WO2014059971A1 - Torerkennungssystem, und verfahren zum erkennen eines tors - Google Patents

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WO2014059971A1
WO2014059971A1 PCT/DE2013/000616 DE2013000616W WO2014059971A1 WO 2014059971 A1 WO2014059971 A1 WO 2014059971A1 DE 2013000616 W DE2013000616 W DE 2013000616W WO 2014059971 A1 WO2014059971 A1 WO 2014059971A1
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René BEAUJEAN
Björn Lindner
Jürgen PHILPPS
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Goalcontrol Gmbh
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    • A63B2243/0037—Basketball

Definitions

  • Gate recognition system and method for detecting a gate
  • the invention relates to a goal detection system and a method for detecting a rule compliant goal, especially in a ball game sport.
  • DE 200 11 144 111 discloses a so-called gate control system in which a plurality of high-speed cameras are attached to the two posts or to the bar of a goal and are each directed inwards in the direction of a goal line level. The distance between the individual cameras is dimensioned sufficiently small, so that a crossing of the goal line level is recognized by the ball in each case. The images of the high-speed cameras are evaluated by means of an image processing evaluation.
  • DE 10 2005 048 276 B3 discloses a method for tracking a game element, for example a ball or a puck on a playing field, and a device for carrying out such a method. Here it is determined whether the game element is located in certain sectors of the playing field or moves in there.
  • DE 10 2006 020 018 A1 discloses a monitoring device for a playing field which has at least one measuring unit which is moved along the edge of the playing field. By means of this measuring unit all game points can be monitored or calculated. Due to the mobility of the measuring unit along the edge of the field, it is particularly possible to detect offside positions during a football match.
  • no cameras are provided on a framework of a gate. According to a further technology, it is known to provide so-called beam gratings or a light barrier pattern on the post or on the slat of a goal, so that the passage through a goal line level can be recognized by a ball.
  • DE 298 22 432 U1 describes an automatic linesman, wherein it can be detected by a plurality of cameras, which are installed in a framework of a gate on the inside and outside of the goalpost, whether a game body has exceeded a goal line level in full , In this case, however, no cameras are provided, which are each arranged at a distance from the goal and in particular outside a playing field.
  • WO 01/41884 A1 a video processor system is known with which a game body in the form of a ball can be tracked during ball games in order to determine or predict a position or a trajectory of the ball on a playing field. With a suitable evaluation of the image data of the associated video cameras, certain game situations or control events can be analyzed.
  • WO 2011/006989 A1 shows an apparatus and a method for detecting game events in the immediate vicinity of a goal, whereby a goal can be recognized during a football game. Above a framework of a gate and slightly offset behind a goal line level, a camera is installed by means of which it can be detected whether a game body has completely crossed the goal line level. However, no cameras are provided which are located directly on or within a framework of the gate and may additionally monitor either the goal line level and / or an area adjacent to the goal.
  • the detection of a gate is possible not only by means of a camera but also by means of a sensor technology, according to which there is a transmitter or the like in the ball. Accordingly, when crossing a goal line level, a signal is sent from the ball to at least one receiver attached to a post or slat of the goal, thereby detecting a goal.
  • a technology is e.g. from EP 1 596 945 B1.
  • the disadvantage here is the arrangement of the transmitter within the ball, because of vibration or the like, a reliable transmission of signals can not be guaranteed permanently. Accordingly, the invention has for its object to provide a technology for gate detection, which ensures a high reliability and high accuracy with simple and inexpensive means.
  • the cameras of the first group and the second group are signal-technically connected to at least one computer unit and can be controlled by this computer unit.
  • At least the image data of the cameras of the second group can be evaluated by the computer unit, wherein the computer unit based on the image data of the cameras of the second group a Torentborgungssignal is generated or generated when a game body from the direction of the playing field completely crosses the goal line level has and with respect to the evaluation of the image data of the cameras of the second group is below a predetermined error tolerance.
  • the operation of at least one camera of the first group may be controlled in dependence on the image data of the cameras of the second group.
  • the above embodiment of the invention is based on the essential knowledge that the goal line level is always initially monitored by the cameras of the second group.
  • the predetermined fault tolerance below which the gate unit decision signal is generated by the computer unit, is understood with respect to the image data of the cameras of the second group in the sense of pixel evaluation, on the basis of which it is detected with sufficient accuracy or "sharpness" that the game body after passing through the The goal line has a sufficiently large distance to the edge of this goal line level.
  • said predetermined fault tolerance may be defined by a distance that a detected contour of the gaming device has to have at least from one edge of the goal line plane.
  • a spatial position or a trajectory of the game body relative to the goal can be determined. If detected on the basis of this For example, if the gaming device is located near the gate, for example, within the 5-m space, then depending on this knowledge, at least one camera of the first group may be selectively targeted to, for example, adjacent TV-enabled images to create the gate. In a further dependency of the exact position or trajectory of the game body relative to the goal, it is possible in this context to select from the first group of cameras a targeted camera which guarantees the best viewing angle on the game body or has the smallest distance to the game body that accordingly only the pictures of this selected camera of the first group are used for the desired TV pictures.
  • the operation of at least one camera of the first group for generating TV images of the area adjacent to the gate is initiated in the case of a so-called "gate event” if it is detected on the basis of the image data of the cameras of the second group that the game body approaching the goal or is already near the goal and it results in a dangerous situation.
  • a so-called "gate event” if it is detected on the basis of the image data of the cameras of the second group that the game body approaching the goal or is already near the goal and it results in a dangerous situation.
  • the cameras of the first group can also be suitable for monitoring the goal line level, wherein the image data of the cameras of the first group generated thereby can be evaluated by the computer unit.
  • This redundancy is important in the event that a predetermined fault tolerance is exceeded in the evaluation of the image data of the cameras of the second group. This may be the case if, after passing through the goal line level according to the resolution of the cameras of the second group, the game body is too close from a rear edge of the goal line level, so that the game body may not yet completely reach the goal line. Crossed the plane and thus entered the goal area.
  • a further embodiment of the invention which has an independent meaning, provides a goal recognition system and a corresponding method for recognizing a rule-compliant gate, comprising: a first group of a plurality of cameras, which are arranged at least partly on or in a framework of a goal and with where a goal line plane spanned by the framework of the gate is monitorable, a second group of a plurality of cameras, each spaced from the goal and especially outside the field, and aligned with its beam path towards the goal, and at least one computer unit, with which the cameras of the first group and the second group can be controlled and the image data of these cameras can be evaluated.
  • the computer unit can evaluate the image data of the cameras of the first group and generate a goal decision signal on the basis of the image data of these cameras, when a game object from the direction of the playing field has completely passed through the goal line plane.
  • the operation of at least one camera of the first group can be controlled as a function of the image data of the cameras of the second group.
  • the monitoring of the goal line level is continuously performed by the cameras of the first group.
  • These cameras are "close to the action" and provide a correspondingly high resolution of image data, which allows a correspondingly accurate and reliable evaluation of the position of the game body relative to the goal line level.
  • On the basis of the image data of the cameras of the second group it is possible to determine a spatial position or a trajectory of the game body relative to the goal. If, on the basis of this, a predetermined position or movement of the game Body is detected relative to the gate, wherein the game body, for example, falls below a predetermined distance from the goal, for example, the frame rate of the cameras of the first group can be increased appropriately to ensure improved accuracy of measurement for detecting a gate.
  • this is a high-performance computer with which both the cameras of the first and the second group can be suitably controlled, as well as receive the image data of these cameras and can be suitably evaluated, possibly in Connection with storage of this image data.
  • the computer unit is based on an evaluation of the image data of the first and the second cameras suitable for determining a possible spacing of the game body from a rear edge of the goal line level, when the game body from the direction of the playing field has completely passed through the goal line level, so that in this case the computer unit then generates a goal decision signal.
  • a selected camera of the first group in a predetermined mode as a function of a predetermined position or movement of the game body relative to the goal in order to monitor the goal line.
  • Level to optimize for this purpose, such a camera of the first group can be selected or considered, with respect the game body has the smallest distance or in the beam path of the game body has already occurred and is recognizable with most pixels.
  • the aforementioned predetermined mode for a selected camera of the first group may also mean that the images of this selected camera are not taken into account for the image evaluation by the computer unit.
  • a camera of the first group is not taken into account in the case when the game body, for example, is not in the beam path of this camera or adjacent thereto or does not move in the direction of the beam path of this camera.
  • the game body is not or insufficiently detected in the pixel field of the image data of such a camera, so that it does not depend on the evaluation of their image data and can be disregarded accordingly.
  • the image data of a selected camera can be disregarded if the game body is recognizable in the pixel field of this camera, but another selected camera of the first group offers an even better representation of the game body.
  • At least one camera from the first group A or from the second group B may be suitable for generating thermal images. Due to the shorter distance to the game, such a thermal imaging camera is recommended in particular for the first group A, whose cameras are mounted on or in the framework of the goal.
  • the thermal image information of such a camera is advantageously suitable for distinguishing a heat radiating body, for example the goalkeeper's head, from a comparatively colder body, for example the ball in the form of a ball.
  • the information of the thermal imaging camera can be consulted in order to improve the measurement accuracy with respect to the exact position of the game body ,
  • the processing and evaluation of the image data generated by the cameras of the first and second group can be improved by assigning a separate computer unit to each of the first group of cameras and the second group of cameras.
  • these two computer units are connected by signal technology, wherein the gate detection signal from one of these two computer units can be generated according to a predetermined rule.
  • one computer unit can be provided for each camera of the first or second group. These plurality of computer units can then each be connected to a central computer unit, by means of which the control of the individual cameras and the evaluation of their image data th and finally the generation of Torentscheidungssignals can be made.
  • the cameras of the first group or the second group are preferably made of high-speed cameras with which z. Some hundreds of pictures, e.g. up to 500 frames per second can be recorded. This high number of frames per second ensures that a game object, even if it moves at very high speed, will always be detected by these cameras. This plurality of cameras ensures that a game object or ball is also recognized when a player or several players are / are located in the field of view of a camera.
