Die
Erfindung betrifft einen Spielautomaten für Billardtische.The
The invention relates to a slot machine for billiard tables.
Unter
dem aus dem französischen "Bille" (deutsch: Ball)
und dem englischen "Jard" (deutsch: Stock,
Rute) gebildeten Begriff Billard werden Spielformen verstanden,
bei denen eine auf einem Spielfeld befindliche Kugel mit einer stockähnlichen
Vorrichtung angestoßen
wird. Vor allem in den Spielvarianten Poolbillard, Carambolage und
Snooker erfreut sich Billard gegenwärtig großer Beliebtheit.Under
from the French "Bille" (German: Ball)
and the English "Jard" (German: stick,
Rute) formed term billiards are understood forms of play,
in which a ball located on a playing field with a stick-like
Device triggered
becomes. Especially in the game variants pool billiards, carambol and
Snooker Billiards is currently very popular.
Bei
gewöhnlichen
Billardtischen besteht die Möglichkeit
gegen einen oder mehrere menschliche Spielpartner zu spielen, bzw.
mit diesen zu trainieren. Der Spielverlauf ist dabei sehr stark
vom Können
der jeweils teilnehmenden Spielpartner abhängig. Bei stark unterschiedlichem
Spielvermögen
ist daher ein Teil der Spielpartner oft unterfordert, während der
andere Teil überfordert
wird und schnell die Freude am Spiel verlieren kann. Darüber hinaus
ist es einem Spieler oft nicht möglich,
zu den ihm günstigen
Zeiten einen Mitspieler oder einen Trainingspartner zu finden.at
ordinary
Billiard tables is possible
play against one or more human players, or
to train with them. The gameplay is very strong
of skill
depending on the participating game partner. In strongly different
game assets
Therefore, a part of the game partners is often under-challenged, while the
other part overwhelmed
will quickly lose the joy of the game. Furthermore
is it often not possible for a player
to him favorable
Times to find a teammate or a training partner.
Es
gab daher Bestrebungen einen Spielautomaten für Billardtische zu entwickeln,
der einen geeigneten Spielpartner bzw. Spielgegner abgeben kann.It
Therefore, there was an effort to develop a slot machine for slot machines.
who can deliver a suitable game partner or opponent of the game.
In
der kanadischen Patentanmeldung CA 2 520923 A1 ist beispielsweise ein Spielautomat
offenbart, der selbstständig
Poolbillard spielen kann. Dieser von Michael Greenspann entwickelte
Automat wurde in der Presse unter dem Namen "Deep Green" bekannt. Der Spielautomat umfasst einen
rechnergesteuerten, gestellförmigen
Roboter, der oberhalb des Billardtisches an einer Raumdecke angebracht
wird. Der Gestellroboter besteht aus einem Rahmen, in dem eine Schiene
quer zu ihrer Längsausdehnung
linear verschiebbar angeordnet ist. Ein Roboterarm ist auf der Schiene
entlang deren Längsausdehnung verschiebbar
angebracht. Der Roboterarm erstreckt sich von der Schiene abwärts in Richtung
des Spielfeldes des Billardtisches. Am unteren Ende des Roboterarms
befindet sich ein Manipulator, der einen als Queue ausgebildeten
Effektor führt.
Die Aktionen des Gestellroboters werden von einer Datenverarbeitungseinrichtung
gesteuert. Diese verfolgt den Spielverlauf mithilfe einer an der
Decke angebrachten Übersichtkamera.
Die Ausrichtung des Queues wird mit einer am Manipulator angebrachten
zweiten Kamera überwacht.In the Canadian patent application CA 2 520923 A1 For example, a slot machine is disclosed which can independently play pool billiards. This machine, developed by Michael Greenspann, became known in the press as "Deep Green". The gaming machine includes a computer-controlled, frame-shaped robot, which is mounted above the pool table on a ceiling. The frame robot consists of a frame in which a rail is arranged transversely to its longitudinal extension linearly displaceable. A robotic arm is slidably mounted on the rail along its longitudinal extent. The robotic arm extends down the rail in the direction of the playing field of the billiard table. At the lower end of the robot arm is a manipulator, which leads to a cue effector. The actions of the frame robot are controlled by a data processing device. This tracks the gameplay with the help of a ceiling mounted camera. The orientation of the cue is monitored by a second camera attached to the manipulator.
Das
Bildverarbeitungssystem des Spielautomaten kann die weiße Spielkugel
von den farbigen Kugeln und bei letzteren die gestreiften von den
vollfarbenen unterscheiden. Somit ist die Datenverarbeitungseinrichtung
in der Lage, die Position und Identität der Billardkugeln zu ermitteln,
einen Spielzug zu planen und mit dem Queue auszuführen.The
Image processing system of the slot machine may be the white game ball
of the colored balls and in the latter the striped of the
to distinguish full-color. Thus, the data processing device
able to determine the position and identity of billiard balls,
to plan a move and execute it with the queue.
Ein
anders aufgebauter Billard-Spielautomat wurde im Labor für Robotik
und industrielle Bildverarbeitung an der Fachhochschule Wedel entwickelt. Der
Aufbau umfasst einen Industrieroboter, eine erste, fest im Raum
installierte Kamera zum Erfassen eines Übersichtbildes und eine zweite,
am als Queue ausgebildeten Effektor des Roboters angeordnete Kamera.
Letztere stellt Bildinformationen über den genauen Anstoßpunkt einer
Billardkugel zur Verfügung.
Auf der Grundlage der von einer Bildverarbeitung analysierten Kameradaten
leitet eine Datenverarbeitungseinrichtung eine Spielstrategie ab.
Um auch komplizierte Stöße über Banden
zu ermöglichen,
ist die Roboterhand mit einer elektromagnetischen Stoßeinrichtung
ausgestattet, die sich auf 128 verschiedene Stoßstärken einstellen lässt.One
differently constructed billiard slot machine was in the laboratory for robotics
and industrial image processing developed at the University of Applied Sciences Wedel. Of the
Construction includes an industrial robot, a first, firmly in space
installed camera for capturing an overview image and a second,
on arranged as a queue effector of the robot camera.
The latter provides image information about the exact kick off point of a
Billiard ball available.
Based on the camera data analyzed by image processing
a data processing device derives a game strategy.
To complicated strokes over gangs
to enable
is the robot hand with an electromagnetic bumper
equipped, which can be adjusted to 128 different impact strengths.
Beide
Billard spielenden Automaten müssen in
fester Relation zum Billardtisch aufgestellt werden. Während "Deep Green" aufwändig oberhalb
des Billardtisches montiert werden muss und sein Roboterarm die
Bewegungsfreiheit eines menschlichen Mitspielers oberhalb des Spielfeldes
einschränkt,
steht der von der Fachhochschule Wedel entwickelte Roboter neben
dem Billardtisch und schränkt
damit die Bewegungsfreiheit eines menschlichen Spielers um den Tisch
herum ein.Both
Billiards gambling machines must be in
fixed relation to the pool table. While "Deep Green" consuming above
the billiard table must be mounted and its robotic arm the
Freedom of movement of a human player above the playing field
restricts
stands next to the robot developed by the University of Applied Sciences Wedel
the pool table and limits
Thus, the freedom of movement of a human player around the table
around.
Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum automatischen Billardspielen anzugeben, dessen
Platzbedarf nicht die zum Billardspielen notwendige Bewegungsfreiheit
eines menschlichen Mitspielers einschränkt.outgoing
This is the object of the invention, a device
and to provide a method for automatically playing billiards, the
Space not required for billiards necessary freedom of movement
of a human player.
Die
Aufgabe wird gemäß dem Ansprüche 1 der
Erfindung gelöst.The
The object is according to claims 1 of
Invention solved.
