DE102012020376A1

DE102012020376A1 - Torerkennungssystem, und Verfahren zum Erkennen eines Tors

Info

Publication number: DE102012020376A1
Application number: DE102012020376.4A
Authority: DE
Inventors: Björn Lindner; Jürgen Philipps; René Beaujean
Original assignee: GOALCONTROL GmbH
Current assignee: GOALCONTROL GmbH
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2014-04-24
Also published as: WO2014059971A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Erkennen eines Tores, umfassend eine erste Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras, die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk eines Tors (3) angeordnet sind und Bilder von einem Bereich angrenzend an das Tor erzeugen, eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (B1–B7), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb eines Spielfeldes angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk des Tors aufgespannte Torlinien-Ebene überwachbar ist, zumindest eine Rechnereinheit (13), mit der die Kameras der ersten Gruppe (A) und zweiten Gruppe (B) signaltechnisch verbunden und ansteuerbar sind, wobei zumindest die Bilddaten der Kameras (B1–B7) der zweiten Gruppe (B) von der Rechnereinheit (13) auswertbar sind und von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage dieser Bilddaten ein Torentscheidungssignal erzeugbar ist, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat und bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras (B1–B7) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz unterschritten wird, wobei der Betrieb von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe (A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (B1–B7) der zweiten Gruppe (B) steuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Torerkennungssystem und ein Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors, insbesondere bei einer Ballspiel-Sportart.
Bei vielen Sportarten, bei denen ein bewegter Spielkörper in Richtung eines Tors oder dergleichen gespielt wird, besteht eine Notwendigkeit dafür, mit hoher Zuverlässigkeit zu bestimmen, ob der Spielkörper das Tor passiert hat oder nicht. Beispiele für solche Sportarten sind Fußball, Handball oder Eishockey. Herkömmlich sind verschiedene technische Hilfsmittel bekannt, zum Beispiel unter Verwendung von Sensoren bzw. Kameras, um zu bestimmen, ob der Spielkörper eine Torebene oder dergleichen durchquert hat. Nachstehend sind einige bekannte Technologien auf dem Gebiet des Fußballsports beispielhaft genannt.
Aus DE 200 11 144 U1 ist ein sogenanntes Torkontrollsystem bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Hochgeschwindigkeitskameras an den beiden Pfosten bzw. an der Latte eines Tors angebracht und dabei jeweils nach innen in Richtung einer Torlinien-Ebene gerichtet ist. Der Abstand zwischen den einzelnen Kameras ist dabei ausreichend klein bemessen, so dass ein Überqueren der Torlinien-Ebene durch den Ball in jedem Fall erkannt wird. Die Bilder der Hochgeschwindigkeitskameras werden mittels einer bildverarbeitenden Auswerteelektronik ausgewertet.
Nach einer weiteren Technologie ist bekannt, an dem Pfosten bzw. an der Latte eines Tors sogenannte Strahlengitter bzw. ein Lichtschrankenmuster vorzusehen, so dass das Durchqueren einer Torlinien-Ebene von einem Ball erkennbar ist. Solche Technologien sind beispielsweise aus DE 203 04 144 U1 oder auch EP 2 085 123 A1 bekannt. Der Nachteil hierbei besteht darin, dass nicht mit letzter Zuverlässigkeit erkannt werden kann, wann der Ball vollständig eine Torlinien-Ebene durchquert hat, weil nach den üblichen Spielregeln erst für diesen Fall ein Tor zu werten ist.
Aus WO 01/41884 A1 ist ein Videoprozessorsystem bekannt, mit dem ein Spielkörper in Form eines Balls bei Ballspielen nachverfolgt werden kann, um eine Position oder eine Flugbahn des Balls auf ein Spielfeld zu bestimmen bzw. vorherzusagen. Mit einer geeigneten Auswertung der Bilddaten der zugehörigen Videokameras können bestimmte Spielsituationen bzw. Regelereignisse analysiert werden.
Die Erkennung eines Tors ist nicht nur mittels einer Kamera, sondern auch mittels einer Sensortechnologie möglich, wonach in dem Ball ein Sender oder dergleichen vorgesehen ist. Entsprechend wird beim Überqueren einer Torlinien-Ebene von dem Ball ein Signal an zumindest einen an einem Pfosten bzw. an einer Latte des Tors angebrachten Empfänger ausgesendet, wodurch ein Tor erkannt wird. Eine solche Technologie ist beispielsweise aus EP 1 596 945 B1 bekannt. Nachteilig hierbei ist die Anordnung des Senders innerhalb des Balls, weil durch Erschütterungen oder dergleichen ein zuverlässiges Senden von Signalen nicht dauerhaft gewährleistet sein kann.
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Technologie zur Torerkennung zu schaffen, die eine große Zuverlässigkeit und hohe Messgenauigkeit mit einfachen und preiswerten Mitteln gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch ein Torerkennungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 3, und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 18 bzw. Anspruch 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein erfindungsgemäßes Torerkennungssystem bzw. ein entsprechendes Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors sieht eine erste Gruppe einer Mehrzahl von Kameras vor, die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk eines Tors angeordnet sind und Bilder von einem Bereich angrenzend an das Tor erzeugen. Des Weiteren ist eine zweite Gruppe einer Mehrzahl von Kameras vorgesehen, die jeweils beabstandet zum Tor und insbesondere außerhalb eines Spielfelds angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk des Tors aufgespannte Torlinien-Ebene überwachbar ist bzw. überwacht wird. Die Kameras der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe sind zumindest mit einer Rechnereinheit signaltechnisch verbunden und können von dieser Rechnereinheit angesteuert werden. Zumindest die Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe können von der Rechnereinheit ausgewertet werden, wobei von der Rechnereinheit auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe ein Torentscheidungssignal erzeugbar ist bzw. erzeugt wird, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat und bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe eine vorbestimmte Fehlertoleranz unterschritten wird. Zusätzlich kann der Betrieb von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe gesteuert werden.
Der obigen Ausführungsform der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass die Torlinien-Ebene zunächst stets von den Kameras der zweiten Gruppe überwacht wird. Die vorbestimmte Fehlertoleranz, bei deren Unterschreiten von der Rechnereinheit das Torentscheidungssignal erzeugt wird, versteht sich bezüglich der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe im Sinne einer Pixelauswertung, auf Grundlage derer ausreichend genau bzw. ”scharf” erkannt wird, dass der Spielkörper nach dem Durchqueren der Torlinien-Ebene einen hinreichend großen Abstand zum Rand dieser Torlinien-Ebene hat. In Abhängigkeit von einer geeigneten hohen Auflösung der Kameras der zweiten Gruppe kann die genannte vorbestimmte Fehlertoleranz durch einen Abstand definiert sein, den eine erfasste Kontur des Spielkörpers mindestens von einem Rand der Torlinien-Ebene aufzuweisen hat.
