DE4100073A1 - Tennis court lines monitoring set=up - uses modified ball having metallic or magnetic qualities to which electronic proximity sensors can respond - Google Patents

Tennis court lines monitoring set=up - uses modified ball having metallic or magnetic qualities to which electronic proximity sensors can respond

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DE4100073A1 DE19914100073 DE4100073A DE4100073A1 DE 4100073 A1 DE4100073 A1 DE 4100073A1 DE 19914100073 DE19914100073 DE 19914100073 DE 4100073 A DE4100073 A DE 4100073A DE 4100073 A1 DE4100073 A1 DE 4100073A1
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Abstract

The electronic proximity sensors are arranged linearly or in matrix form as required. They are inductive, capacitative or magnetic and when cultivated deliver alternative binary dates words for precision position registration by means of data processing and software via two separate data bus systems. The coupling of each sensor to a specially coded, binary word generator is also possible, reducing the number of data leads required. A fixed arrangement of sensors is placed along a line to be supervised such that the corresp. sensors are activated only when the ball crosses the line. The tennis balls can be provided with internal metal foils or pigments or a metallic inductive loop. USE - Verification for exact determination of landing point of ball.

Description

Zweckpurpose

Entscheidungshilfe für Schiedsrichter zur Verifizierung von Linienrichterent­ scheidungen durch exakte Bestimmung des Ballauftreffpunktes.Decision support for referees to verify the line judge divorces through exact determination of the point of impact.

Vorteiladvantage

Ein mit physikalischen, vornehmlich elektronischen, nicht optisch basierenden, Meßmethoden erfaßbarer Tennisball ermöglicht die exakte Kontrolle des Auf­ treffpunktes nebst einer meßtechnischen Definition des wirklichen Auftreff­ punktes des Balles nach einem Schlag und somit eine Verifizierung der zuge­ hörigen Linienrichterentscheidung unter Vermeidung derjenigen Schwierig­ keiten, die mit einer optischen Erfassung verbunden sind wie Fremdkörper im Strahlweg, Fremdlicht, die Bewegungen der Spieler selbst sowie der Proble­ me, die bei der Erfassung sehr schnell bewegter kleiner Körper durch das menschliche Auge auftreten.One with physical, mainly electronic, not optically based, Measurable tennis ball allows precise control of the up meeting point along with a metrological definition of the actual impact point of the ball after a stroke and thus a verification of the moves Obedient linesman's decision avoiding those difficult that are associated with an optical detection like foreign bodies in the Beam path, extraneous light, the movements of the players themselves and the problems me, the small body moving very quickly when it is detected by the human eye occur.

Weiterhin ermöglicht eine streckenweise segmentierte Überwachung der Lini­ en die genaue Lokalisierung des Auftreffpunktes mit einer Auflösung, die vom Sensorabstand und der Sensorreichweite abhängig typisch nicht größer als ein Balldurchmesser ist. Eine solche Genauigkeit ist ausreichend, da ein auf­ treffender Ball mit dem Umfang eine Linie nicht mehr berühren darf um ungül­ tig zu sein. Tritt dieser Fall ein, so befindet er sich bereits im Wirkungsbereich des nächsten Sensors, aber nicht mehr im Wirkungsbereich des vorhergehen­ den Sensors, womit eine eindeutige Entscheidung ermöglicht ist.In addition, segmented monitoring of the lines is possible en the exact location of the point of impact with a resolution that of Sensor distance and sensor range typically not greater than is a ball diameter. Such accuracy is sufficient because one on hitting ball with the circumference may no longer touch a line to invalid to be active. If this happens, it is already in the effective range  of the next sensor, but no longer in the area of effect of the previous one the sensor, which enables a clear decision.

