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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von Zeiten nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein System zur Messung von Zeiten nach dem Oberbegriff von Anspruch 13.
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Solche Verfahren und Systeme werden insbesondere im Amateur- und Leistungssportbereich, und da vor allem in der Leichtathletik eingesetzt.
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Grundsätzlich sind sie allerdings auch in anderen Bereich einsetzbar, beispielsweise in anderen Sportarten, wie Schwimmen, Motorsport, Reiten etc.
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In all diesen Bereichen Verfahren sollen Zeiten gemessen werden, die Objekte benötigen, um eine bestimmte Strecke zurückzulegen.
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Derzeit werden solche Zeitmessungen mit Lichtschranken-Systemen, Highspeed-Kamerasystemen oder Transponder-/RFID-Systemen durchgeführt. Dabei existieren sowohl kabelgebundene als auch drahtlose Zeitmess-Systeme.
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Nachteilig an diesen bekannten Lösungen ist es, dass es sich um zertifizierte High-End-Lösungen handelt, die in der Anschaffung sehr teuer sind. Diese erforderlichen Mittel für die Anschaffung solcher Systeme können insbesondere von Sportvereinen oder Schulen zumeist nicht aufgebracht werden, obwohl gerade dort ein hoher Bedarf an einer genauen Zeitmessung besteht.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Zeitmessung zu ermöglichen, die auf einfacher und vor allem kostengünstig erhältlicher Technik beruht und denn eine ausreichend hohe Genauigkeit der Zeitmessung ermöglicht. Insbesondere soll der Einrichtungsaufwand für die Zeitmessung gering sein. Vorzugsweise soll die Zeitmessung mit einer Genauigkeit von weniger als 0,01 s, bevorzugt von weniger als 0,005 s möglich sein.
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Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 und dem erfindungsgemäßen System nach Anspruch 13 gelöst. Außerdem wird ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
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Der Erfinder hat festgestellt, dass die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in überraschender Weise dadurch gelöst werden kann, dass zwei miteinander gekoppelte mobile Computereinrichtungen verwendet werden, wobei eine mobile Computereinrichtung das Ende der Strecke überwacht und die andere mobile Computereinrichtung einen anderen Bereich überwacht. Bei dem anderen Bereich kann es sich um einen Streckenbereich, beispielsweise um den Beginn der Strecke oder um einen Startsignalgeber handeln, so dass nicht zwingend ein Streckenbereich selbst überwacht werden müsste.
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Solche mobilen Computereinrichtungen sind sehr kostengünstig erhältlich und können mit geeigneten Programmen oder Applikationen versehen sein, um die Zeitmessung zu erleichtern.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung von Zeiten, die Objekte benötigen, um eine bestimmte Strecke zurückzulegen, zeichnet sich also dadurch aus, dass zumindest zwei mit einander gekoppelte mobile Computervorrichtungen verwendet werden, die jeweils Bildaufnahmemittel und Kommunikationsmittel aufweisen, wobei eine erste mobile Computereinrichtung ein Ende der Strecke überwacht und die zweite mobile Computereinrichtung einen anderen Bereich überwacht.
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Solche „Objekte“ können nicht nur Menschen, beispielsweise Läufer, sondern auch Tiere oder nichtlebende Gegenstände sein.