Die
Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum gesteuerten Bewegen von Billardkugeln
auf dem Spielfeld eines Billardtisches, mit einer Stoßeinrichtung
zum Übertragen
eines Stoßimpulses
auf eine, sich auf dem Spielfeld des Billardtisches befindende Billardkugel,
einer Führungseinrichtung
zum Führen der
Stoßeinrichtung
in einer Ebene, die im Wesentlichen parallel zur Spielfläche des
Billardtisches angeordnet ist, einer ersten Steuereinrichtung zum
Ansteuern der Führungseinrichtung
und einer zweiten Steuereinrichtung für das Ansteuern der Stoßeinrichtung
zum Übertragen
eines definierten Stoßimpulses auf
die Billardkugel. Die Führungseinrichtung
ist hierbei zum Anbringen an einem Rahmenteil des Billardtisches
ausgebildet.The
The invention comprises a device for the controlled movement of billiard balls
on the playing field of a billiard table, with a bumper
to transfer
a shock pulse
on a billiard ball located on the playing field of the pool table,
a leadership facility
to guide the
buffing gear
in a plane that is essentially parallel to the playing surface of the
Billardtisches is arranged, a first control device for
Driving the guide device
and a second control means for driving the pusher
to transfer
of a defined shock pulse
the billiard ball. The management device
is here for attachment to a frame part of the pool table
educated.
Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
bietet einen Billardspielautomaten, der ohne besondere Vorkehrungen
mit geringem Aufwand an handelsüblichen
Billardtischen angebracht werden kann. Insbesondere sind keine baulichen
Eingriffe am Billardtisch selbst oder dem ihn beherbergenden Raum
erforderlich. Durch die Anbringung am Rahmen des Billardtisches
kommt es zu keiner Behinderung eines menschlichen Mitspielers; insbesondere
ist der Billardtisch für
einen menschlichen Mitspieler in der gewohnten Weise frei zugänglich,
da durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
die Fläche über und
neben dem Billardtisch nicht blockiert wird.A device according to the invention offers a billiard machine, the without special Precautions can be attached with little effort to standard billiard tables. In particular, no structural interventions on the pool table itself or the room accommodating him are required. By attaching to the frame of the pool table there is no obstruction of a human player; In particular, the billiard table is freely accessible to a human player in the usual way, since the surface above and next to the pool table is not blocked by the device according to the invention.
Die
Erfindung wird in ihren abhängigen
Ansprüchen
weitergebildet.The
Invention is in their dependent
claims
further training.
Nach
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Stoßeinrichtung über eine
erste Führungseinrichtung
linear entlang einer ersten Verschiebeachse verschiebbar, sodass
eine einfache Verschiebung entlang eines der Freiheitsgrade der
Bewegung realisiert werden kann. Zweckmäßig weist die Verschiebeeinrichtung
ferner eine zweite Führungseinrichtung
auf, die an dem Rahmen des Billardtisches angebracht werden kann
und mit der die erste Führungseinrichtung
entlang einer zweiten Verschiebeachse linear verschoben werden kann,
sodass eine einfach zu handhabende Verschiebung entlang der zwei
Freiheitsgrade der Bewegung in der Ebene erfolgen kann. Besonders
bevorzugt ist hierbei die erste Verschiebeachse senkrecht zur zweiten
Verschiebeachse angeordnet, damit die Positionierung der Stoßeinrichtung übersichtlich
in einem kartesischen Koordinatensystem erfolgen und die Stoßeinrichtung an
einer beliebigen Stelle über
dem Billardtisch platziert werden kann, ohne dass die Führungseinrichtungen über den
Spielfeldrand hinausragen müssen.To
a preferred embodiment
is the bumper over one
first guide device
linearly displaceable along a first displacement axis, so that
a simple shift along one of the degrees of freedom of
Movement can be realized. Suitably, the displacement device
Further, a second guide means
which can be attached to the frame of the billiard table
and with the first guide device
can be linearly displaced along a second displacement axis,
so an easy-to-use shift along the two
Degrees of freedom of movement can be done in the plane. Especially
in this case, the first displacement axis is preferably perpendicular to the second
Sliding axis arranged so that the positioning of the bumper clear
done in a Cartesian coordinate system and the pusher on
anywhere over
The pool table can be placed without the leadership facilities over the
Have to protrude the edge of the field.
Um
eine höhere
Genauigkeit und bessere Stabilität
der Steuereinrichtung zu erzielen, weist die zweite Führungseinrichtung,
die an den Rahmen des Billardtisches angebracht wird, zwei parallel
zueinander angeordnete Schienen auf, die an zwei sich gegenüberliegenden
Rahmenteilen angebracht werden können.Around
a higher one
Accuracy and better stability
to achieve the control device, the second guide means,
which is attached to the frame of the pool table, two in parallel
mutually arranged rails on two opposite
Frame parts can be attached.
Damit
die Stoßeinrichtung
in eine beliebige Richtung geführt
werden kann, ist es besonders günstig,
wenn die Stoßeinrichtung
entlang der ersten Führungseinrichtung
bzw. entlang der zweiten Führungseinrichtung
mittels zweier unterschiedlichen Antrieben verschoben werden kann.
Beide Antriebe können
unabhängig
voneinander beispielsweise von einem Spindelantrieb, einem Zahnriemenantrieb,
einem Zahnstangenantrieb oder einem linearen Direktantrieb gebildet
werden.In order to
the bumper
guided in any direction
it is especially cheap
when the bumper
along the first guide device
or along the second guide device
can be moved by means of two different drives.
Both drives can
independently
from each other, for example, from a spindle drive, a belt drive,
a rack drive or a linear direct drive formed
become.
Erste
und zweite Führungseinrichtung
können
vorteilhaft auch unterhalb der Spielfeldebene an einem unteren Rahmenteil
oder am Gestell des Billardtisches angebracht sein, um den oberen
Bereich für
menschliche Mitspieler vollkommen frei zu halten.First
and second guide means
can
also advantageous below the playing field level on a lower frame part
or mounted on the frame of the pool table, around the top
Area for
to keep human players completely free.
Für eine besonders
genaue Stoßimpulsübertragung
weist die Stoßeinrichtung
vorzugsweise einen Effektor mit einem Stoßelement auf, das entlang einer
Stoßachse
verschiebbar ausgebildet ist.For a special
accurate shock pulse transmission
has the bumper
Preferably, an effector with a shock element, which along a
knock shaft
is formed displaceable.
In
einer alternativen Ausführungsform
kann der Effektor auch eine Einrichtung zum Erzeugen eines ortsveränderlichen
magnetischen Feldes für
die berührungslose Übertragung
eines Stoßimpulses
an eine, in diesem Fall vorzugsweise ferromagnetisch ausgebildete,
Spielkugel umfassen.In
an alternative embodiment
For example, the effector may also include means for generating a location variable
magnetic field for
the contactless transmission
a shock pulse
to one, in this case preferably ferromagnetically formed,
Include game ball.
Damit
eine beliebige Ausrichtung der Stoßachse relativ zur Billardkugel
erreicht werden kann, ist die Stoßeinrichtung vorteilhaft ferner
so ausgebildet, dass die Stoßachse
des Effektors linear entlang einer Achse senkrecht zur Ebene des Spielfelds
verschoben, um eine Achse senkrecht zur Ebene des Spielfeldes gedreht
und gleichzeitig um eine Achse parallel zur Ebene des Spielfeldes
gekippt oder gedreht werden kann.In order to
Any orientation of the shock axis relative to the billiard ball
can be achieved, the shock device is advantageous further
designed so that the shock axis
of the effector linear along an axis perpendicular to the plane of the playing field
shifted, rotated about an axis perpendicular to the plane of the playing field
and at the same time about an axis parallel to the plane of the playing field
can be tilted or rotated.
Um
die Dreh- und Kippbewegungen der Stoßachse des Effektors so genau
wie möglich
auszuführen,
umfasst die Stoßeinrichtung
günstigerweise
wenigstens einen Schrittmotor, der für einen Mikroschritt-Betrieb
ausgebildet ist, und wenigstens ein spielfreies Getriebe.Around
the turning and tilting movements of the shock axis of the effector so accurate
as possible
perform,
includes the bumper
favorably
at least one stepper motor for a microstep operation
is formed, and at least one backlash-free transmission.
Zur
präzisen Übertragung
eines Stoßimpulses
ist das Stoßelement
des Effektors, das den Stoßimpuls überträgt, vorzugsweise
stabförmig
ausgebildet.to
precise transmission
a shock pulse
is the shock element
of the effector transmitting the shock pulse, preferably
rod-shaped
educated.
Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Bewegung des, den Stoßimpuls übertragenden Stoßelements
mithilfe eines elastischen Elements, vorzugsweise einer Druckfeder.
