WO2021165246A1 - System und verfahren zur variablen spielfeldmarkierung - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a system and a method for the variable marking of playing fields according to the independent patent claims.
- Playing fields are used for different sports to indicate the area in which a game will take place. Such playing fields are known, for example, in soccer, handball, baseball, volleyball and many other sports.
- the system and method according to the invention is not limited to playing fields for specific sports.
- the invention relates to a system for the variable marking of a playing field.
- the playing field is selected from one or more of the following: soccer field, handball field, rugby field, American football field, hockey field, ice hockey field.
- the system comprises at least two marking devices.
- the marking devices can preferably be designed as laser projectors.
- the system further comprises an analysis device designed to analyze a calibration projection onto the playing field by means of one of the marking devices and designed to determine a distortion function from the calibration pattern.
- the distortion function describes in particular the degree of distortion of a geometric shape projected onto the playing field, which results from the specific arrangement of the marking device relative to the playing field.
- the calibration pattern is a predetermined, known geometric shape and the calibration projection is that shape that is created by projecting the Calibration pattern results on a surface.
- the calibration pattern and the calibration projection are related to one another in particular via the distortion function.
- the system further comprises a control device designed to determine the position of a marking pattern on the playing field.
- the control device can, for example, be a computer with suitable software for manual control.
- the control device can also allow automatic control.
- the system further comprises a transformation device designed to apply the distortion function to the marking pattern in order to obtain a target marking.
- the transformation device calculates the shape of the target marking, in particular using the distortion function, in order to be able to map a specific marking pattern with a given geometry on the playing field.
- the target marking is distorted by the degree of the distortion function.
- the target marking corresponds in particular to the shape that would result if the marking were projected onto a surface oriented perpendicular to the marking device.
- the analysis device comprises an imaging device, the imaging device preferably being designed as a camera.
- the relative positioning of the imaging device in comparison to the marking devices is preferably known.
- each marking device is assigned an imaging device.
- marking devices are provided. This enables a particularly efficient covering of playing fields.
- the angle of incidence is a Marking device is always above a limit value to be specified in order to avoid irradiation that is too shallow.
- the control device is connected to a tracking device.
- the tracking device can in particular be used for automatic tracking of the marking device.
- the tracking device can be a GPS tracker that is worn by a person, for example a referee. If a position of the marking is to be determined, the tracking device transmits a signal to the control device and a suitable marking is projected onto the playing field.
- the invention also relates to the arrangement of a system according to the invention with a playing field.
- the marking devices are arranged outside an edge of the playing field. This enables complete coverage of the playing field without possible disruption of the game operations.
- an angle ⁇ between the marking device and each position of a marking area is between 30 ° and 90 °. This reduces the risk of game participants being bended by the marking devices. If necessary, it is provided that the playing field comprises at least two, preferably four, marking areas.
- the invention also relates to a method for the variable marking of a playing field.
- the method includes the step of determining, by means of a control device, the position of a marking pattern on the playing field.
- the method comprises the step of applying, by means of a transformation device, a distortion function to the marking in order to obtain a target marking.
- the method optionally includes the step of projecting the target marking onto the playing field by means of a marking device.
- the distortion function can be determined in different ways. If necessary, the distortion function is determined by adapting a calibration pattern to an edge of the playing field.
- the method optionally includes the step of projecting a calibration pattern onto the playing field by means of a marking device.
- the method optionally includes the step of analyzing a calibration projection using an analysis device.
- the method optionally includes the step of determining the distortion function from the calibration projection by means of the analysis device.
- the calibration pattern is a grid with rectangular, in particular square, grid lines. This calibration pattern is particularly advantageously suitable for an accurate and automated determination of the distortion function.
- the distortion function is determined by means of the analysis device by comparing the calibration pattern with the calibration projection.
- the comparison can include, for example, determining a correlation between established points of the calibration pattern and the calibration projection.
- the distortion function is determined for a large number of points Xi, X 2 ,..., X n of the playing field. This enables an exact reproduction of marking patterns on different positions on the playing field. If necessary, it is provided that the marking pattern is formed by several marking parts, the marking parts being projected onto the playing field by several marking devices. This makes it possible to reduce shading of parts of the marking that would result, for example, from people on the playing field.