  • the cameras of the second group can be aligned around the edge of the field and in alignment with a respective goal on an end face of the playing field, so that an area-wide detection of the playing field adjacent to the goal or an accurate monitoring of the goal line level by these cameras becomes.
  • the cameras of the first group it is convenient for the cameras of the first group to travel along the framework of the gate, i. H. along the posts or the batten, spaced at regular intervals from each other.
  • Figure 1 is a simplified schematic representation of components of a gate recognition system according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective view of a framework of a gate on or in the
  • FIG. 3 is a perspective view of the door of FIG. 2, with the major axes of FIG
  • Beam paths of a plurality of cameras, which are attached to the framework of the gate, are indicated;
  • Figure 4 shows a detail of a part of a framework of the door of Fig. 2 and Fig. 3, in which a camera in conjunction with an associated
  • Figure 5 is a schematically simplified view illustrating how a camera can detect a gaming device relative to a goal line plane
  • FIG. 6 shows a flow chart to illustrate the implementation of a method according to the invention for detecting a rule conforming to the goal
  • Figure 7 is a schematically simplified view of a game situation in which a game body has not yet completely crossed a goal line level
  • FIG. 8 shows an exemplary image on the basis of the image data from a camera of the first group A.
  • the invention is particularly suitable for any sports in which a game body is played in the direction of an opponent's goal spanning a goal line level. Examples of such sports are especially football, handball, ice hockey, rugby, American football, field hockey or polo.
  • the following description of an embodiment of the invention relates to the field of football, wherein the game body is referred to as ball.
  • Fig. 1 shows a simplified manner an inventive gate recognition system 1, with its essential components. In Fig. 1, one half of a playing field for football is shown.
  • the gate recognition system 1 comprises a first group A of a plurality of cameras, which are arranged on or in a framework of a gate 3.
  • Fig. 1 shows a simplified manner an inventive gate recognition system 1, with its essential components. In Fig. 1, one half of a playing field for football.
  • the gate recognition system 1 comprises a first group A of a plurality of cameras, which are arranged on or in a framework of a gate 3.
  • Fig. 1 shows a simplified manner an inventive gate recognition
  • the plurality of cameras of the first group is indicated by the arrow A, which is directed to the gate 3.
  • images of an area adjacent to the gate can be generated.
  • said area adjacent to the gate and detected by the cameras of the first group A also includes the goal area behind the goal line level.
  • the cameras of the first group A may also monitor a goal line level, which will be explained in detail below.
  • a second group B of a plurality of cameras BB 7 is provided, which are each arranged at a distance from the gate and with which a through the framework of the gate 3 spanned Torlinien-level can be monitored.
  • the gate recognition system 1 comprises at least one computer unit 13, to which the cameras of the first group A and the second group B are connected, for example via a powerful fiber optic cable or the like, as indicated in FIG. 1 by a dotted line.
  • the computer unit 13 is connected to a display device 14, with which a score or the like can be displayed.
  • the computer unit 13 can communicate with a mobile receiving unit 15, which is, for example, a wristwatch of the referee.
  • the communication between the computer unit 13 and the mobile receiving unit 15 preferably takes place via a wireless communication link, which is suitably encrypted.
  • a wireless communication link which is suitably encrypted.
  • Fig. 1 for the sake of simplicity, only one half of a soccer field is shown. It is understood that the first group A of the plurality of cameras and the second group B of the plurality of cameras BB 7 are provided in the same manner at the gate, which is not shown in Fig. 1, these cameras are also connected to the computer unit 13, for example via a fiber optic cable or the like.
  • the cameras BB 7 of the second group B are mounted around an end face of the playing field at a sufficient height to the stadium floor as shown in FIG. 1, so that preferably no obstruction or restriction of the beam path of these cameras in the direction of the Gate 3 is present.
  • Such an arrangement of the cameras BB 7 can be ensured by suitable tripods.
  • Fig. 2 shows a gate 3 in a perspective view.
  • the goal 3 consists in detail of a framework 2 with two vertical posts 2a and a horizontal batten 2b mounted thereon.
  • a gate line level in Fig. 2 is indicated by dashed lines, which is spanned by the framework 2 of the door 3.
  • the goal line level E is exactly adjacent to a trailing edge of a goal line that runs between these two posts 2a.
  • Two trajectories or trajectories Ti, T 2 , T 3 are shown by way of example in FIG. 2, which illustrate possible movements of a game body in the form of the ball in the direction of the goal 3. These trajectories will be explained in detail below in connection with the evaluation of the image data.
  • Fig. 3 shows the gate 3 in a simplified perspective view.
  • the first group A comprises a plurality of cameras AA 7 , which are respectively attached to the posts 2a and 2b of the batten.
  • the cameras AA 7 are used inter alia for monitoring the goal line level E (see Fig. 2), wherein a main axis of the beam path of the cameras AA 7 - in Fig. 3 each represented by an arrow - is directed in each case inward.
  • seven cameras AA 7 are shown by way of example, wherein the total number of these cameras according to the first group A can be greater / less than seven.
  • FIG. 4 The detailed representations I and II of FIG. 3 symbolize the attachment of a respective camera AA 7 within the framework 2, ie within a post 2a or within the crossbar 2b.
  • the illustration of FIG. 4 corresponds to an enlargement of the respective detailed representations I, II of FIG. 2.
  • FIG. 4 is explained by way of example for the camera A 7 , wherein the illustrated attachment can apply in the same way to the remaining cameras A A6.
  • the part of the framework 2 shown in FIG. 4 may be a post 2a or the batten 2b.
  • the framework 2 is indicated in Fig. 4 with phantom lines, so that the arranged within the framework 2 components are recognizable.
  • the camera A 7 is associated with a mirror module 6, the camera A and the mirror module 6 are combined to form a structural unit.
  • an opening 7 is formed which points in the direction of the goal line plane E.
  • the mirror module 6 comprises a main mirror 8 and an additional mirror 9, wherein the additional mirror 9 is arranged between the main mirror 8 and a lens of the camera A 7 .
  • the assembly consisting of the mirror module 6 and the camera A 7 is positioned within the framework 2 such that the main mirror 8 is aligned with the opening 7.
  • the camera A 7 is connected via a damping element 12 with the carrier element 10.
  • the damping element 12 weakens vibrations of the framework 2, if z. B. a ball, however, bounces, suitable and thus prevents damage to the camera A 7th
  • the assignment of the mirror module 6 to the camera A 7 makes it possible that the camera A 7 is aligned with its longitudinal axis L substantially parallel to the longitudinal axis of the framework 2. This leads to a compact and space-saving arrangement of the camera A 7 within the framework 2.
  • cameras can also be provided which have a greater extent in their longitudinal axis L.
  • a precise alignment of the main mirror 8 of the mirror module 6 with the opening 7 formed in the framework 2 is possible by the clamping element 11, which can be suitably fixed to the longitudinal rails 2-H.
  • these cameras Ai to A 7 can also be mounted on the framework 2 of the door 3 in such a way that a longitudinal axis of the cameras aligned in alignment with the associated beam path directly to the goal line plane E.
  • the cameras of the first group A can be suitably mounted either on the posts 2a or on the crossbar 2b or within these framework elements, wherein also a targeted pivoting of these cameras with respect to the framework 2 is possible in order to obtain a desired image. rich for the cameras.
  • the cameras of the first group A and the second group B can, as explained above, consist of high-speed cameras, with which it is possible, per second z. B. to produce a few hundred images, eg up to 500 images. With the cameras either color images can be generated, but also black and white images or grayscale images. Optionally, it is also possible that these cameras are 3D cameras.
  • FIG. 5 illustrates an image recording for exactly this point in time.
  • a goal is to be scored when the ball 5 has completely crossed the goal line level E.
  • FIG. 5 illustrates, by way of example, a game situation in which the ball 5 has a sufficient distance from the goal line plane E.
  • the cameras B B of the second group B a reliable image analysis is possible to the effect that the ball 5 has actually completely crossed the goal line level E and a goal has fallen. This will be explained again in detail with reference to the flowchart of FIG.
  • the cameras B B 7 of the second group B monitor the goal line level E, in which a plurality of image recordings of the goal line level E are created per second by each camera and these image recordings are sent to the computer unit 13 (S 1) , based on the image data of the cameras of the second group B, it is also possible to determine a spatial position or trajectory of the ball 5 relative to the port 3.
  • the instantaneous position or movement of the ball 5 is predetermined by the computer unit 13
  • the edge of the 16 meter space may be set at a predetermined distance from the goal, as soon as the ball 5 falls below such a predefined distance from the goal, ie is played in the 16 meter space in said example this is recognized by the computer unit as a predetermined position of the ball 5 (S 2 )
  • the computer unit 13 On the basis of which it is possible to use the cameras AA 7 of the first one Group A by the computer unit 13 to drive (S 3 ), so that the cameras of the first group A generate appropriate TV images of the area adjacent to the gate 3. In the flow chart of FIG. 6, this is indicated by the letters "TV", as a branch of step S 3 .
  • Such a targeted control of the cameras of the first group A thus takes place in goal-dangerous situations of the course of the game, also referred to as a "goal event", which is detected by the cameras of the second group B.
  • a “goal event” which is detected by the cameras of the second group B.
  • an evaluation of this image data is now carried out by the computer unit 13 (S 4 ) in order thereby check that the ball 5 has completely crossed the goal line plane E.
  • a query is carried out by the computer unit 13 in step S 5 , in which an exceeding or falling below a predetermined error tolerance with respect to the evaluation of the image data of the cameras of the second group B is performed becomes.
  • this fault tolerance can be understood as a distance which the ball 5 has after crossing the goal line plane E from a rear edge of this goal line plane E.
  • the ball 5 has a clear distance to the rear edge of the goal line plane E. Such a distance can be reliably detected by the cameras of the second group B.