Alternativ oder zusätzlich
kann das Stoßelement
des Effektors elektronisch leicht steuerbar von einem elektromechanischen
Antrieb bewegt werden.To
a further preferred embodiment
the invention, the movement of, the shock pulse transmitted shock element
by means of an elastic element, preferably a compression spring.
Alternatively or in addition
can the shock element
of the effector electronically easily controllable by an electromechanical
Drive to be moved.
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Vorrichtung kann der Stoßimpuls
von einem pneumatischen oder hydraulischen Stoßmechanismus übertragen
werden.In
an advantageous embodiment
the device can the shock pulse
transmitted by a pneumatic or hydraulic impact mechanism
become.
Zum
Erkennen der Position einer Billardkugel auf dem Spielfeld kann
die erfindungsgemäße Vorrichtung
ferner eine Positionserkennungseinrichtung und zum Steuern der Stoßeinrichtung
eine Steuereinrichtung umfassen. Vorteilhaft ist die Positionserkennungseinrichtung
auch zur Bestimmung der Identität
einer Billardkugel auf dem Spielfeld ausgebildet.To the
Recognizing the position of a billiard ball on the pitch can
the device according to the invention
Further, a position detection device and for controlling the pusher
comprise a control device. The position detection device is advantageous
also for determining the identity
a billiard ball formed on the field.
Vorteilhaft
kann die Vorrichtung ferner auch eine Positionsaufzeigeeinrichtung
zum Aufzeigen einer Position auf dem Spielfeld umfassen, die es
in Trainings- wie Spielsituationen ermöglicht, das Positionieren von
Kugeln durch einen menschlichen Spieler anzuweisen.Advantageously, the device also also a position detecting means for indicating a position on the playing field, which allows in training and game situations, to instruct the positioning of balls by a human player.
Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den Ansprüchen
sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung
jedes für
sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung
einiger Ausführungsbeispiele
der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen,
von denenFurther
Features of the invention will become apparent from the following description
inventive embodiments
in connection with the claims
as well as the figures. The individual features may in one embodiment
according to the invention
each one for
be realized or more than one. In the following explanation
some embodiments
the invention is referred to the attached figures,
of which
1 eine
schematische Darstellung eines Pool-Billardtisches in einer perspektivischen
Darstellung zeigt, 1 shows a schematic representation of a pool billiard table in a perspective view,
2 einen
Billardtisch mit einer Ausführungsform
einer Vorrichtung zum gesteuerten Bewegen von Billardkugeln auf
dem Rahmen eines Billardtisches in der Draufsicht zeigt, 2 shows a billiard table with an embodiment of a device for the controlled movement of billiard balls on the frame of a billiard table in plan view,
3 eine
Längsseite
des in 2 dargestellten Billardtisches in der Seitenansicht
zeigt, 3 a long side of in 2 shown billiard table in the side view,
4 eine
kurze Seite des in 2 dargestellten Billardtisches
in der Seitenansicht zeigt, 4 a short side of the in 2 shown billiard table in the side view,
5 verschiedene
Zustände
einer Ausführungsform
eines Effektors für
die in 2 gezeigte Stoßeinrichtung zeigt, 5 various states of an embodiment of an effector for the in 2 shows shown bumper,
6 ein
Blockschaltbild einer Ausführungsform
der elektronischen Komponente der Vorrichtung zur Positionserkennung
und Steuerung zeigt, 6 FIG. 4 shows a block diagram of an embodiment of the electronic component of the position detection and control device, FIG.
7 in
einem Flussdiagramm die wesentlichen Verfahrensschritte zum Bewegen
einer Billardkugel über
das Spielfeld zeigt, 7 shows in a flow chart the essential process steps for moving a billiard ball over the playing field,
8 ein
Flussdiagramm mit Verfahrensschritten zur Bestimmung von Position
und Identität der
Kugeln auf dem Spielfeld darstellt, und 8th FIG. 3 is a flowchart showing method steps for determining the position and identity of the balls on the playing field; and FIG
9 ein
Verfahren zur Berechnung des nächstfolgenden
günstigsten
Stoßes
anhand eines Flussdiagramms veranschaulicht. 9 a method for calculating the next most favorable shock illustrated by a flowchart.
1 zeigt
eine schematisierte perspektivische Darstellung eines für Poolbillard
geeigneten Billardtische 10, anhand der im Folgenden die
in dieser Schrift verwendeten Begriffe erläutert werden. Das Spielfeld 1 des
Billardtisches 10 wird von einem Rahmen eingefasst, der
ein umlaufendes waagrechtes Rahmenteil 2 und ein umlaufendes
senkrechtes Rahmenteil 3 aufweist. Der Rahmen kann ferner
ein unteres, in der 1 nicht dargestelltes, Rahmenteil aufweisen,
das das Spielfeld 1 unterhalb der Spielfeldebene einfasst
oder unterfasst. Das Spielfeld 1 besitzt eine im Wesentlichen
rechteckförmige
Grundgeometrie mit zwei langen Kanten und zwei kurzen Kanten. An
bestimmten Stellen des Spielfeldes 1 können Kugellöcher 5 angebracht
sein, durch die die Billardkugeln das Spielfeld 1 verlassen
können.
Beim Poolbillard besitzt der Billardtisch beispielsweise wie gezeigt
sechs Kugellöcher 5,
wovon sich vier in den Ecken und die verbleibenden zwei jeweils
in der Mitte einer Längskante
des Spielfelds 1 befinden. An der Innenseite des Rahmens
ist zumindest zwischen den Kugellöchern 5 eine Bande 4 angebracht,
die einen elastischen Rückstoß der Kugeln
ermöglicht.
Die aus dem Spielfeld und dem Rahmen gebildete Einheit ist üblicherweise
auf einem Gestell 6 gelagert. 1 shows a schematic perspective view of a billiard table suitable for pool billiards 10 , on the basis of which the terms used in this document are explained below. The playing field 1 the pool table 10 is bordered by a frame, which is a circumferential horizontal frame part 2 and a circumferential vertical frame part 3 having. The frame may further include a lower, in the 1 not shown, have frame part, which is the playing field 1 enclosed or under the playing field level. The playing field 1 has a substantially rectangular basic geometry with two long edges and two short edges. At certain points of the playing field 1 can ball holes 5 be attached, through which the billiard balls the playing field 1 being able to leave. At the pool billiard, for example, as shown, the pool table has six ball holes 5 of which four are in the corners and the remaining two are each in the middle of a long edge of the playing field 1 are located. On the inside of the frame is at least between the ball holes 5 a gang 4 attached, which allows an elastic recoil of the balls. The unit formed by the field and the frame is usually on a frame 6 stored.
In
der 1 wie auch in den weiteren Figuren sind nur diejenigen
Komponenten des Billardtisches dargestellt, die für die Erläuterung
der Erfindung erforderlich sind. Auf die Darstellung weiterer, für die Verwendung
eines Billardtisches erforderlichen oder seinen weiteren Funktionsumfang
bestimmenden Komponenten, wie z.B. Anspielpunkte und dergleichen
mehr, wurde im Interesse einer übersichtlichen
Darstellung verzichtet. Dennoch sind diese Komponenten, wenn erforderlich
oder wünschenswert,
als vorhanden angenommen.In the 1 As in the other figures, only those components of the billiard table are shown, which are necessary for the explanation of the invention. On the presentation of further, necessary for the use of a billiard table or its further function determining components, such as Anspielpunkte and the like, was omitted in the interest of a clear presentation. Nevertheless, these components are believed to be present if necessary or desirable.
2 zeigt
einen Billardtisch 10 mit einer Vorrichtung 20 zum
gesteuerten Bewegen von Billardkugeln in der Draufsicht. In den 3 und 4 ist
die auf dem Billardtisch 10 angebrachte Vorrichtung 20 im
Seiten- bzw. Aufriss dargestellt. In diesen Figuren ist auch eine
Leuchte 16 oberhalb des Billardtisches 10 zum
Beleuchten des Spielfelds 1 dargestellt. 2 shows a pool table 10 with a device 20 for the controlled moving of billiard balls in the top view. In the 3 and 4 is the one on the pool table 10 attached device 20 shown in side and elevation. In these figures is also a lamp 16 above the pool table 10 to illuminate the playing field 1 shown.