Zusätzlich zur Überwachung der Torlinien-Ebene kann auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe eine räumliche Position oder eine Trajektorie des Spielkörpers relativ zum Tor bestimmt werden. Falls auf Grundlage dessen erkannt wird, dass der Spielkörper sich in der Nähe des Tors befindet, zum Beispiel innerhalb des 5 m-Raums, so kann in Abhängigkeit von dieser Erkenntnis zumindest eine Kamera der ersten Gruppe gezielt angesteuert werden, um zum Beispiel TV-fähige Bilder von dem Bereich angrenzend an das Tor zu erzeugen. In weiterer Abhängigkeit der exakten Position bzw. Bewegungsbahn des Spielkörpers relativ zum Tor ist es in diesem Zusammenhang möglich, aus der ersten Gruppe der Kameras eine gezielte Kamera auszuwählen, die den besten Blickwinkel auf den Spielkörper gewährleistet bzw. den geringsten Abstand zum Spielkörper aufweist, so dass entsprechend nur die Bilder dieser ausgewählten Kamera der ersten Gruppe für die gewünschten TV-Bilder verwendet werden. Der Betrieb von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe zur Erzeugung von TV-Bildern des Bereichs angrenzend an das Tor wird im Falle eines sogenannten ”Tor-Events” eingeleitet, wenn auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe erkannt wird, dass der Spielkörper sich dem Tor annähert bzw. bereits in der Nähe des Tores ist und daraus eine torgefährliche Situation resultiert. Indem wie erläutert die Kameras der ersten Gruppe lediglich bei den sogenannten ”Tor-Events” in Betrieb genommen werden, um gewünschte TV-Bilder zu erzeugen, kann die Verarbeitung der dabei erzeugten Bilder optimiert werden, wobei das Erzeugen von nicht-relevanten Bildern, wenn der Spielkörper eine zu große Entfernung von dem Tor aufweist, vermieden wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Kameras der ersten Gruppe auch dazu geeignet sein, die Torlinien-Ebene zu überwachen, wobei die dabei erzeugten Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe von der Rechnereinheit ausgewertet werden können. Diese Redundanz ist für den Fall von Bedeutung, dass bei der Auswertung der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe eine vorbestimmte Fehlertoleranz überschritten wird. Dies kann dann der Fall sein, wenn der Spielkörper nach dem Durchqueren der Torlinien-Ebene gemäß der Auflösung der Kameras der zweiten Gruppe einen zu geringen Abstand von einem hinteren Rand der Torlinien-Ebene aufweist, so dass der Spielkörper möglicherweise noch nicht vollständig die Torlinien-Ebene durchquert hat und somit in den Torraum gelangt ist. Für diesen Fall wird zur Erzeugung des Torentscheidungssignals von der Rechnereinheit auf die Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe ”umgeschaltet”, die eine höhere Auflösung als die Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe haben und somit eine genauere Grundlage für die Feststellung bieten, ob der Spielkörper ggf. die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, der eine eigenständige Bedeutung zukommt, sieht ein Torerkennungssystem und ein entsprechendes Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors vor, umfassend: eine erste Gruppe einer Mehrzahl von Kameras, die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk eines Tors angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk des Tors aufgespannte Torlinien-Ebene überwachbar ist bzw. überwacht wird, eine zweite Gruppe einer Mehrzahl von Kameras, die jeweils beabstandet zum Tor und insbesondere außerhalb des Spielfelds angeordnet sind, und mit ihrem Strahlengang in Richtung des Tors ausgerichtet sind, und zumindest eine Rechnereinheit, mit der die Kameras der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe angesteuert und die Bilddaten dieser Kameras ausgewertet werden können. Die Rechnereinheit kann die Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe auswerten und auf Grundlage der Bilddaten dieser Kameras ein Torentscheidungssignal erzeugen, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat. Zur Verbesserung bzw. Optimierung der Überwachung der Torlinien-Ebene kann der Betrieb von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe gesteuert werden.
Bei der zuletzt genannten Ausführungsform wird die Überwachung der Torlinien-Ebene fortwährend von den Kameras der ersten Gruppe vorgenommen. Diese Kameras befinden sich ”nah am Geschehen” und bieten eine entsprechend hohe Auflösung von Bilddaten, was eine entsprechend exakte und zuverlässige Auswertung bezüglich der Position des Spielkörpers relativ zur Torlinien-Ebene ermöglicht. Auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe ist es möglich, eine räumliche Position oder eine Trajektorie des Spielkörpers relativ zum Tor zu bestimmen. Falls auf Grundlage dessen eine vorbestimmte Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor erkannt wird, wobei der Spielkörper zum Beispiel einen vorbestimmten Abstand zum Tor unterschreitet, kann beispielsweise die Bildfrequenz der Kameras der ersten Gruppe geeignet erhöht werden, um eine verbesserte Messgenauigkeit zum Erkennen eines Tors zu gewährleisten. Ergänzend oder alternativ ist es möglich, die Auswertung von Bilddaten auf eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe zu beschränken, innerhalb deren Strahlengang sich der Spielkörper befindet. Auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe kann erkannt werden, zu welcher Kamera der ersten Gruppe der Spielkörper die geringste Entfernung aufweist bzw. ob der Spielkörper bereits in den Strahlengang einer solchen ausgewählten Kamera eingetreten ist bzw. in Kürze eintreten wird. Hierdurch kann Rechenzeit bei der Verarbeitung und Auswertung der Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe eingespart werden, um ein besseres Echtzeit-Ergebnis mit höherer Genauigkeit zu gewährleisten.
Bezüglich der Rechnereinheit darf darauf hingewiesen werden, dass es sich hierbei um einen Hochleistungsrechner handelt, mit dem sowohl die Kameras der ersten bzw. der zweiten Gruppe geeignet angesteuert werden können, als auch die Bilddaten dieser Kameras empfangen und geeignet ausgewertet wenden können, ggf. in Verbindung mit einer Speicherung dieser Bilddaten. Die Rechnereinheit ist auf Grundlage einer Auswertung der Bilddaten der ersten bzw. der zweiten Kameras dazu geeignet, eine mögliche Beabstandung des Spielkörpers von einem hinteren Rand der Torlinien-Ebene zu bestimmen, wenn der Spielkörper aus Richtung des Spielfeldes die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat, so dass für diesen Fall die Rechnereinheit dann ein Torentscheidungssignal erzeugt.
