DE4100073A1

DE4100073A1 - Vorrichtung zur ueberwachung von spielfeldbegrenzungslinien mittels elektronischer naeherungssensoren sowie eines mit elektronischen messmethoden erfassbaren balles, vornehmlich eines tennisballes

Info

Publication number: DE4100073A1
Application number: DE19914100073
Authority: DE
Inventors: Udo Glaser; Nicolae Iovici; Thomas H Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-01-04
Filing date: 1991-01-04
Publication date: 1992-07-09

Description

Zweck

Entscheidungshilfe für Schiedsrichter zur Verifizierung von Linienrichterent scheidungen durch exakte Bestimmung des Ballauftreffpunktes.

Vorteil

Ein mit physikalischen, vornehmlich elektronischen, nicht optisch basierenden, Meßmethoden erfaßbarer Tennisball ermöglicht die exakte Kontrolle des Auf treffpunktes nebst einer meßtechnischen Definition des wirklichen Auftreff punktes des Balles nach einem Schlag und somit eine Verifizierung der zuge hörigen Linienrichterentscheidung unter Vermeidung derjenigen Schwierig keiten, die mit einer optischen Erfassung verbunden sind wie Fremdkörper im Strahlweg, Fremdlicht, die Bewegungen der Spieler selbst sowie der Proble me, die bei der Erfassung sehr schnell bewegter kleiner Körper durch das menschliche Auge auftreten.

Weiterhin ermöglicht eine streckenweise segmentierte Überwachung der Lini en die genaue Lokalisierung des Auftreffpunktes mit einer Auflösung, die vom Sensorabstand und der Sensorreichweite abhängig typisch nicht größer als ein Balldurchmesser ist. Eine solche Genauigkeit ist ausreichend, da ein auf treffender Ball mit dem Umfang eine Linie nicht mehr berühren darf um ungül tig zu sein. Tritt dieser Fall ein, so befindet er sich bereits im Wirkungsbereich des nächsten Sensors, aber nicht mehr im Wirkungsbereich des vorhergehen den Sensors, womit eine eindeutige Entscheidung ermöglicht ist.

Stand der Technik

Bisher verwendete Einrichtungen zur Lokalisierung des Ballaufschlagpunktes auf, vor oder hinter einer Spielfeldbegrenzungslinie basieren in der Gesamtheit auf optischen Methoden. Hier ist vor allen anderen das Prinzip der Lichtschran ke anzuführen, wobei ein gewöhnlich unsichtbarer Laserstrahl entlang der be treffenden Linie(n) läuft und eine einfache Elektronik auf die Unterbrechung des Strahles mit einem akustischen Signal, zumeist einem Pfeifton, reagiert. Um wenigstens einen Teil der zu erwartenden Störungen durch andere be wegte Objekte auszuschließen, gehen solche Systeme davon aus, daß der ge schlagene Ball das schnellste bewegte Objekt im Meßbereich ist, womit in der überwiegenden Mehrzahl aller Fälle die Bewegungen des Spielers selbst, die jenigen der Schläger, soweit sie den Strahl unterbrechen oder auch solche von Fluginsekten keine Reaktion auslösen.

Weiterhin wird hierbei mit mehreren Strahlbahnen gearbeitet, die nacheinan der in kurzer Zeit durchbrochen werden und in Verbindung mit der oben an geführten zeitlichen Reaktionsgrenze das System betriebssicherer machen.

Nicht auszuschließen sind jedoch Unterbrechungen längerer Zeitdauer durch die Spieler selbst, was zur Folge hat, daß ein auftreffender Ball auf dieser, durch den Spieler bereits unterbrochenen Linie nicht registriert werden kann.

Ebenso fehleranfällig sind Systeme, die sich die Farbe des Balles zunutze machen, hier reichten bereits bunte Schuhe für Fehler aus. Diese Systeme werden nicht in der Praxis eingesetzt.

Beschreibung

Die gesamte Vorrichtung besteht aus zwei funktionellen Einheiten. Zuerst ist hier der Ball als solcher zu nennen.

Um zu gewährleisten, daß der Ball berührungsfrei mit elektronischen Mitteln anmeßbar ist, ist es erforderlich, ihn mit einer Substanz zu verbinden, die die meßtechnisch erwünschten Eigenschaften gewährleistet. Hier findet Metall Verwendung.

Der geforderte Effekt der einwandfreien Anmeßbarkeit wird bereits durch Mengen von weniger als 0.5 Gramm erreicht. Bei Verwendung besonders emp findlicher Näherungsschalter ist die erforderliche Masse weiter reduzierbar.

Als besonders geeignet erweist sich schlichte Aluminiumfolie, die bei der Pro duktion des Balles auf seine Innenwandung aufgebracht wird. Es werden in keiner Weise mechanische Eigenschaften des Balles verändert.

Die zweite Funktionseinheit stellt die unbewegliche Meßwertgebereinheit dar. Sie besteht aus einer linearen Anordnung von elektronischen Näherungsschal tern kurzer Ansprechzeit und einem Signalleitungssystem mit Busstruktur.