  • This distance detection of the ball 5 with respect to the rear edge of the goal line level is based, for example, on a certain number between a border contour which can be assigned to the ball 5 and a border contour which can be assigned to the rear edge of the goal line plane pixels are not occupied or remain "free”.
  • the computer unit 13 subsequently generates a goal decision signal ("TES") in step S 6
  • the computer unit 13 alternatively takes into account the image data of the cameras AA 7 of the first group A (S 7 ).
  • cameras of the first group A due to their smaller distance from the goal line level E, can accordingly produce pixel images with a higher resolution, with which an image evaluation with greater accuracy is possible.
  • This "switching”, ie the alternative consideration of the image data of the cameras of the first group A, is indicated in the diagram of FIG. 6 by the step S.
  • the computer unit 13 On the basis of the image data of the cameras of the first group A, the computer unit 13 then performs this query (S 8 ), in which it is determined by means of an evaluation of the image data whether the ball 5 is completely behind the rear edge of the goal line plane E located. If this is the case, a TES is generated by the computer unit in step S 9 , otherwise a non-gate decision signal is generated in step S 10 .
  • the operation of the cameras of the first group A can be controlled as a function of the image data of the cameras of the second group B, namely concretely depending on whether a predetermined position or movement relative to the goal is detected for the game body.
  • This influence on the operation of at least one camera of the first group A is defined by a predetermined mode in which such a selected camera of the first group A can be operated.
  • FIG. 8 shows, in a simplified representation, a game situation which is recorded by the camera A 7 (see FIG. 3: attached to the right-hand post 2 a).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Erkennen eines Tores, umfassend eine erste Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras, die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk eines Tors (3) angeordnet sind und Bilder von einem Bereich angrenzend an das Tor erzeugen, eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (B1-B7), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb eines Spielfeldes angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk des Tors aufgespannte Torlinien-Ebene überwachbar ist, zumindest eine Rechnereinheit (13), mit der die Kameras der ersten Gruppe (A) und zweiten Gruppe (B) signaltechnisch verbunden und ansteuerbar sind, wobei zumindest die Bilddaten der Kameras (B1-B7) der zweiten Gruppe (B) von der Rechnereinheit (13) auswertbar sind und von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage dieser Bilddaten ein Torentscheidungssignal erzeugbar ist, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat und bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras (B1-B7) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz unterschritten wird, wobei der Betrieb von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe (A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (B1-B7) der zweiten Gruppe (B) steuerbar ist.

Description

Torerkennungssystem, und Verfahren zum Erkennen eines Tors
Die Erfindung betrifft ein Torerkennungssystem und ein Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors, insbesondere bei einer Ballspiel-Sportart.
Bei vielen Sportarten, bei denen ein bewegter Spielkörper in Richtung eines Tors oder dergleichen gespielt wird, besteht eine Notwendigkeit dafür, mit hoher Zuver- lässigkeit zu bestimmen, ob der Spielkörper das Tor passiert hat oder nicht. Beispiele für solche Sportarten sind Fußball, Handball oder Eishockey. Herkömmlich sind verschiedene technische Hilfsmittel bekannt, zum Beispiel unter Verwendung von Sensoren bzw. Kameras, um zu bestimmen, ob der Spielkörper eine Torebene oder dergleichen durchquert hat. Nachstehend sind einige bekannte Technologien auf dem Gebiet des Fußballsports beispielhaft genannt.
Aus DE 200 11 144 111 ist ein sogenanntes Torkontrollsystem bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Hochgeschwindigkeitskameras an den beiden Pfosten bzw. an der Latte eines Tors angebracht und dabei jeweils nach innen in Richtung einer Torli- nien-Ebene gerichtet ist. Der Abstand zwischen den einzelnen Kameras ist dabei ausreichend klein bemessen, so dass ein Überqueren der Torlinien-Ebene durch den Ball in jedem Fall erkannt wird. Die Bilder der Hochgeschwindigkeitskameras werden mittels einer bildverarbeitenden Auswerteelektronik ausgewertet. Aus DE 10 2005 048 276 B3 sind ein Verfahren zur Verfolgung eines Spielelements, z.B. eines Balles oder eines Pucks auf einem Spielfeld, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens bekannt. Hierbei wird ermittelt, ob sich das Spielelement in bestimmten Sektoren des Spielfeldes befindet oder sich dort hineinbewegt. Dies wird durch eine Mehrzahl von Kameras ermittelt, die oberhalb des Spielfelds angeordnet sind. An einem Rahmenwerk eines Tors sind jedoch keine Kameras vorgesehen. Aus DE 10 2006 020 018 A1 ist eine Überwachungsvorrichtung für ein Spielfeld bekannt, die zumindest eine Messeinheit aufweist, die entlang des Spielfeldrandes verfahren wird. Mittels dieser Messeinheit können sämtliche Spielpunkte überwacht bzw. berechnet werden. Durch die Verfahrbarkeit der Messeinheit entlang des Spielfeldrandes ist es insbesondere möglich, Abseitsstellungen während eines Fussballspiels zu erkennen. Gleichwohl sind keine Kameras an einem Rahmenwerk eines Tors vorgesehen. Nach einer weiteren Technologie ist bekannt, an dem Pfosten bzw. an der Latte eines Tors sogenannte Strahlengitter bzw. ein Lichtschrankenmuster vorzusehen, so dass das Durchqueren einer Torlinien-Ebene von einem Ball erkennbar ist. Solche Technologien sind beispielsweise aus DE 203 04 144 U1 oder auch EP 2 085 123 A1 bekannt. Der Nachteil hierbei besteht darin, dass nicht mit letzter Zuverlässigkeit erkannt werden kann, wann der Ball vollständig eine Torlinien-Ebene durchquert hat, weil nach den üblichen Spielregeln erst für diesen Fall ein Tor zu werten ist.
DE 298 22 432 U1 beschreibt einen automatischen Linienrichter, wobei durch eine Mehrzahl von Kameras, die in einem Rahmenwerk eines Tors an der Innen- und Außenseite des Torpfosten eingebaut werden, erkannt werden kann, ob ein Spielkörper eine Torlinien-Ebene in vollem Umfang überschritten hat. Hierbei sind jedoch keine Kameras vorgesehen, die jeweils beabstandet zum Tor und insbesondere außerhalb eines Spielfeldes angeordnet sind.
Aus WO 01/41884 A1 ist ein Videoprozessorsystem bekannt, mit dem ein Spielkörper in Form eines Balls bei Ballspielen nachverfolgt werden kann, um eine Position oder eine Flugbahn des Balls auf ein Spielfeld zu bestimmen bzw. vorherzusagen. Mit einer geeigneten Auswertung der Bilddaten der zugehörigen Videokameras kön- nen bestimmte Spielsituationen bzw. Regelereignisse analysiert werden. WO 2011/006989 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen von Spielereignissen in der unmittelbaren Nähe bzw. Umgebung eines Tores, wodurch ein Tor während eines Fussballspiels erkannt werden kann. Oberhalb eines Rahmenwerkes eines Tors und geringfügig versetzt hinter einer Torlinien-Ebene ist eine Kamera installiert, mittels der detektiert werden kann, ob ein Spielkörper die Torlinien-Ebene vollständig überquert hat. Jedoch sind keine Kameras vorgesehen, die direkt an oder in einem Rahmenwerk des Tors angeordnet sind und zusätzlich entweder die Torlinien-Ebene und/oder einen Bereich angrenzend an das Tor überwachen können.
Die Erkennung eines Tors ist nicht nur mittels einer Kamera, sondern auch mittels einer Sensortechnologie möglich, wonach sich in dem Ball ein Sender oder dergleichen befindet. Entsprechend wird beim Überqueren einer Torlinien-Ebene von dem Ball ein Signal an zumindest einen an einem Pfosten bzw. an einer Latte des Tors angebrachten Empfänger ausgesendet, wodurch ein Tor erkannt wird. Eine solche Technologie ist z.B. aus EP 1 596 945 B1 bekannt. Nachteilig hierbei ist die Anordnung des Senders innerhalb des Balls, weil durch Erschütterungen oder dergleichen ein zuverlässiges Senden von Signalen nicht dauerhaft gewährleistet sein kann. Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Technologie zur Torerkennung zu schaffen, die eine große Zuverlässigkeit und hohe Messgenauigkeit mit einfachen und preiswerten Mitteln gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch ein Torerkennungssystem mit den Merkmalen von An- spruch 1 bzw. Anspruch 3, und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 18 bzw. Anspruch 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein erfindungsgemäßes Torerkennungssystem bzw. ein entsprechendes Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors sieht eine erste Gruppe einer Mehrzahl von Kameras vor, die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk eines Tors angeordnet sind und Bilder von einem Bereich angrenzend an das Tor erzeugen. Des Weiteren ist eine zweite Gruppe einer Mehrzahl von Kameras vorgesehen, die jeweils beabstandet zum Tor und insbesondere außerhalb eines Spielfelds angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk des Tors aufgespannte Torli- nien-Ebene überwachbar ist bzw. überwacht wird. Die Kameras der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe sind zumindest mit einer Rechnereinheit signaltechnisch verbunden und können von dieser Rechnereinheit angesteuert werden. Zumindest die Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe können von der Rechnereinheit ausgewertet werden, wobei von der Rechnereinheit auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe ein Torentscheidungssignal erzeugbar ist bzw. erzeugt wird, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat und bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe eine vorbestimmte Fehlertoleranz unterschritten wird. Zusätzlich kann der Betrieb von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe gesteuert werden.
