EP0812228A1 - Verfahren zur erfassung der berührfläche eines beim sport vorhandenen objektes mit einem kontaktgrund - Google Patents

Verfahren zur erfassung der berührfläche eines beim sport vorhandenen objektes mit einem kontaktgrund

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EP0812228A1
EP0812228A1 EP96904705A EP96904705A EP0812228A1 EP 0812228 A1 EP0812228 A1 EP 0812228A1 EP 96904705 A EP96904705 A EP 96904705A EP 96904705 A EP96904705 A EP 96904705A EP 0812228 A1 EP0812228 A1 EP 0812228A1
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EP
European Patent Office
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contact
ball
sports
recorded
heat
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EP96904705A
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English (en)
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EP0812228B1 (de
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Rüdiger Schrott
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Reiser Schrott GbR
Original Assignee
Reiser Schrott GbR
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Publication date
Application filed by Reiser Schrott GbR filed Critical Reiser Schrott GbR
Publication of EP0812228A1 publication Critical patent/EP0812228A1/de
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Publication of EP0812228B1 publication Critical patent/EP0812228B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0605Decision makers and devices using detection means facilitating arbitration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities

Definitions

  • the invention is based on a method for detecting the contact surface of an object present in sports (ball, player, tire, skid or the like) with a contact surface (floor, table surface, field boundary or the like) according to the preamble of the main claim.
  • a preferred area of application of the generic method is, in particular in tennis, the determination of the contact area of balls with the contact base, for example the floor covering or a net edge.
  • the contact base for example the floor covering or a net edge.
  • the touch coordinates of the ball on the contact surface are determined by arbitrators or line judges.
  • this method has the disadvantage that it is imprecise with the risk of wrong decisions. It is also known to locate the ball with optical or electromagnetic monitoring devices.
  • a detector / transmitter unit is arranged in the ball, the receiver / transmitter elements being arranged at different points in the vicinity of the line.
  • the ball is located by evaluating the reflections of the pulses emitted by active elements on the receivers.
  • This device for detecting the position of the ball has the disadvantage that structural or structural changes to the ball or playing field are required.
  • the ball is also monitored for itself instead of the contact surface of the ball on the contact surface.
  • a predetermined line is used to monitor the passage of a ball.
  • transmitters and / or receivers emitting electromagnetic waves which evaluate a signal reflected by the ball, are attached either below or above on the floor of the tennis court.
  • the tennis ball must have special magnetic properties.
  • This system also requires structural changes to the ball and structural changes to the playing field. Here too the ball and not the contact surface of the ball on the contact surface is monitored.
  • Another disadvantage is that the receiving and transmitting systems can be negatively influenced by the person hitting the ball and that a combination with independent television recordings is hardly possible.
  • the method according to the invention or the device according to the invention with the characterizing features of the main claim or claim 7 has the advantage that the position of the object, for example ball, is not explicitly determined, but rather the contact surface of the object present during sport with the contact ground is detected becomes.
  • the method according to the invention makes use of the heat traces resulting from the frictional heat when the object present in sport comes into contact with the contact base.
  • the method according to the invention measures the temperature difference between the heat trace and the contact base, captures this, records it and evaluates it, whereby this contact area can be shown on a screen.
  • any contact surfaces - in particular the most diverse, for example circular, oval tennis ball imprints or traces of car tires in curves, etc. - can be detected. In this way, a person running on the contact ground or their ground marks can be recorded.
  • An advantage of the method according to the invention is that the detected contact surfaces can be placed in relation to the markings located on the contact base, in particular boundary lines, or their relative position to one another can be determined.
  • the prerequisite for this is that the markings or lines are also included in the method according to the invention. This is given by the mandatory color-different design of the markings and lines in the normal case, since different colors have different radiation and heat radiation reflection values and are therefore also detected by the method according to the invention. If this is not sufficient, it is possible to provide the corresponding markings with metal powder, in particular aluminum powder, or with lacquers or the like which are visible in the infrared range. to treat. Both treatment methods are very simple and require minimal effort.
  • Another advantage of the invention is that neither the object present in sport nor the contact ground would have to be changed constructively or structurally.
  • Another advantage of the invention is that there are no inaccuracies in the measurement due to the relatively high speed at which the object present in sports moves.
  • Another advantage of the invention is that accurate measurements are possible due to the relatively slow cooling of the heat traces. After cooling, a new measurement can take place at this point, while the previous measurement is also saved for later display. This makes it possible to compare measurements that were taken at different times in the same place. For example, the paths chosen by a tennis player and how far these paths deviate from an ideal path, etc.
