WO2009118109A1 - Korrelation von mittels eines videotracking-systems ermittelten positionsdaten mit einem zweiten lokalisierungssytem - Google Patents

Korrelation von mittels eines videotracking-systems ermittelten positionsdaten mit einem zweiten lokalisierungssytem Download PDF

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Definitions

  • the invention relates generally to video tracking systems, and more particularly to such systems that determine the position of one or more video-detected objects.
  • Video tracking systems are described, for example, in German patent application DE 10 2007 032 259.5, US patent application 60 / 949,075 and international patent application PCT / EP2007 / 011128. Such video tracking systems are suitable, for example, to detect the playing field of a soccer game with one or more video cameras and to locate the players. Thus, for each individual player on the field the corresponding position can be determined at any time.
  • the invention is therefore based on the object to provide a video tracking system in which the tracking of objects can be done safely even without manual correction when approaching objects in the video presentation.
  • the invention proposes, in addition to the positioning by means of the video tracking system, to carry out a second, independent position detection, which is used in particular when the object Tracking can not be performed safely using the video recordings.
  • a GPS location can be performed (GPS: "Global Positioning System") .This is done by each player a GPS module, the player's location data to one with If the video tracking system can not reliably determine the identity of a player based on the video recordings (if the video-based position determination is therefore faulty or even fails completely), the system uses the GPS data and correlates them Video position data using the GPS data to correct, if necessary, the assignment of video objects to players and to reverse any identity swap.
  • the GPS position data are evaluated only if the player location using the video recordings is unsuccessful. In another embodiment, the correlation is performed constantly.
  • two separate, technically independent localization mechanisms are thus used, the high position accuracy and the high data rate (number of determined positions per second) of the video position determination being retained.
  • the GPS module carried by the players which transmits the location data to the system by radio, is operated via a lithium-polymer battery which can be charged inductively.
  • the module to be supported by the player preferably has a microcontroller with an interface via which the module can be programmed.
  • the player module is firmly encapsulated and thus mechanically very stable.
  • the module to be supported by the player fulfills additional tasks in addition to the localization function.
  • the module may provide heart rate data via a short distance radio link or receive other medical data from a chest strap or other near-body detectors and transmit that data to the video tracking system or a separate computing device via radio.
  • the short-range radio connection preferably takes place in a suitable frequency range, for example in an ISM band at 2.4 GHz.
  • the programming interface mentioned above may be the same short-range radio connection as used for data transmission.
  • sensor data can also be detected and transmitted to the system by radio, such as acceleration data.
  • the associated sensors can also be addressed via the short-range radio link in one embodiment of the invention.
  • the associated sensors are hardwired within the (possibly potted) player module.
  • GPS system can also be used, for example Galileo, GLONASS, COMPASS or IRNSS.
  • positioning systems that are not satellite-based can also be used.
  • Such positioning can evaluate, for example, signals of several mobile radio base stations (GSM, UMTS, etc.) or cordless base stations (WLAN, DECT, etc.) for localization.
  • GSM mobile radio base stations
  • UMTS mobile radio base stations
  • WLAN wireless local area network
  • DECT DECT
  • ultrasonic location systems as well as proprietary radio location systems can be used.
  • the video tracking system preferably also has the properties described in the applications DE 10 2007 032 259.5, US 60 / 949,075 and PCT / EP2007 / 011128. The disclosure of these applications is explicitly incorporated by reference into the present application.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Videotracking-System, das die Position von Objekten, beispielsweise Spielern in einem Fußballspiel, durch Auswertung von Videobildinformationen ermittelt. Erfindungsgemäß verfügt das Videotracking-System ferner über ein unabhängiges Positionierungssystem, das vorzugsweise dann zum Einsatz kommt, wenn die videobasierte Positionsermittlung fehlerhaft ist oder fehlschlägt. In einer Ausführungsform ist das unabhängige Positionierungssystem GPS-basiert, wobei jeder Fußballspieler ein tragbares GPS-Modul mit sich führt, das die Positionsdaten per Funk an das System übermittelt. Zusätzlich können weitere Daten, wie etwa die Herzfrequenz oder Beschleunigung, übertragen werden.

