DE4225109A1

DE4225109A1 - Method and device for distinguishing between points of impact of a ball lying inside or outside of predetermined limits of a playing field

Info

Publication number: DE4225109A1
Application number: DE19924225109
Authority: DE
Inventors: Peter Gelenk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-03
Also published as: DE4393674D2; AU4703293A; WO1994003243A1

Abstract

The invention concerns a method and a device for determining whether the point of impact of a ball is inside or outside specified limits on a playing surface (10). At least three sensors (28, 30, 32, 34, 36, 38) which convert acoustic waves into electrical signals are placed immediately above ground lever at various points on the playing surface (10) and in the zone surrounding the playing surface, the sensors being screened from acoustic waves incident from above. The differences between the times at which signals are generated by the sensors when a ball hits the ground are determined. Using these time differences, and stored values associated with the limits of the playing surface, the device decides automatically whether the point of impact of the ball was inside or outside the limits and generates an appropriate signal.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterscheidung von innerhalb oder außerhalb von vorgegebenen Grenzen eines Spielfelds liegenden Auftreffstellen eines Balls, der in einem Spiel mit insbesondere zwei oder vier Spielern verwendet wird.The invention relates to a method and an apparatus for differentiation from within or outside of predetermined boundaries of a playing field Impact of a ball that is in a game with two or four players in particular is used.

Bei manchen Spielen müssen die Auftreffstellen der von den Spielern bewegten Bälle innerhalb der vorgegebenen Grenzen eines Spielfeldes liegen, wenn das Spiel richtig gespielt wird. Trifft der Ball außerhalb des Spielfelds auf, treten bestimmte Spielregeln in Kraft, die von den Spielern beachtet werden müssen. Insbesondere ist dies beim Tennisspiel der Fall. Bei vielen Spielen werden Linienrichter benötigt, die unparteiisch das Auftreffen des Balles außerhalb des Spielfelds melden müssen. Dies trifft auch auf das Tennisspiel zu.In some games, the points of impact of the balls moved by the players are within the specified limits of a playing field if the game is correct is played. If the ball hits outside the field, certain rules apply in force that must be observed by the players. This is particularly the case with Tennis game the case. Many games require line judges who are impartial report the impact of the ball outside the field. This also applies the tennis game too.

Linienrichter bedeuten einen hohen Personalaufwand. Ein solcher Aufwand ist vielfach, z. B. bei Trainingsspielen nicht erwünscht oder gerechtfertigt. Darüber hinaus kommt es vor, daß dem Linienrichter bei Nachlassen der Aufmerksamkeit auch Bälle entgehen, die außerhalb der Spielfeldgrenzen auf dem Boden aufschlagen.Line judges mean high personnel costs. Such an effort is often e.g. B. not desirable or justified in training games. Beyond that it comes before the line judge also misses balls when the attention is reduced hit the ground outside the field boundaries.

Hier setzt die Erfindung ein, der das Problem zugrunde liegt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen selbsttätig festgestellt wird, ob der Ball jeweils innerhalb oder außerhalb der Spielfeldgrenzen auf den Boden auftrifft.This is where the invention, which is based on the problem, begins, one method and one Develop device with which it is automatically determined whether the ball in each case hits the ground inside or outside the field boundaries.

Das Problem wird bei dem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens zwei Sensoren, die Schallwellen in elektrische Signale umsetzen, an verschiedenen Stellen dicht am Boden auf das Spielfeld und einen das jeweilige Spielfeld umgebenden Bereich gerichtet und gegen von oben und vom Zuschauerbereich einfallende Schallwellen abgeschirmt werden, daß die zeitlichen Unterschiede der beim Auftreffen des Balls auf den Boden von den Sensoren erzeugten Signale gebildet werden, daß die mittels der zeitlichen Unterschiede und gespeicherten Werten, die den vorgegebenen Grenzen des Spielfeldes zugeordnet sind, bestimmt wird, ob die jeweilige Auftreffstelle des Balles innerhalb und/oder außerhalb des Spielfeldes liegt, und daß Auftreffstellen außerhalb des Spielfeldes zugeordnete Meldungen und/oder Auftreffstellen innerhalb des Spielfeldes zugeordnete Meldungen erzeugt werden. Bei diesem Verfahren wird kein Linienrichter mehr benötigt. Trotzdem wird genau festgestellt, ob der Ball innerhalb oder außerhalb des Spielfelds auftrifft. Damit ist eine objektive Beurteilung der Ballaufschlag stelle möglich, wodurch sich Unstimmigkeiten zwischen den Spielern vermeiden lassen. Bei dem oben beschriebenen Meßverfahren zur Ortung der jeweiligen Auftreffstelle eines Balls, vorzugsweise eines Tennisballs, wird die Ballauftreffstelle von den Sensoren als Schallquelle wahrgenommen. Die in Abhängigkeit von den Abständen zwischen den Sensoren und der Ballauftreffstelle zeitgleich oder zu verschiedenen Zeiten erfaßten Schallwellen werden in elektrische Signale umgewandelt, die vorzugsweise einem Rechnersystem zugeführt werden, in dem die Laufzeitunterschiede der Schallwellen bestimmt werden. Die Laufzeitunterschiede werden mit Werten verglichen, die einem vorher normierten, dem jeweiligen Spielplatz entsprechenden und in bezug auf die Aufstellungsorte der Sensoren kalibrierten Liniensystem zugeordnet sind. Diese Werte sind im Rechnersystem gespeichert. Damit läßt sich der Ballauftreffpunkt eindeutig bestimmen.The problem is solved in the method according to the invention in that at least two sensors that convert sound waves into electrical signals at different points close to the ground on the field and an area surrounding the respective field directed and against sound waves coming from above and from the audience area be shielded that the time differences when the ball hits the bottom signals generated by the sensors are formed by means of the temporal differences and stored values that meet the specified limits of the Assigned to the playing field, it is determined whether the respective point of impact of the ball is inside and / or outside the field of play, and that impact points are outside Messages and / or points of contact assigned to the field of play within the Messages assigned to the field of play are generated. With this procedure no Linesman needed more. Nevertheless, it is determined exactly whether the ball is inside or hits outside the field. This is an objective assessment of the ball impact possible, which can avoid discrepancies between the players. With the measuring method described above for locating the respective impact point a ball, preferably a tennis ball, the ball impact point is from the sensors perceived as a sound source. The depending on the distances between the Sensors and the ball point of contact at the same time or at different times Sound waves are converted into electrical signals, preferably one Computer system are fed in which the transit time differences of the sound waves be determined. The runtime differences are compared with values that one previously standardized, corresponding to the respective playground and in relation to the Installation locations of the sensors are assigned to the calibrated line system. These values are stored in the computer system. With this, the point of contact with the ball can be clearly identified determine.