  • Another advantage of the invention is that the geometrical accuracy of the surface course and the surface extension of the markings and lines, in particular of boundary lines, on the contact base are irrelevant for the contact surfaces to be detected.
  • a further advantage of the invention is that no paralax errors can occur due to the two-dimensional consideration of the contact base with the heat traces on it, which permits exact position determination in relation to contact base markings.
  • the degree of freedom for the arrangement of the measuring device above the contact base is relatively large.
  • the recorded heat traces are also made visible in real time.
  • the object present in sports is a ball, the contact base being the floor covering and / or a net or a net enclosure.
  • the main sports here are tennis, ice hockey, table tennis, but also billiards, preferably with a total contact area that can be detected with a small number of thermographs and in which a relatively high speed of the object takes place, with sometimes confusing or difficult to understand individual situations.
  • the borderline cases are particularly critical as to whether the ball was still inside the field or touched the line or whether it was just outside the line
  • other types of ball games such as handball and football, may be interesting to measure, whether the ball deflected by the goalkeeper was already behind the goal line or not yet.
  • the reason for contact in the latter case would be, for example, the goalkeeper's glove, whereby the heat trace that emerges can be recorded, although it is only present for an extremely short time.
  • the object present in sports is a tire located on a vehicle, the contact base being the surface of a road or the like.
  • the problems of capturing individual situations in such a type of sport, such as car racing consist primarily in the fact that it is usually a long distance, regardless of whether it is a four-wheel vehicle, i.e. racing car or the like, or a two-wheel vehicle, acts like a motorcycle or bicycle.
  • the measuring points will be provided primarily in areas where borderline situations arise, such as a necessary braking or a drift due to a curve, or a sudden increase in ground friction when accelerating after a curve or when cornering.
  • Such measurements in borderline situations can be used on the one hand for analyzing accidents, but also for training on how to demonstrate Optimal solutions.
  • such recordings are particularly interesting if they can be combined with television recordings in which critical individual situations can be explained to the viewer by superimposing the normal television image with the recording by the thermograph.
  • the thermographic recordings of different vehicles are compared, the viewer can very quickly determine the qualitative differences, both from the viewer's interest and to learn from them.
  • the object present during sport is at least one runner located on a winter sports device, the contact base being a mostly frozen floor covering (ice).
  • ice frozen floor covering
  • tobogganing and bobsleighing there are also extremely high speeds, for example up to 150 km / h, and this on a track usually formed as an ice tube.
  • the ideal line naturally plays a decisive role. Any deviation from this ideal line means milliseconds of loss of time, which can then cost victory.
  • the measuring device of the heat track will be arranged in areas where the risk of deviating from an ideal track is greatest.
  • thermographs can be arranged at locations that are otherwise not accessible to viewers.
  • the application of the invention can increase the popularity of the respective sport, because the viewer can put himself in the role of the athlete in a completely different way than is possible with normal television recordings.
  • the object present during sport is a ski, the contact ground being a snow slope.
  • a slope can also be icy or, in most cases, it is.
  • this recording method can be used for training purposes and can be of great advantage. Above all, however, it can give television viewers the opportunity to compare the quality of various top athletes.
  • the invention can also be determined which driving styles are particularly risky and involve a risk of injury.
  • the invention also makes it possible to determine what pressure the ski jumper applies when leaving the chance and how this may affect the flight length.
  • signs visible in or on the contact base are made visible in the infrared range. Apart from the fact that any comparative values that should otherwise be invisible to the viewer can be made recognizable as a result, this method can also be used in advertising, so that advertisements not recognizable by the normal eye by superimposing the recording by means of thermographs become visible on the TV screen.
  • the recorded heat traces can be made accessible to the public, which can be done both via the projection onto large screens and via the television transmission accessible to the public.
  • the invention overcomes the prejudice not only to make the recordings of heat traces in sports accessible to the public, but above all to also connect them to the recording process via television cameras. This is done in particular by overdrawing or overlapping data recorded on the one hand by a thermograph and on the other hand by a television camera.
  • Fig. 1 shows the application of the invention in a
  • Fig. 4 the application in a bobsleigh track
  • Fig. 5 shows the application on a racetrack.
  • Fig. 1 the application of the invention for tennis is shown and that as a greatly simplified perspective view.
  • a playing field 2 is defined in the usual way by boundary lines 3.
  • a referee 8 sits on a referee platform 7 and monitors compliance with the rules and can intervene accordingly in the game. He is usually assisted by line judges who have to observe whether the ball 5 was still inside the field 2 or just touched the line or whether it came outside the field.