Unter Bezugnahme auf alle der vorstehend genannten Ausführungsformen der Erfindung ist es bei einer vorteilhaften Weiterbildung möglich, eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor in einem vorbestimmten Modus zu betreiben, um die Überwachung der Torlinien-Ebene zu optimieren. Hierzu kann eine solche Kamera der ersten Gruppe ausgewählt werden bzw. in Betracht kommen, bezüglich der der Spielkörper den geringsten Abstand aufweist bzw. in deren Strahlengang der Spielkörper bereits eingetreten ist und dabei mit den meisten Pixeln erkennbar ist. Der Betrieb einer ausgewählten Kamera der ersten Gruppe in dem genannten vorbestimmten Modus kann bedeuten, dass die Bildauswertung dieser Kamera auf einem bestimmten Bereich des Pixelfelds beschränkt wird. Dieses beschränkte Pixelfeld wird im Sinne dieser Erfindung als ROI (= region of interest) bezeichnet. Entsprechend werden bei einem Bild dieser ausgewählten Kamera der ersten Gruppe ausschließlich solche Pixel über die Bildauswertung berücksichtigt, die erkennbar einen Körper zeigen, der mit der Kontur des Spielkörpers korreliert werden kann bzw. zumindest Ähnlichkeit dazu hat. Anders ausgedrückt, werden bei der genannten Beschränkung auf den ROI solche Pixel des Bildes der ausgewählten Kamera der ersten Gruppe nicht berücksichtigt, die erkennbar keinen Spielkörper darstellen. Diese Beschränkung bzw. Fokussierung auf einen bestimmten ROI führt zu einer schnelleren und genaueren Bildauswertung, bei der die Resourcen der Rechnereinheit effizienter genutzt werden.
Der oben genannte vorbestimmte Modus für eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe kann auch bedeuten, dass die Bilder dieser ausgewählten Kamera für die Bildauswertung durch die Rechnereinheit nicht berücksichtigt werden. Dies ist dahingehend zu verstehen, dass eine solche Kamera der ersten Gruppe für den Fall nicht berücksichtigt wird, wenn der Spielkörper sich beispielsweise nicht im Strahlengang dieser Kamera oder angrenzend dazu befindet oder sich nicht in Richtung von dem Strahlengang dieser Kamera bewegt. Infolgedessen wird der Spielkörper nicht bzw. nur unzureichend in dem Pixelfeld der Bilddaten einer solchen Kamera erfasst, so dass es auf die Auswertung von deren Bilddaten nicht ankommt und entsprechend unberücksichtigt bleiben können. In gleicher Weise können die Bilddaten einer ausgewählten Kamera unberücksichtigt bleiben, wenn der Spielkörper in dem Pixelfeld dieser Kamera erkennbar ist, jedoch eine andere ausgewählte Kamera der ersten Gruppe eine noch bessere Darstellung des Spielkörpers bietet. Dies bedeutet, dass nach dem vorbestimmten Modus stets eine solche Kamera der ersten Gruppe für eine entsprechende Bildauswertung durch die Rechnereinheit ausgewählt wird, die die beste Auflösung des Spielkörpers mit den meisten Pixelpunkten hat.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zumindest eine Kamera aus der ersten Gruppe A oder aus der zweiten Gruppe B dazu geeignet sein, Wärmebilder zu erzeugen. Aufgrund des geringeren Abstandes zum Spielgeschehen ist eine solche Wärmebildkamera insbesondere für die erste Gruppe A zu empfehlen, deren Kameras an oder in dem Rahmenwerk des Tors angebracht sind. Die Wärmebild-Informationen einer solchen Kamera eignen sich vorteilhaft dazu, einen Wärme ausstrahlenden Körper, zum Beispiel den Kopf des Torhüters, von einem im Vergleich dazu relativ kälteren Körper, zum Beispiel der Spielkörper in Form des Balls, zu unterscheiden. Auf Grundlage dessen kann bei Problemen im zuge der Auswertung der Bilddaten, nämlich bei der Beurteilung, ob es sich bei einem Objekt tatsächlich um den Spielkörper handelt, die Information der Wärmebildkamera hinzugezogen werden, um die Messgenauigkeit bezüglich der exakten Position des Spielkörpers zu verbessern.
Die Verarbeitung und Auswertung der von den Kameras der ersten und zweiten Gruppe erzeugten Bilddaten kann dadurch verbessert werden, dass der ersten Gruppe von Kameras und der zweiten Gruppe von Kameras jeweils eine eigene Rechnereinheit zugewiesen ist. Zweckmäßigerweise sind diese beiden Rechnereinheiten signaltechnisch miteinander verbunden, wobei nach einer vorbestimmten Regel das Torerkennungssignal von einer dieser beiden Rechnereinheiten erzeugt werden kann.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung und zur Verbesserung der Verarbeitung der erzeugten Menge von Bilddaten kann pro Kamera der ersten bzw. zweiten Gruppe jeweils eine Rechnereinheit vorgesehen sein. Diese Mehrzahl von Rechnereinheiten können dann jeweils an eine zentrale Rechnereinheit angeschlossen sein, mittels der die Ansteuerung der einzelnen Kameras und die Auswertung von deren Bilddaten und schließlich die Erzeugung des Torentscheidungssignals vorgenommen werden kann.
Die Kameras der ersten Gruppe bzw. der zweiten Gruppe bestehen vorzugsweise aus Hochgeschwindigkeitskameras, mit denen pro Sekunde z. B. einige Hundert Bilder, z. B. bis zu 500 Bilder pro Sekunde aufgenommen werden können. Diese hohe Anzahl von Bildern pro Sekunde stellt sicher, dass ein Spielkörper, auch wenn er sich mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegt, in jedem Fall von diesen Kameras erfasst wird. Diese Mehrzahl von Kameras stellt dabei sicher, dass ein Spielkörper bzw. Ball auch dann erkannt wird, wenn sich ein Spieler oder mehrere Spieler im Sichtfeld von einer Kamera befindet/befinden.
