DE102022107919A1 - System for automatically determining the score of several darts stuck in a dartboard at the same time - Google Patents

System for automatically determining the score of several darts stuck in a dartboard at the same time Download PDF

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    • F41J5/10Cinematographic hit-indicating systems

Abstract

2.1 Im Sport Darts werden die Punktzahlen mehrerer, auf eine runde Scheibe (1) geworfener Pfeile (2) ermittelt. Eine Scheibe (1) besteht aus mehreren, zirkular und winkelabhängig angeordneten Segmenten (3), denen variable Wertigkeiten (4) zugeordnet und die durch Drähte (5) getrennt sind. Insbesondere ist für die Variante Steeldarts die automatische Ermittlung der Punktzahl in der Regel nur durch berührungsfreie Sensoren wie z.B. Kameras (6) oder Lichtsensoren möglich. Bisherige Systeme hierzu weisen jedoch keine Robustheit gegenüber Verschiebungen und Drehungen der Scheibe gegenüber den Sensoren (Kameras) sowie ihrer Drähte (5) durch mechanische Deformation und Produktionsungenauigkeiten vor und während des Spielbetriebs auf und erfordern eine eigene Kalibrierung.2.2 Die Erfindung löst dieses Problem durch Verwendung mindestens einer Kamera (6) und einer Berechnungseinheit (7), die die Punktzahlen algorithmisch aus mit den mit der mindestens einen Kamera aufgezeichneten Bilder aus unterschiedlichen Blickwinkeln (8) mittels geeigneter regelbasierter Algorithmen der Bildverarbeitung (9) und/oder über Verfahren der künstlichen Intelligenz (10) durch Training und anschließende Anwendung von Deep Learning (z.B. Neuronale Netze) berechnen kann. Eine Kalibrierung des Systems ist damit nicht mehr nötig.2.3 Damit ist eine Zuordnung mehrerer gleichzeitig in einer realen Steeldarts-Scheibe steckender Pfeile (2) zu den Segmenten (3) durch bildliche Trennung der Pfeilspitzen (11) von den Drähten (5) an den Rändern der Segmente mittels genannter Berechnungsverfahren möglich und damit eine automatisierte Ermittlung der Punktzahlen von Steeldarts.2.1 In the sport of darts, the scores of several darts (2) thrown at a round target (1) are determined. A disk (1) consists of several segments (3) arranged circularly and depending on the angle, to which variable values (4) are assigned and which are separated by wires (5). In particular, for the steel darts variant, the automatic determination of the score is usually only possible using non-contact sensors such as cameras (6) or light sensors. However, previous systems for this do not have any robustness against displacements and rotations of the disc relative to the sensors (cameras) and their wires (5) due to mechanical deformation and production inaccuracies before and during game operation and require their own calibration.2.2 The invention solves this problem through use at least one camera (6) and a calculation unit (7), which algorithmically compares the scores with the images recorded with the at least one camera from different viewing angles (8) using suitable rule-based image processing algorithms (9) and/or using artificial intelligence methods (10) can be calculated through training and subsequent application of deep learning (e.g. neural networks). Calibration of the system is therefore no longer necessary.2.3 This means that several arrows (2) stuck in a real steel darts board at the same time can be assigned to the segments (3) by visually separating the arrowheads (11) from the wires (5). Edges of the segments are possible using the calculation methods mentioned and thus an automated determination of the scores of steel darts.

Description

1. Technisches Gebiet der Erfindung1. Technical field of the invention

Unter Bezug auf die Zeichnungen 1 und 2, betrifft die Erfindung ein System und ein Verfahren zur automatischen, berührungsfreien Ermittlung der Punktzahl (manchmal auch „Score“ genannt) mehrerer gleichzeitig in einer ebenen Dartscheibe 10 (auch als Dartboard, Board oder Scheibe bezeichnet) steckender Wurfpfeile 20 (auch als Darts oder Pfeile bezeichnet) mit Spitzen 21 aus bevorzugt Metall. Eine solche Scheibe besitzt in der Regel keine Kontaktflächen mit Drucksensoren zur direkten elektronischen Ermittlung der Punktzahl (wie im sog. Electronic-Darts, kurz E-Darts), kann aber aufgrund der Selbstkalibrierungsfähigkeit der hier beschriebenen Erfindung in ihrer Position in der Ebene der Scheibe und auch senkrecht zur Ebene jederzeit leicht gegen ihre ursprüngliche Positionierung verschoben werden bzw. sein. Die Erfindung beinhaltet mindestens einen Prozessor (auch als Recheneinheit bezeichnet), auf dem eine Software ausgeführt wird, die mittels geeigneter klassisch-regelbasierter Algorithmen, aber auch Algorithmen der künstlichen Intelligenz in der Lage ist, selbst bei Verschiebungen und Drehungen der Scheibe immer noch eine eindeutige Zuordnung der Pfeilspitzen zu den jeweiligen Segmenten (manchmal auch Felder genannt) des Dartboards vorzunehmen. Auch aus der Herstellung und/oder Benutzung der Dartscheibe 10 resultierende geometrische Fehler in den die Segmente und Felder trennenden Drähten 16 können mittels der Algorithmen der Erfindung kompensiert werden, so dass auch in diesem Fall immer noch eine korrekte Berechnung der Punktzahlen der Pfeile im Dartboard möglich ist.With reference to the drawings 1 and 2 , the invention relates to a system and a method for the automatic, non-contact determination of the score (sometimes also called “score”) of several darts 20 (also called darts or arrows) stuck simultaneously in a flat dartboard 10 (also referred to as a dartboard, board or target). designated) with tips 21 preferably made of metal. Such a disc usually does not have any contact surfaces with pressure sensors for direct electronic determination of the score (as in so-called electronic darts, or E-darts for short), but due to the self-calibration capability of the invention described here, its position in the plane of the disc and can also be slightly moved against its original positioning at any time perpendicular to the plane. The invention includes at least one processor (also referred to as a computing unit) on which software is executed which, using suitable classic rule-based algorithms, but also artificial intelligence algorithms, is still able to produce a unique result even when the disk is shifted and rotated Assign the arrowheads to the respective segments (sometimes called fields) of the dartboard. Geometric errors in the wires 16 separating the segments and fields resulting from the manufacture and/or use of the dartboard 10 can also be compensated for using the algorithms of the invention, so that even in this case a correct calculation of the points of the arrows in the dartboard is still possible is.

Insbesondere sind das System und das Verfahren der Erfindung damit auch auf weitere Sportarten in ähnlicher Weise übertragbar, bei denen ein spitzes oder rundes Geschoss (z.B. ein Pfeil oder eine Kugel) auf einem Ziel ohne elektronische Kontakte (z.B. einer Scheibe) einschlägt und dort anschließend stecken bleibt. Beispiele hierfür sind Bogenschießen oder weitere Schusssportarten. Die Einschlagpunkte von Kugeln und ihre Zuordnung zu Treffer- bzw. Punkt-Segmenten ließe sich damit ebenso bestimmen wie die Zuordnung von mit dem Bogen geschossenen Pfeilen, die in der Regel in einer runden Scheibe mit konzentrischen Ringsegmenten stecken.In particular, the system and the method of the invention can therefore also be transferred to other sports in a similar manner in which a pointed or round projectile (e.g. an arrow or a ball) hits a target without electronic contacts (e.g. a target) and then gets stuck there remains. Examples of this are archery or other shooting sports. The impact points of bullets and their assignment to hit or point segments could be determined as well as the assignment of arrows shot with a bow, which are usually stuck in a round disc with concentric ring segments.

Im Präzisionssport Darts werden die Punktzahlen mehrerer, auf eine runde, ebene Scheibe 10 geworfener Pfeile 20 ermittelt. Im klassischen Darts besitzen diese Wurfpfeile in der Regel metallische Spitzen 21 (darum werden sie, ebenso wie die Darts-Kategorie, als „Steeldarts“ bezeichnet) und die sie aufnehmenden Scheiben 10 bestehen in der Regel aus Sisalfasern. Insbesondere weisen solche Scheiben in der Regel damit keine wie z.B. im E-Darts mit einer Elektronik verbundenen Kontaktflächen mit z.B. mechanischen Drucksensoren und mit Lochrastern für die Pfeilspitzen auf, um die Punktzahl unter Verwendung von Pfeilen mit Kunststoffspitzen direkt über diese Kontakte ermitteln zu können. Stattdessen ist es im klassischen Darts in der Regel bislang nötig, die Punktzahlen durch eigene Sichtung zu ermitteln und entweder manuell zu notieren oder in ein Gerät zur Score- und/oder Restpunktzahl-Ermittlung einzutippen.In the precision sport of darts, the scores of several darts 20 thrown at a round, flat target 10 are determined. In classic darts, these darts usually have metallic tips 21 (which is why, like the darts category, they are called “steel darts”) and the discs 10 that hold them are usually made of sisal fibers. In particular, such discs generally do not have any contact surfaces connected to electronics with, for example, mechanical pressure sensors and hole grids for the arrowheads, as in e-darts, in order to be able to determine the score using arrows with plastic tips directly via these contacts. Instead, in classic darts it has usually been necessary to determine the scores by looking at them yourself and either writing them down manually or typing them into a device to determine the score and/or remaining points.

Eine Scheibe 10 beim klassischen Darts besteht (wie in der Regel auch beim E-Darts) gemäß 1 in ihrem Zentrum aus zwei Segmenten: dem in der Regel rot markierten „Bull's Eye“-Segment 11 als innerem Kreis, das vom in der Regel grün markierten „Single Bull“-Segment 12 als äußerem Ringsegment umgeben ist. An dieses Single Bull Segment schließen 20 Stück Segmente mit Wertigkeiten zwischen „1“ und „20“ an, die strahlenförmig radial und winkelabhängig nach außen verlaufen. Jeder dieser 20 Stück Bereiche ist jeweils unterbrochen von einem inneren schmalen Ring, dem Triple-Feld 14, das den Wert eines Pfeils im jeweiligen Segment verdreifacht, sowie einem Double-Feld 15, das den Wert eines Pfeils im jeweiligen Segment verdoppelt. Alle übrigen Felder 13 des Segmentes liefern einfache Werte pro Pfeil. Die so entstehenden Ringsegment-Felder sind also konzentrisch um das zentrale „Bull's Eye“-Segment angeordnet. Die Felder 14 und 15 weisen abwechselnd die Farben Grün und Rot auf, während die Felder 13 abwechselnd die Farben Weiß und Schwarz aufweisen. Außerhalb der Double-Felder beträgt der Wert bzw. die Punktzahl pro Pfeil „0“. Alle Segmente bzw. Felder sind jeweils von Drähten 16 (in 1 als schwarze Konturen dargestellt) zu ihrer gegenseitigen Abgrenzung umgeben. Man spricht in diesem Zusammenhang bei dem so entstehenden Netz aus Draht zur Abgrenzung der Segmente und Felder gegeneinander auch von der „Spinne“ einer Dartscheibe. Im in 1 dargestellten Fall wäre die zugewiesene Zahl für den radialen Wertbereich z.B. die „1“. Folglich würden die Felder 13 je einen Punkt bedeuten, das Segment 15 zwei mal einen, also zwei Punkte bedeuten und das Segment 14 würde drei Punkte bringen. Somit lassen sich bei einem radialen Wertbereich eines Segments von Wert „20“ maximal für ein Triple-Feld „20“ mal drei, also „60“ Punkte in einem bestimmten Segment-Feld auf der Scheibe erzielen.A disc of 10 in classic darts (as is usually the case with e-darts) is made according to this 1 in its center consists of two segments: the “Bull's Eye” segment 11, which is usually marked in red, as an inner circle, which is surrounded by the “Single Bull” segment 12, which is usually marked in green, as the outer ring segment. This single bull segment is adjoined by 20 segments with values between “1” and “20”, which radiate outwards in a radial and angle-dependent manner. Each of these 20 areas is interrupted by an inner narrow ring, the triple field 14, which triples the value of an arrow in the respective segment, and a double field 15, which doubles the value of an arrow in the respective segment. All remaining fields 13 of the segment provide simple values per arrow. The resulting ring segment fields are arranged concentrically around the central “Bull's Eye” segment. The fields 14 and 15 alternately have the colors green and red, while the fields 13 alternately have the colors white and black. Outside the double fields, the value or number of points per arrow is “0”. All segments or fields are each made of wires 16 (in 1 shown as black contours) to separate them from each other. In this context, the resulting network made of wire to delimit the segments and fields from one another is also referred to as the “spider” of a dart board. Im in 1 In the case shown, the assigned number for the radial value range would be “1”, for example. Consequently, fields 13 would mean one point each, segment 15 would mean two times one, i.e. two points and segment 14 would mean three points. Thus, with a radial value range of a segment of value “20”, a maximum of “20” times three, i.e. “60” points can be achieved for a triple field in a specific segment field on the target.

Ein einzelner Steel-Dart bzw. Pfeil 20 besteht, wie in 2 dargestellt, in der Regel aus vier wesentlichen Bestandteilen: der Pfeilspitze 21 aus Metall, die im Board stecken bleibt; dem „Barrel“ 22, der als Griff fungiert, an dem die zu werfenden Pfeile mit den Fingern angefasst werden; dem „Shaft“ 23 als Verlängerung und Verbindung, an dem die „Flights“ 24 zur Stabilisierung der Flugbahn des Darts befestigt werden. Im Steeldarts wird die Punktzahl (anders als im E-Darts) erst ermittelt, nachdem alle Pfeile geworfen wurden. Die Punktzahl wird für alle zeitgleich im Board steckenden Pfeile bestimmt, und die Pfeile müssen bis nach der Bekanntgabe bzw. Ermittlung des Gesamt-Scores im Board verbleiben, bis sie vom betreffenden Darts-Spieler herausgezogen werden. Das heißt, die Punktzahlen von bis zur Ermittlung des Scores bzw. Herausziehen der Pfeile aus dem Board herausgefallener Pfeile zählen nicht.A single steel dart or arrow 20 consists, as in 2 shown, usually consisting of four essential components: the arrowhead 21 made of metal, which remains stuck in the board; the “barrel” 22, which acts as a handle on which the arrows to be thrown are grasped with the fingers; dem “Shaft” 23 as an extension and connection to which the “Flights” 24 are attached to stabilize the trajectory of the dart. In steel darts, the score (unlike in e-darts) is only determined after all darts have been thrown. The score is determined for all arrows stuck in the board at the same time, and the arrows must remain in the board until the total score is announced or determined, until they are pulled out by the darts player concerned. This means that the scores of arrows that have fallen out of the board until the score is determined or the arrows are pulled out do not count.

Im E-Darts geschieht die Punktzahl-Ermittlung dagegen nach jedem Wurf ins Ziel (Feld auf der Dartscheibe mit Punktzahl ungleich „0“) einzeln. Eventuell von einem nachfolgenden Pfeil aus dem Dartboard herausgeschlagene Pfeile bleiben in ihrer Wertung bestehen. Ebenso werden im E-Darts Pfeile, die auf einen bereits von vorher steckenden Pfeil aufschlagen und dadurch eine nochmalige Berührung der Kontaktfläche durch diesen Pfeil bewirken, mitgewertet, selbst wenn der neue Pfeil gar nicht das Board selbst berührt oder im Board stecken bleibt. Steeldarts liefert hier in den Augen vieler Spieler eine sauberere Punktzahl-Bestimmung als E-Darts, da es derartige „Manipulationen“ nicht gestattet. Die Punkte müssen beim Steeldarts „härter“ verdient werden, zumal zuvor im Board steckende Pfeile durch nachfolgende aus dem Board herausgeschlagen werden können und somit nicht in die Wertung nach mehreren geworfenen Pfeilen eingehen. Auch können Pfeile am Draht der Spinne abprallen und bleiben dann ebenfalls nicht im Board stecken.In e-darts, however, the score is determined individually after each throw into the target (field on the dartboard with a score other than “0”). Any arrows that may be knocked out of the dartboard by a subsequent arrow remain in their scoring. Likewise, in e-darts, arrows that hit an arrow that was already stuck in the dart and thereby cause the arrow to touch the contact surface again are counted, even if the new arrow does not touch the board itself or gets stuck in the board. In the eyes of many players, steel darts provide a cleaner score determination than e-darts because they do not allow such “manipulations”. The points have to be earned “harder” with steel darts, especially since arrows that were previously stuck in the board can be knocked out of the board by subsequent ones and are therefore not included in the scoring after several arrows have been thrown. Arrows can also bounce off the spider's wire and then don't get stuck in the board.

Die zeitgleiche Ermittlung der Punktzahlen mehrerer gleichzeitig in einem Board steckender Pfeile ohne elektronische Verbindungen und Drucksensoren an der Scheibe (wie beim Steeldarts) kann aber in der Regel nur mit Hilfe von berührungsfreien Sensoren wie zum Beispiel Lichtsensoren oder Kameras erfolgen.However, the simultaneous determination of the scores of several arrows stuck in a board at the same time without electronic connections and pressure sensors on the board (as with steel darts) can usually only be done with the help of non-contact sensors such as light sensors or cameras.

Für einen oder mehrere Steeldarts-Spieler gibt es zur Ermittlung der erzielten Punktzahlen aus zum Beispiel je drei Pfeilen bei professionellen Turnieren oder auch Turnieren im Amateurbereich einen sogenannten Caller, der die Punktzahlen durch Blick auf die Scheibe ermittelt und anschließend verbal verkündet, sowie mindestens einen Schreiber, der diese Punktzahlen von der zu erzielenden Gesamtpunktzahl von bevorzugt 501 Punkten, wiederholt subtrahiert.For one or more steel darts players, there is a so-called caller who determines the scores by looking at the target and then verbally announces them, as well as at least one scribe, to determine the scores achieved from, for example, three darts each in professional tournaments or amateur tournaments , who repeatedly subtracts these scores from the total number of points to be achieved, preferably 501 points.

Ziel der Erfindung ist es nicht, die Caller und/oder Schreiber bei solchen Turnieren überflüssig zu machen. Stattdessen geht es vorzugsweise darum, beispielsweise einem Profispieler oder einem ambitionierten/interessierten Hobbyspieler die Möglichkeit der automatischen statistischen Erfassung seiner Wurfleistungen (z.B. durchschnittliche Punktzahl pro drei geworfener Pfeile, auch „3-Dart-Average“ genannt) während etwa eines Trainings zu bieten, ohne dass dieser seine Wurfserien durch etwaiges manuelles Aufschreiben der Punktzahlen unterbrechen muss. Ein guter Steeldarts-Spieler wird trotzdem weiterhin im Kopf für jeden Wurf vorab berechnen müssen, welche Felder er als nächstes anvisieren muss, um eine passende Restpunktzahl für die nachfolgenden Pfeile zu erzielen. Diese Aufgabe kann ihm die hier beschriebene Erfindung zwar optional abnehmen, es soll aber bevorzugt die Restpunktzahl nur nach je z.B. drei geworfenen Pfeilen aktualisiert angezeigt werden, so wie dies sonst ein Schreiber macht. Das System könnte somit auch zur Kontrolle der Scores/Resultate ergänzend zum manuellen Ermitteln und Aufschreiben der Punktzahlen verwendet werden, etwa bei Turnieren. Im Zweifelsfall könnte so eine Rekonstruktion der vorangehenden Rest-Punktzahlen mithilfe des Systems erfolgen.The aim of the invention is not to make the callers and/or writers superfluous in such tournaments. Instead, it is preferably about offering, for example, a professional player or an ambitious/interested hobby player the possibility of automatically recording their throwing performance (e.g. average number of points per three darts thrown, also called “3-dart average”) during a training session, without that he has to interrupt his throwing series by manually writing down the scores. A good steel darts player will still have to calculate in advance for each throw which fields he has to target next in order to achieve a suitable remaining score for the following darts. Although the invention described here can optionally relieve him of this task, the remaining points should preferably only be displayed updated after, for example, three darts thrown, as a scribe would otherwise do. The system could therefore also be used to control scores/results in addition to manually determining and writing down scores, for example in tournaments. In case of doubt, the previous remaining scores could be reconstructed using the system.

