WO2011006989A1 - Dispositif et procédé de détection et de commentaire d'un événement de jeu aux abords d'une cage de but - Google Patents

Dispositif et procédé de détection et de commentaire d'un événement de jeu aux abords d'une cage de but Download PDF

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WO2011006989A1
WO2011006989A1 PCT/EP2010/060305 EP2010060305W WO2011006989A1 WO 2011006989 A1 WO2011006989 A1 WO 2011006989A1 EP 2010060305 W EP2010060305 W EP 2010060305W WO 2011006989 A1 WO2011006989 A1 WO 2011006989A1
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projectile
cage
hue
sensors
data set
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PCT/EP2010/060305
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Patrick Simonnet
Francis Bras
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Tarek Omri
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Definitions

  • the invention belongs to the field of technical audiovisual broadcasting devices relating to games and fun activities practiced in theaters. More specifically, the invention relates to a device capable of automatically detecting actions occurring in a play area and / or in the vicinity of a goal cage for sports or activities the objective of which is to penetrate a projectile into said cage.
  • the device of the invention is able to trigger, always automatically and in real time, sound or visual animations adapted to the game situation thus detected.
  • the invention also relates to an information processing method capable of qualifying a game action based on information collected on different types of sensors of the device.
  • the prior art describes various devices and methods capable of detecting a game action for sports such as football, said action consisting, for example, in the crossing by a ball of the entrance plane of a goal cage, or impact of said ball with a pole. These devices are sometimes able to locate the entrance area of the ball in the goal cage.
  • Such a device is described for example in the European patent application EP-A-1 91 1 499.
  • Said device is used as a support for the training of football players by allowing them to archive information relating, for example, to kicks of repair.
  • This device does not automatically qualify the actions and is content to store parameters relating to the trajectory of the ball, which parameters are subsequently processed or simply interpreted by the player himself.
  • the French patent application FR-A-2 806 924 describes a method and a device able to automatically detect the crossing of the entry plane of a football goal cage by the ball and to ensure that it is indeed the bullet that has crossed this plane.
  • the device does not qualify the shot and is content to send an image of crossing the goal line by the ball to the referee who will perform the interpretation.
  • the devices of the prior art are based on complex signal processing methods including identifying the shape of the projectile and calculate its trajectory, the objective being generally in the two previous examples to validate and characterize an incoming trajectory of the ball.
  • These devices of the prior art are based on a temporal analysis including images provided by a vision device. The acquisition time required to conduct this analysis is an incompressible parameter. The reliability of the detection is obtained at the expense of the calculation time and the complexity of the means implemented.
  • the image analysis based on the prior art in particular on the detection of the shape of the projectile involves the use of high speed, expensive cameras, and of sufficient optical quality to produce a sharp image of the projectile penetrating at high speed in the cage.
  • the game event detection and qualification system must be very dynamic and offer a wide range of contextual animations to maintain the show.
  • the delay between the detection of an event from its interpretation and the triggering of an appropriate animation can not exceed the second.
  • the device must be able to be used intensively and be implemented and maintained by non-specialized personnel so that its commercial exploitation is profitable.
  • the aim of the invention is to propose a robust device associated with a simple and fast signal processing method capable of detecting and qualifying a game action in real time, ie without any perceptible latency for an observer, all while using non-specialized equipment, especially in terms of vision. More specifically, the invention relates to a device for the practice of an activity using a projectile which device comprising:
  • an enclosed space illuminated by an artificial light source comprising a cage whose entry plane is delimited by a frame supporting a net;
  • sensors comprising a vision device adapted to detect the hue of the projectile in a volume comprising the cage;
  • the device object of the invention detects the presence of the projectile in the cage by the mere presence of its hue in the visibility zone of the vision device.
  • Hue is defined as a shade of color.
  • a color is defined by the polar coordinates of the point corresponding to said color on the CIELAB disk.
  • the hue is quantified by the angle value of these polar coordinates, the radius value of said polar coordinates quantizing the saturation of the hue.
  • White and black are not hues.
  • the detection of the hue and not the color makes it possible to detect the presence of the projectile even if the image is fuzzy and the image of the projectile is limited to a drag.
  • This device can be implemented according to advantageous embodiments described below which can be considered individually or in any technically operative combination.
  • the hue of the projectile illuminated by the artificial light source is included in an opposite frame of the CIELAB disk relative to the hue of the other elements delimiting and contained in the enclosed space.
  • This particular configuration makes it possible to considerably simplify the image processing necessary for detecting the projectile in the scene seen by the vision means, and thus to reduce the time between the occurrence of the event and its detection, while using equipment medium-range video, less expensive and easier to maintain.
  • the saturation of the hue of the projectile is located in a ring between the outside and 80% of the radius of the CIELAB disk.
  • the saturation of the hue of the projectile makes its detection insensitive to the variations of brightness of the illumination
  • the floor of the cage, its frame and the net are chosen to be white or black, so that the superposition of the hue of the projectile with the color of these elements only modifies the saturation of the hue of the projectile seen by them. means of vision.
  • the floor of the cage is white and black checkered. So the checkerboard provides a reference to these extreme tones in the video image
  • the optical center of the vision means is contained in a plane parallel to the entry plane and offset from it to the inside of the cage by a distance equal to or greater than the radius of the projectile used for firing.
  • the device which is the subject of the invention may be associated with complementary sensors making it possible in particular to detect other game actions than the goals.
  • the device comprises a light barrier capable of detecting the passage of the projectile in the entry plane of the cage.
  • a light barrier capable of detecting the passage of the projectile in the entry plane of the cage.
  • the device advantageously comprises a thread tension sensor, which makes it possible to detect the impacts of the projectile in said net.
  • the device comprises at least two impact sensors distant from each other on the frame of the cage. These sensors make it possible to detect impacts of the projectile on the frame and by the temporal analysis of the signals on the at least two sensors to locate these impacts.
  • the device may comprise radio frequency identification means and means for detecting and reading said identification means.
  • these identification means commonly referred to as RFID, are placed via bracelets on the players operating in the device and the detection means make it possible to recognize the presence of a player in a given zone of the space of the device.
  • the device comprises audiovisual broadcasting means, the determination of the broadcast content being a function of the information provided by the sensors.
  • the invention also relates to a method implementing such a device, which method comprises a step of detecting the presence of the hue of the projectile in the scene seen by the viewing means.
  • This method makes it possible to detect the crossing of the goal line reliably with a simple color camera, without resorting to high cost video means such as high speed cameras.
  • the invention also relates to a method for implementing the device according to the invention according to an embodiment comprising impact sensors placed on the frame of the cage, which method comprises the steps of:
  • the invention also relates to a method of broadcasting an audiovisual content in the space object of the invention in its embodiment comprising audiovisual broadcasting means which method comprises the steps of:
  • this method further comprises the steps of: obtaining a historical data set associating a key with a current game event and another game event preceding said current event; - Keep in memory for a certain time the game events detected by scanning and corresponding to a pattern listed in the data set states;
  • This method is advantageously implemented for all or part of its steps by a computer system, which makes it easy to vary the triggering contexts of the animations, by simply modifying the data sets, in order to adapt them to the nature of the sport practiced. , the language of broadcast, the age of the players, the season or the current context etc ....
  • the subject of the invention is also an information medium readable by a computer system, possibly removable, totally or partially, in particular CDROM, a magnetic medium such as a hard disk or a diskette, a dongle comprising a memory, or a transmissible medium, such as an electrical or optical signal, characterized in that it comprises instructions of a computer program, allowing the implementation of any one of the steps of the object audiovisual broadcasting method according to any of its modes realization when this program is loaded and executed by a computer system.
  • a computer system possibly removable, totally or partially, in particular CDROM, a magnetic medium such as a hard disk or a diskette, a dongle comprising a memory, or a transmissible medium, such as an electrical or optical signal, characterized in that it comprises instructions of a computer program, allowing the implementation of any one of the steps of the object audiovisual broadcasting method according to any of its modes realization when this program is loaded and executed by a computer system.
  • FIGS. 1 to 12 in which:
  • FIG. 1 represents an overall and front view of a goal cage according to the invention showing an example of implantation of the various sensors
  • FIG. 3 is an overall perspective view of the play area
  • FIG. 4 represents the scene seen by the video camera placed above one of the goal cages
  • FIG. 5 represents the image recorded by the camera during the penetration of projectile in the cage
  • FIG. 6 is a schematic representation of the CIELAB disk
  • FIG. 7 represents the temporal evolution of signals coming from the impact sensors as well as the concomitant evolution of the state of the logic beacon associated with each of its signals;
  • FIG. 8 is an example of a flowchart representing the data processing to arrive at the broadcasting of an appropriate audiovisual sequence
  • FIG. 9 is an example of an extract from the state data set relating to the qualified key
  • FIG. 10 shows the evolution of the score key as a function of the progression of the score of the game
  • FIG. 11 is an extract from the data set relating to the time key
  • FIG. 12 is an example of an extract from the data set relating to the key rhythm. ;
  • the device of the invention is built around a cage comprising an entrance plane (1) delimited by a frame (10).
  • the device combines capture means consisting of impact sensors (21 to 24) linked to the frame (10), infrared barriers (31 to 35) and a vision device (40) in the form of a video camera.