  • cameras 12 are arranged approximately in the middle of the respective halves of the field and at a sufficient height, which are held here on cantilever constructions 13. These cameras work with infrared and can also have a digital or other recording option. In any case, this recording can be played back on a screen device 14, which can be a television set.
  • the referee 8 is equipped on his referee platform 7 with a corresponding more specially designed screen device 15, with which the respective recording is recorded and can therefore be repeated at any time. This recording therefore not only serves the referee 8 to control player errors in relation to the ball touching the ground, but the recording can also be reproduced by the viewer at any time during television broadcasts, for example in connection with an advertisement.
  • the two cameras 12 are each arranged in the middle of the two halves of the playing fields 2, the contact with the ball being detectable through these central measuring points.
  • the infrared image automatically shows the location of frictional heat and stores it.
  • the frictional heat of the contact surface is already after a few seconds dissolved.
  • the speed of the ball has no influence on the result, since only the remaining frictional heat is recorded and not the ball itself.
  • the measuring accuracy is in the range of one millimeter.
  • a tennis ball is shown in the top view for comparison on the left in the picture and a possible contact surface of the same on the field on the right in the picture.
  • This contact surface is oval because, firstly, the ball is flattened when it hits and secondly, a certain distance glides over the ground.
  • An inelastic object would be a line.
  • the second exemplary embodiment shown in FIG. 4 is the ice channel 16 of a bobsled run, in which two different tracks 17 and 18 of bobsled have been recorded by thermal cameras and can thus be reproduced at a later time in the manner shown.
  • the track 18 runs largely in the ideal line
  • the track 17 shows that the corresponding bob was driven out somewhat and therefore not only has a longer roadway, which costs time, but also possibly a higher friction heat.
  • track recordings can be subsequently shown and also superimposed on television recordings, in order to give the athlete the opportunity to criticize and to explain to the viewer why one or the other has not won .
  • a racing car 19 is traveling on a racetrack 21 on which its tires leave heat marks 22.
  • these heat traces have changes 23 which are due to braking, drifting or accelerating are, which can result in a different frictional heat development.
  • both the track record and the other vehicle-related records show defects and advantages of driving behavior. For example, a trace of heat is interrupted the moment the vehicle lifts off the ground.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Aufzeichnen und Verwerten von aufgezeichneten Wärmespuren, die beim Sport zwischen einem dort vorhandenen Objekt (Person 4, Ball 5) und einem Kontaktgrund (Spielfläche 2, 9 oder Feldbegrenzung 3, 11) entsteht.

Description

Verfahren zur Erfassung der Berührfläche eines heim S port vorhandenen Objektes mit einem Kontaktgrund
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erfassung der Berührfläche eines beim Sport vorhandenen Objektes (Ball, Spieler, Reifen, Kufe oder dergleichen) mit einem Kontaktgrund (Boden, Tischfläche, Feldbegrenzung oder dergleichen) nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des gattungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere beim Tennis die Bestimmung der Berührfläche von Bällen mit dem Kontaktgrund, beispielsweise dem Bodenbelag beziehungsweise einer Netzkante. Während eines Tennisspieles ist es mitunter erforderlich, präzise Positionsfeststellungen der Berührfläche des Balles auf dem Kontaktgrund vornehmen zu können. Es gilt beispielsweise festzustellen, ob die Abprallstelle (Berührfläche oder Abdruck) des Balles auf dem Boden sich noch im Spielfeld befindet, ob sie eine Außenlinie berührt oder ob sie außerhalb des Feldes liegt. Wünschenswert ist es auch, eine eventuell vorhergegangene Berührung des Balles mit der Netzkante ermitteln zu können.
Nach dem Stand der Technik werden die Berührkoordinaten des Balles auf dem Kontaktgrund durch Schieds- oder Linienrichter bestimmt. Diese Methode hat jedoch den Nachteil, daß sie ungenau ist mit der Gefahr von Fehlentscheidungen. Außerdem ist es bekannt, den Ball mit optischen oder elektromagnetischen Überwachungseinrichtungen zu orten.
Bei einer bekannten Einrichtung zur Erkennung der Position eines Balles (DE 42 33 341) wird im Ball eine Detektor- /Sendeeinheit angeordnet, wobei die Empfangs-/Sendeelemente an verschiedenen Punkten in der Nähe der Linie angeordnet sind. Die Ortung des Balles erfolgt durch Auswertung der Reflektionen der von aktiven Elementen ausgestrahlten Impulse an den Empfängern. Diese Einrichtung zur Erkennung der Position des Balles hat den Nachteil, daß konstruktive oder bauliche Veränderungen an Ball oder Spielfeld erforderlich sind. Auch wird der Ball für sich anstatt die Berührfläche des Balles auf dem Kontaktgrund überwacht.