Der Abstand der Näherungsschalter ist von deren Ansprechreichweite abhän gig und beträgt typisch Ansprechreichweite des Näherungsschalters + Ball durchmesser im Abstand von 1.0 cm über dem Auftreffpunkt.

Als Ansprechzeit des Näherungsschalters gilt die Hälfte derjenigen Zeit, die ein maximal schnell bewegter Ball benötigt, um das Wirkungsfeld des jeweiligen Näherungsschalters zu durchqueren.

Die Anzahl der Näherungsschalter ist von ihrer Ansprechreichweite sowie der Gesamtlänge der zu überwachenden Linien abhängig.

Die Näherungsschalter sind linear an ein Leitungsbussystem geschaltet. Hier bei sind doppelt so viele Signalleitungen, auf zwei Busstrukturen verteilt, erfor derlich, wie der binäre Zahlenwert der Hälfte der Anzahl der Näherungsschalter Stellen hat. Dadurch ist es möglich, jeden einzelnen Schalter anhand desjeni gen Datenwortes zu identifizieren, das er bei seiner Aktivierung auf den Bus ausgibt. In der Folge ist der Auftreffpunkt des Balles auf ca. einen Balldurch messer genau zu verifizieren.

Um zu verhindern, daß sich die binären Datenworte zweier benachbarter Nä herungsschalter überlagern und eine weitere Auswertung unmöglich machen, ist der Datenbus doppelt angelegt. Alle geradzahligen Näherungsschalter geben ihre Datenworte auf den ersten Bus, alle ungeradzahligen auf den zweiten Bus aus.

Somit gibt der erste Sensor das binäre Äquivalent seiner geraden Nummer auf den ersten Bus aus, während der folgende zweite Sensor sein Binärwort auf den zweiten Bus ausgibt.

Eine Anordnung mit erheblich weniger Datenleitungen kann durch die Verbin dung jedes Sensors mit einem speziell codierten Binärwortgeber erreicht werden. In diesem Falle sind lediglich so viele Datenleitungen vorzusehen, wie zur gleichen Zeit Sensoren aktiv sein können.

Um die effektive Reichweite der Anordnung zu erhöhen sind beliebig viele dieser Vorrichtungen parallel zueinander anzuordnen und in Art einer Matrix untereinander zu verschalten. In diesem Falle sind mehr Daten auszuwerten. Die anfallenden Daten liegen nur so lange am Datenbus an, wie einer oder mehrere Näherungsschalter durch Annäherung des Balles aktiviert wurden und ihre binären Datenworte auf den Datenbus ausgeben, maximal so lange, wie der Ball minimal braucht, das Wirkungsfeld der/des Näherungsschalter/s zu durchqueren. Die Auswertung der Daten kann elektronisch in Echtzeit er folgen. Maßnahmen zur Zwischenspeicherung der Daten sind nicht erforder lich.

Typischerweise erfolgt die Auswertung der Daten mittels einer Datenverarbei tungsanlage sowie geeigneter Software, die dem Schiedsrichter auf einer An zeigevorrichtung die Meßergebnisse darzustellen hat.

Claims

1. Vorrichtung, bestehend aus zwei Funktionseinheiten, dadurch gekennzeich net, daß sie zur Überwachung von Spielfeldbegrenzungslinien mittels elektro nischer Näherungssensoren sowie eines mit elektronischen Meßmethoden er faßbaren Balles, vornehmlich eines Tennisballes, geeignet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Funk tionseinheit ein Tennisball ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennisball auf der Innenseite mit Metallfolie beschichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennisball auf der Innenseite mit Metallpigmenten beschichtet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Tennisballes mit Metallpigmenten durchsetzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennisball auf der Außenschicht, unterhalb des Filzbelages mit Metallfolie beschichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennisball auf der Außenseite unter dem Filzbelag mit Metallpigmenten beschichtet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der In nenseite des Tennisballes metallische Induktionsschleifen angebracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außen seite des Tennisballes unter des Filzbelages metallische Induktionsschleifen angebracht sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß metallische Induktionsschleifen innerhalb der Nut zwischen den beiden Filzbelagstücken auf der Oberfläche angebracht sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennis ball mit magnetischen Eigenschaften versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tennis ball mit berührungslos elektronisch nachweisbaren metallischen Eigenschaf ten versehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Funktionseinheit aus einer linearen, durch ein doppeltes Datenbussystem ver bundenen Anordnung von elektronischen Näherungssensoren besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei direkt benachbarte Näherungssensoren ihre Signale bei Anregung auf zwei vonein ander verschiedene Bussysteme ausgeben.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beliebig viele parallel liegende Näherungssensoren mit den ihnen zugehörigen Datenbussy stemen in Art einer Matrix verschaltet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroni schen Näherungssensoren mit Binärwortgebern verschaltet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroni schen Näherungssensoren induktive Näherungssensoren sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroni schen Näherungssensoren kapazitive Näherungssensoren sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroni schen Näherungssensoren Magnetfeldsensoren sind.