KR20070120127A - 골대 평면을 통과하는 물체의 탐지를 위한 골대 탐지기 - Google Patents

Abstract

예를 들어 축구공 또는 아이스하키 퍽과 같은 스포츠 물체인 이동가능한 물체가 골대 평면을 통과하였는지의 여부를 탐지하기 위한 시스템이 개시된다. 이동가능한 물체 내의 신호 방출기 수단을 여기시키는 전자기장을 생성하고 그와 교대로 방출기 수단에 의하여 방출된 신호를 탐지하기 위하여 골대 평면을 도전체들로 둘러싸는 것은 알려져 있다. 본 발명에 있어서는, 이러한 회로들이 복수의 개별적 회로들로 분절됨으로써, 특히 이동가능한 물체가 도전체들에 가까운 때에 시스템의 공간적 해상력이 향상된다.

Description

골대 평면을 통과하는 물체의 탐지를 위한 골대 탐지기{Goal detector for detection of an object passing a goal plane}

본 발명은 예를 들어 축구공 또는 아이스하키 퍽(ice hockey puck)과 같은 스포츠 물체과 같은 이동가능한 물체가 공간 상의 편평한 평면을 통과하였는지의 여부를 탐지하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 평면으로서는, 골대 선(goal line)으로부터 연장되는 수직 평면 또는 농구공 골대의 상측 테두리에 의하여 한정되는 수평 평면과 같은 골대 평면이 있다.

전통적으로는, 스포츠 경기의 심판(들)이 시각적인 관찰을 통하여 공이 골대 평면을 통과하였는지 아닌지의 여부를 판정한다. 그러나, 공기 신속히 되돌아 나오는 경우에는 공이 골대 평면을 통과하였는지 아닌지의 여부를 정확히 판정하기가 매우 곤란하고, 특히 심판이 골대 평면에 대해 부적합한 위치에 있거나 또는 경기의 다른 활동에 관여하고 있는 경우에는 그 판정이 어렵다. 비디오 카메라도 골대 평면을 모니터하기 위하여 사용될 수 있으나, 의심되는 경우들에 있어서 비디오 카메라의 공간적 및 순간적 해상력은 필요한 정보를 제공하기에 충분치 않은 경우가 종종 있다.

본 기술분야에는, 위치판정 시스템에 의하여 스포츠 경기장에서의 공의 위치 를 판정하기 위한 전자 시스템들의 다수가 공지되어 있는데, 예를 들면 국제특허공개공보 제01/66201호, 프랑스 특허 제2 753 633호, 프랑스 특허 제2 726 370호, 국제특허공개공보 제99/34230호, 미국 특허 제4 675 816호, 미국 특허 제5 346 210호, 및 국제특허공개공보 제98/37932호 등이 공지되어 있다. 이 위치판정 시스템들은 예를 들어 공이 경기장의 경계를 통과했는지의 여부 및 선수들의 위치를 판정하기 위하여 사용될 수 있고, 심판에게 많은 유용한 정보를 제공할 수 있다. 그러나, 골대 평면의 통과는 스포츠 경기의 결과에 대해 결정적이고, 이동거리가 작으며, 또한 물체의 속도가 종종 매우 높기 때문에 골대 평면의 통과를 판정하는 것은 매우 예민한 문제이고, 따라서 물체가 골대 평면을 통과했는지의 여부에 관한 신뢰성있는 데이터를 제공하는 위치판정 시스템은 위치판정에 관하여 매우 정밀하여야 하고 동시에 위치 판정의 갱신 속도(update rate)가 매우 높아야 한다. 물체는 72 km/h 또는 130 km/h 까지의 속도로 이동할 수 있는 바, 이것은 각각 20 m/s 및 36 m/s 의 속도에 해당되고, 이것은 1/100 초의 갱신 속도로는 판정된 위치에 대하여 각각 20 cm 또는 36 cm 까지의 불확실성을 더한다는 것을 의미한다. 그러나 이것은 스포츠 경기에 있어서 골의 판정에 관하여는 용납될 수 없는 것이다.

골대 평면의 횡단에 관하여 신뢰성있는 표시를 제공하기 위하여 충분히 높은 갱신 속도 및 스포츠 물체의 충분히 정확한 위치 판정력을 구비한 위치판정 시스템은 설치 및 관리에 매우 높은 비용이 소요된다. 그러므로, 신뢰성있는 표시를 제공하기 위하여 공간적으로 그리고 순간적으로 충분한 해상력을 구비한 대체 시스템(alternative system)을 제공하는 것이 바람직하다.

미국 특허 제5,976,038호에는 경기 물체가 경기 결정 선(play determinative line)을 횡단하는 때에 출력 표시를 제공하기 위한 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 원판-반사기 안테나(disk-reflector antenna)와 같은 방향성 수신 안테나, 특히 합계(sum) 및 차이(difference) 신호를 제공하기 위하여 조합되고 이중의 수평적으로 인접한 공급원(dual, horizontally adjacent feeds)들이 제공된 카세그레인식 안테나(cassegrain antenna)를 포함한다. 상기 안테나는 경기장 외부에 배치되고 경기 결정 선을 따라서 지향된다. 안테나와 경기 물체 간의 거리에 기인하여 충분히 높은 공간적 해상력을 제공하기 위하여, 상기 안테나의 반사기는 상당한 치수를 가져야 한다. 30인치, 즉 76cm 의 폭을 갖는 반사기는 4인치, 즉 10cm 폭의 탐지 영역을 제공하는데, 이것은 그 시스템의 다른 불확실성과 함께 그 특허가 지향하는 미식 축구에서의 사용을 위하여는 용납될 수 있으나, 다른 스포츠 경기들 및 훨씬 더 큰 반사기가 필요시되는 경우에 있어서는 용납될 수 없다.

미국 특허 제4,375,289호에는 골대 평면에 대해 수직인 방향으로 상호 간의 거리를 둔 두 개의 수직 레벨로 골대 평면을 감싸는 또는 둘러싸는 두 개의 도전체들 또는 방출 코일들이 개시되어 있다. 상기 두 개의 도전체들 또는 방출 코일들에는 역-위상(counter-phase)으로 교류를 제공함으로써 각각의 전자기장을 형성하는데, 이로써 골대 평면을 통과할 때의 물체에서 인식되는 전자기장은 상쇄 간섭으로 인하여 상기 두 레벨들 간의 중간-평면(mid-plane)에서 제로(zero; 0)가 되고, 이 중간-평면에서의 통과는 상기 공 내에 있는 센서에서의 장-강도(field intensity)의 측정으로부터 판정된다. 상기 채택된 공 센서는, 센서의 안테나 또 는 코일에 전류 유도에 의하여 상기 전자기장으로부터 전력을 받고 그에 따라 신호를 방출하는 수동 유니트이다. 상기 신호는 상기 두 개의 도전체들 간에 배치된 탐지 코일에 의하여 탐지되며, 그 통과의 방향은 상기 도전체들 내의 전류의 위상과 공(ball)으로부터 수신되는 신호 간의 위상 비교에 의하여 잘 탐지될 수 있다. 상기 시스템은 방출기와 탐지 코일들에 관하여 역으로 설계될 수도 있는데, 이로써 하나의 방출기 코일은 그 시스템의 대응되는 작동에 있어서 두 개의 탐지 코일들 사이의 골대 평면에 배치되고, 그 공은 두 개의 탐지 코일들에서 탐지된 신호들이 동등할 때에 골대 평면을 통과하는 것으로 탐지된다.