Auch bei einem anderen bekannten Ballortungssystem (WO 89/00066), das vorzugsweise beim Tennis eingesetzt wird, dient der Überwachung des Durchlaufs eines Balles eine vorgegebene Linie. Hierbei sind entweder unterhalb oder oberhalb auf dem Boden des Tennisfeldes elektromagnetische Wellen ausstrahlende Sender und/oder Empfänger angebracht, die ein vom Ball reflektiertes Signal auswerten. Der Tennisball muß dabei spezielle magnetische Eigenschaften aufweisen. Auch an diesem System sind konstruktive Veränderungen am Ball sowie bauliche Veränderungen am Spielfeld erforderlich. Auch hier wird der Ball und nicht die Berührfläche des Balles auf dem Kontaktgrund überwacht.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Systeme ist, daß die zu überwachende Linie, insbesondere eine Feldbegrenungsline, als idealisierte geometreische Gerade betrachtet wird. Ihr tatsächlicher Verlauf hingegen weicht oftmals durch Wiederverlegungen ein und desselben Bodenbelags von einer Geraden erheblich ab. Diese Abweichungen können von den bekannten Systemen nicht oder nur mit großem Aufwand berücksichtigt werden.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Systeme ist, daß das Ergebnis durch die zum Teil sehr hohen Ballgeschwindigkeiten durch Laufzeitfehler beeinflußt wird.
Ein weiterer Nachteil ist, daß die Empfangs- und Sendesysteme durch die den Ball schlagende Person negativ beeinflußt werden können und daß eine Kombination mit unabhängigen Fernsehaufzeichnungen kaum möglich ist.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches bzw. des Anspruches 7 hat demgegenüber den Vorteil, daß nicht explizit die Position des Gegenstandes, beispielsweise Balles, bestimmt wird, sondern die Berührfläche des beim Sport vorhandenen Objektes mit dem Kontaktgrund erfaßt wird. Hierbei nutzt das erfindungsgemäße Verfahren die beim Kontakt des beim Sport vorhandenen Objektes mit dem Kontaktgrund infolge Reibungswärme entstehenden Wärmespuren. Das erfindungsgemäße Verfahren mißt die Temperaturdifferenz zwischen Wärmespur und Kontaktgrund, erfaßt diese, zeichnet sie auf und wertet sie aus, wodurch diese Berührfläche auf einem Bildschirm gezeigt werden kann.
Da das erfindungsgemäße Verfahren weniger die Position des beim Sport vorhandenen Objektes bestimmt, sondern vielmehr die Wärmespurabdrücke aufnimmt und auswertet, können beliebige Berührflächen - insbesondere die verschiedenartigsten beispielsweise kreisrunde, ovale Tennisballabdrücke oder Spuren von Autoreifen in Kurven usw. - erfaßt werden. So kann eine auf dem Kontaktgrund laufende Person bzw. deren Bodenabdrücke erfaßt werden.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß die erfaßten Berührflächen mit sich auf dem Kontaktgrund befindlichen Markierungen, insbesondere Begrenzungslinien, in Relation gesetzt werden können, bzw. deren relative Position zueinander bestimmt werden kann. Voraussetzung hierfür ist, daß die Markierungen bzw. Linien von dem erfindungsgemäßen Verfahren miterfaßt werden. Dies ist durch die zwingende farblich unterschiedliche Ausgestaltung der Markierungen und Linien im Normalfall gegeben, da verschiedene Farben verschiedene Strahlungs- und Wärmestrahlungsreflektionswerte haben und somit von dem erfindungsgemäßen Verfahren miterfaßt werden. Sollte dies nicht ausreichen, so besteht die Möglichkeit, die entsprechenden Markierungen mit Metallpulver, insbesondere Aluminiumpulver zu versehen, oder mit im Infrarotbereich sichtbaren Lacken odgl. zu behandeln. Beide Behandlungsmethoden sind sehr einfach und erfordern einen minimalen Aufwand.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß weder das beim Sport vorhandene Objekt noch der Kontaktgrund konstruktiv bzw. baulich verändert werden müßten. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß keine Ungenauigkeiten der Messung aufgrund der relativ hohen Geschwindigkeit, mit welcher sich das beim Sport vorhandene Objekt bewegt, auftreten.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch das relativ langsame Abkühlen der Wärmespuren genaue Messungen möglich sind. Nach dem Abkühlen kann an dieser Stelle eine neuerliche Messung stattfinden, während die vorherige Messung auch zum späteren Vorzeigen gespeichert ist. So ist es möglich, Messungen, die zu verschiedenen Zeiten an der gleichen Stelle gemacht wurden, miteinander zu vergleichen. Beispielsweise die von einem Tennisspieler gewählten Wege und wie weit diese Wege von einem Idealweg abweichen usw.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die geometrische Genauigkeit des Flächenverlaufs und der Flächenausdehnung der Markierungen und Linien, insbesondere von Begrenzungslinien, auf dem Kontaktgrund für die zu erfassenden Berührflächen unerheblich sind.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch die zweidimensionale Betrachtung des Kontaktgrundes mit den sich darauf befindlichen Wärmespuren keine Paralaxefehler auftreten können, was eine exakte Positionsbesimmung in Bezug zu Kontaktgrundmarkierungen zuläßt. Insofern ist der Freiheitsgrad für die Anordnung der Meßeinrichtung oberhalb des Kontaktgrundes verhältnismäßig groß.