  • the impact sensors may be of any type known to those skilled in the art, consisting for example of piezoelectric accelerometers, or by piezoelectric or piezo-resistive strain gauges glued to the frame.
  • piezoelectric accelerometers sold under the name of shock sensors by MURATA ® company are well suited for this purpose.
  • sensors are associated if necessary with a signal conditioner adapted to their technology, for example, a charge amplifier for piezoelectric sensors, to obtain an analog or digital output signal proportional to the intensity of solicitation of the sensor.
  • a signal conditioner adapted to their technology, for example, a charge amplifier for piezoelectric sensors, to obtain an analog or digital output signal proportional to the intensity of solicitation of the sensor.
  • Each measurement channel corresponding to each sensor is therefore associated with at least one logic tag that changes state when the conditioned signal emitted by the sensor corresponding to said measurement channel exceeds a defined threshold.
  • the tag logic is at 0 when the signal level is below this threshold and its level goes to level 1 when the signal level exceeds this threshold.
  • level 1 of this example is associated with a remanence time, Tp, which is predetermined, so that the logic tag, triggered by the threshold crossing, remains at level 1 during this time Tp before returning to state 0.
  • the infrared barriers are constituted by an infrared diode and a receiver such as a phototransistor allowing the electric current to pass when it is illuminated by this type of light.
  • This technology has a very low reaction time and is sensitive only to a narrow light spectrum, invisible to the eye.
  • infrared diodes emitting at a wavelength of 940 nm at an intensity of 100 mA are used. It is a widely used technology that makes these components very easy to acquire and maintain.
  • Each of the infrared barriers manages only a specific area, the barriers are not interdependent.
  • the information delivered by each of the barriers is binary, the state 0 corresponding to a state "not traversed" and the state 1 to the state "has been crossed". At state 1 there is a remanence time, Ti, so that if a barrier is crossed, it continues to deliver information corresponding to state 1 for a time Ti before returning to state 0.
  • the device further comprises a net (1 1) extending the frame and adapted to dampen and retain the projectile inside the cage when it has crossed the frame, which net is connected to a sensor (51) who measures the tension.
  • FIG. 3 in order to practice the targeted activity, for example indoor football, two such detection devices (L and V) are placed at both ends of an activity space (60), representing a field.
  • Said activity space is blind and is illuminated only by artificial light sources (63).
  • This space is advantageously equipped with audiovisual broadcasting means such as loudspeakers (61), screens or video projection devices (62).
  • the device comprises a projectile (100) adapted to the practice of the sport in question, which projectile is of unique hue in this space.
  • devices (1 10) for detecting and reading "chips” or “tags” RFID are placed around the space (60) or in the ground thereof. These means make it possible to detect the position of players playing in the playing area (60), said players then being equipped with such RFID tags placed in bracelets, shoes or any other element of their outfit.
  • Audiovisual animations broadcast by these means can create an atmosphere that varies depending on the game.
  • the audio-visual means are triggered according to a temporal context and according to an event context.
  • the event context corresponds to game events, essentially sufficiently framed shots in the direction of the L and V cages, which game events are detected and qualified via the sensors arranged in particular in the vicinity of these cages. Game events fall into two categories:
  • the first task of the audiovisual broadcasting process will therefore be to detect a significant game event and to classify it in one or the other of these families.
  • This first classification is based on the information collected by the vision device (40) and the net tension sensor (51).
  • the thread tension sensor is, for example, a piezoelectric force sensor, piezoresistive (FSR) or a displacement sensor placed between the thread and a tensioner of this thread.
  • FSR piezoresistive
  • the thread tension sensor is, for example, a piezoelectric force sensor, piezoresistive (FSR) or a displacement sensor placed between the thread and a tensioner of this thread.
  • the vision device (40) is for example constituted by a color video camera, which camera acquires video frames consisting of lines at a rate of 25 frames per second.
  • a color day / night CCD camera of the MTV type distributed by the company OPTOVISION ® is adapted to this function. It is a standard equipment that is easy to acquire and maintain.
  • This camera is characterized by a cone of visibility (42) depending on the size of the video detector and the focal length of the lens.
  • the top of this cone merges with the optical center of the camera.
  • the camera is preferably placed above the cage at a sufficient distance so that the probability of impact between the camera and the projectile used for the game is low. 4
  • the scene observed by the camera corresponds to a generally rectangular window (43) inside the projection of the image of the cone of visibility in its focal plane.
  • the focal length of the optics used for the camera is chosen so that the image of the cage (10) and the net (11) is included in this window when the camera is placed at the required distance.
  • the optical center of the camera is placed in a plane (41) parallel to the plane of entry (1) but offset from it to the inside of the cage by a distance at least equal to the radius of the projectile used for the game, ideally equal to the diameter.
  • the image is defined an area within which the presence of the projectile attests the crossing by the latter of the entry plane.
  • the observation window can, if necessary, be defined by a digital processing of the image delivered by the camera.
  • the video line (44) delimiting the observation zone divides this image into two parts, one of the two parts being located behind the entry plane (1) of the cage.
  • the detection of the presence of the projectile is based on a colorimetric analysis of the image.
  • the color of said projectile for example a football (100)
  • the speed of the ball during a direct shot is less than 60 ms "1.
  • the depth of the cage is 2 meters, with an acquisition rate of 25 frames per second, if a ball penetrates the cage and that it exceeds the entry plane its color will necessarily influence the content of an image: either of the one immediately preceding the detection of the movement of the net or of the image which follows the detection of the movement of the net and in most cases these two images even if the ball bounces and comes out of the cage after having penetrated in.
  • the person skilled in the art will adapt the frequency the acquisition of the camera at the speed of movement of the projectile and the size of the goals, knowing that the higher the speed and the lower the depth of the goals, the higher the number of frames per second.
  • a bullet entering the cage at high speed will leave on the photosensitive member of the camera an approximately elliptical trail (47) mixing the color of the bullet and the color of the background.
  • the exposure time of each frame is chosen so that the ball has not moved more than once its diameter during it. For example, in the case of football, the ball is 22 cm in diameter. At 60 ms -1, the ball travels this distance in 3.6 ms, therefore a time of opening the shutter of the camera (40) by 1 / 300th of a second ensures that the bullet has traveled a distance less than its distance. diameter regardless of the shot during the exposure time of the photosensitive element of the camera.
  • the lighting device will be chosen sufficiently powerful, particularly at the cages, to allow such short shutter times.
  • the presence of the ball is thus detected on the image by the presence of a sufficiently large area whose hue is sufficiently close to the hue of the ball.
  • the hue of the ball is preferably saturated and sufficiently far from the hue of the other objects likely to be in the scene observed by the camera.
  • the color of an object can be quantified by its position on the CIELAB disk.
  • This disc presents in a quantified way all the possible colors. It is organized according to a vertical axis (402) which from bottom to top goes from blue to yellow, a horizontal axis which from left to right goes from green to red.
  • Any color (404) may be represented in this system by its polar angle coordinates (403), which define its hue, and distance from the center (405). The higher this distance (405), the heavier the hue is.
  • the colorimetric contrast between two colors is all the greater as the Euclidean distance separating them on the CIELAB disk is important.
  • the color of the balloon will be chosen in angles of hue corresponding to 0.90 °, 180 ° and the colors of the other elements likely to be present in the scene visualized by the camera (players jersey, shoes ...) will be chosen in the lower part of the disc and as opposite as possible to the hue of the ball.
  • the brightness variations influence the saturation of the colors seen by the sensitive element of the camera. Overexposure or underexposure of it brings the colors seen by this element closer to the center of the CIELAB disc. To limit this influence, the color of the balloon is chosen in the outer part of the CIELAB disk, typically in a ring (410) corresponding to the outermost 20% of the CIELAB disk.
  • the floor of the cage, the frame and the nets are of such colors that the possible mixtures of these colors with the color of the projectile (404) occupy a surface (406) of the CIELAB disc.
  • the choice of the color of the projectile and the other colors must be such that the mixtures of these other colors with each other, with the ground, the nets and the frame of the cage never occupy a disc surface CIELAB having an intersection with the surface (406) of this disc corresponding to mixtures of the color of the projectile with the ground, frame or nets of the cage taken alone or in combination.
  • the floor of the cage, its frame and the net are chosen white or black, so that the superposition with the color of the projectile only changes the saturation thereof without changing the hue. More preferably, they may be white and black checkered and thus provide a reference to these extreme tones in the video image.
  • the play space (60) is necessarily illuminated only by artificial light sources of known characteristics. If a slight variation in the intensity of the lighting is permissible due to the selectivity of the hues, the lighting device must be selected so that at no time is there a lack of lighting, even if it is imperceptible. to the eye, or substantial modification of the quality of it during the acquisition of an image by the camera, as an example it can be achieved by three-phase neon. Of course, the camera's automatic white balance adjuster should not be turned on.
  • the images and all the sensors are permanently scanned.
  • a stopwatch is triggered at the beginning of the game, so that all acquisitions of signals or states can be dated from this stopwatch which is a time base common to all devices.
  • the treatment of a goal family event is triggered by detecting the hue of the projectile in the area monitored by the camera.
  • the state change of this tag triggers the processing of images.