In
dem in den Figuren dargestellten Beispiel weist die Vorrichtung 20 zwei
längliche,
schienenförmige
Führungselemente 11 auf,
die jeweils auf einem waagrechten Rahmenteil 2 entlang
der Längskante des
Spielfelds 1 angebracht sind. Auf jedem der Führungselemente 11 ist
jeweils ein schlittenförmiges Element 12 so
gelagert, dass es entlang der Längsachse
des Führungselements 11 bewegt
werden kann. Die beiden schlittenförmigen Elemente 12 sind mit
zwei länglichen,
beispielsweise stabförmigen Führungselementen 13 verbunden,
entlang deren Längsachse
eine Stoßeinrichtung 14 bewegt
werden kann. Die Stoßeinrichtung 14 weist
einen Effektor 15 zur Übertragung
eines Stoßimpulses
an eine auf dem Spielfeld 1 des Billardtisches 10 befindliche
Billardkugel auf.In the example shown in the figures, the device 20 two elongated, rail-shaped guide elements 11 on, each on a horizontal frame part 2 along the longitudinal edge of the playing field 1 are attached. On each of the guide elements 11 is in each case a carriage-shaped element 12 stored so that it is along the longitudinal axis of the guide element 11 can be moved. The two sled-shaped elements 12 are with two elongated, for example, rod-shaped guide elements 13 connected, along the longitudinal axis of a bumper 14 can be moved. The bumper 14 has an effector 15 for transmitting a shock pulse to one on the field 1 the pool table 10 located billiard ball on.
Die
Ausbildung der Führungselemente 11 und 12 gestattet
eine Verschiebung der Stoßeinrichtung 14 in
einer Ebene parallel zum Spielfeld 1 des Billardtisches.
Auf sie wird im Folgenden ohne Einschränkung der Allgemeinheit als
x-y-Tisch Bezug genommen. Denn zur vereinfachten Darstellung wird im
Folgenden ein kartesisches Koordinatensystem mit einer in Richtung
einer Längskante
des Spielfelds 1 verlaufenden x-Achse, einer in Richtung
einer kurzen Kante des Spielfelds 1 verlaufenden y-Achse
und einer senkrecht zum Spielfeld 1 verlaufenden z-Achse unterstellt.The formation of the guide elements 11 and 12 allows a shift of the bumper 14 in a plane parallel to the playing field 1 the pool table. They are referred to below as an xy table without restriction of generality taken. For a simplified representation in the following is a Cartesian coordinate system with one in the direction of a longitudinal edge of the field 1 extending x-axis, one towards a short edge of the playing field 1 extending y-axis and one perpendicular to the field 1 underlying z-axis assumed.
Die
Führungselemente 13 sind
vorzugsweise in einem rechten Winkel zu den Führungselementen 11 angeordnet.
Damit kann die Stoßeinrichtung an
beliebiger Stelle über
dem Billardtisch platziert werden, ohne dass die Führungselemente über den Rand
des Billardtisches hinausragen müssen.The guide elements 13 are preferably at a right angle to the guide elements 11 arranged. Thus, the bumper can be placed anywhere on the pool table, without the guide elements must protrude beyond the edge of the pool table.
Abweichend
von der dargestellten Ausführungsform
können
die Führungselemente 11 auch auf
den kurzen waagrechten, oder an senkrechten Rahmenteilen des Billardtisches
angebracht sein. Um das waagrechte, d.h. obere und das seitliche Rahmenteil
frei von Aufbauten zu halten, kann der x-y-Tisch auch unterhalb
des Spielfelds, beispielsweise am unteren Rahmenteil oder dem Gestell
des Billardtisches angebracht sein. Die Führungselemente 13 des
x-y-Tisches sind jedoch stets so an den Führungselementen 11 angebracht,
dass sich das Stoßelement 14 zumindest über das
gesamte Spielfeld 1, vorzugsweise auch über den Bereich des waagrechten
Rahmenteils 2 bewegen lässt.
Im Falle eines Anbringens des x-y-Tisches unterhalb der Spielfeldebene
können
die Führungselemente 13 beispielsweise über einen
Gelenkmechanismus verfügen,
der ein Hochklappen der Stoßeinrichtung
ermöglicht.
Bei einer Ausführung
der Stoßeinrichtung 14 für eine berührungslose Übertragung
der Stoßenergie,
kann die gesamte Einheit aus x-y-Tisch und Stoßeinrichtung unterhalb des
Spielfelds angeordnet sein.Notwithstanding the illustrated embodiment, the guide elements 11 also be mounted on the short horizontal, or on vertical frame parts of the pool table. In order to keep the horizontal, ie the upper and the lateral frame part free of superstructures, the xy table can also be mounted below the playing field, for example on the lower frame part or the frame of the billiard table. The guide elements 13 However, the xy table is always so on the guide elements 11 attached that the shock element 14 at least over the entire field 1 , preferably also over the region of the horizontal frame part 2 lets move. In the case of attaching the xy-table below the playing field level, the guide elements 13 For example, have a hinge mechanism that allows folding the bumper. In an embodiment of the bumper 14 for a non-contact transmission of the impact energy, the entire unit of xy-table and bumper can be arranged below the playing field.
Die
Verschiebung der Schlitten 12 auf den Schienen 11 kann
mithilfe eines jeden Antriebs erfolgen, der eine gesteuerte lineare
Bewegung ermöglicht.
Im einfachsten Fall werden die Schlitten 12 über von
einem Elektromotor gezogene Seile verfahren. Zum linearen Verfahren
der Schlitten 12 eignen sich darüber hinaus insbesondere auch
Zahnriemenantriebe, Zahnstangenantriebe, Spindelantriebe oder lineare
Direktantriebe, wie z.B. Linearmotoren und dergleichen mehr.The displacement of the carriages 12 on the rails 11 can be done by any drive that allows controlled linear motion. In the simplest case, the sledges 12 moved by ropes pulled by an electric motor. For the linear movement of the carriages 12 Beyond that, toothed belt drives, toothed rack drives, spindle drives or linear direct drives, such as linear motors and the like are also particularly suitable.
Ebenso
kann die Verschiebung der Stoßeinrichtung 14 über einen
der oben angeführten
Antriebe realisiert werden. Der Ak tor des Antriebs, beispielsweise
ein Elektromotor kann dabei im Bereich der Schlitten 12 oder
der Querführungen 13,
aber auch an oder innerhalb der Stoßeinrichtung 14 angeordnet
sein.Likewise, the displacement of the bumper 14 be realized via one of the above-mentioned drives. The Ak tor of the drive, for example, an electric motor can in the field of slides 12 or the transverse guides 13 , but also at or inside the bumper 14 be arranged.
Die
Länge der
Führungselemente 11 und
der Führungselemente 13 ist
jeweils so bemessen, dass das von den Schlitten 12 getragene
Stoßsystem 14 über den
gesamten erforderlichen Bereich verfahren werden kann. Die in den 2 bis 4 gezeigte Führung mit
jeweils 2 parallelen Führungselementen 11 bzw. 12 ist
dabei nicht zwingend. Beide, sowohl die Führung in x- als auch die Führung in
y-Richtung können
mit nur einem einzelnen, dabei durchaus aus mehreren Teilen bestehenden,
Führungselement ausgeführt werden,
sodass das jeweils daran geführte
Element auskragend gehaltert ist. Die Stoßeinrichtung 14 kann
ferner um die Längsachse
des bzw. der Führungselemente 13 drehbar
angeordnet sein, um z.B. eine bessere Raumnutzung im Bandenbereich oder
eine höhere
Flexibilität
in der Positionierung des Effektors 15 zu erreichen.The length of the guide elements 11 and the guide elements 13 each one is sized to that of the sledges 12 worn shock system 14 can be handled over the entire required range. The in the 2 to 4 shown guide with 2 parallel guide elements 11 respectively. 12 is not mandatory. Both, the leadership in x- as well as the leadership in y-direction can be performed with only a single, while quite well made of several parts, guide element, so that each guided element is cantilevered. The bumper 14 may also be about the longitudinal axis of the guide or the elements 13 be rotatable, for example, a better use of space in the band range or greater flexibility in the positioning of the effector 15 to reach.
Die 5 zeigt
eine Ausführung
des Effektors 15 für
ein Stoßsystem 14 in
verschiedenen Zuständen.
Der Effektor weist einen Antrieb 21 zum Verschieben eines
Reiters 22 entlang der Längsrichtung einer Führung 23 auf.