Die erfaßten Wärmespuren werden zudem in Echtzeit sichtbar gemacht.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das beim Sport vorhandene Objekt ein Ball, wobei der Kontaktgrund der Bodenbelag und/oder ein Netz bzw. eine Netzeinfassung ist. Als Sportarten ist hier vor allem an Tennis, Eishockey, Tischtennis aber auch an Billard gedacht, mit vorzugsweise einem mit einer geringen Zahl von Thermographen erfaßbaren Gesamtkontaktfläche und bei denen eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit des Objektes stattfindet, mit zum Teil unübersichtlichen oder schwer erfaßbaren Einzelsituationen. Während beim Tennis besonders die Grenzfälle kritisch sind, ob der Ball noch innerhalb des Spielfelds war oder die Linie berührt hat bzw. ob er knapp außerhalb der Linie war, ist bei anderen Ballspielarten, wie beispielsweise bei Handball und auch Fußball, möglicherweise interessant zu messen, ob der vom Torwart abgewehrte Ball bereits hinter der Torlinie war oder noch nicht. Der Kontaktgrund wäre in letzterem Fall beispielsweise der Handschuh des Torwartes, wobei die sich dabei abzeichnende Wärmespur, obwohl nur äußerst kurzzeitig vorhanden, festgehalten werden kann.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das beim Sport vorhandene Objekt ein sich an einem Fahrzeug befindlicher Reifen, wobei der Kontaktgrund der Belag einer Straße oder dergleichen ist. Die Probleme der Erfassung von Einzelsituationen bei einer solchen Sportart, wie zum Beispiel Autorennsport, bestehen vor allem darin, daß es sich meist um lange Strecken handelt, unabhängig davon, ob es sich um ein Vierradfahrzeug, also Rennwagen oder dergleichen, oder um ein Zweiradfahrzeug, wie ein Motorrad oder Fahrrad, handelt. Die Meßstellen werden vor allem in solchen Bereichen vorgesehen sein, in denen Grenzsituationen entstehen, wie beispielsweise ein notwendiges Abbremsen oder aufgrund einer Kurve ein Abdriften oder beim plötzlichen Beschleunigen nach einer Kurve bzw. beim Auslauf einer Kurve eine höhere Bodenreibung entsteht. Derartige Messungen in Grenzsituationen können einerseits zur Analyse von Unfällen herangezogen werden, aber auch für Schulungen zum Aufweisen von Optimallösungen. Besonders interessant sind jedoch solche Aufzeichnungen, wenn sie mit Fernsehaufzeichnungen kombiniert werden können, bei denen dem Zuschauer kritische Einzelsituationen erläutert werden können durch Übereinanderlagern des normalen Fernsehbildes mit der Aufzeichnung durch den Thermographen. Besonders bei Autorennen ist es dem Zuschauer nicht möglich, bei den gegebenen hohen Geschwindigkeiten Qualitätsunterschiede der Spitzenfahrer beim Durchfahren einer Kurve oder dergleichen zu bewerten. Selbst wenn das Fernsehbild digitalisiert und in Zeitlupe aufgezeichnet werden würde, sind diese Unterschiede kaum erkennbar. Wenn hingegen ein Vergleich der thermographischen Aufzeichnungen verschiedener Fahrzeuge erfolgt, kann der Betrachter sehr schnell die qualitativen Unterschiede feststellen und zwar sowohl aus Zuschauerinteresse als auch um daraus zu lernen.