  • This treatment consists of carrying out filtering operations on this image, typically erosion and labeling treatments on the groups of pixels corresponding to the hue of the ball, and from this processed image, to confirm or not the detection of the ball in the cage. Alternatively, this same treatment can be triggered in case of motion detection of the net of the cage.
  • the game event is qualified as a goal and the nature of the broadcasted audiovisual sequence is selected in the sequence set corresponding to this type of event.
  • other states are analyzed, including the state of the infrared barriers. The state of these barriers makes it possible to define where the ball has entered the goal for example:
  • This information is then combined with the event that previously led to the broadcasting of an audiovisual sequence and the time elapsed since the latter event and the time elapsed since the beginning of the game to select a prerecorded sequence and broadcast.
  • a first event can be constituted by the crossing of the entry plane of the cage V by the ball in the first minute of play:
  • the camera (40) detects the presence of the ball in the rear area (45) of the cage: there is therefore a good purpose
  • the triggered comment will be for example:
  • the comment items "Team L” or “Team V” are prerecorded sequences, as well as the sequences "a shot in the skylight” or “opens the scoring". These prerecorded sequences are the subject of a semantic assembly according to the temporal and event context. This temporal and event context is described by keys which themselves are a function of the state of the capturing means.
  • This structure of the comments corresponding to the family goal and first labeled with a goal key to classify this event in this family includes:
  • a verbal group "opens the score”, “riposte by equalizing”, “equalizes” etc. ... whose choice is determined by a score key, a time key defining the elapsed time since the beginning of the game, a key rhythm determining the elapsed time since the last event of type goal detected and a key cage linked to the latter event that corresponds to the nature of the latter (goal of the same team or the opposing team) - a possible additional time determined by the key pace when the time between two events is particularly short or particularly long and / or key time when one is at the beginning or the end of the game
  • complete sentences can be recorded and associated with combinations of keys or state of the sensors.
  • the projectile can penetrate into the viewing space of the camera without any purpose. This is the case when the projectile hits one of the side nets from the outside or when it comes to rest on the outside of the top net. These cases of confusion can be discriminated by image processing by analyzing the size of the projectile in the image and / or its position. It is however more effective to protect the cage by a second net that prohibits the projectile these areas.
  • the shots corresponding to this type of situation being despite all the remarkable shots, these extra nets can be equipped with motion sensors used for the qualification of the shot.
  • the broadcast of the comment may be accompanied by the broadcasting of video images on screens or projection (62) of the game space (60).
  • These video sequences can be images of a public or even the video retransmission, possibly idling, of the action that has just occurred, which has been recorded by an auxiliary camera (70) whose sequence has been recalibrated in the time from the time base given by the stopwatch.
  • the signals emanating from the sensors are connected to an acquisition card comprising at least as many synchronous acquisition channels as sensors.
  • the signals acquired by this card are stored in a buffer corresponding to a determined acquisition time.
  • the signals contained in the buffer memory are analyzed in order to detect a possible threshold overflow on one of the other sensors and the time position of the rising edge relative to this threshold exceeded.
  • the time separating the rising edges from the threshold exceedances on the signals of the different impact sensors is used to estimate the approximate position of the impact on the frame (10) of the cage.
  • a threshold exceeding is first observed on the signal (221) corresponding to the sensor (21) impact located at the bottom left of the frame of the cage.
  • This exceeding threshold causes a change of state of the corresponding logic tag (2210) which goes from 0 to 1 during a time Tp.
  • the shock wave propagates in the frame and reaches the sensor (22) located on the left side of the cross bar, which results in a threshold crossing of the associated signal (222) after a time ⁇ T and the change of state of the corresponding logic tag (2220).
  • the shock propagates in the cross bar to reach the sensor (23) located on this bar on the right side.
  • the corresponding signal (223) shows a disturbance corresponding to the shock but which does not exceed the threshold level so that the logic tag (2230) corresponding to this signal does not change state.
  • a shot key locating the shot on the left post.
  • the logic tag (2220) corresponding to the left sensor of the transverse section (22) would have changed state before that (2210) corresponding to the sensor at the bottom of the left post (21), all else being equal, we would have associated with this event a shooting key locating the shot in the upper left corner.
  • FIG. 8 the method of detection and diffusion is implemented by means of computer programs executed by three computers connected in a network. Two so-called capture computers are each assigned to a goal cage. The computer program that they implement permanently scans the state of the sensors of their respective cage.
  • the first step (1000) of the method, implemented by capture computers, includes detecting any event occurring at the monitored cage.
  • An event is constituted by the change of state of a logic beacon assigned to one of the impact (21 to 24), net movement (51) or light barrier crossing (31 to 36) sensors, or the detecting the hue of the projectile in the surveillance area of the camera.
  • the computer assigned to the cage A detects the passage from 0 to 1 of the logic tag corresponding to the crossing of the light barrier (31) located in the left corner of the cage.
  • the detection of the event triggers a step (1100) of examining the state of the other logical beacons. At the end of this step, the state of the logic tags corresponding to the detected event is known and is used for carrying out the qualification step (1200).
  • This qualification step (1200) triggers, if necessary, subroutines for scanning and processing (1210) the signal, especially the video signal, if the logical beacon corresponding to the movement of the net or the presence of the projectile has been triggered.
  • Such a subroutine can also aim to locate the impact of the projectile hit the posts from the examination of the buffer acquisition signals from the impact sensors.
  • the entire state of the beacons and sensors is thus analyzed to identify the state of the firing keys (603), goal (601) and qual (602), by comparison of the state of the logic beacons or sensors with the cases listed in the corresponding data sets (503, 502).
  • Fig. 9 is an example of an extract from the light barrier status data set (503) for determining the state of the qualified key (602).
  • the first 6 columns (C1 to C6) contain the potential states of the 6 logic tags corresponding to the 6 infrared barriers (31 to 36) installed on the cage (10), in the form of binary logic variables.
  • the seventh column (C7) comprises the value of the qualified key corresponding to the combinations of logical variables according to the rows of the table.
  • the value of the key is encoded in an appropriate format that can be numeric or alpha numeric.
  • the table (503) establishes a hierarchy in the key values according to the sport practiced or the actual difficulty of the shot.
  • the first line of the table (L1) corresponds to the crossing in the remanence time Ti of the light barrier (31) situated in the upper left corner, of that located along the left post (35) and that situated under the transversal (33).
  • the second line (L2) of the table corresponds to crossing the light barrier in the upper left corner (31) and the one monitoring the area under the crossbar (33).
  • the shot may be called "under the cross-section” or "skylight”.
  • the keys are combined in the form of an appropriate file and sent via the computer network to the processing computer by associating therewith a cage key which determines the goal (V, L) in which this combination of keys has been detected.
  • the program implemented in the processing computer will combine the event context, determined by the state of the keys transmitted from the capture computers, to the temporal context and trigger the broadcasting of audiovisual animations according to these two contexts.
  • a first step of analysis of the received keys (3000) will firstly store the event in the form of its key combination on the top of a stack of an event buffer file (3010), and proceed on the other hand to other formatting processes and in particular to check the coherence of the information received from the two capture computers, for example to verify that the two capture devices have not detected at the same time that a goal has been Mark.
  • the presence of a goal key indicating that a goal has been scored will trigger a particular score treatment that will populate a score key (604).
  • FIG. 10 is an example of treatment of the score key (604) whose states (A, B, C, D, E, F, G) are determined by the direction of evolution of the score.
  • a stopwatch (3500) is triggered at the beginning of the game and can be used to date all the events.
  • the time determined by the stopwatch is shared between the computers via the network and a time sharing protocol so as to define a common date base.
  • a time processing step (3510) combines the time information from the stopwatch with the state of the keys from the capture computers, the score key
  • FIG. 11 gives an example of an extract from the state data set (504) relating to the time key.
  • the duration of the match initially defined is divided into 4 periods corresponding to values of the time key.
  • Fig. 12 is an example of the historical state data set (505) relating to the key pace (605).
  • a step of selecting the sequence (3200) combines the values of the set of keys to select an audiovisual broadcast sequence by identifying in a sequence data set (700) the value of the keys and associated predefined sequences.
  • the broadcast sequences can be assembled by a semantic module according to the value of the keys.
  • the audiovisual sequence being selected it is broadcast (4000) on the appropriate audiovisual means (61, 62).
  • the present invention achieves the objectives it has set for itself.
  • it makes it possible to detect and qualify a game event and then automatically trigger the broadcasting of an audiovisual sequence adapted to the temporal and event context of the game action.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif apte à détecter de manière automatique des actions de jeu intervenant au voisinage d'une cage de but pour des sports ou des activités dont l'objectif consiste à faire pénétrer un projectile dans ladite cage. Le dispositif de l'invention est apte à déclencher, toujours de manière automatique et en temps réel, des animations sonores ou visuelles adaptées à la situation de jeu ainsi détectée. L'invention concerne également un procédé de traitement de l'information apte à qualifier une action de jeu en fonction des informations recueillies sur différents types de capteurs placés dans l'espace de jeu.