Zweckmäßigerweise können die Kameras der zweiten Gruppe um den Spielfeldrand herum und in Ausrichtung auf ein jeweiliges Tor an einer Stirnseite des Spielfeldes ausgerichtet sein, so dass eine flächendeckende Erfassung des Spielfelds angrenzend an das Tor bzw. eine genaue Überwachung der Torlinien-Ebene durch diese Kameras ermöglicht wird. In gleicher Weise ist es für die Kameras der ersten Gruppe zweckmäßig, dass diese entlang des Rahmenwerks des Tors, d. h. entlang der Pfosten oder der Latte, in gleichmäßigen Abständen zueinander beabstandet angeordnet sind.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Es zeigen:
1 eine vereinfachte Prinzipdarstellung von Komponenten eines erfindungsgemäßen Torerkennungssystems;
2 eine Perspektivansicht eines Rahmenwerks eines Tors, an bzw. in dem Kameras des Torerkennungssystems von 1 angebracht sind;
3 eine Perspektivansicht des Tors von 2, wobei die Hauptachsen von Strahlengängen einer Mehrzahl von Kameras, die an dem Rahmenwerk des Tors angebracht sind, angedeutet sind;
4 einen Ausschnitt aus einem Teil eines Rahmenwerks des Tors von 2 bzw. 3, in dem eine Kamera in Verbindung mit einem zugeordneten Spiegelmodul befestigt ist;
5 eine schematisch stark vereinfachte Ansicht zur Verdeutlichung, wie von einer Kamera ein Spielkörper relativ zu einer Torlinien-Ebene erfasst werden kann;
6 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen eines regelkonformen Tors;
7 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer Spielsituation, bei der ein Spielkörper noch nicht vollständig eine Torlinien-Ebene durchquert hat; und
8 ein beispielhaftes Bild auf Grundlage der Bilddaten von einer Kamera der ersten Gruppe A.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für jegliche Sportarten, bei denen ein Spielkörper in Richtung eines gegnerischen Tors, das eine Torlinien-Ebene aufspannt, gespielt wird. Beispiele für solche Sportarten sind insbesondere Fußball, Handball, Eishockey, Rugby, American Football, Feldhockey oder auch Polo. Die nachfolgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf den Bereich des Fußballsports, wobei der Spielkörper entsprechend als Ball bezeichnet ist. Jedoch darf darauf hingewiesen werden, dass mit der Bezugnahme auf das Gebiet des Fußballsports keine Einschränkung für die Erfindung zu sehen ist.
1 zeigt stark vereinfacht ein erfindungsgemäßes Torerkennungssystem 1, mit seinen wesentlichen Komponenten. In 1 ist eine Hälfte eines Spielfeldes für Fußball gezeigt. Das Torerkennungssystem 1 umfasst eine erste Gruppe A einer Mehrzahl von Kameras, die an oder in einem Rahmenwerk eines Tors 3 angeordnet sind. In 1 ist die Mehrzahl von Kameras der ersten Gruppe durch den Pfeil A angedeutet, der auf das Tor 3 gerichtet ist. Mit den Kameras dieser ersten Gruppe A können Bilder von einem Bereich angrenzend an das Tor erzeugt werden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird darauf hingewiesen, dass der genannte Bereich, der an das Tor angrenzt und von den Kameras der ersten Gruppe A erfasst wird, auch den Torraum hinter der Torlinien-Ebene einschließt. Insoweit können mit den Kameras der ersten Gruppe A Bilder von Spielabläufen aufgezeichnet werden, die sich beiderseits der Toninien-Ebene ereignen. Optional können die Kameras der ersten Gruppe A auch eine Torlinien-Ebene überwachen, was nachstehend noch im Detail erläutert wird.
Außerhalb des Spielfeldes ist eine zweite Gruppe B einer Mehrzahl von Kameras B₁–B₇ vorgesehen, die jeweils beabstandet zum Tor angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk des Tors 3 aufgespannte Torlinien-Ebene überwacht werden kann. Das Torerkennungssystem 1 umfasst zumindest eine Rechnereinheit 13, an die die Kameras der ersten Gruppe A und der zweiten Gruppe B angeschlossen sind, zum Beispiel über ein leistungsfähiges Glasfaserkabel oder dergleichen, wie in 1 durch eine punktierte Linie angedeutet. Die Rechnereinheit 13 ist mit einer Anzeigenvorrichtung 14 verbunden, mit der ein Spielstand oder dergleichen angezeigt werden kann. Des Weiteren kann die Rechnereinheit 13 mit einer mobilen Empfangseinheit 15 kommunizieren, bei der es sich beispielsweise um eine Armbanduhr des Schiedsrichters handelt. Die Kommunikation zwischen der Rechnereinheit 13 und der mobilen Empfangseinheit 15 erfolgt vorzugsweise über eine drahtlose Kommunikationsstrecke, die geeignet verschlüsselt ist.
In 1 ist zum Zwecke der Vereinfachung nur eine Hälfte eines Fußball-Spielfeldes gezeigt. Es versteht sich, dass die erste Gruppe A der Mehrzahl von Kameras und die zweite Gruppe B der Mehrzahl von Kameras B₁–B₇ in gleicher Weise bei dem Tor vorgesehen sind, das in 1 nicht gezeigt ist, wobei diese Kameras ebenfalls mit der Rechnereinheit 13 beispielsweise über ein Glasfaserkabel oder dergleichen verbunden sind.
Bezüglich der Kameras B₁–B₇ der zweiten Gruppe B versteht sich, dass diese wie in 1 gezeigt um eine Stirnseite des Spielfeldes herum in einer ausreichenden Höhe zum Stadionboden angebracht sind, so dass vorzugsweise keine Sichtbehinderung bzw. Einschränkung des Strahlengangs dieser Kameras in Richtung des Tors 3 vorliegt. Eine solche Anordnung der Kameras B₁–B₇ kann durch geeignete Stative gewährleistet sein. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Kameras B₁–B₇ am Stadiondach oder dergleichen anzubringen. Es versteht sich, dass die Anzahl von Kameras der zweiten Gruppe B abweichend von der Darstellung in 1 auch größer oder kleiner als sieben sein kann. 2 zeigt ein Tor 3 in einer Perspektivansicht. Das Tor 3 besteht im Einzelnen aus einem Rahmenwerk 2 mit zwei vertikalen Pfosten 2a und einer darauf angebrachten horizontalen Latte 2b. Mit ”E” ist eine Torlinien-Ebene in 2 gestrichelt angedeutet, die durch das Rahmenwerk 2 des Tors 3 aufgespannt wird. Die Torlinien-Ebene E grenzt exakt an einer hinteren Kante einer Torlinie an, die zwischen diesen beiden Pfosten 2a verläuft.
In 2 sind beispielhaft drei Trajektorien bzw. Bahnkurven T₁, T₂, T₃ gezeigt, die mögliche Bewegungen eines Spielkörpers in Form des Balls in Richtung des Tors 3 verdeutlichen. Diese Trajektorien werden nachfolgend noch im Zusammenhang mit der Auswertung der Bilddaten im Detail erläutert.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläutert, in welcher Weise die Mehrzahl von Kameras der ersten Gruppe A an bzw. in dem Rahmenwerk 2 angebracht sein können.
3 zeigt das Tor 3 in einer vereinfachten Perspektivansicht. Die erste Gruppe A umfasst eine Mehrzahl von Kameras A₁–A₇, die jeweils an den Pfosten 2a bzw. an der Latte 2b angebracht sind. Die Kameras A₁–A₇ dienen unter anderem zur Überwachung der Torlinien-Ebene E (vgl. 2), wobei eine Hauptachse des Strahlengangs der Kameras A₁–A₇ – in 3 jeweils durch einen Pfeil dargestellt – jeweils nach innen gerichtet ist. In der Darstellung von 3 sind beispielhaft sieben Kameras A₁–A₇ dargestellt, wobei die Gesamtanzahl dieser Kameras gemäß der ersten Gruppe A auf größer/kleiner sieben sein kann.