그러나 이와 같은 구성은 센서의 코일이 공의 직경을 실질적으로 둘러싸므로 공의 크기에 의하여 공간적인 해상력이 제한된다는 단점을 갖는데, 이것은 탐지 코일과 공 간의 거리가 감소될수록 그 중요성이 커진다. 이것은 공이 골대 평면을 명확히 통과할 때에 해당되는 대부분의 득점 골을 탐지할 때에는 큰 문제가 아니지만, 공이 코일에 가깝고 공이 골대 평면을 완전히 통과했는지 아닌지에 관하여 의심이 되는 경우에는, 골이 득점된 것인지 아닌지의 여부를 만족스럽게 판정하기에는 그 공간적 해상력이 충분하지 않다.

또한 본 발명의 발명자들은, 골대 평면을 둘러싸는 방출 코일들로부터 방출되는 전자기장은 코일에 인접한 영역, 특히 코일의 수평부분과 수직부분이 만나는 영역 가까이에서 왜곡되고, 이들 영역에서 상쇄 간섭이 최고에 달하고 조합된 장(field)이 제로가 되는 평면은 골대 평면으로부터 수 센티미터 정도 벗어날 수 있다는 것을 발견하였다.

따라서 본 발명은 골대 평면을 통과하는 물체의 통과를 향상된 정확도로 탐지하기 위한 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관하여 제공된 수 개의 기술적 특징들 각각 또는 그들의 조합에 의하여 그러한 향상이 제공된다.

골대 평면을 포위하고 있고, 골대 평면의 통과를 탐지하기 위하여, 대체적으로는(alternatively) 공에 있는 센서에 의하여 방출되는 신호를 탐지하기 위하여 사용되는 전자기장(electromagnetic field)을 생성하고 있는 미국 특허 제4,375,289호에 개시된 고정식(stationary) 도전체(conductor)들은 본 발명의 유리한 일 실시예에서 복수의 개별적 회로들로 분절(section)화될 수 있다. 이로써, 공이 탐지용 코일에 가까울 때에 시스템의 공간적 해상력에 관한 문제점이 치유될 수 있는데, 이것은 그러한 시스템이 공이 골대 평면을 통과했는지의 여부를 판정함에 있어서, 골대 평면의 경계(perimeter)의 상이한 부분들에 관한 데이터를 개별적으로 탐지하고 통과하는 공에 가장 가까운 분절에 관한 데이터는 무시되도록 할 수 있기 때문이다. 이것은 예를 들어 상기 분절들 각각으로부터 별개의(distinct) 전자기장을 제공하고, 공에 있는 센서로부터의 응답이 시스템의 신호 처리 수단(signal processing means) 내에서 개별적 분절들로부터의 장에 대한 응답들로 개별화되게 함으로써 수행될 수 있다. 분절(section)이 탐지기로서 사용되는 실시예에 있어서, 각 분절은 예를 들어 시스템의 신호 처리 수단에 개별적 출력(output)을 제공하고, 이로써 가까운 장(near-field)으로 인한 문제점이 해결될 수 있는 분석을 가능하게 한다. 나아가, 상기 시스템은 미국 특허 제4,375,289호에 도시된 바와 같이 골대 평면을 완전히 둘러싸는 폐쇄된 전기 회로를 제공하지 않고서도 설치될 수 있다. 즉, 도전체들의 분절된 시스템은 골대선 아래의 지면 내에 도전체가 존재하지 않으면서도 작동하도록 설계될 수 있다. 골대선 아래의 지면 내에 도전체가 존재하는 경우에는 설치하기도 불편하고 지면 위의 도전체와 연결하기도 불편한 것이었는데, 특히 지면 위의 커넥터(connector)들이 통상적으로 고정되는 골대 자체가 옮겨져야 하는 경우에 그러하였다. 또한 이동하는 물체가 골대 평면을 통과할 때의 정확한 위치가 상기 출력으로부터 유추될 수 있는데, 이것은 스포츠 경기의 직접적인 텔레비젼 전송을 위하여 득점된 (또는 득점되지 않은) 골의 에니메이션(animations)을 생성함에 있어서 매우 유용한 것이다.

따라서, 본 발명은:

예를 들어 핸드볼(handball), 풋볼(football), 또는 아이스하키 퍽과 같은 이동가능한 물체;

바람직하게는 다수의 동조된(tuned) 안테나 회로(antenna circuits) 형태인 것으로서, 상기 이동가능한 물체 내에 배치된 전파 방출기 수단(radio wave emitter means);

예를 들어 상기 전파 방출기 수단의 동조 회로에 대응하는 파장의 전자기파를 방출함으로써 상기 전파 방출기 수단을 여기(excite)시키도록 구성된 고정식 여기기 수단(exciter means);

상기 전파 방출기 수단으로부터 전파를 수신하고 대응되는 출력을 제공하는 고정식 수신기 수단;

편평한 목표 평면의 주변(periphery)을 따라 배치되고 실질적으로 폐쇄된 복수의 제1 안테나 회로들로서, 각 제1 안테나 회로는 목표 평면의 상기 주변에 실질적으로 평행하게 연장되고 실질적으로 평행한 두 개의 도전체들을 포함하고, 상기 평행한 도전체들은 편평한 목표 평면에 수직한 방향으로 상호 간의 거리를 두고 배치되며, 상기 복수의 제1 안테나 회로들은 상기 고정식 수신기 수단 및 상기 고정식 여기기 수단 중의 일방을 이루는, 복수의 제1 안테나 회로들; 을 포함하는 시스템에 관한 것인데,

상기 시스템은, 이동가능한 물체가 편평한 목표 평면을 통과하는지의 여부를 판정하기 위하여, 상기 출력을 수신하고 소정의(predetermined) 일련의 조건들과 함께 상기 출력을 처리하며 일련의 조건들(set of conditions)이 충족되는지에 관한 결과적인 출력을 제공하는 처리 수단을 더 포함한다.

제1 안테나 회로라는 용어는 바람직하게는 편평한 평면에 정의된 일 경로를 따라 배치된 하나 이상의 도전체의 폐쇄 루프(loop)로서 일 영역을 둘러싸는 루프인 것으로 이해된다. 특히 바람직한 실시예에서, 제1 안테나 회로는 판 구조물(plate structure)과 같은 개별의 견고한 구조물 상에 각각 배치된다.

"편평한 목표 평면의 주변을 따라"라는 표현이 사용되는 경우, 안테나 회로들이, 상기 주변에 인접하여 또는 그에 가깝게, 예를 들어 편평한 목표 평면의 평면에서 측정되고 목표 평면으로부터 멀리 측정될 때 주변의 50cm 이내, 바람직하게는 20cm 이내에 배치된 것으로 이해된다.

상기 목표 평면은, 일반적으로 이동가능한 물체, 또는 보다 구체적으로는 전파 방출기 수단의 중간부가, 목표 평면을 통과했다는 것으로 인정되기 위하여, 즉 골이 득점되었다는 것으로 인정되기 위하여 통과하여야 하는 평면이다.

제1 안테나 회로 각각의 실질적으로 평행한 도전체들은 상기 편평한 목표 평면의 각 측부에 목표 평면에 수직하게 실질적으로 동일한 거리를 두고 배치되는 것이 바람직하다.