Vorzugsweise werden die den Auftreffstellen innerhalb und/oder außerhalb des Spielfeldes zugeordneten Meldungen jeweils aufsummiert und gespeichert. Die gespeicherten Werte können nach dem Ende des Spiels abgerufen und aufgezeichnet oder angezeigt werden. Anhand der Anzeige oder Aufzeichnung ist auch eine Bewertung des Spielverlaufs bzw. der Technik oder Form des jeweiligen Spielers möglich.Preferably, the impact points inside and / or outside the Messages assigned to the playing field are added up and saved. The Stored values can be retrieved and recorded after the game ends or be displayed. Based on the display or record, there is also a rating the course of the game or the technique or form of the respective player possible.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die von den Sensoren erzeugten Signale derart gefiltert, daß die für das Auftreffen von Bällen auf den Boden typischen Signale weitergeleitet werden. Mit diesem Verfahren läßt sich vermeiden, daß Geräusche, die nicht mit dem Ballaufschlag zu tun haben, Meldungen über das Auftreffen von Bällen auf dem Spielfeld hervorrufen. Die Filtercharakteristik wird aus dem für den jeweiligen Spielplatzbelag charakteristischen Frequenzspektrum von Auftreffsignalen, die vor dem Spiel gemessen wurden, gewonnen.In a preferred embodiment, the signals generated by the sensors filtered in such a way that the signals typical of the impact of balls on the ground to get redirected. With this method it can be avoided that noises not have to do with the ball impact, reports of balls hitting evoke on the field. The filter characteristic is derived from that for the respective Playground surface characteristic frequency spectrum of impingement signals before the Game were measured, won.

Es ist zweckmäßig, wenn an dem Netz auf einem Tennisspielplatz mindestens ein Sensor angebracht wird, mit dem das Auftreffen von Bällen auf das Netz erfaßt wird. Die Feststellung eines Aufpralls des Balls auf das Netz wird beim Tennisspiel z. B. auch dazu ausgenutzt, das Auftreffen des vom Netz auf den Spielplatzboden fallenden Tennisballs nicht zu bewerten. Darüber hinaus ist es noch günstig, den Einfluß von Windströmungen auf das Meßergebnis zu beseitigen, indem die Windströmung und deren Richtung mit zusätzlichen Sensoren erfaßt und ein entsprechender Wert von der jeweiligen gemessenen Laufzeit subtrahiert bzw. zu dem Wert hinzugeführt wird.It is useful if at least one sensor on the network in a tennis playground is attached, with which the impact of balls on the net is detected. The Detection of an impact of the ball on the net is in the tennis game z. B. also about this exploited, the impact of the tennis ball falling from the net onto the playground floor not to be rated. In addition, it is still favorable to the influence of wind currents to eliminate the measurement result by using the wind flow and its direction additional sensors detected and a corresponding value from the respective measured runtime is subtracted or added to the value.

Das oben genannte Problem wird durch eine Vorrichtung erfindungsgemäß derart gelöst, daß wenigsten drei Sensoren Schallwellen in elektrische Signale umwandeln, an verschiedenen Stellen dicht am Boden auf das Spielfeld und einen das Spielfeld umgebenden Bereich gerichtet sind, und daß die Sensoren von gegen von oben oder von einem Zuschauerbereich einfallende Schallwellen abgeschirmt und mit einer Auswertein heit verbunden sind, die einen Prozessor enthält, in dem Werte, die den vorgegebenen Grenzen des Spielfelds zugeordnet sind, gespeichert sind. In der Auswerteinheit wird über die unterschiedlichen Signaleingangsseiten die Position des Ballaufschlags bestimmt. Die gespeicherten Daten des Spielfeldes werden mit der Position des Aufschlags verglichen. Je nach der Auftreffstelle des Balls wird eine "Gut"- oder "Schlecht"-Entscheidung getroffen und eine entsprechende Meldung erzeugt.According to the invention, the above-mentioned problem is solved by a device such that that at least three sensors convert sound waves into electrical signals different places close to the ground on the field and one on the field surrounding area are directed, and that the sensors from against from above or from sound waves incident in a spectator area are shielded and with an evaluation unit unit, which contains a processor in which values that correspond to the specified Boundaries of the field are assigned, are stored. In the evaluation unit the position of the ball impact is determined via the different signal input sides. The saved data of the playing field are with the position of the serve compared. Depending on the point of impact of the ball, a "good" - or "Bad" decision made and a corresponding message generated.