Nach einer anderen alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das beim Sport vorhandene Objekt mindestens eine sich an einem Wintersportgerät befindliche Kufe, wobei der Kontaktgrund ein meist gefrorener Bodenbelag (Eis) ist. Bei derartigen Sportarten, wie beispielsweise Rodeln und Bobfahren, sind ebenfalls außerordentlich hohe Geschwindigkeiten gegeben, beispielsweise bis 150 km/h und dies auf einer meist als Eisröhre gebildeten Bahn. Bei diesen hohen Geschwindigkeiten spielt natürlich die Ideallinie eine entscheidende Rolle. Jedes Abweichen von dieser Ideallinie bedeutet Millisekunden von Zeitverlusten, die dann den Sieg kosten können. Auch hier wird aufgrund der Länge der Bahn die Messeinrichtung der Wärmespur in solchen Bereichen angeordnet sein, in denen die Gefahr des Abweichens von einer Idealspur am größten ist. Auch hier kann das Messen und Festhalten der jeweils vom Sportler gewählten Spur aus Trainingsgründen erfolgen, aber auch zur Information von Zuschauern und zwar bevorzugt des Fernsehens. So können solche Thermographen an Stellen angeordnet sein, die im übrigen für Zuschauer nicht zugänglich sind. Auch hier kann durch die Anwendung der Erfindung, wie auch bei den meisten anderen Sportarten, die Popularität des jeweiligen Sports erhöht werden, weil der Zuschauer in ganz anderer Weise sich in die Rolle des Sportlers versetzen kann, wie es bei normalen Fernsehaufzeichnungen möglich ist. Außer der genannten Aufzeichnung der Spur ist es auch möglich, festzuhalten bzw. aufzuzeichnen, an welchen Stellen der Sportler gebremst hat und der Sportler kann selbst beurteilen, ob diese Bremsung notwendig war oder nicht.
Nach einer weiteren alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das beim Sport vorhandene Objekt ein Ski, wobei der Kontaktgrund eine Schneepiste ist. Natürlich kann eine solche Piste auch vereist sein bzw. sie ist es in den meisten Fällen. Insbesondere bei den kürzeren Abfahrtstrecken ist es möglich, mit verhältnismäßig wenigen Thermographen die Wärmespuren, die der Ski auf der Piste hinterläßt, zu erfassen. Auch hier kann diese Aufzeichnungsmethode für Trainingszwecke verwendet und von großem Vorteil sein. Sie kann aber vor allem dem Fernsehzuschauer die Möglichkeit geben, die Qualität verschiedener Spitzensportler zu vergleichen. Durch die Erfindung ist es möglich, festzustellen, ob der Skifahrer durch zu häufiges Anstemmen zu viel Reibungsverluste bei der Abfahrt erzeugt, oder ob er durch geschicktes Gewichtverteilen oder anderer Aufteilung des Schwingens eine bessere Ideallinie und höhere Geschwindigkeiten erzielen kann. Auch kann festgestellt werden, welche Fahrstile besonders risikoreich sind und eine Verletzungsgefahr beinhalten. So läßt sich auch durch die Erfindung feststellen, welchen Druck der Skispringer beim Verlassen der Chance aufwendet und wie sich dieses möglicherweise auf die Fluglänge auswirkt. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden in bzw. auf dem Kontaktgrund angebrachte im Infrarotbereich sichtbare Zeichen erkennbar gemacht. Abgesehen davon, daß hierdurch irgendwelche Vergleichs werte, die im übrigen für den Zuschauer unsichtbar sein sollen, erkennbar gemacht werden können, kann dieses Verfahren auch in der Werbung Anwendung finden, so daß durch das normale Auge nicht erkennbare Werbungen durch das Überlagern der Aufnahme mittels Thermographen auf dem Fernsehschirm sichtbar werden.