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Als „Strecken“ sind jegliche Entfernungen vorsehbar. Insbesondere kann es sich um Laufstrecken handeln. Es kann sich aber auch um Schwimmstrecken, Fahrstrecken oder Flugstrecken handeln.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass als mobile Computereinrichtungen Smartphones, Tabletts oder dgl. verwendet werden. Diese Geräte sind für jedermann leicht verfügbar und kostengünstig.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Bildaufnahmemittel zumindest eine Kamera mit einer Auflösung von zumindest 720p und einer Bildwiederholfrequenz von zumindest 30 fps, bevorzugt von zumindest 1080p und 60 fps aufweisen und/oder dass die Kommunikationsmittel für WLAN ausgebildet sind. Mit einer solchen Auflösung und Bildwiederholfrequenz lassen sich ausreichende Messgenauigkeiten erzielen, wobei diese bei den bevorzugten Parametern 0,005 s betragen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass mobilen Computereinrichtungen Bildwiedergabemittel, bevorzugt in der Form von Bildschirmen aufweisen. Dann kann die Einrichtung und Auswertung der Messung direkt an der Strecke erfolgen. Alternativ kann auch eine Übertragung der Bildaufnahmen an eine weitere Computereinrichtung erfolgen, um darüber die Einrichtung und/oder Auswertung, beispielsweise zentral zu koordinieren und vorzunehmen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsmittel für drahtlose Kommunikation eingerichtet sind. Dann können im Verlauf der Strecke ggf. störende Verkabelungen vermieden werden. Wenn zusätzlich zumindest ein Kommunikationsvermittler vorgesehen ist zur Vermittlung der Kopplung der Kommunikationsmittel, wobei der Kommunikationsvermittler insbesondere als Wireless Access Point oder WLAN Hotspot ausgebildet ist, dann lassen sich auch für relativ große Strecken Zeitmessungen vornehmen ohne die Energie der einzelnen mobilen Computereinrichtung zu stark zu belasten.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Strecke Markierungen aufweist, bevorzugt als Leichtathletik-Laufbahn mit zumindest einer Start- und einer Ziellinie, die quer zur Laufrichtung verläuft, ausgebildet ist, wobei die Laufbahn insbesondere gemäß DIN 18035 ausgebildet ist. Dann lässt sich die Messung aufgrund der vorhandenen Markierungen besonders leicht einrichten und durchführen. Es sind natürlich auch andere normierte Strecken als Leichtathletik-Laufbahnen mit entsprechenden Markierungen verwendbar, wie beispielsweise, Schwimmbahnen, Motorrennbahnen, Pferderennbahnen, Hunderennbahnen und dgl. andere markierte Strecken.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest eine mobile Computereinrichtung auf einem Stativ montiert wird. Dann wird eine besonders hohe Reproduzierbarkeit der Messung erreicht. Außerdem wird durch die Erhöhung des Standorts der mobilen Computereinrichtung eine bessere Unterscheidbarkeit gegenüber unterschiedlichen, insbesondere in verschiedenen Bahnen sich bewegenden Objekten erreicht.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest für eine mobile Computereinrichtung eine Hauptachse der Bildaufnahmeeinrichtung parallel zur Strecke oder parallel zur Start- oder Ziellinie der Strecke ausgerichtet wird. Dann wird die Messgenauigkeit weiter erhöht, wobei dies vor allem für auf der Strecke neben einander sich bewegende Objekte von Vorteil ist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen den mobilen Computereinrichtungen Zeitsynchronität hergestellt wird. Dadurch wird die Messgenauigkeit bedeutend verbessert.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest eine mobile Computereinrichtung eingerichtet wird, eine Zeitermittlung dann vorzunehmen, wenn ein akustisches und/oder optisches Signal erfolgt, wobei diese mobile Computereinrichtung bevorzugt eingerichtet wird, eine Korrektur dieser Zeitermittlung in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen Signalgeber und dieser mobilen Computereinrichtung vorzunehmen, wobei für die Korrektur insbesondere die Umgebungstemperatur berücksichtigt wird. Diese Zeitermittlung kann beispielsweise in Form eines Zeitstempels festgehalten werden, der dann an die andere mobile Computereinrichtung zur Zeitmessung übertragen wird.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest für eine mobile Computereinrichtung dem aufgenommenen Bild der Bildaufnahmemittel ein oder mehrere Referenzpunkte und/oder Referenzlinien zur Ausrichtung der mobilen Computereinrichtung gegenüber der Strecke überlagert werden. Dann lässt sich die Zeitmessung für eine bestimmte Strecke besonders einfach und schnell auch durch Laien einrichten.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest ein Referenzpunkt verstellbar ist, um daraus ein oder mehrere tatsächliche Dimensionen in dem aufgenommenen Bild zu ermitteln. Dann kann eine weitgehend freie Position der mobilen Computereinrichtung gewählt werden, solange diese die gesamte Breite (quer zur Längserstreckung der Strecke) der Strecke überblickt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest für die Bildaufnahme einer mobilen Computereinrichtung eine Bildauswertung dahingehend vorgenommen wird, ob ein optisches Signal gegeben wurde und/oder welche Position ein Objekt gegenüber der Strecke aufweist. Dann kann die Zeitmessung weitgehend automatisiert vorgenommen werden. Vorzugsweise wird zumindest für eine mobile Computereinrichtung eine Vollbildauswertung vorgenommen, wodurch die Messgenauigkeit deutlich erhöht werden kann.