- the method includes the further step of determining an edge of the playing field. If necessary, the method according to the invention can prevent the marking device from projecting onto areas which are located outside the edge of the playing field. This process step can in particular be achieved by partially shading the marking pattern when the edge of the playing field is exceeded.
- the calibration pattern is projected by several marking devices onto several marking areas.
- the position of a target marking on the playing field is determined by means of a tracking device connected to the control device.
- the marking pattern can have any geometric shape. Examples are: circle, rectangle, square, triangle.
- the marking pattern can optionally also have a complex shape, for example a text, a logo or the like.
- FIG. 1 shows an arrangement of a system according to the invention with a playing field in a schematic perspective view
- FIG. 3 shows the calibration projection of the calibration pattern from FIG. 2;
- FIG. 5 shows a target marking for mapping the marking pattern shown in FIG. 4;
- FIG. 6 shows a playing field in a schematic plan view with a marking pattern; and
- FIG. 7 is a schematic plan view of a playing field with a further marking pattern.
- Fig. 1 shows an arrangement of a system according to the invention with a playing field 1 in a schematic perspective view.
- the system comprises four standing columns 9 which are arranged outside the edge 6 of the playing field 1.
- a marking device 2 in the form of a laser projector is arranged on each upright pillar 9.
- An imaging device which is designed as a camera (not shown), is arranged next to each marking device.
- the marking devices can also be attached to existing infrastructure, for example to a stadium roof.
- FIG. 2 shows a grid-shaped calibration pattern 3, as it can be projected by a marking device 2. Since the playing field 1 is arranged at an angle to the marking device 2, the projection of the calibration pattern 3 onto the playing field 1 results in a distortion.
- the calibration projection 8 is reproduced on the playing field 1.
- the calibration projection 8, as seen from one of the imaging devices, is shown in FIG. 3. It can be seen that the calibration projection 8 is perspective distorted compared to the calibration pattern 3.
- the analysis device is designed to determine a distortion function from the calibration projection 8 recorded by the imaging device and the calibration pattern 3 with a predetermined geometry.
- the inverse distortion function can be used, as sketched in FIGS. 4 and 5, to calculate a marking pattern 4 from a target marking 5.
- FIG. 4 An exemplary target marking 5, represented as a circle with a marking in its center, is shown in FIG. 4.
- FIG. 6 shows a playing field 1 in a schematic plan view with a marking pattern 4 which is generated by a plurality of marking devices 2.
- Each marking device 2 projects a circular arc-shaped marking part 4, 4 ′′, 4 ′′ onto the playing field 1.
- the center point can be projected by several marking devices 2 at the same time. This reduces shadowing effects from people on the playing field.
- FIG. 7 shows a playing field 1 in a schematic plan view with a further marking pattern 4.
- the marking pattern 4 is projected onto the playing field 1 by a single marking device 2.
- the marking pattern 4 is not a complete circle, but an arc of a circle which is cut off by the edge 6 of the playing field 1.
- the system according to the invention prevents the marking pattern 4 from being projected outside the edge 6 in order to avoid undesired irradiation on people outside the playing field 1.
- the playing field 1 is divided into four marking areas 7.
- the increased arrangement of the marking devices 2 results in an angle a with respect to the horizontal plane between each point of the playing field 1 and the marking device. It is advantageous if the angle is kept between 30 ° and 90 ° at every point of a marking area 7 in order to prevent the laser radiation from being too shallow and thus preventing people on the playing field from being endangered.
- a predetermined grid-shaped calibration pattern 3 is projected onto the playing field 1. Due to the angular arrangement between the marking devices 2 and the playing field 1, the calibration pattern 3 is distorted and a calibration projection 8 becomes visible on the playing field 1.
- the imaging device of the system according to the invention produces an image of the calibration projection 8 and transmits this to the analysis device.
- the analysis device processes the image and compares it with the known geometry of the calibration pattern 3. From this, a distortion function is determined for a large number of points on the playing field.
- Marking patterns 4 can now be reproduced on playing field 1 without distortion.
- the position and the shape of a marking pattern 4 are specified in a control device.
- the transformation device applies the inverse distortion function to the marking pattern 4 and a target marking 5 is projected onto the playing field 1 by the marking devices 2.
- the position of the marking pattern 4 is determined manually by defining it in software.
- the determination can also be made by a tracking device, for example by automatically determining the position of a person.
