрамблинга и сборки), отслеживая накрывашки по меткам, возможно реализовать полностью автоматическое управление ключевыми процессами соревнований, где скрамблеры выполняют единственную функцию, требующую концентрации внимания - запутать головоломку по предложенному алгоритму, а раннеры - отнести накрывашку туда, куда указывает индикатор. Все остальное, в том числе, часть функций организаторов, например, смену скрамблов, вызов очередной группы, безопасную для конфиденциальности смену скрамблеров при смешивании групп, возможно реализовать автоматически, исключив человеческий фактор, что будет способствовать уменьшению числа ошибок и количества возможностей для недобросовестного поведения участников. В opencubeware же реализовано только считывание меток судьи и участника, прием сигнала с таймера и беспроводная связь с сервером. То есть система ограничивает свое действие пределами станции сборки, и просто позволяет принимать результаты попыток автоматически. Автоматическое управление остальными ключевыми процессами на соревнованиях с ее помощью реализовать нельзя.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в уменьшении влияния человеческого фактора за счет автоматического контроля и управления ключевыми процессами на соревнованиях (скоростная сборка кубиков участниками, скрамблинг, логистика головоломок - раннинг), автоматического контроля результатов соревнований за счет использования RFID-меток на накрывашках и в бейджах участников и других лиц на соревнованиях, и считывания меток на станциях сборки, на столе регистрации, на местах у скрамблеров в зоне скрамблинга, на подносах у раннеров. Предлагаемая система благодаря считыванию меток при большинстве значимых действий отслеживает роль каждого участника, состояние станций сборки и головоломок участников, загруженность скрамблеров и раннеров в режиме реального времени, оперативно распределяя используемые на соревнованиях человеческие и материальные ресурсы в соответствии с полученными данными.

Также достигается возможность удобной проверки результатов соревнований за счет удобного доступа к фрагментам видеозаписей с камер видеонаблюдения, соответствующим проверямым действиям участников, скрамблеров, раннеров и судей по временным меткам, создаваемым системой при возникновении ключевых событий, таких как начало скрамблинга головоломки, постановка накрывашки на поднос раннера, начало и окончание сборки, и других.

Для достижения технического результата предлагается следующий способ взаимодействия оборудования и участников соревнований. В состав необходимого оборудования для достижения способа входят таймер, модуль приема сигнала с таймера, модуль считывания/записи RFID-меток, RFID-метка, модуль пользовательского ввода и вывода, модуль для подключения к сети, сервер. Перечисленные виды компонентов могут быть объединены в одном физическом/программном воплощении в различных сочетаниях.

Данные собираются и обрабатываются следующим образом. На станции регистрации на раунд расположены: модули считывания/записи RFID-меток, накрывашки с RFID-метками. Каждый участник предстоящего раунда выбирает накрывашку, кладет в нее свою головоломку и последовательно считывает свою RFID-метку и RFID-метку выбранной накрывашки. Данные передаются на сервер, идентификаторы участника и накрывашки образуют связь в системе на время участия спортсмена в раунде.

На каждой станции сборки расположены: таймер, модуль считывания/записи RFID-меток, модуль пользовательского ввода и вывода, модуль приема сигнала с таймера, модуль сетевого соединения. По прибытии на станцию сборки, очередной участник прикладывает к считывателю свою RFID-метку, идентифицируя себя. Затем осуществляется соревновательная попытка. Время сборки считывается с таймера соответствующим модулем, судья фиксирует свои действия с помощью модуля ввода-вывода и прикладывает к считывателю свою RFID-метку, идентифицируя себя и подтверждая, что закончил обрабатывать попытку участника. С момента идентификации участника и вплоть до идентификации судьи на сервер отправляются сообщения с информацией о совершаемых действиях (логи), которые по окончании приема результата объединяются для получения полной картины совершенных в рамках соревновательной попытки действий, нарезки видеозаписи сборки и формирования итогового результата участника.

На каждой станции скрамблинга расположены: модуль пользовательского ввода и вывода, модуль считывания RFID-меток. После получения очередной головоломки для скрамблинга в накрывашке, скрамблер считывает RFID-метку накрывашки и получает на устройстве вывода информацию о скрамбле для очередной попытки участника, привязанного к данной накрывашке.