각 제1 안테나 회로의 실질적으로 평행한 도전체들 간의 편평한 목표 평면에 수직한 방향으로의 상호 간의 거리는 15cm 내지 50cm 의 범위 내인 것이 바람직하고, 각 안테나 회로의 평행한 도전체들 간의 거리는 그 시스템의 복수의 안테나 회로들 모두에 대하여 동일한 것이 바람직하다.

상기 편평한 목표 평면의 주변을 따라 있는 제1 안테나 회로 각각의 실질적으로 평행한 도전체들의 길이는 0.5m 내지 3m 의 범위 내인 것이 바람직하고, 1m 내지 2m 의 범위 내인 것이 더 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 적어도 몇 개의, 예를 들어 4개 내지 16개의, 바람직하게는 6개 내지 12개의 제1 안테나 회로들이 편평한 목표 평면의 실질적인 수평선, 특히 편평한 목표 평면을 한정하는 골대의 수평 크로스바(crossbar)를 따라서 직렬로(in series) 배치되는 것이 바람직하다. 제1 안테나 회로들은 상기 편평한 목표 평면의 수평선을 따라서 실질적으로 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

유사하게, 적어도 몇 개의 제1 안테나 회로들이 편평한 목표 평면의 실질적인 수직선을 따라서, 특히 편평한 목표 평면을 한정하는 골대의 수직 측방 포스트(post)들에 직렬로(in series) 배치되는 것이 바람직하다. 각 수직선을 따라 있는 제1 안테나 회로의 수는 2개 내지 8개인 것이 바람직하고, 3개 내지 6개 인 것이 가장 바람직하다. 제1 안테나 회로들은 상기 편평한 목표 평면의 수직선을 따라서 실질적으로 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 시스템은, 이동가능한 물체로부터의 신호가 목표 평면의 발생가능한 통과를 판정하는데에 가장 결정적인 경우에 있어서, 상기 고정식 여기기 수단과 상기 고정식 수신기 수단의 다른 일방을 이루고 실질적으로 상기 편평한 목표 평면의 주변에서 연장되는 제2 안테나 회로를 더 포함할 수 있다. 제2 안테나 회로는, 그것이 실질적으로 목표 평면과 동일한 평면에서 연장되는 한, 목표 평면에 평행한 방향으로 상기 주변의 어느 정도 외측에서 연장된 것일 수 있다.

특히 바람직한 일 실시예에서, 제1 안테나 회로들은 고정식 수신기 수단을 이루고 제2 안테나 회로는 고정식 여기기 수단을 이룬다. 이 경우, 상기 데이터 처리 수단에의 출력은 제1 안테나 회로들 각각에서 발생되는 전압 또는 전류를 나타낸다. 특히 바람직한 일 실시예에서, 상기 시스템은 시스템의 작동 중에 제1 안테나 회로와 제2 안테나 회로의 발생가능한 정렬불량의 보상을 위한 보상 수단을 제1 안테나 회로들 각각에 대하여 포함한다. 이 정렬불량은 제2 안테나 회로로 하여금 제1 안테나 회로에 잘못된 신호인 전압 또는 전류를 발생시키도록 야기하는데, 상기 보상 수단의 목적은 제1 안테나 회로 내의 그러한 잘못된 신호를 저감 또는 제거함으로써, 이동하는 물체에 있는 전파 방출기 수단에 대한 제1 안테나 회로의 신호-대-잡음 비율(signal-to-noise ratio)을 개선시키는 것이다. 나아가, 이 잘못된 신호가 보상 수단의 캘리브레이션(calibration) 후에 제거되면, 이동하는 물체의 전파 방출기 수단으로부터 기원(originate)하지 않고 제1 안테나 신호에 의하여 탐지되는 신호가 편평한 목표 평면에 대해 수직방향으로의 평면에 대한 제1 안테나 회로의 평면의 정렬 상의 발생가능한 오류를 탐지하는데에 이용될 수 있어서, 각도 상의(angular) 정렬불량이 유추될 수 있다. 여기서 그러한 신호는 제1 안테나 회로에 인접한 제2 안테나 회로의 부분에 평행하게 연장된 제2 안테나의 반대측 부분으로부터, 또는 편평한 목표 평면과 동일한 평면에서 연장되되 편평한 목표 평면의 주변으로부터 제1 안테나 회로까지의 거리를 두고 연장된 제3 캘리브레이션 안테나로부터 기원한 것일 수 있다. 편평한 목표 평면에 대한 수직방향으로의 평면과 제1 안테나 회로의 평면 간의 그러한 탐지된 각도 상의 정렬불량은, 이동하는 물체가 목표 평면을 통과하고 있는지의 여부를 판정함에 있어서, 문제시되는 제1 안테나 회로로부터의 출력을 보상하는데에 이용될 수 있다.

분석시, 이동가능한 물체 내에 배치된 전파 방출기 수단들이 여기기 수단의 교류에 대하여 대략 90도 만틈 변위된 위상 각도(phase angle)를 갖는 전압 또는 전류를 생성시키는 전파를 방출하는 동조 회로를 포함한다면, 제1 안테나 회로에 의하여 탐지된 신호는 이동가능한 물체 내에 배치된 전파 방출기 수단으로부터의 전자기파에 의하여 생성된 것으로 판정될 수 있을 것이다.

상기 보상 수단은, 문제시되는 제1 안테나 회로에 연결되고 그것에 보상용 역 전류(compensating counter current)를 공급하는 회로에 의하여 구성되거나, 또는 상기 시스템의 신호 처리 수단에 구현될 수 있다. 그러나, 바람직한 일 실시예에서, 제1 보상 수단은, 실질적으로 제1 안테나 회로의 평면에 배치되고 평행한 도전체들 중의 하나를 향해 편평한 목표 평면의 주변으로부터 이격된 보상 루프를 포함한다. 상기 보상 루프로 공급되는 적합한 작동 전류(actuating current)는 제2 안테나 회로에 의하여 생성된 전자기장의 일부를 상쇄시키는 결과를 낳고, 이로써 편평한 목표 평면에 대해 수직방향을 이루지 않는 제1 안테나 회로에 대한 보상을 제공할 것이다.

골대 평면의 횡단에 대한 탐지는 높은 정확도로 이루어져야 하는바, 이것은 탐지 시스템의 높은 공간 해상력과 높은 순간 해상력을 요구하는데, 이것은 공이 종종 20m/s 또는 36m/s과 같은 고속의 속도로 이동하기 때문이다.

다른 형태에 따르면, 본 발명에서 적용되는 공에는 메모리 수단(memory means), 별도의 무선 전송 수단(wireless transmission means), 및 상기 메모리 수단과 전송 수단을 제어하기 위한 제어 수단(control means)이 장착될 수 있다. 상기 제어 수단은 주어진 추출 속도(sample rate), 예를 들어 4,000 Hz 와 같이 500Hz 내지 10,000 Hz 의 추출 속도로 측정된 전자기장의 강도를 센서에 의하여 추출하도록 구성되고, 모든 추출된 값들은 선입선출 메모리(first in first out memory)로서 작동하는 메모리 수단으로 제공되어, 메모리 내에 저장된 가장 오래된 추출값이 최근의 추출값으로 교체되며, 이로써 예를 들어 최근 0.5초의 최근 추출값들이 임의의 시각에 메모리에 저장된다. 상기 센서는 배터리 또는 도전체들의 전자기장으로부터의 유도에 의하여 전력을 공급받는다.