Es ist günstig, wenn bei einem durch ein Netz in zwei Spielfeldhälften geteilten Spielfeld je Spielfeldhälfte drei Sensoren vorgesehen sind. Aufgrund der größeren Anzahl von Sensoren ist es nicht mehr notwendig, daß jeder einzelne Sensor auf Bälle innerhalb des gesamten Spielfeldes und des dieses umgebenden Bereichs ansprechen muß. Es reicht aus, wenn einzelne Zonen des Spielfeldes und des Umgebungsbereichs jeweils von drei Sensoren erfaßt werden können. Die Berührung von Ball und Netz bei einem Tennisspiel wird vorzugsweise mit einem weiteren Sensor erfaßt und in der Auswerteinheit berücksichtigt, indem das Herunterfallen des Balls vom Netz nicht bewertet wird. Insbesondere ist ein zusätzlicher mit der Auswerteinheit verbundener Sensor vorgesehen, der am Spielfeld die Windströmung und deren Richtung mißt. Durch ein entsprechendes Programm in der Auswerteinheit läßt sich der Einfluß der Windgeschwindigkeit und -richtung auf die Meßwerte beseitigen.It is convenient if the field is divided into two halves of the field by a net three sensors are provided per half of the field. Due to the larger number of It is no longer necessary for sensors to have every single sensor on balls within the entire field and the surrounding area must address. It is enough off if individual zones of the playing field and the surrounding area each of three Sensors can be detected. The touch of the ball and net during a tennis game is preferably detected with a further sensor and in the evaluation unit taken into account by not evaluating the falling of the ball from the network. In particular, an additional sensor connected to the evaluation unit is provided, who measures the wind flow and its direction on the field. With a corresponding one Program in the evaluation unit can be the influence of wind speed and -Remove direction to the measured values.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines in einer Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention do not only result from the claims, the features to be extracted from them - for themselves and / or in Combination - but also from the following description one in one Drawing shown preferred embodiment.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 ein Spielfeld für Tennis schematisch von oben mit Sensoren, die an eine Auswertanordnung angeschlossen sind, Fig. 1 is a playing field for tennis schematically from above with sensors that are connected to an evaluation device

Fig. 2 eine Anordnung zu selbsttätigen Unterscheidung und Meldung von innerhalb oder außerhalb vorgegebener Grenzen eines Spielfelds für Tennis liegenden Auftreffstellen des Tennisballs im Blockschaltbild, Fig. 2 shows an arrangement for automatic discrimination and reporting of predetermined inside or outside boundaries of a playing field for tennis lying impact points of the tennis ball in the block diagram,

Fig. 3 ein Diagramm des zeitlichen Auftretens von Impulsen an Eingängen eines Mikrorechners nach dem Auftreffen eines Tennisballs auf das Spielfeld. Fig. 3 is a diagram of the temporal occurrence of pulses at the inputs of a microcomputer after a tennis ball strikes the field.

Ein Spielfeld (10) für Tennis wird von einem Netz (12) in zwei Hälften geteilt. In Fig. 1 sind Seitenlinien für Einzelspiel (14), Seitenlinien für Doppelspiel (16), Grundlinien (18) und Aufschlaglinien (20) bezeichnet. Die Grenzen von Ausläufen (22) und Seitenausläufen (24) sind in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt. Dem Spielfeld ist ein kartesisches Koordinatensystem zugeordnet, dessen Koordinatenachsen in Fig. 1 mit X und Y bezeichnet sind. Der Nullpunkt des Koordinatensystems liegt in einer Ecke (26) des Spielfelds (10). Die X- und die Y-Koordinantenachsen erstrecken sich jeweils längs einer Seitenlinie (16) für das Doppelspiel und längs einer Grundlinie (18).A playing field ( 10 ) for tennis is divided in half by a net ( 12 ). In Fig. 1, side lines for single game ( 14 ), side lines for double game ( 16 ), base lines ( 18 ) and service lines ( 20 ) are designated. The boundaries of outlets ( 22 ) and side outlets ( 24 ) are shown in broken lines in FIG. 1. A Cartesian coordinate system is assigned to the playing field, the coordinate axes of which are designated X and Y in FIG. 1. The zero point of the coordinate system lies in a corner ( 26 ) of the playing field ( 10 ). The X and Y coordinate axes each extend along a side line ( 16 ) for the double game and along a base line ( 18 ).