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Abstract
Die Erfindung betrifft System zur variablen Markierung eines Spielfelds (1) umfassend wenigstens zwei Markierungseinrichtungen (2), ausgebildet als Laser-Projektoren, eine Analyseeinrichtung, ausgebildet zum Analysieren eines mittels einer Markierungseinrichtung (2) auf das Spielfeld (1) projizierten Kalibrationsmusters (3) sowie ausgebildet zum Bestimmen einer Verzerrungsfunktion aus dem Kalibrationsmuster (3), eine Steuereinrichtung, ausgebildet zum Festlegen der Position eines Markierungsmusters (4) am Spielfeld (1), und eine Transformationseinrichtung, ausgebildet zum Anwenden der Verzerrungsfunktion auf das Markierungsmuster (4) zum Erhalten einer Zielmarkierung (5). Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur variablen Markierung eines Spielfelds (1).
Description
SYSTEM UND VERFAHREN ZUR VARIABLEN SPIELFELDMARKIERUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur variablen Markierung von Spielfeldern gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.
Spielfelder werden für unterschiedliche Sportarten verwendet, um den Bereich anzugeben, in dem ein Spiel stattfindet. Derartige Spielfelder sind beispielsweise im Fußball, Handball, Baseball, Volleyball und vielen weiteren Sportarten bekannt. Das erfindungsgemäße System und Verfahren ist nicht auf Spielfelder für bestimmte Sportarten beschränkt. Lediglich beispielhaft wird nachfolgend auf Fußball Bezug genommen, um die generelle Anwendbarkeit der Erfindung und ihre Vorteile zu erläutern.
Beim Fußball ist es üblich, an Orten von Regelverstößen sogenannte Freistöße durchzuführen. Vor dem Abspielen des Balls darf sich ein gegnerischer Spieler nicht innerhalb eines bestimmten Radius vom Abspielpunkt befinden. Der genaue Ort des Regelverstoßes wird durch den Schiedsrichter üblicherweise mithilfe der Applikation eines Schaumsprays auf das Spielfeld markiert und auch die Mindestdistanz der gegnerischen Spieler wird durch Applikation einer Linie dieses Schaumsprays angezeigt.
Diese Vorgehensweise bietet eine Reihe von Nachteilen. Einerseits erfordert der entsprechende Auftrag des Schaumsprays eine gewisse Zeit, was den Spielfluss stört. Andererseits erfolgt die Bestimmung des Mindestabstands zwischen Abspielpunkt und den gegnerischen Spielern meist manuell, wodurch es zu unerwünschten Toleranzen kommen kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zur variablen Markierung von Spielfeldern zu schaffen, die in der Lage sind, eine rasche Markierung von gewissen Punkten am Spielfeld zu ermöglichen und die möglicherweise notwendige Distanzen zwischen mehreren Punkten korrekt und mit geringer Toleranz wiedergeben können.
Diese und weitere Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die Erfindung betrifft ein System zur variablen Markierung eines Spielfelds. Gegebenenfalls ist das Spielfeld ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden: Fußballfeld, Handballfeld, Rugbyfeld, American Football-Feld, Hockeyfeld, Eishockeyfeld.
Gegebenenfalls umfasst das System wenigstens zwei Markierungseinrichtungen. Bevorzugt können die Markierungseinrichtungen als Laser- Projektoren ausgebildet sein.
Gegebenenfalls umfasst das System ferner eine Analyseeinrichtung, ausgebildet zum Analysieren einer mittels einer der Markierungseinrichtungen auf das Spielfeld Kalibrationsprojektion sowie ausgebildet zum Bestimmen einer Verzerrungsfunktion aus dem Kalibrationsmuster. Die Verzerrungsfunktion beschreibt insbesondere den Grad der Verzerrung einer auf das Spielfeld projizierten geometrischen Form, der sich durch die spezifische Anordnung der Markierungseinrichtung relativ zum Spielfeld ergibt.
Erfindungsgemäß ist das Kalibrationsmuster eine vorgegebene, bekannte geometrische Form und die Kalibrationsprojektion ist jene Form, die sich durch Projektion des
Kalibrationsmusters auf eine Oberfläche ergibt. Das Kalibrationsmuster und die Kalibrationsprojektion stehen insbesondere über die Verzerrungsfunktion miteinander in Beziehung.