상기 제어수단은 골대 평면의 통과 표시(indication)가 탐지될 때에만 메모리 수단 내에 저장된 일련의 추출값들 전체의 전송을 수행하도록 구성된다. 그러한 표시는 동일한 공에 배치된 복수의 센서들에 의하여 얻어지는 탐지값들(detections)의 비교에 근거하여 개별의 센서, 또는 미국 특허 제4,375,289호에 개시된 것과 같은 것으로서 보다 대강적인 잉여 시스템(redundancy system)에 의하여 이루어지는 추출값들의 예비적인 분석으로부터 이루어질 수 있다. 상기 전송된 데이터는 상기 고정식 수신기에 의하여 수신되고, 공이 골대 평면을 통과하였는지의 여부를 판정하기 위하여 분석된다. 선택적으로는, 상기 제어 수단이 전자기장 강도의 추출 중에 지속적으로 전자기장 강도의 측정된 추출값들의 일부, 예를 들어 추출값들의 1/10 또는 1/5 만을 표준값으로서 전송하도록 더 구성된다.

이와 같은 방식으로 상기 센서에 의하여 탐지되는 전자기장의 강도를 나타내는 보다 상세한 일련의 데이터가 분석을 위하여 고정식 제어 유니트에 제공될 수 있는데, 이것은 골대 평면의 발생가능한 통과의 시점에서 센서에 의하여 탐지되는 전자기장 강도의 추출 속도가 데이터 전송 속도보다 수 배 이상 높음에 기인하는 것이다. 데이터 전송 속도는 데이터를 전송하기 위해 가용한 전력 및 선택된 전송 주파수에 의존적인데, 수동 센서에 관하여 상기 가용한 전력은 전자기장에 의하여 전력이 유도되는 센서의 도전체에 의하여 둘러싸인 영역에 비례한다. 센서의 본 실시예에 있어서, 예를 들어 상기 신뢰성있는 데이터 전송 속도의 10배로 적합하게 높은 데이터 추출 속도, 및 센서의 도전체에 의하여 둘러싸이는 적은 영역에 대하여, 수신기에서의 적합한 신호-대-잡음 비율로 귀결되는 신뢰성있는 전송 강도가 가능하게 되고, 이로써 센서의 물리적 연장정도(physical extend)는 표준 풋볼 또는 다른 표준 구기종목을 위한 표준 공들에 예를 들어 4, 6, 8 또는 그 이상과 같은 복수의 센서들을 제공을 가능하게 한다.

특정 실시예에서, 상기 센서의 제어 수단은 상기 메모리 수단에 저장된 데이터를 가장 의미있는 데이터, 즉 골대 평면의 통과여부 판정에 가장 가까운 데이터, 예를 들어 통과 후의 제1 추출값과 그에 뒤이은 통과 전의 제1 추출값을 최초로 하고, 이에 뒤이어 통과 후의 제2 추출값 등을 포함하는 시퀀스(sequence)로 전송하도록 구성된다. 제2 실시예에서는, 낮은 주파수의 추출값, 예를 들어 5번째 또는 10번째의 추출값이 먼저 전송되고, 그 후에 메모리 수단에 저장된 잔여의 데이터들이 전송된다. 이로써, 가장 중요한 데이터가 고정식 유니트에 의하여 수신 및 처리될 가능성이 향상된다.

바람직하게는, 상기 센서로부터 수신된 데이터 신호의 신호-대-잡음 비율을 더 향상시키기 위하여 상기 데이터는 센서로부터 디지털 형태로 전송되고, 유리한 전송 주파수는 27MHz 내지 35MHz이지만, 433MHz, 868MHz 또는 2.4 GHz와 같은 다른 적합한 주파수들도 이용될 수 있다. 상기 바람직한 주파수로 채택된 것은 이용을 위하여 공공 면허(public license)를 필요로 하지 않는 범위 내에 있다.

풋볼("축구"로도 알려져 있음)과 같은 대부분의 경기에서, 득점된 것으로 인정되기 위하여는 공 전체가 골대의 골대 평면을 통과해야만 하고, 따라서 골대 평면을 통과하는 공의 탐지에 관한 높은 공간 해상력이 요망된다. 미국 특허 제4,375,289호에 개시된 공지의 센서에 있어서는, 그 공이, 공의 중심을 통과하고 교차하며 수직하는 평면들에 배치된 세 개의 도전체들에 의하여 둘러싸인다. 각 도전체에 있어서, 전류는 도전체에 의하여 둘러싸인 영역(면적)을 관통하는 전자기 플럭스(electromagnetic flux) 총량에 비례하여 유도된다. 상기 영역을 관통하는 전자기 플럭스 총량은 상기 영역과 전자기 플럭스 벡터의 방향 간에 형성된 각도 및 상기 플럭스의 밀도에 의존적이지만, 그 각도의 편차는 상기 세 개의 수직한 도전체들에서 유도되는 전류를 조합함에 의하여 보상되는 것이 일반적이다. 그러나, 상기 플럭스 밀도는 공의 횡단면 면적의 크기인 면적에 걸쳐 통합되고, 따라서 조합된 유도 전류는 공을 통과하는 플럭스 총량의 측정량이 된다. 그러므로 상기 센서의 공간 해상력은 공의 크기에 의하여 제한된다.

공간 해상력을 개선하기 위하여 공에 복수의 센서들이, 바람직하게는 공의 내측 라텍스 풍선(inner latex balloon)과 공의 외피(outer shell) 사이에 제공될 수 있지만, 대체적으로는(alternatively) 상기 라텍스 풍선의 내측 상에 배치될 수도 있다. 일 실시예에서, 센서들 각각 또는 센서들의 적어도 일 부분은 방출된 전자기장의 파장에 대응하는 동조 회로를 구성하기 위하여 커패시터(capacitor) 등에 연결된 코일 또는 안테나 회로를 포함하는 수동 센서이다. 제2 실시예에서, 개별적인 센서들에 의하여 측정된 전자기장 강도의 데이터는, 각 개별 센서의 골대 평면의 통과여부 판정을 위한 고정식 데이터 처리 유니트로 전송된다. 그러면, 상기 전자기 플럭스 벡터와 개별 센서의 유도 안테나 간의 각도 보상은, 고정식 데이터 처리 유니트에서 복수의 센서들로부터의 완전한 일련의 데이터를 이용하여 공의 공간적 그리고 각도적 위치에 관한 등식들(system of equations)을 품(solving)으로써 이루어질 수 있다. 판정할 중요한 사항은 모든 센서들이 골대 평면을 통과하였는지의 여부인데, 골대 평면은 골대 평면을 둘러싸는 도전체들 간의 중간-평면과 반드시 물리적으로 일치해야할 필요는 없다.

공 내의 개별 센서들이 동기화 수단(synchronisation means)에 의하여 전자기장 강도 데이터의 추출에 관하여 동기화되는 것은 상기 데이터 처리에 유익한데, 이것은 예를 들어 센서들을 상호 연결하고, 공통의 동기 신호를 제공하거나, 또는 대체적으로는 전자기장을 제공하는 도전체들 내의 전류를 수단으로 하여 센서들에 동기 신호를 제공함으로써 이루어질 수 있다. 데이터 전송이 음적으로(negatively) 간섭되지 않도록 개별 센서들로부터의 데이터 전송이 정리(coordinate)되는 것 또한 유익할 것인데, 이것은 센서들을 개별의 데이터 전송이 동기화되도록 상호 연결함으로써, 또는 모든 데이터들이 고정식 데이터 처리 유니트로 전송되도록 하는 하나의 공통 데이터 전송 수단을 공 안에 있도록 함으로써 제공될 수 있다. 대체적으로는, 각 센서가, 고정식 데이터 처리 유니트에 개별의 주파수로 데이터를 전송하도록 구성된 데이터 전송 수단을 가질 수 있다. 다른 유리한 사항으로서는, 수동 센서들이 상기 개별의 센서들의 전력공급과 연결됨으로써, 전자기 플럭스 벡터의 방향과 개별 센서의 유도 안테나에 의하여 걸쳐져 있는 영역 간의 각도에 관계없이, 각 센서가 전자기장 강도의 측정된 데이터를 획득 및 전송하기에 충분한 전력을 가지는 것이다.