Der obigen Ausführungsform der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass die Torlinien-Ebene zunächst stets von den Kameras der zweiten Gruppe überwacht wird. Die vorbestimmte Fehlertoleranz, bei deren Unterschreiten von der Rechnereinheit das Torentscheidungssignal erzeugt wird, versteht sich bezüglich der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe im Sinne einer Pixelauswertung, auf Grundlage derer ausreichend genau bzw. "scharf" erkannt wird, dass der Spielkörper nach dem Durchqueren der Torlinien-Ebene einen hinreichend großen Abstand zum Rand dieser Torlinien-Ebene hat. In Abhängigkeit von einer geeigneten hohen Auflö- sung der Kameras der zweiten Gruppe kann die genannte vorbestimmte Fehlertoleranz durch einen Abstand definiert sein, den eine erfasste Kontur des Spielkörpers mindestens von einem Rand der Torlinien-Ebene aufzuweisen hat.
Zusätzlich zur Überwachung der Torlinien-Ebene kann auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe eine räumliche Position oder eine Trajektorie des Spielkörpers relativ zum Tor bestimmt werden. Falls auf Grundlage dessen erkannt wird, dass der Spielkörper sich in der Nähe des Tors befindet, zum Beispiel innerhalb des 5 m-Raums, so kann in Abhängigkeit von dieser Erkenntnis zumindest eine Kamera der ersten Gruppe gezielt angesteuert werden, um zum Beispiel TV-fähige Bilder von dem Bereich angrenzend an das Tor zu erzeugen. In weiterer Abhängigkeit der exakten Position bzw. Bewegungsbahn des Spielkörpers relativ zum Tor ist es in diesem Zusammenhang möglich, aus der ersten Gruppe der Kameras eine gezielte Kamera auszuwählen, die den besten Blickwinkel auf den Spielkörper gewährleistet bzw. den geringsten Abstand zum Spielkörper aufweist, so dass entsprechend nur die Bilder dieser ausgewählten Kamera der ersten Gruppe für die gewünschten TV- Bilder verwendet werden. Der Betrieb von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe zur Erzeugung von TV-Bildern des Bereichs angrenzend an das Tor wird im Falle eines sogenannten "Tor-Events" eingeleitet, wenn auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe erkannt wird, dass der Spielkörper sich dem Tor annähert bzw. bereits in der Nähe des Tores ist und daraus eine torgefährliche Situation resultiert. Indem wie erläutert die Kameras der ersten Gruppe lediglich bei den sogenannten "Tor-Events" in Betrieb genommen werden, um gewünschte TV-Bilder zu erzeugen, kann die Verarbeitung der dabei erzeugten Bilder optimiert werden, wobei das Erzeugen von nicht-relevanten Bildern, wenn der Spielkörper eine zu große Entfernung von dem Tor aufweist, vermieden wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Kameras der ersten Gruppe auch dazu geeignet sein, die Torlinien-Ebene zu überwachen, wobei die dabei erzeugten Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe von der Rechnereinheit ausgewertet werden können. Diese Redundanz ist für den Fall von Bedeutung, dass bei der Auswertung der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe eine vorbestimmte Fehlertoleranz überschritten wird. Dies kann dann der Fall sein, wenn der Spielkörper nach dem Durchqueren der Torlinien-Ebene gemäß der Auflösung der Kameras der zweiten Gruppe einen zu geringen Abstand von einem hinteren Rand der Torlinien-Ebene aufweist, so dass der Spielkörper möglicherweise noch nicht vollständig die Torlinien-Ebene durchquert hat und somit in den Torraum gelangt ist. Für diesen Fall wird zur Erzeugung des Torentscheidungssignals von der Rechnereinheit auf die Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe "umgeschaltet", die eine höhere Auflösung als die Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe haben und somit eine genauere Grundlage für die Feststellung bieten, ob der Spielkörper ggf. die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, der eine eigenständige Bedeutung zukommt, sieht ein Torerkennungssystem und ein entsprechendes Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors vor, umfassend: eine erste Gruppe einer Mehrzahl von Kameras, die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk eines Tors angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk des Tors aufgespannte Torlinien-Ebene überwachbar ist bzw. überwacht wird, eine zweite Gruppe einer Mehrzahl von Kameras, die jeweils beabstandet zum Tor und insbesondere außerhalb des Spielfelds angeordnet sind, und mit ihrem Strahlengang in Richtung des Tors ausgerichtet sind, und zumindest eine Rechnereinheit, mit der die Kameras der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe angesteuert und die Bilddaten dieser Kameras ausgewertet werden können. Die Rechnereinheit kann die Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe auswerten und auf Grundlage der Bilddaten dieser Kameras ein Torentscheidungssignal erzeugen, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat. Zur Verbesserung bzw. Opti- mierung der Überwachung der Torlinien-Ebene kann der Betrieb von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe gesteuert werden.
Bei der zuletzt genannten Ausführungsform wird die Überwachung der Torlinien- Ebene fortwährend von den Kameras der ersten Gruppe vorgenommen. Diese Kameras befinden sich "nah am Geschehen" und bieten eine entsprechend hohe Auflösung von Bilddaten, was eine entsprechend exakte und zuverlässige Auswertung bezüglich der Position des Spielkörpers relativ zur Torlinien-Ebene ermöglicht. Auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe ist es möglich, eine räum- liehe Position oder eine Trajektorie des Spielkörpers relativ zum Tor zu bestimmen. Falls auf Grundlage dessen eine vorbestimmte Position oder Bewegung des Spiel- körpers relativ zum Tor erkannt wird, wobei der Spielkörper zum Beispiel einen vorbestimmten Abstand zum Tor unterschreitet, kann beispielsweise die Bildfrequenz der Kameras der ersten Gruppe geeignet erhöht werden, um eine verbesserte Messgenauigkeit zum Erkennen eines Tors zu gewährleisten. Ergänzend oder alternativ ist es möglich, die Auswertung von Bilddaten auf eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe zu beschränken, innerhalb deren Strahlengang sich der Spielkörper befindet. Auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe kann erkannt werden, zu welcher Kamera der ersten Gruppe der Spielkörper die geringste Entfernung aufweist bzw. ob der Spielkörper bereits in den Strahlengang einer solchen ausgewählten Kamera eingetreten ist bzw. in Kürze eintreten wird. Hierdurch kann Rechenzeit bei der Verarbeitung und Auswertung der Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe eingespart werden, um ein besseres Echtzeit-Ergebnis mit höherer Genauigkeit zu gewährleisten.
Bezüglich der Rechnereinheit darf darauf hingewiesen werden, dass es sich hierbei um einen Hochleistungsrechner handelt, mit dem sowohl die Kameras der ersten bzw. der zweiten Gruppe geeignet angesteuert werden können, als auch die Bilddaten dieser Kameras empfangen und geeignet ausgewertet werden können, ggf. in Verbindung mit einer Speicherung dieser Bilddaten. Die Rechnereinheit ist auf Grundlage einer Auswertung der Bilddaten der ersten bzw. der zweiten Kameras dazu geeignet, eine mögliche Beabstandung des Spielkörpers von einem hinteren Rand der Torlinien-Ebene zu bestimmen, wenn der Spielkörper aus Richtung des Spielfeldes die Torlinien-Ebene vollständig durchquert hat, so dass für diesen Fall die Rechnereinheit dann ein Torentscheidungssignal erzeugt.
Unter Bezugnahme auf alle der vorstehend genannten Ausführungsformen der Erfindung ist es bei einer vorteilhaften Weiterbildung möglich, eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor in einem vorbestimmten Modus zu betreiben, um die Überwachung der Torlinien-Ebene zu optimieren. Hierzu kann eine solche Kamera der ersten Gruppe ausgewählt werden bzw. in Betracht kommen, bezüglich der der Spielkörper den geringsten Abstand aufweist bzw. in deren Strahlengang der Spielkörper bereits eingetreten ist und dabei mit den meisten Pixeln erkennbar ist. Der Betrieb einer ausgewählten Kamera der ersten Gruppe in dem genannten vorbestimmten Modus kann bedeuten, dass die Bildauswertung dieser Kamera auf einem bestimmten Bereich des Pixelfelds beschränkt wird. Dieses beschränkte Pixelfeld wird im Sinne dieser Erfindung als ROI (= region of interest) bezeichnet. Entsprechend werden bei einem Bild dieser ausgewählten Kamera der ersten Gruppe ausschließlich solche Pixel über die Bildauswertung berücksichtigt, die erkennbar einen Körper zeigen, der mit der Kontur des Spielkörpers korreliert werden kann bzw. zumindest Ähnlichkeit dazu hat. Anders ausgedrückt, werden bei der genannten Beschränkung auf den ROI solche Pixel des Bildes der ausgewählten Kamera der ersten Gruppe nicht berücksichtigt, die erkennbar keinen Spielkörper darstellen. Diese Beschränkung bzw. Fokussierung auf einen bestimmten ROI führt zu einer schnelleren und genaueren Bildauswertung, bei der die Ressourcen der Rechnereinheit effizienter genutzt werden.
Der oben genannte vorbestimmte Modus für eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe kann auch bedeuten, dass die Bilder dieser ausgewählten Kamera für die Bildauswertung durch die Rechnereinheit nicht berücksichtigt werden. Dies ist dahingehend zu verstehen, dass eine solche Kamera der ersten Gruppe für den Fall nicht berücksichtigt wird, wenn der Spielkörper sich beispielsweise nicht im Strahlengang dieser Kamera oder angrenzend dazu befindet oder sich nicht in Richtung von dem Strahlengang dieser Kamera bewegt. Infolgedessen wird der Spielkörper nicht bzw. nur unzureichend in dem Pixelfeld der Bilddaten einer solchen Kamera erfasst, so dass es auf die Auswertung von deren Bilddaten nicht ankommt und entsprechend unberücksichtigt bleiben können. In gleicher Weise können die Bilddaten einer ausgewählten Kamera unberücksichtigt bleiben, wenn der Spielkörper in dem Pixelfeld dieser Kamera erkennbar ist, jedoch eine andere ausgewählte Kamera der ersten Gruppe eine noch bessere Darstellung des Spielkörpers bietet. Dies bedeutet, dass nach dem vorbestimmten Modus stets eine solche Kamera der ersten Gruppe für ei- ne entsprechende Bildauswertung durch die Rechnereinheit ausgewählt wird, die die beste Auflösung des Spielkörpers mit den meisten Pixelpunkten hat.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zumindest eine Kamera aus der ersten Gruppe A oder aus der zweiten Gruppe B dazu geeignet sein, Wärmebilder zu erzeugen. Aufgrund des geringeren Abstandes zum Spielgeschehen ist eine solche Wärmebildkamera insbesondere für die erste Gruppe A zu empfehlen, deren Kameras an oder in dem Rahmenwerk des Tors angebracht sind. Die Wärmebild- Informationen einer solchen Kamera eignen sich vorteilhaft dazu, einen Wärme aus- strahlenden Körper, zum Beispiel den Kopf des Torhüters, von einem im Vergleich dazu relativ kälteren Körper, zum Beispiel der Spielkörper in Form des Balls, zu unterscheiden. Auf Grundlage dessen kann bei Problemen im zuge der Auswertung der Bilddaten, nämlich bei der Beurteilung, ob es sich bei einem Objekt tatsächlich um den Spielkörper handelt, die Information der Wärmebildkamera hinzugezogen wer- den, um die Messgenauigkeit bezüglich der exakten Position des Spielkörpers zu verbessern.