2. Stand der Technik und Mängel bisheriger Systeme und Verfahren2. State of the art and shortcomings of previous systems and procedures

Bisherige Systeme und Verfahren aus dem Bereich Steeldarts zu den oben geschilderten Problemen weisen jedoch wegen reiner zweidimensionaler Positionsbestimmung in der Ebene keine Robustheit gegenüber geringfügigen Verschiebungen der Position der Scheibe im Millimeterbereich oder im niedrigen Zentimeterbereich auf. Unter Verweis auf Zeichnung 3 gilt dies für die Pfeile 20 sowohl in der X-Y-Ebene 30 der Scheibe 10 als auch bei Verschiebungen der Scheibe 10 senkrecht dazu entlang der Z-Achse 30. Auch eine beliebige leichte Verkippung der Scheibe um die Z-Achse oder Verbiegung ihrer Drähte bzw. der Spinne durch mechanische Deformation sowie Ungenauigkeiten in der Produktion der Scheiben können mit bisherigen Systemen nicht oder nur sehr schwer ausgeglichen werden, so dass es leicht zu falschen Ergebnissen in der Ermittlung einzelner Punktzahlen kommen kann, vor allem wenn Pfeilspitzen nahe der Drähte der Spinne und damit an den Feldrändern stecken.However, previous systems and methods from the field of steel darts for the problems described above do not have any robustness against minor shifts in the position of the disc in the millimeter range or in the low centimeter range due to purely two-dimensional position determination in the plane. With reference to drawing 3 This applies to the arrows 20 both in the of the spider due to mechanical deformation as well as inaccuracies in the production of the discs cannot be compensated for with previous systems or only with great difficulty, so that incorrect results can easily occur in the determination of individual points, especially if arrowheads are close to the wires of the spider and thus stuck to the edges of the field.

Die Erfindung DE 42 07 497 A1 ermittelt den Auftreffpunkt auf der Zielscheibe optisch, indem in zwei zueinander senkrechten Richtungen außerhalb der Zielscheibe auf jeweils einer Seite eine Lichtquelle (Sender) und auf der gegenüberliegenden Seite ein Sensor (Empfänger) angeordnet sind. Sobald eine Pfeilspitze den Lichtstrahl unterbricht, wird ein Impuls ausgelöst. Lichtquelle und Sensor werden synchron miteinander verschoben, so dass in X- und in Y-Richtung gescannt werden kann, um die X-Y-Koordinate der Pfeilspitze zu ermitteln. Man kennt dann zwar den Auftreffpunkt in der Ebene. Man kennt aber nicht die genauen Positionen der Dartscheibe in Relation zum Messgerät (Lichtquellen und Sensoren). Wenn die Drähte der Spinne leicht verzogen sind, d.h. minimale Abweichungen im niedrigen Millimeterbereich (und sogar darunter) gegenüber ihrer Optimalform aufweisen, ist es darum nicht mehr möglich eine korrekte Zuordnung der Pfeilspitzen zu einem Segment der Scheibe vorzunehmen.The invention DE 42 07 497 A1 determines the point of impact on the target optically by arranging a light source (transmitter) on one side and a sensor (receiver) on the opposite side in two mutually perpendicular directions outside the target. As soon as an arrowhead interrupts the light beam, an impulse is triggered. The light source and sensor are moved synchronously with each other so that scanning can be carried out in the X and Y directions to determine the XY coordinate of the arrowhead. You then know the point of impact on the plane. But you don't know the exact positions of the darts disc in relation to the measuring device (light sources and sensors). If the wires of the spider are slightly distorted, i.e. have minimal deviations in the small millimeter range (and even less) compared to their optimal shape, it is no longer possible to correctly assign the arrowheads to a segment of the disc.

Weitere ähnliche Erfindungen, die auch mehrere Lichtquellen (Sender) und Sensoren (Empfänger) zur Messung und Ermittlung der Auftreffpositionen der Pfeile verwenden, sind EP 0 752 089 B1 und EP 0 182 397 A1. Die Probleme der letzteren Erfindung werden wiederum von der Erfindung WO 98/31979 erläutert. Jedoch verwendet auch WO 98/31979 erneut eine stationär angeordnete Lichtquelle mit einer bandförmigen, die Zielscheibe umfassenden Leuchtfläche, zusammen mit einer Sensoreinrichtung bestehend aus mehreren Winkelsensoren, die mittels Triangulation den Auftreffpunkt eines Pfeiles bestimmen können. Auch hier wird nicht darauf eingegangen, wie mit leichten Verschiebungen der Scheibe und damit ihrer Segmente und Felder gegen die Lichtquelle und deren Sensoren umgegangen werden soll, um immer noch eine korrekte Punktzahl ermitteln zu können.There are other similar inventions that also use multiple light sources (transmitters) and sensors (receivers) to measure and determine the impact positions of the arrows EP 0 752 089 B1 and EP 0 182 397 A1. The problems of the latter invention are in turn caused by the invention WO 98/31979 explained. However, also used WO 98/31979 again a stationary light source with a band-shaped luminous surface surrounding the target, together with a sensor device consisting of several angle sensors that can determine the point of impact of an arrow by means of triangulation. Here, too, it is not discussed how slight shifts of the disk and thus its segments and fields against the light source and its sensors should be dealt with in order to still be able to determine a correct score.

Insgesamt erscheinen Systeme aus Lichtquelle-Sensor-Elementen zur Ermittlung der Position von Pfeilspitzen in leicht gegen den Aufbau rotierten und verschobenen Scheiben, in der die Pfeile, d.h. deren Spitzen meist auch noch schräg stecken, als kompliziert und fehleranfällig.Overall, systems made up of light source sensor elements for determining the position of arrowheads in discs that are slightly rotated and shifted against the structure and in which the arrows, i.e. whose tips are usually stuck at an angle, appear to be complicated and prone to errors.

Zeitgemäßer sind heute Systeme bestehend aus mindestens einer digitalen Kamera (CCD oder CMOS) als Sensoren zur Aufnahme von photografischen Bildern zur Bestimmung der Positionen der Pfeile. Ein Beispiel hiervon ist die Erfindung US 2006/0066053 A1 , die mindestens zwei Digitalkameras verwendet, um die Position der Pfeile zu ermitteln. Jedoch handelt es sich bei dem dazu verwendeten Board nicht um eine traditionelle Scheibe mit Farbmustern (schwarz, weiß, grün, rot), sondern um ein farbloses Sisalfaser-Board, auf das Spielbilder (eine Art Muster) mittels eines Monitors projiziert werden (das kann auch das Muster einer Dartscheibe sein), auf die gezielt wird und in Bezug auf die eine Bestimmung der Pfeilposition stattfindet. Das heißt also, dass diese Scheibe keine physikalischen Drähte aufweist und somit ungeeignet für reales Steeldarts mit einer echten, physikalischen Segment-Einteilung ist. Robustheit gegenüber Drehungen um die Z-Achse wie bei einer realen Scheibe, muss durch die Software hier aufgrund der Musterprojektion nicht gewährleistet bzw. behandelt werden. Es wird in der Beschreibung der Erfindung auch nicht darauf eingegangen, wie die Software in der Lage sein soll, die Punktzahl eines konzentrischen Segments oder Feldes auf einer realen Dartscheibe zu ermitteln.More modern today are systems consisting of at least one digital camera (CCD or CMOS) as sensors for taking photographic images to determine the positions of the arrows. An example of this is invention US 2006/0066053 A1 , which uses at least two digital cameras to determine the location of the arrows. However, the board used is not a traditional disc with color patterns (black, white, green, red), but a colorless sisal fiber board onto which game images (a kind of pattern) are projected using a monitor (that can also be the pattern of a dart board) which is aimed at and in relation to which the arrow position is determined. This means that this disc has no physical wires and is therefore unsuitable for real steel darts with a real, physical segmentation. Robustness against rotations around the Z-axis like a real disk does not have to be guaranteed or treated by the software due to the pattern projection. The description of the invention also does not address how the software should be able to determine the score of a concentric segment or field on a real dart board.

An der Erfindung WO 98/31979 orientiert sich die Erfindung US 7,175,182 B2 , die anstelle der Winkelsensoren eine Anzahl von digitalen bildgebenden Elementen wie CCD- oder CMOS-Sensoren verwendet. Der Algorithmus zur Punktzahlermittlung („Image Processor“) aus den aufgenommenen Sensor-Bildern vergleicht entsprechend der Beschreibung jedoch im Wesentlichen nur zwei Bilder miteinander (Position Einzel-Pfeil im alten Bild versus Position Einzel-Pfeil im neuen Bild) und liefert damit keine Lösung für die eigentliche Problematik der Bestimmung mehrerer Pfeilpositionen gleichzeitig, und ob oder wie der „Image Processor“ robust gegen Verschiebungen der Scheibe ist. Auch wird behauptet, dass es mit einem einzigen bilderfassenden Sensor (d.h. einer einzelnen Kamera) möglich sein soll, einen Score zu erfassen. Dies wird durch mögliche Verdeckungen der Pfeilspitzen für drei gleichzeitig im Board steckende Pfeile auf einem einzelnen Kamerabild nicht immer der Fall sein können.At the invention WO 98/31979 the invention is based US 7,175,182 B2 , which uses a number of digital imaging elements such as CCD or CMOS sensors instead of angle sensors. However, according to the description, the algorithm for determining the score (“Image Processor”) from the recorded sensor images essentially only compares two images with each other (position of single arrow in the old image versus position of single arrow in the new image) and therefore does not provide a solution for the actual problem of determining several arrow positions at the same time, and whether or how the “image processor” is robust against shifts of the target. It is also claimed that it should be possible to capture a score with a single image-capturing sensor (i.e. a single camera). This will not always be the case due to the possibility of the arrowheads being obscured for three arrows stuck in the board at the same time in a single camera image.

3. Lösung der Probleme des momentanen Standes der Technik mittels der Erfindung3. Solving the problems of the current state of the art using the invention

Es ist darum Hauptaufgabe der Erfindung, die anhand des momentanen Standes der Technik beschriebene Problematik bei der Ermittlung der Punktzahlen mehrerer gleichzeitig in einem Board aus Sisalfasern steckender Steeldarts, die vor allem in der fehlenden Robustheit gegenüber leichten Verschiebungen und Drehungen der Scheibe liegt, mittels entsprechender Software in Verbindung mit einem System aus digitalen Kameras und einer Recheneinheit mit Speicher, algorithmisch zu lösen.It is therefore the main task of the invention to solve the problem described based on the current state of the art in determining the scores of several steel darts stuck simultaneously in a board made of sisal fibers, which is primarily due to the lack of robustness against slight shifts and rotations of the disc, using appropriate software in conjunction with a system of digital cameras and a computing unit with memory, to be solved algorithmically.

Zur Lösung dieser Hauptaufgabe werden die Positionen und ihre Zuordnung zu entsprechenden Punktzahl-Feldern für mehrere gleichzeitig in einem traditionellen Steeldarts-Board steckende Pfeile anhand der mit mindestens einer digitalen Kamera aus verschiedenen Blickwinkeln und Blickfeldern, aufgezeichneten Bilder durch Algorithmen zur Bildverarbeitung über eine Recheneinheit mit Speicher ermittelt. Diese Algorithmen bestehen in der Regel aus mehreren Berechnungsschritten, die in möglicherweise unterschiedlichen Kombinationen und Reihenfolgen hintereinander und/oder wiederholt ausgeführt werden. Dies kann zum einen regelbasiert mit klassischen Verfahren, bevorzugt zur Segmentierung von Bildbereichen anhand von Kanten erfolgen, die hier durch die Spitzen der Pfeile und die durch die Spinne definierten Abgrenzungen der Punktzahl-Felder in Form der Drähte gegeben sind, sowie anschließend z.B. durch Berechnung des Überlapps bzw. Schnitts mehrerer derart zuvor segmentierter Bereiche. Zum anderen können hierzu auch Verfahren der künstlichen Intelligenz Anwendung finden, die bevorzugt dem Deep Learning zugeordnete, zuvor trainierte, neuronale Netze umfassen, und die auch in der Lage sind z.B. geometrische Formen und Farbbereiche voneinander zu segmentieren oder um Muster wiederzuerkennen, um die Punktzahlen von Pfeilspitzen im Board zu ermitteln.To solve this main task, the positions and their assignment to corresponding score fields for several arrows stuck simultaneously in a traditional steel darts board are determined using the images recorded with at least one digital camera from different angles and fields of view using algorithms for image processing via a computing unit with memory determined. These algorithms usually consist of several calculation steps that are carried out one after the other and/or repeatedly in possibly different combinations and orders. On the one hand, this can be done on a rule-based basis using classic methods, preferably for segmenting image areas based on edges, which are given here by the tips of the arrows and the boundaries of the score fields in the form of wires defined by the spider, and then, for example, by calculating the Overlap or intersection of several previously segmented areas. On the other hand, artificial intelligence methods can also be used Find solutions that preferably include previously trained neural networks assigned to deep learning and that are also able to segment geometric shapes and color areas from each other or to recognize patterns in order to determine the scores of arrowheads on the board.

Der Ablauf eines einzelnen Arbeitszyklus des Systems bei gleichzeitiger Anwendung des Auswerteverfahrens gestaltet sich wie folgt:The sequence of an individual work cycle of the system with simultaneous application of the evaluation procedure is as follows:

Nachdem beispielsweise drei Pfeile geworfen wurden, stecken null, ein, zwei oder drei Pfeile im Dartboard. Sobald dies der Fall ist, löst der Spieler die Bildaufnahme aus verschiedenen Blickwinkeln und Blickfeldern durch das digitale Kamerasystem, bestehend aus mindestens einer Kamera, aus. Diese Auslösung kann z.B. durch Drücken eines Knopfs am System/Gerät selbst in der Nähe der Dartscheibe oder durch eine am Boden befestigte Kontaktfläche in der Nähe der Abwurflinie z.B. durch einen Fusstritt erfolgen.For example, after three darts have been thrown, there will be zero, one, two or three darts stuck in the dartboard. As soon as this is the case, the player triggers the digital camera system, consisting of at least one camera, to capture images from different angles and fields of view. This triggering can be done, for example, by pressing a button on the system/device itself near the dart board or by a contact surface attached to the floor near the launch line, e.g. by a footstep.

Die Kameras des Systems sind bevorzugt in etwa gleichen Abständen voneinander seitlich und unterhalb/oberhalb der Scheibe angebracht. Bei beispielsweise drei Kameras würde der Winkel in der X-Y-Ebene zwischen den einzelnen Kameras 120 Grad betragen oder bei vier Kameras wäre der Winkel zwischen den Kameras 90 Grad.The cameras of the system are preferably mounted at approximately equal distances from one another to the side and below/above the pane. For example, with three cameras, the angle in the X-Y plane between the individual cameras would be 120 degrees, or with four cameras, the angle between the cameras would be 90 degrees.

Es ist vorteilhaft, die Kameras unten schräg seitlich neben dem Board zu platzieren und keine Kamera mittig unterhalb des Boards zu platzieren, da durch ein Herunterfallen bzw. Herausspringen der Pfeile diese bevorzugt zentral nach vorne herunterfallen und diese Kamera dadurch beschädigen können. Ein entsprechender lichtdurchlässiger physikalischer Schutz der Kameras ist für das beschriebene System trotzdem immer noch vorgesehen. Es ist bei diesem Schutz darauf zu achten, dass er zu keinen wesentlichen Verzerrungen der aufgezeichneten Kamerabilder führt. Außerdem ist die Platzierung einer Kamera zentral oberhalb nahe der Scheibe gefährlich, wenn das oberste Doppelfeld der Scheibe anvisiert wird, da die Kamera durch einen „Ausrutscher“ von einem Pfeil z.B. eines weniger trainierten Spielers leicht direkt getroffen werden kann. Prinzipiell müssen aber z.B. drei Kameras nicht symmetrisch in der Höhe um das Board angeordnet sein. Wichtig ist jedoch die grobe Einhaltung der in diesem Fall 120 Grad Winkel zwischen den Kameras in der X-Y-Ebene.It is advantageous to place the cameras diagonally at the bottom next to the board and not to place a camera in the middle below the board, since if the arrows fall down or jump out, they will preferably fall centrally forward and thereby damage this camera. A corresponding translucent physical protection of the cameras is still provided for the system described. With this protection, care must be taken to ensure that it does not lead to any significant distortion of the recorded camera images. In addition, placing a camera centrally above near the target is dangerous when aiming at the top double field of the target, as the camera can easily be hit directly by an arrow, for example from a less trained player, due to a “slip”. In principle, for example, three cameras do not have to be arranged symmetrically in height around the board. However, it is important to roughly adhere to the 120 degree angle between the cameras in the X-Y plane in this case.

Weiter sollten die Kameras in Z-Richtung bevorzugt im gleichen Abstand knapp vor dem Board (wenige Zentimeter) platziert werden, jedoch so weit vor dem Board, dass bevorzugt immer noch eine gute Sichtabdeckung (Blickwinkel und Blickfeld, engl. Field Of View, kurz FOV) der Scheibe in der Fläche (X-Y-Ebene) auf den zweidimensionalen Bildern gegeben ist. Es muss dabei nicht jeder Winkel der Scheibe von jeder Kamera vollständig erfasst werden, bevorzugt sollte dies jedoch der Fall sein (ist durch entsprechende Positionierung der Kameras in Bezug auf die Scheibe leicht möglich). Es muss aber jeder Fleck der Scheibe von mindestens einer Kamera des Kamera-Gesamtsystems erfasst werden, damit jede Punktzahl berechenbar ist.Furthermore, the cameras should preferably be placed in the Z direction at the same distance just in front of the board (a few centimeters), but so far in front of the board that there is still good visual coverage (angle of view and field of view, or FOV for short). ) of the disk in the surface (X-Y plane) is given on the two-dimensional images. Not every angle of the pane has to be completely captured by every camera, but this should preferably be the case (this is easily possible by positioning the cameras appropriately in relation to the pane). However, every spot on the pane must be recorded by at least one camera in the overall camera system so that each score can be calculated.