상기 공은, 경기에서 사용되는 공이 본 발명에 따른 시스템과의 사용을 위하여 인증된 것임을 확인하기 위하여, 고정식 데이터 처리 수단에 고유의 식별표시(identification)를 방출하기 위한 식별 수단(identification means)을 더 포함할 수 있다. 나아가, 개별적인 공에 관한 캘리브레이션 데이터 및 통신 상세사항들이 전송될 수 있다.

미국 특허 제4,375,289홍 개시된 것으로서, 역-위상(counter-phase)의 전류들이 흐르는 두 개의 코일들로부터의 전자기장의 강도는 공 센서의 위치의 가장 정확한 판정력을 갖는 것이 가장 결정적인 탐지 영역에서 가장 낮다. 따라서, 전자기장에 의하여 수동 센서들에 제공되는 전력 뿐만 아니라 탐지되는 신호는 이 영역에서 가장 낮고, 골대 평면에 위치하거나 또는 그에 가까운 중간-평면에서는 제로이다.

본 발명의 일 형태에 따른 일 해결책은, 도전체들 중의 하나의 전류원의 위상(phase)이 신속히 전환되도록 하여, 그 도전체의 위상이 다른 도전체와 함께하는 정-위상(in phase) 및 그에 대한 역-위상(in counter-phase) 간에 공에서 탐지되는 신호 강도의 추출 속도의 크기 정도의 전환 속도, 즉 20Hz 내지 10,000Hz 의 속도, 바람직하게는 500Hz 내지 6,000Hz 의 속도로 전환되도록 함으로써, 전자기장이 정-위상에 있고 상기 두 도전체들 사이의 중간-평면에서의 두 전자기장이 보강 간섭에 있으며 전자기장 강도가 상기 두 도전체들 간의 거리 및 개별 전자기장 강도의 설정으로 인하여 그 평면에서 최대값을 가질 때, 두 번째 또는 세 번째 마다 추출하는 것이다.

이로써, 수동의 공 센서들을 사용할 때에 중간-평면의 위치에 높은 전자기장 강도를 제공하는 것이 장점으로 된다. 상기 수동의 공 센서들은 도전체에 의하여 제공되는 전자기장에 의하여 전력을 얻는데, 이것은 전자기장 강도의 탐지, 그에 의한 데이터 전송, 및 나아가 역-위상에서의 전자기장의 약한 전자기장 강도를 탐지하기 위하여 사용가능한 전력이 높기 때문이다.

또한, 중간-평면에 대한 공 센서의 위치는 두 개의 상이한 방법들로 탐지될 수 있는데, 그 중의 하나는 전류들이 역-위상일 때에 공지된 기술에서와 같이 전자기장 제로의 통과를 판정함에 의한 것이고, 다른 하나는 전류들이 정-위상일 때에 최대 강도의 전자기장의 판정에 의한 것이다. 제1 방법은 중간-평면의 통과의 우수한 전체적 표시를 제공하고 통과의 방향도 제공할 수도 있지만, 그 영역에서 탐지되는 전자기장의 강도가 매우 낮기 때문에 실제의 통과에 가까운 세밀한 값에 관하여는 단점을 갖는다. 이에 반하여 제2 방법은 중간-평면의 통과 주변에서 최고의 전자기장 강도를 가지고 따라서 최대의 세밀한 값을 갖는다. 그러나, 겹쳐진(filed) 강도의 극대값(peak value)이 탐지되는 제2 방법에 있어서는, 예를 들어 전자기장의 외부 원천으로부터의 그리고 선수들의 신체로부터의 간섭으로 인하여 중간-평면이 아닌 공 센서의 다른 위치에서 극대값이 발생할 수 있기 때문에, 그 자체에 의하여 오류적인 통과 탐지의 위험이 높게 된다. 탐지된 강도의 필터링을 위하여 상기 극대의 강도에 대한 문턱값(threshold value)이 적용될 수 있으나, 그것은 골대 평면 위로 적어도 대규모(즉 10배수)의 전자기장 강도 편차를 가지기 때문에 제한적인 효과를 가질 뿐이다.

그러나, 제1 방법과 제2 방법을 조합하면 오류적인 통과 탐지는 사실상 제거되는데, 이것은 제1 방법에 의하여 올바른 통과 위치의 대략적인 값이 제공되고 제2 방법에 의하여 높은 공간 해상력이 제공되기 때문이다.

두 번째 해결책은 상이한 주파수를 가지고 겹쳐지는 전류를 방출 코일에 제공하는 것인데, 이로써 전력 공급을 위한 제1 주파수의 전류는 상기 두 코일들에서 정-위상을 가져서 이 주파수의 전자기장들은 보강 간섭을 이루고, 신호를 제공하기 위한 제2 주파수의 전류는 역-위상으로 공급된다. 제1 주파수의 전자기장은 골대 평면의 통과 중의 모든 위치에서 공 내의 센서(들)에 전력을 공급하기 위하여 사용될 수 있다. 이 경우, 공 센서 내에는, 상기 주파수들을 위한 개별의 동조회로를 채택하는 등과 같이 상기 두 주파수들의 효과를 분리하도록 된 장치가 만들어져 있다.

또 다른 해결책은 방출 코일들에 약간만 상이한 주파수들을 갖는 전류들을 제공하는 것인데, 이로써 그 간섭은 중간-평면에서 상기 두 전류들 간의 주파수 차이에 해당하는 주파수로 제로 강도와 최대 강도 사이로 변화하는 강도의 전자기장을 생성할 것이다. 상기 주파수 차이는 센서의 추출 주파수의 비균등 배수(unequal multiple), 예를 들어 추출 주파수의 1배 또는 3배인 것이 바람직한데, 이로써 센서의 모든 위치에서 센서의 코일 내에서 전력이 유도되고, 공 내의 센서(들)가 제로 강도의 존재를 올바르게 탐지하도록 하기 위하여 강도 주파수가 추출 주파수를 동기화시키는데에 사용될 수 있다.

나아가, 개별의 센서에 전력 및/또는 신호를 제공하기 위하여 다양한 겹치는 주파수들을 방출함으로써 동일한 공 내에 배치된 복수의 센서들에 접근(address)하는 것도 본 발명의 범위 내에 있는 것인데, 이 경우, 예를 들어 방출 코일들이 측정을 위한 공 내의 센서들의 하위 그룹(subgroup)을 선택하기 위하여 이용되거나, 또는 개별의 센서들이 순서대로 접근된다.

두 개의 도전체들에 의하여 제공되는 전자기장의 주파수는, 예를 들어 50kHz 내지 500 kHz 와 같이 10 kHz 내지 1,000 kHz 의 범위 내인 것이 바람직하고, 100 kHz 내지 200 kHz 의 범위 내인 것이 가장 바람직하다. 이것은, 이 범위 내의 전자기장이 물 분자와의 상호작용을 실제적으로 가지지 않고, 따라서 이 전자기장에 노출되는 인체에 현저한 영향을 미치지 않으며, 또한 이에 따라 이 전자기장 내의 인체에 의하여 야기되는 전자기장의 교란이 저감되기 때문이다.