Gegebenenfalls umfasst das System ferner eine Steuereinrichtung, ausgebildet zum Festlegen der Position eines Markierungsmusters am Spielfeld. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise ein Computer mit einer geeigneten Software zur manuellen Steuerung sein. Die Steuereinrichtung kann auch eine automatische Steuerung erlauben.
Gegebenenfalls umfasst das System ferner eine Transformationseinrichtung, ausgebildet zum Anwenden der Verzerrungsfunktion auf das Markierungsmuster zum Erhalten einer Zielmarkierung.
Die Transformationseinrichtung berechnet insbesondere unter Verwendung der Verzerrungsfunktion die Form der Zielmarkierung, um ein bestimmtes Markierungsmuster mit gegebener Geometrie am Spielfeld abbilden zu können.
Soll das Markierungsmuster beispielsweise ein Kreis sein, ist die Zielmarkierung um den Grad der Verzerrungsfunktion verzerrt. Die Zielmarkierung entspricht insbesondere jener Form, die sich ergeben würde, wenn die Markierung auf eine senkrecht zur Markierungseinrichtung ausgerichtete Fläche projiziert werden würde.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Analyseeinrichtung eine Abbildungseinrichtung umfasst, wobei die Abbildungseinrichtung bevorzugt als Kamera ausgebildet ist. Die relative Positionierung der Abbildungseinrichtung im Vergleich zu den Markierungseinrichtungen ist vorzugsweise bekannt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jeder Markierungseinrichtung eine Abbildungseinrichtung zugeordnet.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass vier Markierungseinrichtungen vorgesehen sind. Dadurch wird eine besonders effiziente Abdeckung von Spielfeldern ermöglicht. Insbesondere kann erreicht werden, dass dadurch der Einstrahlwinkel einer
Markierungseinrichtung immer über einem festzulegenden Grenzwert liegt, um eine zu flache Einstrahlung zu vermeiden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung mit einer Nachführeinrichtung verbunden ist. Die Nachführeinrichtung kann insbesondere zum automatischen Nachführen der Markierungseinrichtung eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Nachführeinrichtung ein GPS-Tracker sein, der von einer Person, beispielsweise einem Schiedsrichter, getragen wird. Soll eine Position der Markierung festgelegt werden, übermittelt die Nachführeinrichtung ein Signal an die Steuereinrichtung und es wird eine geeignete Markierung auf das Spielfeld projiziert.
Die Erfindung betrifft ferner die Anordnung eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Spielfeld.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Markierungseinrichtungen außerhalb eines Rands des Spielfelds angeordnet sind. Dadurch wird eine vollständige Abdeckung des Spielfelds ohne mögliche Störung des Spielbetriebs ermöglicht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Winkel a zwischen der Markierungseinrichtung und jeder Position eines Markierungsbereichs zwischen 30° und 90° beträgt. Dadurch wird das Risiko des Biendens von Spielteilnehmern durch die Markierungseinrichtungen reduziert. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Spielfeld wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Markierungsbereiche umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur variablen Markierung eines Spielfelds.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt Festlegen mittels einer Steuereinrichtung der Position eines Markierungsmusters am Spielfeld.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt Anwenden mittels einer Transformationseinrichtung einer Verzerrungsfunktion auf die Markierung zum Erhalten einer Zielmarkierung.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt Projizieren mittels einer Markierungseinrichtung der Zielmarkierung auf das Spielfeld.