Description

Korrelation von mittels eines Videotracking-Systems ermittelten Positionsdaten mit einem zweiten Lokalisierungssystem
Die Erfindung betrifft allgemein Videotracking-Systeme und insbesondere solche Systeme, mit denen die Position eines oder mehrerer videoerfasster Objekte ermittelt wird.
Videotracking-Systeme werden beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 032 259.5, der US-Patentanmeldung 60/949,075 und der internationalen Patentanmeldung PCT/EP2007/011128 beschrieben. Solche Vide- otracking-Systeme eignen sich beispielsweise dazu, das Spielfeld eines Fußballspieles mit einer oder mehreren Videokameras zu erfassen und die Spieler zu lokalisieren. Somit kann für jeden einzelnen Spieler auf dem Spielfeld die zugehörige Position zu jedem Zeitpunkt ermittelt werden.
Problematisch kann dies beispielsweise dann werden, wenn sich zwei Spieler auf dem Spielfeld begegnen und sich anschließend wieder voneinander entfernen. In diesen Fällen kann es vorkommen, dass das Videotracking-System die sich entfernenden Spieler nicht sicher den jeweiligen Spielern vor der Begegnung zuordnen kann. Es kann hierbei zu einem Identitätstausch kommen, der manuell korrigiert werden muss. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Videotracking-System bereitzustellen, bei dem die Verfolgung von Objekten auch dann ohne manuelle Korrektur sicher erfolgen kann, wenn sich Objekte in der Videodarstellung nähern.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angege- bene Erfindung gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Insbesondere schlägt die Erfindung vor, neben der Positionierung mithilfe des Videotracking-Systems eine zweite, davon unabhängige Positionsdetektierung vorzunehmen, die insbesondere dann zuhilfe genommen wird, wenn die Objekt- Verfolgung mittels der Videoaufnahmen nicht sicher durchgeführt werden kann. In dem Beispiel eines Fußballspieles, bei dem die einzelnen Fußballspieler die Objekte sind, kann beispielsweise eine GPS-Ortung durchgeführt werden (GPS: „Global Positioning System"). Hierzu trägt jeder Spieler ein GPS-Modul, das die Ortsdaten des Spielers an eine mit dem Videotracking-System verbundene Rechneranlage sendet. Kann das Videotracking-System anhand der Videoaufnahmen die Identität eines Spielers nicht sicher ermitteln (ist die videobasierte Positionsermittlung also fehlerhaft oder schlägt gar gänzlich fehl), so greift das System auf die GPS-Daten zurück und korreliert die Videopositionsdaten mithilfe der GPS-Daten, um so gegebenenfalls die Zuordnung von Videoobjekten zu Spielern zu korrigieren und einen etwaigen Identitätstausch rückgängig zu machen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die GPS-Positionsdaten nur dann ausgewertet, wenn die Spielerlokalisierung mithilfe der Videoaufnahmen unsi- eher ist. In einer anderen Ausgestaltung wird die Korrelation ständig durchgeführt.
Erfindungsgemäß werden somit zwei getrennte, voneinander technisch unabhängige Lokalisierungsmechanismen verwendet, wobei die hohe Ortsgenauigkeit und die hohe Datenrate (Anzahl ermittelter Positionen pro Sekunde) der Video- positionsermittlung erhalten bleibt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird das von den Spielern getragene GPS-Modul, welches die Ortsdaten an das System per Funk übermittelt, über einen Lithium-Polymer-Akku betrieben, der induktiv ladbar ist. Das vom Spieler zu tragende Modul verfügt vorzugsweise über einen Mikrocontroller mit einer Schnittstelle, über den das Modul programmierbar ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Spielermodul fest vergossen und somit mechanisch besonders stabil.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das vom Spieler zu tragende Modul neben der Lokalisierungsfunktion weitere Aufgaben erfüllt. Beispielsweise kann das Modul über eine Kurzstreckenfunkverbindung Herzfrequenzdaten oder andere medizinische Daten von einem Brustgurt oder anderen körpernahen Detektoren empfangen und diese Daten an das Videotracking-System oder eine separate Rechnervorrichtung per Funk übermitteln. Die Kurzstreckenfunkverbindung erfolgt vorzugsweise in einem geeigneten Frequenzbereich, beispielsweise in einem ISM-Band bei 2,4 GHz. Bei der oben erwähnten Programmierschnittstelle kann es sich um dieselbe Kurzstreckenfunkverbindung handeln, die auch für die Datenübertragung verwendet wird.
Alternativ oder zusätzlich können auch andersartige Sensordaten erfasst und per Funk an das System übertragen werden, wie etwa Beschleunigungsdaten. Die zugehörigen Sensoren können in einer Ausgestaltung der Erfindung ebenfalls über die Kurzstreckenfunkverbindung angesprochen werden. In einer anderen Ausgestaltung befinden sich die zugehörigen Sensoren fest verdrahtet innerhalb des (gegebenenfalls vergossenen) Spielermoduls.
Anstelle des erwähnten GPS-Systems können auch andere satellitengestützte Positioniersysteme verwendet werden, beispielsweise Galileo, GLONASS, COMPASS oder IRNSS. In anderen Ausgestaltungen können auch Positioniersysteme verwendet werden, die nicht satellitengestützt sind. Solche Positionierungen können beispielsweise Signale mehrerer Mobilfunkbasisstationen (GSM, UMTS etc.) oder Schnurlosbasisstationen (WLAN, DECT etc.) zur Lokalisierung auswerten. Es können alternativ auch Ultraschallortungssysteme sowie proprietäre Funkortungssysteme zum Einsatz kommen.
Das Videotracking-System verfügt vorzugsweise ferner über die in den Anmeldungen DE 10 2007 032 259.5, US 60/949,075 und PCT/EP2007/011128 beschriebenen Eigenschaften. Der Offenbarungsgehalt dieser Anmeldungen wird durch Bezugnahme explizit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.