본 발명의 실시예들은 하기의 첨부된 도면들에 도시되어 있다.

도 1 은 골대의 크로스-바(cross bar)를 따라 배치된 것으로서 본 발명의 제1 실시예의 세 분절(section)들을 도시하고,

도 2 는 골대 평면의 경계(perimeter)를 따라서 배치된 것으로서 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 분절들이 구비된 골대를 도시하고,

도 3 은 본 발명에 따른 제2 실시예의 두 개의 분절들을 도시한다.

상기 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하는 것에 불과하고, 여기에 제시되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.

도 1 에서, 축구 골대의 크로스-바의 세 분절들이 개략적으로 도시되어 있다. 각 분절은 제1 평면에 도전체(1)을 포함하고 제2 평면에 평행 도전체(2)를 포 함하고, 상기 도전체들(1, 2)를 연결하는 두 개의 중간 도전체들(3, 4)를 포함하여 회로를 형성하는데, 여기에서 전류는 화살표에 의하여 표시된 대로 흐를 수 있다. 각 분절은 분절의 회로로 전류를 공급하는 개별의 제어 유니트(5)를 가지고, 물체에 관련된 데이터를 획득할 수 있는데, 여기서 전력은 상기 분절에 의하여 유도된다. 골대 평면에 대해 수직인 수평방향으로 평행한 도전체들(1, 2) 간의 거리(D)는 FIFA에 의하여 정해진 규정에 맞는 표준 축구공의 직경과 대략 같게 선택되는 것이 바람직한데, 보다 일반적으로 말하자면 15cm 내지 50cm 이다. 특정의 실시예에서, 인접한 분절들의 동일한 평면 상에 있는 평행한 도전체들(1, 2)은 전기적으로 연결될 수 있는바, 일 분절의 전방 도전체(1)는 인접한 분절의 전방 도전체(1)에 연결될 수 있다. 도 2 에서, 골대는 크로스-바(8)를 따라서 분포된 7개의 분절(6)들, 골대의 측부 포스트(9) 각각을 따라서 분포된 5 개의 분절(7)들을 갖는다.

분절들의 수는, 골대의 크로스-바를 따라서 2개 내지 20 개일 수 있는바, 예를 들어 4개 내지 16개일 수 있고, 6개 내지 12개인 것이 바람직하다. 또한 분절들의 수는, 골대의 측부 포스트 각각을 따라서 2 내지 8개일 수 있는바, 예를 들어 3개 내지 6개일 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 각 분절의 길이는 0.5m 내지 3m 의 범위 내일 수 있는바, 예를 들어 1m 내지 2m 일 수 있다.

각 분절은, 앞서 설명된 바와 같이 상이한 주파수의 겹치는 전류들 또는 위상(phase)의 신속한 전환을 위하여 신속 및 용이하게 제어될 수 있다. 또한 각 분절은 공통의 또는 개별의 제어 수단에 의하여 개별적으로 제어될 수 있어서, 통과 하는 공의 위치에 관한 보다 상세한 정보가 분절들의 제어 수단(이것의 전자기장은 통과하는 공에 의하여 영향을 받는다)으로부터 또는 개별의 분절들로부터 방출되는 전자기장을 변화시킴(공 내의 센서(들)에 의하여 얻어진 데이터가 그러한 위치 정보를 포함할 수 있다)으로써 얻어질 수 있다. 각 분절의 전자기장은 개별의 식별성(identity)을 가질 수 있는데, 이것은 예를 들어 그 전류에 구별되는 주파수의 전류를 겹침으로써 공의 센서(들)로부터 복귀하는 데이터가 분절들에 대한 그들의 위치에 관한 정보를 가지게 함으로써 이루어질 수 있다. 이 때, 센서의 위치는 골대 평면의 통과를 판정하기 위한 고정식 데이터 처리 수단에 의하여, 전술된 전자기장의 발생가능한 왜곡이 보정된 상태로, 판정될 수 있다. 이에 부가하여 또는 대체예(alternative)로서, 어느 분절(들)로부터의 전자기장이 센서(들)에 의하여 탐지되는지의 여부를 판정하기 위하여, 개별의 분절들이 신속히 켜지고 꺼질 수 있다. 나아가, 상기 센서(들)에 의하여 탐지되는 범위 밖의 전자기장을 방출시킴으로써 시스템이 바르게 작동하는지의 여부를 테스트하고 그 시스템으로부터의 발생가능한 응답을 기록 및 평가하기 위하여, 상기 분절들이 사용될 수 있다. 상기 발생가능한 응답은 상기 시스템의 데이터 처리 수단 내의 보상 알고리즘(compensation algorithm)을 조정하기 위하여 채택될 수 있다.

도 3 에는 분절의 제2 실시예가 도시되어 있는데, 여기서 제1 안테나 회로들은 고정식 수신기 수단을 이루고, 골대 평면의 주변에 배치된 제2 안테나 회로(10)는 고정식 여기기 수단을 이룬다. 상기 고정식 여기기 수단은 대략 125 kHz의 주파수를 갖는 전자기장을 제공하는데, 이것은 공 내의 전파 방출기 수단 및 수동 센 서가 동조되는 주파수에 대응된다. 각 분절의 평행한 도전체들(1, 2)은 제2 안테나 회로(10)로부터 골대 평면에 대해 수직방향으로 실질적으로 동일한 거리(D/2) 만큼 이격되어 배치되어 있어서, 공이 분절에 가까이 있지 않은 때에 분절의 도전체(1, 2, 3, 4) 회로에 생성되는 총 전류는 이상적으로는 0 이다. 그러나, 평행한 도전체들(1, 2)과 제2 안테나 회로(10)의 정렬은 반드시 완벽하지는 않아서, "잘못된" 전류가 분절의 도전체들(1, 2, 3, 4)에 생성될 수 있다. 이것을 보상하기 위하여, 각 분절에는 분절의 회로 내에 있고 제2 안테나 회로(10)에 대하여 비대칭적으로 배치된 보상 회로(11)가 제공되고, 보상 회로(11)의 제어 수단(미도시)은 시스템의 작동 중에 회로(11)에 전류를 제공하도록 조정되어, 분절의 도전체들이 공에 의하여 영향을 받지 않는 때에는 분절의 도전체들에서의 전류가 0 으로 된다. 각 분절은, 상기 시스템의 다른 사항들에 대하여 독립적으로 개별의 분절의 캘리브레이션을 용이하게 하기 위하여, 제2 안테나 회로 둘레에 배치된 픽-업 유니트(pick-up unit; 12)를 갖는다.