Description

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE DÉTECTION ET DE COMMENTAIRE D1UN ÉVÉNEMENT DE JEU AUX ABORDS D'UNE CAGE DE BUT
L'invention appartient au domaine des dispositifs techniques de diffusion audiovisuelle relatifs à des jeux et des activités ludiques pratiquées en salle. Plus précisément l'invention concerne un dispositif apte à détecter de manière automatique des actions intervenant dans un espace de jeu et / ou au voisinage d'une cage de but pour des sports ou des activités dont l'objectif consiste à faire pénétrer un projectile dans ladite cage. Le dispositif de l'invention est apte à déclencher, toujours de manière automatique et en temps réel, des animations sonores ou visuelles adaptées à la situation de jeu ainsi détectée. L'invention concerne également un procédé de traitement de l'information apte à qualifier une action de jeu en fonction des informations recueillies sur différents types de capteurs du dispositif.
L'art antérieur décrit différents dispositifs et procédés aptes à détecter une action de jeu pour des sports tels que le football, ladite action consistant, par exemple, au franchissement par une balle du plan d'entrée d'une cage de but, ou l'impact de ladite balle avec un poteau. Ces dispositifs sont parfois aptes à localiser la zone d'entrée de la balle dans la cage de but.
Un tel dispositif est décrit par exemple dans la demande de brevet européenne EP-A- 1 91 1 499. Ledit dispositif est utilisé comme support pour l'entraînement des joueurs de football en leur permettant d'archiver des informations relatives, par exemple, à des coups de pied de réparation. Ce dispositif ne qualifie pas automatiquement les actions et se contente de stocker des paramètres relatifs à la trajectoire de la balle, lesquels paramètres sont traités ultérieurement ou simplement interprétés par le joueur lui-même. La demande de brevet française FR-A-2 806 924 décrit un procédé et un dispositif aptes à détecter automatiquement le franchissement du plan d'entrée d'une cage de but de football par la balle et d'assurer que c'est bien la balle qui a franchi ce plan. Dans cet exemple également, le dispositif ne qualifie pas le tir et se contente d'envoyer une image du franchissement de la ligne de but par la balle à l'arbitre qui effectuera l'interprétation. Dans ces conditions un décalage de plusieurs secondes entre la survenue de l'événement et le traitement de l'information est acceptable et la complexité de l'information délivrée après ce traitement est réduite puisque ledit traitement ne vise qu'à fiabiliser la détection et non à qualifier l'événement. Par conséquent les dispositifs de l'art antérieur reposent sur des procédés de traitement du signal complexes visant notamment à identifier la forme du projectile et à en calculer sa trajectoire, l'objectif étant globalement dans les deux exemples précédents de valider et de caractériser une trajectoire entrante de la balle. Ces dispositifs de l'art antérieur reposent sur une analyse temporelle notamment des images fournies par un dispositif de vision. Le temps d'acquisition nécessaire à la conduite de cette analyse est un paramètre incompressible. La fiabilité de la détection s'obtient au détriment du temps de calcul et de la complexité des moyens mis en œuvre. L'analyse d'image reposant selon l'art antérieur notamment sur la détection de la forme du projectile implique l'utilisation de caméras haute vitesse, coûteuses, et de qualité optique suffisante pour produire une image nette du projectile pénétrant à grande vitesse dans la cage.
Dans le cadre d'une activité ludique pratiquée en salle, le système de détection et de qualification des événements de jeux se doit d'être très dynamique et de proposer une large palette d'animations contextuelles de sorte à entretenir le spectacle. Le délai séparant la détection d'un événement de son interprétation et du déclenchement d'une animation appropriée ne saurait excéder la seconde. Par ailleurs le dispositif doit pouvoir être utilisé de manière intensive et être mis en œuvre et maintenu par du personnel non spécialisé de sorte que son exploitation commerciale soit rentable.
L'invention vise à proposer un dispositif robuste associé à un procédé simple et rapide de traitement du signal apte à détecter et qualifier une action de jeu en temps réel, c'est-à-dire sans latence perceptible pour un observateur, le tout en utilisant du matériel non spécialisé, notamment sur le plan de la vision. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif pour la pratique d'une activité utilisant un projectile lequel dispositif comprenant :
un espace clos éclairé par une source de lumière artificielle comportant une cage dont le plan d'entrée est délimité par un cadre soutenant un filet ;
un projectile de teinte déterminée ;
des capteurs comprenant un dispositif de vision apte à détecter la teinte du projectile dans un volume comprenant la cage ;
les couleurs, lorsqu'ils sont éclairés par la source de lumière artificielle, de tous les éléments susceptibles de se trouver dans la scène vue par le dispositif de vision étant choisies de sorte que l'un quelconque des mélanges desdites couleurs ne puisse pas comprendre la teinte du projectile Ainsi le dispositif objet de l'invention, détecte la présence du projectile dans la cage par la simple présence de sa teinte dans la zone de visibilité du dispositif de vision.
La teinte est définie comme une nuance de couleur. En représentation colorimétrique une couleur est définie par les coordonnées polaires du point correspondant à ladite couleur sur le disque CIELAB. La teinte est quantifiée par la valeur d'angle de ces coordonnées polaires, la valeur de rayon desdites coordonnées polaires quantifiant la saturation de la teinte. Le blanc et le noir ne sont pas des teintes.
La détection de la teinte et non de la couleur permet de détecter la présence du projectile même si l'image est floue et que l'image du projectile se limite à une traînée.
Ce dispositif peut être mis en œuvre selon des modes de réalisations avantageux exposés ci-après lesquels peuvent être considérés individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante.
Avantageusement, la teinte du projectile éclairé par la source de lumière artificielle est comprise dans un cadrant opposé du disque CIELAB par rapport à la teinte des autres éléments délimitant et contenus dans l'espace clos. Cette configuration particulière permet de simplifier considérablement le traitement d'image nécessaire à la détection du projectile dans la scène vue par les moyens de vision, et ainsi de réduire le délai séparant la survenue de l'événement et sa détection, tout en utilisant des équipements vidéo de gamme moyenne, moins onéreux et plus simples de maintenance.
Selon un mode de réalisation préféré, la saturation de la teinte du projectile est située dans une couronne comprise entre l'extérieur et 80 % du rayon du disque CIELAB. Ainsi, la saturation de la teinte du projectile rend sa détection peu sensible aux variations de luminosité de l'éclairage
Avantageusement, le sol de la cage, son cadre et le filet sont choisis de couleur blanche ou noire, de sorte que la superposition de la teinte du projectile avec la couleur de ces éléments ne modifie que la saturation de la teinte du projectile vue par les moyens de vision.
De manière particulièrement avantageuse, le sol de la cage est à damiers blancs et noirs. Ainsi le damier procure une référence à ces tons extrêmes dans l'image vidéo
Avantageusement, le centre optique des moyens de vision est contenu dans un plan parallèle au plan d'entrée et décalé de celui-ci à l'intérieur de la cage d'une distance égale ou supérieure au rayon du projectile utilisé pour le tir. Ainsi la détection de la présence de la teinte du projectile dans une zone de l'image délivrée par le dispositif de vision, atteste de manière simple du franchissement du plan d'entrée de la cage par le projectile. En plaçant le centre optique des moyens de vision dans un plan déterminé, la zone en question est facilement délimitée par une droite quelles que soient les distorsions optiques de ces moyens.
Le dispositif objet de l'invention peut être associé à des capteurs complémentaires permettant notamment de détecter d'autres actions de jeu que les buts.
Avantageusement, le dispositif comprend une barrière lumineuse apte à détecter le passage du projectile dans le plan d'entrée de la cage. Ainsi la détection du franchissement du plan d'entrée de la cage par le projectile est fiabilité car reposant sur les informations de deux capteurs : la barrière lumineuse et les moyens de vision. Par ailleurs, la position de la barrière lumineuse permet de localiser l'entrée du projectile dans la cage.
Afin de fiabiliser encore la détection de la pénétration du projectile dans la cage le dispositif comprend avantageusement un capteur de tension du filet, lequel permet de détecter les impacts du projectile dans ledit filet.
Avantageusement également, le dispositif comprend au moins deux capteurs d'impact distants l'un de l'autre sur le cadre de la cage. Ces capteurs permettent de détecter des impacts du projectile sur le cadre et par l'analyse temporelle des signaux sur les au moins deux capteurs de localiser ces impacts.
Le dispositif peut comprendre des moyens d'identification par radio fréquence et des moyens de détection et de lecture desdits moyens d'identification. Selon ce mode de réalisation, ces moyens d'identification, couramment dénommés RFID, sont placés par l'intermédiaire de bracelets sur les joueurs évoluant dans le dispositif et les moyens de détection permettent de reconnaître la présence d'un joueur dans une zone déterminée de l'espace du dispositif.
Finalement, le dispositif comprend des moyens de diffusion audiovisuelle, la détermination du contenu diffusé étant fonction des informations délivrées par les capteurs. Ainsi il est possible de recréer de manière automatique une illusion d'ouverture dans un tel espace confiné et aveugle, sans perturber la capacité et la fiabilité de détection des événements de jeu. L'automatisme d'un tel dispositif permet d'exploiter commercialement dans un même lieu et de manière économique plusieurs espaces de ce type sans avoir recours à de nombreux animateurs.