Die Verarbeitung und Auswertung der von den Kameras der ersten und zweiten Gruppe erzeugten Bilddaten kann dadurch verbessert werden, dass der ersten Gruppe von Kameras und der zweiten Gruppe von Kameras jeweils eine eigene Rechnereinheit zugewiesen ist. Zweckmäßigerweise sind diese beiden Rechnereinheiten signaltechnisch miteinander verbunden, wobei nach einer vorbestimmten Regel das Torerkennungssignal von einer dieser beiden Rechnereinheiten erzeugt werden kann.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung und zur Verbesserung der Verarbeitung der erzeugten Menge von Bilddaten kann pro Kamera der ersten bzw. zweiten Gruppe jeweils eine Rechnereinheit vorgesehen sein. Diese Mehrzahl von Rechnereinheiten können dann jeweils an eine zentrale Rechnereinheit angeschlossen sein, mittels der die Ansteuerung der einzelnen Kameras und die Auswertung von deren Bildda- ten und schließlich die Erzeugung des Torentscheidungssignals vorgenommen werden kann.
Die Kameras der ersten Gruppe bzw. der zweiten Gruppe bestehen vorzugsweise aus Hochgeschwindigkeitskameras, mit denen pro Sekunde z. B. einige Hundert Bilder, z.B. bis zu 500 Bilder pro Sekunde aufgenommen werden können. Diese hohe Anzahl von Bildern pro Sekunde stellt sicher, dass ein Spielkörper, auch wenn er sich mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegt, in jedem Fall von diesen Kameras er- fasst wird. Diese Mehrzahl von Kameras stellt dabei sicher, dass ein Spielkörper bzw. Ball auch dann erkannt wird, wenn sich ein Spieler oder mehrere Spieler im Sichtfeld von einer Kamera befindet/befinden.
Zweckmäßigerweise können die Kameras der zweiten Gruppe um den Spielfeldrand herum und in Ausrichtung auf ein jeweiliges Tor an einer Stirnseite des Spielfeldes ausgerichtet sein, so dass eine flächendeckende Erfassung des Spielfelds angrenzend an das Tor bzw. eine genaue Überwachung der Torlinien-Ebene durch diese Kameras ermöglicht wird. In gleicher Weise ist es für die Kameras der ersten Gruppe zweckmäßig, dass diese entlang des Rahmenwerks des Tors, d. h. entlang der Pfosten oder der Latte, in gleichmäßigen Abständen zueinander beabstandet angeordnet sind.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Es zeigen: Figur 1 eine vereinfachte Prinzipdarstellung von Komponenten eines erfindungsgemäßen Torerkennungssystems;
Figur 2 eine Perspektivansicht eines Rahmenwerks eines Tors, an bzw. in dem
Kameras des Torerkennungssystems von Fig. 1 angebracht sind;
Figur 3 eine Perspektivansicht des Tors von Fig. 2, wobei die Hauptachsen von
Strahlengängen einer Mehrzahl von Kameras, die an dem Rahmenwerk des Tors angebracht sind, angedeutet sind;
Figur 4 einen Ausschnitt aus einem Teil eines Rahmenwerks des Tors von Fig. 2 bzw. Fig. 3, in dem eine Kamera in Verbindung mit einem zugeordneten
Spiegelmodul befestigt ist;
Figur 5 eine schematisch stark vereinfachte Ansicht zur Verdeutlichung, wie von einer Kamera ein Spielkörper relativ zu einer Torlinien-Ebene erfasst werden kann;
Figur 6 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen eines regelkonformen Tors;
Figur 7 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer Spielsituation, bei der ein Spielkörper noch nicht vollständig eine Torlinien-Ebene durchquert hat; und
Figur 8 ein beispielhaftes Bild auf Grundlage der Bilddaten von einer Kamera der ersten Gruppe A.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für jegliche Sportarten, bei denen ein Spielkörper in Richtung eines gegnerischen Tors, das eine Torlinien-Ebene aufspannt, gespielt wird. Beispiele für solche Sportarten sind insbesondere Fußball, Handball, Eishockey, Rugby, American Football, Feldhockey oder auch Polo. Die nachfolgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf den Bereich des Fußballsports, wobei der Spielkörper entsprechend als Ball bezeichnet ist. Jedoch darf darauf hingewiesen werden, dass mit der Bezugnahme auf das Gebiet des Fußballsports keine Einschränkung für die Erfindung zu sehen ist. Fig. 1 zeigt stark vereinfacht ein erfindungsgemäßes Torerkennungssystem 1 , mit seinen wesentlichen Komponenten. In Fig. 1 ist eine Hälfte eines Spielfeldes für Fußball gezeigt. Das Torerkennungssystem 1 umfasst eine erste Gruppe A einer Mehrzahl von Kameras, die an oder in einem Rahmenwerk eines Tors 3 angeordnet sind. In Fig. 1 ist die Mehrzahl von Kameras der ersten Gruppe durch den Pfeil A angedeutet, der auf das Tor 3 gerichtet ist. Mit den Kameras dieser ersten Gruppe A können Bilder von einem Bereich angrenzend an das Tor erzeugt werden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird darauf hingewiesen, dass der genannte Bereich, der an das Tor angrenzt und von den Kameras der ersten Gruppe A erfasst wird, auch den Torraum hinter der Torlinien-Ebene einschließt. Insoweit können mit den Kameras der ersten Gruppe A Bilder von Spielabläufen aufgezeichnet werden, die sich beiderseits der Torlinien-Ebene ereignen. Optional können die Kameras der ersten Gruppe A auch eine Torlinien-Ebene überwachen, was nachstehend noch im Detail erläutert wird.
Außerhalb des Spielfeldes ist eine zweite Gruppe B einer Mehrzahl von Kameras B B7 vorgesehen, die jeweils beabstandet zum Tor angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk des Tors 3 aufgespannte Torlinien-Ebene überwacht werden kann. Das Torerkennungssystem 1 umfasst zumindest eine Rechnereinheit 13, an die die Kameras der ersten Gruppe A und der zweiten Gruppe B angeschlossen sind, zum Beispiel über ein leistungsfähiges Glasfaserkabel oder dergleichen, wie in Fig. 1 durch eine punktierte Linie angedeutet. Die Rechnereinheit 13 ist mit einer Anzeigenvorrichtung 14 verbunden, mit der ein Spielstand oder dergleichen angezeigt werden kann. Des Weiteren kann die Rechnereinheit 13 mit einer mobilen Emp- fangseinheit 15 kommunizieren, bei der es sich beispielsweise um eine Armbanduhr des Schiedsrichters handelt. Die Kommunikation zwischen der Rechnereinheit 13 und der mobilen Empfangseinheit 15 erfolgt vorzugsweise über eine drahtlose Kommunikationsstrecke, die geeignet verschlüsselt ist. In Fig. 1 ist zum Zwecke der Vereinfachung nur eine Hälfte eines Fußball-Spielfeldes gezeigt. Es versteht sich, dass die erste Gruppe A der Mehrzahl von Kameras und die zweite Gruppe B der Mehrzahl von Kameras B B7 in gleicher Weise bei dem Tor vorgesehen sind, das in Fig. 1 nicht gezeigt ist, wobei diese Kameras ebenfalls mit der Rechnereinheit 13 beispielsweise über ein Glasfaserkabel oder dergleichen verbunden sind.
Bezüglich der Kameras B B7 der zweiten Gruppe B versteht sich, dass diese wie in Fig. 1 gezeigt um eine Stirnseite des Spielfeldes herum in einer ausreichenden Höhe zum Stadionboden angebracht sind, so dass vorzugsweise keine Sichtbehinderung bzw. Einschränkung des Strahlengangs dieser Kameras in Richtung des Tors 3 vor- liegt. Eine solche Anordnung der Kameras B B7 kann durch geeignete Stative gewährleistet sein. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Kameras Bi-B am Stadiondach oder dergleichen anzubringen. Es versteht sich, dass die Anzahl von Kameras der zweiten Gruppe B abweichend von der Darstellung in Fig. 1 auch größer oder kleiner als sieben sein kann.
Fig. 2 zeigt ein Tor 3 in einer Perspektivansicht. Das Tor 3 besteht im Einzelnen aus einem Rahmenwerk 2 mit zwei vertikalen Pfosten 2a und einer darauf angebrachten horizontalen Latte 2b. Mit "E" ist eine Torlinien-Ebene in Fig. 2 gestrichelt angedeutet, die durch das Rahmenwerk 2 des Tors 3 aufgespannt wird. Die Torlinien-Ebene E grenzt exakt an einer hinteren Kante einer Torlinie an, die zwischen diesen beiden Pfosten 2a verläuft.