Stand der TechnikState of the art

Bisher verwendete Einrichtungen zur Lokalisierung des Ballaufschlagpunktes auf, vor oder hinter einer Spielfeldbegrenzungslinie basieren in der Gesamtheit auf optischen Methoden. Hier ist vor allen anderen das Prinzip der Lichtschran­ ke anzuführen, wobei ein gewöhnlich unsichtbarer Laserstrahl entlang der be­ treffenden Linie(n) läuft und eine einfache Elektronik auf die Unterbrechung des Strahles mit einem akustischen Signal, zumeist einem Pfeifton, reagiert. Um wenigstens einen Teil der zu erwartenden Störungen durch andere be­ wegte Objekte auszuschließen, gehen solche Systeme davon aus, daß der ge­ schlagene Ball das schnellste bewegte Objekt im Meßbereich ist, womit in der überwiegenden Mehrzahl aller Fälle die Bewegungen des Spielers selbst, die­ jenigen der Schläger, soweit sie den Strahl unterbrechen oder auch solche von Fluginsekten keine Reaktion auslösen.Devices used to locate the ball impact point based on, in front of or behind a field boundary line as a whole on optical methods. Here is the principle of the light barrier before everyone else ke, with a usually invisible laser beam along the be hitting line (s) runs and simple electronics on the break of the beam reacts with an acoustic signal, usually a whistle. To be at least part of the expected interference from others To exclude moving objects, such systems assume that the ge hit ball is the fastest moving object in the measuring range, with which in the vast majority of all cases the player's movements themselves those of the rackets insofar as they interrupt the beam or also those of Flying insects do not trigger a reaction.

Weiterhin wird hierbei mit mehreren Strahlbahnen gearbeitet, die nacheinan­ der in kurzer Zeit durchbrochen werden und in Verbindung mit der oben an­ geführten zeitlichen Reaktionsgrenze das System betriebssicherer machen.Furthermore, several beam trajectories are used, which are in succession which are broken in a short time and in connection with the above time-controlled reaction limit make the system more reliable.

Nicht auszuschließen sind jedoch Unterbrechungen längerer Zeitdauer durch die Spieler selbst, was zur Folge hat, daß ein auftreffender Ball auf dieser, durch den Spieler bereits unterbrochenen Linie nicht registriert werden kann.However, interruptions due to longer periods of time cannot be ruled out the players themselves, which results in a ball hitting the the player already broken line can not be registered.

Ebenso fehleranfällig sind Systeme, die sich die Farbe des Balles zunutze machen, hier reichten bereits bunte Schuhe für Fehler aus. Diese Systeme werden nicht in der Praxis eingesetzt.Systems that use the color of the ball are also prone to errors colored shoes were enough for mistakes. These systems are not used in practice.

Beschreibungdescription

Die gesamte Vorrichtung besteht aus zwei funktionellen Einheiten. Zuerst ist hier der Ball als solcher zu nennen.The entire device consists of two functional units. First is here to name the ball as such.

Um zu gewährleisten, daß der Ball berührungsfrei mit elektronischen Mitteln anmeßbar ist, ist es erforderlich, ihn mit einer Substanz zu verbinden, die die meßtechnisch erwünschten Eigenschaften gewährleistet. Hier findet Metall Verwendung.To ensure that the ball is contactless with electronic means is measurable, it is necessary to combine it with a substance that the desired properties guaranteed. Here metal finds Use.

Der geforderte Effekt der einwandfreien Anmeßbarkeit wird bereits durch Mengen von weniger als 0.5 Gramm erreicht. Bei Verwendung besonders emp­ findlicher Näherungsschalter ist die erforderliche Masse weiter reduzierbar.The required effect of perfect measurability is already achieved Amounts less than 0.5 grams are reached. When using particularly emp Sensitive proximity switch, the required mass can be further reduced.

Als besonders geeignet erweist sich schlichte Aluminiumfolie, die bei der Pro­ duktion des Balles auf seine Innenwandung aufgebracht wird. Es werden in keiner Weise mechanische Eigenschaften des Balles verändert.Simple aluminum foil, which is used in the Pro duction of the ball is applied to its inner wall. It will be in in no way changed mechanical properties of the ball.

Die zweite Funktionseinheit stellt die unbewegliche Meßwertgebereinheit dar. Sie besteht aus einer linearen Anordnung von elektronischen Näherungsschal­ tern kurzer Ansprechzeit und einem Signalleitungssystem mit Busstruktur.The second functional unit is the immobile sensor unit. It consists of a linear arrangement of electronic proximity scarf short response time and a signal line system with bus structure.

Der Abstand der Näherungsschalter ist von deren Ansprechreichweite abhän­ gig und beträgt typisch Ansprechreichweite des Näherungsschalters + Ball­ durchmesser im Abstand von 1.0 cm über dem Auftreffpunkt.The distance of the proximity switches depends on their response range gig and is typically the response range of the proximity switch + ball diameter at a distance of 1.0 cm above the point of impact.