Außerhalb der Grenzen der Ausläufer (22) und der beiden Seitenausläufer (24) sind Sensoren (28), (30), (32), (34), (36), (38), z. B. in Form von Mikrofonen, in kurzen Abständen vom Boden des Spielfeldes (10) angebracht. Je Spielfeldhälfte sind drei Sensoren (28), (30), (32) bzw. (34), (36), (38) vorgesehen. Die Mikrofone (28) und (34) sind jeweils hinter den Grenzen der Ausläufer (22) ungefähr in Verlängerung der nicht näher bezeichneten Grundlinie des Spielfeldes (10) angeordnet. Die Mikrofone (30) und (36) sind jeweils außerhalb des einen Seitenauslaufs (24) im Abstand der halben Spielfeldlänge vom Netz (12) angeordnet, während die Mikrofone (32) und (38) jeweils außerhalb des anderen Seitenauslaufs (24) im Abstand der halben Spielfeldlänge vom Netz (12) angeordnet sind. Die Mikrofone (28) bis (38) sind gegen von oben kommende Schallwellen abgeschirmt, so daß im wesentlichen nur Schallwellen, die von Stellen auf oder außerhalb der Spielfeldebene entstehen, von den Mikrofonen (28) bis (38) erfaßt werden. Die Mikrofone (28) bis (38) sind durch nicht näher bezeichnete Leitungen mit einer Auswerteinheit (40) verbunden, deren Aufbau in Fig. 2 näher dargestellt ist. Die Auswerteinheit (40) enthält einen Mikrorechner (42) mit einem nicht näher dargestellen Speicher. Im Mikrorechner (42) sind die Daten des Spielfeldes (10) gespeichert, so sind die Abstände x₁, x₂, x₃, x₄ der Aufschlaglinie in der einen Spielfeldhälfte, des Netzes (12) und der Aufschlaglinie (20) in der anderen Spielfeldhälfte sowie der Grundlinie (18) vom Nullpunkt des Koordinatensystems im Speicher enthalten. Weiterhin sind die Abstände y₁, y₂, y₃, der Seitenlinien für Einzel und der Seitenlinien für Doppel vom Mittelpunkt des Koordinatensystems gespeichert.Outside the boundaries of the extensions ( 22 ) and the two side extensions ( 24 ) are sensors ( 28 ), ( 30 ), ( 32 ), ( 34 ), ( 36 ), ( 38 ), e.g. B. in the form of microphones, attached at short intervals from the floor of the field ( 10 ). Three sensors ( 28 ), ( 30 ), ( 32 ) and ( 34 ), ( 36 ), ( 38 ) are provided on each half of the field. The microphones ( 28 ) and ( 34 ) are each arranged behind the boundaries of the foothills ( 22 ) approximately in the extension of the baseline of the playing field ( 10 ), which is not specified in any more detail. The microphones ( 30 ) and ( 36 ) are each arranged outside the one side outlet ( 24 ) at a distance of half the field length from the network ( 12 ), while the microphones ( 32 ) and ( 38 ) are each arranged outside the other side outlet ( 24 ) at a distance half the field length from the network ( 12 ) are arranged. The microphones ( 28 ) to ( 38 ) are shielded from sound waves coming from above, so that essentially only sound waves that arise from locations on or outside the field level are detected by the microphones ( 28 ) to ( 38 ). The microphones ( 28 ) to ( 38 ) are connected to an evaluation unit ( 40 ) by lines, which are not shown in detail, the structure of which is shown in more detail in FIG. 2. The evaluation unit ( 40 ) contains a microcomputer ( 42 ) with a memory (not shown in detail). The data of the playing field ( 10 ) are stored in the microcomputer ( 42 ), so the distances x ₁ , x ₂ , x ₃ , x _{4 of} the service line in one half of the field, the network ( 12 ) and the service line ( 20 ) are other half of the field and the baseline ( 18 ) from the zero point of the coordinate system in the memory. The distances y ₁ , y ₂ , y ₃ , the side lines for single and the side lines for double from the center of the coordinate system are also stored.

Die Positionen der Mikrofone (28) bis (38) im Koordinatensystem sind ebenfalls gespeichert.The positions of the microphones ( 28 ) to ( 38 ) in the coordinate system are also stored.

Die Mikrofone (28) bis (38) sind jeweils mit Filtern (44), (46), (48), (50), (52), (54) in der Auswerteinheit (40) verbunden. Die Filter (44) bis (54) sind auf die beim Auftreffen des Balles auf den Boden auftretenden typischen Signale abgestimmt, d. h. sie sind nur für diejenigen Signale durchlässig, die von den Schallwellen beim Aufschlagen der Bälle auf den Boden des Spielfeldes (10) und der angrenzenden Bereiche ausgehen. Den Filtern (44) bis (54) sind jeweils Schwellwertdiskriminatoren (56), (58), (60), (62), (64), (66) nachgeschaltet, deren Ausgänge mit einer Eingabeschaltung (68) des Mikrorechners (42) verbunden sind. An die Eingabeschaltung ist z. B. ein nicht dargestellter Analog/- Digital-Umsetzer angeschlossen. An die Eingabeschaltung (68) ist ein Prozessor (70) angeschlossen, der ausgangsseitig mit Anzeigeelementen, z. B. einer oder mehreren Leuchten (72), einem Lautsprecher (74) oder einer Hupe und einem Registriergerät (76) verbunden ist.The microphones ( 28 ) to ( 38 ) are each connected to filters ( 44 ), ( 46 ), ( 48 ), ( 50 ), ( 52 ), ( 54 ) in the evaluation unit ( 40 ). The filters ( 44 ) to ( 54 ) are matched to the typical signals occurring when the ball hits the ground, i.e. they are only permeable to those signals which are caused by the sound waves when the balls hit the ground of the field ( 10 ) and of the adjacent areas. Filters ( 44 ) to ( 54 ) are each followed by threshold discriminators ( 56 ), ( 58 ), ( 60 ), ( 62 ), ( 64 ), ( 66 ), the outputs of which are connected to an input circuit ( 68 ) of the microcomputer ( 42 ) are connected. At the input circuit z. B. an analog / digital converter, not shown, is connected. A processor ( 70 ) is connected to the input circuit ( 68 ), the output side with display elements, for. B. one or more lights ( 72 ), a loudspeaker ( 74 ) or a horn and a recording device ( 76 ).