Раннеры, обеспечивающие перемещение накрывашек между зонами скрамблинга и сборки, снабжены специальными подносами с выделенными местами под накрывашки, оборудованными считывателями RFID-меток и индикаторами пункта назначения возле каждого места. Поднос, считывая метку поставленной на него накрывашки, передает считанный идентификатор на сервер, получая обратно сигнал с указанием номера станции сборки, наилучшим образом подходящей под размещение данной накрывашки, и отображает его на индикаторе рядом с местом накрывашки для информирования раннера. При снятии накрывашки с подноса, сервер об этом также уведомляется.

Таким образом, способ, предлагаемый в качестве изобретения, осуществляется следующим образом.

За стойкой регистрации на соревнования всем участникам выдаются бейджики, в которые дополнительно встроены RFID-метки, идентификаторы которых привязываются к персональным данным участников за той же стойкой регистрации. Каждый участник при регистрации выбрал набор дисциплин, в которых он планирует участвовать, эта информация также отражается в системе. По готовности организаторов через интерфейс организатора запускается соревновательный процесс: начинают проводиться раунды дисциплин. На основании списка участников, их ожидаемых результатов (указываются при регистрации, либо вычисляются на основе результатов участников на предыдущих соревнованиях) и других индивидуальных особенностей до соревнований автоматически предварительно составляется расписание раундов и распределение участников по раундам. Участники предстоящего раунда в автоматическом режиме приглашаются в зону сдачи головоломок (регистрации на раунд), где они сдают свои головоломки, с которыми планируют собирать раунд.

Каждый участник кладет головоломку в накрывашку, снабженную меткой, и считывает метку выбранной накрывашки вместе со своей меткой, обозначая, что его головоломка находится в этой накрывашке. После чего уходит в зону ожидания, а его накрывашка вместе с другими относится в зону скрамблинга, где головоломки участников будут запутаны по численно-буквенному алгоритму запутки - скрамблу.

В раунде участникам дается определенное число попыток собрать головоломку, где в разных попытках скрамбл разный, но одинаковый для всех участников раунда в одной и той же попытке. Свои попытки участники осуществляют в зоне сборки - зоне с пронумерованными станциями сборки (обычно столами), оборудованными таймерами, камерами и Устройствами.

Устройство в дальнейшем - аппаратный комплекс, снабженный считывателем RFID, возможностью подключения к сети, портами для подключения внешних устройств и модулем пользовательского ввода-вывода, а также, приемником сигнала с таймера. Устройство состоит из модуля собственной разработки с возможностью подключения к смартфону через USB, оборудованного считывателем RFID, входами для подключения питания и внешних устройств, например, дисплея (табло для зрителей, дублирующее время с таймера) и входом для таймера, а также смартфона, подключенного к описанному модулю по USB. Смартфон выступает центром обработки сигналов с внешних устройств, а также является узлом соединения с локальным сервером и позволяет управлять устройством через сенсорный экран и подавать звуковые сигналы. Устройство может работать в одном из нескольких режимов, выполняя разные функции в разных зонах: сдачи головоломок, сборки и скрамблинга, что делает его максимально универсальным. В зоне скрамблинга каждое скрамблерское место оборудовано устройством в соответствующем режиме, каждый скрамблер перед началом работы идентифицирует себя и приступает к скрамблингу: берет очередную накрывашку с собранной головоломкой, ставит ее на считыватель меток и достает головоломку. Устройство получает от сервера информацию, какая по счету попытка у участника с этой накрывашкой и демонстрирует соответствующий скрамбл (скрамблы генерируются на сервере в начале раунда и рассылаются на устройства в зоне скрамблинга). Поскольку метка накрывашки считана на устройстве, связанном с конкретным скрамблером, это дает возможность также отследить, кто запутал каждую конкретную головоломку в каждом раунде.