Als Ansprechzeit des Näherungsschalters gilt die Hälfte derjenigen Zeit, die ein maximal schnell bewegter Ball benötigt, um das Wirkungsfeld des jeweiligen Näherungsschalters zu durchqueren.The response time of the proximity switch is half of that time maximum fast moving ball needed to the field of action of each To cross the proximity switch.

Die Anzahl der Näherungsschalter ist von ihrer Ansprechreichweite sowie der Gesamtlänge der zu überwachenden Linien abhängig.The number of proximity switches is based on their response range and the Total length of the lines to be monitored depends.

Die Näherungsschalter sind linear an ein Leitungsbussystem geschaltet. Hier­ bei sind doppelt so viele Signalleitungen, auf zwei Busstrukturen verteilt, erfor­ derlich, wie der binäre Zahlenwert der Hälfte der Anzahl der Näherungsschalter Stellen hat. Dadurch ist es möglich, jeden einzelnen Schalter anhand desjeni­ gen Datenwortes zu identifizieren, das er bei seiner Aktivierung auf den Bus ausgibt. In der Folge ist der Auftreffpunkt des Balles auf ca. einen Balldurch­ messer genau zu verifizieren.The proximity switches are connected linearly to a line bus system. Here at twice as many signal lines, distributed over two bus structures, are required like the binary numerical value of half the number of proximity switches Jobs. This makes it possible to switch each individual switch based on that gene to identify the data word that it activates on the bus issues. As a result, the point of impact of the ball is approximately one ball through to verify the knife exactly.

Um zu verhindern, daß sich die binären Datenworte zweier benachbarter Nä­ herungsschalter überlagern und eine weitere Auswertung unmöglich machen, ist der Datenbus doppelt angelegt. Alle geradzahligen Näherungsschalter geben ihre Datenworte auf den ersten Bus, alle ungeradzahligen auf den zweiten Bus aus.To prevent the binary data words of two neighboring Nä overlay the circuit breaker and make further evaluation impossible, the data bus is created twice. All even-numbered proximity switches put their data words on the first bus, all odd numbers on the  second bus out.

Somit gibt der erste Sensor das binäre Äquivalent seiner geraden Nummer auf den ersten Bus aus, während der folgende zweite Sensor sein Binärwort auf den zweiten Bus ausgibt.So the first sensor gives up the binary equivalent of its even number the first bus off, while the following second sensor turns its binary word on outputs the second bus.

Eine Anordnung mit erheblich weniger Datenleitungen kann durch die Verbin­ dung jedes Sensors mit einem speziell codierten Binärwortgeber erreicht werden. In diesem Falle sind lediglich so viele Datenleitungen vorzusehen, wie zur gleichen Zeit Sensoren aktiv sein können.An arrangement with considerably fewer data lines can be done with the connection each sensor with a specially coded binary word generator will. In this case, only as many data lines have to be provided as sensors can be active at the same time.

Um die effektive Reichweite der Anordnung zu erhöhen sind beliebig viele dieser Vorrichtungen parallel zueinander anzuordnen und in Art einer Matrix untereinander zu verschalten. In diesem Falle sind mehr Daten auszuwerten. Die anfallenden Daten liegen nur so lange am Datenbus an, wie einer oder mehrere Näherungsschalter durch Annäherung des Balles aktiviert wurden und ihre binären Datenworte auf den Datenbus ausgeben, maximal so lange, wie der Ball minimal braucht, das Wirkungsfeld der/des Näherungsschalter/s zu durchqueren. Die Auswertung der Daten kann elektronisch in Echtzeit er­ folgen. Maßnahmen zur Zwischenspeicherung der Daten sind nicht erforder­ lich.Any number can be used to increase the effective range of the arrangement arrange these devices parallel to each other and in the manner of a matrix interconnect with each other. In this case, more data must be evaluated. The data is only available on the data bus for as long as one or several proximity switches were activated by approaching the ball and output their binary data words on the data bus, for as long as possible, how the ball needs minimal, the field of action of the proximity switch / s to cross. The evaluation of the data can be done electronically in real time consequences. Measures to temporarily store the data are not necessary Lich.

Typischerweise erfolgt die Auswertung der Daten mittels einer Datenverarbei­ tungsanlage sowie geeigneter Software, die dem Schiedsrichter auf einer An­ zeigevorrichtung die Meßergebnisse darzustellen hat.Typically, the data is evaluated using data processing system and suitable software that the referee can use on a pointing device has to present the measurement results.