Die Verzerrungsfunktion kann auf unterschiedliche Arten bestimmt werden. Gegebenenfalls wird die Verzerrungsfunktion durch Anpassen eines Kalibrationsmusters an einen Rand des Spielfelds bestimmt.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt Projizieren mittels einer Markierungseinrichtung eines Kalibrationsmusters auf das Spielfeld.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt Analysieren mittels einer Analyseeinrichtung einer Kalibrationsprojektion.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt Bestimmen mittels der Analyseeinrichtung der Verzerrungsfunktion aus der Kalibrationsprojektion.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Kalibrationsmuster ein Gitter mit rechteckigen, insbesondere quadratischen, Gitterlinien ist. Dieses Kalibrationsmuster ist besonders vorteilhaft für eine genaue und automatisierte Bestimmung der Verzerrungsfunktion geeignet.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Verzerrungsfunktion mittels der Analyseeinrichtung durch Vergleich des Kalibrationsmusters mit der Kalibrationsprojektion bestimmt wird. Der Vergleich kann beispielsweise das Ermitteln einer Korrelation zwischen festgelegten Punkten des Kalibrationsmusters und der Kalibrationsprojektion umfassen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Verzerrungsfunktion für eine Vielzahl von Punkten Xi, X2, ..., Xn des Spielfelds bestimmt wird. Dadurch kann eine exakte Wiedergabe von Markierungsmustern auf unterschiedlichen Positionen des Spielfelds ermöglicht werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Markierungsmuster durch mehrere Markierungsteile gebildet wird, wobei die Markierungsteile von mehreren Markierungseinrichtungen auf das Spielfeld projiziert werden. Dadurch kann eine Abschattung von Teilen der Markierung reduziert werden, die sich beispielsweise durch auf dem Spielfeld befindliche Personen ergeben würde.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Verfahren den weiteren Schritt des Bestimmens eines Randes des Spielfelds umfasst. Gegebenenfalls kann im erfindungsgemäßen Verfahren verhindert werden, dass die Markierungseinrichtung auf Bereiche projiziert, die sich außerhalb des Randes des Spielfelds befinden. Dieser Verfahrensschritt kann insbesondere durch ein teilweises Abschatten des Markierungsmusters bei Überschreiten des Randes des Spielfelds erreicht werden.
Dadurch werden Zuschauer und andere Personen, die sich nicht am Spielfeld befinden, vor Einwirkung der Strahlung der Markierungseinrichtung geschützt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Kalibrationsmuster von mehreren Markierungseinrichtungen auf mehrere Markierungsbereiche projiziert wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Festlegen der Position einer Zielmarkierung am Spielfeld mittels einer mit der Steuereinrichtung verbundenen Nachführeinrichtung erfolgt.
Das Markierungsmuster kann eine beliebige geometrische Form aufweisen. Beispiele sind: Kreis, Rechteck, Quadrat, Dreieck. Das Markierungsmuster kann gegebenenfalls auch eine komplexe Form aufweisen, beispielsweise ein Text, ein Logo oder dergleichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, den Figuren und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsbeispielen im Detail erläutert. Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich
der Veranschaulichung der Erfindung und sollen den Schutzbereich der Ansprüche nicht beschränken.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Spielfeld in schematischer perspektivischer Ansicht;
Fig. 2 ein gitterförmiges Kalibrationsmuster;
Fig. 3 die Kalibrationsprojektion des Kalibrationsmusters aus Fig. 2;
Fig. 4 ein Markierungsmuster, wie es auf einer bestimmten Position des Spielfelds abgebildet werden soll;
Fig. 5 eine Zielmarkierung, um das in Fig. 4 dargestellte Markierungsmuster abzubilden; Fig. 6 ein Spielfeld in schematischer Aufsicht mit einem Markierungsmuster; und Fig. 7 ein Spielfeld in schematischer Aufsicht mit einem weiteren Markierungsmuster.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Spielfeld 1 in schematischer perspektivischer Ansicht. Das System umfasst vier Standsäulen 9, die außerhalb des Randes 6 des Spielfelds 1 angeordnet sind.
An jeder Standsäule 9 ist eine Markierungseinrichtung 2 in Form eines Laser- Projektors angeordnet. Neben jeder Markierungseinrichtung ist eine Abbildungseinrichtung angeordnet, die als Kamera ausgebildet ist (nicht dargestellt).
In nicht gezeigten Ausführungsformen können die Markierungseinrichtungen auch an bestehender Infrastruktur befestigt werden, beispielsweise an einem Stadiondach.
Fig. 2 zeigt ein gitterförmiges Kalibrationsmuster 3, wie es von einer Markierungseinrichtung 2 projiziert werden kann. Da das Spielfeld 1 in einem Winkel zur Markierungseinrichtung 2 angeordnet ist, ergibt sich bei der Projektion des Kalibrationsmusters 3 auf das Spielfeld 1 eine Verzerrung. Am Spielfeld 1 wird die Kalibrationsprojektion 8 wiedergegeben.