L'invention concerne également un procédé mettant en œuvre un tel dispositif, lequel procédé comprenant une étape consistant à détecter la présence de la teinte du projectile dans la scène vue par les moyens de vision. Ce procédé permet de détecter le franchissement de la ligne de but de manière fiable avec une simple caméra couleur, sans faire appel à des moyens vidéo d'un coût élevé tels que des caméras à grande vitesse.
L'invention concerne aussi un procédé pour la mise en œuvre du dispositif objet de l'invention selon un mode de réalisation comprenant des capteurs d'impacts placés sur le cadre de la cage, lequel procédé comprend des étapes consistant à :
- définir un niveau seuil sur les signaux issus des capteurs d'impact ;
- estimer la position de l'impact sur le cadre de la cage par le temps séparant les instants de franchissement de ce seuil en front montant des signaux issus des capteurs d'impact.
Finalement, l'invention concerne également un procédé de diffusion d'un contenu audiovisuel dans l'espace objet de l'invention dans son mode de réalisation comportant des moyens de diffusion audiovisuelle lequel procédé comprenant des étapes consistant à :
- obtenir un jeu de données séquence comprenant des séquences audiovisuelles préenregistrées associées à des clés de déclenchement;
- obtenir un jeu de données états mettant en correspondance lesdites clés avec des motifs d'association des états des capteurs;
- déclencher un chronomètre définissant le temps total écoulé depuis un événement de jeu défini;
- scruter l'état des capteurs;
- déclencher la diffusion d'une séquence audiovisuelle sélectionnée dans le jeu de données séquence lorsque la combinaison des clés correspond à un motif d'association répertorié.
On dispose ainsi d'un procédé permettant d'associer rapidement une animation au contexte de jeu par simple identification dans une table prédéfinie.
Avantageusement, ce procédé comprend en outre des étapes consistant à: - obtenir un jeu de données historique associant une clé à un événement de jeu dit actuel et un autre événement de jeu précédent ledit événement actuel; - conserver en mémoire pendant un temps déterminé les événements de jeu détectés par scrutation et correspondant à un motif répertorié dans le jeu de données états ;
- déclencher la diffusion d'une séquence audiovisuelle sélectionnée dans le jeu de données historique lorsque la combinaison de l'état des moyens de captation scruté et de l'événement de jeu conservé en mémoire correspond à une combinaison répertoriée du jeu de données historique. Ainsi il est possible de renforcer le caractère contextuel des animations et d'accroître l'illusion de spontanéité de l'ambiance pour les joueurs en conservant un déclenchement et une sélection entièrement automatisée des séquences diffusées.
Ce procédé est avantageusement mis en œuvre pour toutes ou partie de ses étapes par un système informatique, ce qui permet de varier facilement les contextes de déclenchement des animations, par simple modification des jeux de données, afin de les adapter à la nature du sport pratiqué, à la langue de diffusion, à l'âge des joueurs, à la saison ou encore au contexte d'actualité etc....
À cette fin l'invention a également pour objet un support d'information lisible par un système informatique, éventuellement amovible, totalement ou partiellement, notamment CDROM, support magnétique tel un disque dur ou une disquette, dongle comprenant une mémoire, ou support transmissible, tel un signal électrique ou optique, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions d'un programme d'ordinateur, permettant la mise en œuvre de l'une quelconque des étapes du procédé objet de diffusion audiovisuelle selon l'un quelconque de ses modes de réalisation lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique.
L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, représentés sur les figures 1 à 12, dans lesquelles:
- la figure 1 représente une vue d'ensemble et de face d'une cage de but selon l'invention montrant un exemple d'implantation des différents capteurs;
- la figure 2 montre cette même cage de but vue de profil;
- la figure 3 est une vue d'ensemble en perspective de l'espace de jeu;
- la figure 4 représente la scène vue par la caméra vidéo placée au-dessus de l'une des cages de but;
- la figure 5 représente l'image enregistrée par la caméra lors de la pénétration du projectile dans la cage;
- la figure 6 est une représentation schématique du disque CIELAB ;
- la figure 7 représente l'évolution temporelle de signaux issus des capteurs d'impact ainsi que l'évolution concomitante de l'état de la balise logique associé à chacun de ses signaux;
- la figure 8 est un exemple d'organigramme représentant le traitement des données pour arriver à la diffusion d'une séquence audiovisuelle appropriée ;
- La figure 9 est un exemple d'extrait du jeu de données état relatif à la clé qualif ;
- la figure 10 montre l'évolution de la clé score en fonction de la progression du score de la partie ;
- la figure 11 est un extrait du jeu de données relatif à la clé temps ;
- la figure 12 est un exemple d'extrait du jeu de données relatif à la clé rythme. ;
Figure 1 , selon un exemple de réalisation adapté à la pratique du football en salle, le dispositif objet de l'invention est construit autour d'une cage comprenant un plan d'entrée (1 ) délimité par un cadre (10). Le dispositif combine des moyens de captation constitués par des capteurs d'impact (21 à 24) liés au cadre (10), des barrières infrarouges (31 à 35) et un dispositif de vision (40) sous la forme d'une caméra vidéo. Les capteurs d'impact peuvent être de tout type connu de l'homme du métier, constitués par exemple d'accéléromètres piézoélectriques, ou par des jauges de déformation de type piézoélectriques ou piézo-résistives collées au cadre. À titre d'exemple, des accéléromètres piézoélectriques vendus sous la dénomination de capteurs de choc par la compagnie MURATA ® sont bien adaptés à cet usage.
Ces capteurs sont associés si nécessaire à un conditionneur de signal adapté à leur technologie, par exemple, à un amplificateur de charge pour les capteurs piézoélectriques, permettant d'obtenir un signal de sortie analogique ou numérique proportionnel à l'intensité de sollicitation du capteur.
La détection d'un événement de type impact sur le cadre (10) se fait par le dépassement d'un seuil donné dans le niveau de ce signal de sortie. Chaque voie de mesure correspondant à chaque capteur est donc associée à au moins une balise logique qui change d'état lorsque le signal conditionné émis par le capteur correspondant à ladite voie de mesure dépasse un seuil défini. Par exemple la balise logique est à 0 lorsque le niveau du signal est inférieur à ce seuil et son niveau passe au niveau 1 lorsque le niveau du signal dépasse ce seuil. On associe avantageusement au niveau 1 de cet exemple un temps de rémanence, Tp, prédéterminé, de sorte que la balise logique, déclenchée par le passage de seuil, reste au niveau 1 pendant ce temps Tp avant de revenir à l'état 0.
Les barrières infrarouges sont constituées par une diode infrarouge et un récepteur tel qu'un phototransistor laissant passer le courant électrique lorsqu'il est éclairé par ce type de lumière. Cette technologie présente un temps de réaction très faible et n'est sensible qu'à un spectre lumineux étroit, invisible à l'œil. Typiquement on utilise des diodes infrarouges émettant selon une longueur d'onde de 940 nm sous une intensité de 100mA. C'est une technologie largement utilisée qui rend ces composants très faciles d'acquisition et de maintenance. Chacune des barrières infrarouges ne gère qu'une zone bien précise, les barrières n'étant pas interdépendantes. L'information délivrée par chacune des barrières est binaire, l'état 0 correspondant à un état « non traversé » et l'état 1 à l'état « a été traversée ». À l'état 1 correspond un temps de rémanence, Ti, de sorte que si une barrière est traversée, elle continue à délivrer une information correspondant à l'état 1 pendant un temps Ti avant de revenir à l'état 0.
Figure 2, le dispositif, comprend en outre un filet (1 1 ) prolongeant le cadre et apte à amortir et à retenir le projectile à l'intérieur de la cage lorsque celui-ci a franchi le cadre, lequel filet est relié à un capteur (51 ) qui en mesure la tension.
Optionnellement il est possible d'entourer le périmètre du cadre par d'autres filets, lesquels filets peuvent également être reliés à un dispositif de détection de mouvement. Ainsi, il est possible de détecter des tirs passant près de la cage mais sans toucher les poteaux, mais aussi d'éviter que le projectile ne puisse apparaître dans le champ de vision de la caméra (40) sans qu'il n'ait effectivement pénétré dans la cage.
Figure 3, afin de pratiquer l'activité visée, par exemple le football en salle, deux dispositifs (L et V) de détection de ce type sont placés aux deux extrémités d'un espace d'activité (60), représentant un terrain.
Ledit espace d'activité est aveugle et n'est éclairé que par des sources de lumière artificielle (63). Cet espace est avantageusement équipé de moyens de diffusion audiovisuels tels que des hauts parleurs (61 ), des écrans ou des dispositifs de projection vidéo (62). Le dispositif comprend un projectile (100) adapté à la pratique du sport visé, lequel projectile est de teinte unique dans cette espace.
Selon un mode de réalisation particulier, des dispositifs (1 10) de détection et de lecture de « puces » ou « tags » RFID sont placés autour de l'espace (60) ou dans le sol de celui-ci. Ces moyens permettent de détecter la position de joueurs évoluant dans l'espace de jeu (60), lesdits joueurs étant alors équipés de tels tags RFID placés dans des bracelets, des chaussures ou tout autre élément de leur tenue.
Les animations audiovisuelles diffusées par ces moyens permettent de créer une ambiance qui varie en fonction du jeu.