Die Detaildarstellungen I und II von 3 symbolisieren die Anbringung einer jeweiligen Kamera A₁–A₇ innerhalb des Rahmenwerks 2, d. h. innerhalb eines Pfostens 2a bzw. innerhalb der Latte 2b. Die Darstellung von 4 entspricht einer Vergrößerung der jeweiligen Detaildarstellungen I, II von 2. Nachfolgend ist die 4 beispielhaft für die Kamera A₇ erläutert, wobei die erläuterte Anbringung in gleicher Weise für die übrigen Kameras A₁–A₆ zutreffen kann.
Bei dem in 4 gezeigten Teil des Rahmenwerks 2 kann es sich um einen Pfosten 2a oder die Latte 2b handeln. Das Rahmenwerk 2 ist in der 4 mit Phantomlinien angedeutet, so dass die innerhalb des Rahmenwerks 2 angeordneten Bauelemente erkennbar sind. Der Kamera A₇ ist ein Spiegelmodul 6 zugeordnet, wobei die Kamera A₇ und das Spiegelmodul 6 zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sind. In dem Rahmenwerk 2 ist eine Öffnung 7 ausgebildet, die in Richtung der Torlinien-Ebene E weist. Das Spiegelmodul 6 umfasst einen Hauptspiegel 8 und einen Zusatzspiegel 9, wobei der Zusatzspiegel 9 zwischen dem Hauptspiegel 8 und einer Linse der Kamera A₇ angeordnet ist. Die Baueinheit, bestehend aus dem Spiegelmodul 6 und der Kamera A₇, ist innerhalb des Rahmenwerks 2 derart positioniert, dass der Hauptspiegel 8 mit der Öffnung 7 ausgerichtet ist. Dies hat zur Folge, dass der Strahlengang der Kamera – in 4 gestrichelt angedeutet – infolge einer geeigneten Reflexion an dem Zusatzspiegel 9 und an dem Hauptspiegel 8 durch die Öffnung 7 austreten kann, so dass mit der Kamera A7 die Torlinien-Ebene E überwacht werden kann. Diese Überwachung wird durch das Erzeugen von Bildaufnahmen der Torlinien-Ebene E gewährleistet, wie nachfolgend noch in Bezug auf die 5 erläutert wird.
Die Positionierung der Baueinheit, bestehend aus der Kamera A₇ und dem Spiegelmodul 6, erfolgt über ein Trägerelement 10, das mittels eines Klemmelements 11 an Längsschienen 2-H, die innerhalb des Rahmenwerks 2 in deren Längsrichtung des Rahmenwerks 2 verlaufen, festgeklemmt wird. Die Kamera A₇ ist über ein Dämpfungselement 12 mit dem Trägerelement 10 verbunden.
Das Dämpfungselement 12 schwächt Erschütterungen des Rahmenwerks 2, wenn z. B. ein Ball dagegen prallt, geeignet ab und verhindert somit eine Beschädigung der Kamera A₇.
Die Zuordnung des Spiegelmoduls 6 zu der Kamera A₇ macht es möglich, dass die Kamera A₇ mit ihrer Längsachse L im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Rahmenwerks 2 ausgerichtet ist. Dies führt zu einer kompakten und raumsparenden Anordnung der Kamera A₇ innerhalb des Rahmenwerks 2. Bei dem in 4 gezeigten Prinzips der Anordnung können auch Kameras vorgesehen sein, die eine größere Erstreckung in ihrer Längsachse L aufweisen. Ein jeweils genaues Ausrichten des Hauptspiegels 8 des Spiegelmoduls 6 mit der in dem Rahmenwerk 2 ausgebildeten Öffnung 7 ist durch das Klemmelement 11 möglich, das geeignet an den Längsschienen 2-H befestigt werden kann.
Alternativ zu der Anbringung der Kameras der ersten Gruppe A, wie oben unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläutert, können diese Kameras A₁ bis A₇ auch derart an dem Rahmenwerk 2 des Tors 3 angebracht sein, dass eine Längsachse der Kameras in Ausrichtung mit dem zugehörigen Strahlengang direkt auf die Torlinien-Ebene E ausgerichtet ist. Hierbei können die Kameras der ersten Gruppe A geeignet entweder an den Pfosten 2a bzw. an der Latte 2b oder innerhalb dieser Rahmenwerk-Elemente angebracht sein, wobei auch ein gezieltes Verschwenken dieser Kameras bezüglich des Rahmenwerks 2 möglich ist, um einen gewünschten Bildbereich für die Kameras einzustellen. Im einfachsten Fall
Die Kameras der ersten Gruppe A bzw. der zweiten Gruppe B können wie oben erläutert aus Hochgeschwindigkeitskameras bestehen, mit denen es möglich ist, pro Sekunde z. B. einige Hundert Bilder, z. B. bis zu 500 Bilder, zu erzeugen. Mit den Kameras können entweder Farbbilder erzeugt werden, oder aber auch Schwarz/Weiß-Bilder bzw. Graustufen-Bilder. Optional ist es auch möglich, dass es sich bei diesen Kameras um 3D-Kameras handelt.
Die Überwachung der Torlinien-Ebene E durch die Kameras der ersten Gruppe A bzw. der zweiten Gruppe B ist prinzipiell vereinfacht in 5 dargestellt. Eine Kamera erstellt ein Bild der Torlinien-Ebene E, während ein Ball 5 aus der Richtung S geschossen wird und folglich die Torlinien-Ebene E überquert. Einer möglichen hohen Geschwindigkeit des Balls 5 wird dadurch Rechnung getragen, dass die Kamera pro Sekunde mehrere Tausend (1000) Bilder erstellen kann, z. B. bis zu 4000 Bilder. Wegen dieser Hochgeschwindigkeitseigenschaft der Kamera ist es möglich, ein Bild für den Zeitpunkt zu erstellen, sobald der Ball 5 die Torlinien-Ebene E vollständig durchquert hat. In 5 ist eine Bildaufnahme für genau diesen Zeitpunkt veranschaulicht. Nach den üblichen Spielregeln ist ein Tor dann zu werten, wenn der Ball 5 die Torlinien-Ebene E vollständig durchquert hat. Somit kann mittels einer Auswertung der Bilddaten der Kameras 1 zuverlässig erkannt werden, ob ein Tor gefallen ist.