Die Kalibrationsprojektion 8, wie von einer der Abbildungsvorrichtungen gesehen, ist in Fig. 3 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Kalibrationsprojektion 8 im Vergleich zum Kalibrationsmuster 3 perspektivisch verzerrt ist.
Die erfindungsgemäße Analyseeinrichtung ist dazu ausgebildet, um aus der durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Kalibrationsprojektion 8 und dem Kalibrationsmuster 3 mit vorgegebener Geometrie eine Verzerrungsfunktion zu ermitteln. Die umgekehrte Verzerrungsfunktion kann wie in den Fig. 4 und 5 skizziert dazu verwendet werden, um aus einer Zielmarkierung 5 ein Markierungsmuster 4 zu errechnen.
Eine beispielhafte Zielmarkierung 5 dargestellt als Kreis mit einer Markierung in seinem Mittelpunkt ist in Fig. 4 gezeigt. Das von einer Markierungseinrichtung 2 zu projizierende Markierungsmuster 4, das sich durch die Anwendung der zuvor bestimmten Verzerrungsfunktion ergibt, ist in Fig. 5 dargestellt.
Fig. 6 zeigt ein Spielfeld 1 in schematischer Aufsicht mit einem Markierungsmuster 4, das durch mehrere Markierungseinrichtungen 2 erzeugt wird. Jede Markierungseinrichtung 2 projiziert einen kreisbogenförmigen Markierungsteil 4‘, 4“, 4‘“ auf das Spielfeld 1. Der Mittelpunkt kann von mehreren Markierungseinrichtungen 2 gleichzeitig projiziert werden. Dadurch werden Abschattungen durch auf dem Spielfeld befindliche Personen reduziert.
Fig. 7 zeigt ein Spielfeld 1 in schematischer Aufsicht mit einem weiteren Markierungsmuster 4. Das Markierungsmuster 4 wird von einer einzelnen Markierungseinrichtung 2 auf das Spielfeld 1 projiziert. Wie in Fig. 7 zu erkennen, ist das Markierungsmuster 4 kein vollständiger Kreis, sondern ein Kreisbogen, der durch den Rand 6 des Spielfelds 1 abgeschnitten wird. Das erfindungsgemäße System verhindert, dass das Markierungsmuster 4 außerhalb des Rands 6 projiziert wird, um eine ungewünschte Einstrahlung auf Personen außerhalb des Spielfelds 1 zu vermeiden.
Wie in den Fig. 1 , 6 und 7 dargestellt, ist das Spielfeld 1 in vier Markierungsbereiche 7 unterteilt.
Durch die erhöhte Anordnung der Markierungseinrichtungen 2 ergibt sich zwischen jedem Punkt des Spielfelds 1 und der Markierungseinrichtung ein Winkel a in Bezug auf die Horizontalebene. Es ist vorteilhaft, wenn der Winkel an jeder Stelle eines Markierungsbereichs 7 zwischen 30° und 90° gehalten wird, um einen zu flachen Einfallswinkel der Laserstrahlung und damit eine Gefährdung von am Spielfeld befindlichen Personen zu verhindern.
Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen Figuren im Detail erläutert.
Als erster Verfahrensschritt wird ein vorgegebenes gitterförmiges Kalibrationsmuster 3 auf das Spielfeld 1 projiziert. Durch die winkelige Anordnung zwischen den Markierungseinrichtungen 2 und dem Spielfeld 1 wird das Kalibrationsmuster 3 verzerrt und eine Kalibrationsprojektion 8 wird am Spielfeld 1 sichtbar.
Die Abbildungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Systems fertigt ein Bild der Kalibrationsprojektion 8 an und übermittelt dies der Analyseeinrichtung. Die Analyseeinrichtung verarbeitet das Bild und vergleicht dieses mit der bekannten Geometrie des Kalibrationsmusters 3. Daraus wird für eine Vielzahl an Punkten des Spielfelds eine Verzerrungsfunktion bestimmt.
Nun können Markierungsmuster 4 verzerrungsfrei am Spielfeld 1 wiedergegeben werden.
Hierzu wird in einer Steuereinrichtung die Position und die Form eines Markierungsmusters 4 vorgegeben. Die Transformationseinrichtung wendet die umgekehrte Verzerrungsfunktion auf das Markierungsmuster 4 an und eine Zielmarkierung 5 wird von den Markierungseinrichtungen 2 auf das Spielfeld 1 projiziert.
