Detector de portería para la detección de un objeto que pasa un plano de portería.

Un sistema que comprende

un objeto móvil,

medios emisores de ondas de radio dispuestas en el objeto móvil,

medios excitadores estacionarios dispuestos para excitar dichos medios emisores de ondas de radio, y medios receptores estacionarios para recibir las ondas de radio desde los medios emisores de ondas de radio y proporcionar en consecuencia una salida, y

medios de procesamiento de datos para recibir y procesar dicha salida junto con un conjunto predeterminado de condiciones y proporcionar una salida resultante si se cumplen el conjunto de condiciones para determinar si el objeto móvil pasa el plano objetivo,

caracterizado porque el sistema adicionalmente comprende

una pluralidad de sustancialmente primeros bucles de antena cerrados dispuestos a lo largo de la periferia de un plano objetivo, cada primer circuito de antena que comprende dos conductores sustancialmente paralelos (1, 2) que se extienden de forma sustancialmente paralela a dicha periferia del plano objetivo, dichos conductores paralelos (1, 2) que se disponen con una distancia mutua (D) en la dirección perpendicular al plano objetivo, en donde dicha pluralidad de primeros bucles de antena constituye uno de dichos medios excitadores estacionarios y dichos medios receptores estacionarios, y

un segundo bucle de antena (10) que se extiende en la periferia del plano objetivo de manera que los dichos conductores paralelos (1, 2) de la pluralidad de primeros bucles de antena se disponen en cada lado del plano objetivo y el segundo bucle de antena (10) está sustancialmente a la misma distancia (D/2) perpendicularmente al plano objetivo, en donde el segundo bucle de antena (10) constituye el otro de dichos medios excitadores estacionarios y dichos medios receptores estacionarios

Detector de portería para la detección de un objeto que pasa un plano de portería La presente invención se refiere a un sistema para la detección de si un objeto móvil, tal como un objeto deportivo, por ejemplo un balón de fútbol o un disco de hockey sobre hielo, ha pasado un plano en el espacio, tal como un plano de portería definido, por ejemplo. como un plano vertical que se extiende desde una línea de portería, o un plano horizontal definido por el borde superior de la canasta de basquetbol.

Antecedentes Tradicionalmente, el árbitro o los árbitros de una competición deportiva deciden a partir de una observación visual si el balón pasó o no el plano de portería. Sin embargo, esto puede ser muy difícil de determinar correctamente en situaciones donde el balón se regresa rápidamente y solamente ha pasado, o no pasado, por muy poco margen el plano de portería, y es particularmente difícil si el árbitro se posiciona inadecuadamente con respecto al plano de portería o se dedica a otra actividad del partido. Las cámaras de vídeo también pueden usarse para supervisar el plano de porterías, pero la resolución espacial y temporal de las cámaras de vídeo a menudo no son suficientes para proporcionar la información necesaria en casos de duda.

Un número de sistemas electrónicos se conocen en la técnica para determinar la posición de un balón en un campo deportivo por medios de sistemas de posicionamiento, como se describe en por ejemplo WO 01/66201, FR 2 753 633, FR 2 726 370, WO 99/34230, US 4 675 816, US 5 346 210 y WO 98/37932. Estos sistemas de posicionamiento pueden usarse por ejemplo para determinar si el balón ha pasado el borde del campo de juego y también las posiciones de los jugadores y proporcionar muchas informaciones útiles al árbitro. Sin embargo, la determinación del paso del plano de portería es un asunto muy delicado, debido a que puede ser determinante para el resultado de la competición deportiva y debido a que las distancias son pequeñas y la velocidad del objeto a menudo es muy alta, de manera que un sistema de determinación de la posición para proporcionar una determinación fiable de si el objeto ha pasado el plano de portería debe ser muy preciso en la determinación de la posición y al mismo tiempo tener una muy alta tasa de actualización de la determinación de la posición. El objeto puede por ejemplo moverse a 72 km/h o hasta 130 km/h, que es igual a 20 m/s y 36 m/s, respectivamente, lo que significa que una tasa de actualización de 1/100 s añadirá una incertidumbre de 20 cm o hasta 36 cm, respectivamente, a la posición determinada, lo cual es inaceptable con respecto a la determinación de un gol en una competición deportiva.