Nach einer wesentlichen Ausgestaltung der Erfindung sind, wie oben bereits erwähnt, die aufgenommenen Wärmespuren der Öffentlichkeit zugänglich machbar, was sowohl über die Projektion auf Großleinwände als auch über die der Öffentlichkeit zugängliche Fernsehübertragung erfolgen kann. Durch die Erfindung ist die Voreingenommenheit überwunden, die Aufzeichnungen von Wärmespuren beim Sport nicht nur der Öffentlichkeit zugänglich zu machen, sondern vor allem auch mit dem Aufzeichnungsverfahren über Fernsehkameras zu verbinden. Dies erfolgt insbesondere durch die Überzeichnung oder Überschneidung von jeweils einerseits durch einen Thermographen und andererseits durch eine Fernsehkamera aufgezeichneten Daten.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die Anwendung der Erfindung bei einer
Tennisanlage;
Fig. 2 ein Tennisfeld in der Draufsicht,
Fig. 3 Ball- und Bodenberührung in der Draufsicht,
Fig. 4 die Anwendung bei einer Bobbahn und
Fig. 5 die Anwendung bei einer Rennstrecke.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist die Anwendung der Erfindung für den Tennissport gezeigt und zwar als stark vereinfachte perspektivische Darstellung. Auf einem Tennisplatz 1 ist ein Spielfeld 2 in üblicher Weise durch Begrenzungslinien 3 bestimmt. Die stark vereinfacht dargestellten Spieler 4 spielen mit einem Ball 5, der entsprechend über ein Tennisnetz 6 zu schlagen ist und wobei die bekannten Regeln des Tennissports einzuhalten sind. Auf einem Schiedrichterpodest 7 sitzt ein Schiedrichter 8, der die Einhaltung der Regeln überwacht und entsprechend in das Spiel eingreifen kann. Ihm zu Hilfe stehen meist Linienrichter, die beobachten müssen, ob der Ball 5 noch innerhalb des Spielfelds 2 war oder gerade noch die Linie berührt hat, oder ob er außerhalb des Spielfelds gelangt ist. Dieses Beobachten ist bekanntlich sehr schwierig, da der Ball, besonders bei Angaben, eine außerordentlich hohe Geschwindigkeit haben kann, so daß in Grenzfällen selbst ein geübter Linienrichter Probleme hat festzustellen, ob der Ball noch auf der Begrenzungslinie 3 war oder bereits außerhalb des Spielfelds 2. So ist auch von dem Linienrichter zu beobachten, ob bei der Angabe der Ball noch in einem Zwischenfeld 9 bzw. dessen Begrenzungslinie 11 oder ob er bereits im übrigen Spielfeld 2 gelandet war. Selbst eine Fernsehkamera vermag bei diesen hohen Geschwindigkeiten den tatsächlichen Aufschlagspunkt kaum zu erfassen.
Erfindungsgemäß sind etwa in der Mitte der jeweiligen Spielfeldhälften und in ausreichender Höhe Kameras 12 angeordnet, die hier an Kragkonstruktionen 13 gehalten werden. Diese Kameras arbeiten mit Infrarot und können außerdem eine digitale oder sonstige Aufzeichnungsmöglichkeit aufweisen. In jedem Fall kann diese Aufnahme über ein Bildschirmgerät 14 wiedergegeben werden, wobei es sich um einen Fernseher handeln kann. Der Schiedsrichter 8 ist auf seinem Schiedsrichterpodest 7 mit einem entsprechenden mehr speziell ausgebildeten Bildschirmgerät 15 ausgestattet, mit dem die jeweilige Aufnahme aufgezeichnet und damit jederzeit wiederholbar ist. Diese Aufzeichnung dient somit nicht nur dem Schiedsrichter 8 zur Kontrolle von Spielerfehlern in bezug auf die Bodenberührung des Balles, sondern die Aufzeichnung kann auch jederzeit bei Fernsehsendungen vom Zuschauer nachvollzogen werden und dieses beispielsweise in Verbindung mit einer Werbung.
Wie in Fig. 2 gezeigt sind die beiden Kameras 12 jeweils mittig der beiden Hälften der Spielfelder 2 angeordnet, wobei die Ballberührung durch diese zentralen Meßpunkte erfaßbar ist. Das Infrarotbild zeigt automatisch bei Entwicklung von Reibungswärme deren Lage und speichert diese. Bereits nach wenigen Sekunden ist die Reibungswärme der Berührfläche aufgelöst. Die Geschwindigkeit des Balles hat hierbei keinen Einfluß auf das Ergebnis, da lediglich die verbleibende Reibungswärme erfaßt wird und nicht der Ball selber. Die Meßgenauigkeit liegt im Bereich eines Millimeters.