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Selbständiger Schutz wird beansprucht für das erfindungsgemäße System zur Messung von Zeiten, die Objekte benötigen, um eine bestimmte Strecke zurückzulegen, das gekennzeichnet ist durch zumindest zwei mit einander gekoppelte mobile Computervorrichtungen, die jeweils Bildaufnahmemittel und Kommunikationsmittel aufweisen, wobei eine erste mobile Computereinrichtung ein Ende der Strecke überwacht und die zweite mobile Computereinrichtung einen anderen Bereich überwacht, wobei das System bevorzugt ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.
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Weiterhin kann die Erfindung in Gestalt eines Computerprogrammprodukts verwirklicht werden, das von einem computernutzbaren oder computerlesbaren Medium zugänglich ist und einen Programmcode für die Benutzung durch oder für die Benutzung in Verbindung mit einem Computer oder jeden Befehlsausführungssystem bereitgestellt ist. Daher wird auch selbständiger Schutz beansprucht für ein Computerprogrammprodukt, das auf einem für einen Computer lesbaren Medium gespeichert ist und für den Computer lesbare Programmmittel umfasst, die den Computer veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, wenn die Programmmittel auf dem Computer ausgeführt werden.
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Für die Zwecke dieser Beschreibung können computernutzbare oder computerlesbare Medien alle Einrichtungen oder Vorrichtungen sein, die das Programm für die Benutzung durch oder die Benutzung in Verbindung mit dem Befehlsausführungssystem, der Vorrichtung oder der Einrichtung enthalten, speichern, kommunizieren, verbreiten oder transportieren. Dabei können auch mobile Kommunikationsmittel, beispielsweise Mobiltelefone, Tabletcomputer und dgl. eingesetzt werden.
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Das Medium kann ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem (oder Vorrichtung oder Einrichtung) sein oder ein Ausbreitungsmedium. Beispiele eines computerlesbaren Mediums umfassen einen Halbleiter- oder Feststoffspeicher, Magnetband, eine entfernbare Computerdiskette, einen Random Access Memory (RAM), einen Read-only Memory (ROM), eine feste magnetische Disk und eine optische Disk. Gegenwärtige Beispiele von optischen Disks umfassen Compactdisk-Read-only Memory (CD-ROM), Compactdisk-Read/Write (CD-R/W) und DVD.
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Ein Datenverarbeitungssystem, das geeignet ist, den Programmcode zu speichern und/oder auszuführen, umfasst wenigstens einen Prozessor, der direkt oder indirekt mit zumindest einem Speicherelement durch einen Systembus verbunden ist. Das Speicherelement kann lokalen Speicher umfassen, der während der aktuellen Ausführung des Programmcodes tätig wird, Massenspeicher und Pufferspeicher, der eine temporäre Speicherung von wenigstens einigen Programmcodes bereitstellt, um die Anzahl an Abrufen des Codes vom Massenspeicher während der Ausführung zu reduzieren.
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Eingabe/Ausgabe- oder I/O-Einrichtungen, die Tastaturen, Displays, Zeigeeinrichtungen etc. umfassen können, jedoch nicht darauf limitiert sind, können mit dem System entweder direkt oder durch zwischen geschaltete I/O-Controller an das System angekoppelt sein.