Zur Aufzeichnung einer Vielzahl von Bildern mit einer einzigen Kamera kann für die Erfindung auch eine an einem kreisförmigen Träger (auch als Schiene bezeichnet) befestigte Kamera vorgesehen sein. Diese Ring-Schiene mit Kamera hat bevorzugt einen größeren Durchmesser als die Dartscheibe und wird in Z-Richtung leicht vor der Scheibe befestigt (z.B. an der Decke eines Raumes oder an Stangen senkrecht zur Scheibe oberhalb und/oder seitlich und/oder unterhalb der Scheibe. Die Kamera ist mit Blickrichtung auf das Zentrum der Scheibe zur Mitte hin ausgerichtet. Ein Motor sorgt dafür, dass die Kamera entlang dieser Schiene um die Scheibe rotiert. Nach einer definierbaren Strecke, die bevorzugt gleichbleibend ist, stoppt die Kamera, um je mindestens ein Bild aufzuzeichnen. Die Strecken werden bevorzugt so gewählt, dass die Kamera bei einer vollen Umdrehung eine durch 360 Grad teilbare Anzahl häufig/oft stoppt und aufzeichnet, bevor sie wieder ihren Startpunkt erreicht. Ein Beispiel wären sechs Stopps, wobei also 60 Grad Winkel von der Kamera, bezogen auf den Ring, überstrichen würden. Der Vorteil bei einer an einer kreisförmigen Schiene befestigten Kamera wäre, dass nur eine Kamera erforderlich wäre, um eine Vielzahl an Sichten und damit Bildern zur Auswertung um die Scheibe herum zu erzeugen. Somit hätte man eine deutliche Kostenersparnis. Auch kann die Kamera zwischen den Pfeilwurf-Phasen seitlich im ungefährdeten Bereich platziert werden, so dass ein Treffen der Kamera mit einem Pfeil praktisch ausgeschlossen werden kann. Es ist jedoch auf eine stabile Befestigung der Kamera am Ring zu achten und dass die überstrichenen Strecken bevorzugt äquidistant sind. Es ist auch denkbar, den Startpunkt vor einem Messzyklus z.B. nach jeder Serie geworfener Pfeile, wieder auf einen definierbaren Ausgangspunkt zurückzusetzen, um mechanische Abweichungen von 360 Grad nach einer Umdrehung der Kamera um den Ring auszugleichen.In order to record a large number of images with a single camera, a camera attached to a circular support (also referred to as a rail) can also be provided for the invention. This ring rail with camera preferably has a larger diameter than the dartboard and is attached slightly in front of the target in the Z direction (e.g. on the ceiling of a room or on rods perpendicular to the target above and/or to the side and/or below the target. The camera is aligned towards the center with a view towards the center of the disk. A motor ensures that the camera rotates along this rail around the disk. After a definable distance, which is preferably constant, the camera stops, taking at least one image at a time to record. The routes are preferably chosen so that the camera stops and records a number of times divisible by 360 degrees during a full revolution before it reaches its starting point again. An example would be six stops, with an angle of 60 degrees from the camera , based on the ring, would be painted over. The advantage of a camera attached to a circular rail would be that only one camera would be required to generate a large number of views and thus images for evaluation around the pane. This would result in significant cost savings. The camera can also be placed to the side in a safe area between the arrow throwing phases, so that hitting the camera with an arrow can be practically ruled out. However, it is important to ensure that the camera is securely attached to the ring and that the distances covered are preferably equidistant. It is also conceivable to reset the starting point to a definable starting point before a measurement cycle, e.g. after each series of thrown arrows, in order to compensate for mechanical deviations of 360 degrees after the camera rotates around the ring.

Bei den oben beschriebenen Kameras handelt es sich um sogenannte MonoKameras, die Bilder mit Farbwerten für jeden Bildpunkt (auch Pixel genannt) aufzeichnen. Ihre Auflösung sollte bevorzugt mindestens Full-HD sein, d.h. 1920 mal 1080 Bildpunkte umfassen. Das Format bzw. die Seitenverhältnisse der X- und Y-Achsen der Kameras kann aber beispielsweise auch quadratisch sein, so dass z.B. eine Auflösung von 1920 mal 1920 Pixel möglich ist. Jedoch können auch sog. Stereo-Kamerasysteme zum Einsatz kommen, die eine dreidimensionale Auswertung der Pfeil-Positionen gestatten. Hierzu kann aber bevorzugt eine andere Positionierung des Kamerasystems erforderlich sein. Im Folgenden beschränkt sich die Beschreibung darum auf Fälle mit Monokameras.The cameras described above are so-called mono cameras that record images with color values for each image point (also called pixel). Your resolution should preferably be at least Full HD, meaning 1920 by 1080 pixels. The format or the aspect ratios of the X and Y axes of the cameras can also be square, for example, so that, for example, a resolution of 1920 by 1920 pixels is possible. However, so-called stereo camera systems can also be used, which allow a three-dimensional evaluation of the arrow positions. However, this may preferably require a different positioning of the camera system. The description below is therefore limited to cases with mono cameras.

Die von einer oder mehreren Kameras aufgezeichneten 1 bis n (Einzel-)Bilder (n eine natürliche Zahl) aus bevorzugt n verschiedenen Blickwinkeln auf die Scheibe werden von einer Speichereinheit vorläufig gespeichert. Bei dieser Speichereinheit kann es sich nicht nur um ein internes Speichermedium des Systems, sondern beispielsweise zusätzlich auch um ein externes Speichermedium wie einen USB-Stick oder eine SD-Karte handeln, um eine höhere Anzahl von Bildern dauerhaft abzuspeichern, um z.B. eine Analyse oder manuelle Korrektur der ermittelten Punktzahlen nachträglich zu ermöglichen, sofern dies angemessen ist. Ansonsten ist der interne Speicher eben mindestens so groß gewählt, um bevorzugt mindestens obige bis zu n Bilder gleichzeitig abspeichern zu können für die anschließenden Bildverarbeitungsalgorithmen, absolut minimal jedoch ein Bild in voller Auflösung, das weiterverarbeitet werden kann. Außerdem ist weiterer interner Speicher (ROM, RAM) in einer für die Anwendung angemessenen Menge vorgesehen, um den Code, die Zwischenergebnisse der einzelnen Berechnungsschritte, die ermittelten Ergebnisse (z.B. Restpunktzahlen, etc.) für die Anzeige am Display, und so weiter, (zwischen-)speichern zu können.The 1 to n (individual) images (n a natural number) recorded by one or more cameras from preferably n different viewing angles of the pane are temporarily stored by a storage unit. This storage unit can not only be an internal storage medium of the system, but also, for example, an external storage medium such as a USB stick or an SD card in order to permanently save a larger number of images, for example for analysis or manual To enable subsequent correction of the scores determined, if appropriate. Otherwise, the internal memory is chosen to be at least large enough to be able to store at least the above up to n images at the same time for the subsequent image processing algorithms, but at an absolute minimum one image in full resolution that can be further processed. In addition, additional internal memory (ROM, RAM) is provided in an amount appropriate for the application in order to store the code, the intermediate results of the individual calculation steps, the determined results (e.g. remaining points, etc.) for display on the display, and so on ( to be able to temporarily store.

Die zwischengespeicherten Bilddaten werden aus dem Speicher an eine Recheneinheit mit Prozessor zur Berechnung der Punktzahlen mittels der auf dem Prozessor ausgeführten Algorithmen z.B. weitergegeben oder von der Recheneinheit angefordert. Diese Recheneinheit kann beispielsweise aus einer oder mehr CPUs oder GPUs oder Kombinationen hiervon oder Ähnlichen, für die Berechnung von Ergebnissen mittels Algorithmen geeigneten Bauteilen, bestehen.The buffered image data is passed on from the memory to a computing unit with a processor for calculating the scores using the algorithms executed on the processor, for example, or is requested by the computing unit. This computing unit can, for example, consist of one or more CPUs or GPUs or combinations thereof or similar components suitable for calculating results using algorithms.

Es ist für die Ermittlung der Punktzahlen eine Vielzahl an möglichen Algorithmen mit Kombinationen und Varianten einzelner Berechnungsschritte denkbar. Deshalb werden hier nur die für die Ermittlung der Punktzahl mehrerer, in einem Board steckender Pfeile, wesentlichen Rechenschritte beschrieben. Die Algorithmen können sich in der Reihenfolge der Anwendung der einzelnen geschilderten Berechnungsschritte voneinander unterscheiden. Auch können einzelne Berechnungsschritte ausgelassen oder durch andere, hier nicht explizit erwähnte oder geschilderte Schritte ersetzt und/oder ergänzt werden.A variety of possible algorithms with combinations and variants of individual calculation steps are conceivable for determining the scores. Therefore, only the calculation steps that are essential for determining the score of several arrows stuck in a board are described here. The algorithms can differ from each other in the order in which the individual calculation steps described are applied. Individual calculation steps can also be omitted or replaced and/or supplemented by other steps not explicitly mentioned or described here.

Zunächst soll ein regelbasierter Algorithmus (das heißt hier: ein Algorithmus, der ohne explizites Training auskommen kann, aber auch nicht zwingend auskommen muss) erläutert werden, der eine eindeutige Zuordnung der Pfeilspitzen zu ihren jeweiligen Feldern erlaubt.First, a rule-based algorithm (which here means: an algorithm that can, but does not necessarily have to, do without explicit training) will be explained, which allows the arrowheads to be clearly assigned to their respective fields.

Die n Stück gegebenen Bilder werden geladen, zunächst mindestens eines der Bilder. Dieses Bild ist zweidimensional und hat eine X- und eine Y-Koordinate. Durch die Schräge der Kameraposition zur Scheibe und den darin steckenden Pfeilen hat dieses X-Y-Koordinatensystem der Bilder wenig bis nichts mit den X-Y-Koordinaten der Scheibe gemeinsam. Jedoch lässt sich bei geeignet großem Blickfeld der Kamera für jedes aufgezeichnete Bild zumindest ein Großteil der Scheibe wiedererkennen. Wie zuvor beschrieben müssen lediglich alle Bilder zusammen die gesamte Scheibe abbilden können. Bevorzugt sollte jeder Bereich der Scheibe von mindestens zwei Kamerabildern aus stark unterschiedlichen Blickwinkeln und Blickfeldern erfasst werden, um eventuelle Verdeckungen von Pfeilen auflösen und die entsprechenden Pfeile eindeutig den passenden Segment-Feldern zuordnen zu können.The n number of given images are loaded, initially at least one of the images. This image is two-dimensional and has an X and a Y coordinate. Due to the slant of the camera position to the disk and the arrows in it, this X-Y coordinate system of the images has little or nothing in common with the X-Y coordinates of the disk. However, if the camera has a suitably large field of view, at least a large part of the pane can be recognized for each recorded image. As described above, all the images together just need to be able to depict the entire disk. Preferably, each area of the disk should be captured by at least two camera images from very different angles and fields of view in order to be able to resolve any obscurations of arrows and to clearly assign the corresponding arrows to the appropriate segment fields.

Unter Bezugnahme auf Zeichnung 2 werden die für die Auswertung irrelevanten Anteile eines Darts 20 (das sind Barrel 22, Shaft 23 sowie Flight 24) von den für die Punktzahl ausschließlich relevanten Spitzen 21 getrennt, zum Beispiel mittels pixelorientierter, kantenbasierter, regionen-orientierter oder modellbasierter Segmentierung (siehe z.B. Buch von Verfasser: Bernd Jähne; Titel: Digitale Bildverarbeitung und Bildgewinnung; Verlag: Springer Vieweg, Auflage: 7. Auflage, Erscheinungsort: Berlin, Heidelberg, Erscheinungsjahr: 2012, Seiten 541 bis 554) und/oder Methoden der Fourier-Transformationen (siehe ebenfalls Buch von Bernd Jähne, ebenda, Kapitel 4, Seiten 136 ff.) und/oder ähnlicher, darauf aufbauender Methoden und Kombinationen hiervon.Referring to drawing 2 The parts of a dart 20 that are irrelevant for the evaluation (i.e. barrel 22, shaft 23 and flight 24) are separated from the tips 21 that are exclusively relevant for the score, for example using pixel-oriented, edge-based, region-oriented or model-based segmentation (see e.g. book by author: Bernd Jähne; title: Digital image processing and image acquisition; publisher: Springer Vieweg, edition: 7th edition, place of publication: Berlin, Heidelberg, year of publication: 2012, pages 541 to 554) and/or methods of Fourier transformations (see also Book by Bernd Jähne, ibid., Chapter 4, pages 136 ff.) and/or similar methods and combinations thereof based on this.

Im nächsten Schritt des regelbasierten Algorithmus wird überprüft, ob eine oder mehrere Pfeilspitzen in einem der Bilder innerhalb oder in der Nähe eines der Ringsegmente in der Mitte des Boards stecken. Ob ein Pfeil innerhalb eines Segments liegt kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, ob ein Überlapp eines durch die Kanten eindeutig definierten Segments (wie etwa dem Single Bull) mit der Spitze des Pfeils in einem oder mehreren Bildern (aus mehreren Blickwinkeln) besteht. Dazu wird ein ringförmiges Element wie das Single Bull oder das Bull's Eye bevorzugt durch ein Polygon (Vieleck) mit einer möglichst hohen Anzahl an Ecken als Rändern approximiert. Danach kann mit einem Polygon-Clipping Algorithmus als Zwischenschritt der Schnitt bzw. Überlapp der ebenfalls als Polygon genäherten Spitze des Dartpfeils ermittelt werden (das heißt: gibt es einen Schnitt/Überlapp oder nicht). Da die Polygone unter Umständen nicht-konvex sein können (wie etwa alle radial nach außen laufenden Segment-Felder oder auch das Single Bull) eignet sich als Polygon-Clipping Algorithmus z.B. der von Greiner und Hormann (Autoren: G. Greiner und K. Hormann; Titel des Artikels: „Efficient clipping of arbitrary polygons.“; Zeitschrift: ACM Transactions on Graphics; Erscheinungsjahr: 1998, Heftnummer: Vol. 17, No. 2; Seiten 71 bis 83), der die Schnittflächen mindestens zweier solcher nicht-konvexer Polygone berechnen kann. Es wird bevorzugt zunächst versucht, die Pfeilspitze und die dieser Pfeilspitze nächstgelegenen Felder (dazu zählt auch das Feld, in dem die Spitze wirklich steckt) auf der Scheibe durch Abscannen des Bildes nach den Pfeilspitzen zu identifizieren und die Bildbereiche um die Pfeilspitzen entsprechend einzugrenzen.The next step of the rule-based algorithm checks whether one or more arrowheads in one of the images are within or near one of the ring segments in the middle of the board. Whether an arrow lies within a segment can be determined, for example, by whether there is an overlap between a segment clearly defined by the edges (such as the single bull) and the tip of the arrow in one or more images (from multiple viewing angles). For this purpose, a ring-shaped element such as the single bull or the bull's eye is preferably approximated by a polygon (polygon) with the highest possible number of corners as edges. Afterwards, using a polygon clipping algorithm as an intermediate step, the cut or overlap of the tip of the dart, which is also approximated as a polygon, can be determined (that is: is there a cut/overlap or not). Since the polygons can be non-convex under certain circumstances (such as all segment fields running radially outwards or the single bull), a suitable polygon clipping algorithm is, for example, that of Greiner and Hormann (authors: G. Greiner and K. Hormann ; Title of the article: “Efficient clipping of arbitrary polygons.”; Journal: ACM Transactions on Graphics; Year of publication: 1998, Issue number: Vol. 17, No. 2; Pages 71 to 83), which describes the cutting surfaces of at least two such non-convex Can calculate polygons. It is preferred to first try to identify the arrowhead and the fields closest to this arrowhead (this also includes the field in which the tip is actually located) on the target by scanning the image for the arrowheads and to limit the image areas around the arrowheads accordingly.

War das Ergebnis im vorangehenden Schritt zum Beispiel, dass der Pfeil nicht sicher einem der inneren Ringsegmente zugeordnet werden kann, so geht man vom Bildbereich, der die Mitte der Dartscheibe beinhaltet, radial nach außen in dem Winkelbereich, in dem sich der Pfeil in etwa näherungsweise befindet. Man ordnet den oder die Pfeile dann einem der radial nach außen laufenden Segmente zu, wieder bevorzugt durch Segmentierung der Kanten der Drähte, Bildung von Polygonen und anschließendem Polygon Clipping von Pfeilspitze und Segment bzw. Feld auf dem Board. Die jedem der Segmente zugeordneten Wertigkeiten zwischen „1“ und „20“ ermittelt man am Rand des Dartboards durch Bilderkennung. Hierzu kann auch ein Neuronales Netz aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz angewandt werden. Wenn man die Kanten/Drähte der möglichen radialen Segmente gegeneinander abgegrenzt hat, und wenn eine Pfeilspitze z.B. nahe an den Rändern eines Segments liegt, macht es z.B. Sinn, zwei oder mehr Segmente bzw. Felder in den Berechnungsschritten mit Polygon-Clipping zu berücksichtigen, die als mögliche Punktzahl-Felder in Frage kommen.If, for example, the result in the previous step was that the arrow cannot be reliably assigned to one of the inner ring segments, you move from the image area that contains the center of the dartboard radially outwards in the angular range in which the arrow is approximately located. You then assign the arrow(s) to one of the segments running radially outwards, again preferably by segmenting the edges of the wires, forming polygons and then polygon clipping the arrowhead and segment or field on the board. The values between “1” and “20” assigned to each of the segments are determined at the edge of the dartboard using image recognition. A neural network from the field of artificial intelligence can also be used for this purpose. If you have delimited the edges/wires of the possible radial segments from each other, and if an arrowhead is close to the edges of a segment, for example, it makes sense to take two or more segments or fields into account in the calculation steps with polygon clipping as possible score fields.

Zudem ist es gleichzeitig wichtig, die Zahl der Übergänge beim radialen Scannen der Drähte nach außen entlang der radialen Linien zu zählen und/oder die Farben der Felder zu ermitteln. Hierzu kann die Speichereinheit auch einen festen Speicherbereich vorsehen, der die Farben der Felder (schwarz, weiß, grün, rot) in Kombination mit den Wertigkeiten des jeweiligen Segments abgespeichert hat und diese dem Algorithmus auf Anfrage zur Verfügung stellen kann. Auf diese Weise kann ermittelt werden, ob es sich bei einer gefundenen Polygonstruktur eines Feldes innerhalb eines Segments um ein Single-, Double- oder Triple-Feld mit einfacher, zweifacher oder dreifacher Punktzahl handelt. Auch diese Information kann beim Polygon-Clipping berücksichtigt werden.At the same time, it is also important to count the number of transitions when scanning the wires radially outwards along the radial lines and/or to determine the colors of the fields. For this purpose, the memory unit can also provide a fixed memory area that stores the colors of the fields (black, white, green, red) in combination with the values of the respective segment and can make these available to the algorithm upon request. In this way, it can be determined whether a found polygon structure of a field within a segment is a single, double or triple field with single, double or triple points. This information can also be taken into account during polygon clipping.