Claims

Patentansprüche
1. Videotracking-Vorrichtung zum Nachführen der Position von Objekten in Videobildern, dadurch gekennzeichnet, dass
ein von der videobildbasierten Positionsermittlung unabhängiges Lokalisierungssystem wenigstens zeitweise eingesetzt wird, um die durch die videobasierte Positionsermittlung ermittelten Positionen zu verifizieren oder Positionsdaten zu erlangen, wenn die videobasierte Positionsermittlung fehlerhaft ist oder ausfällt.
2. Videotracking-Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das unabhängige Lokalisierungssystem zur Ermittlung von Objektpositionen herangezogen wird, wenn sich mindestens zwei Objekte in der Videodarstellung so nähern, dass eine sichere Identifizierung der Objekte nicht möglich ist.
3. Videotracking-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das unabhängige Lokalisierungssystem GPS-basiert ist.
4. Tragbares Lokalisierungsgerät, umfassend:
einen Detektor zum Ermitteln der aktuellen Position des tragbaren Lokalisierungsgeräts; und
eine Sendeeinrichtung zum Senden der ermittelten Position an eine Videotracking-Vorrichtung.
5. Tragbares Lokalisierungsgerät nach Anspruch 4, ferner umfassend:
einen Datenempfänger zum Empfangen von Nichtpositionsdaten,
wobei das tragbare Lokalisierungsgerät eingerichtet ist, auch die Nichtpo- sitionierungsdaten mittels der Sendeeinrichtung zu senden.
6. Tragbares Lokalisierungsgerät nach Anspruch 5, wobei der Datenempfänger ein Kurzstreckenfunkempfänger ist.
7. Tragbares Lokalisierungsgerät nach Anspruch 6, wobei der Kurzstreckenfunkempfänger im 2,4-GHz-Band arbeitet.
8. Verfahren zum Betreiben eines Videotracking-Systems, umfassend:
Ermitteln erster Positionsdaten wenigstens eines videoerfassten Objektes durch Analyse von Videobildinformationen;
Ermitteln zweiter Positionsdaten des wenigstens einen videoerfassten Objektes unter Verwendung eines nicht videogestützten Lokalisierungssys- tems; und
Korrelieren der ersten Positionsdaten mit den zweiten Positionsdaten zur Ermittlung von Positionsinformationen des wenigstens einen videoerfassten Objektes.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei erste und zweite Positionsdaten we- nigstens zweier videoerfasster Objekte ermittelt werden und der Schritt des Korrelierens umfasst:
Korrigieren einer fehlerhaften Zuordnung erster Positionsdaten zu entsprechenden videoerfassten Objekten durch Auswerten der zweiten Positionsdaten.
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