Es sei angenommen, daß zum Zeitpunkt t₁ ein Tennisball an der mit 78 in Fig. 1 bezeichneten Stelle auftrifft, wodurch eine Schallwelle von der Stelle 78 ausgeht. Die Schallwelle erreicht zuerst das nächstliegende Mikrofon (28). Der dem Mikrofon (28) nachgeschaltete Schwellwertdiskriminator (56) wird daher zum Zeitpunkt t₂ zum Ansprechen gebracht, wodurch dem Prozessor (70) über die Eingabeschaltung (68) mitgeteilt wird, daß ein Ball auf das Spielfeld (20) bzw. den an das Spielfeld (10) angrenzenden Bereich aufgeschlagen ist. Nachdem der Prozessor (70) das Signal zum Zeitpunkt t₂ erfaßt hat, beginnen Zeitglieder zu laufen, die z. B. durch Software im Prozessor (70) realisiert sind. Die Schallwellen treffen anschließend auf das Mikrofon (32) auf, wodurch zum Zeitpunkt t₃ ein Signal vom Schwellwertdiskriminator (48) erzeugt wird, das ebenfalls über die Eingabeschaltung (68) in den Prozessor (70) gelangt. Zum Zeitpunkt t₃ wird das erste Zeitglied gestoppt, während das zweite Zeitglied noch weiterläuft. Nach dem Stoppen des ersten Zeitglieds steht im Prozessor (70) ein der Differenz t₃ minus t₂ entsprechender erster Zeitwert zur Verfügung. Die Schallwellen treffen auf das Mikrofon (30) als auf das Mikrofon (32) auf, wenn die Schallwellen vom Mikrofon (32) erfaßt werden, bildet der Schwellwertdiskriminator (46) zum Zeitpunkt t₄ ein Signal, das über die Eingabeschaltung (68) zum Prozessor (70) gelangt. Dieses Signal bewirkt das Anhalten des zweiten Zeitglieds im Prozessor (70). Nach dem Stoppen des zweiten Zeitglieds steht im Prozessor (70) ein weiterer, der Differenz t₄ minus t₂ entsprechender Zeitwert zur Verfügung. Die Schallwellen treffen auch noch jeweils auf die Mikrofone (38), (36) und (34) auf, wodurch zu den Zeitpunkten t₅, t₆ und t₇ Signale von den Schwellwertdiskriminatoren (54), (52) und (50) erzeugt werden. Die Lage der Auftreffstellen (78) läßt sich mit oben erwähnten Zeitwerten bestimmen. Es sind aber nicht alle sechs Zeitwerte notwendig, um die Auftreffstelle zu kennzeichnen.It is assumed that at time t ₁ a tennis ball hits the point designated 78 in FIG. 1, whereby a sound wave emanates from point 78 . The sound wave first reaches the closest microphone ( 28 ). The threshold discriminator ( 56 ) connected downstream of the microphone ( 28 ) is therefore activated at time t ₂ , whereby the processor ( 70 ) is informed via the input circuit ( 68 ) that a ball is on the playing field ( 20 ) or on the Playfield ( 10 ) adjacent area is open. After the processor ( 70 ) has detected the signal at time t _2, timers begin to run, which, for. B. are realized by software in the processor ( 70 ). The sound waves then strike the microphone ( 32 ), whereby a signal is generated by the threshold value discriminator ( 48 ) at time t ₃ , which signal also reaches the processor ( 70 ) via the input circuit ( 68 ). At time t ₃ , the first timer is stopped while the second timer is still running. After the first timer has stopped, a first time value corresponding to the difference t ₃ minus t ₂ is available in the processor ( 70 ). The sound waves hit the microphone ( 30 ) as the microphone ( 32 ), when the sound waves from the microphone ( 32 ) are detected, the threshold discriminator ( 46 ) forms a signal at time t ₄ , which via the input circuit ( 68 ) to Processor ( 70 ) arrives. This signal causes the second timer to stop in the processor ( 70 ). After the second timer has been stopped, a further time value corresponding to the difference t ₄ minus t ₂ is available in the processor ( 70 ). The sound waves also strike the microphones ( 38 ), ( 36 ) and ( 34 ), respectively, whereby signals from the threshold discriminators ( 54 ), ( 52 ) and ( 50 ) are generated at times t ₅ , t ₆ and t ₇ will. The location of the impact points ( 78 ) can be determined using the above-mentioned time values. However, not all six time values are necessary to mark the point of impact.

Aus den Zeitwerten wird jeweils durch Vergleich mit gespeicherten Werten, denen die Linien (14) oder (16) und (18) zugeordnet sind, festgestellt, ob die Auftreffstelle (78) innerhalb oder außerhalb des Spielfeldes (10) liegt. Dabei werden Übereinstimmungen mit den Linien zugeordneten Werten noch als innerhalb des Spielfelds liegend bewertet.From the time values, it is determined in each case by comparison with stored values to which lines ( 14 ) or ( 16 ) and ( 18 ) are assigned whether the impact point ( 78 ) lies inside or outside the playing field ( 10 ). Correspondences with the values assigned to the lines are still assessed as being within the playing field.