Am Reiter ist ein Zapfen 22a angebracht, dessen Lage über einen
im oder am Reiter 22 angebrachten Aktor verändert werden kann.
Die Lage des Zapfens 22a kann beispielsweise durch Einziehen
in den Reiter oder durch eine horizontale (quer zur Zeichenebene
der Figur) oder in Bezug auf die Bilddarstellung vertikale Verschiebung, Verkippung
oder Verdrehung verändert
werden. Unterhalb der Führung
für den
Reiter befindet sich eine weitere Führung 25, an der ein
Stoßelement 24 mit einem
als Queuespitze ausgebildeten Fortsatz 24a verschiebbar
gelagert ist. Die Verschieberichtung stimmt ebenfalls mit der Längsrichtung
der Führung überein,
sodass die Längsrichtung
der Führung 25 die
Stoßachse
des Effektors 15 bildet. Zwischen dem Stoßelement 24 und dem
Antriebsgehäuse 21 ist
ein elastisches Element, beispielsweise ein Federelement 26 angeordnet.The 5 shows an embodiment of the effector 15 for a shock system 14 in different states. The effector has a drive 21 to move a rider 22 along the longitudinal direction of a guide 23 on. At the rider is a cone 22a attached, its location over in or on the rider 22 attached actuator can be changed. The location of the pin 22a can be changed, for example, by pulling into the rider or by a horizontal (transverse to the plane of the figure) or with respect to the image representation vertical displacement, tilt or twist. Below the guide for the rider is another guide 25 on which a shock element 24 with an extension designed as a cue tip 24a is slidably mounted. The displacement direction also coincides with the longitudinal direction of the guide, so that the longitudinal direction of the guide 25 the impact axis of the effector 15 forms. Between the shock element 24 and the drive housing 21 is an elastic element, for example a spring element 26 arranged.
In
der Teildarstellung a) der 5 ist der
Effektor in Bereitschaftsstellung gezeigt. Der Reiter 22 befindet
sich nahe dem freien Ende der Führung 23 in
einer Anschlagsposition. Das elastische Element drückt das
Stoßelement 24 mit
einer bestimmten Grundkraft gegen den ausgefahrenen Zapfen 22a des
Reiters 22. In der Teildarstellung b) wird der Reiter 22 von
dem Motor z.B. mittels eines Spindelantriebs in die durch den Pfeil
angegebene Richtung zurückgezogen.
Da der Zapfen 22a am Stoßelement 24 wie gezeigt
anliegt, wird dieses ebenfalls in der durch den Pfeil angedeuteten
Richtung mitgezogen und spannt das z.B. als Druckfeder ausgeführte elastische
Element 26. Statt des Elektromotors 21 mit Spindelantrieb
kann auch ein Elektromagnet, beispielsweise ein Hubmagnet verwendet
werden. In der Teildarstellung c) wird der Beginn des Stoßvorgangs
veranschaulicht. Der Zapfen 22a wird von der Verriegelungsstellung
in die Freigabestellung gebracht, sodass das Stoßelement 24 durch
die Kraftwirkung des elastischen Elements 26 in Richtung
des freien Endes der Führung 25 beschleunigt
wird. Im Bereich des freien Endes der Führung 25 besitzt das in
Pfeilrichtung bewegte Stoßelement 24 dann
seinen maximalen Impuls, den es, wie in der Teildarstellung d) der 5 gezeigt
ist, auf eine Billardkugel 27 übertragen kann.In the partial representation a) the 5 the effector is shown in the ready position. The rider 22 is located near the free end of the guide 23 in a stop position. The elastic element pushes the shock element 24 with a certain basic force against the extended pin 22a of the rider 22 , In the partial representation b) becomes the rider 22 withdrawn from the engine, for example by means of a spindle drive in the direction indicated by the arrow. Because the pin 22a at the push element 24 As shown, this is also entrained in the direction indicated by the arrow and biases the example as a compression spring running elastic element 26 , Instead of the electric motor 21 with spindle drive and an electromagnet, such as a solenoid can be used. In the partial view c) the beginning of the impact process is illustrated. The pin 22a is brought from the locking position to the release position, so that the shock element 24 by the force effect of the elastic element 26 in the direction of free end of the leadership 25 is accelerated. In the area of the free end of the leadership 25 has the push element moving in the direction of the arrow 24 then its maximum impulse, which it, as in the partial representation d) the 5 shown on a billiard ball 27 can transfer.
Zum
Ausüben
eines Stoßes
auf eine Billardkugel wird der Effektor 15 von der Stoßeinrichtung 14 relativ
zur Billardkugel positioniert. Dann erfolgt das Zurückziehen
des Stoßelements 24 in
der in der Teildarstellung b) von 5 gezeigten
Art, gefolgt von der Freigabe des Stoßelements 24 (Teildarstellung c))
und der schließlichen Übertragung
des Stoßimpulses
auf die Billardkugel nach Teildarstellung d). Die in der 5 veranschaulichte
Ausführung
eines als Queue ausgebildeten Effektors stellt nur eine der bevorzugten
Möglichkeiten
dar. In alternativen Ausführungsformen
können
elektro mechanische Effektoren verwendet werden, bei denen die Stoßeinrichtung
z.B. über
einen Elektromagneten, vorzugsweise über einen Hubmagneten, angetrieben
wird. Geeignet sind auch von eisenlosen Motoren betätigte Spindelantriebe,
da diese ohne Anlaufphase einen hohen, definierten Impuls erzeugen
können.
Ferner kann es sich auch um einen pneumatischen oder hydraulischen
Stoßmechanismus
handeln.To make a push on a billiard ball becomes the effector 15 from the bumper 14 positioned relative to the billiard ball. Then the retraction of the shock element takes place 24 in the partial view b) of 5 shown type, followed by the release of the shock element 24 (Partial representation c)) and the eventual transmission of the shock pulse to the billiard ball according to partial representation d). The in the 5 illustrated embodiment of a trained as a cue effector is only one of the preferred options. In alternative embodiments, electro-mechanical effectors can be used in which the pusher is driven, for example via an electromagnet, preferably via a lifting magnet. Spindle drives operated by ironless motors are also suitable since they can generate a high, defined impulse without start-up phase. Furthermore, it may also be a pneumatic or hydraulic impact mechanism.
Die
Stoßeinrichtung 14 ist
so ausgebildet, dass der Effektor 15 in z-Richtung, d.h.
senkrecht zur Spielfeldebene verfahren bzw. verschoben werden kann.
Dies ist insbesondere für
Stöße erforderlich, bei
denen die Stoßachse,
wie z.B. bei einem Effet, nicht zentral zum Zentrum der Billardkugel 27 ausgerichtet
ist, um eine Rollbewegung der Kugel 27 um ihre horizontale
oder vertikale Achse zu bewirken.The bumper 14 is designed so that the effector 15 in the z-direction, that can be moved or moved perpendicular to the playing field level. This is particularly necessary for shocks where the shock axis, such as in a spin, is not central to the center of the billiard ball 27 is aligned to a rolling motion of the ball 27 to effect its horizontal or vertical axis.
Um
eine beliebige Ausrichtung der Stoßachse relativ zu einer Billardkugel
zu erreichen, ist der Effektor 15 ferner so an der Stoßeinrichtung
angebracht, dass die Stoßachse
um eine Achse senkrecht zur Spielfeldebene gedreht und um eine Achse
horizontal zur Spielfeldebene gekippt oder gedreht werden kann.
Vorzugsweise werden zur Lageveränderung
der Stoßachse
spielfreie Getriebe und Schrittmotoren verwendet, die im Mikroschrittbetrieb
gesteuert werden können.To achieve any orientation of the bump axis relative to a billiard ball, the effector is 15 further attached to the bumper so that the bump axis can be rotated about an axis perpendicular to the playing field plane and tilted about an axis horizontal to the playing field level or rotated. Preferably, to change the position of the shock axis backlash-free gear and stepper motors are used, which can be controlled in micro-step mode.