Durch geeignete Kombination der bevorzugt mittels Segmentierungen und Polygon-Clipping erhaltenen Schnitte von Pfeilspitzen mit den Kanten der einzelnen Punktzahlfelder der Scheibe aus einer Vielzahl an Bildern und damit Sichten auf das Dartboard, ist es möglich die Punktzahlen mehrerer gleichzeitig im Board steckender Pfeile klassisch-regelbasiert zu ermitteln.By appropriately combining the cuts of arrowheads, preferably obtained by means of segmentation and polygon clipping, with the edges of the individual score fields of the target from a large number of images and thus views of the dartboard, it is possible to calculate the scores of several arrows stuck in the board at the same time in a classic rule-based manner determine.

Bei geeigneter Anwendung voriger Berechnungsschritte kann es auch möglich sein, eine einzelne Pfeilspitze weiter einzugrenzen auf einen nahezu punktförmigen bzw. kleinskalig-ringförmigen Bereich, an dem eine Pfeilspitze im Board steckt. Dieser so gebildete, näherungsweise Punkt kann z.B. durch ein kleines Polygon approximiert werden oder sogar vereinfachend als geometrische Mitte dieses Mini-Polygons durch einen Punkt mit (X,Y)-Koordinaten als Fließkommazahl dargestellt werden. Danach kann z.B. ein Teilschritt des Polygon-Clipping Algorithmus von Greiner & Hormann ganz einfach bestimmen, innerhalb der Kanten welches Punktzahlsegment-Feldes (d.h. welches durch die Segmentierung zuvor bestimmten Polygons) dieser Punkt der Pfeilspitze liegt und den entsprechenden Punktzahlwert dieses Pfeiles zurückgeben.If previous calculation steps are used appropriately, it may also be possible to further narrow down an individual arrowhead to an almost point-like or small-scale ring-shaped area where an arrowhead is stuck in the board. This approximate point formed in this way can, for example, be approximated by a small polygon or even simplified as the geometric center of this mini-polygon by a point with (X,Y) coordinates as a floating point number. Afterwards, for example, a sub-step of the polygon clipping algorithm from Greiner & Hormann can easily determine which point of the arrowhead lies within the edges of which score segment field (i.e. which polygon was previously determined by the segmentation) and return the corresponding score value of this arrow.

Bei Überlapp mehrerer Pfeilspitzen in einem Bild des Kamerasystems kann entweder eine Segmentierung der sich überlappenden Pfeilspitzen durchgeführt werden oder man betrachtet bevorzugt ein Bild, das mit einer Kamera aus einem anderen Blickwinkel aufgenommen wurde, und versucht damit die Situation eindeutig aufzulösen.If several arrowheads overlap in an image from the camera system, either a segmentation of the overlapping arrowheads can be carried out or one can preferably look at an image that was taken with a camera from a different angle and thus try to clearly resolve the situation.

Es kann erforderlich sein, verschiedene Varianten und Kombinationen von Einzelbild-Auswertungen miteinander zu kombinieren, je nach Blickwinkel, Blickfeld und Anzahl der Kameras sowie Auswerte-Algorithmen zur Segmentierung und Polygon-Clipping-Algorithmen. Zum Beispiel kann aus der Sicht der einen Kamera aus einem bestimmten Blickwinkel kein Überlapp von Pfeilspitze mit einem bestimmten Segment-Feld als Ergebnis zurückgeliefert werden, aus den restlichen Bildern mit anderen Blickwinkeln aber sehr wohl. Hier kommt es auf die Blickwinkel der einzelnen Kameras an, für welche Sicht ein Pfeil einen Schnitt mit einem Segment-Feld aufweisen muss und für welche nicht, um am Ende sicher einem bestimmten Segment korrekt zugeordnet werden zu können. Auch können Wahrscheinlichkeiten in den Algorithmen zum Einsatz kommen, um zum Beispiel die Sicherheit der Zuordnung einer Pfeilspitze zu einem bestimmten Feld (und dessen Punktzahl) in einem Einzelbild anzugeben und dies über Wahrscheinlichkeiten auszudrücken. Die für ein Feld in verschiedenen Einzelbildern ermittelten Wahrscheinlichkeiten können dann beispielsweise jeweils kombiniert werden und z.B. das Feld mit der höchsten Wahrscheinlichkeit einer korrekten Zuordnung aus mehreren Einzelbildern und Blickwinkeln kombiniert wird dann als das Feld mit der korrekten Punktzahl ausgewählt und herangezogen.It may be necessary to combine different variants and combinations of individual image evaluations, depending on the viewing angle, field of view and number of cameras as well as evaluation algorithms for segmentation and polygon clipping algorithms. For example, from the perspective of one camera, no overlap of arrowhead with a certain segment field can be returned as a result from a certain angle, but from the remaining images with other angles it can. Here it depends on the viewing angle of the individual cameras, for which view an arrow must have an intersection with a segment field and for which it does not, in order to be able to be correctly assigned to a specific segment in the end. Probabilities can also be used in the algorithms, for example to indicate the certainty of the assignment of an arrowhead to a specific field (and its score) in an individual image and to express this using probabilities. The probabilities determined for a field in different individual images can then, for example, be combined and, for example, the field with the highest probability A correct assignment combined from several individual images and angles is then selected and used as the field with the correct score.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Pfeilspitzen nicht immer die Farbe „Silber“ und Abstufungen davon haben müssen. Sie können beispielsweise auch durchaus schwarz sein. Solange jedoch die Kanten z.B. weiterhin die Farbe „Silber“ oder Abstufungen davon aufweisen, dürfte dies kein Problem für die Algorithmen darstellen, da z.B. schwarze Felder immer von silbernen Kanten umgeben sind, und die silbernen Kanten von der schwarzen Spitze des Pfeils geschnitten werden. Das heißt, wenn ein schwarzer Punkt eine Kante eines Feldes überlappt, so ist dies dann in der Regel eine Pfeilspitze, solange die Segmentierung der restlichen Bestandteile eines Darts (Barrel, Shaft, Flight) ordnungsgemäß durchgeführt wurde. Damit kann wieder die Punktzahl jedes Pfeiles ermittelt werden.It should be noted that the arrowheads do not always have to be the color “silver” and shades of it. For example, they can also be black. However, as long as the edges, for example, continue to have the color “silver” or shades thereof, this should not be a problem for the algorithms, since, for example, black fields are always surrounded by silver edges, and the silver edges are intersected by the black tip of the arrow. This means that if a black dot overlaps an edge of a field, this is usually an arrowhead, as long as the segmentation of the remaining components of a dart (barrel, shaft, flight) has been carried out properly. This allows the score of each arrow to be determined again.

Um die Validität des beschriebenen Algorithmus und seiner Varianten zu überprüfen, bedarf es eines Feintunings der oben beschriebenen Einflussgrößen und Berechnungsschritte in Verbindung mit der Überprüfung der Korrektheit der jeweiligen Resultate in der Realität.In order to check the validity of the described algorithm and its variants, it is necessary to fine-tune the influencing variables and calculation steps described above in conjunction with checking the correctness of the respective results in reality.

Nach dem eben beschriebenen regelbasierten Algorithmus folgt nun als (unter Umständen bessere) Alternative ein auf künstlicher Intelligenz basierender Algorithmus, der bevorzugt mittels eines Neuronalen Netzes und hier speziell bevorzugt eines sog. „Convolutional Neural Networks“ (CNN) in der Lage ist, die Punktzahlen mehrerer Pfeile gleichzeitig nach Training mit ausreichend vielen korrekten Daten, automatisiert zu ermitteln.After the rule-based algorithm just described, the (possibly better) alternative is an algorithm based on artificial intelligence, which is able to calculate the scores, preferably using a neural network and especially preferably a so-called “convolutional neural network” (CNN). several arrows at the same time can be determined automatically after training with a sufficient amount of correct data.

Ein CNN besteht aus den im Folgenden beschriebenen Bestandteilen und Eigenschaften (nach dem Buch von Verfasser: A. Geron; Titel: Hands-On Machine Learning with Scikit-Learn and TensorFlow: Concepts, Tools and Techniques for Building Intelligent Systems; Verlag: O'Reilly Verlag, Auflage: 1. Auflage, Erscheinungsort: Sebastopol (USA), Erscheinungsjahr: 2017, Seiten 355 bis 380):A CNN consists of the components and properties described below (based on the book by author: A. Geron; title: Hands-On Machine Learning with Scikit-Learn and TensorFlow: Concepts, Tools and Techniques for Building Intelligent Systems; Publisher: O' Reilly Verlag, edition: 1st edition, place of publication: Sebastopol (USA), year of publication: 2017, pages 355 to 380):

Ausgehend von einem Input Layer (dt. etwa „Eingangsschicht“) mit mehreren Channels (Kanälen) für die Farben Rot, Grün und Blau eines RGB-Kamerabildes besteht ein CNN weiter aus einer Kombination mehrerer Convolutional Layers. Die Anzahl dieser Convolutional Layers kann sehr groß sein, und zum Beispiel hundert Stück und mehr betragen. Jeder dieser Convolutional Layer besteht beispielsweise jeweils aus mehreren sog. Feature Maps gleicher Größe. Innerhalb jeder solchen Feature Map besitzen alle sog. Neuronen die gleichen Parameter (das sind „Weights“ und „Bias Term“), aber unterschiedliche Feature Maps können unterschiedliche Parameter haben. Ein sog. Receptive Field eines Neurons erstreckt sich über die Feature Maps aller vorangehenden Schichten. Ein Neuron einer Feature Map in einer bestimmten Zeile und Spalte in einem Convolutional Layer ist mit einem Neuron im vorhergehenden Convolutional Layer verknüpft über alle Feature Maps in diesem vorangehenden Convolutional Layer.Starting from an input layer with several channels for the colors red, green and blue of an RGB camera image, a CNN further consists of a combination of several convolutional layers. The number of these convolutional layers can be very large, for example a hundred or more. Each of these convolutional layers consists, for example, of several so-called feature maps of the same size. Within each such feature map, all so-called neurons have the same parameters (these are “weights” and “bias term”), but different feature maps can have different parameters. A so-called receptive field of a neuron extends over the feature maps of all previous layers. A neuron of a feature map in a particular row and column in a convolutional layer is linked to a neuron in the previous convolutional layer across all feature maps in that previous convolutional layer.

Die Feature Maps der einzelnen Convolutional Layers werden durch Anwendung von spezifischen Filtern, wie z.B. Region Proposal nach Girshick et al. (Autoren: R. Girshick, J. Donahue, T. Darrell, J. Malik; Titel des Artikels: „Rich feature hierarchies for accurate object detection and semantic segmentation.“; in Zeitschrift: 2014 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, Erscheinungsjahr 2014, Heftnummer: 2014-06, Seiten 580 bis 587), als quadratische Regionen von gleicher Auflösung pro Seite (X und Y) erstellt. An einige, mehrere oder alle Convolutional Layers schließt ein sog. Pooling Layer an, der das Input-Bild verkleinert, um unter anderem die Zahl der Parameter (zur Verhinderung von sog. Overfitting) zu reduzieren. Die Bild-Verkleinerung bewirkt jedoch auch, dass das CNN geringe Verschiebungen des Bildes toliert (Ortsinvarianz). Diese Eigenschaft ist von entscheidender Bedeutung, um z.B. auch leichte Verschiebungen (Translationen) der Scheibe in der X-Y-Ebene, aber auch senkrecht dazu entlang der Z-Achse, in Relation zur Kameraposition auszugleichen. Gleiches gilt für Drehungen (Rotationen) bzw. Verkippen der Scheibe um die Achsen sowie Verschiebungen durch beispielsweise mechanische Deformation der Drähte während des Spiels oder fehlerhafte Stellen der Drähte der Spinne eines Boards, die während der Produktion oder beim Transport des Boards entstehen.The feature maps of the individual convolutional layers are created using specific filters, such as region proposal according to Girshick et al. (Authors: R. Girshick, J. Donahue, T. Darrell, J. Malik; article title: “Rich feature hierarchies for accurate object detection and semantic segmentation.”; in journal: 2014 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, Year of publication 2014, issue number: 2014-06, pages 580 to 587), created as square regions of the same resolution per page (X and Y). A so-called pooling layer is connected to some, several or all convolutional layers, which reduces the size of the input image in order, among other things, to reduce the number of parameters (to prevent so-called overfitting). However, the image reduction also causes the CNN to tolerate small shifts in the image (location invariance). This property is of crucial importance, for example, to compensate for slight shifts (translations) of the disk in the X-Y plane, but also perpendicular to it along the Z axis, in relation to the camera position. The same applies to rotations or tilting of the disc around the axes as well as displacements caused, for example, by mechanical deformation of the wires during play or faulty locations in the wires of the spider of a board that arise during production or during transport of the board.

Zwischen den einzelnen Convolutional Layers und Pooling Layers befinden sich sog. Activation-Funktionen wie etwa die sog. ReLU-Funktion oder die Tangens-Hyperbolicus-Funktion, die die Inputs und Weights miteinander verbinden. Abschließend folgen ein oder mehrere sog. Fully Connected Layers, bevor abschließend der Output Layer folgt.Between the individual convolutional layers and pooling layers there are so-called activation functions such as the so-called ReLU function or the tangent hyperbolic function, which connect the inputs and weights with each other. Finally, one or more so-called fully connected layers follow, before the output layer follows.

Der Output Layer enthält während des Trainings zum Beispiel die Information, welche Pfeile sich innerhalb welchen Segment-Feldes befinden und damit welcher Pfeil bzw. welche Pfeilspitze welcher Punktzahl im Board entspricht. Auch der Score der bis zu drei Pfeile pro Bild und Aufnahme (das sind je drei geworfene Pfeile; am Ende eines Legs, d.h. eines Dartspiels von „501“ Punkten herunter bis zu „0“ Punkten, sind es alle Pfeile bis zum Erreichen der Restpunktzahl „0“) kann im Output-Layer mitabgespeichert sein. Diese Information kann aber auch aus den bis zu drei Punktzahlen der Pfeile je Aufnahme gewonnen werden.During training, the output layer contains, for example, information about which arrows are within which segment field and thus which arrow or arrowhead corresponds to which score on the board. Also the score of the up to three arrows per picture and recording (that's three arrows thrown each; at the end of a leg, i.e. a dart game from "501" points down to "0" points, it is all arrows until the remaining number of points is reached “0”) can be saved in the output layer. But this information can also can be obtained from the up to three points of the arrows per shot.

Die zum Training eines CNN verwendeten Daten bestehen also aus zuvor aufgezeichneten Kamerabildern aus unterschiedlichen Blickwinkeln, die jeweils die korrekten Punktzahlen als Label beinhalten. Das heißt, diese Punktzahlen wurden zuvor von einer Person am Board korrekt abgelesen und den Bildern als Label zugeordnet. Dadurch ist es zum Beispiel auch möglich, Situationen mit drei eng beieinander steckenden Pfeilspitzen, die aber zu mehr als einem Segmentfeld gehören und damit unterschiedliche Punktzahlen aufweisen, abzubilden und dem System zum Training mitzugeben. Auch Pfeilspitzen mit nicht-silbernen Farben können in solchen Bildern zum Trainieren des CNN enthalten sein oder sogar drei Pfeilspitzen im Board mit jeweils unterschiedlicher Farbe der einzelnen Spitzen. Auch Drähte der Spinne mit anderen Farben als Silber lassen sich als Bilder in den Trainingsdatensatz einbinden.The data used to train a CNN consists of previously recorded camera images from different angles, each of which contains the correct scores as a label. This means that these scores were previously read correctly by a person on the board and assigned to the images as a label. This makes it possible, for example, to map situations with three arrowheads that are close together, but which belong to more than one segment field and therefore have different points, and to pass them on to the system for training. Arrowheads with non-silver colors can also be included in such images for training the CNN, or even three arrowheads in the board, each with a different color for the individual tips. Spider wires with colors other than silver can also be included as images in the training data set.

Die Features für das CNN umfassen vorzugsweise: die Ränder der Segmente in Form von Drähten; die Pfeilspitzen, deren Farben variieren können; die Farben der Segmente bzw. Felder (bevorzugt schwarz, weiß, rot, grün); die Ziffern am Rand der Scheibe, die die Wertigkeit der radial nach außen laufenden Segmente angeben. CNNs sind in der Lage, mehrere Features an beliebiger Stelle im Input zu detektieren, also auch die oben beschriebenen Features, die in einem oder mehreren Bildern des Kamerasystems nach z.B. je drei geworfenen Pfeilen enthalten sind.The features for the CNN preferably include: the edges of the segments in the form of wires; the arrowheads, whose colors can vary; the colors of the segments or fields (preferably black, white, red, green); the numbers on the edge of the disc, which indicate the value of the segments running radially outwards. CNNs are able to detect multiple features at any point in the input, including the features described above that are contained in one or more images from the camera system after, for example, three arrows thrown.

Während des Trainings (bevorzugt vom Typ „Supervised Learning“) wird eine sog. Loss-Funktion aus zum Beispiel Punktzahlen oder Ähnlichem, mittels sog. Forward Propagation auf dem Trainingsdatensatz berechnet. Mit einer Variante eines sog. Gradientenabstiegsverfahrens (engl. Gradient Descent) wie Batch oder Stochastic Gradient Descent (oder Ähnlichem) werden lernbare Parameter wie Kernels und Weights (dt. Gewichte) entsprechend des Loss-Wertes durch sog. Backpropagation upgedatet.During training (preferably of the “supervised learning” type), a so-called loss function is calculated from, for example, scores or the like, using so-called forward propagation on the training data set. With a variant of a so-called gradient descent method such as batch or stochastic gradient descent (or similar), learnable parameters such as kernels and weights are updated according to the loss value using so-called backpropagation.

Nach dem Training kann der Output, also die Punktzahlen der einzelnen Pfeile bzw. Pfeilspitzen im Board, mit dem trainierten CNN berechnet werden. Nach dem Training mit dem Training Set wird z.B. zunächst mit einem sog. Cross-Validation Set getestet, bevor das CNN und seine Weights für eine Anwendung im Realbetrieb bereit sind (d.h. echtes Darts-Spiel).After training, the output, i.e. the scores of the individual arrows or arrowheads in the board, can be calculated using the trained CNN. After training with the training set, for example, a so-called cross-validation set is first tested before the CNN and its weights are ready for use in real operation (i.e. real darts game).

Beliebige optimierte bzw. trainierte Varianten bevorzugt eines CNN, aber auch anderer Neuronaler Netze oder Verfahren des Machine Learning, die eine Robustheit der Punktzahl-Bestimmung gegenüber Verschiebungen und Drehungen der Scheibe sowie entstandene Fehler auf der Scheibe gewährleisten, sind auch möglich und können im Rahmen dieser Erfindung Anwendung finden. Das heißt, die Erfindung schließt diese explizit mit ein.Any optimized or trained variants, preferably of a CNN, but also of other neural networks or machine learning methods, which ensure the robustness of the score determination against shifts and rotations of the disk as well as errors that arise on the disk, are also possible and can be used within the scope of this Invention find application. This means that the invention explicitly includes these.