Da die Auftreffstelle (78) außerhalb des Spielfelds (10) liegt, wird eine Meldung erzeugt.Since the impact point ( 78 ) lies outside the playing field ( 10 ), a message is generated.

Durch die symmetrische Anordnung der Mikrofone (28) bis (38) kann die Anzahl der für den Vergleich benötigten Speicherwerte wesentlich reduziert werden.The symmetrical arrangement of the microphones ( 28 ) to ( 38 ) can significantly reduce the number of memory values required for the comparison.

In Abhängigkeit davon, ob die Ballauftreffstelle innerhalb oder außerhalb des von den Linien (14) bzw. (16) und (18) umgebenen Spielfelds liegt, werden unterschiedliche Anzeigen erzeugt, z. B. Töne mit verschiedenen Frequenzen. Es ist aber auch möglich, eine optische Anzeige zu erzeugen.Depending on whether the ball application point is inside or outside the field surrounded by lines ( 14 ) or ( 16 ) and ( 18 ), different displays are generated, e.g. B. Tones with different frequencies. However, it is also possible to generate an optical display.

Die Entscheidungen über die Auftreffstellen werden aufsummiert und gespeichert. Nach Beendigung des Spiels kann der Speicherwert abgerufen werden und z. B. auf einem Drucker ausgedruckt oder auf einem Display angezeigt werden. The decisions about the impact points are summed up and saved. To At the end of the game, the saved value can be called up and e.g. B. on one Printer can be printed out or shown on a display.

Die Sensoren (28), (30), (32), (34), (36), (38) sind jeweils in einem Abschirmgehäuse (80) angeordnet, das die Sensoren von Geräuschen abschirmt, die von oben und aus dem Zuschauerbereich kommen, der außerhalb der Ausläufe (22) und der Seitenausläufe (24) liegt. Die Abschirmgehäuse (80) sind nach Art von Souffleurgehäusen ausgebildet.The sensors ( 28 ), ( 30 ), ( 32 ), ( 34 ), ( 36 ), ( 38 ) are each arranged in a shielding housing ( 80 ) which shields the sensors from noises that come from above and from the audience area , which is outside the spouts ( 22 ) and the side spouts ( 24 ). The shielding housings ( 80 ) are designed in the manner of prompter housings.

Am Netz (12) ist ein weiterer Sensor (82) angeordnet. Bei diesem Sensor (82) kann es sich um einen die erhöhte Zugspannung an einer Netzaufhängung beim Auftreffen eines Balls messenden Sensor handeln. Es ist auch möglich, den Sensor durch Lichtschranken zu realisieren, die die Netzauslenkung beim Auftreffen eines Balls erkennen. Der Sensor (82) ist an die Auswerteinheit (40) angeschlossen. Ein Ball, der auf das Netz (12) trifft, fällt danach vom Netz auf den Boden. Die Energie beim Auftreffen auf den Boden ist im allgemeinen geringer als bei den während des Spiels auf den Boden auftreffenden Bällen. Das Auftreffen des Balls auf den Boden des Spielplatzes, nachdem der Ball ins Netz (12) geflogen ist, soll z. B. gemeldet aber nicht registriert werden. Im Mikrorechner (42) ist ein Programmteil gespeichert, mit dem die Berührungen zwischen Netz und Ball festgestellt, angezeigt und dahingehend ausgewertet werden, daß Bälle, die vom Netz auf den Boden fallen, nicht registriert werden.A further sensor ( 82 ) is arranged on the network ( 12 ). This sensor ( 82 ) can be a sensor that measures the increased tensile stress on a network suspension when a ball strikes. It is also possible to implement the sensor using light barriers that detect the network deflection when a ball hits it. The sensor ( 82 ) is connected to the evaluation unit ( 40 ). A ball that hits the net ( 12 ) then falls from the net to the ground. The energy of hitting the ground is generally less than that of the balls hitting the ground during play. The impact of the ball on the floor of the playground after the ball has flown into the net ( 12 ) should, for. B. reported but not registered. A program part is stored in the microcomputer ( 42 ), with which the contacts between the net and the ball are determined, displayed and evaluated in such a way that balls which fall from the net onto the floor are not registered.

Über dem Spielfeld, insbesondere außerhalb der Ausläufe (22) und der Seitenausläufe (24), ist ein Sensor (84) für die Windströmung angebracht. Der Sensor (84), z. B. ein Mikrofon, ist an einer nicht dargestellten Wetterfahne oder einem Windsack befestigt und mit der Auswerteinheit (40) verbunden. Die Meßwerte des Sensors (84) werden im Mikrorechner (42) ausgewertet, indem daraus die Windgeschwindigkeit über dem Spielfeld (10) berechnet wird.A sensor ( 84 ) for the wind flow is attached above the playing field, in particular outside the outlets ( 22 ) and the side outlets ( 24 ). The sensor ( 84 ), e.g. B. a microphone is attached to a weather vane, not shown, or a windsock and connected to the evaluation unit ( 40 ). The measured values of the sensor ( 84 ) are evaluated in the microcomputer ( 42 ) by calculating the wind speed over the playing field ( 10 ).