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Netzwerkadapter können ebenfalls mit dem System verbunden sein, um zu ermöglichen, dass das Daten verarbeitende System mit anderen Datenverarbeitungssystemen oder entfernten Druckern oder Speichereinrichtungen durch zwischengeschaltete private oder öffentliche Netzwerke angekoppelt wird. Modems, Kabelmodems oder Ethernet-Karten sind in diesem Zusammenhang nur einige Beispiele der gegenwärtig verfügbaren Typen von Netzwerkadaptern.
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Unabhängiger Schutz wird beansprucht für eine Lösung mit nur einer mobilen Computereinrichtung, die auf den Zielbereich ausgerichtet ist. Diese müsste dann zugleich auch das Startsignal erfassen, was beispielsweise durch eine akustische Wahrnehmung, insbesondere mittels einer Startpistole im Start-, Zwischen- oder Zielbereich, und/oder eine optische Wahrnehmung, insbesondere mittels einer Startpistole oder einer Signalflagge im Zielbereich erfolgen kann.
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In Fall der akustischen Wahrnehmung sollte eine Schall-Laufzeitkompensation in Abhängigkeit von der Länge der Strecke erfolgen.
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Diese Lösung mit nur einer mobilen Computereinrichtung kann allerdings eine geringere Messgenauigkeit dadurch bewirken, dass im Fall der akustischen Wahrnehmung eine Schallverwehung durch Wind erfolgt oder dass im Fall der optischen Wahrnehmung eine Platzierung des Signalgebers im Zielbereich erfolgen muss, die Objekte somit das Signal in Abhängigkeit von der Länge der Strecke nur undeutlich wahrnehmen können.
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Diese Lösung stellt somit eher eine Notlösung dar, die allerdings auch sehr kostengünstig und einrichtungsarm ist, weshalb sie nicht grundsätzlich verworfen werden soll.
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Im Rahmen dieser Lösung können dann die für die Lösung mit zwei mobilen Computereinrichtungen angegebenen Merkmale vereinigt auf eine mobile Computereinrichtung ebenfalls Verwendung finden.
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Die allgemeine erfinderische Idee besteht somit darin, die Zeitmessung entlang Strecken nicht mit dafür spezialisierten Einrichtungen, zumal High-End-Zeitnahmesystemen durchzuführen, sondern mit zumindest einer mobilen Computereinrichtung, die als Consumer-Produkt sehr kostengünstig zur Verfügung steht.
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Die Kennzeichen und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigen rein schematisch:
- 1 das erfindungsgemäße System mit zwei mobilen Computereinrichtungen zur Zeitmessung an einer Strecke und
- 2 die Bildaufnahme während der Einrichtung einer das Ziel der Strecke überwachenden mobilen Computereinrichtung nach 1.
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In 1 ist der reinschematische Aufbau des erfindungsgemäßen Systems 10 zur Zeitmessung an einer Strecke 12 gezeigt. Bei der Strecke handelte es sich um eine Leichtathletik-Laufbahn, die nach der Norm ISO 18035 ausgebildet ist.
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Es ist zu erkennen, dass das System 10 zwei mobile Computereinrichtungen 14, 16 aufweist. Auf diesen mobilen Computereinrichtungen 14, 16 ist jeweils eine Applikation (nicht gezeigt) für die Zeitmessung eingerichtet.
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Die mobilen Computereinrichtungen 14, 16 sind gegenüber der Strecke mittels entsprechender Stative 18, 20 ortsfest angeordnet. Genauer gesagt sind die mobilen Computereinrichtungen, die als übliche Smartphones 14, 16 (derzeit beispielsweise Samsung Galaxy S6 oder S7 oder iPhone 6s Plus) ausgebildet sind, so gegenüber der Strecke ausgerichtet, dass die rechteckigen Sichtfelder 22, 24 der jeweiligen Bildaufnahmemittel (Kameras der Smartphones 14, 16, nicht gezeigt) mit einer Hauptachse 26, 28 parallel zur Längserstreckung L der Strecke 12 und eine andere Hauptachse 30, 32 senkrecht zur Längserstreckung L, also parallel zur Breite B der Strecke 12 ausgerichtet sind. Dabei sind die erste mobile Computereinrichtung 16 auf den Zielbereich 36 der Strecke 12 und die zweite mobile Computereinrichtung 14 auf den Startbereich 34 jeweils so ausgerichtet, dass die jeweiligen Sichtfelder 22, 24 etwa mittig die Startlinie 38 bzw. die Ziellinie 40 erfassen.