In Fig. 2 sind beispielhaft drei Trajektorien bzw. Bahnkurven T-i , T2, T3 gezeigt, die mögliche Bewegungen eines Spielkörpers in Form des Balls in Richtung des Tors 3 verdeutlichen. Diese Trajektorien werden nachfolgend noch im Zusammenhang mit der Auswertung der Bilddaten im Detail erläutert.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 erläutert, in welcher Weise die Mehrzahl von Kameras der ersten Gruppe A an bzw. in dem Rahmenwerk 2 an- gebracht sein können. Fig. 3 zeigt das Tor 3 in einer vereinfachten Perspektivansicht. Die erste Gruppe A umfasst eine Mehrzahl von Kameras A A7, die jeweils an den Pfosten 2a bzw. an der Latte 2b angebracht sind. Die Kameras A A7 dienen unter anderem zur Überwachung der Torlinien-Ebene E (vgl. Fig. 2), wobei eine Hauptachse des Strahlengangs der Kameras A A7 - in Fig. 3 jeweils durch einen Pfeil dargestellt - jeweils nach innen gerichtet ist. In der Darstellung von Fig. 3 sind beispielhaft sieben Kameras A A7 dargestellt, wobei die Gesamtanzahl dieser Kameras gemäß der ersten Gruppe A auf größer/kleiner sieben sein kann.
Die Detaildarstellungen I und II von Fig. 3 symbolisieren die Anbringung einer jeweiligen Kamera A A7 innerhalb des Rahmenwerks 2, d. h. innerhalb eines Pfostens 2a bzw. innerhalb der Latte 2b. Die Darstellung von Fig. 4 entspricht einer Vergrößerung der jeweiligen Detaildarstellungen I, II von Fig. 2. Nachfolgend ist die Fig. 4 beispielhaft für die Kamera A7 erläutert, wobei die erläuterte Anbringung in gleicher Weise für die übrigen Kameras A A6 zutreffen kann.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Teil des Rahmenwerks 2 kann es sich um einen Pfosten 2a oder die Latte 2b handeln. Das Rahmenwerk 2 ist in der Fig. 4 mit Phantomlinien angedeutet, so dass die innerhalb des Rahmenwerks 2 angeordneten Bauelemente erkennbar sind. Der Kamera A7 ist ein Spiegelmodul 6 zugeordnet, wobei die Kamera A und das Spiegelmodul 6 zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sind. In dem Rahmenwerk 2 ist eine Öffnung 7 ausgebildet, die in Richtung der Torlinien- Ebene E weist. Das Spiegelmodul 6 umfasst einen Hauptspiegel 8 und einen Zusatzspiegel 9, wobei der Zusatzspiegel 9 zwischen dem Hauptspiegel 8 und einer Linse der Kamera A7 angeordnet ist. Die Baueinheit, bestehend aus dem Spiegelmodul 6 und der Kamera A7, ist innerhalb des Rahmenwerks 2 derart positioniert, dass der Hauptspiegel 8 mit der Öffnung 7 ausgerichtet ist. Dies hat zur Folge, dass der Strahlengang der Kamera - in Fig. 4 gestrichelt angedeutet - infolge einer geeigneten Reflexion an dem Zusatzspiegel 9 und an dem Hauptspiegel 8 durch die Öffnung 7 austreten kann, so dass mit der Kamera A7 die Torlinien-Ebene E überwacht werden kann. Diese Überwachung wird durch das Erzeugen von Bildaufnahmen der Torlinien-Ebene E gewährleistet, wie nachfolgend noch in Bezug auf die Fig. 5 erläutert wird.
Die Positionierung der Baueinheit, bestehend aus der Kamera A7 und dem Spiegel- modul 6, erfolgt über ein Trägerelement 10, das mittels eines Klemmelements 1 1 an Längsschienen 2-H, die innerhalb des Rahmenwerks 2 in deren Längsrichtung des Rahmenwerks 2 verlaufen, festgeklemmt wird. Die Kamera A7 ist über ein Dämpfungselement 12 mit dem Trägerelement 10 verbunden. Das Dämpfungselement 12 schwächt Erschütterungen des Rahmenwerks 2, wenn z. B. ein Ball dagegen prallt, geeignet ab und verhindert somit eine Beschädigung der Kamera A7.
Die Zuordnung des Spiegelmoduls 6 zu der Kamera A7 macht es möglich, dass die Kamera A7 mit ihrer Längsachse L im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Rahmenwerks 2 ausgerichtet ist. Dies führt zu einer kompakten und raumsparenden Anordnung der Kamera A7 innerhalb des Rahmenwerks 2. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Prinzips der Anordnung können auch Kameras vorgesehen sein, die eine größere Erstreckung in ihrer Längsachse L aufweisen. Ein jeweils genaues Ausrichten des Hauptspiegels 8 des Spiegelmoduls 6 mit der in dem Rahmenwerk 2 ausgebildeten Öffnung 7 ist durch das Klemmelement 1 1 möglich, das geeignet an den Längs- schienen 2-H befestigt werden kann.
Alternativ zu der Anbringung der Kameras der ersten Gruppe A, wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 erläutert, können diese Kameras Ai bis A7 auch derart an dem Rahmenwerk 2 des Tors 3 angebracht sein, dass eine Längsachse der Ka- meras in Ausrichtung mit dem zugehörigen Strahlengang direkt auf die Torlinien- Ebene E ausgerichtet ist. Hierbei können die Kameras der ersten Gruppe A geeignet entweder an den Pfosten 2a bzw. an der Latte 2b oder innerhalb dieser Rahmen- werk-Elemente angebracht sein, wobei auch ein gezieltes Verschwenken dieser Kameras bezüglich des Rahmenwerks 2 möglich ist, um einen gewünschten Bildbe- reich für die Kameras einzustellen.
Im einfachsten Fall Die Kameras der ersten Gruppe A bzw. der zweiten Gruppe B können wie oben erläutert aus Hochgeschwindigkeitskameras bestehen, mit denen es möglich ist, pro Sekunde z. B. einige Hundert Bilder, z.B. bis zu 500 Bilder, zu erzeugen. Mit den Kameras können entweder Farbbilder erzeugt werden, oder aber auch Schwarz/Weiß-Bilder bzw. Graustufen-Bilder. Optional ist es auch möglich, dass es sich bei diesen Kameras um 3D-Kameras handelt.
Die Überwachung der Torlinien-Ebene E durch die Kameras der ersten Gruppe A bzw. der zweiten Gruppe B ist prinzipiell vereinfacht in Fig. 5 dargestellt. Eine Kame- ra erstellt ein Bild der Torlinien-Ebene E, während ein Ball 5 aus der Richtung S geschossen wird und folglich die Torlinien-Ebene E überquert. Einer möglichen hohen Geschwindigkeit des Balls 5 wird dadurch Rechnung getragen, dass die Kamera pro Sekunde mehrere Tausend (1000) Bilder erstellen kann, z. B. bis zu 4000 Bilder. Wegen dieser Hochgeschwindigkeitseigenschaft der Kamera ist es möglich, ein Bild für den Zeitpunkt zu erstellen, sobald der Ball 5 die Torlinien-Ebene E vollständig durchquert hat. In Fig.5 ist eine Bildaufnahme für genau diesen Zeitpunkt veranschaulicht. Nach den üblichen Spielregeln ist ein Tor dann zu werten, wenn der Ball 5 die Torlinien-Ebene E vollständig durchquert hat. Somit kann mittels einer Auswertung der Bilddaten der Kameras 1 zuverlässig erkannt werden, ob ein Tor gefallen ist.
Die Darstellung von Fig. 5 verdeutlicht beispielhaft eine Spielsituation, bei der der Ball 5 einen hinreichenden Abstand zur Torlinien-Ebene E aufweist. Somit ist bereits durch die Kameras B B der zweiten Gruppe B eine zuverlässige Bildauswertung dahingehend möglich, dass der Ball 5 tatsächlich die Torlinien-Ebene E vollständig überquert hat und ein Tor gefallen ist. Dies wird anhand des Flussdiagramms von Fig. 6 nochmals im Detail erläutert.
Bezüglich der Kameras mit der ersten Gruppe A und der zweiten Gruppe B, mit de- nen die Torlinien-Ebene E überwacht wird, wird darauf hingewiesen, dass eine Parallaxenkorrektur vorgesehen sein kann. Mit dieser Parallaxenkorrektur ist es mög- lieh, den Aufnahmebereich der Kameras exakt auf einen hinteren Rand der Torlinien- Ebene E auszurichten. Die Korrektur der Parallaxe kann z. B. durch einen Schwenkspiegel erzielt werden, der in einem optischen System einer jeweiligen Kamera vorgesehen ist.
Die Erfindung funktioniert nun in einer beispielhaften Ausführungsform wie folgt, wobei bei der nachstehenden Erläuterung auf das Flussdiagramm von Fig. 6 Bezug genommen wird und in Klammern jeweils die Schritte Si referenziert werden, die in Fig. 6 gezeigt sind:
Die Kameras B B7 der zweiten Gruppe B überwachen die Torlinien-Ebene E, in dem pro Sekunde von jeder Kamera eine Vielzahl von Bildaufnahmen der Torlinien- Ebene E erstellt wird und diese Bildaufnahmen an die Rechnereinheit 13 gesendet werden (S^. Wie oben bereits erläutert, ist es auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B ebenfalls möglich, eine räumliche Position oder eine Trajektorie des Balls 5 relativ zum Tor 3 zu bestimmen. Die momentane Position bzw. Bewegung des Balls 5 wird von der Rechnereinheit 13 mit im Voraus festgelegten Referenzwerten verglichen, wobei zum Beispiel der Rand des 16 Meter-Raums als vorbestimmte Entfernung zum Tor festgelegt sein kann. Sobald nun der Ball 5 eine solche vordefinierte Entfernung zum Tor unterschreitet, d. h. in dem genannten Beispiel in den 16 Meter-Raum gespielt wird, wird dies von der Rechnereinheit als eine vorbestimmte Position des Balls 5 erkannt (S2). Auf Grundlage dessen ist es möglich, die Kameras A A7 der ersten Gruppe A durch die Rechnereinheit 13 anzusteuern (S3), so dass die Kameras der ersten Gruppe A geeignete TV-Bilder von dem Bereich angrenzend an das Tor 3 erzeugen. In dem Flussdiagramm von Fig. 6 ist dies durch die Buchstaben "TV" angedeutet, als Abzweig des Schrittes S3. Eine solche gezielte Ansteuerung der Kameras der ersten Gruppe A erfolgt also bei torgefährlichen Situationen des Spielverlaufs, auch als "Tor-Event" bezeichnet, der von den Kameras der zweiten Gruppe B erkannt wird. Auf Grundlage der Bilddaten, die bei der Überwachung der Torlinien-Ebene E von den Kameras B1-B7 der zweiten Gruppe B an die Rechnereinheit 13 gesendet werden, wird nun von der Rechnereinheit 13 eine Auswertung dieser Bilddaten vorgenommen (S4), um dadurch zu prüfen, ob der Ball 5 die Torlinien-Ebene E vollständig durchquert hat.