Mit der Wetterfahne bzw. dem Windsack ist überdies ein Richtungssensor (86) verbunden, der ebenfalls an die Auswerteinheit (40) angeschlossen ist. Die Richtung der Windströmung wird in Verbindung mit dem Wert der Windgeschwindigkeit für die Bildung von Korrekturwerten benutzt, die von den Meßwerten der jeweiligen Sensoren (28) bis (38) subtrahiert oder den Meßwerten aufaddiert werden. A direction sensor ( 86 ) is also connected to the weather vane or the windsock and is also connected to the evaluation unit ( 40 ). The direction of the wind flow is used in conjunction with the value of the wind speed for the formation of correction values which are subtracted from the measured values of the respective sensors ( 28 ) to ( 38 ) or added to the measured values.

Die Durchlaßcharakteristiken der Filter (44), (46), (48), (50), (52), (54) werden vorab in Abhängigkeit vom Boden des Spielfelds 10 bestimmt. Die Frequenzspektren, die beim Auftreffen von Bällen bei unterschiedlichen Spielplatzbelägen entstehen, unterscheiden sich voneinander und werden für den jeweiligen Spielplatz vor Spielbeginn mit Ballaufschlägen ermittelt. Danach werden die Filter entsprechend ausgelegt bzw. eingestellt. Nach der Einstellung der Filtercharakteristiken werden überlagerte Störsignale unterdrückt.The pass characteristics of the filters ( 44 ), ( 46 ), ( 48 ), ( 50 ), ( 52 ), ( 54 ) are determined in advance depending on the floor of the field 10 . The frequency spectra that occur when balls hit different playground surfaces differ from each other and are determined for the respective playground before the start of the game with ball service. Then the filters are designed or adjusted accordingly. After setting the filter characteristics, superimposed interference signals are suppressed.

Die oben beschriebene Anordnung arbeitet zur Ortung der Auftreffstelle von Bällen nach dem Prinzip, daß die Auftreffstelle als Schallquelle Schallwellen zu mehreren Sensoren sendet, die die Schallwellen erfassen und in elektrische Signale umwandeln, die über eine AID-Umsetzung einem Rechnersystem zugeführt werden, das diese Signale bezüglich Laufzeiten analysiert. Es werden die Laufzeitunterschiede ermittelt und mit Werten verglichen, die einem vorab normierten, dem jeweiligen Spielplatz ent sprechenden und mit den Aufstellungsorten der Sensoren kalibrierten Liniensystem entsprechen, das im Rechner abgespeichert ist.The arrangement described above works to locate the point of impact of balls on the principle that the impact point as sound source to several sound waves Sends sensors that detect the sound waves and convert them into electrical signals that via an AID conversion to a computer system that receives these signals analyzed for terms. The runtime differences are determined and with Compare values that correspond to a previously standardized, the respective playground speaking line system calibrated with the location of the sensors correspond, which is stored in the computer.

Mit der Anordnung lassen sich aufgrund objektiver Messungen Fehlentscheidungen vermeiden, die insbesondere beim Profi-Turniersport, bei dem es um hohe Gewinn summen geht, ausgeschaltet werden sollen. Die Anordnung ist mobil und kann daher bedarfsweise auf wechselnden Plätzen eingesetzt werden.With the arrangement, wrong decisions can be made based on objective measurements Avoid that, especially in professional tournament sport, where it is high profit hums, should be switched off. The arrangement is mobile and can therefore can be used in changing locations as required.

Claims

1. Verfahren zur Unterscheidung von innerhalb oder außerhalb von vorgegebenen Grenzen eines Spielfelds liegenden Auftreffstellen eines Balls, der in einem Spiel mit insbesondere zwei oder vier Spielern verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sensoren, die Schallwellen in elektrische Signale umsetzen, an verschiedenen Stellen dicht am Boden auf das jeweilige Spielfeld und einen das Spielfeld umgebenden Bereich gerichtet und gegen von oben und vom Zuschauerbereich einfallende Schallwellen abgeschirmt werden, daß die zeitlichen Unterschiede der beim Auftreffen des Balls auf den Boden von den Sensoren erzeugten Signale gebildet werden, daß mittels der zeitlichen Unterschiede und gespeicherten Werten, die den vorgegebenen Grenzen des Spielfelds zugeordnet sind, bestimmt wird, ob die jeweilige Auftreffstelle des Balls innerhalb und/oder außerhalb des Spielfelds liegt, und daß Auftreffstellen außerhalb des Spielfelds zugeordnete Meldungen und/oder Auftreffstellen innerhalb des Spielfelds zugeordnete Meldungen erzeugt werden.1. A method for distinguishing within or outside of predetermined boundaries of a field of impact of a ball that is used in a game with two or four players, characterized in that at least two sensors that convert sound waves into electrical signals at different points are directed close to the ground onto the respective playing field and an area surrounding the playing field and are shielded from sound waves incident from above and from the spectator area, so that the temporal differences between the signals generated by the sensors when the ball hits the ground are formed by means of the temporal Differences and stored values, which are assigned to the predetermined limits of the playing field, are determined whether the respective point of impact of the ball lies inside and / or outside the playing field, and that points of impact outside the playing field are associated with messages and / or points of impact in messages assigned within the field are generated.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Auftreffstellen innerhalb und/oder außerhalb des Spielfelds zugeordneten Meldungen jeweils aufsummiert und gespeichert werden.2. The method according to claim 1, characterized, that the impact points inside and / or outside the field assigned messages are added up and saved.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sensoren erzeugten Signale derart gefiltert werden, daß die für das Auftreffen von Bällen auf den Boden typischen Signale weitergeleitet werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the signals generated by the sensors are filtered such that the for the impact of balls on the floor typical signals are forwarded.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem weiteren am oder auf dem Netz eines Tennisspielplatzes angebrachten Sensor das Auftreffen des Balls auf dem Netz festgestellt und angezeigt wird.4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized, that with another on or on the net of a tennis playground attached sensor detected the impact of the ball on the net and is shown.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit zusätzlichen Sensoren die Stärke und Richtung der Windströmung am Spielfeld gemessen wird, und daß ein der Stärke und Richtung der Windströmung entsprechender Wert berechnet und mit jeweils dem von einem Sensor gemesse nen Wert vorzeichenrichtig korrigiert wird, der aus dem vom Sensor erzeugten Signal gebildet wird.5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized, that with additional sensors the strength and direction of the wind flow on Playing field is measured, and that one of the strength and direction of the wind flow the corresponding value is calculated and measured with that of a sensor corrected with the correct sign, the value generated by the sensor Signal is formed.