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Die beiden mobilen Computereinrichtungen 14, 16 weisen jeweils Bildanzeigemittel 42, 44 in der Form von Bildschirmen auf. Außerdem besitzen sie Kommunikationsmittel (nicht gezeigt) zur mobilen Kommunikation mittels WLAN 46, 48, über die beide mobile Computereinrichtungen 14, 16 mit einander gekoppelt sind. Dabei fungiert die erste auf den Startbereich 34 ausgerichtete mobile Computereinrichtung 14 als WLAN-Hotspot.
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Alternativ kann auch zur Schonung der Energie der mobilen Computereinrichtungen 14, 16 zumindest ein Wireless Access Point oder ein WLAN Hotspot (jeweils nicht gezeigt) zwischen den mobilen Computereinrichtungen 14, 16 im Verlauf der Strecke 12 zwischengeschaltet sein, mit sich die beiden mobilen Computereinrichtungen 14, 16 verbinden.
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Außerdem könnten ein oder mehrere weitere mobile Computereinrichtungen (nicht gezeigt) im Verlauf der Strecke 12 zwischen der ersten 16 und der zweiten mobilen Computereinrichtung 14 angeordnet sind, um Zwischenzeiten beispielsweise für die halbe Streckenlänge messen zu können.
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Die Einrichtung und Kalibrierung der ersten mobilen Computereinrichtung 16, die auf den Zielbereich 36 ausgerichtet ist, erfolgt nun entsprechend 2 wie folgt.
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Das Sichtfeld 24 der ersten mobilen Computereinrichtung 16 wird auf deren Bildschirm 44 angezeigt. Zugleich sind der Anzeige verschiedene Referenzpunkte 50, 52 bzw. -linien 54, 56 überlagert, die dieser Einrichtung und Kalibrierung dienen.
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An dem Stativ 20 wird nun die erste mobile Computereinrichtung 16 so gegenüber der Strecke positioniert und ausgerichtet, dass die beiden Referenzlinien 54, 56 die Ziellinie 40 seitlich gleich beabstandet umfassen. Außerdem wird das Sichtfeld 24 so ausgerichtet, dass die Strecke mit sämtlichen Bahnen 58a bis 58h so erfasst werden, dass auch auf der am weitesten hinten liegenden Bahn 58h ein darauf befindlicher Läufer noch vollständig vom Sichtfeld 24 erfasst wird.
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Außerdem werden die beiden Referenzpunkte 50, 52 so ausgerichtet (Pfeile), dass sie die Bahnmarkierungen zwischen der ersten 58a und zweiten Bahn 58b bzw. der zweiten 58b und dritten Bahn 58c treffen. Da es sich um einen normierte Bahnbreite mit 1,22 m handelt, kann die erste mobile Computereinrichtung 16 dadurch automatisch die tatsächlichen Werte (Entfernung zum Objekt etc.) bestimmen.
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Die Applikation auf der zweiten mobilen Computereinrichtung 14 wird durch eine entsprechende Benutzerauswahl dafür eingerichtet, ein Startsignal zu empfangen. Ein solches Startsignal kann ein akustisches und/oder optisches Startsignal sein (nicht gezeigt), das über die akustischen bzw. optischen Aufzeichnungsmittel der zweiten mobilen Computereinrichtung 14 empfangen wird.
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Demzufolge wird die zweite mobile Computereinrichtung 14 für einen optimalen Empfang des Startsignals ausgerichtet.
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Im Ausführungsbeispiel nach 1 wird davon ausgegangen, dass dieses Startsignal auf Höhe der Startlinie 38 gegeben wird, beispielsweise durch eine Startflagge oder eine Startklappe oder dgl.