In
einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann der Effektor 15 ferner
in die Stoßvorrichtung 14 ein- und
ausgefahren werden. Zur zielgerichteten Stoßübertragung ist der den Stoßimpuls übertragende
Teil des Stoßelements 24 bevorzugt
stabförmig
ausgebildet. Die verschiedenen beschriebenen Verstellmöglichkeiten
des Effektors ermöglichen
das Anstoßen von
Spielkugeln 27, die sich nahe einer anderen Billardkugel
oder nahe einer Bande befinden.In an advantageous development of the effector 15 further into the pusher 14 retracted and extended. For targeted shock transmission is the shock pulse transmitting part of the shock element 24 preferably designed rod-shaped. The various described adjustment of the effector allow the abutment of balls game 27 that are near another billiard ball or near a gang.
In
einer alternativen Ausführungsform
kann die Übertragung
des Stoßimpulses
an die Spielkugel auch berührungslos
erfolgen. Hierzu weist der Effektor der Stoßeinrichtung vorzugs weise eine
Einrichtung zum Erzeugen eines ortsveränderlichen magnetischen Feldes
auf, das auf die Spielkugel einwirkt und diese entsprechend der
Bewegung des Magnetfelds auf dem Spielfeld beschleunigt. Die Einrichtung kann
beispielsweise mechanisch bewegte oder eine Anordnung von in zeitlicher
Abfolge aktivierbarer Elektromagnete aufweisen. Der Stoßimpuls
wird von dem bewegten magnetischen Feld vorzugsweise an eine ferromagnetisch
ausgebildete Spielkugel übertragen.
Bei der beschriebenen magnetischen Stoßübertragung ist der x-y-Tisch
mit der Stoßeinrichtung bevorzugt
unterhalb des Spielfeldes angeordnet.In
an alternative embodiment
can the transmission
the shock pulse
to the game ball also contactless
respectively. For this purpose, the effector of the bumper preference as one
Device for generating a mobile magnetic field
acting on the game ball and this according to the
Movement of the magnetic field accelerates on the field. The device can
For example, mechanically moving or an arrangement of in time
Sequence of activatable electromagnets have. The shock pulse
is preferably of the moving magnetic field to a ferromagnetic
transmit trained ball game.
In the described magnetic shock transmission, the x-y table is
preferred with the bumper
arranged below the playing field.
Außer den
beschriebenen mechanischen bzw. elektromechanischen Komponenten
weist die Vorrichtung 20 zum gesteuerten Bewegen von Billardkugeln
ferner eine in 6 schematisch dargestellte elektronische
Komponente 30 auf, die eine Positionserkennungseinrichtung 31 und
eine Steuereinrichtung 32 umfasst. Der Begriff der Steuereinrichtung
wird, wie auch die Begriffe Steuerung, Steuern und dergleichen,
sowie auch deren grammatikalische Abwandlungen, in dieser Schrift
jeweils als Obergriff für
Steuer- und Regeleinrichtung bzw. Steuern und Regeln usw. verwendet.
Mit Steuern, Steuerung und dergleichen versehene Angaben beziehen
sich somit sowohl auf eine Beeinflussung einer Ausgabegröße mit und
ohne Rückführung auf
die oder eine der Eingangsgrößen.In addition to the described mechanical or electromechanical components, the device 20 for the controlled moving of billiard balls also a in 6 schematically illustrated electronic component 30 on which a position detection device 31 and a controller 32 includes. The term of the control device is, as well as the terms control, taxes and the like, as well as their grammatical modifications used in this document in each case as an override for control and regulation or taxes and rules, etc. Data provided with control, control and the like thus relate both to an influencing of an output quantity with and without feedback to the or one of the input variables.
Die
Positionserkennungseinrichtung 31 ermittelt die Positionen
und Identitäten
der einzelnen Billardkugeln 27 auf dem Spielfeld 1.
Auf der Grundlage der von der Positionserkennungseinrichtung 31 erhaltenen
Daten, berechnet die Steuereinrichtung 32 mögliche Spielzüge und ermittelt
den für
den Spielverlauf günstigsten
nächsten
Spielzug, sowie die für
diesen Spielzug erforderliche Ausrichtung der Stoßachse und
den Stoßimpuls.
Auf der Grundlage dieser Daten steuert die Steuereinrichtung 32 die Stoßeinrichtung 14 so
an, dass deren Effektor 15 den gewünschten Stoßimpuls an die ausgewählte Billardkugel überträgt.The position detection device 31 determines the positions and identities of each billiard ball 27 on the field 1 , On the basis of the from the position detection device 31 obtained data, the controller calculates 32 possible moves and determines the most favorable for the game play next turn, and required for this turn orientation of the shock axis and the shock pulse. Based on this data, the controller controls 32 the bumper 14 so on, that their effector 15 transmits the desired shock pulse to the selected billiard ball.
Für die Ermittlung
der Kugelpositionen kann die Positionserkennungseinrichtung 31 eine
Bildwandlereinrichtung 33, beispielsweise eine digitale Kamera,
aufweisen, die in regelmäßigen Abständen oder
zu bestimmten Zeitpunkten eine digitalisierte bildliche Wiedergabe
des Spielfelds und der darauf befindlichen Billardkugeln liefert.
Mittels eines Bildauswertealgorithmus' kann aus den einzelnen Bilddaten die
jeweilige Position der einzelnen Billardkugeln 27 auf dem
Spielfeld 1 bestimmt und die relativen Positionen z.B.
zu einer Ecke des Billardtisches 10 berechnet werden. Um
die Bildgebung zu ermöglichen,
muss im Allgemeinen die Tischoberfläche beleuchtet werden. Hierzu
kann die in den 3 und 4 gezeigte
Beleuchtungseinrichtung 16 verwendet werden.For determining the ball positions, the position detection device 31 an image converter device 33 , For example, a digital camera, which provides at regular intervals or at certain times a digitized visual representation of the playing field and the billiard balls thereon. By means of an image evaluation algorithm, the respective position of the individual billiard balls can be determined from the individual image data 27 on the field 1 determined and the relative positions eg to a corner of the pool table 10 be calculated. To enable imaging, the table surface generally needs to be illuminated. For this purpose, the in the 3 and 4 shown illumination device 16 be used.
Statt
von einer Kamera zur Bildaufzeichnung, kann die Bildwandlereinrichtung 33 auch
von einer Laserstrahlen verwendenden Abtasteinrichtung gebildet
werden, bei der die Spielfeldoberfläche mit einem oder mehreren
Laserstrahlen abgetastet wird und die Reflektionen mittels geeigneter
Sensoren, wie beispielsweise Photodioden oder Photozellen oder dergleichen,
aufgezeichnet werden. Aus der Abtastrichtung der Laserstrahlen und
der jeweiligen Stärke
und eventuell Richtung der Reflexion können schließlich die Position der Billardkugeln
und deren jeweilige Identität
bestimmt werden.Instead of a camera for image recording, the image converter device 33 are also formed by a scanner using laser beams, in which the field surface is scanned with one or more laser beams and the reflections are recorded by means of suitable sensors, such as photodiodes or photocells or the like. The position of the billiard balls and their respective identity can finally be determined from the scanning direction of the laser beams and the respective strength and possibly direction of the reflection.
Zur
schnellen Analyse der Bewegungen auf dem Spielsfeld 1 wird
bevorzugt eine Kamera verwendet, sodass Durchführung und Ergebnis eines Stoßes automatisch überprüft und gegebenenfalls protokolliert
werden können.For quick analysis of movements on the field 1 a camera is preferably used, so that the implementation and result of a shock can be automatically checked and optionally logged.
Eine
weitere Aufgabe der Positionserkennungseinrichtung 31 besteht
in der Kontrolle der Position, d.h. der Ausrichtung des Stoßelements 24a relativ
zur anzustoßenden
Billardkugel 27. Hierzu kann eine Ausrichtungseinrichtung 34 mit
einer Bildwandlervorrichtung verwendet werden, deren optische Achse
bevorzugt im Wesentlichen parallel zur Stoßachse ausgerichtet ist. Die
Einrichtung 34 befindet sich hierfür vorzugsweise an der Stoßeinrichtung 14. Alternativ
kann die Ausrichtungseinrichtung 34 auch von einem koaxial
mit der Stoßachse
ausgerichteten Lichtstrahl, beispielsweise einem Laserstrahl, gebildet
sein, der ebenfalls dazu geeignet ist, für die Positionsaufzeigeeinrichtung
verwendet zu werden.Another task of the position detection device 31 consists in the control of the position, ie the orientation of the shock element 24a relative to the billiard ball to be struck 27 , For this purpose, an alignment device 34 be used with an image converter device whose optical axis is preferably aligned substantially parallel to the shock axis. The device 34 is preferably located on the pusher for this purpose 14 , Alternatively, the alignment device 34 also be formed by a coaxially aligned with the impact axis light beam, such as a laser beam, which is also suitable to be used for the Positionsaufzeigeeinrichtung.