По сигналам с устройства скрамблера можно делать временные отметки для навигации по видеозаписи его деятельности, чтобы в спорных ситуациях было доступно видео его действий. После того, как скрамблер убедился, что головоломка правильно запутана, он кладет ее обратно в накрывашку, которую ставит в зону с запутанными головоломками, где ее забирает свободный раннер. Когда раннер поставил накрывашку на выделенное на подносе место, поднос считывает ее метку и уточняет у сервера, на какую станцию сборки ее нужно отнести. Сервер при назначении станции сборки руководствуется доступными данными о состоянии станций, участниках, чтобы определить станцию, которая с наибольшей вероятностью освободится раньше других и указать раннеру через поднос, что накрывашку нужно отнести именно на эту станцию. Сервер повторяет данную операцию для каждой накрывашки, которую раннер ставит на поднос. Затем, заполнив поднос или взяв все запутанные на текущий момент головоломки из зоны скрамблинга, раннер идет в зону сборки, где расставляет на столы накрывашки в соответствии с указаниями на подносе, а также забирает накрывашки с собранными головоломками со столов на поднос, чтобы отнести их в зону скрамблинга. Когда у участника закончились попытки в раунде, пустую накрывашку раннер относит в отведенную для них зону.

За каждой станцией сборки сидит Судья, который следит, чтобы попытки участников соответствовали установленным правилам, а также выполняет вспомогательные функции, например, после попытки участника кладет его головоломку в его накрывашку и ставит ее в условленное место станции сборки, чтобы ее забрал раннер. После идентификации пришедшего участника судья берет принесенную раннером накрывашку с его головоломкой и ставит накрывашку перед участником так, что головоломка лежит на поверхности перед таймером, а накрывашка закрывает ее сверху, по-прежнему не давая участнику увидеть головоломку. По готовности участника судья поднимает накрывашку, начинается время инспекции - участнику дается 15 секунд на осмотр головоломки перед сборкой, причем на 8 и 12 секундах (в соответствии с правилами) озвучиваются уведомления «восемь» и «двенадцать», а озвучивает эти уведомления не судья, а устройство. По готовности участник ставит головоломку перед собой, руки кладет на контактные площадки таймера и, отрывая руки, запускает таймер. Если попытка была последней для участника в этом раунде, судья уведомляется устройством, что головоломку участник забирает с собой, а раннеру нужно оставить пустую накрывашку. К накрывашке теперь можно привязывать другого участника. На фигуре 1 представлена схематически реализация способа и работа системы в зоне скрамблинга, на подносе раннера и в зоне регистрации на раунд. На фигуре 2 схематически представлен общий цикл приема и фиксации результатов соревнований.

Таким образом, способ контроля результатов на соревнованиях по спидкубингу характеризуется наличием в составе следующего оборудования: таймера, модуля приема сигнала с таймера, RFID-меток, модуля считывания/записи RFID-меток, модуля пользовательского ввода и вывода, модуля для подключения к сети, сервера, отличающийся использованием RFID-меток в накрывашках и в бейджах участников и других лиц на соревнованиях, причем метки считываются в зонах регистрации, сдачи головоломок, скрамблинга, сборки, а также раннерами при транспортировке головоломок, и на основе собранных данных осуществляется автоматическое управление ключевыми процессами на соревнованиях, такими как распределение участников по станциям сборки, логистика накрывашек с головоломками, скрамблинг, прием результатов, и контроль этих процессов. Способ может быть реализован, в том числе, с использованием QR-кодов, буквенных кодов либо аналогичных способов идентификации участников и накрывашек, вместо использования RFID-меток.

В целях оптимизации контроля за участниками соревнований, обобщения результатов соревнований в качестве одного из элементов контроля могут дополнительно использоваться системы видеонаблюдения. Видеокамеры устанавливаются на станциях сборки, местах скрамблеров, на точках, с которых открывается общий обзор на помещение или его отдельные зоны. За счет использования логов, полученных с задействованных в системе устройств, система позволяет осуществлять навигацию по ключевым моментам на видеозаписях, что позволяет как качественно проверять результаты участников соревнований, так и самим участникам обобщать и анализировать опыт своего участия в соревнованиях. Также благодаря использованию меток времени из логов возможно формировать видео всех сборок конкретного участника во всех раундах, что может использоваться для обобщения опыта каждым участником, анализа своих действий в ходе соревнований.

В качестве одного из вариантов реализации способа при проведении соревнований могут быть использованы накрывашки, оснащенные автономным питанием за счет аккумулятора, встроенным электронным вычислительным модулем, модулем беспроводной связи и дисплеем. Такая накрывашка способна самостоятельно связываться с сервером, передавая свое состояние и получая от него информацию, например, номер станции сборки, на которую она назначена после скрамблинга, имя участника, а также отображать необходимые сведения на встроенном дисплее. Использование таких накрывашек оптимизирует процесс проведения соревнований, позволяя не использовать поднос со считывателями меток, облегчает работу судей и раннеров.