Ces animations diffusées par les moyens audiovisuels sont déclenchées selon un contexte temporel et selon un contexte événementiel. Le contexte événementiel correspond à des événements de jeu, essentiellement des tirs suffisamment cadrés en direction des cages L et V, lesquels événements de jeu sont détectés et qualifiés par l'intermédiaire des capteurs disposés notamment au voisinage de ces cages. Les événements de jeu se classent en deux familles :
-les buts : qui correspondent au franchissement par le ballon du plan d'entrée (1 ) de la cage (10)
-les autres événements
La première tâche du procédé de diffusion audiovisuelle va donc être de détecter un événement de jeu significatif et de le classer dans l'une ou l'autre de ces familles.
Ce premier classement repose sur les informations recueillies par le dispositif de vision (40) et le capteur de tension du filet (51 ).
Le capteur de tension du filet est, à titre d'exemple, d'un capteur de force piézoélectrique, piézo-résistif (FSR) ou un capteur de déplacement placé entre le filet et un tendeur de ce filet. Lorsqu'un projectile pénètre dans la cage et est arrêté par le filet, l'effort sur les tendeurs est modifié par rapport à sa valeur moyenne. Si cette modification, détectée par le capteur de tension (51 ), est supérieure à un taux prédéfini, une balise logique change d'état et passe par exemple de 0 à 1. Comme précédemment l'état 1 est associé à un temps de rémanence Tf de sorte que la balise logique ne revient à l'état 0 qu'après un temps Tf lorsqu'elle est passée à l'état 1.
Le dispositif de vision (40) est par exemple constitué par une caméra vidéo couleur, laquelle caméra fait l'acquisition de trames vidéo constituées de lignes à raison de 25 trames par seconde. À titre d'exemple, une caméra CCD jour/nuit couleur de type MTV distribuée par la compagnie OPTOVISION ® est adaptée à cette fonction. Il s'agit d'un matériel standard dont l'acquisition et la maintenance sont faciles.
Cette caméra se caractérise par un cône de visibilité (42) fonction de la taille du détecteur vidéo et de la distance focale de l'objectif. Le sommet de ce cône se confond avec le centre optique de la caméra. La caméra est préférentiellement placée au- dessus de la cage à une distance suffisante pour que la probabilité d'impact entre la caméra et le projectile utilisé pour le jeu soit faible. Figure 4, la scène observée par la caméra correspond à une fenêtre (43) généralement rectangulaire à l'intérieur de la projection de l'image du cône de visibilité dans son plan focal. La focale de l'optique utilisée pour la caméra est choisie de sorte que l'image de la cage (10) et du filet (11 ) soit comprise dans cette fenêtre lorsque la caméra est placée à la distance requise.
Le centre optique de la caméra est placé dans un plan (41 ) parallèle au plan d'entrée (1 ) mais décalé de celui-ci vers l'intérieur de la cage d'une distance au moins égale au rayon du projectile utilisé pour le jeu, idéalement égale au diamètre. On définit dans l'image une zone à l'intérieur de laquelle la présence du projectile atteste du franchissement par celui-ci du plan d'entrée. En plaçant le centre optique de la caméra dans un plan parallèle au plan d'entrée, ladite zone est délimitée par une ligne droite quelles que soient les distorsions optiques en barillet ou en coussinet de l'objectif.
La fenêtre d'observation peut au besoin être définie par un traitement numérique de l'image délivrée par la caméra.
La ligne vidéo (44) délimitant la zone d'observation, scinde cette image en deux parties, une des deux parties étant située derrière le plan d'entrée (1 ) de la cage.
La détection de la présence du projectile est basée sur une analyse colorimétrique de l'image. À cette fin la couleur dudit projectile, par exemple un ballon de football (100), est choisi d'une teinte spécifique. La présence de cette teinte spécifique dans la zone de l'image considérée atteste de la présence du projectile dans cette zone de l'image. Dans l'exemple du football, la vitesse de la balle lors d'un tir direct est inférieure à 60 ms"1. La profondeur de la cage est de 2 mètres. Avec une fréquence d'acquisition de 25 images par seconde, si une balle pénètre dans la cage et qu'elle dépasse le plan d'entrée sa couleur influencera obligatoirement le contenu d'une image : soit de celle qui précède immédiatement la détection du mouvement du filet soit de l'image qui suit la détection du mouvement du filet et dans la plupart des cas ces deux images même si la balle rebondit et ressort de la cage après y avoir pénétré. Dans le cas d'un autre sport, l'homme du métier adaptera la fréquence d'acquisition de la caméra à la vitesse de déplacement du projectile et à la dimension des buts, sachant que plus la vitesse sera élevée et plus la profondeur des buts sera faible, plus le nombre d'images par seconde devra être élevé.
Figure 5, une balle pénétrant à grande vitesse dans la cage laissera sur l'élément photosensible de la caméra une traînée approximativement elliptique (47) mélangeant la couleur de la balle et la couleur du fond. Le temps d'exposition de chaque trame est choisie de sorte que la balle ne se soit pas déplacée de plus d'une fois son diamètre au cours de celui-ci. Par exemple, dans le cas du football, le ballon fait 22 cm de diamètre. A 60 ms"1 la balle parcourt cette distance en 3,6 ms. Par conséquent un temps d'ouverture de l'obturateur de la caméra (40) de 1/300ème de seconde assure que la balle aura parcouru une distance inférieure à son diamètre quel que soit le tir durant le temps d'exposition de l'élément photosensible de la caméra.
Le dispositif d'éclairage sera choisi suffisamment puissant, particulièrement au niveau des cages, pour permettre des temps d'obturation aussi courts. Plus le diamètre du projectile est faible et plus sa vitesse de déplacement est élevée et plus le temps d'exposition devra être faible.
La présence de la balle est donc détectée sur l'image par la présence d'une zone de taille suffisante dont la teinte est suffisamment proche de la teinte de la balle. Pour faciliter et fiabiliser la détection, la teinte de la balle est de préférence saturée et suffisamment éloignée de la teinte des autres objets susceptibles de se trouver dans la scène observée par la caméra.
Figure 6, la couleur d'un objet peut être quantifiée par sa position sur le disque CIELAB. Ce disque présente de manière quantifiée toutes les couleurs possibles. Il s'organise selon un axe vertical (402) qui de bas en haut va du bleu au jaune, un axe horizontal qui de gauche à droite va du vert au rouge. Une couleur quelconque (404) peut être représentée dans ce système par ses coordonnées polaires d'angle (403), qui définit sa teinte, et de distance par rapport au centre (405). Plus cette distance (405) est élevée et plus la teinte est saturée. Pour faciliter la détection il est donc préférable d'augmenter le contraste colorimétrique entre le ballon et le reste des objets susceptibles de se trouver dans la scène observée par la caméra. Le contraste colorimétrique entre deux couleurs est d'autant plus élevé que la distance euclidienne les séparant sur le disque CIELAB est importante. Préférentiellement la couleur du ballon sera choisie dans des angles de teintes correspondant à 0,90°, 180° et les couleurs des autres éléments susceptibles d'être présents dans la scène visualisée par la caméra (maillot des joueurs, chaussures...) seront choisies dans la partie inférieure du disque et la plus opposée possible de la teinte de la balle.
Les variations de luminosité influencent la saturation des couleurs vues par l'élément sensible de la caméra. Une surexposition ou une sous-exposition de celui-ci rapproche les couleurs vues par cet élément du centre du disque CIELAB. Pour limiter cette influence, la couleur du ballon est choisie dans la partie extérieure du disque de CIELAB, typiquement dans une couronne (410) correspondant au 20 % les plus extérieurs du disque CIELAB.
Dans la pratique, le sol de la cage, le cadre et les filets sont de couleurs telles que les mélanges possibles de ces couleurs avec la couleur du projectile (404) occupent une surface (406) du disque CIELAB. Le choix de la couleur du projectile et des autres couleurs doit être tel que les mélanges de ces autres couleurs entre elles, avec le sol, les filets et le cadre de la cage n'occupent jamais une surface de disque CIELAB ayant une intersection avec la surface (406) de ce disque correspondant aux mélanges de la couleur du projectile avec le sol, le cadre ou les filets de la cage prises seules ou en combinaison.
Avantageusement le sol de la cage, son cadre et le filet sont choisis blanc ou noir, de sorte que la superposition avec la couleur du projectile ne modifie que la saturation de celle-ci sans en modifier la teinte. Plus avantageusement encore, ils peuvent être à damiers blancs et noirs et procurer ainsi une référence à ces tons extrêmes dans l'image vidéo.
Les objets présents dans la scène visualisée par la caméra étant réflecteurs de la lumière ambiante, il convient que cette lumière soit déterminée et sensiblement fixe en intensité comme en température de couleur. C'est pourquoi, l'espace de jeu (60) est nécessairement éclairé uniquement par des sources de lumière artificielle de caractéristiques connues. Si une légère variation d'intensité de l'éclairage est admissible du fait de la sélectivité des teintes, le dispositif d'éclairage doit être sélectionné de sorte qu'à aucun moment il n'y ait d'absence d'éclairage, même imperceptible à l'œil, ou de modification substantielle de la qualité de celui-ci pendant l'acquisition d'une image par la caméra, à titre d'exemple il peut être réalisé par des néons triphasés. Bien entendu le dispositif de réglage automatique de la balance des blancs de la caméra ne doit pas être mis en fonction.