Die Darstellung von 5 verdeutlicht beispielhaft eine Spielsituation, bei der der Ball 5 einen hinreichenden Abstand zur Torlinien-Ebene E aufweist. Somit ist bereits durch die Kameras B₁–B₇ der zweiten Gruppe B eine zuverlässige Bildauswertung dahingehend möglich, dass der Ball 5 tatsächlich die Torlinien-Ebene E vollständig überquert hat und ein Tor gefallen ist. Dies wird anhand des Flussdiagramms von 6 nochmals im Detail erläutert.
Bezüglich der Kameras mit der ersten Gruppe A und der zweiten Gruppe B, mit denen die Torlinien-Ebene E überwacht wird, wird darauf hingewiesen, dass eine Parallaxenkorrektur vorgesehen sein kann. Mit dieser Parallaxenkorrektur ist es möglich, den Aufnahmebereich der Kameras exakt auf einen hinteren Rand der Torlinien-Ebene E auszurichten. Die Korrektur der Parallaxe kann z. B. durch einen Schwenkspiegel erzielt werden, der in einem optischen System einer jeweiligen Kamera vorgesehen ist.
Die Erfindung funktioniert nun in einer beispielhaften Ausführungsform wie folgt, wobei bei der nachstehenden Erläuterung auf das Flussdiagramm von 6 Bezug genommen wird und in Klammern jeweils die Schritte S_i referenziert werden, die in 6 gezeigt sind:
Die Kameras B₁–B₇ der zweiten Gruppe B überwachen die Torlinien-Ebene E, in dem pro Sekunde von jeder Kamera eine Vielzahl von Bildaufnahmen der Torlinien-Ebene E erstellt wird und diese Bildaufnahmen an die Rechnereinheit 13 gesendet werden (S₁). Wie oben bereits erläutert, ist es auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B ebenfalls möglich, eine räumliche Position oder eine Trajektorie des Balls 5 relativ zum Tor 3 zu bestimmen. Die momentane Position bzw. Bewegung des Balls 5 wird von der Rechnereinheit 13 mit im Voraus festgelegten Referenzwerten verglichen, wobei zum Beispiel der Rand des 16 Meter-Raums als vorbestimmte Entfernung zum Tor festgelegt sein kann. Sobald nun der Ball 5 eine solche vordefinierte Entfernung zum Tor unterschreitet, d. h. in dem genannten Beispiel in den 16 Meter-Raum gespielt wird, wird dies von der Rechnereinheit als eine vorbestimmte Position des Balls 5 erkannt (S₂). Auf Grundlage dessen ist es möglich, die Kameras A₁–A₇ der ersten Gruppe A durch die Rechnereinheit 13 anzusteuern (S₃), so dass die Kameras der ersten Gruppe A geeignete TV-Bilder von dem Bereich angrenzend an das Tor 3 erzeugen. In dem Flussdiagramm von 6 ist dies durch die Buchstaben ”TV” angedeutet, als Abzweig des Schrittes S₃. Eine solche gezielte Ansteuerung der Kameras der ersten Gruppe A erfolgt also bei torgefährlichen Situationen des Spielverlaufs, auch als ”Tor-Event” bezeichnet, der von den Kameras der zweiten Gruppe B erkannt wird.
Auf Grundlage der Bilddaten, die bei der Überwachung der Torlinien-Ebene E von den Kameras B₁–B₇ der zweiten Gruppe B an die Rechnereinheit 13 gesendet werden, wird nun von der Rechnereinheit 13 eine Auswertung dieser Bilddaten vorgenommen (S₄), um dadurch zu prüfen, ob der Ball 5 die Torlinien-Ebene E vollständig durchquert hat.
Im Zusammenhang mit der bzw. im Anschluss an die Bildauswertung gemäß Schritt S₄ wird von der Rechnereinheit 13 in Schritt S₅ eine Abfrage durchgeführt, bei der ein Über- oder Unterschreiten einer vorbestimmten Fehlertoleranz bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B durchgeführt wird. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann diese Fehlertoleranz als Abstand verstanden werden, den der Ball 5 nach dem Überqueren der Torlinien-Ebene E von einem hinteren Rand dieser Torlinien-Ebene E aufweist. Bezüglich des in 5 gezeigten Beispiels ist zu verstehen, dass der Ball 5 einen deutlichen Abstand zu dem hinteren Rand der Torlinien-Ebene E aufweist. Ein solcher Abstand kann von den Kameras der zweiten Gruppe B zuverlässig erkannt werden. Diese Abstandserkennung des Balls 5 bezüglich des hinteren Randes der Torlinien-Ebene beruht zum Beispiel darauf, dass zwischen einer Randkontur, die dem Ball 5 zuordenbar ist, und einer Randkontur, die dem hinteren Rand der Torlinien-Ebene zuordenbar ist, eine bestimmte Anzahl von Pixeln nicht belegt sind bzw. ”frei” bleiben. Somit wird bei der Abfrage, die die Rechnereinheit 13 bei Schritt S₅ durchführt, erkannt, dass die Fehlertoleranz einen vorbestimmten Wert unterschreitet (weil der Ball 5 weit genug hinter dem hinteren Rand der Torlinien-Ebene E entfernt ist). Entsprechend erzeugt die Rechnereinheit 13 anschließend ein Torentscheidungssignal (”TES”) in Schritt S₆
Es können Spielsituationen auftreten, in denen der Ball 5 zwar die Torlinien-Ebene überquert hat, jedoch auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B nicht zuverlässig bestimmt werden kann, ob der Ball 5 tatsächlich vollständig die Torlinien-Ebene E durchquert hat. Eine solche Spielsituation ist beispielhaft in der Darstellung von 7 gezeigt. Bei der Bildauswertung der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B kann sich diese Unsicherheit dadurch ausdrücken, dass ein Pixel, der dem Ball 5 zuzuordnen ist, kongruent mit einem Pixel zusammenfällt, der im hinteren Rand der Torlinien-Ebene E zuzuordnen ist. Dies würde nach den geltenden Fußballregeln bedeuten, dass noch kein regelkonformes Tor gefallen ist. Falls bei der Abfrage gemäß Schritt S₅ eine solche Situation auftreten sollte, die nicht hinreichend genau auf Grundlage der Bilddaten der zweiten Gruppe B bestimmbar ist, so berücksichtigt die Rechnereinheit 13 alternativ die Bilddaten der Kameras A₁–A₇ der ersten Gruppe A (S₇). Diesbezüglich darf darauf verwiesen werden, dass Kameras der ersten Gruppe A infolge ihres geringeren Abstandes zur Torlinien-Ebene E entsprechend Pixelbilder mit einer größeren Auflösung erstellen können, mit denen eine Bildauswertung mit größerer Genauigkeit möglich ist. Dieses ”Umschalten”, d. h. die alternative Berücksichtigung der Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe A, ist im Diagramm von 6 durch den Schritt S₇ kenntlich gemacht.
Auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe A führt die Rechnereinheit 13 anschließend diese eine Abfrage durch (S₈), bei der im Wege einer Auswertung der Bilddaten bestimmt wird, ob der Ball 5 sich vollständig hinter dem hinteren Rand der Torlinien-Ebene E befindet. Falls dies der Fall ist, wird durch die Rechnereinheit in Schritt S₉ ein TES erzeugt, andernfalls wird in Schritt S₁₀ ein Nicht-Torentscheidungssignal erzeugt.
In dem Flussdiagramm von 6 ist zwischen dem Schritt S₂ und dem Schritt S₇ der Pfeil ”V” angedeutet. Dies bedeutet, dass der Betrieb der Kameras der ersten Gruppe A in Abhängigkeit der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B gesteuert werden kann, nämlich konkret in Abhängigkeit davon, ob für den Spielkörper eine vorbestimmte Position oder Bewegung relativ zum Tor erkannt wird. Diese Beeinflussung des Betriebs von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe A wird durch einen vorbestimmten Modus definiert, indem eine solche ausgewählte Kamera der ersten Gruppe A betrieben werden kann. Nachstehend ist dies unter Bezugnahme auf 8 an einer beispielhaften Spielsituation erläutert.
8 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Spielsituation, die von der Kamera A₇ (vgl. 3: am rechten Pfosten 2a angebracht) aufgezeichnet wird. Der in 8 gezeigte Ball ist aus Richtung des Spielfeldes in das Tor geschossen worden, nämlich beispielsweise auf der Trajektorie T₃ gemäß 2. Somit befindet sich der Ball 5 ausgehend von der perspektivischen Ansicht von 2 im „linken oberen Eck” des Tors 3. Zurückkommend auf die Darstellung von 8, bedeutet dies, dass allein eine Auswertung der Pixeldaten im rechten oberen Bildbereich für die Beurteilung relevant ist, ob der Ball 5 tatsächlich die Torlinien-Ebene E durchquert hat. Entsprechend ist es für diese Beurteilung ausreichend, wenn in der Aufnahme der Kamera A₇ die Pixeldaten in dem genannten rechten oberen Bereich für die Bildauswertung herangezogen werden, wobei dieser Bereich als ”ROI” (= region of interest) bezeichnet wird und in 8 durch eine strichpunktierte Linie eingegrenzt angedeutet ist. Zur Optimierung der Rechenoperation bzw. Datenverarbeitung der Rechnereinheit 13 können die übrigen Bildbereiche dieser Aufnahme der Kamera A₇, die nicht in dem ROI liegen, für die Bildauswertung weggelassen werden.
Am Beispiel der Spielsituation gemäß 8, bei der sich der Ball 5 wie erläutert im „linken oberen Eck” des Tors 3 befindet, wird deutlich, dass andere Kameras der ersten Gruppe A, zum Beispiel die Kameras A₁ oder A₅ (vgl. 3), deren Strahlengang nicht in den Bereich des linken oberen Ecks des Tors 3 ausgerichtet sind, zur Beantwortung der Frage, ob tatsächlich ein Tor gefallen ist, wenige Informationen bzw. gar keine Informationen beitragen. Entsprechend kann ein vorbestimmter Betrieb der Kameras der ersten Gruppe A dahingehend weitergebildet sein, dass ausgewählte Kameras dieser ersten Gruppe A – im vorliegenden Beispiel die Kameras A₁ und A₅ – bei der Bildauswertung von der Rechnereinheit nicht berücksichtigt werden. Auch hierdurch wird die Datenverarbeitung in der Rechnereinheit 13 optimiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20011144 U1 [0003]
DE 20304144 U1 [0004]
EP 2085123 A1 [0004]
WO 01/41884 A1 [0005]
EP 1596945 B1 [0006]

Claims

Torerkennungssystem (1), umfassend eine erste Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras (A₁–A₇), die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk (2) eines Tors (3) angeordnet sind und Bilder von einem Bereich angrenzend an das Tor erzeugen, eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (B₁–B₇), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb eines Spielfeldes angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk (2) des Tors (3) aufgespannte Torlinien-Ebene (E) überwachbar ist, zumindest eine Rechnereinheit (13), mit der die Kameras der ersten Gruppe (A) und zweiten Gruppe (B) signaltechnisch verbunden und ansteuerbar sind, wobei zumindest die Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) von der Rechnereinheit (13) auswertbar sind und von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage dieser Bilddaten ein Torentscheidungssignal (TES) erzeugbar ist, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat und bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz unterschritten wird, wobei der Betrieb von zumindest einer Kamera (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) steuerbar ist.
Torerkennungssystem (1) nach Anspruch 1, bei dem mit den Kameras (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) die Torlinien-Ebene (E) überwachbar ist und die Bilddaten der Kameras (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) von der Rechnereinheit (13) auswertbar sind, wobei ein Torentscheidungssignal (TES) von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage der Bilddaten von zumindest einer Kamera (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) erzeugbar ist, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat und bei der Auswertung der Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz überschritten wird.
Torerkennungssystem (1), umfassend eine erste Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras (A₁–A₇), die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk (2) eines Tors (3) angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk (2) des Tors (3) aufgespannte Torlinien-Ebene (E) überwachbar ist, eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (B₁–B₇), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb eines Spielfeldes angeordnet sind und mit ihrem Strahlengang in Richtung des Tors (3) ausgerichtet sind, zumindest eine Rechnereinheit (13), mit der die Kameras der ersten Gruppe (A) und zweiten Gruppe (B) ansteuerbar und die Bilddaten dieser Kameras auswertbar sind, wobei der Betrieb von zumindest einer Kamera (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) steuerbar ist, wobei die Bilddaten der Kameras (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) von der Rechnereinheit (13) auswertbar sind und von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage dieser Bilddaten ein Torentscheidungssignal (TES) erzeugbar ist, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe (B) eine räumliche Position oder eine Trajektorie des Spielkörpers relativ zum Tor bestimmbar ist.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor die Rechnereinheit zumindest eine Kamera der ersten Gruppe (A) ansteuert, um Bilder in dem Bereich angrenzend an das Tor zu erzeugen.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor zumindest eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A) in einem vorbestimmten Modus betreibbar ist, um die Überwachung der Torlinien-Ebene (E) zu optimieren.
Torerkennungssystem (1) nach Anspruch 6, bei dem der vorbestimmte Modus für die ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A), falls der Spielkörper sich angrenzend an den Strahlengang zu dieser Kamera befindet oder sich in Richtung von deren Strahlengang bewegt, darin besteht, dass die Bildauswertung dieser ausgewählten Kamera auf ein bestimmten Bereich des Pixelfelds dieser Kamera (ROI = region of interest) beschränkt wird.