Также в ходе реализации способа может быть использовано компьютерное зрение. Компьютерное зрение, реализуемое с помощью системы видеокамер и программы управления, в одном из вариантов реализации способа может быть использовано для фиксации момента поднятия накрывашки и автоматического запуска отсчета времени инспекции в этот момент (на осмотр головоломки участнику обычно дается 15 секунд). Также компьютерное зрение может использоваться для проверки правильности постановки рук участника соревнований на таймер при запуске и остановке таймера. Использование компьютерного зрения значительно снизит нагрузку на судей, а также позволит обеспечить объективность результатов соревнований.

Компьютерное зрение в варианте реализации способа также может быть использовано для проверки правильности состояния запутанных головоломок в зоне скрамблинга и в зоне сборки при поднятии накрывашки. Использование компьютерного зрения на данных этапах позволяет автоматически проверить правильность запутывания головоломок, что важно при проведении соревнований, так как гарантирует, что у всех участников головоломки запутаны правильно и одинаково, а также удостовериться, что головоломка не была подменена во время транспортировки, и при поднятии накрывашки (начале ее осмотра участником) головоломка находится именно в том состоянии, в котором должна.

Изобретение относится к системам обработки данных и способам контроля результатов на соревнованиях. Система специально адаптирована для соревнований по спидкубингу. За счет использования RFID-меток, либо аналогичных решений, например, QR-кодов в бейджиках всех участников соревнований, судей, скрамблеров, раннеров, а также в накрывашках способ позволяет объективно фиксировать результаты соревнований, управлять ключевыми процессами соревнований и контролировать эти процессы. Весь учет результатов ведется автоматически, в электронной форме. Для анализа результатов соревнований, анализа действий конкретного участника возможно удобное формирование видео, содержащего информацию о действиях конкретного лица на соревнованиях, либо о конкретном этапе соревнований. Также за счет использования компьютерного зрения на местах скрамблеров и на станциях сборки достигается еще большая автономность системы, а влияние человеческого фактора сводится к минимуму, и, как следствие, значительно повышаются точность и объективность результатов соревнований. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ контроля результатов на соревнованиях по спидкубингу, характеризующийся наличием в составе следующего оборудования: таймера, модуля приема сигнала с таймера, RFID-меток, модуля считывания/записи RFID-меток, модуля пользовательского ввода и вывода, модуля для подключения к сети, сервера, отличающийся использованием RFID-меток в накрывашках и в бейджах участников и других лиц на соревнованиях, причем метки считываются в зонах регистрации, сдачи головоломок, скрамблинга, сборки, а также раннерами при транспортировке головоломок, и на основе собранных данных осуществляется автоматическое управление ключевыми процессами на соревнованиях, такими как распределение участников по станциям сборки, логистика накрывашек с головоломками, скрамблинг, прием результатов и контроль этих процессов.

2. Способ контроля результатов на соревнованиях по спидкубингу по п. 1, отличающийся использованием для автоматической идентификации участников, других лиц на соревнованиях и накрывашек QR-кодов, либо любых иных способов идентификации.

3. Способ контроля результатов на соревнованиях по спидкубингу по п. 1, отличающийся использованием системы видеонаблюдения, состоящей из видеокамер, а также управляющей программы, которая на основе временных отметок, соответствующих значимым событиям на соревнованиях, позволяет осуществлять навигацию по видеозаписям или создавать требуемый видеоряд.

4. Способ контроля результатов на соревнованиях по спидкубингу по п. 1, отличающийся использованием накрывашки, снабженной аккумулятором, вычислительным модулем, модулем беспроводной связи и дисплеем, что обеспечивает автономность работы накрывашки, возможность передачи сигналов о состоянии накрывашки на сервер, а также прием накрывашкой сигналов с сервера и вывод данных, полезных для лиц на соревнованиях.

5. Способ контроля результатов на соревнованиях по спидкубингу по п. 1, отличающийся использованием компьютерного зрения для определения правильности постановки рук на таймер при запуске и остановке таймера, момента поднятия накрывашки.

6. Способ контроля результатов на соревнованиях по спидкубингу по п. 1, отличающийся использованием компьютерного зрения для проверки правильности состояния головоломки после скрамблинга и непосредственно после поднятия накрывашки.