Im Zusammenhang mit der bzw. im Anschluss an die Bildauswertung gemäß Schritt S4 wird von der Rechnereinheit 13 in Schritt S5 eine Abfrage durchgeführt, bei der ein Über- oder Unterschreiten einer vorbestimmten Fehlertoleranz bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B durchgeführt wird. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann diese Fehlertoleranz als Abstand verstanden werden, den der Ball 5 nach dem Überqueren der Torlinien-Ebene E von einem hinteren Rand dieser Torlinien-Ebene E aufweist. Bezüglich des in Fig. 5 gezeigten Beispiels ist zu verstehen, dass der Ball 5 einen deutlichen Abstand zu dem hinteren Rand der Torlinien-Ebene E aufweist. Ein solcher Abstand kann von den Kameras der zweiten Gruppe B zuverlässig erkannt werden. Diese Abstandserkennung des Balls 5 bezüglich des hinteren Randes der Torlinien-Ebene beruht zum Beispiel darauf, dass zwischen einer Randkontur, die dem Ball 5 zuordenbar ist, und einer Randkontur, die dem hinteren Rand der Torlinien-Ebene zuordenbar ist, eine be- stimmte Anzahl von Pixeln nicht belegt sind bzw. "frei" bleiben. Somit wird bei der Abfrage, die die Rechnereinheit 13 bei Schritt S5 durchführt, erkannt, dass die Fehlertoleranz einen vorbestimmten Wert unterschreitet (weil der Ball 5 weit genug hinter dem hinteren Rand der Torlinien-Ebene E entfernt ist). Entsprechend erzeugt die Rechnereinheit 13 anschließend ein Torentscheidungssignal ("TES") in Schritt S6
Es können Spielsituationen auftreten, in denen der Ball 5 zwar die Torlinien-Ebene überquert hat, jedoch auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B nicht zuverlässig bestimmt werden kann, ob der Ball 5 tatsächlich vollständig die Torlinien-Ebene E durchquert hat. Eine solche Spielsituation ist beispielhaft in der Darstellung von Fig. 7 gezeigt. Bei der Bildauswertung der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B kann sich diese Unsicherheit dadurch ausdrücken, dass ein Pixel, der dem Ball 5 zuzuordnen ist, kongruent mit einem Pixel zusammenfällt, der im hinteren Rand der Torlinien-Ebene E zuzuordnen ist. Dies würde nach den geltenden Fußballregeln bedeuten, dass noch kein regelkonformes Tor gefallen ist. Falls bei der Abfrage gemäß Schritt S5 eine solche Situation auftreten sollte, die nicht hinreichend genau auf Grundlage der Bilddaten der zweiten Gruppe B bestimmbar ist, so berücksichtigt die Rechnereinheit 13 alternativ die Bilddaten der Kameras A A7 der ersten Gruppe A (S7). Diesbezüglich darf darauf verwiesen werden, dass Kameras der ersten Gruppe A infolge ihres geringeren Abstandes zur Torlinien-Ebene E entsprechend Pixelbilder mit einer größeren Auflösung erstellen können, mit denen eine Bildauswertung mit größerer Genauigkeit möglich ist. Dieses "Umschalten", d. h. die alternative Berücksichtigung der Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe A, ist im Diagramm von Fig. 6 durch den Schritt S kenntlich gemacht.
Auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe A führt die Rechnereinheit 13 anschließend diese eine Abfrage durch (S8), bei der im Wege einer Auswertung der Bilddaten bestimmt wird, ob der Ball 5 sich vollständig hinter dem hinteren Rand der Torlinien-Ebene E befindet. Falls dies der Fall ist, wird durch die Rechnereinheit in Schritt S9 ein TES erzeugt, andernfalls wird in Schritt S10 ein Nicht- Torentscheidungssignal erzeugt.
In dem Flussdiagramm von Fig. 6 ist zwischen dem Schritt S2 und dem Schritt S der Pfeil "V" angedeutet. Dies bedeutet, dass der Betrieb der Kameras der ersten Gruppe A in Abhängigkeit der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe B gesteuert werden kann, nämlich konkret in Abhängigkeit davon, ob für den Spielkörper eine vorbestimmte Position oder Bewegung relativ zum Tor erkannt wird. Diese Beeinflussung des Betriebs von zumindest einer Kamera der ersten Gruppe A wird durch einen vorbestimmten Modus definiert, indem eine solche ausgewählte Kamera der ersten Gruppe A betrieben werden kann. Nachstehend ist dies unter Bezugnahme auf Fig. 8 an einer beispielhaften Spielsituation erläutert. Fig. 8 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Spielsituation, die von der Kamera A7 (vgl. Fig. 3: am rechten Pfosten 2a angebracht) aufgezeichnet wird. Der in Fig. 8 gezeigte Ball ist aus Richtung des Spielfeldes in das Tor geschossen worden, nämlich beispielsweise auf der Trajektorie T3 gemäß Fig. 2. Somit befindet sich der Ball 5 ausgehend von der perspektivischen Ansicht von Fig. 2 im„linken oberen Eck" des Tors 3. Zurückkommend auf die Darstellung von Fig. 8, bedeutet dies, dass allein eine Auswertung der Pixeldaten im rechten oberen Bildbereich für die Beurteilung relevant ist, ob der Ball 5 tatsächlich die Torlinien-Ebene E durchquert hat. Entsprechend ist es für diese Beurteilung ausreichend, wenn in der Aufnahme der Kamera A7 die Pixeldaten in dem genannten rechten oberen Bereich für die Bildauswertung herangezogen werden, wobei dieser Bereich als "ROI" (= region of interest) bezeichnet wird und in Fig. 8 durch eine strichpunktierte Linie eingegrenzt angedeutet ist. Zur Optimierung der Rechenoperation bzw. Datenverarbeitung der Rechnereinheit 13 können die übrigen Bildbereiche dieser Aufnahme der Kamera A7, die nicht in dem ROI liegen, für die Bildauswertung weggelassen werden.
Am Beispiel der Spielsituation gemäß Fig. 8, bei der sich der Ball 5 wie erläutert im „linken oberen Eck" des Tors 3 befindet, wird deutlich, dass andere Kameras der ersten Gruppe A, zum Beispiel die Kameras A-[ oder A5 (vgl. Fig. 3), deren Strahlengang nicht in den Bereich des linken oberen Ecks des Tors 3 ausgerichtet sind, zur Beantwortung der Frage, ob tatsächlich ein Tor gefallen ist, wenige Informationen bzw. gar keine Informationen beitragen. Entsprechend kann ein vorbestimmter Betrieb der Kameras der ersten Gruppe A dahingehend weitergebildet sein, dass ausgewählte Kameras dieser ersten Gruppe A - im vorliegenden Beispiel die Kameras Ai und A5 - bei der Bildauswertung von der Rechnereinheit nicht berücksichtigt werden. Auch hierdurch wird die Datenverarbeitung in der Rechnereinheit 13 optimiert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Torerkennungssystem (1), umfassend
eine erste Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras (A1-A7), die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk (2) eines Tors (3) angeordnet sind und Bilder von einem Bereich angrenzend an das Tor erzeugen,
eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (B B7), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb eines Spielfeldes angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk (2) des Tors (3) aufgespannte Torlinien-Ebene (E) überwachbar ist,
zumindest eine Rechnereinheit (13), mit der die Kameras der ersten Gruppe (A) und zweiten Gruppe (B) signaltechnisch verbunden und ansteuerbar sind, wobei zumindest die Bilddaten der Kameras (Bi-B7) der zweiten Gruppe (B) von der Rechnereinheit (13) auswertbar sind und von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage dieser Bilddaten ein Torentscheidungssignal (TES) erzeugbar ist, wenn ein Spielkörper (5 )aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat und bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras (B B7) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz unterschritten wird,
wobei der Betrieb von zumindest einer Kamera (A A7) der ersten Gruppe
(A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (Bi-B ) der zweiten Gruppe
(B) steuerbar ist.
Torerkennungssystem (1) nach Anspruch 1 , bei dem mit den Kameras (A A7) der ersten Gruppe (A) die Torlinien-Ebene (E) überwachbar ist und die Bilddaten der Kameras (ArA7) der ersten Gruppe (A) von der Rechnereinheit (13) auswertbar sind, wobei ein Torentscheidungssignal (TES) von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage der Bilddaten von zumindest einer Kamera (A A7) der ersten Gruppe (A) erzeugbar ist, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat und bei der Auswertung der Bilddaten der Kameras (Bi-B7) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz überschritten wird.