In Fig. 3 ist in der Draufsicht zum Vergleich links im Bild ein Tennisball und rechts im Bild eine mögliche Berührfläche desselben auf dem Spielfeld gezeigt. Diese Berührfläche ist oval, da erstens der Ball beim Aufschlag abgeflacht wird und zweitens eine bestimmte Strecke über den Boden gleitet. Bei einem unelastischen Gegenstand würde es sich um eine Linie handeln.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich um den Eiskanal 16 einer Bobbahn, in der zwei verschiedene Spuren 17 und 18 von Bobs durch Wärmekameras aufgezeichnet wurden und dadurch in der gezeigten Art zu einem späteren Zeitpunkt wiedergegeben werden können. Hier ist deutlich zu erkennen, daß die Spur 18 weitgehend in der Ideallinie verläuft, wohingegen die Spur 17 zeigt, daß der entsprechende Bob etwas herausgetrieben wurde und dadurch nicht nur eine längere Fahrbahn aufweist, die Zeit kostet, sondern auch möglicherweise eine höhere Reib wärme. Auch hier ist der besondere Vorteil, daß derartige Spuraufzeichnungen nachträglich und auch in Überlagerung zur Fernsehaufzeichnung im Fernsehen gezeigt werden können, um dadurch einerseits dem Sportler die Möglichkeit der Kritik zu geben und andererseits dem Zuschauer erläutern zu können, warum der eine oder andere nicht gewonnen hat.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist ein Rennwagen 19 auf einer Rennstrecke 21 unterwegs, auf der seine Reifen Wärmespuren 22 hinterlassen. Wie hier deutlich zu erkennen ist, weisen diese Wärmespuren Veränderungen 23 auf, die auf Bremsen, Driften oder Beschleunigen zurückzuführen sind, was jeweils eine andere Reibungswärmeentwicklung zur Folge haben kann. Auf diese Weise sind sowohl der Spurenaufzeichnung als auch den übrigen fahrzeuggebundenen Aufzeichnungen Mängel und Vorteile des Fahrverhaltens entnehmbar. So wird beispielsweise eine Wärmespur unterbrochen in dem Moment, in dem das Fahrzeug vom Boden abhebt.
Alle der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung entnehmbaren Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszahlenliste
1 Tennisplatz
2 Spielfeld
3 Begrenzungslinien
4 Spieler
5 Ball
6 Tennisnetz
7 Schiedsrichterpodest
8 Schiedsrichter
9 Zwischenfeld
10
11 Begrenzungslinie von 9
12 Kamera
13 Kragkonstruktionen
14 Bildschirmgerät
15 Schiedsrichtergerät
16 Eiskanal
17 Spuren
18 Spuren
19 Rennwagen
20
21 Rennstrecke
22 Wärmespuren
23 Veränderung von 22

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Erfassung der Berührfläche eines beim Sport vorhandenen Objektes (Ball 5, Spieler 4, Reifen, Kufe odgl.) mit einem Kontaktgrund (Boden 2, 9, Tischfläche, Feldbegrenzung 3, 11, odgl.), dadurch gekennzeichnet, daß die beim Kontakt des beim Sport verwendeten Objektes (4, 5, 19) mit dem Kontaktgrund (2, 9) entstehenden Wärmespuren (17, 22, 23) durch Messen der Temperaturdifferenz bzw. Strahlungsdifferenz zwischen Wärmespur und Kontaktgrund erfaßt, aufgenommen, ausgewertet und gezeigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das beim Sport vorhandene Objekt ein Ball (5) oder dergleichen (Puck, Kugel usw.) oder eine Person (4) ist und daß der Kontaktgrund der Bodenbelag (2, 9) und/oder ein Netz (6) bzw. eine Netzeinfassung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das beim Sport vorhandene Objekt ein sich an einem Fahrzeug (19) befindlicher Reifen ist und daß der Kontaktgrund der Belag einer Straßen (21) odgl. ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das beim Sport vorhandene Objekt mindestens eine sich an einem Wintersportgerät befindliche Kufe ist und daß der Kontaktgrund ein meist gefrorener Boden (Eis) ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das beim Sport vorhandene Objekt ein Ski ist und daß der Kontaktgrund eine Schneepiste ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in bzw. auf dem Kontaktgrund angebrachte im Infrarotbereich sichtbare Zeichen, erkennbar gemacht werden.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Kontakt des beim Sport vorhandenen Objektes (4, 5, 19) mit dem Kontaktgrund (2, 3, 9, 11 ) entstehende Wärmespur (17, 18, 22, 23) durch Messen der Temperaturdifferenz zwischen Wärmespur und Kontaktgrund durch mindestens einen Thermographen ( 12, Wärmebildgerät) erfaßt wird und zu einem Wärmebildsystem aufgenommen, gespeichert, ausgewertet und auf einem Bildschirm gezeigt werden kann.
8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die aufgenommenen Wärmespuren der Öffentlichkeit zugänglich machbar sind.
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