Durch die Anwendung der umgekehrten Verzerrungsfunktion auf das Markierungsmuster 4 wird dieser verzerrungsfrei am Spielfeld 1 wiedergegeben.
Die Bestimmung der Position des Markierungsmusters 4 erfolgt in diesem Beispiel manuell durch Festlegung ein einer Software. Alternativ kann die Festlegung auch durch eine Nachführeinrichtung, etwa durch automatische Bestimmung der Position einer Person, erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Spielfeld
2 Markierungseinrichtung
3 Kalibrationsmuster
4 Markierungsmuster
4‘, 4“, 4‘“ Markierungsteil
5 Zielmarkierung
6 Rand
7 Markierungsbereich
8 Kalibrationsprojektion
Claims
1. System zur variablen Markierung eines Spielfelds (1 ) umfassend
- wenigstens zwei Markierungseinrichtungen (2), ausgebildet als Laser- Projektoren,
- eine Analyseeinrichtung, ausgebildet zum Analysieren eines mittels einer Markierungseinrichtung (2) auf das Spielfeld (1) projizierten Kalibrationsmusters (3) sowie ausgebildet zum Bestimmen einer Verzerrungsfunktion aus dem Kalibrationsmuster (3),
- eine Steuereinrichtung, ausgebildet zum Festlegen der Position eines Markierungsmusters (4) am Spielfeld (1), und
- eine Transformationseinrichtung, ausgebildet zum Anwenden der Verzerrungsfunktion auf das Markierungsmuster (4) zum Erhalten einer Zielmarkierung (5).
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinrichtung eine Abbildungseinrichtung umfasst, wobei die Abbildungseinrichtung als Kamera ausgebildet ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vier Markierungseinrichtungen (2) vorgesehen sind.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mit einer Nachführeinrichtung verbunden ist.
5. Anordnung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Spielfeld (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungseinrichtungen (2) außerhalb eines Rands (6) des Spielfelds (1) angeordnet sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel a zwischen der Markierungseinrichtung (2) und jeder Position eines Markierungsbereichs (7) zwischen 30° und 90° beträgt.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spielfeld (1) wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Markierungsbereiche (7) umfasst.
8. Verfahren zur variablen Markierung eines Spielfelds (1) umfassend die Schritte:
- Festlegen mittels einer Steuereinrichtung der Position eines Markierungsmusters (4) am Spielfeld (1),
- Anwenden mittels einer Transformationseinrichtung einer Verzerrungsfunktion auf das Markierungsmusters (4) zum Erhalten einer Zielmarkierung (5),
- Projizieren mittels einer Markierungseinrichtung (2) der Zielmarkierung (5) auf das Spielfeld (1).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsfunktion bestimmt wird durch:
- Projizieren mittels der Markierungseinrichtung (2) eines Kalibrationsmusters (3) auf das Spielfeld (1),
- Analysieren mittels einer Analyseeinrichtung einer Kalibrationsprojektion (8),
- Bestimmen mittels der Analyseeinrichtung der Verzerrungsfunktion aus der Kalibrationsprojektion (8).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrationsmuster (3) ein Gitter mit rechteckigen, insbesondere quadratischen, Gitterlinien ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsfunktion mittels der Analyseeinrichtung durch Vergleich des Kalibrationsmusters (3) mit der Kalibrationsprojektion (8) bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsfunktion für eine Vielzahl von Punkten Xi, X2, ..., Xn des Spielfelds (1) bestimmt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmuster (4) durch mehrere Markierungsteile (4‘, 4“, 4‘“) gebildet wird,
wobei die Markierungsteile (4‘, 4“, 4‘“) von mehreren Markierungseinrichtungen (2) auf das Spielfeld (1) projiziert werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende weitere Schritte umfasst:
- Bestimmen eines Randes (6) des Spielfelds (1), und
- Verhindern der Projektion durch die Markierungseinrichtung (2) auf Bereiche, die sich außerhalb des Randes (6) des Spielfelds (1) befinden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrationsmuster (3) von mehreren Markierungseinrichtungen (2) auf mehrere Markierungsbereiche (7) projiziert wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegen der Position eines Markierungsmusters (4) am Spielfeld (1) mittels einer mit der Steuereinrichtung verbundenen Nachführeinrichtung erfolgt.
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