각 분절은 분절의 도전체들(1, 2, 3, 4)의 회로에서 생성된 전류에 의하여 탐지됨에 따라서 공으로부터의 전자기장을 시스템의 제어 수단(미도시)으로 출력하기 위한 출력 수단(미도시)을 갖는다. 모든 부분(sector)들로부터의 입력으로부터, 골대 평면을 통한 공의 발생가능한 통과는 높은 정확도로 판정될 수 있는데, 이것은 예를 들어 분절의 오작동 또는 분절에 가까운 공의 통과에 기인하는 일 분절의 방해받은 출력이 제어 수단에 의하여 무시될 수 있기 때문이다. 상기 분절의 도전체들(1, 2, 3, 4) 및 제2 안테나 회로(10) 간의 발생가능한 정렬불량이 측정 및 보상된다는 사실 때문에, 분절의 도전체들에서 생성되는 전류의 발생은 분절의 각도 오류, 즉 분절이 편평한 골대 평면에 대해 수직하지 않게 방향잡혔다는 것을 표시하는 것이 될 것이다. 그렇게 생성된 전류는 공 내의 센서들에 의하여 생성된 전류들과 쉽게 구분되는데, 이것은 그 전류들이 동조되고 그들의 위상이 제2 안테나 회로(10) 내의 전류에 대하여 90도 변위되는 반면에, 골대 평면의 반대측 측부를 따라 배치된 제2 안테나 회로(10)에 의하여 직접 분절의 도전체들에서 생성된 전류는 제2 안테나 회로 내의 전류에 대하여 정-위상일 것이기 때문이다. 따라서, 상기 분절에 의하여 제공되는 탐지는 각도 오류에 대하여 바로잡힐 수 있다.

상기 분절에 의하여 제공되는 전자기장의 주파수는 10kHz 내지 1,000kHz의 범위 내, 예를 들어 50kHz 내지 500kHz 인 것이 바람직하고, 100kHz 내지 200kHz 의 범위 내인 것이 가장 바람직한데, 이것은 이 범위 내의 전자기장들이 실제적으로 물 분자들과의 상호작용을 가지지 않고, 따라서 그 전자기장에 노출되는 인체에 현저한 영향을 주지 않으며, 그러므로 그 전자기장 내에서 인체에 의하여 야기되는 전자기장의 교란이 저감되기 때문이다.

본 발명은 예를 들어 축구공 또는 아이스하키 퍽과 같은 이동가능한 물체가 공간 상의 편평한 평면을 통과하였는지의 여부를 탐지하기 위한 시스템에 이용될 수 있다.

Claims (28)

1. 이동가능한 물체;

   이동가능한 물체 내에 배치된 전파 방출기 수단;

   상기 전파 방출기 수단을 여기(excite)시키기 위하여 배치된 고정식 여기기 수단;

   전파 방출기 수단으로부터의 전파들을 수신하고 그에 따른 출력을 제공하기 위한 고정식 수신기 수단;

   편평한 목표 평면의 주변을 따라서 배치되고 실질적으로 폐쇄된 복수의 제1 안테나 회로들로서, 각 제1 안테나 회로는 목표 평면의 상기 주변에 실질적으로 평행하게 연장되고 실질적으로 평행한 두 개의 도전체들을 포함하고, 상기 평행한 도전체들은 편평한 목표 평면에 대해 수직한 방향으로 상호 간의 거리를 두고 배치되며, 상기 복수의 제1 안테나 회로들은 상기 고정식 여기기 수단과 상기 고정식 수신기 수단 중의 일방을 이루는, 제1 안테나 회로들;을 포함하는 시스템으로서,

   이동가능한 물체가 편평한 목표 평면을 통과하는지의 여부를 판정하기 위하여, 상기 출력을 수신하고 소정의(predetermined) 일련의 조건들과 함께 상기 출력을 처리하며 일련의 조건들(set of conditions)이 충족되는지에 관한 결과적인 출력을 제공하는 데이터 처리 수단;을 더 포함하는, 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   제1 안테나 회로 각각의 실질적으로 평행한 도전체들은 편평한 목표 평면의 각 측부에 목표 평면에 대해 수직하게 실질적으로 동일한 거리를 두고 배치되는, 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   각 제1 안테나 회로의 실질적으로 평행한 도전체들 간의 편평한 목표 평면에 대해 수직한 방향으로의 상호 간의 거리는 15cm 내지 50cm 의 범위 내인, 시스템.
4. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   제1 안테나 회로 각각의 상기 실질적으로 평행한 도전체들은 상기 편평한 목표 평면의 주변을 따라 0.5m 내지 3m 의 범위 내로 연장되되, 바람직하게는 1m 내지 2m 의 범위 내로 연장되는, 시스템.
5. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   제1 안테나 회로들 중의 적어도 일부는 편평한 목표 평면의 실질적으로 수평한 선을 따라서 직렬로 배치된, 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   4개 내지 16개의 범위 내, 바람직하게는 6개 내지 12개의 범위 내의 갯수의 상기 제1 안테나 회로들이 편평한 목표 평면의 수평선을 따라서 배치된, 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 안테나 회로들은 편평한 목표 평면의 수평선을 따라서 실질적으로 등거리로 배치된, 시스템.
8. 제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   수평선은 편평한 목표 평면을 한정하는 골대의 수평한 크로스-바를 따르는, 시스템.
9. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   제1 안테나 회로들 중의 적어도 일부는 편평한 목표 평면의 실질적으로 수직한 선들을 따라서 직렬로 배치된, 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    2개 내지 8개의 범위 내, 바람직하게는 3개 내지 6개의 범위 내의 갯수의 상기 제1 안테나 회로들이 편평한 목표 평면의 수직선들 각각을 따라서 배치된, 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 안테나 회로들은 편평한 목표 평면의 수직선들을 따라서 실질적으 로 등거리로 배치된, 시스템.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서,

    수직선들은 편평한 목표 평면을 한정하는 골대의 수직한 측부 포스트들을 따르는, 시스템.
13. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

    제1 안테나 회로들 각각의 작동을 개별적으로 제어하기 위한 제어 수단을 갖는, 시스템.
14. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

    편평한 목표 평면의 주변에서 실질적으로 연장되고, 상기 고정식 여기기 수단과 상기 고정식 수신기 수단 중의 다른 일방을 이루는 제2 안테나 회로를 더 포함하는, 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,

    제1 안테나 회로들은 고정식 수신기 수단을 이루고, 제2 안테나 회로는 고정식 여기기 수단을 이루는, 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,

    시스템의 작동 중에 제1 안테나 회로와 제2 안테나 회로의 발생가능한 정렬불량을 보상하기 위하여 구성된 제1 보상 수단이 제1 안테나 회로들 각각에 대하여 더 구비된, 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 제1 보상 수단은, 실질적으로 제1 안테나 회로의 평면에 배치되고 편평한 목표 평면의 주변으로부터 평행한 도전체들 중의 일방을 향해 변위된 보상 루프를 포함하는, 시스템.
18. 이동가능한 물체가 시스템의 편평한 목표 평면을 통과하는지의 여부를 판정하기 위한 수단을 갖는 시스템에서의 사용을 위한 이동가능한 물체로서,

    전자기장을 감지(sensing)하기 위한 센서 수단;

    이동가능한 물체 내에 배치된 전파 방출기 수단;

    메모리 수단; 및

    전파 방출기 수단과 메모리 수단의 작동을 제어하기 위한 제어 수단으로서, 센서 수단에 의하여 측정된 전자기장 강도를 주어진 추출 속도로 추출하고 모든 추출된 값들을 메모리 수단에 저장하도록 구성되며, 작동시에는 저장된 추출값들을 메모리 수단으로부터 불러들이고 상기 불러들인 값들을 전파 방출기 수단을 이용하여 전송하도록 더 구성된, 제어 수단;을 갖는 이동가능한 물체.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 메모리 수단은 선입선출 메모리(first-in-first-out memory; FIFO memory)로서 작동하도록 구성되어, 메모리 내에서 최근의 추출값이 가장 오래된 추출값을 대체하는, 이동가능한 물체.
20. 제 19 항에 있어서,