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Im Prinzip reicht es, wenn die zweite mobile Computereinrichtung 14 nur dieses Startsignal empfängt. Wenn, wie in 1 gezeigt das Sichtfeld 22 noch auf den Startbereich 34 und die Startlinie 38 ausgerichtet ist, dann kann zusätzlich (ggf. automatisiert über entsprechende Bilderkennungsmittel) ein Fehlstart ermittelt werden.
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Die zweite mobile Computereinrichtung 14 mit der darauf eingerichteten Applikation ist ausgebildet, das Startsignal zu erkennen und einen ersten Zeitstempel zu generieren und diesem der ersten mobilen Computereinrichtung 16 zu übermitteln, so dass die erste mobile Computereinrichtung 16 basierend auf diesem ersten Zeitstempel die genaue Messzeit ermitteln kann.
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Um Laufzeitunterschiede des Startsignals zu kompensieren, werden entsprechende Korrekturen verwendet, die die Entfernung eines Startsignalgebers von der ersten mobilen Computereinrichtung 14 und ggf. die Außentemperatur berücksichtigen.
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In der nachfolgenden Tabelle sind Schallgeschwindigkeitswerte in Abhängigkeit für die Außentemperatur gegeben, wodurch Laufzeiten eines akustischen Signals in Abhängigkeit von der Entfernung des Signalgebers kompensiert werden können.
Tabelle 1:
| Temperatur in °C | Schallgeschwindigkeit in m/s |
| +50 | 360,57 |
| +40 | 354,94 |
| +30 | 349,29 |
| +20 | 343,46 |
| +10 | 337,54 |
| 0 | 331,50 |
| -10 | 325,35 |
| -20 | 319,09 |
| -30 | 312,77 |
| -40 | 306,27 |
| -50 | 299,63 |
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Bei einer optischen Signalgebung sind aufgrund der Lichtgeschwindigkeit keine signifikanten Laufzeitunterschiede zu erwarten.
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Zusätzlich können noch Korrekturen hinsichtlich einer internen Verarbeitungszeit vorgenommen werden, die entsprechende Verzögerungen bei der Erfassung und Generierung des Zeitstempels in der ersten mobilen Computereinrichtung 14 berücksichtigen.
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Die Applikation auf der ersten mobilen Computereinrichtung 16 wurde durch den Benutzer darauf eingerichtet, die Zielerfassung mittels einer Videoaufnahme vorzunehmen. Dazu weist die Applikation eine Bilderkennung auf, die feststellt, wann ein Objekt in genügendem Maße die Ziellinie 40 überquert hat. Wenn dies der Fall ist, generiert die Applikation einen zweiten Zeitstempel, aus dem im Zusammenhang mit dem ersten Zeitstempel die Laufzeit ermittelt wird.
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Zur Erleichterung dieser Bestimmung wird vermittels der WLAN-Kopplung zuvor zwischen den Applikationen der beiden mobilen Computereinrichtungen 14, 16 Zeitsynchronität hergestellt.
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Um eine sehr hohe Messgenauigkeit zu erreichen, werden die Einzelbilder der mit der ersten mobilen Computereinrichtung aufgenommenen Videosequenz untersucht. Über die Bildauflösung und die Bildwiederholrate kann dann nicht nur die Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts, sondern auch die exakte Zeit der Ziellinienüberquerung bestimmt werden. Bei einer Auflösung von 1080p und Bildwiederholungsrate von 60fps wird eine Messgenauigkeit von kleiner gleich 0,005 s erreicht.
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Genauer gesagt ist die Messgenauigkeit stark abhängig von der gewählten Auflösung der Bildaufnahmemittel und der gewählten Bildfeldbreite. Je höher die Bildfrequenz des Bildaufnahmemittels ist, desto kleiner kann die Bildfeldbreite gewählt werden.