Nach Ermittlung des Scores einer sog. Aufnahme (bevorzugt je drei geworfener Pfeile) wird die Gesamtpunktzahl von der zuvor gegebenen Restpunktzahl abgezogen und nur noch die neue Restpunktzahl wird auf einem entsprechenden Display den Spielern angezeigt. Das heißt es sind bevorzugt zwei Anzeigen, also eine je Spieler, nötig. Die Displayanzeigen können zusätzlich beispielsweise umfassen: den Gesamt-3-Dart-Average bezogen auf das gesamte Spiel; die mit der letzten Aufnahme erzielte Punktzahl; gewonnene Spiele, gewonnene Sätze, gewonnene Legs für den jeweiligen Spieler.After determining the score of a so-called shot (preferably three darts thrown), the total number of points is deducted from the previously given remaining number of points and only the new remaining number of points is shown to the players on a corresponding display. This means that two displays are preferably necessary, i.e. one for each player. The display displays can additionally include, for example: the overall 3-dart average based on the entire game; the score achieved with the last recording; Games won, sets won, legs won for the respective player.

Zusätzlich zum Update der Restpunktzahl kann nach Ermittlung der Punktzahl aus der letzten Aufnahme über einen zum System gehörigen Lautsprecher eine akustische Sprachausgabe der erzielten Gesamt-Punktzahl erfolgen, so wie dies bei Steeldarts-Spielen normalerweise durch den Caller vorgenommen wird. Dies ist bei E-Dartspielen heute ein Standard-Feature, für eine Steeldarts-Anwendung jedoch wohl noch nicht bzw. eher selten vorhanden, oder war bisher noch gar nicht sinnvoll möglich.In addition to updating the remaining score, after the score has been determined from the last recording, an acoustic voice output of the total score achieved can be made via a loudspeaker belonging to the system, as is normally done by the caller in steel darts games. This is a standard feature in e-dart games today, but is probably not yet available for a steel darts application, or is rarely available, or has not yet been possible in a meaningful way.

Sobald die Restpunktzahl eines Spielers bei zum Beispiel der Variante „Double Out“ „170“ oder weniger beträgt (ausgenommen sog. Bogey-Restpunktzahlen wie z.B. „159“, die in der Variante Double-Out nicht mit drei Pfeilen auf „0“ gestellt werden können), kann es nötig sein, bereits nach einem oder zwei Pfeilen die Restpunktzahl zu bestimmen. In Abhängigkeit von der gegebenen Restpunktzahl ermittelt das System aus einer Liste im Speicher, wie viele Pfeile noch mindestens geworfen werden müssen, um die Restpunktzahl auf „0“ zu stellen. Alternativ kann der Spieler aber auch durch manuelles Auslösen die Punktzahl-Ermittlung starten. Ist die Restpunktzahl Null, so wird dem entsprechenden Spieler das betreffende Leg als gewonnen zuerkannt und der Leg-Zähler im Speicher um Eins erhöht. Wie im Steeldarts üblich, wird, je nach Modus, dann bei einer bestimmten Anzahl gewonnener Legs dem Spieler ein Set (dt. Satz) zuerkannt und entsprechend bei Gewinn einer definierten Anzahl Sets dem Spieler der Matchgewinn zugewiesen. Sobald dies der Fall ist, ist ein Einzel-Spiel beendet.As soon as a player's remaining score in the "Double Out" variant, for example, is "170" or less (except for so-called bogey remaining scores such as "159", which in the Double-Out variant are not set to "0" with three arrows ), it may be necessary to determine the remaining points after just one or two arrows. Depending on the remaining number of points, the system determines from a list in the memory how many arrows at least still have to be thrown in order to set the remaining number of points to “0”. Alternatively, the player can also start the score calculation manually. If the remaining score is zero, the relevant player is awarded the leg in question as having won and the leg counter in the memory is increased by one. As is usual in steel darts, depending on the mode, the player is awarded a set (German set) if he wins a certain number of legs and the match win is assigned to the player if he wins a defined number of sets. As soon as this is the case, a singles game is over.

Die Ergebnisse (Scores bzw. 3-Dart-Average, Informationen zum Gesamtsieger, gewonnene Sätze, gewonnene Legs, und Ähnliches) können zum Beispiel nach jedem Spiel oder bei Spiel-Abbruch gespeichert werden, z.B. auf einer internen Festplatte des Systems oder extern auf einen z.B. USB-Stift als Datenspeicher. Auch die Bilder der einzelnen Aufnahmen können bei ausreichend viel Speicher mitexportiert werden zu Analysezwecken und/oder zur Validierung der Korrektheit der ermittelten Ergebnisse.The results (scores or 3-dart average, information about the overall winner, sets won, legs won, and the like) can be saved, for example, after each game or when the game is abandoned, for example on an internal one Hard drive of the system or externally on a USB pen for data storage. If there is enough memory, the images of the individual recordings can also be exported for analysis purposes and/or to validate the correctness of the results determined.

Bei der Variante Double-In muss am Start jedes Legs für jeden Spieler zunächst für jeden einzelnen geworfenen Pfeil gecheckt werden, ob er in einem Double-Feld steckt oder nicht. Dazu kann entweder die Messung manuell vom Spieler nach jedem Pfeil ausgelöst werden oder aber bevorzugt überwacht das Kamerasystem dauerhaft, ob und wann sich eine Pfeilspitze irgendwo ins Blickfeld der Kamera bewegt hat bzw. das Board berührt, d.h. sich im Board befindet, und löst dann die Messung aus. Ein ähnliches Vorgehen ist auch für die Messung der Pfeile gegen Ende eines Legs im Modus „Double-Out“ denkbar: das heißt, jedes Mal wenn ein neuer Pfeil die Scheibe berührt und/oder im Bildbereich einer der Kameras auftaucht, werden Kamerabilder aufgezeichnet und ausgewertet hinsichtlich erzielter Punktzahl. Reicht die Punktzahl nicht oder hat sich der Spieler überworfen (mehr Punkte als erlaubt) oder hat der Spieler abschließend kein Doppel-Feld getroffen, so wird die Restpunktzahl den Regeln von Steeldarts entsprechend korrigiert und es geht für den betreffenden Spieler mit der nächsten Aufnahme wieder weiter.With the double-in variant, at the start of each leg, each player must first check whether each arrow thrown is in a double field or not. For this purpose, the measurement can either be triggered manually by the player after each arrow or, preferably, the camera system continuously monitors whether and when an arrowhead has moved somewhere into the camera's field of view or touched the board, i.e. is in the board, and then releases it measurement. A similar procedure is also conceivable for measuring the arrows towards the end of a leg in “double-out” mode: this means that every time a new arrow touches the target and/or appears in the image area of one of the cameras, camera images are recorded and evaluated in terms of points achieved. If the number of points is not enough or the player has fallen out (more points than allowed) or the player has not hit a double field at the end, the remaining number of points will be corrected according to the rules of Steeldarts and the player in question will continue with the next shot .

Sobald die Punktzahl durch Treffen eines Double-Feldes auf „0“ gestellt wird und das System dies durch Auswertung der Kamerabilder erkannt, d.h. berechnet, hat, wird das Leg dem betreffenden Spieler als gewonnen zugewiesen und der Zähler für die gewonnenen Legs um Eins inkrementiert.As soon as the score is set to "0" by hitting a double field and the system has recognized this by evaluating the camera images, i.e. calculated it, the leg is assigned to the player in question as having been won and the counter for the legs won is incremented by one.

4. Ausführungsbeispiele mit Zeichnungen4. Examples of embodiments with drawings

Die Erfindung wird im Folgenden weiter durch bevorzugte Ausführungsbeispiele und deren Zeichnungen dargelegt. Die einzelnen Zeichnungen stellen dar:

  • 1: eine allgemeine Dartscheibe, die in mehrere ringförmige und radiale Segmente und Felder mit unterschiedlichen Punktzahlen unterteilt ist,
  • 2: einen Dartpfeil aus mehreren Bestandteilen,
  • 3: ein Koordinatensystem für eine Dartscheibe mit darin steckenden Pfeilen,
  • 4: ein Kamerasystem, bestehend aus in der dargestellten Ausführungsform vier Monokameras, die ihre Bilddaten an einen Bildspeicher weiterreichen können und/oder die von einer Recheneinheit dazu aufgefordert werden können, Bilder aufzuzeichnen,
  • 5: eine Schrägansicht, die beispielhaft die Abstände und Positionierungen der Kameras neben bzw. vor der Dartscheibe zeigen,
  • 6.a und 6.b: eine einzelne Kamera, die entlang einer kreisförmigen Schiene in Richtung Scheibenmitte orientiert ist und die Bilder aus vielen unterschiedlichen Blickwinkeln aufnehmen kann, zum einen in 6.a in einer Frontansicht zur Scheibe, zum anderen in 6.b in einer Schrägansicht,
  • 7: die technische Systemarchitektur für die Hardware des Systems, die im Wesentlichen als Bestandteile die mindestens eine Kamera, mindestens eine Speichereinheit für Bilddaten, Zwischen- und Endergebnisse der Berechnungen, sowie mindestens eine Recheneinheit und Displays zur Anzeige der (Zwischen- )Resultate umfassen,
  • 8: eine beispielhafte Darstellung für ein mit einer Kamera aus einem typischen Blickwinkel aufgenommenes Einzelbild, auf dem in diesem Fall die gesamte Scheibe mit Pfeilen bzw. deren Spitzen sichtbar ist, so wie es der Software des Systems zur Berechnung der Punktzahlen bevorzugt zur Verfügung gestellt wird,
  • 9.a, 9.b, 9.c, 9.d: beispielhafte Darstellungen für wesentliche Auswertungsschritte des Verfahrens mit bevorzugt regelbasierten Algorithmen, dargestellt anhand der gegebenen Bilddaten und möglicher Verarbeitungsschritte der Algorithmen,
  • 10: ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des Verfahrens mit den möglichen Schritten eines regelbasierten Algorithmus zur Ermittlung der Punktzahlen mehrerer Pfeile,
  • 11: eine beispielhafte Darstellung für ein auf künstlicher Intelligenz basierendes Verfahren, hier eines Neuronales Netzes (genauer eines Convolutional Neural Networks), zur Ermittlung der Punktzahlen mehrerer Pfeile gleichzeitig.
The invention is further explained below by preferred exemplary embodiments and their drawings. The individual drawings represent:
  • 1 : a general dartboard divided into several annular and radial segments and fields with different scores,
  • 2 : a dart made of several components,
  • 3 : a coordinate system for a dart board with arrows stuck in it,
  • 4 : a camera system, consisting in the illustrated embodiment of four mono cameras, which can pass on their image data to an image memory and / or which can be requested by a computing unit to record images,
  • 5 : an oblique view that shows an example of the distances and positioning of the cameras next to or in front of the dartboard,
  • 6 .a and 6 .b: a single camera that is oriented along a circular rail towards the center of the pane and can take images from many different angles, on the one hand 6 .a in a front view of the window, on the other in 6 .b in an oblique view,
  • 7 : the technical system architecture for the hardware of the system, which essentially includes as components the at least one camera, at least one storage unit for image data, intermediate and final results of the calculations, as well as at least one computing unit and displays for displaying the (intermediate) results,
  • 8th : an exemplary representation of an individual image taken with a camera from a typical viewing angle, on which in this case the entire target with arrows or their tips is visible, as is preferably provided to the software of the system for calculating the scores,
  • 9 .a, 9 .b, 9 .c, 9 .d: exemplary representations of essential evaluation steps of the method with preferably rule-based algorithms, shown using the given image data and possible processing steps of the algorithms,
  • 10 : an exemplary flowchart of the method with the possible steps of a rule-based algorithm for determining the scores of several arrows,
  • 11 : an exemplary representation of a method based on artificial intelligence, here a neural network (more precisely a convolutional neural network), for determining the scores of several arrows at the same time.

Die Zeichnung 1 zum Stand der Technik zeigt eine allgemeine Dartscheibe 10, wie sie im Steeldarts als Target zum Einsatz kommt. Dabei beschränkt sich die Darstellung in 1 auf die wesentlichen Eigenschaften einer Scheibe, ohne die Einzelheiten darzustellen. In der Mitte besteht eine Dartscheibe aus einem segmentierten Doppelfeld, dem sog. Bull's Eye 11, an dessen Rand das ringförmige „Single Bull“-Segment 12 anschließt. Beide sind durch ringförmige Drähte 16 von den sie jeweils umgebenden Segmenten abgegrenzt. Drähte als Abgrenzungen zwischen den Segmenten und Feldern sind in 1 durch schwarze Linien 16 dargestellt. Vom äußeren Rand des Single Bull Segmentes laufen strahlenförmig radiale Linien, das heißt Drähte nach außen. Dadurch werden insgesamt 20 Stück Segmente definiert, deren Wertigkeiten zwischen „1“ und „20“ liegen. In der 1 ist als Beipiel das Segment mit einfacher Wertigkeit „1“ (als „Wert=1“) dargestellt. Es unterteilt sich in zwei Felder mit einfacher Wertigkeit 13 sowie je ein Feld mit dreifacher Wertigkeit 14 und doppelter Wertigkeit 15. Die Unterteilung der radial nach außen laufenden Segmente wird durch ringförmig verlaufende Drähte wie z.B. 17 erreicht, so dass sich für jedes radiale Segment jeweils die eben beschriebenen vier Felder als weitere Unterteilungen für die Punktzahlen bzw. Wertigkeiten ergeben. Nicht dargestellt ist die Umgebung außerhalb der Doppelfelder 15, die jedoch auch noch zu einer Dartscheibe zählt (meist kreisrunde Umgebung um Doppelfeld-Bereich einer Scheibe). Die Wertigkeit dieses Bereichs beträgt „0“, d.h. Pfeile in diesem Bereich haben die Punktzahl „0“.The drawing 1 The prior art shows a general dart board 10 as used as a target in steel darts. The representation is limited to 1 on the essential properties of a disc without presenting the details. In the middle, a dartboard consists of a segmented double field, the so-called bull's eye 11, with the ring-shaped "single bull" segment 12 adjoining the edge. Both are separated from the segments surrounding them by ring-shaped wires 16. Wires as boundaries between the segments and fields are in 1 represented by black lines 16. Radial lines, i.e. wires, radiate outwards from the outer edge of the single bull segment. This makes a total of 20 Segments are defined whose values are between “1” and “20”. In the 1 As an example, the segment is shown with a simple value of “1” (as “Value=1”). It is divided into two fields with a single value 13 and one field each with a triple value 14 and a double value 15. The subdivision of the segments running radially outwards is achieved by ring-shaped wires such as 17, so that for each radial segment the The four fields just described serve as further subdivisions for the scores or values. The environment outside the double fields 15 is not shown, but it is also part of a dart board (usually a circular environment around the double field area of a target). The value of this area is “0”, meaning arrows in this area have a score of “0”.

Zeichnung 2 zum Stand der Technik zeigt beispielhaft den bevorzugten Aufbau eines Steeldarts 20. Nach einem Wurf auf die Dartscheibe bleibt in der Regel nur der vordere Teil 21 des Pfeiles 20 im Board stecken. Dieser ist aus Metall und wird als Pfeilspitze (kurz: Spitze) 21 bezeichnet. Diese Pfeilspitze ist in der Regel am sog. Barrel 22 befestigt, an dem die Pfeile zum Werfen angefasst werden. Dahinter folgen noch der Shaft 23 und der Flight 24. Für die Berechnung der Punktzahlen von in einer Dartscheibe steckenden Pfeilen sind lediglich die Pfeilspitzen 21 entscheidend. Dennoch müssen die anderen Teile 22, 23 und 24 bei der Punktauswertung segmentiert werden und dürfen beispielsweise nicht die Sicht auf die Pfeilspitzen verdecken.drawing 2 The prior art shows an example of the preferred structure of a steel dart 20. After a throw at the dartboard, usually only the front part 21 of the arrow 20 remains stuck in the board. This is made of metal and is called the arrowhead (tip for short) 21. This arrowhead is usually attached to the so-called barrel 22, where the arrows are gripped for throwing. Behind them are the Shaft 23 and the Flight 24. Only the arrowheads 21 are crucial for calculating the scores of arrows stuck in a dartboard. Nevertheless, the other parts 22, 23 and 24 must be segmented when scoring points and must not, for example, obscure the view of the arrowheads.

Zeichnung 3 zum Stand der Technik zeigt ein mögliches Koordinatensystem 30 für eine Dartscheibe 10, dessen Ursprung in der X-Y-Ebene in der Mitte des „Bull's Eye“-Segmentes 11 liegt, und dessen z-Achse ihren Nullpunkt z.B. an der Oberfläche des „Bull's Eye“-Segmentes hat und von dort in Richtung des Spielers zur Abwurflinie hin orientiert ist. Außerdem sind drei im Board steckende Pfeile 20 dargestellt. Teile ihrer vordersten Spitzen sind dabei jeweils nicht mehr sichtbar, da diese Anteile im Board stecken.drawing 3 The prior art shows a possible coordinate system 30 for a dart board 10, the origin of which lies in the segment and is oriented from there in the direction of the player towards the throw line. In addition, three arrows 20 stuck in the board are shown. Parts of their front tips are no longer visible because these parts are stuck in the board.