Les images et l'ensemble des capteurs font l'objet d'une scrutation permanente. Un chronomètre est déclenché en début de partie, de sorte que l'ensemble des acquisitions de signaux ou d'états peut être daté à partir de ce chronomètre qui constitue une base de temps commune à l'ensemble des dispositifs. Le traitement d'un événement de la famille but est déclenché par la détection de la teinte du projectile dans la zone surveillée par la caméra. La modification d'état de cette balise entraîne le déclenchement du traitement des images. Ce traitement consiste à effectuer des opérations de filtrage sur cette image, typiquement des traitements d'érosion et de labellisation sur les groupes de pixels correspondant à la teinte de la balle, et à partir de cette image traitée, de confirmer ou non la détection de la balle dans la cage. Alternativement, ce même traitement peut être déclenché en cas de détection de mouvement du filet de la cage. Si la détection est confirmée, alors l'événement de jeu est qualifié de but et la nature de la séquence audiovisuelle diffusée est sélectionnée dans le jeu de séquence correspondant à ce type d'événement. Afin de sélectionner dans ce jeu la bonne séquence, d'autres états sont analysés, notamment l'état des barrières infrarouge. L'état de ces barrières permet de définir par où la balle a pénétré dans le but par exemple:
-en lucarne (31 , 32)
-au ras du sol (34)
-sous la transversale (33)
Ces informations sont alors combinées avec l'événement ayant conduit précédemment à la diffusion d'une séquence audiovisuelle ainsi qu'au temps écoulé depuis ce dernier événement et le temps écoulé depuis le début de la partie pour sélectionner une séquence préenregistrée et la diffuser.
Par exemple si la séquence audiovisuelle diffusée est un commentaire :
-un premier événement peut être constitué par le franchissement du plan d'entrée de la cage V par la balle dans la première minute de jeu :
-la balise de signal du capteur de filet (51 ) de la cage V passe à 1
-la caméra (40) détecte la présence de la balle dans la zone arrière (45) de la cage : il y a donc bien but
-l'observation des barrières infrarouge indique que la barrière dans le coin supérieur gauche (31 ) a été franchie.
Le commentaire déclenché sera par exemple :
-« l'équipe L ouvre le score dès le départ par un tir en pleine lucarne »
Si dans les 2 minutes qui suivent un événement de type un autre but est détecté sur la cage L le commentaire sera par exemple : -« l'équipe V riposte en égalisant immédiatement par un tir à ras de terre »
Les éléments de commentaire « l'équipe L » ou « l'équipe V » sont des séquences préenregistrées, de même que les séquences « un tir en pleine lucarne » ou « ouvre le score ». Ces séquences préenregistrées font l'objet d'un assemblage sémantique en fonction du contexte temporel et événementiel. Ce contexte temporel et événementiel est décrit par des clés qui elles-mêmes sont fonction de l'état des moyens de captation. Ainsi la structure des commentaires correspondant à la famille but et d'abord labellisée par une clé but permettant de classer cet événement dans cette famille et comprend :
-un sujet : « l'équipe L », « l'équipe V » déterminé par une clé cage qui correspond à la cage dans laquelle le but a été détecté
-un groupe verbal : « ouvre le score », « riposte en égalisant », « égalise » etc. ... dont le choix est déterminé par une clé score, une clé temps définissant le temps écoulé depuis le début de la partie, une clé rythme déterminant le temps écoulé depuis le dernier événement de type but détecté et une clé cage liée à ce dernier événement qui correspond à la nature de celui-ci (but de la même équipe ou de l'équipe adverse) -un complément de temps éventuel déterminé par la clé rythme lorsque le temps séparant deux événements est particulièrement court ou particulièrement long et/ou une clé temps lorsqu'on se trouve en début ou en fin de partie
-un complément de circonstance déterminé par une clé tir qualifiant la nature du tir
-Éventuellement une locution sélectionnée de manière aléatoire dans un groupe d'expressions ne qualifiant pas les faits mais supposées rendre compte de l'ambiance telles que : « quelle émotion », « c'est un grand spectacle » etc.... de sorte à varier les messages et à rendre plus vivant le commentaire
Alternativement, dans un mode de réalisation plus simple mais moins riche en termes de possibilités de commentaires, des phrases complètes peuvent être enregistrées et associées à des combinaisons de clés ou d'état des capteurs.
Dans certaines circonstances de tir, le projectile peut pénétrer dans l'espace de vision de la caméra sans qu'il y ait but pour autant. C'est le cas lorsque le projectile vient heurter l'un des filets latéraux par l'extérieur ou lorsqu'il vient se poser à l'extérieur sur le filet supérieur. Ces cas de confusion peuvent être discriminés par un traitement d'image en analysant la dimension du projectile dans l'image et/ou sa position. Il est toutefois plus efficace de protéger la cage par un second filet qui interdit au projectile ces zones. Toutefois les tirs correspondant à ce type de situation étant malgré tout des tirs remarquables, ces filets supplémentaires peuvent être équipés de capteurs de mouvement utilisés alors pour la qualification du tir.
La diffusion du commentaire peut s'accompagner de la diffusion d'images vidéo sur des écrans ou par projection (62) de l'espace de jeu (60). Ces séquences vidéo peuvent être des images d'un public ou même la retransmission en vidéo, éventuellement en ralenti, de l'action qui vient de se produire, laquelle a été enregistrée par une caméra annexe (70) dont la séquence a été recalée dans le temps à partir de la base de temps donnée par le chronomètre.
Les événements n'appartenant pas à la famille but mais qui constituent des événements de jeux significatifs sont les tirs cadrés et notamment les tirs impactant le cadre délimitant la cage.
Ces impacts de la balle sur les poteaux sont détectés et qualifiés par les capteurs d'impact (21-24). À cette fin les signaux émanant des capteurs sont reliés à une carte d'acquisition comprenant au moins autant de voies d'acquisition synchrones que de capteurs. Les signaux acquis par cette carte sont stockés dans une mémoire tampon correspondant à un temps d'acquisition déterminé. Lorsque le niveau du signal émanant de l'un des capteurs dépasse un seuil défini, les signaux contenus dans la mémoire tampon sont analysés afin de détecter un dépassement de seuil éventuel sur l'un des autres capteurs et la position temporelle du front montant relatif à ce dépassement de seuil. Le temps séparant les fronts montants des dépassements de seuil sur les signaux des différents capteurs d'impact est utilisé pour estimer la position approximative de l'impact sur le cadre (10) de la cage.
Par exemple, figure 7, un dépassement de seuil est d'abord observé sur le signal (221 ) correspondant au capteur (21 ) d'impact situé en bas à gauche du cadre de la cage. Ce dépassement seuil entraîne un changement d'état de la balise logique (2210) correspondante qui passe de 0 à 1 pendant un temps Tp. L'onde de choc se propage dans le cadre et atteint le capteur (22) situé sur le côté gauche de la barre transversale, ce qui se traduit par un dépassement de seuil du signal associé (222) après un temps ΔT et le changement d'état de la balise logique correspondante (2220). L'ébranlement se propage dans la barre transversale pour atteindre le capteur (23) situé sur cette barre du côté droit. Le signal correspondant (223) fait apparaître une perturbation correspondant à l'ébranlement mais qui ne dépasse pas le niveau seuil de sorte que la balise logique (2230) correspondant à ce signal ne change pas d'état. On déduit de l'état des balises logiques et de la séquence temporelle de leur changement d'état, une clé tir localisant le tir sur le poteau gauche. Dans une situation ou la balise logique (2220) correspondant au capteur gauche de la transversale (22) aurait changé d'état avant celle (2210) correspondant au capteur en bas du poteau gauche (21 ), toute chose égale par ailleurs, on aurait associé à cet événement une clé tir localisant le tir dans le coin supérieur gauche.
Selon un exemple de réalisation, figure 8, le procédé de détection et de diffusion est mis en œuvre au moyen de programmes informatiques exécutés par trois ordinateurs reliés en réseau. Deux ordinateurs dits de capture sont affectés chacun à une cage de but. Le programme informatique qu'ils mettent en œuvre scrute en permanence l'état des capteurs de leur cage respective.
La première étape (1000) du procédé, mis en œuvre par les ordinateurs de capture, comprend la détection de tout événement se produisant au niveau de la cage surveillée. Un événement est constitué par le changement d'état d'une balise logique affectée à un des capteurs d'impact (21 à 24), de mouvement de filet (51 ) ou de franchissement de barrière lumineuse (31 à 36), ou la détection de la teinte du projectile dans la zone de surveillance de la caméra. Par exemple, l'ordinateur affecté à la cage A détecte le passage de 0 à 1 de la balise logique correspondant au franchissement de la barrière lumineuse (31 ) située dans le coin gauche de la cage.
La détection de l'événement déclenche une étape (1100) d'examen de l'état des autres balises logiques. À l'issue de cette étape l'état des balises logiques correspondant à l'événement détecté est connu et est utilisé pour la réalisation de l'étape de qualification (1200). Cette étape de qualification (1200) déclenche si nécessaire des sous-programmes de scrutation et de traitement (1210) du signal notamment du signal vidéo si la balise logique correspondant au mouvement du filet ou à la présence du projectile a été déclenchée.
Un tel sous programme peut aussi viser à localiser l'impact du projectile ayant frappé les poteaux à partir de l'examen de la mémoire tampon d'acquisition des signaux émanant des capteurs d'impact. L'ensemble de l'état des balises et des capteurs est ainsi analysé permettant d'identifier l'état des clés tir (603), but (601 ) et qualif (602), par comparaison de l'état des balises logiques ou des capteurs avec les cas répertoriés dans les jeux de données états correspondant (503, 502).
La figure 9 est un exemple d'extrait du jeu de données état relatif aux barrières lumineuses (503) permettant de déterminer l'état de la clé qualif (602). Les 6 premières colonnes (C1 à C6) contiennent les états potentiels des 6 balises logiques correspondant aux 6 barrières infrarouges (31 à 36) installées sur la cage (10), sous forme de variables logiques binaires. La septième colonne (C7) comprend la valeur de la clé qualif correspondant aux combinaisons de variables logiques selon les lignes de la table. La valeur de la clé est codée selon un format approprié qui peut être numérique ou alpha numérique. La table (503) établit une hiérarchie dans les valeurs de clé en fonction du sport pratiqué ou de la difficulté effective du tir. Par exemple la première ligne de la table (L1 ) correspond au franchissement dans le temps de rémanence Ti de la barrière lumineuse (31 ) située dans le coin supérieur gauche, de celle située le long du poteau gauche (35) et de celle située sous la transversale (33). Il ne fait nul doute que dans ce cas la balle est entrée par le coin supérieur gauche et la clé qualif est codée pour qualifier le tir en lucarne gauche. La seconde ligne (L2) de la table correspond au franchissement de la barrière lumineuse dans le coin supérieur gauche (31 ) et de celle surveillant la zone sous la barre transversale (33). Dans cette situation, le tir peut être qualifié de « sous la transversale » ou « en lucarne ». Dans cet exemple il a été choisi délibérément de le qualifier de « lucarne gauche » car il est considéré qu'un commentaire associé à cette situation est plus valorisant pour le joueur.
À l'issue de l'étape de qualification les clés sont combinées sous forme d'un fichier approprié et expédiées via le réseau informatique vers l'ordinateur de traitement en y associant une clé cage qui détermine le but (V, L) dans lequel cette combinaison de clés a été détectée.
Un schéma similaire de traitement est réalisé sur l'autre but.
Le programme implanté dans l'ordinateur de traitement va combiner le contexte événementiel, déterminé par l'état des clés transmis depuis les ordinateurs de capture, au contexte temporel et déclencher la diffusion d'animations audiovisuelles en fonction de ces deux contextes.
Une première étape d'analyse des clés reçues (3000) va d'une part stocker l'événement sous la forme de sa combinaison de clés sur le dessus d'une pile d'un fichier tampon d'événements (3010), et procéder d'autre part à d'autres traitements de mise en forme et notamment vérifier la cohérence des informations reçues des deux ordinateurs de capture, par exemple vérifier que les deux dispositifs de capture n'ont pas détecté en même temps qu'un but a été marqué. La présence d'une clé but indiquant qu'un but a été marqué va déclencher un traitement particulier relatif au score qui va renseigner une clé score (604). La figure 10 est un exemple de traitement de la clé score (604) dont les états (A, B, C, D, E, F, G) sont déterminés par le sens d'évolution du score.
Un chronomètre (3500) est déclenché en début de partie et permet de dater l'ensemble des événements. Le temps déterminé par le chronomètre est partagé entre les ordinateurs via le réseau et un protocole de partage de temps de sorte à définir une base de date commune.
Une étape de traitement temporel (3510) combine l'information de temps issue du chronomètre avec l'état des clés issu des ordinateurs de capture, de la clé score
(604), de la pile événement (3010) en dépilant celle-ci par le bas (méthode dite FIFO) et génère une clé rythme (605) et une clé temps (606) par identification dans des tables de données temps (504) et historique (505).
La figure 1 1 donne un exemple d'extrait du jeu de données état (504) relatif à la clé temps. La durée du match initialement définie y est découpée en 4 périodes correspondant à des valeurs de la clé temps. La figure 12 est un exemple du jeu de données état historique (505) relatif à la clé rythme (605).
Une étape de sélection de la séquence (3200) combine les valeurs de l'ensemble des clés pour sélectionner une séquence de diffusion audiovisuelle par identification dans un jeu de données séquences (700) de la valeur des clés et des séquences prédéfinies associées. Alternativement les séquences diffusées peuvent être assemblées par un module sémantique en fonction de la valeur des clés. La séquence audiovisuelle étant sélectionnée celle-ci est diffusée (4000) sur les moyens audiovisuels appropriés (61 ,62).
La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, elle permet de détecter et de qualifier un événement de jeu puis de déclencher de manière automatique la diffusion d'une séquence audiovisuelle adaptée au contexte temporel et événementiel de l'action de jeu.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S - Dispositif pour la pratique d'une activité utilisant un projectile caractérisé en ce qu'il comprend :
un espace clos (60) éclairé par une source de lumière artificielle (63) ledit espace comportant une cage (L, V) dont le plan d'entrée (1 ) est délimité par un cadre (10) soutenant un filet (1 1 ) ;
un projectile (100) de teinte (403) déterminée ;
- Des capteurs (51 , 40, 21 , 24, 22, 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 70,110) comprenant un dispositif de vision (40) apte à détecter la teinte (403) du projectile (100) dans un volume comprenant la cage ;
- les couleurs, lorsqu'ils sont éclairés par la source de lumière artificielle (63), de tous les éléments susceptibles de se trouver dans la scène (43) vue par le dispositif de vision (40) étant choisies de sorte que l'un quelconque des mélanges desdites couleurs ne puisse pas comprendre la teinte (403) du projectile 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la teinte (403) du projectile éclairé par la source de lumière artificielle (63) est comprise dans un cadrant opposé du disque CIELAB (400) par rapport à la teinte des autres éléments délimitant et contenus dans l'espace clos
3 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la saturation (405) de la teinte du projectile est située dans une couronne (410) comprise entre l'extérieur et 80 % du rayon du disque CIELAB (400)
4 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le sol de la cage, son cadre (10) et le filet (1 1 ) sont choisis de couleur blanche ou noire, de sorte que la superposition de la teinte (403) du projectile (100) avec la couleur de ces éléments ne modifie que la saturation de la teinte du projectile vue par les moyens de vision (40). 5 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le sol de la cage est à damiers blancs et noirs.
6 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le centre optique du dispositif de vision (40) est contenu dans un plan (41 ) parallèle au plan d'entrée (1 ) et décalé de celui-ci à l'intérieur de la cage d'une distance (d) égale ou supérieure au rayon du projectile (100).
7 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une barrière lumineuse (31-36) apte à détecter le passage du projectile dans le plan d'entrée (1 ) de la cage 8 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un capteur (51 ) mesurant la tension du filet (1 1 ) de la cage
9 Dispositif selon la revendication 1 caractérisée ce qu'il comprend au moins deux capteurs d'impact (21 , 22, 24) distants l'un de l'autre sur le cadre de la cage.
10 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'identification par radio fréquence et des moyens de détection (1 10) et de lecture desdits moyens d'identification.
1 1 Dispositif selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'il comprend des moyens de diffusion audiovisuelle (61 ,62), la détermination du contenu diffusé étant fonction des informations délivrées par les capteurs. 12 Procédé pour la détection du franchissement du plan d'entrée (1 ) de la cage par le projectile (100) d'un dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à détecter la présence de la teinte (403) du projectile dans la scène (43) vue par les moyens de vision.
13 Procédé pour la localisation d'un impact sur le cadre d'une cage d'un dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à : - définir un niveau seuil (220) sur les signaux (221 , 222, 223) issus des capteurs d'impact ;
- estimer la position de l'impact sur le cadre (10) de la cage par le temps (ΔT) séparant les instants de franchissement de ce seuil (220) en front montant des signaux des capteurs d'impact.
14 Procédé de diffusion d'un contenu audiovisuel par un dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à :
- obtenir un jeu de données séquence (700) comprenant des séquences audiovisuelles préenregistrées associées à des clés (600-606) de déclenchement - obtenir un jeu de données états (502, 503, 504) mettant en correspondance lesdites clés avec des motifs d'association des états des capteurs
- déclencher un chronomètre (3500) définissant le temps total écoulé depuis un événement de jeu défini et définissant une clé de déclenchement temporelle (606)
- scruter l'état des capteurs
- déclencher la diffusion d'une séquence audiovisuelle sélectionnée dans le jeu de données séquence (700) lorsque la combinaison des clés correspond à un motif d'association répertorié
15 Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des étapes consistant à :
- obtenir un jeu de données historique (505) associant une clé à un événement de jeu dit actuel et un autre événement de jeu précédent ledit événement actuel
- conserver en mémoire (3010) pendant un temps déterminé les événements de jeu détectés par scrutation et correspondant à un motif répertorié dans le jeu de données états
- déclencher la diffusion d'une séquence audiovisuelle sélectionnée dans le jeu de données historique (505) lorsque la combinaison de l'état des moyens de captation scruté et de l'événement de jeu conservé en mémoire correspond à une combinaison répertoriée du jeu de données historique
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