Claims (19)

1. Vorrichtung, bestehend aus zwei Funktionseinheiten, dadurch gekennzeich­ net, daß sie zur Überwachung von Spielfeldbegrenzungslinien mittels elektro­ nischer Näherungssensoren sowie eines mit elektronischen Meßmethoden er­ faßbaren Balles, vornehmlich eines Tennisballes, geeignet ist.1. Apparatus consisting of two functional units, characterized in that it is suitable for monitoring playing field boundary lines by means of electronic proximity sensors and an electronic measuring method which he can grasp, particularly a tennis ball. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Funk­ tionseinheit ein Tennisball ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the first radio tion unit is a tennis ball. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennisball auf der Innenseite mit Metallfolie beschichtet ist.3. Device according to claim 1, characterized in that the tennis ball is coated on the inside with metal foil. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennisball auf der Innenseite mit Metallpigmenten beschichtet ist.4. The device according to claim 1, characterized in that the tennis ball is coated on the inside with metal pigments. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Tennisballes mit Metallpigmenten durchsetzt ist.5. The device according to claim 1, characterized in that the material the tennis ball is interspersed with metal pigments. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennisball auf der Außenschicht, unterhalb des Filzbelages mit Metallfolie beschichtet ist.6. The device according to claim 1, characterized in that the tennis ball is coated with metal foil on the outer layer, below the felt covering. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennisball auf der Außenseite unter dem Filzbelag mit Metallpigmenten beschichtet ist.7. The device according to claim 1, characterized in that the tennis ball is coated on the outside under the felt with metal pigments. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der In­ nenseite des Tennisballes metallische Induktionsschleifen angebracht sind.8. The device according to claim 1, characterized in that on the In Metallic induction loops are attached to the side of the tennis ball. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außen­ seite des Tennisballes unter des Filzbelages metallische Induktionsschleifen angebracht sind.9. The device according to claim 1, characterized in that on the outside side of the tennis ball under the felt covering metallic induction loops are attached. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß metallische Induktionsschleifen innerhalb der Nut zwischen den beiden Filzbelagstücken auf der Oberfläche angebracht sind. 10. The device according to claim 1, characterized in that metallic Induction loops within the groove between the two pieces of felt covering are attached to the surface.   11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennis­ ball mit magnetischen Eigenschaften versehen ist.11. The device according to claim 1, characterized in that the tennis ball is provided with magnetic properties. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennis­ ball mit berührungslos elektronisch nachweisbaren metallischen Eigenschaf­ ten versehen ist.12. The apparatus according to claim 1, characterized in that the tennis Ball with contactless, electronically detectable metallic properties ten is provided. 13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Funktionseinheit aus einer linearen, durch ein doppeltes Datenbussystem ver­ bundenen Anordnung von elektronischen Näherungssensoren besteht.13. The apparatus according to claim 1, characterized in that the second Functional unit consisting of a linear, through a double data bus system tied arrangement of electronic proximity sensors. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei direkt benachbarte Näherungssensoren ihre Signale bei Anregung auf zwei vonein­ ander verschiedene Bussysteme ausgeben.14. The apparatus according to claim 1, characterized in that two each directly neighboring proximity sensors emit their signals when excited by two output different bus systems. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beliebig viele parallel liegende Näherungssensoren mit den ihnen zugehörigen Datenbussy­ stemen in Art einer Matrix verschaltet sind.15. The apparatus according to claim 1, characterized in that any number Proximity sensors located in parallel with the associated data bus systems are connected in the manner of a matrix. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroni­ schen Näherungssensoren mit Binärwortgebern verschaltet sind.16. The apparatus according to claim 1, characterized in that the electronics proximity sensors are connected to binary word encoders. 17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroni­ schen Näherungssensoren induktive Näherungssensoren sind.17. The apparatus according to claim 1, characterized in that the electronics proximity sensors are inductive proximity sensors. 18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroni­ schen Näherungssensoren kapazitive Näherungssensoren sind.18. The apparatus according to claim 1, characterized in that the electronics proximity sensors are capacitive proximity sensors. 19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroni­ schen Näherungssensoren Magnetfeldsensoren sind.19. The apparatus according to claim 1, characterized in that the electronics proximity sensors are magnetic field sensors.
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