    메모리 수단은 물체의 작동 중에 적어도 0.2초, 바람직하게는 0.35초 내지 1.2초의 범위 내의 시간 내에 주어진 추출 속도로 추출된 값을 저장할 수 있는, 이동가능한 물체.
21. 제 18 항 내지 제 20 항 중의 어느 한 항에 있어서,

    주어진 추출 속도는 500Hz 내지 10,000Hz 의 범위, 예를 들어 2,000Hz 내지 6,000Hz 의 범위 내에 있는, 이동가능한 물체.
22. 이동가능한 물체가 시스템의 편평한 목표 평면을 통과하는지의 여부를 판정하기 위한 수단을 갖는 시스템에서의 사용을 위한 이동가능한 물체로서, 이동가능한 물체는:

    전자기장을 감지하기 위한 복수의 센서 수단;

    이동가능한 물체 내에 배치된 전파 방출기 수단;

    메모리 수단; 및

    메모리 수단 및 전파 방출기 수단의 작동을 제어하기 위한 제어 수단;을 가지고,

    상기 제어 수단은, 센서 수단에 의하여 측정된 전자기장 강도를 추출하고 개별의 센서들에 의하여 측정된 전자기장 강도에 관한 데이터를 상기 전파 방출기 수단을 이용하여 전송하도록 구성되며, 전송된 데이터는 상기 복수의 센서 수단들 중 전송된 데이터를 측정한 것의 고유의 식별표시(identification)를 허용하는, 이동가능한 물체.
23. 제 22 항에 있어서,

    개별의 센서 수단의 추출(sampling)을 동기화시키기 위한 동기화 수단을 포함하는, 이동가능한 물체.
24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,

    각 센서 수단은 개별의 전파 방출기 수단을 갖는, 이동가능한 물체.
25. 제 22 항 내지 제 24 항 중의 어느 한 항에 있어서,

    센서 수단의 갯수는 적어도 6개이고, 바람직하게는 8개 내지 24개의 범위 내의 갯수인, 이동가능한 물체.
26. 이동가능한 물체;

    이동가능한 물체 내에 배치된 전파 방출기 수단;

    전파 방출기 수단으로부터의 전파를 수신하고 그에 따른 출력을 제공하는 고정식 수신기 수단;

    상기 전파 방출기 수단을 여기시키도록 구성된 고정식 여기기 수단으로서, 고정식 여기기 수단은 편평한 목표 평면의 주변을 따라 배치된 제1 안테나 회로 및 제2 안테나 회로를 포함하고, 제1 안테나 회로 및 제2 안테나 회로는 상기 목표 평면의 주변에 대해 실질적으로 평행하게 연장된 두 개의 실질적으로 평행한 도전체들을 포함하며, 상기 평행한 도전체들은 편평한 목표 평면에 대해 수직한 방향으로 상호 간의 거리를 두고 배치되고, 여기기 수단은 여기기 수단의 작동을 구동하기 위한 전류 공급원을 더 포함하며, 전류 공급원은 위상의 신속한 위상 변환을 위한 구성(phase fast phase shifting arrangement)을 가져서, 도전체들 중의 일방에 제공되는 전류의 위상이 다른 일방의 도전체에 제공되는 전류에 대한 역-위상(in counter-phase)과 정-위상(in phase) 간에 전환되되 200Hz 내지 10,000Hz 의 범위, 바람직하게는 500Hz 내지 6,000Hz 의 범위 내의 전환 속도로 전환될 수 있는, 고정식 여기기 수단;을 포함하는 시스템으로서,

    이동가능한 물체가 편평한 목표 평면을 통과하는지의 여부를 판정하기 위하여, 상기 출력을 수신하고 소정의(predetermined) 일련의 조건들과 함께 상기 출력을 처리하며 일련의 조건들(set of conditions)이 충족되는지에 관한 결과적인 출력을 제공하는 데이터 처리 수단;을 더 포함하는, 시스템.
27. 이동가능한 물체;

    이동가능한 물체 내에 배치된 전파 방출기 수단;

    전파 방출기 수단으로부터의 전파를 수신하고 그에 따른 출력을 제공하는 고정식 수신기 수단;

    상기 전파 방출기 수단을 여기시키도록 구성된 고정식 여기기 수단으로서, 고정식 여기기 수단은 편평한 목표 평면의 주변을 따라 배치된 제1 안테나 회로 및 제2 안테나 회로를 포함하고, 제1 안테나 회로 및 제2 안테나 회로는 상기 목표 평면의 주변에 대해 실질적으로 평행하게 연장된 두 개의 실질적으로 평행한 도전체들을 포함하며, 상기 평행한 도전체들은 편평한 목표 평면에 대해 수직한 방향으로 상호 간의 거리를 두고 배치되고, 여기기 수단은 여기기 수단의 작동을 구동하기 위한 전류 공급원을 더 포함하며, 전류 공급원은 방출 코일들에 상이한 주파수들이 겹치는(overlapping) 전류들을 제공하도록 구성되어, 전력 공급을 위한 제1 주파수의 전류는 두 개의 코일들에서 정-위상이고, 이 주파수의 전자기장들은 보강 간섭을 이루며, 신호를 제공하기 위한 제2 주파수의 전류는 역-위상으로 공급되는, 고정식 여기기 수단;을 포함하는 시스템으로서,

    이동가능한 물체가 편평한 목표 평면을 통과하는지의 여부를 판정하기 위하여, 상기 출력을 수신하고 소정의(predetermined) 일련의 조건들과 함께 상기 출력을 처리하며 일련의 조건들(set of conditions)이 충족되는지에 관한 결과적인 출력을 제공하는 데이터 처리 수단;을 더 포함하는, 시스템.
28. 이동가능한 물체;

    이동가능한 물체 내에 배치된 전파 방출기 수단;

    전파 방출기 수단으로부터의 전파를 수신하고 그에 따른 출력을 제공하는 고정식 수신기 수단;

    상기 전파 방출기 수단을 여기시키도록 구성된 고정식 여기기 수단으로서, 고정식 여기기 수단은 편평한 목표 평면의 주변을 따라 배치된 제1 안테나 회로 및 제2 안테나 회로를 포함하고, 제1 안테나 회로 및 제2 안테나 회로는 상기 목표 평면의 주변에 대해 실질적으로 평행하게 연장된 두 개의 실질적으로 평행한 도전체들을 포함하며, 상기 평행한 도전체들은 편평한 목표 평면에 대해 수직한 방향으로 상호 간의 거리를 두고 배치되고, 여기기 수단은 여기기 수단의 작동을 구동하기 위한 전류 공급원을 더 포함하며, 전류 공급원은 평행한 도전체들에 약간만 상이한 주파수들을 갖는 전류들을 제공하도록 구성되어, 그에 의한 간섭은 그 두 전류들 간의 주파수 차이와 동등한 주파수로 중간-평면에서 제로 강도(zero intensity)와 최대 강도 간에 변화하는 강도를 생성하는, 고정식 여기기 수단;을 포함하는 시스템으로서,

    이동가능한 물체가 편평한 목표 평면을 통과하는지의 여부를 판정하기 위하여, 상기 출력을 수신하고 미리 정해진(predetermined) 일련의 조건들과 함께 상기 출력을 처리하며 일련의 조건들(set of conditions)이 충족되는지에 관한 결과적인 출력을 제공하는 데이터 처리 수단;을 더 포함하는, 시스템.

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