6. Vorrichtung zur Unterscheidung von innerhalb oder außerhalb von vorgegebenen Grenzen eines Spielfelds liegenden Auftreffstellen eines Balls, der in einem Spiel mit insbesondere zwei oder vier Spielern verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sensoren (28, 30, 32, 34, 36, 38) die Schallwellen in elektrische Signale umwandeln, an verschiedenen Stellen dicht am Boden auf das Spielfeld (10) und einen das Spielfeld umgebenden Bereich gerichtet sind, und daß die Sensoren gegen von oben oder von einem Zuschauerbereich einfallende Schallwellen abgeschirmt mit einer Auswerteinheit (40) verbunden sind, die einen Prozessor (70) enthält, in dem Werte, die den vorgegebenen Grenzen des Spielfeldes zugeordnet sind, gespeichert sind.6. A device for distinguishing between points of impact of a ball lying inside or outside of predetermined boundaries of a playing field, which is used in a game with in particular two or four players, characterized in that at least two sensors ( 28 , 30 , 32 , 34 , 36 , 38 ) convert the sound waves into electrical signals, are directed at various points close to the ground onto the playing field ( 10 ) and an area surrounding the playing field, and that the sensors are shielded from sound waves coming from above or from a spectator area with an evaluation unit ( 40 ) connected, which contains a processor ( 70 ) in which values which are assigned to the predetermined limits of the playing field are stored.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem durch ein Netz in zwei Spielfeldhälften geteilten Spielfeld (10) je Spielfeldhälfte wenigstens drei Sensoren (28, 30, 32, 34, 36, 38) vorgesehen sind.7. The device according to claim 6, characterized in that at least three sensors ( 28 , 30 , 32 , 34 , 36 , 38 ) are provided in a field ( 10 ) divided by a network into two field halves.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (28 bis 38) je über Filter (44 bis 54), die für den Durchlaß von für das Auftreffen von Bällen auf den Boden eines Spielfelds typischen Signalen ausgebildet sind und mit einem Mikrorechner (42) verbunden sind.8. The device according to claim 6 or 7, characterized in that the sensors ( 28 to 38 ) each via filters ( 44 to 54 ) which are designed for the passage of signals typical for the impact of balls on the floor of a playing field and with a microcomputer ( 42 ) are connected.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Filtern (44 bis 54) und einer Eingabeschaltung (68) des Mikrorechners (42) jeweils Schwellwertdiskriminatoren (56 bis 66) angeordnet sind.9. The device according to claim 8, characterized in that between the filters ( 44 to 54 ) and an input circuit ( 68 ) of the microcomputer ( 42 ) each threshold discriminators ( 56 to 66 ) are arranged.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am oder auf dem Netz eines Tennisspielplatzes wenigstens ein weiterer Sensor (82) zur Erfassung der Berührungen zwischen Ball und Netz vorgesehen und mit der Auswerteinheit (40) verbunden ist.10. The device according to one or more of claims 6 to 9, characterized in that on or on the network of a tennis playground at least one further sensor ( 82 ) is provided for detecting the contact between the ball and the net and is connected to the evaluation unit ( 40 ).

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Spielfeld (10) ein die Windströmung messender weiterer Sensor (84) und ein die Windrichtung messender Sensor (86) angeordnet und mit der Auswertein heit (40) verbunden sind. 11. The device according to one or more of claims 6 to 10, characterized in that on the playing field ( 10 ) a wind flow measuring further sensor ( 84 ) and a wind direction measuring sensor ( 86 ) are arranged and connected to the evaluation unit ( 40 ) are.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (28, 30, 32, 34, 36, 38) zur Erfassung der vom Ball beim Auftreffen auf das Spielfeld ausgehenden Schallwellen in Abschirmgehäusen angeordnet sind, die nach Art von Souffleurgehäusen ausgebildet sind.12. The device according to one or more of claims 6 to 11, characterized in that the sensors ( 28 , 30 , 32 , 34 , 36 , 38 ) for detecting the sound waves emanating from the ball upon impact on the playing field are arranged in shielding housings are designed in the manner of prompter housings.