Zur
Eingabe von Daten und vor allem zur Information eines Spielers über den
aktuellen Spielstand oder zur Ausgabe anderer Daten, ist eine Benutzerschnittstelle 35 vorgesehen.
Die Benutzerschnittstelle umfasst Eingabeeinrichtungen, wie z.B. eine
Tastatur, ein Zeigegerät
(Maus, Trackball, Mousepad und dergleichen mehr) und zumindest eine
Ausgabeeinrichtung zur bildlichen Darstellung von Informationen.
Eingabe- wie auch Ausgabeeinrichtung können ferner auch für eine akustische
Informationsübermittlung
ausgebildet sein. Üblicherweise ist
die Benutzerschnittstelle 35 mit der Steuereinrichtung 32 verbunden.For entering data and especially for informing a player about the current score or for outputting other data, is a user interface 35 intended. The user interface includes input devices such as a keyboard, a pointing device (mouse, trackball, mousepad, and the like) and at least one output device for visualizing information. Input as well as output device can also be designed for an acoustic information transmission. Usually the user interface 35 with the control device 32 connected.
In
einer vorteilhafte Weiterbildung ist ferner eine Positionsaufzeigeeinrichtung
vorgesehen, mit deren Hilfe die Benutzerschnittstelle 35 eine
oder mehrere Positionen auf dem Spielfeld aufzeigen bzw. markieren
kann, sodass vom Benutzer bestimmte Trainings- und Spielsituationen
nach Anleitung aufgebaut werden können. Mithilfe einer entsprechenden
Einrichtung ist es ferner möglich,
Kugeln nach Anweisung des Spielautomaten zu Positionieren, wie es
z.B. für
die Spielkugel nach Versenken durch den Benutzer sinnvoll wäre. Zur
Positionsanzeige eignet sich beispielsweise eine gerichtete Lichtquelle,
vorzugsweise eine Laserlichtquelle, die am Effektor angeordnet ist.In an advantageous embodiment, a Positionsaufzeigeeinrichtung is also provided, with the help of the user interface 35 show or mark one or more positions on the field, so that the user can set up specific training and game situations according to instructions. By means of a corresponding device, it is also possible to position balls according to the instructions of the slot machine, as would be useful for example for the ball after sinking by the user. For example, a directional light source, preferably a laser light source, which is arranged on the effector is suitable for displaying the position.
Die Überwachung
des Spielverlaufs und die Steuerung der Stoßeinrichtung 14 durch
die Steuereinrichtung 32 wird im Folgenden anhand von beispielhaften
Steuerungsabläufen
beschrieben, wobei angenommen wird, dass die Beobachtung des Spielfelds 1 über eine
Kamera erfolgt, die an geeigneter Stelle oberhalb des Billardtisches 10 angeordnet
ist.The monitoring of the course of the game and the control of the bumper 14 by the control device 32 is described below with reference to exemplary control sequences, it being assumed that the observation of the playing field 1 via a camera, which is located at a suitable location above the pool table 10 is arranged.
Vor
einem Spieleingriff durch die Vorrichtung 20 wird mithilfe
einer Auswertung des von der Kamera gelieferten digitalen Bilds
geprüft,
ob sich die Billardkugel auf dem Spielfeld noch bewegen, oder ob ein
menschlicher Mitspieler sich im Bereich des Spielfelds 1 bewegt.
Wird von der Positionserkennungseinrichtung 31 oder Steuereinrichtung 32 festgestellt,
dass sich die Kugeln in Ruhe befinden, so wird als nächstes geprüft, ob die
Vorrichtung 20 spielberechtigt ist. Bei Bejahung liegt
die Ausgangssituation SO eines in der 7 skizzierten
Verfahrens zum Bewegen einer Billardkugel 27 über das
Spielfeld 1 vor. Ist die Vorrichtung 20 in Schritt
S0 am Zug, wird in Schritt S1 mithilfe der Kamera ein digitales
Abbild des Spielfelds erzeugt. Die Auflösung der digitalen Abbildung
ist dabei genügend
hoch, um die Positionen der Kugeln mit der erforderlichen Genauigkeit erkennen
zu können.
Mittels bekannter Bildverarbeitungstechniken wird in Schritt S2
aus der in Schritt S1 aufgezeichneten Abbildung die Identität und Lage
jeder einzelnen der auf dem Spielfeld 1 befindlichen Kugeln
bestimmt. Auf der Grundlage dieser Daten berechnet die Steuereinrichtung 32 in
Schritt S3 den günstigsten
Stoß für den folgenden
Spielverlauf und positioniert die Stoßeinrichtung 14 entsprechend
in Schritt S4. Die Berechnung des günstigsten Stoßes beruht
auf einer Berechnung der möglichen
Stöße und einer
Bewertung dieser Stöße im Hinblick
auf den weiteren Spielverlauf. Um auch für fortgeschrittene Spieler
ein geeigneter Gegner zu sein, kann die Steuereinrichtung 32 auch
das so genannte Ablegen, d.h. die neue Lage der Kugeln nach einem
von ihr berechneten Stoß vorausberechnen
und so die Spielkugel z.B. nach dem Versenken einer Kugel in eine neue
günstige
Lage zu bringen. Hierüber
ist es möglich,
mehrere erfolgreiche Stöße hintereinander
auszuführen.
Die berechneten Stoßparameter
wie beispielsweise Stoßwinkel,
Stoßstärke und
eventuell Versatz zum Kugelmittelpunkt müssen über den Effektor 15 der
Stoßeinrichtung 14 umgesetzt
werden. Diese Umsetzung beginnt in Schritt S4 mit der Positionierung
der Stoßeinrichtung
und wird in Schritt S5 mit der Ausrichtung des Effektors 15 der
Stoßeinrichtung 14 fortgeführt. Schließlich wird
der Stoß in Schritt
S6 mit der berechneten Stärke,
d.h. dem berechneten Stoßimpuls,
ausgeführt,
woraufhin dieser Verfahrensabschnitt in Schritt S7 endet.Before a game intervention by the device 20 An evaluation of the digital image provided by the camera is used to check whether the billiard ball is still moving on the field or whether a human player is in the area of the field 1 emotional. Is from the position detection device 31 or control device 32 If it is determined that the balls are at rest, it is next checked whether the device 20 is entitled to play. If affirmative, the initial situation is SO in the 7 sketched method for moving a billiard ball 27 over the playing field 1 in front. Is the device 20 in step S0 on the train, a digital image of the playing field is generated in step S1 using the camera. The resolution of the digital image is high enough to detect the positions of the spheres with the required accuracy. By means of known image processing techniques, the identity and position of each one of the players on the playing field is determined in step S2 from the image recorded in step S1 1 located balls determined. Based on this data, the controller calculates 32 in step S3, the best thrust for the following game progress and positioned the bumper 14 according to step S4. The calculation of the most favorable impact is based on a calculation of the possible impacts and an evaluation of these impacts with regard to the further course of the game. To be a suitable opponent for advanced players, the controller can 32 also the so-called dropping off, ie the new position of the balls after a calculated by her impact anticipate and so bring the ball eg after sinking a ball in a new favorable position. This makes it possible to execute several successful strokes in a row. The calculated impact parameters such as impact angle, impact strength and possibly offset to the center of the sphere must be determined by the effector 15 the bumper 14 be implemented. This conversion starts in step S4 with the positioning of the bumper and becomes in step S5 with the alignment of the effector 15 the bumper 14 continued. Finally, the impact is performed in step S6 with the calculated strength, ie, the calculated shock pulse, whereupon Process section ends in step S7.