Torerkennungssystem (1) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der vorbestimmte Modus für die ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A), falls der Spielkörper sich nicht angrenzend an den Strahlengang oder im Strahlengang dieser ausgewählten Kamera befindet oder sich nicht in Richtung von deren Strahlengang bewegt, darin besteht, dass die Bilder dieser ausgewählten Kamera für die Bildauswertung durch die Rechnereinheit nicht berücksichtigt werden.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem zumindest eine Kamera aus der ersten Gruppe (A) und/oder der zweiten Gruppe (B) dazu geeignet ist, Wärmebilder zu erzeugen, so dass eine Temperatur eines Objektes, das sich in dem Strahlengang der Kameras befindet, bei der Auswertung der gesamten Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe (A) oder der zweiten Gruppe (B) berücksichtigt wird.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Torentscheidungssignal über eine Übertragungsstrecke an eine insbesondere mobile Empfangseinheit übertragbar und darauf anzeigbar ist.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Bilddaten eines von einer Kamera der ersten oder zweiten Gruppe (A, B) erzeugten Bildes, das zu einem Zeitpunkt aufgenommen ist, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat, über eine Übertragungsstrecke an eine insbesondere mobile Empfangseinheit übertragbar und darauf anzeigbar sind.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem dem der ersten Gruppe von Kameras (A) und der zweiten Gruppe von Kameras jeweils eine eigene Rechnereinheit zugewiesen ist, wobei diese beiden Rechnereinheiten signaltechnisch miteinander verbunden sind.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem pro Kamera der ersten bzw. zweiten Gruppe (A, B) jeweils eine Rechnereinheit vorgesehen ist, wobei diese Rechnereinheiten an eine zentrale Rechnereinheit angeschlossen sind, mittels der insbesondere die Erzeugung des Torentscheidungssignals gesteuert wird.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem zumindest eine Kamera der ersten Gruppe (A) mit ihrer Längsachse (LK) im Wesentlichen parallel zur Längsachse eines Pfostens (LP) oder einer Längsachse der Latte (LL) des Rahmenwerks angeordnet ist.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem zumindest einer Kamera der ersten Gruppe (A) ein Spiegelmodul zugeordnet ist, das den Strahlengang dieser Kamera entlang der Torlinien-Ebene (E) ausrichtet, vorzugsweise, dass das Spiegelmodul zusammen mit einer Kamera der ersten Gruppe (A) eine bauliche Einheit bildet, die vollständig innerhalb eines Teils des Rahmenwerks anbringbar ist, wobei das Rahmenwerk eine Öffnung für den Strahlengang einer Kamera der ersten Gruppe (A) aufweist.
Torerkennungssystem (1) nach Anspruch 15, bei dem das Spiegelmodul einen Hauptspiegel aufweist, der den Strahlengang einer ihm zugeordneten Kamera entlang der Torlinien-Ebene (E), vorzugsweise, dass zwischen dem Hauptspiegel und der dem Spiegelmodul zugeordneten Kamera zumindest ein Zusatzspiegel vorgesehen ist, der den Strahlengang der Kamera in den Hauptspiegel richtet.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem zumindest eine Kamera der ersten Gruppe (A) mittels eines Dämpfungselements an dem Rahmenwerk befestigt sind, so dass Erschütterungen des Rahmenwerks lediglich abgeschwächt oder gar nicht auf die Kamera übertragen werden.
Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors, bei dem eine erste Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras (A₁–A₇) Bilder von einem Bereich angrenzend an ein Rahmenwerk (2) eines Tors (3) erzeugt und eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (B₁–B₇), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb des Spielfeldes angeordnet sind, eine durch das Rahmenwerk (2) des Tors (3) aufgespannte Torlinien-Ebene (E) überwachen, wobei zumindest eine Rechnereinheit (13) die Kameras der ersten und zweiten Gruppe (A, B) ansteuert und zumindest die Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) auswertet, wobei die Rechnereinheit (13) auf Grundlage der Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) ein Torentscheidungssignal (TES) erzeugt, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat und bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz unterschritten wird, wobei der Betrieb von zumindest einer Kamera (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem mit den Kameras (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) die Torlinien-Ebene (E) überwacht wird und die Bilddaten der Kameras (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) von der Rechnereinheit (13) ausgewertet werden, wobei ein Torentscheidungssignal (TES) von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage der Bilddaten von zumindest einer Kamera (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) erzeugt wird, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat und bei der Auswertung der Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz überschritten wird.
Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors, bei dem eine durch ein Rahmenwerk (2) eines Tors (3) aufgespannte Torlinien-Ebene (E) von einer ersten Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras (A₁–A₇), die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk (2) eines Tors (3) angeordnet sind, überwacht wird und eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (B₁–B₇), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb des Spielfelds angeordnet und mit ihrem Strahlengang in Richtung des Tors (3) ausgerichtet sind, vorgesehen ist, wobei eine Rechnereinheit (13) die Kameras der ersten und zweiten Gruppe (A, B) ansteuert und die Bilddaten dieser Kameras auswertet, wobei die Rechnereinheit (13) auf Grundlage der Bilddaten der Kameras (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) ein Torentscheidungssignal () erzeugt, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat, wobei der Betrieb von zumindest einer Kamera (A₁–A₇) der ersten Gruppe (A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (B₁–B₇) der zweiten Gruppe (B) gesteuert wird,
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe (B) eine räumliche Position oder eine Trajektorie des Spielkörpers relativ zum Tor bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei dem in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor die Rechnereinheit zumindest eine Kamera der ersten Gruppe (A) ansteuert, um Bilder in dem Bereich angrenzend an das Tor zu erzeugen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor zumindest eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A) relativ zum Tor in einem vorbestimmten Modus betrieben wird, um die Überwachung der Torlinien-Ebene (E) zu optimieren.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der vorbestimmte Modus für die ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A), falls der Spielkörper sich angrenzend an den Strahlengang zu dieser Kamera befindet oder sich in Richtung von deren Strahlengang bewegt, darin besteht, dass die Bildauswertung dieser ausgewählten Kamera auf ein bestimmten Bereich des Pixelfelds dieser Kamera (ROI = region of interest) beschränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei dem der vorbestimmte Modus für die ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A), falls der Spielkörper sich nicht angrenzend an den Strahlengang oder im Strahlengang dieser ausgewählten Kamera befindet oder sich nicht in Richtung von deren Strahlengang bewegt, darin besteht, dass die Bilder dieser ausgewählten Kamera für die Bildauswertung durch die Rechnereinheit nicht berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, bei dem das Torentscheidungssignal und/oder die Bilddaten eines von einer Kamera der ersten oder zweiten Gruppe (A, B) erzeugten Bildes, das zu einem Zeitpunkt aufgenommen ist, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat, über eine Übertragungsstrecke an eine insbesondere mobile Empfangseinheit übertragen und vorzugsweise darauf angezeigt werden.