Zeichnung 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform für ein System aus Kameras 40, bestehend aus mehreren (im Beispiel vier) Einzelkameras (z.B. CMOS oder CCD Monokameras) 41, die bevorzugt ringförmig äquidistant zur Mitte der Scheibe 10 mit darin steckenden Pfeilen 20 zum Beispiel an einer ringförmigen Stange 44 montiert sind. Eine Kombination aus Speichereinheit und Recheneinheit 42 kann über Datenleitungen 43 oder per Remote-Verbindung (nicht dargestellt) die Bilddaten der einzelnen Kameras aufzeichnen bzw. empfangen, abspeichern und weiterverarbeiten. Die Speicher- und Recheneinheit 42 kann aber bei Bedarf in einer Ausführungsform der Erfindung auch Befehle über die Datenleitungen 43 an die Kameras zur Aufzeichnung eines oder mehrerer Bilder geben und diese dann wieder über diese empfangen. Die Einzelkameras 41 können auf verschiedene Arten und bevorzugt in gleichen Abständen in leicht positiver z-Richtung zum Koordinatenursprung der Scheibe symmetrisch um diese herum montiert sein, um eine bessere Sicht auf die möglichst gesamte Scheibe durch jede der Einzelkameras zu erzielen (siehe auch die folgende 5), und um damit die Auswertung der Bilder durch die Algorithmen zu verbessern. Die Abstände der Einzelkameras 41 zur Scheibe 10 sollten aber vor allem auch in Z-Richtung nicht zu groß sein, um noch eine ausreichend große Auflösung für die Pfeilspitzen zu haben. Dennoch wäre es auch denkbar, die Kameras in Z-Richtung weit vor der Scheibe zu platzieren (z.B. in der Nähe oder hinter der Abwurflinie des Spielers am Boden und/oder der Raumdecke). Bevorzugt sollte das System in dieser Ausführungsform mindestens zwei Kameras umfassen, optimalerweise jedoch drei oder vier, um die Scheibe aus mehreren Blickwinkeln betrachten bzw. fotografieren zu können für eine genauere Auswertung hinsichtlich der Punktzahlen.drawing 4 shows a possible embodiment for a system of cameras 40, consisting of several (in the example four) individual cameras (e.g. CMOS or CCD mono cameras) 41, which are preferably ring-shaped equidistant from the center of the disk 10 with arrows 20 stuck therein, for example on an annular rod 44 are mounted. A combination of storage unit and computing unit 42 can record or receive, store and further process the image data from the individual cameras via data lines 43 or via remote connection (not shown). However, if necessary, in one embodiment of the invention, the storage and computing unit 42 can also give commands via the data lines 43 to the cameras to record one or more images and then receive them again via them. The individual cameras 41 can be mounted symmetrically around the pane in various ways and preferably at equal distances in a slightly positive z direction to the coordinate origin in order to achieve a better view of the entire pane if possible through each of the individual cameras (see also the following 5 ), and thus improve the evaluation of the images by the algorithms. The distances between the individual cameras 41 and the disk 10 should not be too large, especially in the Z direction, in order to still have a sufficiently large resolution for the arrowheads. However, it would also be conceivable to place the cameras far in front of the target in the Z direction (e.g. near or behind the player's throw line on the floor and/or the ceiling). In this embodiment, the system should preferably include at least two cameras, but optimally three or four, in order to be able to view or photograph the disc from several angles for a more precise evaluation with regard to the scores.

Ergänzend zu 4 zeigt die Zeichnung 5 eine Schrägansicht der X-Z-Ebene 50 der Dartscheibe 10, um eine mögliche Arretierung/Positionierung von Einzelkameras 41 vor dieser Scheibe 10 mit bevorzugt etwa gleichen Abständen in Z-Richtung 51 zur X-Y-Ebene der Scheibe und etwa gleichen Abständen zum Ursprung 52 (d.h. zum Mittelpunkt) der Dartscheibe 10 deutlicher zu veranschaulichen.In addition to 4 shows the drawing 5 an oblique view of the Center point) of the dartboard 10 to be illustrated more clearly.

In 6.a wird eine alternative, bevorzugte Ausführungsform zum System aus mehreren Einzelkameras in 4 und 5 gezeigt. Hier reicht eine einzelne digitale Kamera 41, die an einem Träger 61 (oder auch Schiene 61) montiert ist und der bevorzugt kreisrund ist und in positiver Z-Richtung leicht vor der Scheibe 10 befestigt ist (siehe dazu auch die nachfolgende Zeichnung 6.b) . Ebenso befindet sich dieser Träger 61 für die Kamera 41 in X-Y-Richtung außerhalb der Scheibe, so dass ein gutes Blickfeld auf jeden in der Scheibe steckenden Pfeil 20 gegeben ist. Die Datenleitungen 43 können in der Situation von 6.a auch durch Remoteverbindungen zur Übertragung der Bilddaten und Befehle ersetzt sein, so dass die Kamera 41 sich ungebundener um die Scheibe 10 entlang des Trägers 61 bewegen kann. Speicher- und Recheneinheit 42 können unter anderem auch Befehle an die Kamera weitergeben, nach Überstreichen welchen Winkels bzw. welcher Länge entlang des Trägers diese wieder stoppen soll und ein Bild aufzeichnen soll. Die Drehbewegung der Kamera 41 kann im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Scheibe herum erfolgen. In 6.a ist diese Drehrichtung im Uhrzeigersinn 62. Zudem ist hier ein Stopp der Bewegung an fest definierten Punkten 63 entlang des Trägers vorgesehen. Diese Stopps finden bevorzugt in äquidistanten Abständen entlang des Trägers statt. Diese Stopp-Positionen sind durch die Kameras 63 mit gestrichelten Rändern gekennzeichnet, es sei aber darauf hingewiesen, dass es sich bei diesen Kamera-Elementen 63 jeweils um die eine einzelne Kamera 41 handelt, die um den bevorzugt kreisrunden Trägerring 61 im Uhrzeigersinn 62 rotiert und an diesen Positionen 63 lediglich kurz stoppt, um jeweils mindestens ein Bild aufzuzeichnen. Die Vielzahl der so verfügbaren Blickwinkel unter Verwendung lediglich einer einzelnen Kamera machen diese Ausführungsform der Erfindung besonders vorteilhaft, da sie Kosten für mehrere Kameras spart und gleichzeitig mehr Flexibilität bietet als ein System mit fest montierten Kameras. Da die Algorithmen ausreichende Robustheit gegenüber Verschiebungen und Drehungen der Kamera in Relation zur Scheibe gewährleisten, sind mechanische Ungenauigkeiten bei der Montage und Bewegung der Kamera auf dem Träger durchaus akzeptabel und handhabbar.In 6 .a is an alternative, preferred embodiment to the system of several individual cameras 4 and 5 shown. A single digital camera 41 is sufficient here, which is mounted on a carrier 61 (or rail 61) and which is preferably circular and is attached slightly in front of the pane 10 in the positive Z direction (see also the following drawing 6 .b) . Likewise, this carrier 61 for the camera 41 is located outside the disk in the XY direction, so that there is a good field of view of each arrow 20 stuck in the disk. The data lines 43 can be in the situation of 6 .a can also be replaced by remote connections for transmitting the image data and commands, so that the camera 41 can move more freely around the disk 10 along the carrier 61. Storage and computing unit 42 can, among other things, also pass on commands to the camera as to which angle or length along the carrier it should stop again and record an image. The camera 41 can rotate clockwise or counterclockwise around the disk. In 6 .a this direction of rotation is clockwise 62. In addition, a stop of the movement is defined here ned points 63 are provided along the carrier. These stops preferably take place at equidistant intervals along the beam. These stop positions are marked by the cameras 63 with dashed edges, but it should be noted that these camera elements 63 are each a single camera 41, which rotates around the preferably circular carrier ring 61 in a clockwise direction 62 and only stops briefly at these positions 63 in order to record at least one image each time. The variety of viewing angles available using only a single camera make this embodiment of the invention particularly advantageous as it saves costs for multiple cameras while at the same time offering more flexibility than a system with permanently mounted cameras. Since the algorithms ensure sufficient robustness against displacements and rotations of the camera in relation to the disk, mechanical inaccuracies when mounting and moving the camera on the carrier are entirely acceptable and manageable.

Zeichnung 6.b verdeutlicht durch eine Schrägansicht des Systems aus 6.a nochmals in erster Linie die Verschiebung bzw. den Abstand 51 des bevorzugt ringförmigen Trägers 61 mit darauf montierter Kamera 41 bezogen auf die Z-Achse der X-Z-Ebene 50 der Scheibe 10. Auch die Abstände zum Ursprung 52 der Dartscheibe 10 sollten dabei wieder in etwa gleich sein. Die gestrichelte Kamera 64 soll dabei wieder eine mögliche Stopp-Position der einen Kamera 41 in der X-Z-Ebene entlang des ringförmigen Trägers 61 darstellen (hier würde dies einem Stopp der Kamera nach Überstreichen einer halben Umdrehung, d.h. 180 Grad, bezogen auf die Start-Position bei 41, entsprechen).drawing 6 .b illustrates with an oblique view of the system 6 .a again primarily the displacement or the distance 51 of the preferably ring-shaped carrier 61 with the camera 41 mounted thereon in relation to the Z axis of the be approximately the same. The dashed camera 64 should again represent a possible stop position of one camera 41 in the Position at 41, correspond).

Zeichnung 7 zeigt eine allgemeine Darstellung der technischen Architektur und Hardware des Systems. Das Gesamtsystem 70 besteht aus mindestens einer Digitalkamera 71, bevorzugt sind dies CMOS oder CCD Kameras, die über Leitungen 72 oder per Remote-Verbindung Daten mit einer Speichereinheit 73 austauschen können. Diese mindestens eine Speichereinheit ist wiederum beispielsweise über eine Datenleitung 74 mit der mindestens einen Recheneinheit 75 verbunden, die Befehle auch direkt an die Kameras geben kann, um neue Bilder von diesen aufzeichnen zu lassen. Diese Recheneinheit kann beispielsweise (sofern erforderlich) aus Kombinationen von CPUs und GPUs bestehen. Auf der Recheneinheit 75 werden im Wesentlichen die Algorithmen ausgeführt, d.h. die Ermittlung der Punktzahlen erfolgt in der Recheneinheit 75 anhand der aus der Speichereinheit 73 gelesenen Kamera-Bilder als Eingangsdaten. Über eine weitere Datenleitung 76 kann zum Beispiel ein weiterer Speicher 77 für die Gesamtpunktzahlen, Restpunkte, Statistiken, etc. beschrieben und gelesen werden. Dieser Speicher kann der Einfachheit halber aber auch in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung in der Speichereinheit 73 integriert sein, so dass der Speicher 77 dann entfallen würde. Schließlich können die Ergebnisse über eine weitere Datenleitung 78 an mindestens ein Display (Anzeige) 79 sowie über eine weitere Leitung 87 an einen Lautsprecher 88 zur akustischen Sprachausgabe (z.B. Ansage der erzielten bzw. ermittelten Punktzahlen) weitergeleitet werden, so dass sich z.B. aktuelle Restpunktzahlen oder Spielstände jederzeit aktualisiert auf der Anzeige 79 anzeigen lassen.drawing 7 shows a general representation of the technical architecture and hardware of the system. The overall system 70 consists of at least one digital camera 71, preferably CMOS or CCD cameras, which can exchange data with a storage unit 73 via lines 72 or via a remote connection. This at least one storage unit is in turn connected, for example via a data line 74, to the at least one computing unit 75, which can also give commands directly to the cameras in order to have new images recorded by them. This computing unit can, for example (if necessary) consist of combinations of CPUs and GPUs. The algorithms are essentially executed on the computing unit 75, that is, the determination of the scores takes place in the computing unit 75 using the camera images read from the storage unit 73 as input data. For example, another memory 77 for the total points, remaining points, statistics, etc. can be written and read via another data line 76. For the sake of simplicity, this memory can also be integrated in the memory unit 73 in a special embodiment of the invention, so that the memory 77 would then be omitted. Finally, the results can be forwarded via a further data line 78 to at least one display (display) 79 and via a further line 87 to a loudspeaker 88 for acoustic speech output (e.g. announcement of the points achieved or determined), so that, for example, current remaining points or Have the scores updated at any time on display 79.

Die Zeichnung 8 stellt das typische Aussehen eines mit einer der Kameras aufgenommenen zweidimensionalen Einzelbildes 80 dar, aus einem Blickwinkel seitlich neben und in Z-Richtung leicht vor der Scheibe. Darauf sind in diesem Fall alle Teile der Scheibe sowie einige Pfeile mit Spitzen sichtbar, wie sie der Software des Systems zur Berechnung der Punktzahlen zur Verfügung gestellt werden. Die Ziffern zwischen „1“ und „20“ zeigen in 8 die am Rand der Scheibe montierten Wertigkeiten 81 der von der Mitte strahlenförmig nach außen laufenden Segmente, d.h. 1 bis 20 sind in 8 keine Nummern zur Referenzierung von Teilen der Abbildung! Die Positionierung der einzelnen Kameras kann so gewählt werden, dass die gesamte Scheibe inklusive der Wertigkeiten 81 am Rand der Scheibe in den Bildbereich fallen. Die Wertigkeiten 81 sind in der Regel an einem metallischen Ring 82 befestigt, der für die Erfindung später in den Algorithmen dazu genutzt werden kann, um die Wertigkeiten im Bildbereich bis hin zu diesem metallischen Ring zu suchen. Das heißt, eine Suche nach den Zahlen der Wertigkeit außerhalb dieses Rings kann entfallen und das Auswerteverfahren dadurch beschleunigt werden. Wie an der Stelle 83 des Bildes 80 erkennbar ist, können Teile eines Dartpfeiles die Sicht auf die Wertigkeitsziffern verdecken. Es lässt sich aber leicht rekonstruieren, je nachdem ob von den Algorithmen in oder gegen den Uhrzeigersinn nach den Ziffern und deren Segmenten gescannt wird, um welche Zahl es sich für das betreffende Segment handelt. Bei Suche im Uhrzeigersinn würde auf die „18“ immer die „4“ folgen. Danach käme die „13“. Ansonsten wäre die Ziffer auch leicht aus einem anderen Blickwinkel bzw. einem anderen Kamerabild ersichtlich. Es ist also ein Vorteil, die Pfeile und die Scheibe aus mehreren Blickwinkeln aufzuzeichnen und zu analysieren.The drawing 8th represents the typical appearance of a two-dimensional individual image 80 recorded with one of the cameras, from a viewing angle to the side of and slightly in front of the pane in the Z direction. In this case, all parts of the target are visible, as well as some arrows with tips, as provided to the software of the system for calculating the scores. The numbers between “1” and “20” indicate in 8th the values 81 of the segments that radiate outwards from the center, ie 1 to 20, are mounted on the edge of the disk 8th no numbers to reference parts of the figure! The positioning of the individual cameras can be chosen so that the entire pane, including the values 81 on the edge of the pane, fall into the image area. The values 81 are usually attached to a metallic ring 82, which can later be used in the algorithms for the invention to search for the values in the image area up to this metallic ring. This means that there is no need to search for the value numbers outside of this ring, thereby speeding up the evaluation process. As can be seen at point 83 of image 80, parts of a dart can obscure the view of the value digits. However, depending on whether the algorithms scan the digits and their segments in a clockwise or counterclockwise direction, it is easy to reconstruct which number the segment in question is. If you search clockwise, “18” would always be followed by “4”. After that would come “13”. Otherwise the number would be easily visible from a different angle or from a different camera image. So it is an advantage to record and analyze the arrows and the target from multiple angles.

In 9.a wird dargestellt, wie man aus einem zweidimensionalen Kamerabild 80 mithilfe der zuvor geschilderten digitalen Bildverarbeitungsalgorithmen zur Segmentierung, Bereiche 91, 92 und 93 aus dem Kamerabild extrahiert. Es wird hierzu zum Beispiel zunächst die Mitte der Scheibe nach Pfeilen abgescannt. Im gezeigten Fall 91 befindet sich die zuvor vom Rest des Pfeiles segmentierte Pfeilspitze im oder zumindest in der Nähe des sog. „Bull's Eye“-Segments der Scheibe. Sodann werden die unmittelbaren Nachbarfelder, die an dieses zunächst grob als Zielsegment des Pfeils vermutete Bull's Eye angrenzen, mit in den verkleinerten Ausschnitt 91 des Gesamtbildes um das Bull's Eye herum mitaufgenommen. Das heißt, auch das „Single Bull“-Segment wird in die weitere Analyse für diesen Pfeil mitaufgenommen. Der Bildausschnitt sollte bevorzugt rechteckig sein, und kann speziell auch quadratisch sein mit X- und Y-Achsen. Die beiden anderen Pfeile bzw. deren Spitzen scheinen sich nicht in der Nähe der Mitte der Scheibe zu befinden. Es werden also zum Beispiel die Segmente mit Wertigkeiten von „1“ bis „20“ radial nach außen abgesucht. Schließlich findet man nach Überschreiten mehrerer Drähte in Richtung Scheibenrand die beiden anderen Pfeile in jeweils Feldern mit doppelter Wertigkeit. Auch hier bildet man wieder jeweils einen Bildausschnitt: einen Bildausschnitt 92 um das Doppel-„14“-Feld und einen Bildausschnitt 93 um das Doppel-,17"-Feld. Dabei sollten die angrenzenden Segmente und Felder mit in die Bildausschnitte aufgenommen werden, um hinterher in den nachfolgenden Schritten auch sicher die Pfeilspitze einem Feld eindeutig zuordnen zu können.In 9 .a shows how to extract areas 91, 92 and 93 from the camera image from a two-dimensional camera image 80 using the previously described digital image processing algorithms for segmentation. For this purpose, for example, the center of the target is first scanned for arrows. In case 91 shown is the one previously segmented from the rest of the arrow Arrowhead in or at least near the so-called “Bull's Eye” segment of the target. The immediate neighboring fields that border this bull's eye, which was initially roughly assumed to be the target segment of the arrow, are then included in the reduced section 91 of the overall image around the bull's eye. This means that the “Single Bull” segment will also be included in the further analysis for this arrow. The image section should preferably be rectangular, and can especially be square with X and Y axes. The other two arrows or their tips do not appear to be near the center of the target. For example, the segments with values from “1” to “20” are searched radially outwards. Finally, after crossing several wires towards the edge of the disc, you find the other two arrows in fields with double value. Here, too, an image section is formed: an image section 92 around the double "14" field and an image section 93 around the double "17" field. The adjacent segments and fields should be included in the image sections in order to to be able to clearly assign the arrowhead to a field in the following steps.

Die Zeichnung 9.b zeigt, wie von einem regelbasierten Algorithmus der Bildausschnitt 91 aus 9.a bevorzugt weiterverarbeitet werden kann. Dies geschieht in diesem Fall mittels eines Polygon-Clipping Algorithmus, der die Schnitte bzw. den Überlapp nicht-konvexer Polygone handhaben kann. In 9.b hat man zwei näherungsweise ringförmige Polygone für die Ränder des Bull's Eye und des Single Bull Feldes durch entsprechende Detektion der Kanten der Drähte erzeugt. Beide Polygone bestehen jeweils aus mindestens drei Vertices 94 (Eckpunkten) und drei Kanten 95 (Linien, die diese Eckpunkte verbinden). Ebenso kann die Spitze des Pfeils extrahiert werden und ebenfalls als Polygon approximiert werden mit Vertices 96 und Kanten 97. In der Darstellung besteht der erkannte Pfeil vereinfacht aus einem Polygon mit vier Ecken. Die absolute Spitze der Pfeilspitze bildet nun unter diesem Blickwinkel einen Schnitt 98 bzw. eine Schnittfläche 98 bzw. ein Schnittpolygon 98 bzw. einen Überlapp 98 (hier als Schachbrettmuster dargestellt) mit dem „Bull's Eye“-Segment 99. Bildausschnitte, die aus Kamerabildern unter anderen Winkeln gewonnen wurden, können unter Umständen unterschiedliche Resultate liefern. Wenn aus mehreren verschiedenen Blickwinkeln von Kamerabildern jedoch zum Beispiel für eine definierte Anzahl oder Quote von Bildern jeweils das Resultat der Überlapp-Berechnung das gleiche Feld als Ergebnis zurückliefert (unter Umständen mit einer Wahrscheinlichkeit versehen), so kann dieses Feld als das wahrscheinlichste Trefferfeld angesehen werden und dessen Punktzahl wird als Ergebnis gespeichert.The drawing 9 .b shows how the image section 91 is created from a rule-based algorithm 9 .a can preferably be further processed. In this case, this is done using a polygon clipping algorithm that can handle the cuts or overlap of non-convex polygons. In 9 .b two approximately ring-shaped polygons have been created for the edges of the bull's eye and the single bull field by corresponding detection of the edges of the wires. Both polygons each consist of at least three vertices 94 (corners) and three edges 95 (lines that connect these vertices). Likewise, the tip of the arrow can be extracted and also approximated as a polygon with vertices 96 and edges 97. In the illustration, the recognized arrow consists, in simplified form, of a polygon with four corners. From this viewing angle, the absolute tip of the arrowhead now forms a cut 98 or a cut surface 98 or a cut polygon 98 or an overlap 98 (shown here as a checkerboard pattern) with the “Bull's Eye” segment 99. Image excerpts from camera images below obtained from different angles may produce different results. However, if from several different angles of camera images, for example for a defined number or quota of images, the result of the overlap calculation returns the same field as a result (possibly with a probability), then this field can be viewed as the most likely hit field and its score is saved as a result.