Die
Bestimmung von Position und Identität der Kugeln 27 auf
dem Spielfeld 1 kann zum Beispiel mittels eines Verfahrens
erfolgen, das in der 8 dargestellt ist. Nach dem
Beginn des Verfahrens in Schritt S10 wird in Schritt S11 ein Abbild
des leeren Spielfelds vom Bildinhalt eines Abbilds der aktuellen Spielsituation
subtrahiert, sodass ein Abbild der Billardkugeln 27 ohne
störende
Einflüsse,
wie z.B. Verunreinigungen oder Reflexionen auf der Tuchbespannung
des Spielfelds 1, erzeugt wird. Aus dieser Abbildung der
isolierten Billardkugeln werden in Schritt S12 die Kugelformen extrahiert
und darauf aufbauend in Schritt S13 die Position jeder einzelnen Kugel
durch Bestimmen ihres Kugelmittelpunkts ermittelt. Die Bestimmung
der Identität
einer jeden einzelnen Kugel 27 erfolgt in Schritt S14 durch
Farbraumanalyse der einzelnen, in Schritt S12 extrahierten Kugelformen.
Schließlich
werden in Schritt S15 die bestimmten Positionen den zugehörigen Kugelidentitäten zugeordnet,
bevor dieser Verfahrensabschnitt in Schritt S16 endet.The determination of position and identity of the balls 27 on the field 1 can be done for example by means of a method which is described in the 8th is shown. After starting the process in step S10, an image of the empty game field is subtracted from the image content of an image of the current game situation in step S11, so that an image of the billiard balls 27 without disturbing influences, such as impurities or reflections on the cloth covering the playing field 1 , is produced. From this image of the isolated billiard balls, the spherical shapes are extracted in step S12 and, based on this, in step S13 the position of each individual sphere is determined by determining its sphere center. The determination of the identity of each individual sphere 27 is performed in step S14 by color space analysis of the individual spherical shapes extracted in step S12. Finally, in step S15, the determined positions are assigned to the associated ball identities before this method section ends in step S16.
In
der 9 ist ein Verfahrensabschnitt zur Berechnung des
günstigsten
Stoßes
dargestellt. Der Verfahrensabschnitt beginnt in Schritt S20 und
wählt in
Schritt S21 zunächst
eine eigene Kugel auf der Grundlage der zuvor ermittelten Positions-
und Identitätsdaten
aus. Im folgenden Schritt S22 wird zunächst geprüft, ob für die ausgewählte eigene
Kugel ein freier Weg zu einem der Kugellöcher 5 vorliegt. Ist dies
nicht der Fall, so wird in Schritt S24 überprüft, ob die Prüfung bereits
für alle
eigenen Kugeln durchgeführt
wurde. Zeigt die Prüfung
ein negatives Ergebnis, so kehrt das Verfahren zu Schritt S21 für die Wahl
einer anderen eigenen Ku gel zurück.
Ergab die Prüfung
in Schritt S24, dass bereits für
alle eigene Kugeln die Möglichkeit
eines direkten Wegs zu einem der Kugellöcher 5 überprüft wurde,
so wird in Schritt S25 die Vorgabe gesetzt, die Berechnung des freien Wegs
zu einem Kugelloch in Schritt S22 unter Einbeziehung der Banden
durchzuführen.In the 9 a method section for calculating the best thrust is shown. The process section starts in step S20 and first selects its own sphere on the basis of the previously determined position and identity data in step S21. In the following step S22, it is first checked whether a free path to one of the ball holes for the selected own ball 5 is present. If this is not the case, it is checked in step S24 whether the check has already been carried out for all of the own balls. If the test shows a negative result, the process returns to step S21 for the selection of another own sphere. The test in step S24 revealed that already for all own balls the possibility of a direct path to one of the ball holes 5 was checked, the default is set in step S25 to perform the calculation of the free path to a ball hole in step S22 involving the bands.
Wenn
ausgehend von Schritt S22 ein freier Weg vorliegt, so werden im
nächsten
Schritt S26 die Parameter des Stoßes und Endlage der Kugeln
nach dem Stoß berechnet
und in darauf folgenden Schritt S27 gespeichert. Bei Bedarf können in
Schritt S28 nachfolgende Stöße vorausberechnet
werden.If
starting from step S22, there is a free path
next
Step S26 the parameters of the impact and end position of the balls
calculated after the shock
and stored in subsequent step S27. If necessary, in
Step S28 precalculated subsequent shocks
become.
In
Schritt S29 wird schließlich überprüft, ob die
Stoßparameter
und daraus resultierenden Endlagen bereits für jede der eigenen Kugeln geprüft wurden.
Ist dies nicht der Fall, kehrt das Verfahren zu Schritt S21 zurück. Auf
diese Weise können
mehrere alternative Spielzüge
inklusive nachfolgender Stoßfolgen
berechnet werden. Wurde die Möglichkeit
eines Stoßes
bereits für
jede der eigenen Kugeln geprüft,
so werden die für
die jeweiligen Kugeln in Schritt S26 berechneten Parameter hinsichtlich
des damit erreichbaren Spielergebnisses und der jeweiligen mechanischen
Durchführbarkeit
in Schritt S30 so verglichen, dass der mechanisch durchführbare Stoß mit dem
besten Spielergebnis in Schritt S31 ausgegeben werden kann. Im Allgemeinen
gilt der Stoß als günstigster
Stoß,
bei dem der Vergleich ergibt, dass in dessen Folge eine maximale
Anzahl von Spielpunkten erzielt werden kann.In
Step S29 is finally checked if the
impact parameter
and resulting end positions have already been tested for each of their own balls.
If this is not the case, the process returns to step S21. On
this way you can
several alternative moves
including subsequent collisions
be calculated. Was the opportunity
a push
already for
checked each of your own balls,
so will those for
the respective balls calculated in step S26 with respect to
the achievable result and the respective mechanical
feasibility
in step S30 is compared so that the mechanically feasible impact with the
best game result can be output in step S31. In general
The shock is considered the cheapest
shock,
where the comparison shows that as a result a maximum
Number of game points can be achieved.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Spielfläche
auch während
und nach Ausführung eines
Stoßes
durch den Effektor 15 mit der Bildwandlereinrichtung 33 überwacht.
Somit können
der Erfolg eines Stoßes
kontrolliert und die Stoßeinrichtung eventuell
nachkalibriert bzw. nachgestellt werden, wodurch die Zuverlässigkeit
der Einrichtung 20 merklich verbessert wird. Ferner gestattet
diese Überwachung
eine Kontrolle des Spielverlaufs, mittels derer einfache Betrugsver suche,
wie z.B. unerlaubtes Entfernen einer Kugel, aufgedeckt und die Einhaltung der
geltenden Regeln des Spiels geprüft
werden kann.In a preferred embodiment, the playing surface is also during and after execution of a shock by the effector 15 with the image converter device 33 supervised. Thus, the success of a shock can be controlled and the pusher device possibly recalibrated, thereby improving the reliability of the device 20 is noticeably improved. Furthermore, this monitoring allows a control of the game, by means of which simple Fraugsver such as unauthorized removal of a ball, uncovered and compliance with the applicable rules of the game can be checked.
-
11
-
Spielfeldmatchfield
-
22
-
waagrechtes
Rahmenteilwaagrechtes
frame part
-
33
-
senkrechtes
Rahmenteilvertical
frame part
-
44
-
Bandeband
-
55
-
Kugellochbullet hole
-
66
-
Gestellframe
-
1010
-
Billardtischpool table
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1111
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Schiene
für Längsführungrail
for longitudinal guidance
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1212
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Schlitten
zum Tragen der Querführungcarriage
for carrying the transverse guide
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1313
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Querführungwidth guide
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1414
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Stoßeinrichtungbuffing gear
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1515
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Effektor
der Stoßeinrichtungeffector
the bumper
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1616
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Beleuchtunglighting
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2020
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Vorrichtung
zum Bewegen von Billardkugelncontraption
for moving billiard balls
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2121
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Antrieb
der Stoßeinrichtungdrive
the bumper
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2222
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Reiterequestrian
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22a22a
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Zapfenspigot
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2323
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Führung für ReiterGuide for riders
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2424
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Stoßelementimpact element
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24a24a
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Queue-FortsatzQueue extension
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2525
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Führung für StoßelementGuide for push element
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2626
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elastisches
Elementelastic
element
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2727
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Billardkugelbilliard ball
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3030
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elektronische
Vorrichtungelectronic
contraption
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3131
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PositionserkennungseinrichtungPosition detection device
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3232
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Steuereinrichtungcontrol device
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3333
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BildwandlereinrichtungImage pickup device
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3434
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Ausrichtungseinrichtungaligner
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3535
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BenutzerschnittstelleUser interface