WO2019096724A1 - System and method for determining a passage of a moving object through a region of interest in a monitored plane, and moving objects - Google Patents

System and method for determining a passage of a moving object through a region of interest in a monitored plane, and moving objects Download PDF

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WO2019096724A1
WO2019096724A1 PCT/EP2018/080895 EP2018080895W WO2019096724A1 WO 2019096724 A1 WO2019096724 A1 WO 2019096724A1 EP 2018080895 W EP2018080895 W EP 2018080895W WO 2019096724 A1 WO2019096724 A1 WO 2019096724A1
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WO
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field
magnetic
coils
component
coil
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/080895
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German (de)
French (fr)
Inventor
Rafael PSIUK
Tobias Draeger
Alfred Mueller
Daniel Cichon
Maximilian Singh
Mathis HUTHER
Jochen Schuster
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/104Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils
    • G01V3/105Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops

Definitions

  • inventions relate to a system and method for determining a passage of a moving object through a region of interest over an observed plane. Further embodiments also relate to movable objects.
  • a position of a movable object may be required, for example, in the sports sector in order to know or determine the position of a game device, for example. For example, it may be necessary to determine if a ball or puck crossed a goal line.
  • a goal can only be scored in various sports if the game device has completely passed the goal line.
  • spherically symmetric sports equipment such as footballs
  • the rotation or orientation of the sports equipment is not decisive for determining whether it has crossed a goal line.
  • non-ball-symmetric (i.e., ball-unbalanced) sports equipment such as pucks
  • the achievement of a goal is dependent on both the position and the orientation and shape of the gaming machine.
  • Embodiments of a system for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane make this possible.
  • the system includes a first exciter loop configured to receive a first magnetic loop Generate excitation field.
  • the first magnetic excitation field is set up to excite the movable object for the expression of a first magnetic response field.
  • the system comprises a second excitation loop, which is set up to generate a second magnetic exciter field.
  • the second magnetic excitation field is set up to excite the movable object for the expression of a second magnetic response field.
  • the system further comprises a first sensor, which is arranged and arranged in a first detection plane, which runs parallel to the monitored plane, to determine first measured values for the first magnetic response field.
  • the system comprises a second sensor, which is arranged and set up in a second detection plane, which runs parallel to the monitored plane, to determine second measured values for the second magnetic response field.
  • the system further comprises an evaluation circuit, which is set up, based on the first measured values, a first result, which indicates an at least partial passage of the movable object through the first detection plane, and based on the second measured values, a second result, the at least one indicating partial passage of the movable object through the second detection plane.
  • the evaluation circuit is further configured to determine the complete passage of the moving object through the region of interest of the monitored plane based on the first result and the second result.
  • Further embodiments further relate to a method for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane.
  • the method includes generating a first magnetic excitation field.
  • the first magnetic excitation field is set up to excite the movable object for the expression of a first magnetic response field.
  • the method comprises generating a second magnetic exciter field.
  • the second magnetic exciter field is set to stimulate the movable object to emit a second magnetic response field.
  • the method further comprises determining first measured values for the first magnetic response field by means of a first sensor, which is arranged in a first detection plane that runs parallel to the monitored plane.
  • the method comprises determining second measured values for the second magnetic response field by means of a second sensor, which is arranged in a second detection plane which runs parallel to the monitored plane.
  • the method comprises determining a first result indicating an at least partial passage of the movable object through the first detection plane, based on the first measured values.
  • the method comprises Furthermore, determining a second result, which indicates an at least partial passage of the movable object through the second detection plane, based on the second measured values.
  • the method comprises determining the complete passage of the movable object through the region of interest of the monitored plane based on the first result and the second result.
  • Embodiments also relate to a movable object which comprises three mutually orthogonal coils with a first resonance frequency and a fourth coil with a second resonance frequency.
  • the three mutually orthogonal coils are arranged to impart a first component of a magnetic response field in response to a magnetic exciter field.
  • the fourth coil is configured to impart a second component of the magnetic response field in response to the magnetic excitation field.
  • Embodiments furthermore relate to a further movable object which comprises three mutually orthogonal first coils with the same first resonant frequency and three mutually orthogonal second coils with the same second resonant frequency.
  • the first three coils are configured to impress a first component of a magnetic response field in response to a magnetic field.
  • the three second coils are arranged to express a second component of the magnetic response field in response to the magnetic excitation field.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a system for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane
  • Fig. 2 shows an embodiment of a movable object from the field of sports
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a movable object from the field of sports
  • Fig. 4 shows an embodiment of a reflection characteristic of a coil
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a system for determining a passage of a mobile object through a region of interest of a monitored plane from the area of the sport
  • FIG. 6 shows a flowchart of an embodiment of a method for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane.
  • FIG. 1 shows a system for determining a passage of a moving object 190 through a region of interest 181 of a monitored plane 180.
  • the moving object 190 may be any object that can move in space and express or generate a magnetic word field in response to a magnetic field.
  • the movable object 190 may be a coil or a coil system or include such.
  • the movable object 190 may be a sports device (e.g., ball, puck, ball, football) that includes a component (element, device) that can generate or generate a magnetic response field in response to a magnetic field.
  • the moving object may be a ball, a puck or a football comprising a spool or a spool system.
  • the object may be both spherically symmetric and globally asymmetric (i.e., non-spherically symmetric).
  • the monitored plane 180 is an extended, substantially non-curved (ie non-curved) surface which is monitored. A subset of this is the one of interest Area 181, which is indicated by the boundary lines 182 and 183 in Fig. 1.
  • the boundary lines 182 and 183 indicate two horizontal boundaries of the region of interest 181 within the monitored plane 180. It is understood that the region of interest 181 is also bounded in the vertical direction within the monitored plane 180. Due to the representation of the system 100 as a lateral section, this is not shown in Fig. 1.
  • the region of interest 181 is an area of interest within the monitored plane 180.
  • the region of interest 181 may basically have any planar shape (eg, rectangle, circle, or free-form).
  • the area of interest 181 may be, for example, the area enclosed by a goal line, the goal post and the goal crossbar of a goal (hereinafter also referred to as goal plane).
  • the region 181 of interest may also be, for example, the area that extends perpendicularly from a playing field.
  • the area at the position of an edge of a line mounted on the playing field may extend perpendicularly from the playing field (eg side line, goal line or other line on the field according to the regulations of the respective sport type).
  • System 100 includes a first exciter loop 110 (and optionally further first exciter loops) arranged in a first exciter plane and configured to generate a first magnetic exciter field 111.
  • the exciter loop 110 consists of a conductive material, which is traversed by an electric current.
  • the first magnetic excitation field 111 is set up to excite the movable object 190 for the expression of a first magnetic response field 191.
  • the first magnetic exciter field 111 may be any magnetic field that can excite the movable object 190 to emit a magnetic response field.
  • the first magnetic excitation field 111 may be a magnetic alternating field.
  • the first magnetic excitation field 111 may comprise one or more frequency components.
  • the first excitation loop 110 may be configured to generate the first magnetic excitation field 111 with field components at different frequencies. Also, a frequency of the magnetic exciter field may vary.
  • the first exciter plane, in which the first excitation loop 110 is arranged runs parallel to the monitored plane 180 and is spaced therefrom.
  • the system 100 includes a second exciter loop 120 (and optionally further second exciter loops) disposed in a second exciter plane and configured to generate a second magnetic exciter field 121.
  • the second excitation loop 120 also consists of a conductive material, which is traversed by an electric current.
  • the second magnetic excitation field 121 is configured to excite the movable object 190 to generate a second magnetic response field 192.
  • the second magnetic excitation field 121 can also be any magnetic field that can excite the movable object 190 to emit a magnetic response field. Furthermore, the second exciter loop 120 can also be configured to generate the second magnetic excitation field 121 with field components at different frequencies.
  • the second exciter plane, in which the second exciter loop 120 is arranged, runs parallel to the monitored plane 180 and is spaced therefrom. The first and second exciter planes are also spaced apart.
  • the first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 can be traversed by the same exciter current or by different exciter currents.
  • the system 100 may be e.g. an exciter circuit (not shown) configured to apply the same exciter current to the first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 or apply different excitation currents to the first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 from each other. If the first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 are traversed by the same exciter current, they may be connected in series, for example. Alternatively, the excitation currents for the first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 may each have their own characteristic.
  • the characteristic may, for example, be an individual (time-dependent) amplitude, phase position or frequency. Accordingly, the first and / or the second magnetic exciter field 111 or 121 can be modulated. The direction of the excitation currents through the individual excitation loops can be the same or else phase-shifted (for example by 180 °). Likewise, the first and / or the second magnetic field Er 111 or 121 can be impressed on the excitation currents in each case a sequence. The sequences can e.g. orthogonal to each other so that they are distinguishable from each other.
  • the system 100 further comprises at least one first sensor 130, which is arranged in a first detection plane 101, which runs parallel to the monitored plane 180.
  • the first sensor 130 is set up to determine first measured values for the first magnetic response field 191 of the movable object 190.
  • the first measured values for the first magnetic response field 191 represent the state of the first magnetic response field 191 at the measuring position.
  • the first measured values may indicate the amplitude and / or the phase of the first magnetic response field 191 at the measuring position.
  • the sensor 130 may include, for example, one or more receive antennas. A voltage induced in the receiving antenna is proportional to the local amplitude and / or phase of the first magnetic response field 191 at the measuring position.
  • the first sensor 130 may include a first antenna and a second antenna.
  • the longitudinal axis of the first antenna extends in the first detection plane 101 and the first antenna extends perpendicularly through the first detection plane.
  • the longitudinal axis of the second antenna likewise extends in the first detection plane 101, wherein the second antenna is perpendicular to the first antenna (ie in the first detection plane 101).
  • a Hall sensor or any other suitable magnetometer can be used to determine the first measured values for the first magnetic response field 191.
  • the system 100 comprises at least one second sensor 140, which is arranged in a second detection plane 102 which runs parallel to the monitored plane 180.
  • the second sensor 140 is set up to determine second measured values for the second magnetic response field 192.
  • the second measurement values for the second magnetic response field 192 represent the state of the second magnetic response field 192 at the measurement position.
  • the second sensor 140 can be designed as described above for the first sensor 130.
  • the second detection plane 102 is spaced from the first detection plane 101.
  • the system further includes an evaluation circuit 150 coupled to the sensors 130 and 140.
  • Evaluation circuit 150 is set up, based on the first measured values of the first sensor 130, a first result indicating an at least partial passage of the moving object 190 through the first detection plane 101 to determine. Furthermore, the evaluation circuit 150 is set up, based on the second measured values of the second sensor 140 to determine a second result indicating an at least partial passage of the movable object 190 through the second detection plane 102.
  • the at least partial passage of the movable object 190 through the first detection plane 101 can be determined, for example, from the phase (measured by the first measured values) of the first magnetic response field 191 in the first detection plane 101, for example based on the phase in the first antenna of the first Sensors 130 induced voltage due to the first magnetic response field 191.
  • the phase undergoes a phase change, ie, the phase goes through zero, or the sign of the phase changes, for example, when the center of a coil generating the first magnetic response field 191 or such a coil system in the moving object 190 passes through the first detection plane 101.
  • the phase change always takes place exactly at the position of the first detection plane 101 (ie in the first detection plane 101).
  • the at least partial passage of the movable object 190 through the second detection plane 102 can also be determined for the second detection plane.
  • each detection plane 101, 102 determines whether the moving object 190 has at least partially penetrated them.
  • the determination of the passage of the movable object 190 through the individual detection planes 101, 102, which are spaced from the monitored plane 180, makes it possible to determine with high accuracy whether the moving object also covers the monitored plane 180 in the region of interest 181 completely crossed.
  • the evaluation circuit 150 is further configured to determine the complete passage of the movable object 190 through the interested area 181 of the monitored level 180 based on the first result and the second result.
  • the waveforms of the voltages induced in the antennas of the first sensor 130 can be considered.
  • the orientation of the moving object 190 may be e.g. by means of a comparison of the first magnetic response field 191 (or a component thereof) with reference metrics (for example from a simulation). Accordingly, the position and orientation of the moving object 190 can be determined when passing through the second detection plane 101 be.
  • the first result may thus comprise a first position and a first orientation of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101.
  • the second result may comprise a second position and a second orientation of the movable object 190 when passing through the second detection plane 102.
  • the position and orientation of the moving object 190 relative to the area of interest 181 of the monitored plane 180 can now be deduced.
  • the exact position and orientation of the movable object 190 are determined relative to the region of interest 181 of the monitored plane 180.
  • the evaluation circuit 150 can decide whether the moving object 190 has completed the area of interest 180 of the monitored plane 180. constantly crossed.
  • it can also be determined for ballunsymmetric (ie non-spherically symmetric) movable object 190 whether it has completely traversed the area of interest 181 of the monitored plane 180. This also makes it possible for ballunsymmetrical sports equipment such as pucks to determine whether this has eg completely exceeded a physical goal line.
  • the system 100 may optionally include further detection planes as well as other excitation planes. This may increase an accuracy of the decision as to whether the moving object 190 has completely traversed the area of interest 181 of the monitored plane 180.
  • the system 100 may further include a third exciter loop disposed in a third exciter plane and configured to generate a third exciter magnetic field.
  • the third magnetic excitation field is arranged to excite the movable object 190 to express a third magnetic response field.
  • the system 100 may include at least one third sensor disposed in a third detection plane parallel to the monitored plane 180 and configured to determine third measurements for the third magnetic response field.
  • the evaluation circuit 150 may be further configured to generate a third result indicating an at least partial passage of the movable object 190 through the third detection plane based on the third measurement values.
  • the third result may include a third position and a third orientation of the movable object as it passes through the third detection plane.
  • the evaluation circuit 150 may then be further configured to determine the complete passage of the moving object 190 through the interested area 181 of the monitored level 180 based on the first result, the second result and the third result.
  • the moving object 190 may have a plurality of coil systems which comprise the magnetic response fields of the movable object 190 produce.
  • coil systems which comprise the magnetic response fields of the movable object 190 produce.
  • the moving object 190 may comprise at least two mutually orthogonal coils having different resonance frequencies.
  • the moving object 190 is a sports device (game device)
  • three arbitrarily shaped coils may be arranged in the sports device.
  • Each of the three coils is distinguishable by a respective resonant vote on different frequencies.
  • the excitation of the primary field e.g., the first excitation field 111 and the second excitation field 121 now takes place in parallel on the three different resonant frequencies of the coils. That is, the exciter loops generate the magnetic exciter fields with field components at different frequencies.
  • each of the (at least two, e.g., three) distinguishable or differently tuned coils now physically imposes a different secondary field amplitude.
  • a first coil of the at least two mutually orthogonal coils then correspondingly shapes a first component of the first magnetic response field 191, while a second coil of the at least two mutually orthogonal coils forms a second component of the first magnetic response field 191 , If a third coil with a third resonant frequency is used, this characterizes a third component of the first magnetic response field 191.
  • This also applies to the second magnetic response field 192 (and also other magnetic response fields).
  • the fields are scaled or calibrated so that each of the coils is virtually written a similar behavior.
  • the evaluation circuit 150 may further be configured to scale a first measurement value for the first component of the first magnetic response field 191, to scale a first measurement value for the second component of the first magnetic response field of the 191, and optionally a first measurement value for the third (or another) component of the first magnetic response field 191.
  • the (at least two, eg three) individual coil fields can be added as if identical coils were present in the movable object 190.
  • the position determination for example, according to the well-known from the GoalRef technology of the Fraunhofer Institute for Integrated Circuits approach to goal decision he follow.
  • the center of a passive orthogonal coil system is detected as it passes through a virtual goal plane.
  • the spherically symmetric ball three identically constructed, mutually orthogonal introduced coils are installed.
  • a current is induced by the primary field (exciter field), which in turn expresses a secondary field (response field).
  • the three coils are each resonantly tuned to the same frequency, with the aim that all coils behave electrically the same.
  • the evaluation circuit 150 may thus be further configured to scale a first position of the moving object 190 as it passes through the first detection plane 101 based on a combination of the scaled first measurement value for the first component of the first magnetic response field 191 and the scaling to determine the first measured value for the second component of the first magnetic response field 191.
  • a second position of the movable object 190 when passing through the second detection plane 102 and optionally also further positions of the movable object 190 during the respective passage through further detection zones can be determined.
  • the orientation of the coil or of the movable object 190 can now also be determined during each passage through one of the detection levels.
  • the (at least two, eg three) coil fields their orientation can be determined for each coil. Since the position of the coils or of the coil system is known, for example, with the aid of (simulated) secondary field strengths for different orientations of a coil or the moving object 190 when passing through a detection plane at a specific position, the actual orientation of a coil or coil can be determined. of the movable object 190.
  • These reference measurement values can be stored, for example, in the form of a fingerprint table which can be accessed by the evaluation circuit 150.
  • the evaluation circuit 150 may thus further be set up, an orientation of the first coil based on the scaled first measurement for the first component of the first magnetic response field 191 and the first position of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101 to determine. Furthermore, the evaluation circuit 150 may be configured to determine an orientation of the second coil based on the scaled first measurement value for the second component of the first magnetic response field 191 and the first position of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101. Accordingly, the evaluation circuit 150 can also determine the orientation of further coils of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101.
  • the evaluation circuit 150 may then further be configured to determine an orientation of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101 based on the orientation of the first coil and the orientation of the second coil. This also applies correspondingly to the second detection level 102 and optional further detection levels of the system 100.
  • a detection plane can be constructed in each case from a current loop, for example, mounted around the gate, and antennas which are orthogonal to this plane.
  • Each exciter loop receive antenna system on its own decides, in accordance with the principles set forth above, whether the center of the gaming device has crossed the respective virtual goal plane.
  • the two-dimensional posi tion is estimated based on the calibrated sum received signals of (at least two, for example three) Spu len.
  • the orientation of each of the (at least two, eg three) coils is estimated at a known position. Finally, a check is made as to whether the estimated position and the subsequently estimated orientation have achieved a regular goal or not.
  • FIG. Fig. 2 shows a movable object 200 in the form of a puck, i. a spherically symmetrical sports equipment.
  • the representation of the movable object 200 in the form of a puck is for illustration only.
  • the coil configuration shown in FIG. 2 is not limited to this shape of the movable object 200. Rather, the moving object 200 may generally have any shape.
  • the movable object is shown four times in FIG. For reasons of clarity, only one of the coils is shown in each of the representations of the object bewegli chen.
  • the movable object 200 comprises three mutually orthogonal coils 210, 220 and 230 having a first resonant frequency and a fourth coil 240 having a second resonant frequency.
  • the three mutually orthogonal coils 210, 220, and 230 are configured to receive a first component of a magnetic response field in response to a magnetic field stamp out.
  • the fourth coil 240 is configured to impart a second component of the magnetic response field in response to the magnetic exciter field. Based on the first magnetic excitation field described above, the three mutually orthogonal coils thus form a first component of the first magnetic response field and the fourth coil embosses a second component of the first magnetic response field.
  • the fourth coil 240 and one of the three mutually orthogonal coils 210, 220 and 230 extend in the same or in parallel planes. This is shown in FIG. 2 by way of example for the coil 210, which is located in the same plane as the fourth coil 240. In the example of FIG. 2, the (geometric) centers of the first coil 210 and the fourth coil 240 are not in the center (ie, the geometric center) of the movable object 200. In alternative embodiments, the first coil 210 and the first coil 210 could be located fourth coil 240, however, also be arranged so that their centers are in the center of the movable object 200.
  • FIG. 2 thus shows an alternative to the above-described coils tuned to different frequencies.
  • the embodiment shown in FIG. 2 uses a "classical" coil system consisting of three coils which are orthogonal to the same frequency and otherwise equally tuned.
  • This embodiment can also be installed in a ball-symmetrical game device. Namely, with these coils, the classical detection of the passage of the unbalanced game object can be realized by a virtual plane (i.e., detection plane) according to the GoalRef technology.
  • the fourth tuned to a different frequency coil 240 in the game object makes it possible to use their secondary field to close the orientation of the object 200.
  • the four te coil 240 is installed in the plane of one of the other three coils 210, 220 or 230 (alternatively, the coil 240 may also be installed in a parallel plane). These two coils have only a partial overlap with each other to allow tuning of these two coils to different frequencies.
  • this coil arrangement is shown in FIG.
  • the fourth coil 240 is tuned to its own resonance frequency, while the other three coils 210, 220 and 230 oscillate at a common resonant frequency as in the classical GoalRef approach.
  • the field characteristics of the three Coils 210, 220 and 230 ie their components of the magnetic response field
  • the field of the remaining fourth coil 240 forlysbestim determination is taken.
  • the evaluation circuit 150 can thus be set up further relative to the first detection plane 101, a first position of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101 based on a first measured value for the first component of the first magnetic response field 191. Furthermore, the evaluation circuit 150 may be configured to determine an orientation of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101 based on the first position of the movable object 190 and a first measured value for the second component of the first magnetic response field 191. This also applies correspondingly to the second detection plane 102 and optional further detection levels of the system 100.
  • FIG. Fig. 3 shows a movable object 300 again in the form of a puck, i. a ballunsymmetric sports equipment.
  • the representation of the movable object 300 in the form of a puck is merely illustrative.
  • the coil configuration shown in FIG. 3 is not limited to this shape of the movable object 300. Rather, the movable object 300 may generally have any shape.
  • the movable object 300 comprises three mutually orthogonal first coils 310 having the same first resonant frequency and three mutually orthogonal second coils 320 having the same second resonant frequency.
  • the moving object 300 may include other coil systems at other resonant frequencies.
  • the moveable object 300 may include three mutually orthogonal third coils 330 having the same third resonant frequency and three mutually orthogonal fourth coils 340 having the same four th resonant frequency.
  • the first three coils 310 are configured to impart a first component of a magnetic response field in response to a magnetic field.
  • the three second Coils 320 are adapted to express a second component of the magnetic response field in response to the magnetic excitation field. Further coil systems are set up accordingly. Based on the first magnetic excitation field 111 described above, the three first coils 310 thus emboss a first component of the first magnetic response field 191 and the three second coils 320 emboss a second component of the first magnetic response field 191.
  • FIG. 3 several (at least two) three-dimensional coil systems are incorporated into one of e.g. Game device introduced.
  • These coil systems each consist of three mutually orthogonal, electrically equal behaving individual coils.
  • the three coils of each of these three-dimensional coil systems are tuned to the same resonant frequency.
  • These different coil systems 310, 320, 330 and 340, which are tuned to different frequencies, are introduced into the movable object 300 at known positions.
  • the passage through a detection plane can only be detected for each of these 3 D coil systems 310, 320, 330 and 340 according to the principles described above, provided that the excitation loop has a magnetic field at this frequency (ie a field component of the magnetic exciter field at the respective resonant frequency ).
  • the position of the individual coil systems 310, 320, 330 and 340 can be determined when passing through the respective detection plane. From this, with the knowledge of the positions of the coil systems 310, 320, 330 and 340 in / on the moving object 300, the orientation of the moving object 300 can be determined.
  • the evaluation circuit 150 can thus be set further relative to the first detection plane 101, a position of the three first coils 310 based on a first measured value for the first component of the first magnetic field To determine response field 191 as well as to determine a position of the three second coils 320 based on a first measurement value for the second component of the first magnetic response field 191. Further, the evaluation circuit 150 may be configured to determine a first position and a first orientation of the movable object 300 when passing through the first detection plane 101 based on the position of the three first coils 310 and the position of the three second coils 320.
  • the evaluation circuit can be set up in this case, the first position and the first orientation of the movable object 300 when passing through the first detection plane 101 based on the arrangement. tion of the three first coils 310 and the three second coils 320 in the movable object 320. This also applies correspondingly to the second detection plane 102 and optional further detection levels of the system 100.
  • coils arranged in the moving object can be tuned to the same or different resonance frequencies.
  • tuning the coils to a particular resonant frequency it may be due to e.g. However, production-related tolerances happen that the desired resonance frequency can not be set exactly.
  • the frequency of the primary field i.e., the magnetic excitation field
  • the frequency of the primary field can be matched to the coil resonance.
  • the respective coil resonance frequency is determined (for example by means of a frequency sweep / frequency sweep of the primary field).
  • the response signal of the coils measured in the sensors e.g., receive antennas or other magnetic field sensors
  • the response field of the resonant coil is strongest. This frequency is now chosen as one of the operating frequencies for the magnetic exciter field.
  • this can be set up, for example, to change a frequency of the first magnetic exciter field 111 in accordance with a frequency sweep.
  • the evaluation circuit 150 may be further configured to determine a resonance frequency of a coil of the movable object 190 based on a first measurement value for the first magnetic response field 190.
  • the evaluation circuit 150 may be configured to control the first excitation loop 110 to generate the first magnetic exciter field 111 with a field component at the resonant frequency of the coil of the movable object 190.
  • the movable object 190 may include coils at different resonant frequencies. Accordingly, the evaluation circuit 150 may further be tet switched, a second resonant frequency of a second coil of the movable object 190th based on another first reading for the first magnetic response field 191. Accordingly, evaluation circuit 150 may be further configured to control first excitation loop 110 to generate first magnetic excitation field 111 further with a field component at the resonant frequency of the second coil of movable object 190.
  • the GoalRef technique can be used to decide on the passage of the moving object 190 through a detection plane.
  • the GoalRef technique starts from a spherically symmetric body with three orthogonal, electrically identical coils that form a predominantly rotation-independent field (if tuned to the same frequency). If the three coils are tuned to one frequency, they can no longer be individually separated in the software in the receiver and therefore can not be calibrated to compensate for their different physical effects.
  • the body to be detected i. the moving object 190 does not have to be spherically symmetric (e.g., puck). This has the effect that the quality of all (for example three) coils is unequal (when using coils with even number of turns). Accordingly, the sum secondary field of the (e.g., three) orthogonal coils would now no longer point in the direction of the primary field, with the result that no precise gate decision could occur regardless of the orientation of the moving object 190.
  • the number of turns of each of the (eg three) coils can be adjusted so that the quality of all three coil resonant circuits is electrically equal.
  • the product of number of turns and coil area of each individual coil can be the same.
  • the same electrical behavior can be tested on a network analyzer, for example, by checking the reflection factor of a coil. This reflects the course of the coil quality and should also show the same behavior in the same coils for the three coils. An exemplary course is shown in FIG. 4.
  • each coil of the movable object 190 may be configured to generate at the same position and orientation relative to the first magnetic excitation field 111 a component of the first magnetic response field 191 having a first amplitude and a first phase position Frequency of the first magnetic exciter field 111 is a first predetermined frequency (eg the resonant frequency of the respective coil).
  • the object object filtering may also be helpful for the object object filtering to consider the difference of the magnetic response field of the coils for two (or more) different frequencies of the magnetic field. This is shown in detail in German Patent Application No. 10 2016 120 246.0, the contents of which are incorporated herein by reference. In order to be able to use this method, a further adaptation of the coil characteristic can take place. In this case, at two different frequencies, the coils would exhibit a certain behavior in terms of amplitude and phase position, so that the difference signal of the magnetic field responses at two defined different frequencies is the same for all coils.
  • each coil of the movable object 190 may be configured to generate at the same position and orientation relative to the first magnetic excitation field 111 a component of the first magnetic response field 191 having a second amplitude and a second phase position Frequency of the first magnetic excitation field 111 is a second predetermined frequency
  • each of the three orthogonal coils 210, 220 and 230 would be at the same position and orientation relative to the magnetic excitation field a component of the first component of the magnetic response field having a first amplitude and a first one Phase position erzeu gene when the frequency of the first magnetic excitation field is a first predetermined Fre quency (eg, the resonant frequency of the respective coil).
  • each of the three mutually orthogonal coils 210, 220 and 230 would be further configured to generate, at the same position and orientation relative to the magnetic excitation field, a constituent of the first component of the magnetic response field having a second amplitude and a second phase position of the first magnetic excitation field is a second predetermined frequency.
  • each of the first three coils 310 would be configured to generate a component of the first component of the magnetic response field having a first amplitude and a first phase position at the same position and orientation relative to the magnetic field
  • Frequency of the first magnetic exciter field is a first predetermined frequency (eg the resonance frequency of the respective coil).
  • each of the first three coils 310 would be configured to generate, at the same position and orientation relative to the magnetic exciter field, a component of the first component of the magnetic response field having a second amplitude and a second phase position if the frequency of the first magnetic excitation field a second predetermined frequency. Accordingly, the three second coils 320 and further coil systems would be set up.
  • FIG. 5 shows an exemplary design for gate decision.
  • a gate On a playing surface (a floor) 570 a gate is arranged, which is indicated in Fig. 5 by a goal post 580.
  • a gaming device 590 e.g., a puck
  • a gaming device 590 must pass completely through the goal line that extends between the gate posts of the goal.
  • the proposed localization technology can be used.
  • the supervised level corresponds to the plane spanned by the goal and goal posts of the goal and the goal line.
  • the region of interest also corresponds to the goal plane, i. that of the goal and goal posts of the goal as well as the goal line around closed area.
  • the system shown in Fig. 5 employs three excitation loops 510, 520 and 530 disposed behind the goal line 580 and each configured to generate a respective magnetic exciter field, each of the three magnetic exciter fields being arranged, the gaming device 590 to express an associated magnetic response field responsive.
  • the system comprises at least three sensors 540, 550 and 560 (eg antennas), each of which is located in a respective detection plane 501, 502 and 503, respectively, which is parallel to the monitored plane (represented by gate post 580).
  • the exciter planes defined by the three exciter loops 510, 520 and 530 are identical to the detection planes 501, 502 and 503.
  • the at least three sensors 540, 550 and 560 are each set up with measured values for the associated magnetic response field of the gaming device 590 determine.
  • An evaluation circuit (not shown) now determines, based on the respective measured values of the at least three sensors 540, 550 and 560, a respective result for each of the detection planes, which indicates an at least partial passage of the game device 590 through the respective detection plane.
  • the results for the first and second detection planes 501 and 502 would respectively indicate that the game device 590 has at least partially penetrated these planes.
  • the results for the first and second detection planes 501 and 502 would each further indicate the respective position and orientation of the gaming device 590 as it passes through the first and second detection planes 501 and 502, respectively.
  • the result for the third detection plane 503 would indicate that the gaming device 590 has not at least partially penetrated that plane.
  • the evaluation circuit Based on the first result and the second result, the evaluation circuit now determines whether or not there is complete passage of the gaming machine 590 through the goal plane (represented by the goalpost 580). Thus, in the situation illustrated in FIG. 5, the evaluation circuit would determine that there is no complete passage of non-spherically symmetric gaming machine 590 through the goal plane.
  • embodiments also include a gate (eg, an ice hockey goal) having a system for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane according to the proposed technique.
  • the area of interest then corresponds to the goal plane defined by the goal frames and the goal line.
  • an automatic and reliable goal decision (especially for ballunsymmterische play equipment) are made possible.
  • the described methods are not limited to an appli cation in ice hockey. It can be determined according to the principles set out above, the passage of any sports equipment by a plane. By way of example, reference is made here to the determination of passage of the game ball in football, handball, American football, beach soccer, water polo, streethockey, hockey, lacrosse or any other ball sport.
  • FIG. 6 shows a flowchart of a method 600 for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane.
  • Method 600 includes generating 602 a first magnetic excitation field.
  • the first magnetic excitation field is set up to excite the movable object for the expression of a first magnetic response field.
  • method 600 includes generating 604 a second magnetic excitation field.
  • the second magnetic exciter field is set to stimulate the movable object to emit a second magnetic response field.
  • Method 600 further comprises determining 606 first measurements for the first magnetic response field by means of a first sensor arranged in a first detection plane parallel to the monitored plane.
  • method 600 comprises determining 608 second measured values for the second magnetic response field by means of a second sensor, which is arranged in a second detection plane that runs parallel to the monitored plane.
  • method 600 includes determining 610 a first result indicating at least partial passage of the movable object through the first detection plane based on the first measurements.
  • Method 600 further includes determining 612 a second result indicating at least partial passage of the mobile object through the second detection plane based on the second measurements.
  • FIGS. 1 and 5 Further details and aspects of the method as well as of the movable object are described above in connection with further exemplary embodiments (eg, FIGS. 1 and 5).
  • the method as well as the moving object may include one or more optional features according to the further embodiments.
  • some embodiments of the present disclosure relate to matched coil systems that enable both high accuracy goal determination and orientation determination based on the principles of the GoalRef system, but with arbitrarily shaped gaming machines.
  • the individual coil contributions are calibrated and localized with calibrated signals in the usual way and the orientation is estimated.
  • a set-up of a plurality of virtual goal lines (i.e., detection levels) connected in series is used.
  • the Resonanzcharak terituated of the coil resonant circuit is adapted to the coil geometry.
  • Other embodiments include detecting the resonant frequency of the coils and adjusting the operating frequencies to the coil characteristics.
  • a fourth coil paral lel to one of the already existing tuned to the same frequency three coils can be used.
  • the shape of the fourth coil can be adapted to each other because of the coupling of the coil Spu.
  • three identical coils can be used for position determination while the fourth coil is used for orientation estimation.
  • distributed three-dimensional coils are used in the game device for orientation determination by determining the position of the individual three-dimensional coils.
  • Embodiments of the present disclosure thus relate to, inter alia:

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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Abstract

A system for determining a passage of a moving object through a region of interest in a monitored plane is proposed. The system comprises a first excitation loop which is set up to generate a first magnetic excitation field. The first magnetic excitation field is set up to excite the moving object to form a first magnetic response field. The system also comprises a second excitation loop which is set up to generate a second magnetic excitation field. The second magnetic excitation field is set up to excite the moving object to form a second magnetic response field. The system also comprises a first sensor which is arranged in a first detection plane running parallel to the monitored plane and is set up to determine first measured values for the first magnetic response field. The system also comprises a second sensor which is arranged in a second detection plane running parallel to the monitored plane and is set up to determine second measured values for the second magnetic response field. The system also comprises an evaluation circuit which is set up to determine a first result, which indicates an at least partial passage of the moving object through the first detection plane, on the basis of the first measured values and to determine a second result, which indicates an at least partial passage of the moving object through the second detection plane, on the basis of the second measured values. The evaluation circuit is also set up to determine the complete passage of the moving object through the region of interest in the monitored plane on the basis of the first result and the second result.

Description

SYSTEM UND VERFAHREN ZUM BESTIMMEN EINES DURCHGANGS EINES BEWEGLICHEN OBJEKTS DURCH EINEN INTERESSIERENDEN BEREICH EINER ÜBERWACHTEN EBENE, SOWIE BEWEGLICHE OBJEKTE  SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING A PASSAGE OF A MOBILE OBJECT THROUGH AN INTERESTING AREA OF A MONITORED LEVEL, AND MOVABLE OBJECTS
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit der Lokalisierung von Objekten. Insbesondere betreffen Ausführungsbeispiele ein System sowie ein Verfahren zum Bestimmen eines Durchgangs eines beweglichen Objekts durch einen interessierenden Bereich einer über wachten Ebene. Weitere Ausführungsbeispiele betreffen ferner bewegliche Objekte. The present disclosure is concerned with the localization of objects. In particular, embodiments relate to a system and method for determining a passage of a moving object through a region of interest over an observed plane. Further embodiments also relate to movable objects.
Hintergrund background
In vielen Anwendungsgebieten ist es erforderlich die Position eines beweglichen Objekts zu kennen bzw. diese bestimmen zu können. Die Bestimmung einer Position eines beweglichen Objekts kann beispielweise im Sportbereich erforderlich sein, um etwa die Position eines Spielgeräts zu kennen bzw. zu bestimmen. Beispielsweise kann es erforderlich sein, zu be- stimmen, ob ein Ball oder ein Puck eine Torlinie überquert hat. In many fields of application, it is necessary to be able to know or to determine the position of a mobile object. The determination of a position of a movable object may be required, for example, in the sports sector in order to know or determine the position of a game device, for example. For example, it may be necessary to determine if a ball or puck crossed a goal line.
In verschiedensten Sportarten kann ein Tor laut Regelwerk nur erzielt werden, wenn das Spielgerät komplett die Torlinie passiert hat. Für kugelsymmetrische Sportgeräte, wie etwa Fußbälle, ist die Rotation bzw. Orientierung des Sportgeräts nicht entscheiden für die Be- stimmung, ob dieses eine Torlinie überquert hat. Bei nicht-kugelsymmetrischen (d.h. kugel- unsymmetrischen) Sportgeräten, wie etwa Pucks, hingegen ist die Erzielung eines Tores sowohl abhängig von der Position als auch von der Orientierung und Form des Spielgerätes. According to regulations, a goal can only be scored in various sports if the game device has completely passed the goal line. For spherically symmetric sports equipment, such as footballs, the rotation or orientation of the sports equipment is not decisive for determining whether it has crossed a goal line. In non-ball-symmetric (i.e., ball-unbalanced) sports equipment, such as pucks, on the other hand, the achievement of a goal is dependent on both the position and the orientation and shape of the gaming machine.
Es besteht somit ein Bedürfnis, eine Möglichkeit zur exakten Lokalisierung eines nicht- kugelsymmetrischen beweglichen Objekts bereitzustellen. Thus, there is a need to provide a way to accurately locate a non-spherical symmetric moving object.
Zusammenfassung Summary
Ausführungsbeispiele eines Systems zum Bestimmen eines Durchgangs eines beweglichen Objekts durch einen interessierenden Bereich einer überwachten Ebene ermöglichen dies. Das System umfasst eine erste Erregerschleife, die eingerichtet ist, ein erstes magnetisches Erregerfeld zu erzeugen. Das erste magnetische Erregerfeld ist eingerichtet, das bewegliche Objekt zum Ausprägen eines ersten magnetischen Antwortfeldes anzuregen. Ferner umfasst das System eine zweite Erregerschleife, die eingerichtet ist, ein zweites magnetisches Erre- gerfeld zu erzeugen. Das zweite magnetische Erregerfeld ist eingerichtet, das bewegliche Objekt zum Ausprägen eines zweiten magnetischen Antwortfeldes anzuregen. Das System umfasst weiterhin einen ersten Sensor, der in einer ersten Detektionsebene, die parallel zur überwachten Ebene verläuft, angeordnet und eingerichtet ist, erste Messwerte für das erste magnetische Antwortfeld zu bestimmen. Zudem umfasst das System einen zweiten Sensor, der in einer zweiten Detektionsebene, die parallel zur überwachten Ebene verläuft, angeord- net und eingerichtet ist, zweite Messwerte für das zweite magnetische Antwortfeld zu be- stimmen. Das System umfasst weiterhin eine Auswerteschaltung, die eingerichtet ist, basie- rend auf den ersten Messwerten ein erstes Ergebnis, das einen zumindest teilweisen Durch gang des beweglichen Objekts durch die erste Detektionsebene anzeigt, sowie basierend auf den zweiten Messwerten ein zweites Ergebnis, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts durch die zweite Detektionsebene anzeigt, zu bestimmen. Die Auswerteschaltung ist ferner eingerichtet, den vollständigen Durchgang des beweglichen Objekts durch den interessierenden Bereich der überwachten Ebene basierend auf dem ers- ten Ergebnis und dem zweiten Ergebnis zu bestimmen. Embodiments of a system for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane make this possible. The system includes a first exciter loop configured to receive a first magnetic loop Generate excitation field. The first magnetic excitation field is set up to excite the movable object for the expression of a first magnetic response field. Furthermore, the system comprises a second excitation loop, which is set up to generate a second magnetic exciter field. The second magnetic excitation field is set up to excite the movable object for the expression of a second magnetic response field. The system further comprises a first sensor, which is arranged and arranged in a first detection plane, which runs parallel to the monitored plane, to determine first measured values for the first magnetic response field. In addition, the system comprises a second sensor, which is arranged and set up in a second detection plane, which runs parallel to the monitored plane, to determine second measured values for the second magnetic response field. The system further comprises an evaluation circuit, which is set up, based on the first measured values, a first result, which indicates an at least partial passage of the movable object through the first detection plane, and based on the second measured values, a second result, the at least one indicating partial passage of the movable object through the second detection plane. The evaluation circuit is further configured to determine the complete passage of the moving object through the region of interest of the monitored plane based on the first result and the second result.
Weitere Ausführungsbeispiele betreffen ferner ein Verfahren zum Bestimmen eines Durch gangs eines beweglichen Objekts durch einen interessierenden Bereich einer überwachten Ebene. Das Verfahren umfasst ein Erzeugen eines ersten magnetischen Erregerfelds. Das erste magnetische Erregerfeld ist eingerichtet, das bewegliche Objekt zum Ausprägen eines ersten magnetischen Antwortfeldes anzuregen. Ferner umfasst das Verfahren ein Erzeugen eines zweiten magnetischen Erregerfelds. Das zweite magnetische Erregerfeld ist eingerich tet, das bewegliche Objekt zum Ausprägen eines zweiten magnetischen Antwortfeldes anzu regen. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Bestimmen von ersten Messwerten für das erste magnetische Antwortfeld mittels eines ersten Sensors, der in einer ersten Detektionsebene, die parallel zur überwachten Ebene verläuft, angeordnet ist. Zudem umfasst das Verfahren ein Bestimmen von zweiten Messwerten für das zweite magnetische Antwortfeld mittels eines zweiten Sensors, der in einer zweiten Detektionsebene, die parallel zur überwachten Ebene verläuft, angeordnet ist. Ebenso umfasst das Verfahren ein Bestimmen eines ersten Ergebnisses, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts durch die erste Detektionsebene anzeigt, basierend auf den ersten Messwerten. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Bestimmen eines zweiten Ergebnisses, das einen zumindest teilweisen Durch gang des beweglichen Objekts durch die zweite Detektionsebene anzeigt, basierend auf den zweiten Messwerten. Zudem umfasst das Verfahren ein Bestimmen des vollständigen Durchgangs des beweglichen Objekts durch den interessierenden Bereich der überwachten Ebene basierend auf dem ersten Ergebnis und dem zweiten Ergebnis. Further embodiments further relate to a method for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane. The method includes generating a first magnetic excitation field. The first magnetic excitation field is set up to excite the movable object for the expression of a first magnetic response field. Furthermore, the method comprises generating a second magnetic exciter field. The second magnetic exciter field is set to stimulate the movable object to emit a second magnetic response field. The method further comprises determining first measured values for the first magnetic response field by means of a first sensor, which is arranged in a first detection plane that runs parallel to the monitored plane. In addition, the method comprises determining second measured values for the second magnetic response field by means of a second sensor, which is arranged in a second detection plane which runs parallel to the monitored plane. Likewise, the method comprises determining a first result indicating an at least partial passage of the movable object through the first detection plane, based on the first measured values. The method comprises Furthermore, determining a second result, which indicates an at least partial passage of the movable object through the second detection plane, based on the second measured values. In addition, the method comprises determining the complete passage of the movable object through the region of interest of the monitored plane based on the first result and the second result.
Auch betreffen Ausführungsbeispiele ein bewegliches Objekt, das drei zueinander orthogo- nale Spulen mit einer ersten Resonanzfrequenz sowie eine vierte Spule mit einer zweiten Resonanzfrequenz umfasst. Die drei zueinander orthogonalen Spulen sind eingerichtet, als Reaktion auf ein magnetisches Erregerfeld eine erste Komponente eines magnetischen Ant- wortfeldes auszuprägen. Die vierte Spule ist eingerichtet, als Reaktion auf das magnetische Erregerfeld eine zweite Komponente des magnetischen Antwortfeldes auszuprägen. Embodiments also relate to a movable object which comprises three mutually orthogonal coils with a first resonance frequency and a fourth coil with a second resonance frequency. The three mutually orthogonal coils are arranged to impart a first component of a magnetic response field in response to a magnetic exciter field. The fourth coil is configured to impart a second component of the magnetic response field in response to the magnetic excitation field.
Ausführungsbeispiele betreffen ferner noch ein weiteres bewegliches Objekt, das drei zuei- nander orthogonale erste Spulen mit derselben ersten Resonanzfrequenz sowie drei zuei- nander orthogonale zweite Spulen mit derselben zweiten Resonanzfrequenz umfasst. Die drei ersten Spulen sind eingerichtet, als Reaktion auf ein magnetisches Erregerfeld eine erste Komponente eines magnetischen Antwortfeldes auszuprägen. Die drei zweiten Spulen sind eingerichtet, als Reaktion auf das magnetische Erregerfeld eine zweite Komponente des magnetischen Antwortfeldes ausprägen. Embodiments furthermore relate to a further movable object which comprises three mutually orthogonal first coils with the same first resonant frequency and three mutually orthogonal second coils with the same second resonant frequency. The first three coils are configured to impress a first component of a magnetic response field in response to a magnetic field. The three second coils are arranged to express a second component of the magnetic response field in response to the magnetic excitation field.
Figurenkurzbeschreibung Brief Description
Einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend bezugneh mend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Some examples of devices and / or methods will be explained below with reference to the accompanying figures by way of example only. Show it:
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Bestimmen eines Durchgangs eines beweglichen Objekts durch einen interessierenden Bereich einer überwachten Ebene; Fig. 1 shows an embodiment of a system for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane;
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines beweglichen Objekts aus dem Bereich des Sports; Fig. 2 shows an embodiment of a movable object from the field of sports;
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines beweglichen Objekts aus dem Bereich des Sports; Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Reflexionscharakteristik einer Spule; Fig. 3 shows a further embodiment of a movable object from the field of sports; Fig. 4 shows an embodiment of a reflection characteristic of a coil;
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Systems zum Bestimmen eines Durch gangs eines beweglichen Objekts durch einen interessierenden Bereich einer überwachten Ebene aus dem Bereich des Sports; und 5 shows a further embodiment of a system for determining a passage of a mobile object through a region of interest of a monitored plane from the area of the sport; and
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Be stimmen eines Durchgangs eines beweglichen Objekts durch einen interessierenden Bereich einer überwachten Ebene. 6 shows a flowchart of an embodiment of a method for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane.
Beschreibung description
Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Fi guren beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein. Various examples will now be described in greater detail with reference to the accompanying figures, in which some examples are shown. In the figures, the strengths of lines, layers and / or regions may be exaggerated for clarity.
Während sich weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, sind dementsprechend einige bestimmte Beispiele derselben in den Figuren gezeigt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Allerdings beschränkt diese detaillierte Beschreibung weitere Beispiele nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen. Weitere Beispiele können alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Rahmen der Offenbarung fallen. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente, die bei einem Vergleich mit- einander identisch oder in modifizierter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen. Accordingly, while other examples of various modifications and alternative forms are suitable, certain specific examples thereof are shown in the figures and will be described in detail below. However, this detailed description does not limit further examples to the specific forms described. Other examples may cover all modifications, equivalents, and alternatives that fall within the scope of the disclosure. Like reference numerals refer to like or similar elements throughout the description of the figures, which may be identical or modified in comparison with each other while providing the same or similar function.
Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element„verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt, oder über ein oder mehrere Zwischen elemente, verbunden oder gekoppelt sein können. Wenn zwei Elemente A und B unter Ver wendung eines„oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B. Eine alternative Formulie rung für die gleichen Kombinationen ist„zumindest eines von A und B“. Das Gleiche gilt für Kombinationen von mehr als 2 Elementen. Die Terminologie, die hier zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendet wird, soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Wenn eine Singularform, z. B.„ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch Pluralel- emente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion nach folgend als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Beispiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe„umfasst“,„umfassend“,„aufweist“ und/oder„aufweisend“ bei Gebrauch das Vor handensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Ele mente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben präzisieren, aber nicht das Vorhan densein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/einer Gruppe derselben ausschließen. It should be understood that when an element is referred to as being "connected" or "coupled" to another element, the elements may be connected or coupled directly, or via one or more intermediate elements. When two elements A and B are combined using a "or", it is to be understood that all possible combinations are disclosed, ie only A, B only, and A and B. An alternative formulation for the same combinations is " at least one of A and B ". The same applies to combinations of more than 2 elements. The terminology used to describe certain examples is not intended to be limiting of other examples. If a singular form, e.g. For example, "one, one" and "the one that is used" and the use of only a single element is not explicitly or implicitly defined as mandatory, other examples may also use plural elements to implement the same function. If a function is described below implemented using multiple elements, further examples may implement the same function using a single element or a single processing entity. It will be further understood that the terms "comprising,""comprising,""having," and / or "having" in use, include the presence of the specified features, integers, steps, operations, processes, elements, components, and / or a subject matter Specify a set of the same, but do not preclude the existence or omission of one or more other features, integers, steps, operations, processes, elements, components, and / or a group thereof.
Sofern nicht anderweitig definiert, werden alle Begriffe (einschließlich technischer und wis senschaftlicher Begriffe) hier in ihrer üblichen Bedeutung auf dem Gebiet verwendet, zu dem Beispiele gehören. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) are used herein in their ordinary meaning in the field to which examples belong.
Fig. 1 zeigt ein System zum Bestimmen eines Durchgangs eines beweglichen Objekts 190 durch einen interessierenden Bereich 181 einer überwachten Ebene 180. FIG. 1 shows a system for determining a passage of a moving object 190 through a region of interest 181 of a monitored plane 180.
Bei dem beweglichen Objekt 190 kann es sich um jegliches Objekt handeln, dass sich im Raum bewegen und als Reaktion auf ein magnetisches Erregerfeld ein magnetisches Ant wortfeld ausprägen bzw. erzeugen kann. Beispielsweise kann das bewegliche Objekt 190 eine Spule bzw. ein Spulensystem sein oder ein solches umfassen. Bei dem beweglichen Objekt 190 kann es sich beispielsweise um ein Sportgerät (z.B. Ball, Puck, Kugel, Football), das eine Komponente (Element, Vorrichtung) umfasst, welche als Reaktion auf ein magneti sches Erregerfeld ein magnetisches Antwortfeld ausprägen bzw. erzeugen kann. Beispiels weise kann das bewegliche Objekt ein Ball, ein Puck oder ein Football sein, der eine Spule bzw. ein Spulensystem umfasst. Insbesondere kann das Objekt sowohl kugelsymmetrisch als auch kugelunsymmetrisch (d.h. nicht kugelsymmetrisch) sein. The moving object 190 may be any object that can move in space and express or generate a magnetic word field in response to a magnetic field. For example, the movable object 190 may be a coil or a coil system or include such. For example, the movable object 190 may be a sports device (e.g., ball, puck, ball, football) that includes a component (element, device) that can generate or generate a magnetic response field in response to a magnetic field. For example, the moving object may be a ball, a puck or a football comprising a spool or a spool system. In particular, the object may be both spherically symmetric and globally asymmetric (i.e., non-spherically symmetric).
Die überwachte Ebene 180 ist eine ausgedehnte, im Wesentlichen ungekrümmte (d.h. nicht gekrümmte) Fläche, welche überwacht wird. Ein Teilbereich davon ist der interessierende Bereich 181, welcher durch die Begrenzungslinien 182 und 183 in Fig. 1 angedeutet ist. Die Begrenzungslinien 182 und 183 deuten zwei horizontale Begrenzungen des interessierenden Bereichs 181 innerhalb der überwachten Ebene 180 an. Es ist selbstverständlich, dass der interessierende Bereich 181 auch in vertikaler Richtung innerhalb der überwachten Ebene 180 begrenzt ist. Aufgrund der Darstellung des Systems 100 als seitlicher Schnitt ist dies in Fig. 1 jedoch nicht dargestellt. Bei dem interessierenden Bereich 181 handelt es sich um einen Bereich von Interesse innerhalb der überwachten Ebene 180. Der interessierende Be- reich 181 kann grundsätzlich jede ebene Form aufweisen (z.B. Rechteck, Kreis oder Frei- form). Bei dem interessierenden Bereich 181 kann es sich beispielsweise um die von einer Torlinien, den Torpfosten sowie der Torquerlatte eines Tores umschlossene Fläche handeln (nachfolgend auch als Torebene bezeichnet). Alternativ kann es sich bei dem interessieren den Bereich 181 z.B. auch um die Fläche handeln, die sich senkrecht von einem Spielfeld erstreckt. Beispielsweise kann sich die Fläche an der Position einer Kante einer auf dem Spielfeld angebrachten Linie senkrecht von dem Spielfeld erstrecken (z.B. Seitenauslinie, Torlinie oder sonstige Linie auf dem Spielfeld gemäß den Regularien der jeweiligen Sport- art). The monitored plane 180 is an extended, substantially non-curved (ie non-curved) surface which is monitored. A subset of this is the one of interest Area 181, which is indicated by the boundary lines 182 and 183 in Fig. 1. The boundary lines 182 and 183 indicate two horizontal boundaries of the region of interest 181 within the monitored plane 180. It is understood that the region of interest 181 is also bounded in the vertical direction within the monitored plane 180. Due to the representation of the system 100 as a lateral section, this is not shown in Fig. 1. The region of interest 181 is an area of interest within the monitored plane 180. The region of interest 181 may basically have any planar shape (eg, rectangle, circle, or free-form). The area of interest 181 may be, for example, the area enclosed by a goal line, the goal post and the goal crossbar of a goal (hereinafter also referred to as goal plane). Alternatively, the region 181 of interest may also be, for example, the area that extends perpendicularly from a playing field. For example, the area at the position of an edge of a line mounted on the playing field may extend perpendicularly from the playing field (eg side line, goal line or other line on the field according to the regulations of the respective sport type).
System 100 umfasst eine erste Erregerschleife 110 (und optional weitere erste Erregerschlei- fen), die in einer ersten Erregerebene angeordnet und eingerichtet ist, ein erstes magneti- sches Erregerfeld 111 zu erzeugen. Die Erregerschleife 110 besteht aus einem leitfähigen Material, welches von einem elektrischen Strom durchflossen wird. Das erste magnetische Erregerfeld 111 ist eingerichtet, das bewegliche Objekt 190 zum Ausprägen eines ersten magnetischen Antwortfeldes 191 anzuregen. Das erste magnetische Erregerfeld 111 kann jedes magnetische Feld sein, welches das bewegliche Objekt 190 zum Ausprägen eines magnetischen Antwortfeldes anregen kann. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten magnetischen Erregerfeld 111 um ein magnetisches Wechselfeld handeln. Das erste magne- tische Erregerfeld 111 kann dabei eine oder mehrere Frequenzkomponenten umfassen. Das heißt, die erste Erregerschleife 110 kann eingerichtet sein, das erste magnetische Erregerfeld 111 mit Feldkomponenten bei unterschiedlichen Frequenzen zu erzeugen. Auch kann eine Frequenz des magnetischen Erregerfelds variieren. Die erste Erregerebene, in der die erste Erregerschleife 110 angeordnet ist, verläuft parallel zur überwachten Ebene 180 und ist von dieser beabstandet. Ferner umfasst das System 100 eine zweite Erregerschleife 120 (und optional weitere zweite Erregerschleifen), die in einer zweiten Erregerebene angeordnet und eingerichtet ist, ein zweites magnetisches Erregerfeld 121 zu erzeugen. Auch die zweite Erregerschleife 120 besteht aus einem leitfähigen Material, welches von einem elektrischen Strom durchflossen wird. Das zweite magnetische Erregerfeld 121 ist eingerichtet, das bewegliche Objekt 190 zum Ausprägen eines zweiten magnetischen Antwortfeldes 192 anzuregen. Wie das erste magnetische Erregerfeld 111 kann auch das zweite magnetische Erregerfeld 121 jedes mag- netische Feld sein, welches das bewegliche Objekt 190 zum Ausprägen eines magnetischen Antwortfeldes anregen kann. Weiterhin kann auch die zweite Erregerschleife 120 eingerich tet sein, das zweite magnetische Erregerfeld 121 mit Feldkomponenten bei unterschiedli- chen Frequenzen zu erzeugen. Die zweite Erregerebene, in der die zweite Erregerschleife 120 angeordnet ist, verläuft parallel zur überwachten Ebene 180 und ist von dieser beab- standet. Die erste und die zweite Erregerebene sind ebenso voneinander beabstandet. System 100 includes a first exciter loop 110 (and optionally further first exciter loops) arranged in a first exciter plane and configured to generate a first magnetic exciter field 111. The exciter loop 110 consists of a conductive material, which is traversed by an electric current. The first magnetic excitation field 111 is set up to excite the movable object 190 for the expression of a first magnetic response field 191. The first magnetic exciter field 111 may be any magnetic field that can excite the movable object 190 to emit a magnetic response field. For example, the first magnetic excitation field 111 may be a magnetic alternating field. The first magnetic excitation field 111 may comprise one or more frequency components. That is, the first excitation loop 110 may be configured to generate the first magnetic excitation field 111 with field components at different frequencies. Also, a frequency of the magnetic exciter field may vary. The first exciter plane, in which the first excitation loop 110 is arranged, runs parallel to the monitored plane 180 and is spaced therefrom. Furthermore, the system 100 includes a second exciter loop 120 (and optionally further second exciter loops) disposed in a second exciter plane and configured to generate a second magnetic exciter field 121. The second excitation loop 120 also consists of a conductive material, which is traversed by an electric current. The second magnetic excitation field 121 is configured to excite the movable object 190 to generate a second magnetic response field 192. Like the first magnetic exciter field 111, the second magnetic excitation field 121 can also be any magnetic field that can excite the movable object 190 to emit a magnetic response field. Furthermore, the second exciter loop 120 can also be configured to generate the second magnetic excitation field 121 with field components at different frequencies. The second exciter plane, in which the second exciter loop 120 is arranged, runs parallel to the monitored plane 180 and is spaced therefrom. The first and second exciter planes are also spaced apart.
Die erste Erregerschleife 110 und die zweite Erregerschleife 120 können von demselben Erregerstrom oder von unterschiedlichen Erregerströmen durchflossen werden. Dazu kann das System 100 z.B. eine Erregerschaltung (nicht gezeigt) umfassen, die eingerichtet ist, denselben Erregerstrom an die erste Erregerschleife 110 und die zweite Erregerschleife 120 anzulegen oder voneinander verschiedene Erregerströme an die erste Erregerschleife 110 und die zweite Erregerschleife 120 anzulegen. Wenn die erste Erregerschleife 110 und die zweite Erregerschleife 120 vom selben Erregerstrom durchflossen werden, können diese beispielsweise in Serie geschalten sein. Alternativ können die Erregerströme für die erste Erregerschleife 110 und die zweite Erregerschleife 120 jeweils eine eigene Charakteristik aufweisen. Bei der Charakteristik kann es sich beispielsweise um eine individuelle (zeitab- hängige) Amplitude, Phasenlage oder Frequenz handeln. Entsprechend können das erste und/oder das zweite magnetische Erregerfeld 111 bzw. 121 moduliert werden. Die Richtung der Erregerströme durch die einzelnen Erregerschleifen kann gleich oder auch phasenver setzt (z.B. um 180°) sein. Ebenso kann dem ersten und/oder dem zweiten magnetischen Er regerfeld 111 bzw. 121 über die Erregerströme jeweils eine Sequenz aufgeprägt werden. Die Sequenzen können z.B. orthogonal zueinander sein, so dass sie unterscheidbar voneinander sind. The first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 can be traversed by the same exciter current or by different exciter currents. For this, the system 100 may be e.g. an exciter circuit (not shown) configured to apply the same exciter current to the first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 or apply different excitation currents to the first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 from each other. If the first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 are traversed by the same exciter current, they may be connected in series, for example. Alternatively, the excitation currents for the first exciter loop 110 and the second exciter loop 120 may each have their own characteristic. The characteristic may, for example, be an individual (time-dependent) amplitude, phase position or frequency. Accordingly, the first and / or the second magnetic exciter field 111 or 121 can be modulated. The direction of the excitation currents through the individual excitation loops can be the same or else phase-shifted (for example by 180 °). Likewise, the first and / or the second magnetic field Er 111 or 121 can be impressed on the excitation currents in each case a sequence. The sequences can e.g. orthogonal to each other so that they are distinguishable from each other.
Das System 100 umfasst weiterhin zumindest einen ersten Sensor 130, der in einer ersten Detektionsebene 101, die parallel zur überwachten Ebene 180 verläuft, angeordnet ist. Der erste Sensor 130 ist eingerichtet, erste Messwerte für das erste magnetische Antwortfeld 191 des beweglichen Objekts 190 zu bestimmen. Die ersten Messwerte für das erste magneti- sche Antwortfeld 191 repräsentieren den Zustand des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 an der Messposition. Beispielsweise können die ersten Messwerte die Amplitude und/oder die Phase des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 an der Messposition ange- ben. Um das erste magnetische Antwortfeld 191 zu messen, kann der Sensor 130 z.B. eine oder mehrere Empfangsantennen umfassen. Eine in der Empfangsantenne induzierte Span nung ist dabei proportional zur lokalen Amplitude und/oder Phase des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 an der Messposition. Beispielsweise kann der erste Sensor 130 eine erste Antenne und eine zweite Antenne umfassen. Die Längsachse der ersten Antenne verläuft dabei in der ersten Detektionsebene 101 und die erste Antenne verläuft senkrecht durch die erste Detektionsebene. Die Längsachse der zweiten Antenne verläuft ebenso in der ersten Detektionsebene 101, wobei und die zweite Antenne senkrecht zur ersten Antenne (d.h. in der ersten Detektionsebene 101) verläuft. Alternativ kann z.B. auch ein Hall-Sensor oder jedes sonstige geeignete Magnetometer verwendet werden, um die ersten Messwerte für das erste magnetische Antwortfeld 191 zu bestimmen. The system 100 further comprises at least one first sensor 130, which is arranged in a first detection plane 101, which runs parallel to the monitored plane 180. The The first sensor 130 is set up to determine first measured values for the first magnetic response field 191 of the movable object 190. The first measured values for the first magnetic response field 191 represent the state of the first magnetic response field 191 at the measuring position. For example, the first measured values may indicate the amplitude and / or the phase of the first magnetic response field 191 at the measuring position. To measure the first magnetic response field 191, the sensor 130 may include, for example, one or more receive antennas. A voltage induced in the receiving antenna is proportional to the local amplitude and / or phase of the first magnetic response field 191 at the measuring position. For example, the first sensor 130 may include a first antenna and a second antenna. The longitudinal axis of the first antenna extends in the first detection plane 101 and the first antenna extends perpendicularly through the first detection plane. The longitudinal axis of the second antenna likewise extends in the first detection plane 101, wherein the second antenna is perpendicular to the first antenna (ie in the first detection plane 101). Alternatively, for example, a Hall sensor or any other suitable magnetometer can be used to determine the first measured values for the first magnetic response field 191.
Zudem umfasst das System 100 zumindest einen zweiten Sensor 140, der in einer zweiten Detektionsebene 102, die parallel zur überwachten Ebene 180 verläuft, angeordnet ist. Der zweite Sensor 140 ist eingerichtet, zweite Messwerte für das zweite magnetische Antwort- feld 192 zu bestimmen. Die zweiten Messwerte für das zweite magnetische Antwortfeld 192 repräsentieren den Zustand des zweiten magnetischen Antwortfeldes 192 an der Messpositi- on. Der zweite Sensor 140 kann dabei wie oben für den ersten Sensor 130 beschrieben aus- geführt sein. Die zweite Detektionsebene 102 ist von der ersten Detektionsebene 101 beab- standet. In addition, the system 100 comprises at least one second sensor 140, which is arranged in a second detection plane 102 which runs parallel to the monitored plane 180. The second sensor 140 is set up to determine second measured values for the second magnetic response field 192. The second measurement values for the second magnetic response field 192 represent the state of the second magnetic response field 192 at the measurement position. The second sensor 140 can be designed as described above for the first sensor 130. The second detection plane 102 is spaced from the first detection plane 101.
Das System umfasst weiterhin eine Auswerteschaltung 150, die mit den Sensoren 130 und 140 gekoppelt ist. Auswerteschaltung 150 ist eingerichtet, basierend auf den ersten Mess- werten des ersten Sensors 130 ein erstes Ergebnis, das einen zumindest teilweisen Durch gang des beweglichen Objekts 190 durch die erste Detektionsebene 101 anzeigt, zu bestim men. Ferner ist die Auswerteschaltung 150 eingerichtet, basierend auf den zweiten Mess werten des zweiten Sensors 140 ein zweites Ergebnis, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts 190 durch die zweite Detektionsebene 102 anzeigt, zu bestimmen. Der zumindest teilweise Durchgang des beweglichen Objekts 190 durch die erste Detekti- onsebene 101 kann beispielsweise aus der (mittels der ersten Messwerte) gemessenen Phase des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 in der ersten Detektionsebene 101 bestimmt werden beispielsweise anhand der Phase der in der ersten Antenne des ersten Sensors 130 induzierten Spannung aufgrund des ersten magnetischen Antwortfeldes 191. Die Phase voll- zieht einen Phasenwechsel, d.h. die Phase geht durch die Null bzw. das Vorzeichen der Pha- se wechselt, wenn z.B. der Mittelpunkt einer das erste magnetische Antwortfeld 191 erzeu- genden Spule oder eines derartigen Spulensystems in dem beweglichen Objekt 190 durch die erste Detektionsebene 101 tritt. Unabhängig davon an welcher Position das bewegliche Objekt 190 die erste Detektionsebene 101 durchquert, vollzieht sich der Phasenwechsel immer exakt an der Position der ersten Detektionsebene 101 (d.h. in der ersten Detektionse- bene 101). Bei einem Phasenwechsel kann daher auf die Durchdringung der ersten Detekti- onsebene 101 durch eine Spule oder ein Spulensystem in dem beweglichen Objekt 190 und somit eine zumindest teilweise Durchdringung der ersten Detektionsebene 101 durch das bewegliche Objekt 190 geschlossen werden (aufgrund der Kenntnis der Positionierung der Spule(n) innerhalb des beweglichen Objekts 190). Entsprechend kann auch für die zweite Detektionsebene der zumindest teilweise Durchgang des beweglichen Objekts 190 durch die zweite Detektionsebene 102 bestimmt werden. The system further includes an evaluation circuit 150 coupled to the sensors 130 and 140. Evaluation circuit 150 is set up, based on the first measured values of the first sensor 130, a first result indicating an at least partial passage of the moving object 190 through the first detection plane 101 to determine. Furthermore, the evaluation circuit 150 is set up, based on the second measured values of the second sensor 140 to determine a second result indicating an at least partial passage of the movable object 190 through the second detection plane 102. The at least partial passage of the movable object 190 through the first detection plane 101 can be determined, for example, from the phase (measured by the first measured values) of the first magnetic response field 191 in the first detection plane 101, for example based on the phase in the first antenna of the first Sensors 130 induced voltage due to the first magnetic response field 191. The phase undergoes a phase change, ie, the phase goes through zero, or the sign of the phase changes, for example, when the center of a coil generating the first magnetic response field 191 or such a coil system in the moving object 190 passes through the first detection plane 101. Irrespective of the position at which the moving object 190 passes through the first detection plane 101, the phase change always takes place exactly at the position of the first detection plane 101 (ie in the first detection plane 101). In the case of a phase change, therefore, it is possible to infer the penetration of the first detection plane 101 through a coil or a coil system in the movable object 190 and thus at least partially penetrate the first detection plane 101 through the movable object 190 (based on the knowledge of the positioning of the coil (n) within the moving object 190). Accordingly, the at least partial passage of the movable object 190 through the second detection plane 102 can also be determined for the second detection plane.
Somit wird für jede Detektionsebene 101, 102 einzeln bestimmt, ob das bewegliche Objekt 190 diese zumindest teilweise durchdrungen hat. Die Bestimmung des Durchgang des be- weglichen Objekts 190 durch die einzelnen Detektionsebenen 101, 102, welche von der überwachten Ebene 180 beabstandet sind, ermöglicht es, mit hoher Genauigkeit zu bestim men, ob das bewegliche Objekt auch die überwachte Ebene 180 im interessierenden Bereich 181 vollständig durchquert hat. Thus, it is individually determined for each detection plane 101, 102 whether the moving object 190 has at least partially penetrated them. The determination of the passage of the movable object 190 through the individual detection planes 101, 102, which are spaced from the monitored plane 180, makes it possible to determine with high accuracy whether the moving object also covers the monitored plane 180 in the region of interest 181 completely crossed.
Mit anderen Worten: Die Auswerteschaltung 150 ist ferner eingerichtet, den vollständigen Durchgang des beweglichen Objekts 190 durch den Interessierenden Bereich 181 der über wachten Ebene 180 basierend auf dem ersten Ergebnis und dem zweiten Ergebnis zu be stimmen. In other words, the evaluation circuit 150 is further configured to determine the complete passage of the movable object 190 through the interested area 181 of the monitored level 180 based on the first result and the second result.
Dazu können auch die Position und die Orientierung des beweglichen Objekts 190 (bzw. der Spule oder des Spulensystems in dem beweglichen Objekt 190) beim jeweiligen Durchgang durch eine der Detektionsebenen 101, 102 berücksichtigt werden. Für die Bestimmung der Position des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die ersten DetektionsebeneThis may also include the position and orientation of the moving object 190 (or the coil or coil system in the moving object 190) at each pass be taken into account by one of the detection levels 101, 102. For determining the position of the movable object 190 when passing through the first detection plane
101 (d.h. die zweidimensionale Position in der ersten Detektionsebene 101) können bei- spielsweise die Signalformen der in den Antennen des ersten Sensors 130 induzierten Span nungen betrachtet werden. So kann z.B. aus der maximalen Amplitude bzw. deren Abstand zum Nulldurchgang des Signals auf den Abstand des beweglichen Objekts 190 (bzw. der Spule oder des Spulensystems in dem beweglichen Objekt 190) zum ersten Sensor 130 ge- schlossen werden. Die Orientierung des beweglichen Objekts 190 (bzw. der Spule oder des Spulensystems in dem beweglichen Objekt 190) kann z.B. mittels eines Vergleichs des ers- ten magnetischen Antwortfeldes 191 (oder einer Komponente davon) mit Referenzmesswer ten (z.B. aus einer Simulation) erfolgen. Entsprechend können Position und Orientierung des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die zweite Detektionsebene 101 be stimmt werden. 101 (i.e., the two-dimensional position in the first detection plane 101), for example, the waveforms of the voltages induced in the antennas of the first sensor 130 can be considered. Thus, e.g. From the maximum amplitude or the distance to the zero crossing of the signal on the distance of the movable object 190 (or the coil or the coil system in the moving object 190) to the first sensor 130 are closed. The orientation of the moving object 190 (or the coil or coil system in the moving object 190) may be e.g. by means of a comparison of the first magnetic response field 191 (or a component thereof) with reference metrics (for example from a simulation). Accordingly, the position and orientation of the moving object 190 can be determined when passing through the second detection plane 101 be.
Bei einem zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts 190 durch die erste Detektionsebene 101 kann das erste Ergebnis somit eine erste Position und eine erste Orien tierung des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die erste Detektionsebene 101 umfassen. Ebenso kann bei einem zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Ob jekts 190 durch die zweite Detektionsebene 102 das zweite Ergebnis eine zweite Position und eine zweite Orientierung des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die zwei te Detektionsebene 102 umfassen. In an at least partial passage of the movable object 190 through the first detection plane 101, the first result may thus comprise a first position and a first orientation of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101. Likewise, in the case of an at least partial passage of the movable object 190 through the second detection plane 102, the second result may comprise a second position and a second orientation of the movable object 190 when passing through the second detection plane 102.
Aus den ermittelten Positionen und Orientierungen des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die Detektionsebenen 101, 102 kann nun auf die Position und Orientie rung des beweglichen Objekts 190 relativ zum interessierenden Bereich 181 der überwach ten Ebene 180 geschlossen werden. Die Lage bzw. der Abstand der Detektionsebenen 101,From the determined positions and orientations of the moving object 190 as it passes through the detection planes 101, 102, the position and orientation of the moving object 190 relative to the area of interest 181 of the monitored plane 180 can now be deduced. The position or the distance of the detection planes 101,
102 zu der überwachten Ebene 180 ist ebenso bekannt wie die Anordnung der die magneti schen Antwortfelder erzeugenden Vorrichtung in dem beweglichen Objekt 190 (z.B. eine oder mehrere Spulen oder eines oder mehrere Spulensysteme) und die Form des bewegli chen Objekts 190. Entsprechend kann zusammen mit dem ersten Ergebnis und dem zweiten Ergebnis durch die Auswerteschaltung 150 die exakte Position und Orientierung des beweg lichen Objekts 190 relativ zum interessierenden Bereich 181 der überwachten Ebene 180 bestimmt werden. Dies ermöglicht es der Auswerteschaltung 150 zu entscheiden, ob das bewegliche Objekt 190 den interessierenden Bereich 181 der überwachten Ebene 180 voll- ständig durchquert hat. Insbesondere kann derart auch für kugelunsymmetrische (d.h. nicht kugelsymmetrische) bewegliche Objekt 190 bestimmt werden, ob dieses den interessieren den Bereich 181 der überwachten Ebene 180 vollständig durchquert hat. Dies ermöglicht es auch für kugelunsymmetrische Sportgeräte wie z.B. Pucks zu bestimmen, ob dieser z.B. eine physikalische Torlinie vollständig überschritten hat. 102 to the monitored plane 180 is also known as the arrangement of the magnetic response generating field generating device in the moving object 190 (eg one or more coils or one or more coil systems) and the shape of the bewegli object 190. Accordingly, together with the first result and the second result by the evaluation circuit 150, the exact position and orientation of the movable object 190 are determined relative to the region of interest 181 of the monitored plane 180. This enables the evaluation circuit 150 to decide whether the moving object 190 has completed the area of interest 180 of the monitored plane 180. constantly crossed. In particular, it can also be determined for ballunsymmetric (ie non-spherically symmetric) movable object 190 whether it has completely traversed the area of interest 181 of the monitored plane 180. This also makes it possible for ballunsymmetrical sports equipment such as pucks to determine whether this has eg completely exceeded a physical goal line.
Obwohl vorangehend nur auf die erste Detektionsebene 101 und die zweite Detektionsebene 102 Bezug genommen wurde, kann das System 100 optional auch weitere Detektionsebenen als auch weitere Erregerebenen umfassen. Dies kann eine Genauigkeit der Entscheidung, ob das bewegliche Objekt 190 den interessierenden Bereich 181 der überwachten Ebene 180 vollständig durchquert hat, erhöhen. Although only the first detection plane 101 and the second detection plane 102 have been previously referred to, the system 100 may optionally include further detection planes as well as other excitation planes. This may increase an accuracy of the decision as to whether the moving object 190 has completely traversed the area of interest 181 of the monitored plane 180.
Beispielsweise kann das System 100 ferner eine dritte Erregerschleife, die in einer dritten Erregerebene angeordnet und eingerichtet ist, ein drittes magnetisches Erregerfeld zu erzeu- gen, umfassen. Das dritte magnetische Erregerfeld ist eingerichtet, das bewegliche Objekt 190 zum Ausprägen eines dritten magnetischen Antwortfeldes anzuregen. Ferner kann das System 100 zumindest einen dritten Sensor umfassen, der in einer dritten Detektionsebene parallel zur überwachten Ebene 180 angeordnet und eingerichtet ist, dritte Messwerte für das dritte magnetische Antwortfeld zu bestimmen. Entsprechend kann die Auswerteschal- tung 150 ferner eingerichtet sein, basierend auf den dritten Messwerten ein drittes Ergebnis, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts 190 durch die dritte Detektionsebene anzeigt, zu erzeugen. Analog zu dem ersten Ergebnis und dem zweiten Ergebnis kann bei einem zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts 190 durch die dritte Detektionsebene das dritte Ergebnis eine dritte Position und eine dritte Ori entierung des beweglichen Objekts beim Durchgang durch die dritte Detektionsebene um fassen. For example, the system 100 may further include a third exciter loop disposed in a third exciter plane and configured to generate a third exciter magnetic field. The third magnetic excitation field is arranged to excite the movable object 190 to express a third magnetic response field. Further, the system 100 may include at least one third sensor disposed in a third detection plane parallel to the monitored plane 180 and configured to determine third measurements for the third magnetic response field. Accordingly, the evaluation circuit 150 may be further configured to generate a third result indicating an at least partial passage of the movable object 190 through the third detection plane based on the third measurement values. Analogous to the first result and the second result, in the case of an at least partial passage of the movable object 190 through the third detection plane, the third result may include a third position and a third orientation of the movable object as it passes through the third detection plane.
Ebenso kann die Auswerteschaltung 150 dann ferner eingerichtet sein, den vollständigen Durchgang des beweglichen Objekts 190 durch den Interessierenden Bereich 181 der über wachten Ebene 180 basierend auf dem ersten Ergebnis, dem zweiten Ergebnis und dem drit ten Ergebnis zu bestimmen. Similarly, the evaluation circuit 150 may then be further configured to determine the complete passage of the moving object 190 through the interested area 181 of the monitored level 180 based on the first result, the second result and the third result.
Wie bereits oben angedeutet, kann das bewegliche Objekt 190 mehrere Spulen bzw. Spulen systeme aufweisen, welche die magnetischen Antwortfelder des beweglichen Objekts 190 erzeugen. In diesem Zusammenhang werden nachfolgend einige mögliche Ausgestaltungen bzgl. der Spulen näher beschrieben. Es versteht sich dabei jedoch von selbst, dass die vorge- schlagene Lokalisierungstechnik nicht auf die nachfolgenden, konkret beschriebenen Spu- lenkonfigurationen beschränkt ist. As already indicated above, the moving object 190 may have a plurality of coil systems which comprise the magnetic response fields of the movable object 190 produce. In this context, some possible embodiments with respect to the coils are described in more detail below. It goes without saying, however, that the proposed localization technique is not limited to the subsequent, specifically described coil configurations.
Beispielsweise kann das bewegliche Objekt 190 zumindest zwei zueinander orthogonale Spulen mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen umfassen. Wenn das bewegliche Objekt 190 ein Sportgerät (Spielgerät) ist, können beispielsweise drei beliebig geformte Spulen im Sportgerät angeordnet sein. Jede der drei Spulen ist durch eine jeweilige resonante Abstim mung auf unterschiedliche Frequenzen unterscheidbar. Die Erregung des Primärfeldes (z.B. des ersten Erregerfeldes 111 und des zweiten Erregerfeldes 121) findet nun parallel auf den drei verschiedenen Resonanzfrequenzen der Spulen statt. Das heißt, die Erregerschleifen erzeugen die magnetischen Erregerfelder mit Feldkomponenten bei unterschiedlichen Fre- quenzen. For example, the moving object 190 may comprise at least two mutually orthogonal coils having different resonance frequencies. When the moving object 190 is a sports device (game device), for example, three arbitrarily shaped coils may be arranged in the sports device. Each of the three coils is distinguishable by a respective resonant vote on different frequencies. The excitation of the primary field (e.g., the first excitation field 111 and the second excitation field 121) now takes place in parallel on the three different resonant frequencies of the coils. That is, the exciter loops generate the magnetic exciter fields with field components at different frequencies.
Entsprechend prägt nun jede der (zumindest zwei, z.B. drei) unterscheidbaren bzw. unter schiedlich abgestimmten Spulen physikalisch eine andere Sekundärfeldamplitude aus. Be zogen auf das erste magnetische Antwortfeld 191 prägt eine erste Spule der zumindest zwei zueinander orthogonalen Spulen dann entsprechend eine erste Komponente des ersten mag netischen Antwortfeldes 191 aus, während eine zweite Spule der zumindest zwei zueinander orthogonalen Spulen eine zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 ausprägt. Wird eine dritte Spule mit einer dritten Resonanzfrequenz verwendet, prägt diese eine dritte Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 aus. Dies gilt entspre chend auch für das zweite magnetische Antwortfeld 192 (und auch weitere magnetische Antwortfelder). Accordingly, each of the (at least two, e.g., three) distinguishable or differently tuned coils now physically imposes a different secondary field amplitude. Referring to the first magnetic response field 191, a first coil of the at least two mutually orthogonal coils then correspondingly shapes a first component of the first magnetic response field 191, while a second coil of the at least two mutually orthogonal coils forms a second component of the first magnetic response field 191 , If a third coil with a third resonant frequency is used, this characterizes a third component of the first magnetic response field 191. This also applies to the second magnetic response field 192 (and also other magnetic response fields).
Um diese (zumindest zwei, z.B. drei) Sekundärfelder zu verrechnen (addieren), werden die Felder skaliert bzw. kalibriert, so dass jeder der Spulen virtuell ein ähnliches Verhalten zu geschrieben wird. So kann die Auswerteschaltung 150 ferner eingerichtet sein, einen ersten Messwert für die erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 zu skalie ren, einen ersten Messwert für die zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfel des 191 zu skalieren und optional einen ersten Messwert für die dritte (oder eine weitere) Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 zu skalieren. Derart können die (zumindest zwei, z.B. drei) individuellen Spulenfelder addiert werden, als ob identische bzw. gleich abgestimmte Spulen in dem beweglichen Objekt 190 vorlägen. Entsprechend kann die Positionsbestimmung z.B. gemäß dem aus der GoalRef-Technik des Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen bekannten Ansatz zur Torentscheidung er folgen. Beim magnetfeldbasierten Torentscheidungssystem GoalRef wird der Mittelpunkt eines passiven orthogonalen Spulensystems beim Passieren einer virtuellen Torebene detek- tiert. In den kugelsymmetrischen Ball werden drei gleich aufgebaute, zueinander orthogonal eingebrachte, Spulen verbaut. In diese passiven Spulen wird durch das Primärfeld (Erreger feld) ein Strom induziert, welcher seinerseits ein Sekundärfeld (Antwortfeld) ausprägt. Die drei Spulen sind jeweils auf die gleiche Frequenz resonant abgestimmt, mit dem Ziel, dass sich alle Spulen elektrisch gleich verhalten. Dadurch wird erreicht, dass diese stromdurch flossenen Spulen in Summe ein, von der Rotation des Balles (relativ) unabhängiges, Sekun därfeld ausprägen, welches geometrisch am Ort des Balles stets in die Richtung des Primär feldes zeigt. Somit ist das Sekundärfeld weitestgehend unabhängig von der Rotation des Balles. Antennen, welche um das Tor herum angebracht sind, detektieren die Sekundärfel der des Balles und schließen dadurch auf das Passieren des Balles durch die virtuell aufge spannte Torebene. Durch die Skalierung der Komponenten der magnetischen Antwortfelder des magnetischen Objekts 190 kann virtuell ebenso ein im Wesentlich rotationsunabhängi ges Sekundärfeld des beweglichen Objekts 190 erzeugt werden. Aus den summierten (und skalierten) Feldern der (zumindest zwei, z.B. drei) Spulen des beweglichen Objekts 190 kann somit auf die zweidimensionale Position beim Durchtritt durch die jeweilige Detekti onsebene geschlossen werden. To compute (add) these (at least two, eg three) secondary fields, the fields are scaled or calibrated so that each of the coils is virtually written a similar behavior. Thus, the evaluation circuit 150 may further be configured to scale a first measurement value for the first component of the first magnetic response field 191, to scale a first measurement value for the second component of the first magnetic response field of the 191, and optionally a first measurement value for the third (or another) component of the first magnetic response field 191. Thus, the (at least two, eg three) individual coil fields can be added as if identical coils were present in the movable object 190. Accordingly, the position determination, for example, according to the well-known from the GoalRef technology of the Fraunhofer Institute for Integrated Circuits approach to goal decision he follow. In the GoalRef magnetic field-based goal decision system, the center of a passive orthogonal coil system is detected as it passes through a virtual goal plane. In the spherically symmetric ball three identically constructed, mutually orthogonal introduced coils are installed. In these passive coils, a current is induced by the primary field (exciter field), which in turn expresses a secondary field (response field). The three coils are each resonantly tuned to the same frequency, with the aim that all coils behave electrically the same. It is thereby achieved that these current flowing through coils in total one, from the rotation of the ball (relatively) independent, seconds därfeld ausprägägen, which always shows geometrically at the location of the ball in the direction of the primary field. Thus, the secondary field is largely independent of the rotation of the ball. Antennas, which are mounted around the gate, detect the Sekundärfel the ball and thereby close to the passage of the ball through the virtually unbalanced goal plane. As a result of the scaling of the components of the magnetic response fields of the magnetic object 190, a substantially secondary field of the movable object 190 that is independent of rotation can also be generated virtually. From the summed (and scaled) fields of the (at least two, eg three) coils of the movable object 190 can thus be closed on the two-dimensional position on the passage through the respective Detekti onsebene.
Bezogen auf die erste Detektionsebene 101 kann die Auswerteschaltung 150 somit ferner eingerichtet sein, eine erste Position des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die erste Detektionsebene 101 basierend auf einer Kombination des skalierten ersten Mess werts für die erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 und des skalier ten ersten Messwerts für die zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 zu bestimmen. Entsprechend kann eine zweite Position des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die zweite Detektionsebene 102 und optional auch weitere Positio nen des beweglichen Objekts 190 beim jeweiligen Durchgang durch weitere Detektionsebe nen bestimmt werden. Auf Basis der obigen Positionsschätzung kann nunmehr auch die Orientierung des Spulen bzw. des beweglichen Objekts 190 beim jeweiligen Durchgang durch eine der Detektionse- benen bestimmt werden. Durch die getrennte Betrachtung der (zumindest zwei, z.B. drei) Spulenfelder kann für jede Spule deren Orientierung bestimmt werden. Da die Position der Spulen bzw. des Spulensystems bekannt ist, kann z.B. mit Hilfe (simulierter) Sekundärfeld- stärken für verschiedene Orientierungen einer Spule bzw. des beweglichen Objekts 190 bei Durchgang durch eine Detektionsebene an einer bestimmten Position die tatsächliche Orien tierung einer Spule bzw. des beweglichen Objekts 190 bestimmt werden. Diese Referenz messwerte können z.B. in Form einer Fingerabdrucktabelle gespeichert sein, auf welche die Auswerteschaltung 150 zugreifen kann. With reference to the first detection plane 101, the evaluation circuit 150 may thus be further configured to scale a first position of the moving object 190 as it passes through the first detection plane 101 based on a combination of the scaled first measurement value for the first component of the first magnetic response field 191 and the scaling to determine the first measured value for the second component of the first magnetic response field 191. Correspondingly, a second position of the movable object 190 when passing through the second detection plane 102 and optionally also further positions of the movable object 190 during the respective passage through further detection zones can be determined. On the basis of the above position estimation, the orientation of the coil or of the movable object 190 can now also be determined during each passage through one of the detection levels. By separately considering the (at least two, eg three) coil fields, their orientation can be determined for each coil. Since the position of the coils or of the coil system is known, for example, with the aid of (simulated) secondary field strengths for different orientations of a coil or the moving object 190 when passing through a detection plane at a specific position, the actual orientation of a coil or coil can be determined. of the movable object 190. These reference measurement values can be stored, for example, in the form of a fingerprint table which can be accessed by the evaluation circuit 150.
Bezogen auf die erste Detektionsebene 101 kann die Auswerteschaltung 150 somit ferner eingerichtet sein, eine Orientierung der ersten Spule basierend auf dem skalierten ersten Messwert für die erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 und der ersten Position des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die erste Detektionse bene 101 zu bestimmen. Ferner kann die Auswerteschaltung 150 eingerichtet sein, eine Ori entierung der zweiten Spule basierend auf dem skalierten ersten Messwert für die zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 und der ersten Position des beweg lichen Objekts 190 beim Durchgang durch die erste Detektionsebene 101 zu bestimmen. Entsprechend kann die Auswerteschaltung 150 auch die Orientierung weiterer Spulen des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die erste Detektionsebene 101 bestimmen. Die Auswertschaltung 150 kann dann weiterhin eingerichtet sein, eine Orientierung des be weglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die erste Detektionsebene 101 basierend auf der Orientierung der ersten Spule und der Orientierung der zweiten Spule zu bestimmen. Dies gilt entsprechend auch für die zweite Detektionsebene 102 und optionale weitere De tektionsebenen des Systems 100. Based on the first detection plane 101, the evaluation circuit 150 may thus further be set up, an orientation of the first coil based on the scaled first measurement for the first component of the first magnetic response field 191 and the first position of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101 to determine. Furthermore, the evaluation circuit 150 may be configured to determine an orientation of the second coil based on the scaled first measurement value for the second component of the first magnetic response field 191 and the first position of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101. Accordingly, the evaluation circuit 150 can also determine the orientation of further coils of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101. The evaluation circuit 150 may then further be configured to determine an orientation of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101 based on the orientation of the first coil and the orientation of the second coil. This also applies correspondingly to the second detection level 102 and optional further detection levels of the system 100.
Es kann nun mit der Verrechnung der oben beschriebenen (zumindest zwei, z.B. drei) kalib rierten Empfangssignale auf den Durchtritt des beweglichen Objekts 190 (z.B. eines Sport- bzw. Spielgerätes) durch die virtuellen Detektionsebenen (welche z.B. von einem Erreger draht aufgespannt werden kann, d.h. eine Detektionsebene kann identisch zu einer Erreger ebene sein) geschlossen werden. Gleichzeitig kann dann die Orientierung berechnet werden, wenn das bewegliche Objekt 190 die Ebene durchquert. Das Aufspannen mehrerer Detektionsebenen (welche bei Verwendung zur Torentscheidung auch als virtuelle Torebenen verstanden werden können) ermöglicht eine eindeutige und genaue Bestimmung, ob ein z.B. unsymmetrisches bewegliches Objekt 190 mit seinem Um fang die überwachte Ebene, welche eine physikalische echte Ebene repräsentiert, durchquert hat. Beispielsweise kann so festgestellt werden, ob ein Spielgerät komplett mit seinem Um fang die physikalisch echte Torebene durchquert hat. Wie bereits oben angedeutet, kann eine Detektionsebene jeweils aus einer z.B. um das Tor angebrachten Stromschleife und Antennen, welche sich orthogonal zu dieser Ebene befinden, aufgebaut sein. Jedes Erreger- schleifen-Empfangsantennensystem für sich alleine entscheidet gemäß den oben dargelegten Grundsätzen, ob das Zentrum des Spielgerätes die jeweilige virtuelle Torebene durchquert hat. Während jedes Ebenendurchtritts des Spielgerätes wird erst die zweidimensionale Posi tion anhand der kalibrierten Summenempfangssignale der (zumindest zwei, z.B. drei) Spu len geschätzt. Anschließend wird die Orientierung jeder der (zumindest zwei, z.B. drei) Spulen bei bekannter Position geschätzt. Abschließend erfolgt eine Überprüfung ob bei der geschätzten Position und der anschließend geschätzten Orientierung ein reguläres Tor erzielt worden ist oder nicht. It can now with the calculation of the above-described (at least two, for example three) calibrated receive signals on the passage of the movable object 190 (eg a sports or game device) through the virtual detection levels (which can be spanned by a pathogen wire, for example, ie a detection level can be identical to a pathogen level) to be closed. At the same time, the orientation can then be calculated when the moving object 190 traverses the plane. The construction of multiple detection levels (which can be understood as virtual goal levels when used for goal decision) allows a clear and accurate determination of whether an asymmetrical moving object 190, for example, has traversed the monitored plane representing a physical true plane. For example, it can thus be determined whether a game device has completely traversed the physically true goal plane with its order. As already indicated above, a detection plane can be constructed in each case from a current loop, for example, mounted around the gate, and antennas which are orthogonal to this plane. Each exciter loop receive antenna system on its own decides, in accordance with the principles set forth above, whether the center of the gaming device has crossed the respective virtual goal plane. During each level passage of the game device only the two-dimensional posi tion is estimated based on the calibrated sum received signals of (at least two, for example three) Spu len. Subsequently, the orientation of each of the (at least two, eg three) coils is estimated at a known position. Finally, a check is made as to whether the estimated position and the subsequently estimated orientation have achieved a regular goal or not.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung des beweglichen Objekts bzgl. der Spulen ist in Fig. 2 gezeigt. Fig. 2 zeigt ein bewegliches Objekt 200 in Form eines Pucks, d.h. eines kugelun symmetrischen Sportgeräts. Die Darstellung des beweglichen Objekts 200 in Form eines Pucks dient lediglich der Illustration. Die in Fig. 2 gezeigt Spulenkonfiguration ist nicht auf diese Form des beweglichen Objekts 200 beschränkt. Vielmehr kann das bewegliche Objekt 200 allgemein jegliche Form aufweisen. Another possible embodiment of the movable object with respect to the coils is shown in FIG. Fig. 2 shows a movable object 200 in the form of a puck, i. a spherically symmetrical sports equipment. The representation of the movable object 200 in the form of a puck is for illustration only. The coil configuration shown in FIG. 2 is not limited to this shape of the movable object 200. Rather, the moving object 200 may generally have any shape.
Um die Anordnung der Spulen zu verdeutlichen, ist das bewegliche Objekt in Fig. 2 viermal dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in jeder der Darstellungen des bewegli chen Objekts jeweils nur eine der Spulen gezeigt. In order to clarify the arrangement of the coils, the movable object is shown four times in FIG. For reasons of clarity, only one of the coils is shown in each of the representations of the object bewegli chen.
Das bewegliche Objekt 200 umfasst drei zueinander orthogonale Spulen 210, 220 und 230 mit einer ersten Resonanzfrequenz sowie eine vierte Spule 240 mit einer zweiten Resonanz frequenz. The movable object 200 comprises three mutually orthogonal coils 210, 220 and 230 having a first resonant frequency and a fourth coil 240 having a second resonant frequency.
Die drei zueinander orthogonalen Spulen 210, 220 und 230 sind eingerichtet, als Reaktion auf ein magnetisches Erregerfeld eine erste Komponente eines magnetischen Antwortfeldes auszuprägen. Die vierte Spule 240 ist eingerichtet, als Reaktion auf das magnetische Erre- gerfeld eine zweite Komponente des magnetischen Antwortfeldes auszuprägen. Bezogen auf das oben beschriebene erste magnetische Erregerfeld prägen die drei zueinander ortho- gonalen Spulen somit eine erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes aus und die vierte Spule prägt eine zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes aus. The three mutually orthogonal coils 210, 220, and 230 are configured to receive a first component of a magnetic response field in response to a magnetic field stamp out. The fourth coil 240 is configured to impart a second component of the magnetic response field in response to the magnetic exciter field. Based on the first magnetic excitation field described above, the three mutually orthogonal coils thus form a first component of the first magnetic response field and the fourth coil embosses a second component of the first magnetic response field.
Die vierte Spule 240 und eine der drei zueinander orthogonalen Spulen 210, 220 und 230 erstrecken sich in derselben oder in parallelen Ebenen. Dies ist in Fig. 2 beispielhaft für die Spule 210 gezeigt, welche sich in derselben Ebene wie die vierte Spule 240 befindet. Bei dem Beispiel der Fig. 2 befinden sich die (geometrischen) Mittelpunkte der ersten Spule 210 und der vierten Spule 240 nicht in der Mitte (d.h. dem geometrischen Zentrum) des beweg- lichen Objekts 200. In alternativen Ausführungsformen könnten die erste Spule 210 und die vierte Spule 240 jedoch auch so angeordnet sein, dass sich ihre Mittelpunkte in der Mitte des beweglichen Objekts 200 befinden. The fourth coil 240 and one of the three mutually orthogonal coils 210, 220 and 230 extend in the same or in parallel planes. This is shown in FIG. 2 by way of example for the coil 210, which is located in the same plane as the fourth coil 240. In the example of FIG. 2, the (geometric) centers of the first coil 210 and the fourth coil 240 are not in the center (ie, the geometric center) of the movable object 200. In alternative embodiments, the first coil 210 and the first coil 210 could be located fourth coil 240, however, also be arranged so that their centers are in the center of the movable object 200.
Fig. 2 zeigt somit eine Alternative zu den oben beschriebenen, auf unterschiedliche Fre- quenzen abgestimmten Spulen. Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform verwendet ein „klassisches“ Spulensystem aus drei auf die gleiche Frequenz und auch sonstig gleich abge- stimmten, zueinander orthogonalen Spulen. Diese Ausführungsform kann auch in ein kuge- lunsymmetrisches Spielgerät eingebaut werden. Mit diesen Spulen lässt sich nämlich die klassische Detektion des Durchtritts des unsymmetrischen Spielobjekts durch eine virtuell aufgespannte Ebene (d.h. Detektionsebene) gemäß der GoalRef-Technologie umsetzen. Die vierte auf eine andere Frequenz abgestimmte, Spule 240 in dem Spielobjekt ermöglicht es, mit Hilfe ihres Sekundärfeldes auf die Orientierung des Objektes 200 zu schließen. Die vier te Spule 240 ist dabei in der Ebene einer der übrigen drei Spulen 210, 220 oder 230 verbaut (alternativ kann die Spule 240 aber auch in einer Parallelebene verbaut sein). Diese beiden Spulen weisen nur eine teilweise Überlappung zueinander auf, um eine Abstimmung dieser beiden Spulen auf unterschiedliche Frequenzen zu ermöglichen. FIG. 2 thus shows an alternative to the above-described coils tuned to different frequencies. The embodiment shown in FIG. 2 uses a "classical" coil system consisting of three coils which are orthogonal to the same frequency and otherwise equally tuned. This embodiment can also be installed in a ball-symmetrical game device. Namely, with these coils, the classical detection of the passage of the unbalanced game object can be realized by a virtual plane (i.e., detection plane) according to the GoalRef technology. The fourth tuned to a different frequency coil 240 in the game object makes it possible to use their secondary field to close the orientation of the object 200. The four te coil 240 is installed in the plane of one of the other three coils 210, 220 or 230 (alternatively, the coil 240 may also be installed in a parallel plane). These two coils have only a partial overlap with each other to allow tuning of these two coils to different frequencies.
Für ein Spielgerät in Form eines Pucks ist diese Spulenanordnung in Fig. 2 dargestellt. Hierbei wird lediglich die vierte Spule 240 auf eine eigene Resonanzfrequenz abgestimmt, während die übrigen drei Spulen 210, 220 und 230 auf einer gemeinsamen Resonanzfre- quenz schwingen wie bei dem klassischen GoalRef- Ansatz. Die Feldausprägungen der drei Spulen 210, 220 und 230 (d.h. deren Komponenten des magnetischen Antwortfeldes) wer den für die Bestimmung des rotationsunabhängigen Durchtritts durch eine Detektionsebene sowie für die zweidimensionale Lokalisierung des Objektes in der Detektionsebene herge- nommen, während das Feld der verbleibenden vierten Spule 240 zur Orientierungsbestim mung hergenommen wird. For a gaming device in the form of a puck, this coil arrangement is shown in FIG. In this case, only the fourth coil 240 is tuned to its own resonance frequency, while the other three coils 210, 220 and 230 oscillate at a common resonant frequency as in the classical GoalRef approach. The field characteristics of the three Coils 210, 220 and 230 (ie their components of the magnetic response field) who took the for the determination of rotationally independent passage through a detection plane and for the two-dimensional localization of the object in the detection plane, while the field of the remaining fourth coil 240 for Orientierungsbestim determination is taken.
Bei Verwendung des in Fig. 2 gezeigten beweglichen Objekts 200 als bewegliches Objekt 190 kann die Auswerteschaltung 150 bezogen auf die erste Detektionsebene 101 somit fer ner eingerichtet sein, eine erste Position des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die erste Detektionsebene 101 basierend auf einem ersten Messwert für die erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 zu bestimmen. Ferner kann die Auswerteschaltung 150 eingerichtet sein, eine Orientierung des beweglichen Objekts 190 beim Durchgang durch die erste Detektionsebene 101 basierend auf der ersten Position des beweglichen Objekts 190 sowie einem ersten Messwert für die zweite Komponente des ers ten magnetischen Antwortfeldes 191 zu bestimmen. Dies gilt entsprechend auch für die zweite Detektionsebene 102 und optionale weitere Detektionsebenen des Systems 100. When using the movable object 200 shown in FIG. 2 as a movable object 190, the evaluation circuit 150 can thus be set up further relative to the first detection plane 101, a first position of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101 based on a first measured value for the first component of the first magnetic response field 191. Furthermore, the evaluation circuit 150 may be configured to determine an orientation of the movable object 190 when passing through the first detection plane 101 based on the first position of the movable object 190 and a first measured value for the second component of the first magnetic response field 191. This also applies correspondingly to the second detection plane 102 and optional further detection levels of the system 100.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung des beweglichen Objekts bzgl. der Spulen ist in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 zeigt ein bewegliches Objekt 300 wiederum in Form eines Pucks, d.h. eines kugelunsymmetrischen Sportgeräts. Die Darstellung des beweglichen Objekts 300 in Form eines Pucks dient lediglich der Illustration. Die in Fig. 3 gezeigt Spulenkonfiguration ist nicht auf diese Form des beweglichen Objekts 300 beschränkt. Vielmehr kann das bewegli che Objekt 300 allgemein jegliche Form aufweisen. Another possible embodiment of the movable object with respect to the coils is shown in FIG. Fig. 3 shows a movable object 300 again in the form of a puck, i. a ballunsymmetric sports equipment. The representation of the movable object 300 in the form of a puck is merely illustrative. The coil configuration shown in FIG. 3 is not limited to this shape of the movable object 300. Rather, the movable object 300 may generally have any shape.
Das bewegliche Objekt 300 umfasst drei zueinander orthogonale erste Spulen 310 mit der selben ersten Resonanzfrequenz sowie drei zueinander orthogonale zweite Spulen 320 mit derselben zweiten Resonanzfrequenz. Optional kann das bewegliche Objekt 300 weitere Spulensysteme bei weiteren Resonanzfrequenzen umfassen. Beispielsweise kann das be wegliche Objekt 300 drei zueinander orthogonale dritte Spulen 330 mit derselben dritten Resonanzfrequenz sowie drei zueinander orthogonale vierte Spulen 340 mit derselben vier ten Resonanzfrequenz umfassen. The movable object 300 comprises three mutually orthogonal first coils 310 having the same first resonant frequency and three mutually orthogonal second coils 320 having the same second resonant frequency. Optionally, the moving object 300 may include other coil systems at other resonant frequencies. For example, the moveable object 300 may include three mutually orthogonal third coils 330 having the same third resonant frequency and three mutually orthogonal fourth coils 340 having the same four th resonant frequency.
Die drei ersten Spulen 310 sind eingerichtet, als Reaktion auf ein magnetisches Erregerfeld eine erste Komponente eines magnetischen Antwortfeldes auszuprägen. Die drei zweiten Spulen 320 eingerichtet sind, als Reaktion auf das magnetische Erregerfeld eine zweite Komponente des magnetischen Antwortfeldes ausprägen. Weitere Spulensysteme sind ent- sprechend eingerichtet. Bezogen auf das oben beschriebene erste magnetische Erregerfeld 111 prägen die drei ersten Spulen 310 somit eine erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 aus und die drei zweiten Spulen 320 prägen eine zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 aus. The first three coils 310 are configured to impart a first component of a magnetic response field in response to a magnetic field. The three second Coils 320 are adapted to express a second component of the magnetic response field in response to the magnetic excitation field. Further coil systems are set up accordingly. Based on the first magnetic excitation field 111 described above, the three first coils 310 thus emboss a first component of the first magnetic response field 191 and the three second coils 320 emboss a second component of the first magnetic response field 191.
In dem Beispiel der Fig. 3 werden somit mehrere (mindestens zwei) dreidimensionale Spu- lensysteme in ein z.B. Spielgerät eingebracht. Diese Spulensysteme bestehen jeweils aus drei zueinander orthogonalen, sich elektrisch gleich verhaltenden Einzelspulen. Die drei Spulen jeweils eines dieser dreidimensionalen Spulensysteme sind auf die gleiche Reso- nanzfrequenz abgestimmt. Diese auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmten unter schiedlichen Spulensysteme 310, 320, 330 und 340 sind an bekannten Positionen in das be- wegliche Objekt 300 eingebracht. Der Durchtritt durch eine Detektionsebene kann nur für jedes dieser 3 D- Spulensysteme 310, 320, 330 und 340 gemäß den oben beschriebenen Grundsätzen erkannt werden, sofern die Erregerschleife ein Magnetfeld auf dieser Frequenz (d.h. eine Feldkomponente des magnetischen Erregerfeldes bei der jeweiligen Resonanzfre- quenz) ausprägt. Ebenso kann die Position der einzelnen Spulensysteme 310, 320, 330 und 340 beim Durchgang durch die jeweilige Detektionsebene bestimmt werden. Daraus kann mit dem Wissen um die Positionen der Spulensysteme 310, 320, 330 und 340 in/auf dem beweglichen Objekt 300 die Orientierung des beweglichen Objekts 300 bestimmt werden. Thus, in the example of Fig. 3, several (at least two) three-dimensional coil systems are incorporated into one of e.g. Game device introduced. These coil systems each consist of three mutually orthogonal, electrically equal behaving individual coils. The three coils of each of these three-dimensional coil systems are tuned to the same resonant frequency. These different coil systems 310, 320, 330 and 340, which are tuned to different frequencies, are introduced into the movable object 300 at known positions. The passage through a detection plane can only be detected for each of these 3 D coil systems 310, 320, 330 and 340 according to the principles described above, provided that the excitation loop has a magnetic field at this frequency (ie a field component of the magnetic exciter field at the respective resonant frequency ). Likewise, the position of the individual coil systems 310, 320, 330 and 340 can be determined when passing through the respective detection plane. From this, with the knowledge of the positions of the coil systems 310, 320, 330 and 340 in / on the moving object 300, the orientation of the moving object 300 can be determined.
Bei Verwendung des in Fig. 3 gezeigten beweglichen Objekts 300 als bewegliches Objekt 190 kann die Auswerteschaltung 150 bezogen auf die erste Detektionsebene 101 somit fer ner eingerichtet sein, eine Position der drei ersten Spulen 310 basierend auf einem ersten Messwert für die erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 zu bestim men sowie eine Position der drei zweiten Spulen 320 basierend auf einem ersten Messwert für die zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes 191 zu bestimmen. Fer ner kann die Auswerteschaltung 150 eingerichtet sein, eine erste Position und eine erste Orientierung des beweglichen Objekts 300 beim Durchgang durch die erste Detektionsebe ne 101 basierend auf der Position der drei ersten Spulen 310 und der Position der drei zwei ten Spulen 320 zu bestimmen. Wie bereits oben beschrieben, kann die Auswerteschaltung dabei eingerichtet sein, die erste Position und die erste Orientierung des beweglichen Ob jekts 300 beim Durchgang durch die erste Detektionsebene 101 basierend auf der Anord- nung der drei ersten Spulen 310 und der drei zweiten Spulen 320 in dem beweglichen Ob- jekt 320 zu bestimmen. Dies gilt entsprechend auch für die zweite Detektionsebene 102 und optionale weitere Detektionsebenen des Systems 100. When using the movable object 300 shown in FIG. 3 as a moving object 190, the evaluation circuit 150 can thus be set further relative to the first detection plane 101, a position of the three first coils 310 based on a first measured value for the first component of the first magnetic field To determine response field 191 as well as to determine a position of the three second coils 320 based on a first measurement value for the second component of the first magnetic response field 191. Further, the evaluation circuit 150 may be configured to determine a first position and a first orientation of the movable object 300 when passing through the first detection plane 101 based on the position of the three first coils 310 and the position of the three second coils 320. As already described above, the evaluation circuit can be set up in this case, the first position and the first orientation of the movable object 300 when passing through the first detection plane 101 based on the arrangement. tion of the three first coils 310 and the three second coils 320 in the movable object 320. This also applies correspondingly to the second detection plane 102 and optional further detection levels of the system 100.
Vorangehend wurde beschrieben, dass im beweglichen Objekt angeordnete Spulen auf die- selbe oder unterschiedliche Resonanzfrequenzen abgestimmt sein können. Beim Abstimmen der Spulen auf eine bestimmte Resonanzfrequenz kann es aufgrund z.B. fertigungsbedingter Toleranzen jedoch passieren, dass die gewünschte Resonanzfrequenz nicht exakt eingestellt werden kann. It has been described above that coils arranged in the moving object can be tuned to the same or different resonance frequencies. When tuning the coils to a particular resonant frequency, it may be due to e.g. However, production-related tolerances happen that the desired resonance frequency can not be set exactly.
Um eine möglichst optimale Lokalisierung der Spulen zu ermöglichen, sollten diese jedoch möglichst bei ihrer Resonanzfrequenz betrieben werden. Gemäß einigen Ausf hrungsbei- spielen der vorliegenden Technologie kann daher die Frequenz des Primärfeldes (d.h. des magnetischen Erregerfeldes) an die Spulenresonanz angeglichen werden. However, in order to allow the best possible localization of the coils, they should be operated as possible at their resonance frequency. Therefore, according to some embodiments of the present technology, the frequency of the primary field (i.e., the magnetic excitation field) can be matched to the coil resonance.
Hierfür wird zunächst die jeweilige Spulenresonanzffequenz bestimmt (z.B. mittels eines Frequenzdurchlaufs/Frequenzsweeps des Primärfeldes). Das Antwortsignal der Spulen, wel- ches in den Sensoren (z.B. Empfangsantennen oder sonstige Magnetfeldsensoren) gemessen wird, wird anschließend analysiert. Bei der Resonanzfrequenz der Spule ist das Antwortfeld der resonanten Spule am stärksten. Diese Frequenz wird nun als eine der Betriebsfrequenzen für das magnetische Erregerfeld gewählt. For this purpose, first the respective coil resonance frequency is determined (for example by means of a frequency sweep / frequency sweep of the primary field). The response signal of the coils measured in the sensors (e.g., receive antennas or other magnetic field sensors) is then analyzed. At the resonant frequency of the coil, the response field of the resonant coil is strongest. This frequency is now chosen as one of the operating frequencies for the magnetic exciter field.
Bezogen auf die in Fig. 1 dargestellte erste Erregerschleife 110, kann diese beispielsweise eingerichtet sein, eine Frequenz des ersten magnetischen Erregerfeldes 111 gemäß einem Frequenzdurchlauf zu ändern. Entsprechend kann die Auswerteschaltung 150 ferner einge- richtet sein, eine Resonanzfrequenz einer Spule des beweglichen Objekts 190 basierend auf einem ersten Messwert für das erste magnetische Antwortfeld 190 zu bestimmen. Ferner kann die Auswerteschaltung 150 eingerichtet sein, die erste Erregerschleife 110 zu steuern, das erste magnetische Erregerfeld 111 mit einer Feldkomponente bei der Resonanzfrequenz der Spule des beweglichen Objekts 190 zu erzeugen. With reference to the first excitation loop 110 shown in FIG. 1, this can be set up, for example, to change a frequency of the first magnetic exciter field 111 in accordance with a frequency sweep. Accordingly, the evaluation circuit 150 may be further configured to determine a resonance frequency of a coil of the movable object 190 based on a first measurement value for the first magnetic response field 190. Furthermore, the evaluation circuit 150 may be configured to control the first excitation loop 110 to generate the first magnetic exciter field 111 with a field component at the resonant frequency of the coil of the movable object 190.
Wie oben beschrieben, kann das bewegliche Objekt 190 Spulen bei unterschiedlichen Reso- nanzfrequenzen umfassen. Entsprechend kann die Auswerteschaltung 150 ferner eingerich tet sein, eine zweite Resonanzfrequenz einer zweiten Spule des beweglichen Objekts 190 basierend auf einem weiteren ersten Messwert für das erste magnetischen Antwortfeld 191 zu bestimmen. Entsprechend kann Auswerteschaltung 150 weiter eingerichtet sein, die erste Erregerschleife 110 zu steuern, das erste magnetische Erregerfeld 111 ferner mit einer Feld- komponente bei der Resonanzfrequenz der zweiten Spule des beweglichen Objekts 190 zu erzeugen. As described above, the movable object 190 may include coils at different resonant frequencies. Accordingly, the evaluation circuit 150 may further be tet switched, a second resonant frequency of a second coil of the movable object 190th based on another first reading for the first magnetic response field 191. Accordingly, evaluation circuit 150 may be further configured to control first excitation loop 110 to generate first magnetic excitation field 111 further with a field component at the resonant frequency of the second coil of movable object 190.
Wie bereits oben angemerkt, kann die GoalRef-Technik genutzt werden, um über den Durchgang des beweglichen Objekts 190 durch eine Detektionsebene zu entscheiden. Die GoalRef-Technik geht jedoch von einem kugelsymmetrischen Körper mit drei orthogonal zu einander liegenden, elektrisch gleichen Spulen aus, die ein vorwiegend rotationsunab- hängiges Feld ausprägen (sofern sie auf die gleiche Frequenz abgestimmt sind). Wenn die drei Spulen auf eine Frequenz abgestimmt sind, kann man diese nicht mehr individuell in der Software im Empfänger trennen und deshalb auch nicht kalibrieren, um ihre unter schiedlichen physikalischen Auswirkungen auszugleichen. As noted above, the GoalRef technique can be used to decide on the passage of the moving object 190 through a detection plane. However, the GoalRef technique starts from a spherically symmetric body with three orthogonal, electrically identical coils that form a predominantly rotation-independent field (if tuned to the same frequency). If the three coils are tuned to one frequency, they can no longer be individually separated in the software in the receiver and therefore can not be calibrated to compensate for their different physical effects.
Der zu detektierende Körper, d.h. das bewegliche Objekt 190, muss nicht kugelsymmetrisch sein (z.B. Puck). Dies hat zur Auswirkung, dass die Güte aller (z.B. drei) Spulen ungleich ist (bei Verwendung von Spulen mit selber Windungsanzahl). Entsprechend würde nun das Summen- Sekundärfeld der (z.B. drei) orthogonal zueinander liegenden Spulen nicht mehr in Richtung des Primärfeldes zeigen, was zur Auswirkung hätte, dass keine präzise Torent scheidung, unabhängig von der Orientierung des beweglichen Objekt 190, stattfinden könn te. The body to be detected, i. the moving object 190 does not have to be spherically symmetric (e.g., puck). This has the effect that the quality of all (for example three) coils is unequal (when using coils with even number of turns). Accordingly, the sum secondary field of the (e.g., three) orthogonal coils would now no longer point in the direction of the primary field, with the result that no precise gate decision could occur regardless of the orientation of the moving object 190.
Um dies auszugleichen kann z.B. die Windungsanzahl jeder der (z.B. drei) Spulen so ange- passt werden, dass die Güte aller 3 Spulen-Schwingkreise elektrisch gleich ist. Beispiels- weise kann das Produkt aus Windungszahl und Spulenfläche jeder einzelnen Spule gleich sein. Auch kann z.B. mittels zusätzlicher Serienwiderstände an einer Spule die Güte so be- dämpft werden, dass sich alle (z.B. drei) Spulen elektrisch gleich verhalten. Das elektrisch gleiche verhalten kann z.B. an einem Netzwerkanalysator geprüft werden indem der Refle- xionsfaktor einer Spule geprüft wird. Dieses spiegelt den Verlauf der Spulengüte wieder und sollte bei den drei Spulen ebenfalls beim gleichen Messaufbau gleiches Verhalten zeigen. Ein beispielhafter Verlauf ist in Fig. 4 gezeigt. Sowohl Phasenlage (d.h. das Vorzeichen der Phase) als auch Amplitude bei der Betriebsfrequenz ist bei allen Spulen gleich. Bezogen auf das erste magnetische Erregerfeld 111 kann somit jede Spule des beweglichen Objekts 190 eingerichtet sein, bei derselben Position und Orientierung relativ zu dem ersten magnetischen Erregerfeld 111 eine Komponente des ersten magnetischen Antwortfelds 191 mit einer ersten Amplitude und einer ersten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Frequenz des ersten magnetischen Erregerfelds 111 eine erste vorbestimmte Frequenz ist (z.B. die Reso- nanzfrequenz der jeweiligen Spule). To compensate for this, for example, the number of turns of each of the (eg three) coils can be adjusted so that the quality of all three coil resonant circuits is electrically equal. For example, the product of number of turns and coil area of each individual coil can be the same. It is also possible, for example, to attenuate the quality by means of additional series resistances on a coil in such a way that all (eg three) coils behave electrically identically. The same electrical behavior can be tested on a network analyzer, for example, by checking the reflection factor of a coil. This reflects the course of the coil quality and should also show the same behavior in the same coils for the three coils. An exemplary course is shown in FIG. 4. Both phasing (ie the sign of the phase) and amplitude at the operating frequency is the same for all coils. Thus, with respect to the first magnetic exciter field 111, each coil of the movable object 190 may be configured to generate at the same position and orientation relative to the first magnetic excitation field 111 a component of the first magnetic response field 191 having a first amplitude and a first phase position Frequency of the first magnetic exciter field 111 is a first predetermined frequency (eg the resonant frequency of the respective coil).
Zur Störobjektfilterung kann es zudem hilfreich sein, die Differenz des magnetischen Ant- wortfeldes der Spulen für zwei (oder mehr) verschiedene Frequenzen des magnetischen Er regerfeldes zu betrachten. Dies ist in der dt. Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2016 120 246.0, deren Inhalt durch Bezugnahme hierein aufgenommen ist, im Detail darge- legt. Um dieses Verfahren nutzen zu können, kann eine weitere Anpassung der Spulencha- rakteristik erfolgen. In diesem Fall würden die Spulen bei zwei unterschiedlichen Frequen zen ein bestimmtes Verhalten was Amplitude und Phasenlage angeht vorweisen, so dass das Differenzsignal der Magnetfeldantworten bei zwei definierten verschiedenen Frequenzen für alle Spulen gleich ist. It may also be helpful for the object object filtering to consider the difference of the magnetic response field of the coils for two (or more) different frequencies of the magnetic field. This is shown in detail in German Patent Application No. 10 2016 120 246.0, the contents of which are incorporated herein by reference. In order to be able to use this method, a further adaptation of the coil characteristic can take place. In this case, at two different frequencies, the coils would exhibit a certain behavior in terms of amplitude and phase position, so that the difference signal of the magnetic field responses at two defined different frequencies is the same for all coils.
Bezogen auf das erste magnetische Erregerfeld 111 kann somit jede Spule des beweglichen Objekts 190 eingerichtet sein, bei derselben Position und Orientierung relativ zu dem ersten magnetischen Erregerfeld 111 eine Komponente des ersten magnetischen Antwortfelds 191 mit einer zweiten Amplitude und einer zweiten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Frequenz des ersten magnetischen Erregerfelds 111 eine zweite vorbestimmte Frequenz ist Thus, with respect to the first magnetic excitation field 111, each coil of the movable object 190 may be configured to generate at the same position and orientation relative to the first magnetic excitation field 111 a component of the first magnetic response field 191 having a second amplitude and a second phase position Frequency of the first magnetic excitation field 111 is a second predetermined frequency
Übertagen auf die in Fig. 2 gezeigte Spulenkonfiguration wäre jede der drei zueinander or thogonalen Spulen 210, 220 und 230 eingerichtet, bei derselben Position und Orientierung relativ zu dem magnetischen Erregerfeld einen Bestandteil der ersten Komponente des mag netischen Antwortfeldes mit einer ersten Amplitude und einer ersten Phasenlage zu erzeu gen, wenn die Frequenz des ersten magnetischen Erregerfelds eine erste vorbestimmte Fre quenz (z.B. die Resonanzfrequenz der jeweiligen Spule) ist. Optional wäre jede der drei zueinander orthogonalen Spulen 210, 220 und 230 ferner eingerichtet, bei derselben Positi on und Orientierung relativ zu dem magnetischen Erregerfeld einen Bestandteil der ersten Komponente des magnetischen Antwortfeldes mit einer zweiten Amplitude und einer zwei ten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Frequenz des ersten magnetischen Erregerfelds eine zweite vorbestimmte Frequenz ist. Übertagen auf die in Fig. 3 gezeigte Spulenkonfiguration wäre jede der drei ersten Spulen 310 eingerichtet, bei derselben Position und Orientierung relativ zu dem magnetischen Er regerfeld einen Bestandteil der ersten Komponente des magnetischen Antwortfeldes mit einer ersten Amplitude und einer ersten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Frequenz des ersten magnetischen Erregerfelds eine erste vorbestimmte Frequenz (z.B. die Resonanzfre- quenz der jeweiligen Spule) ist. Optional wäre jede der drei ersten Spulen 310 eingerichtet, bei derselben Position und Orientierung relativ zu dem magnetischen Erregerfeld einen Be- standteil der ersten Komponente des magnetischen Antwortfeldes mit einer zweiten Amplitude und einer zweiten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Frequenz des ersten magne- tischen Erregerfelds eine zweite vorbestimmte Frequenz ist. Entsprechend wären die drei zweiten Spulen 320 sowie weitere Spulensysteme eingerichtet. Transposed to the coil configuration shown in FIG. 2, each of the three orthogonal coils 210, 220 and 230 would be at the same position and orientation relative to the magnetic excitation field a component of the first component of the magnetic response field having a first amplitude and a first one Phase position erzeu gene when the frequency of the first magnetic excitation field is a first predetermined Fre quency (eg, the resonant frequency of the respective coil). Optionally, each of the three mutually orthogonal coils 210, 220 and 230 would be further configured to generate, at the same position and orientation relative to the magnetic excitation field, a constituent of the first component of the magnetic response field having a second amplitude and a second phase position of the first magnetic excitation field is a second predetermined frequency. Referring to the coil configuration shown in FIG. 3, each of the first three coils 310 would be configured to generate a component of the first component of the magnetic response field having a first amplitude and a first phase position at the same position and orientation relative to the magnetic field Frequency of the first magnetic exciter field is a first predetermined frequency (eg the resonance frequency of the respective coil). Optionally, each of the first three coils 310 would be configured to generate, at the same position and orientation relative to the magnetic exciter field, a component of the first component of the magnetic response field having a second amplitude and a second phase position if the frequency of the first magnetic excitation field a second predetermined frequency. Accordingly, the three second coils 320 and further coil systems would be set up.
Bezugnehmend auf die oben dargelegten Grundsätze der vorgeschlagenen Lokalisierungs- technologie zeigt Fig. 5 einen beispielhaften Aufbau zur Torentscheidung. Referring to the principles of proposed localization technology set forth above, FIG. 5 shows an exemplary design for gate decision.
Auf einer Spielfläche (einem Boden) 570 ist ein Tor angeordnet, welches in Fig. 5 durch einen Torpfosten 580 angedeutet ist. Um ein Tor zu erzielen, muss ein Spielgerät 590 (z.B. ein Puck) komplett die Torlinie, welche sich zwischen den Torpfosten des Tores erstreckt, passieren. On a playing surface (a floor) 570 a gate is arranged, which is indicated in Fig. 5 by a goal post 580. To score, a gaming device 590 (e.g., a puck) must pass completely through the goal line that extends between the gate posts of the goal.
Um dies Festzustellen, kann die vorgeschlagene Lokalisierungstechnologie genutzt werden. Die überwachte Ebene entspricht dabei der durch die Torlatte und die Torpfosten des Tores sowie die Torlinie aufgespannte Ebene. Der interessierende Bereich entspricht ferner der Torebene, d.h. der von der Torlatte und den Torpfosten des Tores sowie der Torlinie um schlossenen Fläche. To detect this, the proposed localization technology can be used. The supervised level corresponds to the plane spanned by the goal and goal posts of the goal and the goal line. The region of interest also corresponds to the goal plane, i. that of the goal and goal posts of the goal as well as the goal line around closed area.
Das in Fig. 5 dargestellte System verwendet drei Erregerschleifen 510, 520 und 530, die hinter der Torlinie bzw. dem Torpfosten 580 angeordnet und jeweils eingerichtet sind, ein jeweiliges magnetisches Erregerfeld zu erzeugen, wobei jedes der drei magnetischen Erre gerfelder eingerichtet ist, das Spielgerät 590 zum Ausprägen eines zugehörigen magneti schen Antwortfeldes anzuregen. Ferner umfasst das System zumindest drei Sensoren 540, 550 und 560 (z.B. Antennen), von denen jeder in einer jeweiligen Detektionsebene 501, 502 bzw. 503, die jeweils parallel zur überwachten Ebene (repräsentiert durch den Torpfosten 580) verläuft, angeordnet ist. Die durch die drei Erregerschleifen 510, 520 und 530 definierten Erregerebenen sind dabei iden tisch zu den Detektionsebenen 501, 502 bzw. 503. Entsprechend sind die zumindest drei Sensoren 540, 550 und 560 jeweils eingerichtet, Messwerte für das zugehörige magnetische Antwortfeld des Spielgeräts 590 zu bestimmen. The system shown in Fig. 5 employs three excitation loops 510, 520 and 530 disposed behind the goal line 580 and each configured to generate a respective magnetic exciter field, each of the three magnetic exciter fields being arranged, the gaming device 590 to express an associated magnetic response field responsive. Further, the system comprises at least three sensors 540, 550 and 560 (eg antennas), each of which is located in a respective detection plane 501, 502 and 503, respectively, which is parallel to the monitored plane (represented by gate post 580). The exciter planes defined by the three exciter loops 510, 520 and 530 are identical to the detection planes 501, 502 and 503. Correspondingly, the at least three sensors 540, 550 and 560 are each set up with measured values for the associated magnetic response field of the gaming device 590 determine.
Eine Auswerteschaltung (nicht dargestellt) bestimmt nun basierend auf den jeweiligen Messwerten der zumindest drei Sensoren 540, 550 und 560 ein jeweiliges Ergebnis für jede der Detektionsebenen, das einen zumindest teilweisen Durchgang des Spielgeräts 590 durch die jeweilige Detektionsebene anzeigt. Gemäß der in Fig. 5 dargestellten Situation würden somit die Ergebnisse für die erste und die zweite Detektionsebene 501 bzw. 502 jeweils anzeigen, dass das Spielgerät 590 diese Ebenen zumindest teilweise durchdrungen hat. Die Ergebnisse für die erste und die zweite Detektionsebene 501 bzw. 502 würden jeweils ferner die jeweilige Position und die jeweilige Orientierung des Spielgeräts 590 beim Durchgang durch die erste und die zweite Detektionsebene 501 bzw. 502 anzeigen. Das Ergebnis für die dritte Detektionsebene 503 würde anzeigen, dass das Spielgerät 590 diese Ebene nicht zumindest teilweise durchdrungen hat. An evaluation circuit (not shown) now determines, based on the respective measured values of the at least three sensors 540, 550 and 560, a respective result for each of the detection planes, which indicates an at least partial passage of the game device 590 through the respective detection plane. Thus, according to the situation illustrated in FIG. 5, the results for the first and second detection planes 501 and 502 would respectively indicate that the game device 590 has at least partially penetrated these planes. The results for the first and second detection planes 501 and 502 would each further indicate the respective position and orientation of the gaming device 590 as it passes through the first and second detection planes 501 and 502, respectively. The result for the third detection plane 503 would indicate that the gaming device 590 has not at least partially penetrated that plane.
Basierend auf dem ersten Ergebnis und dem zweiten Ergebnis bestimmt die Auswerteschal- tung nun, ob ein vollständiger Durchgang des Spielgeräts 590 durch die Torebene (repräsen tiert durch den Torpfosten 580) vorliegt oder nicht. Bei der in Fig. 5 dargestellten Situation würde die Auswerteschaltung somit bestimmen, dass kein vollständiger Durchgang des nicht-kugelsymmetrischen Spielgeräts 590 durch die Torebene vorliegt. Based on the first result and the second result, the evaluation circuit now determines whether or not there is complete passage of the gaming machine 590 through the goal plane (represented by the goalpost 580). Thus, in the situation illustrated in FIG. 5, the evaluation circuit would determine that there is no complete passage of non-spherically symmetric gaming machine 590 through the goal plane.
Gemäß Fig. 5 umfassen Ausführungsbeispiele somit auch ein Tor (z.B. ein Eishockey-Tor) mit einem System zum Bestimmen eines Durchgangs eines beweglichen Objekts durch ei nen interessierenden Bereich einer überwachten Ebene gemäß der vorgeschlagenen Tech nik. Der interessierende Bereich entspricht dann der Torebene, welche durch die Torrahmen und die Torlinie definiert ist. Entsprechend kann eine automatische und zuverlässige Torentscheidung (insbesondere für kugelunsymmterische Spielgeräte) ermöglicht werden. Es versteht sich auch von selbst, dass die beschriebenen Verfahren nicht auf eine Anwen dung beim Eishockey beschränkt sind. Es kann nach den oben dargelegten Grundsätzen der Durchgang eines beliebigen Sportgeräts durch eine Ebene bestimmt werden. Rein beispiel- haft sei hier auf die Bestimmung eines Durchgangs des Spielballs beim Fußball, beim Handball, beim American Football, beim Beachsoccer, beim Wasserball, beim Streetho- ckey, beim Hockey, beim Lacrosse oder einer sonstigen Ballsportart verwiesen. Thus, as shown in FIG. 5, embodiments also include a gate (eg, an ice hockey goal) having a system for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane according to the proposed technique. The area of interest then corresponds to the goal plane defined by the goal frames and the goal line. Accordingly, an automatic and reliable goal decision (especially for ballunsymmterische play equipment) are made possible. It goes without saying that the described methods are not limited to an appli cation in ice hockey. It can be determined according to the principles set out above, the passage of any sports equipment by a plane. By way of example, reference is made here to the determination of passage of the game ball in football, handball, American football, beach soccer, water polo, streethockey, hockey, lacrosse or any other ball sport.
Um die oben beschriebenen Aspekte zur Lokalisierung von beweglichen Objekten nochmals zusammenzufassen, ist in Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Bestimmen eines Durchgangs eines beweglichen Objekts durch einen interessierenden Bereich einer überwachten Ebene gezeigt. To summarize the above-described aspects for locating moving objects, FIG. 6 shows a flowchart of a method 600 for determining a passage of a moving object through a region of interest of a monitored plane.
Verfahren 600 umfasst ein Erzeugen 602 eines ersten magnetischen Erregerfelds. Das erste magnetische Erregerfeld ist eingerichtet, das bewegliche Objekt zum Ausprägen eines ersten magnetischen Antwortfeldes anzuregen. Ferner umfasst Verfahren 600 ein Erzeugen 604 eines zweiten magnetischen Erregerfelds. Das zweite magnetische Erregerfeld ist eingerich tet, das bewegliche Objekt zum Ausprägen eines zweiten magnetischen Antwortfeldes anzu regen. Verfahren 600 umfasst weiterhin Bestimmen 606 von ersten Messwerten für das erste magnetische Antwortfeld mittels eines ersten Sensors, der in einer ersten Detektionsebene, die parallel zur überwachten Ebene verläuft, angeordnet ist. Zudem umfasst Verfahren 600 ein Bestimmen 608 von zweiten Messwerten für das zweite magnetische Antwortfeld mit tels eines zweiten Sensors, der in einer zweiten Detektionsebene, die parallel zur überwach ten Ebene verläuft, angeordnet ist. Ebenso umfasst Verfahren 600 ein Bestimmen 610 eines ersten Ergebnisses, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts durch die erste Detektionsebene anzeigt, basierend auf den ersten Messwerten. Verfahren 600 umfasst weiterhin ein Bestimmen 612 eines zweiten Ergebnisses, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts durch die zweite Detektionsebene anzeigt, basierend auf den zweiten Messwerten. Method 600 includes generating 602 a first magnetic excitation field. The first magnetic excitation field is set up to excite the movable object for the expression of a first magnetic response field. Furthermore, method 600 includes generating 604 a second magnetic excitation field. The second magnetic exciter field is set to stimulate the movable object to emit a second magnetic response field. Method 600 further comprises determining 606 first measurements for the first magnetic response field by means of a first sensor arranged in a first detection plane parallel to the monitored plane. In addition, method 600 comprises determining 608 second measured values for the second magnetic response field by means of a second sensor, which is arranged in a second detection plane that runs parallel to the monitored plane. Similarly, method 600 includes determining 610 a first result indicating at least partial passage of the movable object through the first detection plane based on the first measurements. Method 600 further includes determining 612 a second result indicating at least partial passage of the mobile object through the second detection plane based on the second measurements.
Weitere Details und Aspekte des Verfahrens als auch des beweglichen Objekts sind oben in Zusammenhang mit weiteren Ausführungsbeispielen (z.B. Figs. 1 und 5) beschrieben. Das Verfahren als auch das bewegliche Objekt können eines oder mehrere optionale Merkmale gemäß den weiteren Ausführungsbeispielen umfassen. Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen somit Verfahren mit angepassten Spulensystemen, die sowohl eine hochgenaue Torentscheidung als auch eine Orientierungsbestimmung basierend auf den Grundzügen des GoalRef-Systems, jedoch mit beliebig geformten Spielgeräten, ermöglichen. Further details and aspects of the method as well as of the movable object are described above in connection with further exemplary embodiments (eg, FIGS. 1 and 5). The method as well as the moving object may include one or more optional features according to the further embodiments. Thus, some embodiments of the present disclosure relate to matched coil systems that enable both high accuracy goal determination and orientation determination based on the principles of the GoalRef system, but with arbitrarily shaped gaming machines.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können z.B. drei Spulen auf verschiedene Frequen zen resonant abgestimmt, die einzelnen Spulenbeiträge (z.B. in Software) kalibriert und in gewohnter Weise mit kalibrierten Signalen lokalisiert und die Orientierung geschätzt wer den. Dabei wird ein Aufbau mehrerer hintereinandergeschalteter virtueller Torlinien (d.h. Detektionsebenen) verwendet. In einigen Ausführungsbeispielen wird die Resonanzcharak teristik des Spulenschwingkreises an die Spulengeometrie angepasst. Weitere Ausführungs beispiele umfassen das Erkennen der Resonanzfrequenz der Spulen und das Anpassen der Arbeitsfrequenzen an die Spuleneigenschaften. Alternativ kann auch eine vierte Spule paral lel zu einer der bereits vorhandenen auf die gleiche Frequenz abgestimmten drei Spulen verwendet werden. Die Form der vierten Spule kann dabei wegen der Verkopplung der Spu len untereinander angepasst sein. Somit können drei gleiche Spulen für die Positionsbe stimmung verwenden werden, während die vierte Spule für die Orientierungsschätzung verwendet wird. In einem weiteren Altemativansatz werden verteilte dreidimensionale Spu len im Spielgerät zur Orientierungsbestimmung durch Positionsbestimmung der einzelnen dreidimensionalen Spulen verwendet. According to some embodiments, e.g. three coils are resonantly tuned to different frequencies, the individual coil contributions (for example in software) are calibrated and localized with calibrated signals in the usual way and the orientation is estimated. In this case, a set-up of a plurality of virtual goal lines (i.e., detection levels) connected in series is used. In some embodiments, the Resonanzcharak teristik of the coil resonant circuit is adapted to the coil geometry. Other embodiments include detecting the resonant frequency of the coils and adjusting the operating frequencies to the coil characteristics. Alternatively, a fourth coil paral lel to one of the already existing tuned to the same frequency three coils can be used. The shape of the fourth coil can be adapted to each other because of the coupling of the coil Spu. Thus, three identical coils can be used for position determination while the fourth coil is used for orientation estimation. In a further alternative approach, distributed three-dimensional coils are used in the game device for orientation determination by determining the position of the individual three-dimensional coils.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen somit unter anderem: Embodiments of the present disclosure thus relate to, inter alia:
1) Ein System mit mehreren geometrisch hintereinander angebrachte Erregerschleifen und Empfangs- Antennen (Magnetfeldmesssensoren). 1) A system with several geometrically successively mounted excitation loops and receiving antennas (magnetic field measuring sensors).
2) Ein System mit einer zusätzliche vierte Spule, abgestimmt auf eine andere Frequenz, zur Orientierungsschätzung.  2) A system with an additional fourth coil tuned to a different frequency for orientation estimation.
3) Ein Konzept wie die elektrischen Eigenschaften von Spulen zu dimensionieren sind, damit eine optimierte Positions- und Orientierungsschätzung möglich ist.  3) A concept of how to dimension the electrical properties of coils so that an optimized position and orientation estimation is possible.
4) Ein Konzept wie aus der Positions- und Orientierungsschätzung eines nicht kugelro tationssymmetrischen Körpers auf die Torentscheidung geschlossen werden kann. 4) A concept as can be deduced from the position and orientation estimation of a non-spherically symmetrical body on the goal decision.
5) Ein Konzept wie man einen nichtrotationssymmetrischen Körper mit speziell ange passten Spulen bestückt, um eine Torentscheidung durchführen zu können. 6) Ein Konzept wie man Schätzungenauigkeiten durch die fertigungsbedingte Ver schiebung der Resonanzfrequenz ausgleichen kann. 5) A concept of how to equip a non-rotationally symmetrical body with specially adapted coils to make a goal decision. 6) A concept of how to compensate for estimation inaccuracies by the production-related shift of the resonance frequency.
7) Ein Konzept mit integrierten verteilten dreidimensionalen Spulen in/auf einem Ob- jekt zur Lokalisierung und Orientierungsschätzung eines Objektes.  7) A concept with integrated distributed three-dimensional coils in / on an object for localization and orientation estimation of an object.
Die Aspekte und Merkmale, die zusammen mit einem oder mehreren der vorher detaillierten Beispiele und Figuren beschrieben sind, können auch mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden, um ein gleiches Merkmal des anderen Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal in das andere Beispiel zusätzlich einzuführen. The aspects and features described in conjunction with one or more of the previously detailed examples and figures may also be combined with one or more of the other examples to substitute the same feature of the other example or in addition to the feature in the other example introduce.
Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dar gestellt. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich ausdrücklich nur Lehrzwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen. Alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenba rung sowie konkrete Beispiele derselben deren Entsprechungen umfassen. Throughout the description and drawings, only the principles of the disclosure are presented. In addition, all examples provided herein are expressly intended to be instructive only to assist the reader in understanding the principles of the disclosure and the concepts for advancing the art contributed by the inventor (s). All statements herein on principles, aspects and examples of disclosure and concrete examples thereof include their equivalents.
Es versteht sich, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht explizit oder implizit ander weitig, z. B. aus technischen Gründen, angegeben ist. Daher werden diese durch die Offen barung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge be grenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht aus tauschbar sind. Ferner kann bei einigen Beispielen ein einzelner Schritt, Funktion, Prozess oder Operation mehrere Teilschritte, -fünktionen, -prozesse oder -Operationen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht explizit ausgeschlossen sind. It should be understood that the disclosure of several acts, processes, operations, or functions disclosed in the specification or claims is not to be construed as being in a particular order unless explicitly or implicitly otherwise indicated, for example, by reference. B. for technical reasons. Therefore, by disclosing several steps or functions, these are not limited to a particular order, unless these steps or functions are not interchangeable for technical reasons. Further, in some examples, a single step, function, process, or operation may include and / or break into multiple sub-steps, functions, processes, or operations. Such sub-steps may be included and part of the disclosure of this single step, unless explicitly excluded.
Weiterhin sind die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufge nommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Während jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann andere Beispiele auch eine Kombinati- on des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unab- hängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hier explizit vorge- schlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen An- Spruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist. Furthermore, the following claims are hereby incorporated into the detailed description, where each claim may stand alone as a separate example. While each claim may stand on its own as a separate example, it should be understood that although a dependent claim may refer to a particular combination with one or more other claims in the claims, other examples may also include a combination thereof. of the dependent claim with the subject matter of any other dependent or independent claim. Such combinations are explicitly suggested here, unless it is stated that a particular combination is not intended. Furthermore, features of a claim should be included for any other independent claim, even if this claim is not made directly dependent on the independent claim.

Claims

Patentansprüche claims
1. System (100) zum Bestimmen eines Durchgangs eines beweglichen Objekts (190) durch einen interessierenden Bereich (181) einer überwachten Ebene (180), umfassend: eine erste Erregerschleife (110), die eingerichtet ist, ein erstes magnetisches Erregerfeld (111) zu erzeugen, wobei das erste magnetische Erregerfeld (111) eingerichtet ist, das be- wegliche Objekt (190) zum Ausprägen eines ersten magnetischen Antwortfeldes (191) an zuregen; eine zweite Erregerschleife (120), die eingerichtet ist, ein zweites magnetisches Erregerfeld (121) zu erzeugen, wobei das zweite magnetische Erregerfeld (121) eingerichtet ist, das bewegliche Objekt (190) zum Ausprägen eines zweiten magnetischen Antwortfeldes (191) anzuregen; einen ersten Sensor (130), der in einer ersten Detektionsebene (101), die parallel zur über wachten Ebene (180) verläuft, angeordnet und eingerichtet ist, erste Messwerte für das erste magnetische Antwortfeld (191) zu bestimmen; einen zweiten Sensor (140), der in einer zweiten Detektionsebene (102), die parallel zur überwachten Ebene (180) verläuft, angeordnet und eingerichtet ist, zweite Messwerte für das zweite magnetische Antwortfeld (192) zu bestimmen; und eine Auswerteschaltung (150), die eingerichtet ist, basierend auf den ersten Messwerten ein erstes Ergebnis, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts (190) durch die erste Detektionsebene (101) anzeigt, sowie basierend auf den zweiten Messwerten ein zweites Ergebnis, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts (190) durch die zweite Detektionsebene (102) anzeigt, zu bestimmen, wobei die Auswerteschaltung (150) ferner eingerichtet ist, den vollständigen Durchgang des beweglichen Objekts (190) durch den interessierenden Bereich (181) der überwachten Ebe ne (180) basierend auf dem ersten Ergebnis und dem zweiten Ergebnis zu bestimmen. A system (100) for determining a passage of a moving object (190) through a monitored area of interest (181) of a monitored plane (180), comprising: a first excitation loop (110) arranged to provide a first magnetic excitation field (111) wherein the first magnetic exciter field (111) is arranged to excite the movable object (190) to form a first magnetic response field (191); a second exciter loop (120) configured to generate a second magnetic exciter field (121), the second magnetic exciter field (121) being arranged to excite the movable object (190) to emit a second magnetic response field (191); a first sensor (130) located in a first detection plane (101) parallel to the monitored plane (180) and arranged to determine first measurements for the first magnetic response field (191); a second sensor (140) arranged in a second detection plane (102) parallel to the monitored plane (180) and arranged to determine second measurements for the second magnetic response field (192); and an evaluation circuit (150), which is set up, based on the first measured values, a first result, which indicates an at least partial passage of the movable object (190) through the first detection plane (101), and a second result based on the second measured values, which indicates an at least partial passage of the movable object (190) through the second detection plane (102), the evaluation circuit (150) being further arranged to allow the complete passage of the movable object (190) through the region of interest (181) monitored Ebe ne (180) based on the first result and the second result to determine.
2. System nach Anspruch 1, wobei bei einem zumindest teilweisen Durchgang des be weglichen Objekts (190) durch die erste Detektionsebene (101) das erste Ergebnis eine erste Position und eine erste Orientierung des beweglichen Objekts (190) beim Durchgang durch die erste Detektionsebene (101) umfasst. 2. The system of claim 1, wherein upon at least partial passage of the moveable object through the first detection plane, the first result is a first position and a first orientation of the moveable object as it passes through the first detection plane. 101).
3. System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei bei einem zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts (190) durch die zweite Detektionsebene (102) das zweite Ergebnis eine zweite Position und eine zweite Orientierung des beweglichen Objekts (190) beim Durchgang durch die zweite Detektionsebene (102) umfasst. The system of claim 1 or claim 2, wherein when the movable object (190) passes at least partially through the second detection plane (102), the second result is a second position and a second orientation of the moving object (190) as it passes through the second Detection level (102).
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das System ferner eine Erreger schaltung umfasst, die eingerichtet ist: denselben Erregerstrom an die erste Erregerschleife (110) und die zweite Erregerschleife (120) anzulegen; oder voneinander verschiedene Erregerströme an die erste Erregerschleife (110) und die zweite Erregerschleife (120) anzulegen. 4. The system of claim 1, wherein the system further comprises an excitation circuit configured to: apply the same excitation current to the first excitation loop and the second excitation loop; or to apply different exciter currents to the first exciter loop (110) and the second exciter loop (120).
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine dritte Erregerschleife, die eingerichtet ist, ein drittes magnetisches Erregerfeld zu er zeugen, wobei das dritte magnetische Erregerfeld eingerichtet ist, das bewegliche Objekt (190) zum Ausprägen eines dritten magnetischen Antwortfeldes anzuregen; und einen dritten Sensor, der in einer dritten Detektionsebene, die parallel zur überwachten Ebe ne (180) verläuft, angeordnet und eingerichtet ist, dritte Messwerte für das dritte magneti sche Antwortfeld zu bestimmen, wobei die Auswerteschaltung (150) ferner eingerichtet ist, basierend auf den dritten Mess werten ein drittes Ergebnis, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts (190) durch die dritte Detektionsebene anzeigt, zu erzeugen. 5. The system of claim 1, further comprising: a third excitation loop configured to generate a third magnetic excitation field, wherein the third magnetic excitation field is configured, the movable object to emit a third magnetic response field to stimulate; and a third sensor disposed in a third detection plane parallel to the monitored plane (180) and arranged to determine third measurements for the third magnetic response field, the evaluation circuit (150) being further configured based on the third measured values to produce a third result indicating an at least partial passage of the movable object (190) through the third detection plane.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das bewegliche Objekt (190) zu mindest zwei zueinander orthogonale Spulen mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen umfasst, wobei eine erste Spule der zumindest zwei zueinander orthogonalen Spulen eine erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes ausprägt und eine zweite Spule der zumindest zwei zueinander orthogonalen Spulen eine zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes ausprägt, und wobei die Auswerteschaltung (150) ferner einge richtet ist: einen ersten Messwert für die erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes zu skalieren; einen ersten Messwert für die zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes zu skalieren; und eine erste Position des beweglichen Objekts (190) beim Durchgang durch die erste Detekti- onsebene (101) basierend auf einer Kombination des skalierten ersten Messwerts für die erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) und des skalierten ersten Messwerts für die zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) zu be- stimmen. 6. System according to one of claims 1 to 5, wherein the movable object (190) comprises at least two mutually orthogonal coils having different resonance frequencies, wherein a first coil of at least two mutually orthogonal coils forms a first component of the first magnetic response field and a second Coil of the at least two mutually orthogonal coil forms a second component of the first magnetic response field, and wherein the evaluation circuit (150) is further set up: to scale a first measurement value for the first component of the first magnetic response field; to scale a first reading for the second component of the first magnetic response field; and a first position of the moving object (190) as it passes through the first detection plane (101) based on a combination of the scaled first measurement value for the first component of the first magnetic response field (191) and the scaled first measurement value for the second component of the first component first magnetic response field (191).
7. System nach Anspruch 6, wobei die Auswerteschaltung (150) ferner eingerichtet ist: eine Orientierung der ersten Spule basierend auf dem skalierten ersten Messwert für die erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) und der ersten Position des beweglichen Objekts (190) beim Durchgang durch die erste Detektionsebene (101) zu be- stimmen; eine Orientierung der zweiten Spule basierend auf dem skalierten ersten Messwert für die zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) und der ersten Position des beweglichen Objekts (190) beim Durchgang durch die erste Detektionsebene (101) zu bestimmen; und eine Orientierung des beweglichen Objekts (190) beim Durchgang durch die erste Detekti- onsebene (101) basierend auf der Orientierung der ersten Spule und der Orientierung der zweiten Spule zu bestimmen. The system of claim 6, wherein the evaluation circuit (150) is further configured to: orient the first coil based on the scaled first reading for the first component of the first magnetic response field (191) and the first position of the movable object (190) Determine passage through the first detection plane (101); determine an orientation of the second coil based on the scaled first measurement for the second component of the first magnetic response field (191) and the first position of the mobile object (190) as it passes through the first detection plane (101); and determine an orientation of the movable object (190) as it passes through the first detection plane (101) based on the orientation of the first coil and the orientation of the second coil.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das bewegliche Objekt (190) drei zueinander orthogonale Spulen mit einer ersten Resonanzfrequenz sowie eine vierte Spule mit einer zweiten Resonanzfrequenz umfasst, wobei die drei zueinander orthogonalen Spu- len eine erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) ausprägen und die vierte Spule eine zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) aus- prägt, und wobei die Auswerteschaltung (150) ferner eingerichtet ist: eine erste Position des beweglichen Objekts (190) beim Durchgang durch die erste Detekti- onsebene (101) basierend auf einem ersten Messwert für die erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) zu bestimmen; und eine Orientierung des beweglichen Objekts (190) beim Durchgang durch die erste Detekti- onsebene (101) basierend auf der ersten Position des beweglichen Objekts (190) sowie ei- nem ersten Messwert für die zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) zu bestimmen. 8. System according to one of claims 1 to 5, wherein the movable object (190) comprises three mutually orthogonal coils having a first resonant frequency and a fourth coil having a second resonant frequency, wherein the three mutually orthogonal coils len a first component of the first magnetic Response field (191) and the fourth coil forms a second component of the first magnetic response field (191), and wherein the evaluation circuit (150) is further set up: a first position of the movable object (190) as it passes through the first detector on the basis of a first measured value for the first component of the first magnetic response field (191); and an orientation of the movable object (190) when passing through the first detection plane (101) based on the first position of the movable object (190) and an to determine a first measured value for the second component of the first magnetic response field (191).
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das bewegliche Objekt (190) drei zueinander orthogonale erste Spulen mit derselben ersten Resonanzfrequenz sowie drei zu- einander orthogonale zweite Spulen mit derselben zweiten Resonanzfrequenz umfasst, wo- bei die drei ersten Spulen eine erste Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) ausprägen und die drei zweiten Spulen eine zweite Komponente des ersten magneti- schen Antwortfeldes (191) ausprägen, und wobei die Auswerteschaltung (150) ferner einge- richtet ist: eine Position der drei ersten Spulen basierend auf einem ersten Messwert für die erste Kom ponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) zu bestimmen; eine Position der drei zweiten Spulen basierend auf einem ersten Messwert für die zweite Komponente des ersten magnetischen Antwortfeldes (191) zu bestimmen; und eine erste Position und eine erste Orientierung des beweglichen Objekts (190) beim Durch- gang durch die erste Detektionsebene (101) basierend auf der Position der drei ersten Spulen und der Position der drei zweiten Spulen zu bestimmen. 9. A system according to any one of claims 1 to 5, wherein the movable object (190) comprises three mutually orthogonal first coils having the same first resonant frequency and three orthogonal second coils having the same second resonant frequency, the first three coils being a first Component of the first magnetic response field (191) and the three second coils express a second component of the first magnetic response field (191), and wherein the evaluation circuit (150) is further configured: a position of the three first coils based on a determining the first measured value for the first component of the first magnetic response field (191); determine a position of the three second coils based on a first measurement value for the second component of the first magnetic response field (191); and determine a first position and a first orientation of the movable object (190) as it passes through the first detection plane (101) based on the position of the three first coils and the position of the three second coils.
10. System nach Anspruch 9, wobei die Auswerteschaltung (150) ferner eingerichtet ist die erste Position und die erste Orientierung des beweglichen Objekts (190) beim Durch gang durch die erste Detektionsebene (101) basierend auf der Anordnung der drei ersten Spulen und der drei zweiten Spulen in dem beweglichen Objekt zu bestimmen. 10. The system of claim 9, wherein the evaluation circuit (150) is further configured the first position and the first orientation of the movable object (190) when passing through the first detection plane (101) based on the arrangement of the three first coils and the three To determine second coils in the moving object.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Erregerschleife (110) eingerichtet ist, eine Frequenz des ersten magnetischen Erregerfeldes gemäß einem Fre quenzdurchlauf zu ändern, und wobei die Auswerteschaltung (150) ferner eingerichtet ist: eine Resonanzfrequenz einer Spule des beweglichen Objekts (190) basierend auf einem ers- ten Messwert für das erste magnetischen Antwortfeld (191) zu bestimmen; und die erste Erregerschleife (110) zu steuern, das erste magnetische Erregerfeld (111) mit einer Feldkomponente bei der Resonanzfrequenz der Spule des beweglichen Objekts (190) zu erzeugen. 11. The system of claim 1, wherein the first excitation loop is configured to change a frequency of the first magnetic exciter field according to a frequency sweep, and wherein the evaluation circuit is further configured to: a resonant frequency of a coil of the coil mobile object (190) based on a first measurement value for the first magnetic response field (191) to determine; and controlling the first excitation loop (110) to generate the first magnetic excitation field (111) with a field component at the resonant frequency of the coil of the moving object (190).
12. System nach Anspruch 11, wobei die Auswerteschaltung (150) ferner eingerichtet ist: eine zweite Resonanzfrequenz einer zweiten Spule des beweglichen Objekts (190) basierend auf einem weiteren ersten Messwert für das erste magnetischen Antwortfeld (191) zu be- stimmen; und die erste Erregerschleife (110) zu steuern, das erste magnetische Erregerfeld (111) ferner mit einer Feldkomponente bei der Resonanzfrequenz der zweiten Spule des beweglichen Objekts (190) zu erzeugen. 12. The system of claim 11, wherein the evaluation circuit is further configured to: determine a second resonant frequency of a second coil of the moving object based on a further first measurement value for the first magnetic response field; and controlling the first exciter loop (110) to further generate the first magnetic excitation field (111) with a field component at the resonant frequency of the second coil of the moving object (190).
13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die erste Erregerschleife (110) eingerichtet ist, das erste magnetische Erregerfeld (111) mit Feldkomponenten bei unter schiedlichen Frequenzen zu erzeugen. 13. The system of claim 1, wherein the first exciter loop is configured to generate the first magnetic excitation field with field components at different frequencies.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der erste Sensor eine erste Anten ne und eine zweite Antenne umfasst, wobei eine Längsachse der ersten Antenne in der ers ten Detektionsebene verläuft und die erste Antenne senkrecht durch die erste Detektionse- bene (101) verläuft, wobei eine Längsachse der zweiten Antenne in der ersten Detektionse bene verläuft und die zweite Antenne senkrecht zur ersten Antenne verläuft. 14. The system of claim 1, wherein the first sensor comprises a first antenna and a second antenna, wherein a longitudinal axis of the first antenna extends in the first detection plane and the first antenna extends vertically through the first detection plane ), wherein a longitudinal axis of the second antenna extends in the first detection plane and the second antenna is perpendicular to the first antenna.
15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei jede Spule des beweglichen Ob jekts (190) eingerichtet ist, bei derselben Position und Orientierung relativ zu dem ersten magnetischen Erregerfeld (111) eine Komponente des ersten magnetischen Antwortfelds (191) mit einer ersten Amplitude und einer ersten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Fre quenz des ersten magnetischen Erregerfelds (111) eine erste vorbestimmte Frequenz ist. 15. The system of claim 1, wherein each coil of the movable object (190) is arranged, in the same position and orientation relative to the first magnetic excitation field (111), a component of the first magnetic response field (191) having a first one Amplitude and a first phase position to produce when the Fre quency of the first magnetic exciter field (111) is a first predetermined frequency.
16. System nach Anspruch 15, wobei die erste vorbestimmte Frequenz die Resonanzfre quenz der jeweiligen Spule ist. 16. The system of claim 15, wherein the first predetermined frequency is the Resonanzfre frequency of the respective coil.
17. System nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, wobei jede Spule des beweglichen Objekts (190) eingerichtet ist, bei derselben Position und Orientierung relativ zu dem ersten magnetischen Erregerfeld (111) eine Komponente des ersten magnetischen Antwortfelds (191) mit einer zweiten Amplitude und einer zweiten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Frequenz des ersten magnetischen Erregerfelds (111) eine zweite vorbestimmte Frequenz ist. The system of claim 15 or claim 16, wherein each coil of the moving object (190) is arranged, at the same position and orientation relative to the first magnetic excitation field (111), a component of the first magnetic response field (191) having a second amplitude and a second phase position when the frequency of the first magnetic exciter field (111) is a second predetermined frequency.
18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das bewegliche Objekt (190) ku- gelunsymmetrisch ist. 18. A system according to any one of claims 1 to 17, wherein the movable object (190) is club-symmetrical.
19. Verfahren (600) zum Bestimmen eines Durchgangs eines beweglichen Objekts durch einen interessierenden Bereich einer überwachten Ebene, umfassend: Erzeugen (602) eines ersten magnetischen Erregerfelds, wobei das erste magnetische Erre- gerfeld eingerichtet ist, das bewegliche Objekt zum Ausprägen eines ersten magnetischen Antwortfeldes anzuregen; 19. A method of determining a passage of a moving object through a monitored plane of interest of a monitored plane, comprising: generating a first magnetic excitation field, wherein the first magnetic exciter field is configured to form a first magnetic field Stimulate response field;
Erzeugen (604) eines zweiten magnetischen Erregerfelds, wobei das zweite magnetische Erregerfeld eingerichtet ist, das bewegliche Objekt zum Ausprägen eines zweiten magneti- sehen Antwortfeldes anzuregen; Generating (604) a second magnetic excitation field, wherein the second magnetic excitation field is arranged to excite the movable object to the expression of a second magnetic see response field;
Bestimmen (606) von ersten Messwerten für das erste magnetische Antwortfeld mittels ei- nes ersten Sensors, der in einer ersten Detektionsebene, die parallel zur überwachten Ebene verläuft, angeordnet ist; Determining (606) first measurements for the first magnetic response field by means of a first sensor located in a first detection plane parallel to the monitored plane;
Bestimmen (608) von zweiten Messwerten für das zweite magnetische Antwortfeld mittels eines zweiten Sensors, der in einer zweiten Detektionsebene, die parallel zur überwachten Ebene verläuft, angeordnet ist; Determining (608) second measurements for the second magnetic response field by means of a second sensor located in a second detection plane parallel to the monitored plane;
Bestimmen (610) eines ersten Ergebnisses, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts durch die erste Detektionsebene anzeigt, basierend auf den ersten Messwerten; Bestimmen (612) eines zweiten Ergebnisses, das einen zumindest teilweisen Durchgang des beweglichen Objekts durch die zweite Detektionsebene anzeigt, basierend auf den zweiten Messwerten; und Determining (610) a first result indicative of at least partial passage of the mobile object through the first detection plane based on the first measurements; Determining (612) a second result indicative of at least partial passage of the mobile object through the second detection plane based on the second measurements; and
Bestimmen des vollständigen Durchgangs des beweglichen Objekts durch den interessie- renden Bereich der überwachten Ebene basierend auf dem ersten Ergebnis und dem zweiten Ergebnis. Determining the complete passage of the moving object through the region of interest of the monitored plane based on the first result and the second result.
20. Bewegliches Objekt (200), umfassend: drei zueinander orthogonale Spulen (210, 220, 230) mit einer ersten Resonanzfrequenz; und eine vierte Spule (240) mit einer zweiten Resonanzfrequenz, wobei die drei zueinander orthogonalen Spulen (210, 220, 230) eingerichtet sind, als Reak tion auf ein magnetisches Erregerfeld eine erste Komponente eines magnetischen Antwort- feldes auszuprägen, und wobei die vierte Spule (240) eingerichtet ist, als Reaktion auf das magnetische Erregerfeld eine zweite Komponente des magnetischen Antwortfeldes auszuprägen. 20. A moving object (200) comprising: three mutually orthogonal coils (210, 220, 230) having a first resonant frequency; and a fourth coil (240) having a second resonant frequency, wherein the three mutually orthogonal coils (210, 220, 230) are arranged to impart a first component of a magnetic response field as a response to a magnetic excitation field, and wherein the fourth coil (240) is arranged in response to the magnetic excitation field to impress a second component of the magnetic response field.
21. Bewegliches Objekt nach Anspruch 20, wobei die vierte Spule (240) und eine der drei zueinander orthogonalen Spulen (210, 220, 230) sich in derselben oder in parallelen Ebenen erstrecken. 21. A moving object according to claim 20, wherein the fourth coil (240) and one of the three mutually orthogonal coils (210, 220, 230) extend in the same or in parallel planes.
22. Bewegliches Objekt nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, wobei das bewegliche Objekt kugelunsymmetrisch ist. The moving object according to claim 20 or claim 21, wherein the movable object is sphere-unbalanced.
23. Bewegliches Objekt nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei das bewegliche Objekt ein Sportgerät ist. 23. A moving object according to any one of claims 20 to 22, wherein the movable object is a sports device.
24. Bewegliches Objekt nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei jede der drei zuei- nander orthogonalen Spulen (210, 220, 230) eingerichtet ist, bei derselben Position und Ori- entierung relativ zu dem magnetischen Erregerfeld einen Bestandteil der ersten Komponente des magnetischen Antwortfeldes mit einer ersten Amplitude und einer ersten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Frequenz des ersten magnetischen Erregerfelds eine erste vorbestimmte Frequenz ist. 24. A moving object according to any one of claims 20 to 23, wherein each of the three mutually orthogonal coils (210, 220, 230) is arranged at the same position and orientation relative to the magnetic excitation field a component of the first component of the magnetic Response field to produce with a first amplitude and a first phase position when the frequency of the first magnetic exciter field is a first predetermined frequency.
25. Bewegliches Objekt nach Anspruch 24, wobei die erste vorbestimmte Frequenz die Resonanzfrequenz der jeweiligen Spule ist. 25. A moving object according to claim 24, wherein the first predetermined frequency is the resonant frequency of the respective coil.
26. Bewegliches Objekt nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, wobei jede der drei zuei- nander orthogonalen Spulen (210, 220, 230) eingerichtet ist, bei derselben Position und Ori entierung relativ zu dem magnetischen Erregerfeld einen Bestandteil der ersten Komponente des magnetischen Antwortfeldes mit einer zweiten Amplitude und einer zweiten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Frequenz des ersten magnetischen Erregerfelds eine zweite vorbe stimmte Frequenz ist. 26. A moving object according to claim 24 or claim 25, wherein each of the three mutually orthogonal coils (210, 220, 230) is arranged to have a component of the first component of the magnetic response field at the same position and orientation relative to the magnetic exciter field to generate a second amplitude and a second phase position when the frequency of the first magnetic exciter field is a second predetermined vorbe frequency.
27. Bewegliches Objekt (300), umfassend: drei zueinander orthogonale erste Spulen (310) mit derselben ersten Resonanzfrequenz; und drei zueinander orthogonale zweite Spulen (320) mit derselben zweiten Resonanzfrequenz, wobei die drei ersten Spulen (3l0)eingerichtet sind, als Reaktion auf ein magnetisches Erre- gerfeld eine erste Komponente eines magnetischen Antwortfeldes auszuprägen, und wobei die drei zweiten Spulen (320) eingerichtet sind, als Reaktion auf das magnetische Erregerfeld eine zweite Komponente des magnetischen Antwortfeldes ausprägen. 27. A moving object (300) comprising: three mutually orthogonal first coils (310) having the same first resonant frequency; and three mutually orthogonal second coils (320) having the same second resonant frequency, wherein the three first coils (3l0) are arranged to emit a first component of a magnetic response field in response to a magnetic exciter field, and wherein the three second coils (320) are arranged to receive a second component of the magnetic field in response to the magnetic excitation field Express answer field.
28. Bewegliches Objekt nach Anspruch 27, wobei das bewegliche Objekt kugelunsym metrisch ist. 28. A moving object according to claim 27, wherein the movable object is kugelunsym metric.
29. Bewegliches Objekt nach Anspruch 27 oder Anspruch 28, wobei das bewegliche Objekt ein Sportgerät ist. 29. A moving object according to claim 27 or claim 28, wherein the movable object is a sports device.
30. Bewegliches Objekt nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei jede der drei ersten Spulen (310) eingerichtet ist, bei derselben Position und Orientierung relativ zu dem magne- tischen Erregerfeld einen Bestandteil der ersten Komponente des magnetischen Antwortfel- des mit einer ersten Amplitude und einer ersten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Frequenz des ersten magnetischen Erregerfelds eine erste vorbestimmte Frequenz ist. 30. A moving object according to any one of claims 27 to 29, wherein each of the first three coils (310) is arranged, at the same position and orientation relative to the magnetic excitation field, a constituent of the first component of the magnetic response field having a first amplitude and a first phase position when the frequency of the first magnetic exciter field is a first predetermined frequency.
31. Bewegliches Objekt nach Anspruch 30, wobei die erste vorbestimmte Frequenz die Resonanzfrequenz der jeweiligen Spule ist. 31. The moving object according to claim 30, wherein the first predetermined frequency is the resonance frequency of the respective coil.
32. Bewegliches Objekt nach Anspruch 30 oder Anspruch 31 , wobei jede der drei ersten Spulen (310) eingerichtet ist, bei derselben Position und Orientierung relativ zu dem magne- tischen Erregerfeld einen Bestandteil der ersten Komponente des magnetischen Antwortfel- des mit einer zweiten Amplitude und einer zweiten Phasenlage zu erzeugen, wenn die Fre- quenz des ersten magnetischen Erregerfelds eine zweite vorbestimmte Frequenz ist. 32. The moving object according to claim 30 or claim 31, wherein each of the three first coils (310) is arranged, at the same position and orientation relative to the magnetic exciter field, a component of the first component of the magnetic response field having a second amplitude and a second phase position when the frequency of the first magnetic exciter field is a second predetermined frequency.
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