Anschließend an 9.b zeigt in gleicher Weise 9.c die Situation für den Bildausschnitt 92 aus 9.a. Auch hier bilden die Drähte der Felder (hier nur zwei Polygone von Feldern dargestellt; in der Realität können auch noch von den Drähten weiterer angrenzender Felder Polygone gebildet werden, die in die weitere Analyse, d.h. Schnitt-Berechnung eingehen) die Ecken 94 und Kanten 95 der Polygone. Die Pfeilspitze ist wiederum ein Polygon mit Ecken 96 und Kanten 97. Die Spitze bildet schließlich einen Schnitt 98 (Schachbrettmuster) mit dem äußersten Feld, also einem Doppelfeld. Aus Schritten zuvor wissen wir aber bereits, dass die einfache Wertigkeit hier „14“ beträgt, es sich also um das Doppel-„14“-Feld 99 handelt.Then on 9 .b shows in the same way 9 .c the situation for the image section 92 9 .a. Here too, the wires of the fields (only two polygons of fields shown here; in reality, polygons can also be formed by the wires of other adjacent fields, which are included in the further analysis, ie section calculation) form the corners 94 and edges 95 of the polygons. The arrowhead is again a polygon with corners 96 and edges 97. The tip finally forms a cut 98 (checkerboard pattern) with the outermost field, i.e. a double field. However, we already know from previous steps that the single value here is “14”, so it is the double “14” field 99.

Es wäre auch denkbar, die Pfeilspitze des Pfeil-Polygons zu suchen bzw. zu approximieren und dann lediglich zu überprüfen, in welchem Feld-Polygon sich dieser Punkt (die Spitze) befindet. Auch dies kann mit einem Teil-Berechnungsschritt des Polygon-Clipping-Algorithmus von Greiner und Hormann bestimmt werden (Windungszahl-Berechnung oder Ray-Casting), wie Zeichnung 9.d wieder anhand des Bildausschnitts 92 veranschaulicht. Die Feld-Polygone sind wieder jeweils durch Vertices 94 und Kanten 95 gegeben. Die Pfeilspitze wird durch geeignete Bildverarbeitung als Punkt 85 approximiert, bevorzugt gegeben durch ein einziges (X,Y)-Fließkommawert-Tupel. Damit lässt sich nun mittels Windungszahl-Berechnung oder Ray-Casting bestimmen, ob der Punkt (d.h. die Spitze) innerhalb eines Polygons und damit Punktefeldes liegt und auch in welchem Feld 99, so dass anschließend die Punktzahl ermittelt werden kann. Damit wäre der Punktwert für eine Pfeilspitze noch schneller und einfacher zu bestimmen als bei einer lediglich durch ein größeres Polygon gegebenen Pfeilspitze. Befindet sich der Punkt der Spitze z.B. nahe eines Feld-Polygon-Randes, so kann man die Wahrscheinlichkeit, dass der Punkt im vermuteten Feld liegt, leicht verringern, und erhält damit noch eine realistischere Aussage über die Sicherheit der ermittelten Punktzahl.It would also be conceivable to search for or approximate the arrowhead of the arrow polygon and then simply check in which field polygon this point (the tip) is located. This can also be determined with a partial calculation step of the polygon clipping algorithm by Greiner and Hormann (turn number calculation or ray casting), as shown in the drawing 9 .d again illustrated using the image section 92. The field polygons are again given by vertices 94 and edges 95. The arrowhead is approximated by suitable image processing as point 85, preferably given by a single (X,Y) floating point value tuple. This means that it can now be determined by means of a number of turns calculation or ray casting whether the point (ie the tip) lies within a polygon and thus a point field and also in which field 99, so that the point number can then be determined. This would make determining the point value for an arrowhead even quicker and easier than for an arrowhead given simply by a larger polygon. For example, if the point of the tip is close to a field polygon edge, you can slightly reduce the probability that the point is in the assumed field, and thus obtain an even more realistic statement about the certainty of the number of points determined.

Zeichnung 10 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des Verfahrens mit den möglichen, bevorzugten Teilschritten eines regelbasierten Algorithmus 100 zur Ermittlung der Punktzahlen mehrerer gleichzeitig in einem Dartboard steckender Pfeile. Ausgangspunkt ist eine Dartscheibe mit bis zu drei darin steckenden Pfeilen 101, nach drei geworfenen Pfeilen. Im Schritt 102 wird zunächst eine Serie von zweidimensionalen Bildern einer oder mehrerer digitaler CCD/CMOS Kameras aus verschiedenen Blickwinkeln auf die Scheibe aufgezeichnet. Man erhält dadurch als Zwischenergebnis 103 eine Anzahl von 1 bis n Einzelbildern aus verschiedenen Blickwinkeln. Im Schritt 104 sucht man für jedes der Einzelbilder die Regionen/Bereiche der Pfeile in der Scheibe. Dazu segmentiert man in Schritt 104 bevorzugt jeweils die Spitze eines Pfeils von den restlichen Bestandteilen eines Pfeils, sucht die an die geschätzten Stellen jeder Pfeilspitze im Board angrenzenden Felder und speichert für jeden Pfeil je einen Bildausschnitt mit Pfeilspitze und relevanten angrenzenden Feldern (inklusive des wirklichen Feldes, in dem der Pfeil steckt). Dadurch hat man nun als Zwischenergebnis 105 bis zu drei Bildausschnitte für jedes der 1 bis n Einzelbilder. Im nächsten Schritt 106 werden für jeden dieser bis zu drei Bildausschnitte und für jedes der 1 bis n Einzelbilder die Drähte (d.h. Segmente bzw. Felder) der Spinne auf der Scheibe durch Bildverarbeitungsalgorithmen zum Beispiel zur Segmentierung in Polygone zerlegt, so dass jedes relevante Feld ein Polygon bildet. Danach wird immer noch in Schritt 106 in jedem Bildausschnitt jeweils nach der Spitze des Pfeils gesucht und mindestens für diese Spitze ein Polygon ihres Anteils am Pfeil gebildet, bevorzugt jedoch soll der vorderste Punkt als (X,Y)-Position der Spitze gesucht bzw. gefunden werden, der den Kontakt der Pfeilspitze mit der Scheibe darstellt. Als Zwischenergebnis 107 erhält man pro Bildausschnitt und Pfeil mehrere Polygone der Felder (d.h. ihrer drahtigen Begrenzungen) auf der Scheibe sowie ein Polygon bzw. einen Punkt der Pfeilspitze (dieser Punkt kann auch als sehr kleines Polygon, z.B. Quadrat, approximiert werden, oder eben z.B. als Tupel zweier Fließkommazahlen für die (X,Y)-Position im Bild). Wenn z.B. alle drei Pfeile bzw. deren Spitzen räumlich nahe beieinander liegen, so kann unter Umständen auch ein Bildausschnitt ausreichen, und in diesem Bildausschnitt sucht man jeweils die bis zu drei Pfeilspitzen und bildet aus ihnen bis zu drei Polygone bzw. Punkte. Im darauffolgenden Schritt 108 findet wiederholt bevorzugt ein Polygon-Clipping-Algorithmus zur Schnittberechnung zwischen allen Polygonen der relevanten Felder der Scheibe auf dem Bildausschnitt mit dem jeweiligen Polygon der Pfeilspitze Anwendung. Ist die Pfeilspitze in Schritt 108 aus Zwischenergebnis 107 schon als Punkt (d.h. Auftreffpunkt Pfeilspitze auf Scheibe) vorhanden, so kann durch Bestimmung der Windungszahlen für alle Polygone der Felder um den Punkt, das Feld bestimmt werden, in dem der Punkt liegt und damit die Pfeilspitze steckt. Alternativ kann ein sogenanntes Ray-Casting-Verfahren angewandt werden, um das Polygon zu finden, in dem der Punkt liegt bzw. der Pfeil steckt. Als Zwischenergebnis 109 hat man also nun Felder, in denen Schnittflächen bzw. Überlappe zwischen Pfeilspitze und einem Feld-Polygon vorhanden sind oder eben direkt das Ergebnis, ob ein Pfeil-Punkt in einem Feld-Polygon liegt. Bei Verwendung von Schnittflächen muss zum Beispiel noch geprüft werden, für welches Feld bei 1 bis n ausgewerteten Bildausschnitten (aus verschiedenen Kamera-Blickwinkeln) am häufigsten oder am wahrscheinlichsten ein Überlapp mit dem Polygon der Pfeilspitze auftritt. Dies ist dann beispielsweise das Feld, für das nun noch die Punktzahl ermittelt werden muss. Bei als Punkt approximierten Pfeilspitzen hat man nach Schritt 108 sofort das Polygon in dem die Spitze steckt (sollte für alle Blickwinkel dasselbe, eindeutige Ergebnis liefern). Abschließend muss in Schritt 110 noch jeweils für jeden Schnitt bzw. Pfeil der Wert des in den vorangehenden Schritten ermittelten Feldes bestimmt werden. Dazu kann zum Beispiel (wenn es sich um keines der Bull-Felder in der Mitte handelt) in der Mitte des Boards auf dem vollen Einzelbild der Scheibe aus Schritt 102 ein Scan von innen nach außen initiiert werden, und dabei der Wert der Ziffer am Rand des Boards durch wieder Bildverarbeitung ermittelt werden (auch ein Neuronales Netz bzw. Machine Learning können hierzu verwendet werden), sowie aus der Zahl der Überquerungen von dazu senkrechten Drähten zusätzlich, ob es sich um ein Einzel-, Doppel- oder Dreifach-Feld des entsprechenden Segments handelt. Wenn eine Pfeilspitze in keinem Polygon liegt, dann wird sie vorzugsweise als nicht im Punktebereich gewertet, d.h. die Punktzahl wäre in diesem Fall „0“. Insgesamt ist damit auch bei leichten Abweichungen der Drähte auf der Scheibe gegenüber einer exakten gleichmäßigen Verarbeitung, oder bei einer leichten Verschiebung oder Drehung der Scheibe gegenüber den Sensoren (d.h. der oder den Kameras) immer noch eine genaue Zuweisung der Pfeilspitzen zu den jeweiligen Feldern der Scheibe und damit der Punktzahlen möglich.drawing 10 shows an exemplary flowchart of the method with the possible, preferred sub-steps of a rule-based algorithm 100 for determining the scores of several arrows stuck in a dartboard at the same time. The starting point is a dartboard with up to three darts 101 stuck in it, after three darts have been thrown. In step 102, a series of two-dimensional images from one or more digital CCD/CMOS cameras from different viewing angles are first recorded on the pane. This gives you as an intermediate result 103 a number of 1 to n individual images from different viewing angles. In step 104, the regions/areas of the arrows in the are searched for each of the individual images Disc. To do this, in step 104 you preferably segment the tip of an arrow from the remaining components of an arrow, look for the fields adjacent to the estimated locations of each arrowhead in the board and save an image section with the arrowhead and relevant adjacent fields (including the real field) for each arrow , in which the arrow is located). This means that the interim result is 105 up to three image sections for each of the 1 to n individual images. In the next step 106, for each of these up to three image sections and for each of the 1 to n individual images, the wires (ie segments or fields) of the spider on the disk are broken down into polygons by image processing algorithms, for example for segmentation, so that each relevant field is one Polygon forms. Afterwards, in step 106, the tip of the arrow is still searched for in each image section and a polygon of its part in the arrow is formed at least for this tip, but preferably the frontmost point should be searched for or found as the (X,Y) position of the tip which represents the contact of the arrowhead with the disk. As an intermediate result 107, per image section and arrow you get several polygons of the fields (ie their wire boundaries) on the disk as well as a polygon or a point of the arrowhead (this point can also be approximated as a very small polygon, e.g. square, or just e.g as a tuple of two floating point numbers for the (X,Y) position in the image). For example, if all three arrows or their tips are spatially close to each other, then one image section may be sufficient, and in this image section you look for up to three arrowheads and form up to three polygons or points from them. In the subsequent step 108, a polygon clipping algorithm is preferably repeatedly used to calculate the section between all polygons of the relevant fields of the disk on the image section with the respective polygon of the arrowhead. If the arrowhead in step 108 from intermediate result 107 is already present as a point (ie the point of impact of the arrowhead on the disk), then by determining the number of turns for all polygons in the fields around the point, the field in which the point lies and thus the arrowhead can be determined plugged. Alternatively, a so-called ray casting process can be used to find the polygon in which the point lies or the arrow is located. As an intermediate result 109 you now have fields in which there are intersections or overlaps between the arrowhead and a field polygon or the direct result as to whether an arrow point is in a field polygon. When using cut surfaces, for example, it must still be checked for which field in 1 to n evaluated image sections (from different camera viewing angles) an overlap with the polygon of the arrowhead occurs most often or most likely. This is, for example, the field for which the score must now be determined. For arrowheads approximated as a point, after step 108 you immediately have the polygon in which the tip is located (should provide the same, clear result for all viewing angles). Finally, in step 110, the value of the field determined in the previous steps must be determined for each section or arrow. To do this, for example (if it is not one of the bull squares in the middle), a scan from the inside to the outside can be initiated in the middle of the board on the full frame of the disc from step 102, with the value of the digit on the edge of the board can be determined again through image processing (a neural network or machine learning can also be used for this), as well as from the number of crossings of perpendicular wires, whether it is a single, double or triple field of the corresponding field segment. If an arrowhead does not lie in a polygon, then it is preferably considered not to be in the points range, ie the score in this case would be “0”. Overall, even if there are slight deviations in the wires on the disk compared to exact, uniform processing, or if the disk is slightly shifted or rotated relative to the sensors (ie the camera or cameras), the arrowheads can still be accurately assigned to the respective fields of the disk and thus the points possible.

Zeichnung 11 zeigt als eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens bzw. Algorithmus aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz ein Neuronales Netz, hier speziell ein Convolutional Neural Network (CNN) 111. Ausgehend von einem Input Layer 112 mit mehreren Channels (Kanälen) für die Farben Rot, Grün und Blau eines RGB-Kamerabildes besteht es weiter aus mehreren Convolutional Layers, 113 und 114 (hier nur zwei markiert; die Convolutional Layers umfassen aber alle gezeigten Rechtecke ähnlich 113 und 114 in den entsprechenden Teilschritten des gezeigten Ablaufs). Die Anzahl dieser Convolutional Layers kann sehr groß sein, und zum Beispiel hundert Stück und mehr betragen. Jeder dieser Convolutional Layer besteht beispielsweise jeweils aus mehreren sog. Feature Maps gleicher Größe. Innerhalb jeder solchen Feature Map besitzen alle sog. Neuronen die gleichen Parameter (das sind „Weights“ und „Bias Term“), aber unterschiedliche Feature Maps können unterschiedliche Parameter haben. Ein sog. Receptive Field eines Neurons erstreckt sich über die Feature Maps aller vorangehenden Schichten. Diese Eigenschaft soll durch die röhrenförmigen Elemente 115 und 116 beispielhaft für viele solche „Röhren“ dargestellt werden. Ein Neuron einer Feature Map in einer bestimmten Zeile und Spalte in einem Convolutional Layer (wie 114) ist mit einem Neuron im vorhergehenden Convolutional Layer (wie 113) verknüpft über alle Feature Maps in diesem vorangehenden Convolutional Layer 113. Wie zuvor in der Beschreibung erwähnt, schließt an einige oder alle Convolutional Layers ein Pooling Layer an (hier nicht dargestellt). Zwischen den einzelnen Convolutional Layers und Pooling Layers befinden sich sog. Activation-Funktionen wie etwa die sog. ReLU-Funktion oder die Tangens-Hyperbolicus-Funktion, die die Inputs und Weights miteinander verbinden. Abschließend folgen ein oder mehrere sog. Fully Connected Layers 117 und 118, bevor abschließend der Output Layer 119 folgt. Der Output Layer 119 enthält während des Trainings zum Beispiel die Information, welche Pfeile sich innerhalb welchen Segment-Feldes befinden und damit welcher Pfeil bzw. welche Pfeilspitze welcher Punktzahl im Board entspricht. Die zum Training eines CNN verwendeten Daten bestehen im Wesentlichen also aus zuvor aufgezeichneten Kamerabildern aus unterschiedlichen Blickwinkeln, die jeweils die korrekten Punktzahlen als Label beinhalten. Die Features für das CNN umfassen vorzugsweise: die Ränder der Segmente bzw. Felder in Form von Drähten; die Pfeilspitzen, deren Farben variieren können; die Farben der Segmente bzw. Felder (bevorzugt schwarz, weiß, rot, grün); die Ziffern am Rand der Scheibe, die die Wertigkeit der radial nach außen laufenden Segmente angeben. Vorteil eines CNN 111 bzw. künstlicher Intelligenz ist zum einen eine zu erwartende schnellere Berechnung der Punktzahlen, weil das Neuronale Netz zuvor trainiert wurde und die zur Berechnung wesentliche Weights-Matrix auf den Anwendungsfall der Punktzahlermittlung durch das Training des Neuronalen Netzes optimiert wurde. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass eine sehr große Anzahl an Einzelbildern für das Training eines solchen Neuronalen Netzes aus verschiedenen Blickwinkeln zur Scheibe notwendig sein wird, um eine korrekte Ermittlung der Punktzahl von Pfeilen auch in komplexen Situationen zu ermöglichen (Größenordnung -1 Million Einzelbilder). Ebenso müssen in diesem Trainingsdatensatz dann auch in ausreichendem Maße alle Blickwinkel und komplexe Situationen wie drei nahe aneinander steckende Pfeile enthalten sein, um alle potentiell möglichen Fälle abzudecken.drawing 11 shows a neural network, here specifically a convolutional neural network (CNN) 111, as a preferred embodiment of a method or algorithm from the field of artificial intelligence. Starting from an input layer 112 with several channels for the colors red, green and Blue of an RGB camera image, it further consists of several convolutional layers, 113 and 114 (only two marked here; however, the convolutional layers include all the rectangles shown similar to 113 and 114 in the corresponding sub-steps of the process shown). The number of these convolutional layers can be very large, for example a hundred or more. Each of these convolutional layers consists, for example, of several so-called feature maps of the same size. Within each such feature map, all so-called neurons have the same parameters (these are “weights” and “bias term”), but different feature maps can have different parameters. A so-called receptive field of a neuron extends over the feature maps of all previous layers. This property is intended to be exemplified by the tubular elements 115 and 116 for many such “tubes”. A neuron of a feature map in a particular row and column in a convolutional layer (like 114) is linked to a neuron in the previous convolutional layer (like 113) across all feature maps in that previous convolutio nal Layer 113. As mentioned previously in the description, some or all convolutional layers are followed by a pooling layer (not shown here). Between the individual convolutional layers and pooling layers there are so-called activation functions such as the so-called ReLU function or the tangent hyperbolic function, which connect the inputs and weights with each other. Finally, one or more so-called fully connected layers 117 and 118 follow, before finally the output layer 119 follows. During training, the output layer 119 contains, for example, the information about which arrows are within which segment field and thus which arrow or arrowhead corresponds to which score on the board. The data used to train a CNN essentially consists of previously recorded camera images from different angles, each of which contains the correct scores as a label. The features for the CNN preferably include: the edges of the segments or fields in the form of wires; the arrowheads, whose colors can vary; the colors of the segments or fields (preferably black, white, red, green); the numbers on the edge of the disc, which indicate the value of the segments running radially outwards. The advantage of a CNN 111 or artificial intelligence is, on the one hand, an expected faster calculation of the scores because the neural network has been trained beforehand and the weights matrix, which is essential for the calculation, has been optimized for the application of scoring scores through the training of the neural network. However, it should be noted that a very large number of individual images will be necessary for training such a neural network from different perspectives of the target in order to enable correct determination of the score of arrows even in complex situations (order of magnitude -1 million individual images). Likewise, this training data set must contain a sufficient amount of all angles and complex situations such as three arrows stuck close together in order to cover all potentially possible cases.

Die dargestellte und eben beschriebene Ausführungsform gibt die Erfindung nur beispielhaft wieder. Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf diese Ausführungsform beschränkt. Es sind weitere Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, die hier nicht einzeln ausgeführt werden. Zudem sind alle in der Beschreibung und/oder Zeichnungen dargestellten neuen Merkmale wesentlich für die Erfindung, auch wenn sie in den Patentansprüchen nicht explizit beansprucht werden.The embodiment shown and just described represents the invention only as an example. However, the invention is not limited to this embodiment only. Further embodiments and refinements of the invention are conceivable, which are not detailed here. In addition, all new features presented in the description and/or drawings are essential to the invention, even if they are not explicitly claimed in the patent claims.

5. Vorteile der Erfindung5. Advantages of the invention

Aufgrund der Beschreibung mit Zeichnungen und bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich durch die Neuerungen der Erfindung für den Anwender, d.h. einen Steeldarts-Spieler, bezogen auf den bisherigen Stand der Technik eine Reihe von Vorteilen die im Folgenden nochmals kurz zusammengefasst werden. Zum Ersten ist die Erfindung zur Ermittlung der Punktzahlen von mehr als einem in einem Steeldarts-Board steckenden Pfeilen geeignet, selbst wenn die für die Punktzahl entscheidenden Pfeilspitzen für eine Kamera aus einem Blickwinkel verdeckt wären. Dies wird durch die Vielzahl an Sichten der mindestens einen Kamera und die Aufzeichnung von Bildern aus verschiedenen Blickwinkeln auf die Scheibe sowie anschließende Analyse dieser Bilder mittels Software bzw. Algorithmen und geeignete Kombination ihrer Einzelergebnisse (in welchem Feld steckt der Pfeil am wahrscheinlichsten?) gelöst. Zum Zweiten ist es mit dem derzeitigen Stand der Technik wohl nicht möglich, auf Verschiebungen und Drehungen der Scheibe in Bezug auf die Messtechnik (das sind hier die Kameras bzw. mindestens eine sich drehende Kamera mit mehreren Blickwinkeln auf die Scheibe) angemessen zu reagieren und immer noch die X-Y-Position der Pfeilspitze exakt dem korrekten Feld zuzuordnen, speziell dann nicht, wenn Pfeilspitzen nahe an den Drähten der Scheibe stecken oder verdeckt sind. Die Erfindung löst dieses Problem in erster Linie über Software mittels der beschriebenen Algorithmen und Kombinationen daraus sowie hier nicht weiter ausgeführter Erweiterungen davon. Dadurch sind auch Materialfehler der Scheibe (z.B. leichte Abweichungen der Spinne von der geometrisch exakten, optimalen Form) kein Problem mehr, da diese leichten Verschiebungen über die Berechnungsverfahren robust abgefangen werden können. Zum Dritten ist die beschriebene Erfindung auch noch selbstkalibrierend, da insbesondere die auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmen auf entsprechende Steeldarts-Scheiben und unterschiedliche Pfeile mit metallischen Spitzen trainiert werden können. Doch auch die regelbasierten Algorithmen können auf dem System in einer auf Realdaten basierenden und trainierten, optimierten Form so ausgelegt sein, dass eine Kalibrierung nicht mehr nötig ist.Based on the description with drawings and preferred embodiments of the invention, the innovations of the invention result in a number of advantages for the user, i.e. a steel darts player, based on the previous state of the art, which are briefly summarized again below. Firstly, the invention is suitable for determining the scores of more than one arrows stuck in a steel darts board, even if the arrowheads that determine the score would be obscured from a camera's perspective. This is solved by the large number of views of at least one camera and the recording of images from different angles of the pane as well as subsequent analysis of these images using software or algorithms and a suitable combination of their individual results (which field is the arrow most likely in?). Secondly, with the current state of technology, it is probably not possible to react appropriately to shifts and rotations of the disk in relation to the measurement technology (here these are the cameras or at least one rotating camera with multiple viewing angles of the disk). nor to assign the X-Y position of the arrowhead exactly to the correct field, especially if arrowheads are close to the wires of the target or are hidden. The invention solves this problem primarily via software using the described algorithms and combinations thereof as well as extensions thereof that are not further detailed here. This means that material errors in the disc (e.g. slight deviations of the spider from the geometrically exact, optimal shape) are no longer a problem, as these slight shifts can be robustly absorbed using the calculation methods. Thirdly, the invention described is also self-calibrating, since in particular the algorithms based on artificial intelligence can be trained on corresponding steel darts and different arrows with metallic tips. But the rule-based algorithms can also be designed on the system in a trained, optimized form based on real data in such a way that calibration is no longer necessary.

Für den Steeldarts-Spieler wird es mit der beschriebenen Erfindung somit erstmals möglich, ein einfach einzurichtendes, selbstkalibrierendes, stabiles, gegen äußere Einflüsse wie Verschiebungen robustes System mit einem automatisierten Auswerteverfahren seiner Wurfergebnisse plus Ergebnisstatistik zu erhalten, wie dies bislang nur für E-Darts-Automaten mit Softtip-Darts der Fall war. Die Erfindung wäre aber ebenso auch auf den Softtip-Darts Bereich übertragbar, wenn eine Ermittlung der Punktzahlen auch hier kontaktfrei in Bezug auf die Scheibe erfolgen soll.For the steel darts player, the invention described makes it possible for the first time to have an easy-to-set-up, self-calibrating, stable system that is robust against external influences such as shifts, with an automated evaluation process of his throwing results plus result statistics, as has so far only been possible for e-darts. This was the case with machines with soft tip darts. The invention could also be transferred to the soft-tip darts area if the scores were to be determined here too without contact in relation to the disc.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

System zur automatischen Ermittlung der Punktzahl mehrerer gleichzeitig in einer Dartscheibe (10) steckender Pfeile (20) anhand ihrer Zuordnung zu definierten Segmenten bzw. Feldern (11, 12, 13, 14, 15) auf der Dartscheibe, bestehend aus - mindestens einer Kamera (41), - mindestens einer Speichereinheit (73 und/oder 77), - mindestens einer Recheneinheit (75), - mindestens einer Anzeige (79), - mindestens einem Lautsprecher (88), dadurch gekennzeichnet, dass a) die mindestens eine Kamera (41) ein oder mehrere Einzelbilder (80) der Dartscheibe (10) und der darin steckenden Dartpfeile (20) aus verschiedenen Blickwinkeln (63) und Blickfeldern aufzeichnet, b) die im Verfahrensschritt a) aufgezeichneten Einzelbilder (80) in der mindestens einen Speichereinheit (73) abgespeichert werden, c) aus den in den Verfahrensschritten a) und b) aufgezeichneten und gespeicherten Bildern von der mindestens einen Recheneinheit (75) mittels des mindestens einen Algorithmus (100, 111) die Positionen eines oder mehrerer Pfeile in Bezug auf die Segmente und Felder (11, 12, 13, 14, 15) der Dartscheibe (10) berechnet werden können, d) eine weitere Speichereinheit (77) die im Verfahrensschritt c) ermittelten Punktzahlen, verbleibende Restpunktzahlen sowie weitere statistische Werte zwischenspeichert, e) die mindestens eine Anzeige (79) die im Verfahrensschritt d) zwischengespeicherten Ergebnisse zumindest teilweise visuell darstellt, f) der mindestens eine Lautsprecher (88) die im Verfahrensschritt d) zwischengespeicherte Punktzahl nach einer Anzahl geworfener Pfeile durch eine Sprachausgabe zusätzlich akustisch mitteilt, und g) der bislang notwendige Verfahrensschritt einer Kalibrierung sowie einer ReKalibrierung der mindestens einen Kamera (41) in Bezug auf die Dartscheibe (10) entfällt, der ansonsten bei bisherigen Systemen aufgrund von geringfügigen Verschiebungen und/oder Drehungen der Dartscheibe (10) gegen die Sensorik (hier die Kamera 41) sowie aufgrund von aus der Herstellung und/oder Benutzung der Dartscheibe (10) resultierenden Fehlern in den die Segmente und Felder trennenden Drähten (16) notwendig gewesen wäre.System for automatically determining the score of several arrows (20) stuck in a dartboard (10) at the same time based on their assignment to defined segments or fields (11, 12, 13, 14, 15) on the dartboard, consisting of - at least one camera ( 41), - at least one storage unit (73 and/or 77), - at least one computing unit (75), - at least one display (79), - at least one loudspeaker (88), characterized in that a) the at least one camera ( 41) records one or more individual images (80) of the dart board (10) and the darts (20) stuck therein from different viewing angles (63) and fields of view, b) the individual images (80) recorded in method step a) in the at least one storage unit ( 73) are stored, c) from the images recorded and stored in method steps a) and b) by the at least one computing unit (75) using the at least one algorithm (100, 111) the positions of one or more arrows in relation to the segments and fields (11, 12, 13, 14, 15) of the dartboard (10) can be calculated, d) a further storage unit (77) temporarily stores the scores determined in method step c), remaining scores and other statistical values, e) the at least a display (79) at least partially visually represents the results buffered in method step d), f) the at least one loudspeaker (88) additionally acoustically communicates the score buffered in method step d) after a number of darts have been thrown through a voice output, and g) the so far The necessary procedural step of calibrating and recalibrating the at least one camera (41) with respect to the dartboard (10) is no longer necessary, which would otherwise occur in previous systems due to minor shifts and/or rotations of the dartboard (10) against the sensor system (here the camera 41 ) and would have been necessary due to errors in the wires (16) separating the segments and fields resulting from the manufacture and/or use of the dartboard (10). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt c) ein regelbasierter Algorithmus (100) auf der mindestens einen Recheneinheit (75) läuft, bestehend aus folgenden Einzelschritten und Algorithmen in variabler Reihenfolge und Häufigkeit der Ausführung: a) Segmentierung und Selektion der Bereiche mit den einzelnen Pfeilspitzen in den unter Anspruch 1, Verfahrensschritt a) und b), aufgezeichneten und gespeicherten Einzelbildern, sowie Speichern der so erstellten, reduzierten Bildbereiche (91, 92, 93), b) Segmentierung der Pfeilspitze sowie der Drähte der Begrenzung der in den jeweiligen Bildbereichen (91, 92, 93) enthaltenen Segmente bzw. Felder der Dartscheibe, und anschließende Bildung von Polygonen aus den ermittelten Ecken und Kanten, c) Berechnung des Kontaktpunkts der Pfeilspitze mit der Dartscheibe als Kreis minimalen Radius (d.h. approximiert als Punkt 85), d) Berechnung des Überlapps bzw. des Schnitts (98) der Polygone der Drähte mit dem Polygon oder Punkt der Pfeilspitze, e) Feststellen der wahrscheinlichsten Zuordnung einer Pfeilspitze zu einem Punkt-Segment oder Punkt-Feld durch Kombination der Ergebnisse gleicher Bildbereiche in Bildern (80) aus unterschiedlichen Blickwinkeln (63), f) Ermittlung der einfachen Wertigkeit des Segmentes bzw. Feldes anhand der Ziffern am Rand der Dartscheibe sowie deren Multiplizität, g) Aufaddieren der Punktzahlen für jeden einzelnen Pfeil.Procedure according to Claim 1 , characterized in that in method step c) a rule-based algorithm (100) runs on the at least one computing unit (75), consisting of the following individual steps and algorithms in variable order and frequency of execution: a) segmentation and selection of the areas with the individual arrowheads into the under Claim 1 , process steps a) and b), recorded and saved individual images, as well as storing the reduced image areas (91, 92, 93) created in this way, b) segmentation of the arrowhead and the wires of the boundary in the respective image areas (91, 92, 93 ) contained segments or fields of the dartboard, and subsequent formation of polygons from the determined corners and edges, c) calculation of the contact point of the arrowhead with the dartboard as a circle with a minimum radius (ie approximated as point 85), d) calculation of the overlap or the intersection (98) of the polygons of the wires with the polygon or point of the arrowhead, e) determining the most likely assignment of an arrowhead to a point segment or point field by combining the results of the same image areas in images (80) from different viewing angles (63 ), f) Determining the simple value of the segment or field based on the numbers on the edge of the dart board and their multiplicity, g) Adding up the scores for each individual arrow. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt c) ein Algorithmus aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz ausgeführt wird, bestehend aus folgenden wesentlichen Einzelschritten in variabler Reihenfolge und Häufigkeit der Ausführung: a. Definition einer Struktur zur Anwendung von Deep Learning Verfahren, speziell eines Neuronalen Netzes, aus einer Vielzahl an Schichten aus Neuronen, b. Training eines nach vorigem Verfahrensschritt a) dieses Anspruchs definierten Neuronalen Netzes mit einer Vielzahl an zuvor aus verschiedenen Blickwinkeln aufgezeichneten Bildern (80) der Dartscheibe (10) mit Pfeilen (20), wobei deren Punktzahlen als korrekte Daten für das Training des Neuronalen Netzes zusätzlich zu den Bildern zur Verfügung gestellt werden, c. Anwendung des im vorigen Verfahrensschritt b) dieses Anspruchs trainierten Neuronalen Netzes als Algorithmus zur automatischen Ermittlung der Punktzahl mehrerer gleichzeitig in einer Dartscheibe steckender Pfeile.Procedure according to Claim 1 , characterized in that in method step c) an algorithm from the field of artificial intelligence is executed, consisting of the following essential individual steps in variable order and frequency of execution: a. Definition of a structure for the application of deep learning methods, especially a neural network, consisting of a large number of layers of neurons, b. Training a neural network defined according to the previous method step a) of this claim with a large number of images (80) of the dart board (10) with arrows (20) previously recorded from different perspectives, their scores being used as correct data for training the neural network in addition to the images are made available, c. Application of the neural network trained in the previous method step b) of this claim as an algorithm for automatically determining the score of several arrows stuck in a dart board at the same time. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Dartscheibe (10) um eine Steeldarts-Scheibe aus bevorzugt Sisalfasern zur Aufnahme von Pfeilen mit harten, insbesondere metallischen Spitzen, handelt.System after Claim 1 , characterized in that the dart board (10) is a steel dart board made of preferably sisal fibers for holding arrows with hard, in particular metallic, tips. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Kamera (41) jeweils um eine digitale Kamera, bevorzugt eine CCD oder CMOS Kamera handelt.System after Claim 1 , characterized in that the at least one camera (41) is each a digital camera, preferably a CCD or CMOS camera. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehr als eine Kamera (41) jeweils an einer festen Position seitlich vor der Dartscheibe befestigt wird, wobei der Blickwinkel (63) und das Blickfeld der jeweiligen Kamera jeweils in Richtung Dartscheibe ausgerichtet ist.System after Claim 1 , characterized in that the more than one camera (41) is each attached to a fixed position laterally in front of the dart board, with the viewing angle (63) and the field of view of the respective camera being aligned in the direction of the dart board. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzelne, hinsichtlich Blickwinkel und Blickfeld in Richtung Dartscheibe orientierte Kamera (41), an einem kreisringförmigen Träger (61) befestigt wird und um diesen in einer Drehrichtung (62) rotieren kann, wobei diese Kamera an definierbaren Punkten (63), d.h. Blickwinkeln in Richtung Scheibe, entlang des kreisringförmigen Trägers stoppen kann, um an diesen Punkten mindestens jeweils ein Einzelbild der Scheibe (10) mit Pfeilen (20) aufzuzeichnen.System after Claim 1 , characterized in that a single camera (41), oriented in the direction of the dartboard in terms of viewing angle and field of view, is attached to a circular carrier (61) and can rotate around it in a direction of rotation (62), this camera being at definable points (63 ), ie viewing angles in the direction of the disk, can stop along the annular support in order to record at least one individual image of the disk (10) with arrows (20) at these points. Verfahren nach Anspruch 2, Verfahrensschritt a), b), c) und f), dadurch gekennzeichnet, dass Algorithmen der digitalen Bildverarbeitung, bevorzugt Algorithmen der Segmentierung und/oder Fouriertransformation, zur Berechnung der Bildbereiche und Polygone bzw. Punkte verwendet werden.Procedure according to Claim 2 , method step a), b), c) and f), characterized in that digital image processing algorithms, preferably segmentation and/or Fourier transformation algorithms, are used to calculate the image areas and polygons or points. Verfahren nach Anspruch 2, Verfahrensschritt d) und e), dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung des Überlapps bzw. Schnitts von zwei oder mehr Polygonen bzw. der Bestimmung, ob ein Punkt in oder außerhalb eines Polygons liegt, bevorzugt Algorithmen des Polygon Clipping verwendet werden, sowie zur Ermittlung des Feldes, in dem sich ein Pfeil befindet, Algorithmen der Stochastik zum Einsatz kommen können.Procedure according to Claim 2 , method step d) and e), characterized in that polygon clipping algorithms are preferably used to calculate the overlap or intersection of two or more polygons or to determine whether a point lies in or outside a polygon, as well as for determining of the field in which an arrow is located, stochastic algorithms can be used. Verfahren nach Anspruch 3, Verfahrensschritt a), b) und c), dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Neuronalen Netz bevorzugt um ein sogenanntes „Convolutional Neural Network“ (111) handelt.Procedure according to Claim 3 , method step a), b) and c), characterized in that the neural network is preferably a so-called “convolutional neural network” (111).
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