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Als Beispiel wird eine horizontale Auflösung von 1080 Pixeln und eine reale Bildfeldbreite von 3000 mm gewählt. Damit liegt eine Pixelauflösung von 3000 mm/1080 Pixeln = 2,78 mm/Pixel vor. Um eine reproduzierbare Messgenauigkeit zur Antastung einer Objektkante (z.B. Läufer) zu erlangen, gilt als Faustformel 5 Pixel zu wählen. Damit besteht eine Messgenauigkeit von 5*2,78 mm = 13,9 mm.
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Nimmt man nun die aktuelle Spitzengeschwindigkeit von Usain Bolt (43,9 km/h) also 43,9 km/h : 3,6 = 12,1944 m/s = 12.194,4 mm/s so ergibt sich nach Umstellung der Formel v=s/t nach t = s/v ein Zeitwert für die Messgenauigkeit von t = 13,9 mm / 12.194,4 mm/s = 0,001139 s.
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Durch Interpolation der X-Koordinaten des Objektes jeweils ein Bild vor Erreichen der Ziellinie und ein Bild nach Erreichen der Ziellinie kann - unter Beachtung der Messmittelgenauigkeit- die exakte Zeit bei Durchlauf durch die Ziellinie berechnet werden.
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Die Interpolation wird dazu verwendet, die exakte Ziellinienüberquerung zu bestimmen, da davon auszugehen ist, dass ein sich bewegendes Objekt nicht immer von einem Bild beim exakten Ziellinien-Durchlauf erfasst wird.
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Über die erste mobile Computereinrichtung 16 können so auch der genau Zieleinlauf und damit die Laufzeit jedes einzelnen Objektes auf der Strecke 12 bestimmt werden.
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Aus der vorstehenden Darstellung ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfindung eine Zeitmessung ermöglicht wird, die auf einfacher und vor allem kostengünstig erhältlicher Technik beruht und zudem eine ausreichend hohe Genauigkeit der Zeitmessung von weniger als 0,01 s, bevorzugt von weniger als 0,005 s gewährleistet. Dabei sind der Einrichtungsaufwand und auch die Auswertedauer für die Zeitmessung gering.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine preiswerte Alternative zu bisher gebräuchlichen High-End-Systemen geliefert. Dabei besteht kein Verdrahtungsaufwand, wodurch Kabelbrüche oder Kontaktprobleme vermieden werden. Man ist unabhängig von Spezialherstellern, sondern kann auf beliebigen mobilen Computereinrichtungen mit Standardbetriebssystemen wie Android, Windows und iOS arbeiten, wobei völlig offene Schnittstellen möglich sind.
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Soweit nichts anders angegeben ist, können sämtliche Merkmale der vorliegenden Erfindung frei miteinander kombiniert werden. Auch die in der Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmale können, soweit nichts anderes angegeben ist, als Merkmale der Erfindung frei mit den übrigen Merkmalen kombiniert werden. Dabei können gegenständliche Merkmale umformuliert als Verfahrensmerkmale der Vorrichtung auch im Rahmen des Verfahrens Verwendung finden und Verfahrensmerkmale umformuliert als Vorrichtungsmerkmale im Rahmen der Vorrichtung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erfindungsgemäßes System zur Zeitmessung
- 12
- Strecke, Leichtathletik-Laufbahn
- 14
- zweite mobile Computereinrichtung, Smartphone
- 16
- erste mobile Computereinrichtung, Smartphone
- 18, 20
- Stative für die mobilen Computereinrichtungen 14, 16
- 22, 24
- Sichtfelder
- 26, 28
- Hauptachse parallel zur Längserstreckung L der Strecke 12
- 30, 32
- Hauptachse senkrecht zur Längserstreckung L, also parallel zur Breite B der Strecke 12
- 34
- Startbereich
- 36
- Zielbereich
- 38
- Startlinie
- 40
- Ziellinie
- 42, 44
- Bildanzeigemittel, Bildschirme
- 46, 48
- mobile Kommunikation mittels WLAN
- 50, 52
- Referenzpunkte
- 54, 56
- Referenzlinien
- 58a bis 58h
- Bahnen der Strecke 12
- L
- Längserstreckung Strecke 12
- B
- Breite der Strecke 12
- x
- x-Achse
- y
- y-Achse