Torerkennungssystem (1), umfassend
eine erste Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras (A1-A7), die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk (2) eines Tors (3) angeordnet sind und mit denen eine durch das Rahmenwerk (2) des Tors (3) aufgespannte Torlinien-Ebene (E) überwachbar ist,
eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (Bi-B7), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb eines Spielfeldes angeordnet sind und mit ihrem Strahlengang in Richtung des Tors (3) ausgerichtet sind,
zumindest eine Rechnereinheit (13), mit der die Kameras der ersten Gruppe (A) und zweiten Gruppe (B) ansteuerbar und die Bilddaten dieser Kameras auswertbar sind,
wobei der Betrieb von zumindest einer Kamera (A A7) der ersten Gruppe
(A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (B B7) der zweiten Gruppe
(B) steuerbar ist, wobei die Bilddaten der Kameras (A A7) der ersten Gruppe (A) von der Rechnereinheit (13) auswertbar sind und von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage dieser Bilddaten ein Torentscheidungssignal (TES) erzeugbar ist, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien- Ebene (E) vollständig durchquert hat.
Torerkennungssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe (B) eine räumliche Position oder eine Trajektorie des Spielkörpers relativ zum Tor bestimmbar ist.
Torerkennungssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor die Rechnereinheit zumindest eine Kamera der ersten Gruppe (A) ansteuert, um Bilder in dem Bereich angrenzend an das Tor zu erzeugen.
Torerkennungssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor zumindest eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A) in einem vorbestimmten Modus betreibbar ist, um die Überwachung der Torlinien- Ebene (E) zu optimieren. Torerkennungssystem (1 ) nach Anspruch 6, bei dem der vorbestimmte Modus für die ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A), falls der Spielkörper sich angrenzend an den Strahlengang zu dieser Kamera befindet oder sich in Richtung von deren Strahlengang bewegt, darin besteht, dass die Bildauswertung dieser ausgewählten Kamera auf ein bestimmten Bereich des Pixelfelds dieser Kamera (ROI = region of interest) beschränkt wird.
Torerkennungssystem (1) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der vorbestimmte Modus für die ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A), falls der Spielkörper sich nicht angrenzend an den Strahlengang oder im Strahlengang dieser ausgewählten Kamera befindet oder sich nicht in Richtung von deren Strahlengang bewegt, darin besteht, dass die Bilder dieser ausgewählten Kamera für die Bildauswertung durch die Rechnereinheit nicht berücksichtigt werden.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem zumindest eine Kamera aus der ersten Gruppe (A) und/oder der zweiten Gruppe (B) dazu geeignet ist, Wärmebilder zu erzeugen, so dass eine Temperatur eines Objektes, das sich in dem Strahlengang der Kameras befindet, bei der Auswertung der gesamten Bilddaten der Kameras der ersten Gruppe (A) oder der zweiten Gruppe (B) berücksichtigt wird.
10. Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Torentscheidungssignal über eine Ü bertrag ungsstrecke an eine insbesondere mobile Empfangseinheit übertragbar und darauf anzeigbar ist.
1 1. Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Bilddaten eines von einer Kamera der ersten oder zweiten Gruppe (A, B) erzeugten Bildes, das zu einem Zeitpunkt aufgenommen ist, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat, über eine Übertragungsstrecke an eine insbesondere mobile Empfangseinheit übertragbar und darauf anzeigbar sind.
12. Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , bei dem dem der ersten Gruppe von Kameras (A) und der zweiten Gruppe von Kameras jeweils eine eigene Rechnereinheit zugewiesen ist, wobei diese beiden Rechnereinheiten signaltechnisch miteinander verbunden sind.
Torerkennungssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem pro Kamera der ersten bzw. zweiten Gruppe (A, B) jeweils eine Rechnereinheit vorgesehen ist, wobei diese Rechnereinheiten an eine zentrale Rechnereinheit angeschlossen sind, mittels der insbesondere die Erzeugung des Torentscheidungssignals gesteuert wird.
Torerkennungssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem zumindest eine Kamera der ersten Gruppe (A) mit ihrer Längsachse (LK) im Wesentlichen parallel zur Längsachse eines Pfostens (LP) oder einer Längsachse der Latte (LL) des Rahmenwerks angeordnet ist.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem zumindest einer Kamera der ersten Gruppe (A) ein Spiegelmodul zugeordnet ist, das den Strahlengang dieser Kamera entlang der Torlinien-Ebene (E) ausrichtet, vorzugsweise, dass das Spiegelmodul zusammen mit einer Kamera der ersten Gruppe (A) eine bauliche Einheit bildet, die vollständig innerhalb eines Teils des Rahmenwerks anbringbar ist, wobei das Rahmenwerk eine Öffnung für den Strahlengang einer Kamera der ersten Gruppe (A) aufweist.
Torerkennungssystem (1) nach Anspruch 15, bei dem das Spiegelmodul einen Hauptspiegel aufweist, der den Strahlengang einer ihm zugeordneten Kamera entlang der Torlinien-Ebene (E), vorzugsweise, dass zwischen dem Hauptspiegel und der dem Spiegelmodul zugeordneten Kamera zumindest ein Zusatz- spiegel vorgesehen ist, der den Strahlengang der Kamera in den Hauptspiegel richtet.
Torerkennungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem zumindest eine Kamera der ersten Gruppe (A) mittels eines Dämpfungselements an dem Rahmenwerk befestigt sind, so dass Erschütterungen des Rahmenwerks lediglich abgeschwächt oder gar nicht auf die Kamera übertragen werden.
Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors, bei dem eine erste Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras (ArA7) Bilder von einem Bereich angrenzend an ein Rahmenwerk (2) eines Tors (3) erzeugt und eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (BrB7), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb des Spielfeldes angeordnet sind, eine durch das Rahmenwerk (2) des Tors (3) aufgespannte Torlinien-Ebene (E) überwachen, wobei zumindest eine Rechnereinheit (13) die Kameras der ersten und zweiten Gruppe (A, B) ansteuert und zumindest die Bilddaten der Kameras (B B7) der zweiten Gruppe (B) auswertet, wobei die Rechnereinheit (13) auf Grundlage der Bilddaten der Kameras (B B7) der zweiten Gruppe (B) ein Torentscheidungssignal (TES) erzeugt, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat und bezüglich der Auswertung der Bilddaten der Kameras (B B ) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz unterschritten wird, wobei der Betrieb von zumindest ei- ner Kamera (ArA7) der ersten Gruppe (A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (B B7) der zweiten Gruppe (B) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem mit den Kameras (A A7) der ersten Gruppe (A) die Torlinien-Ebene (E) überwacht wird und die Bilddaten der Kameras (ArA7) der ersten Gruppe (A) von der Rechnereinheit (13) ausgewertet werden, wobei ein Torentscheidungssignal (TES) von der Rechnereinheit (13) auf Grundlage der Bilddaten von zumindest einer Kamera (A A7) der ersten Gruppe (A) erzeugt wird, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat und bei der Auswertung der Bilddaten der Kameras (B B7) der zweiten Gruppe (B) eine vorbestimmte Fehlertoleranz überschritten wird.
Verfahren zum Erkennen eines regelkonformen Tors, bei dem eine durch ein Rahmenwerk (2) eines Tors (3) aufgespannte Torlinien-Ebene (E) von einer ersten Gruppe (A) einer Mehrzahl von Kameras (A A7), die zumindest teilweise an oder in einem Rahmenwerk (2) eines Tors (3) angeordnet sind, überwacht wird und eine zweite Gruppe (B) einer Mehrzahl von Kameras (B B7), die jeweils beabstandet zum Tor (3) und insbesondere ausserhalb des Spielfelds angeordnet und mit ihrem Strahlengang in Richtung des Tors (3) ausgerichtet sind, vorgesehen ist, wobei eine Rechnereinheit (13) die Kameras der ersten und zweiten Gruppe (A, B) ansteuert und die Bilddaten dieser Kameras auswertet, wobei die Rechnereinheit (13) auf Grundlage der Bilddaten der Kameras (A A7) der ersten Gruppe (A) ein Torentscheidungssignal () erzeugt, wenn ein Spielkörper (5) aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat, wobei der Betrieb von zumindest einer Kamera (A A7) der ersten Gruppe (A) in Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameras (B B7) der zweiten Gruppe (B) gesteuert wird,
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem auf Grundlage der Bilddaten der Kameras der zweiten Gruppe (B) eine räumliche Position oder eine Trajektorie des Spielkörpers relativ zum Tor bestimmt wird. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , bei dem in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor die Rechnereinheit zumindest eine Kamera der ersten Gruppe (A) ansteuert, um Bilder in dem Bereich angrenzend an das Tor zu erzeugen. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Position oder Bewegung des Spielkörpers relativ zum Tor zumindest eine ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A) relativ zum Tor in einem vorbestimmten Modus betrieben wird, um die Überwachung der Torlinien-Ebene (E) zu optimieren.
24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der vorbestimmte Modus für die ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A), falls der Spielkörper sich angrenzend an den Strahlengang zu dieser Kamera befindet oder sich in Richtung von deren Strahlengang bewegt, darin besteht, dass die Bildauswertung dieser ausge- wählten Kamera auf ein bestimmten Bereich des Pixelfelds dieser Kamera (ROI
= region of interest) beschränkt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei dem der vorbestimmte Modus für die ausgewählte Kamera der ersten Gruppe (A), falls der Spielkörper sich nicht an- grenzend an den Strahlengang oder im Strahlengang dieser ausgewählten
Kamera befindet oder sich nicht in Richtung von deren Strahlengang bewegt, darin besteht, dass die Bilder dieser ausgewählten Kamera für die Bildauswertung durch die Rechnereinheit nicht berücksichtigt werden. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, bei dem das Torentscheidungssignal und/oder die Bilddaten eines von einer Kamera der ersten oder zweiten Gruppe (A, B) erzeugten Bildes, das zu einem Zeitpunkt aufgenommen ist, wenn ein Spielkörper aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene (E) vollständig durchquert hat, über eine Übertragungsstrecke an eine insbesondere mobile Empfangseinheit übertragen und vorzugsweise darauf angezeigt werden.
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