Los sistemas de posición con una determinación suficientemente precisa de la posición de un objeto deportivo y una tasa de actualización suficientemente alta para proporcionar indicaciones fiables del cruce de un plano de portería, son muy caros de instalar y mantener. Es por lo tanto deseable para proporcionar un sistema alternativo con una resolución suficientemente espacial así como temporal para proporcionar indicaciones fiables.

La US 5, 976, 038 describe un aparato para proporcionar una indicación de salida cuando un objeto de juego cruza la línea de juego determinante. El aparato comprende una antena receptora direccional, tal como una antena de disco reflector y en particular una antena Cassegrain proporcionada con alimentaciones duales, horizontalmente adyacentes, que se combinan para proporcionar suma y diferencia de señales. La antena se dispone fuera del campo de juego y se dirige a lo largo de la línea de juego determinante. Para proporcionar una resolución espacial suficientemente alta debido a la distancia entre la antena y el objeto de juego, el reflector de la antena debe tener dimensiones considerables. Un reflector de 30 pulgadas de ancho, 76 cm, proporcionará una zona de detección de 4 pulgadas de ancho, 10 cm, que junto con otras incertidumbres del sistema es aceptable para su uso con el fútbol americano como la patente se refiere, pero es inaceptable para muchos otros juegos deportivos y se requerirá un reflector mucho más grande.

La WO 2004/076003 describe un sistema para la detección de si un objeto móvil, tal como un objeto deportivo, ha pasado un plano de portería, que comprende una pluralidad de pares de antenas dispuestas a lo largo de la periferia del plano objetivo, las dos antenas de cada par que se disponen con un desplazamiento mutuo en la dirección perpendicular al plano objetivo. El paso del plano objetivo por el movimiento del objeto se detecta en una primera modalidad a partir de ondas de radio emitidas desde el objeto en movimiento y se detectan por las dos antenas, donde la salida de las dos antenas de cada par se restan. En una segunda modalidad, las antenas están emitiendo ondas de radio y el objeto en movimiento comprende los medios de recepción que detectan la entrada de cada una de las antenas. La posición del objeto en movimiento en el plano objetivo de esta manera puede detectarse como la posición donde las dos señales son iguales y su diferencia es cero.

La US 5, 748, 073 describe un sistema para la detección de si un disco de hockey sobre hielo pasó un marco de portería. Un número de antenas dipolo plegadas se disponen en la portería de hockey para detectar la salida de la onda de radio

de los circuitos resonantes en el disco. Los reflectores se disponen detrás de las antenas dipolo para incrementar la sensibilidad de las antenas.

La US 4, 375, 289 describe dos conductores eléctricos o bobinas emisoras que rodean o que envuelven el plano de portería en dos niveles verticales con una distancia mutua en la dirección perpendicular al plano de portería y que emite cada uno un campo electromagnético al proporcionar a los dos conductores corriente alterna en contrafase, de manera que el campo electromagnético perceptible en el objeto cuando pasa el plano de portería es cero en el plano medio entre los dos niveles debido a la interferencia destructiva, y el paso de este plano medio se determina a partir de mediciones de la intensidad del campo en un sensor en el balón. El sensor del balón empleado es una unidad pasiva que recibe energía del campo electromagnético mediante inducción de corriente en una bobina o antenas del sensor, y emite una señal en consecuencia, que se detecta por una bobina de detección situada entre los dos conductores, y la dirección del paso también puede detectarse por medio de una comparación de fase entre una señal recibida desde el sensor del balón y las fases de las corrientes en los conductores. El sistema también puede diseñarse inversamente con respecto a las bobinas emisoras y de detección, de manera que una bobina emisora se sitúa en el plano de portería entre dos bobinas de detección con la operación correspondiente del sistema, de manera que el balón se detecta al pasar el plano de portería cuando las señales detectadas en las dos bobinas de detección son iguales.

Sin embargo, esta disposición tiene el inconveniente de que la resolución espacial se limita por el tamaño del balón cuando la bobina del sensor sustancialmente rodea el diámetro del balón, lo cual es de importancia creciente a medida que disminuye la distancia entre el balón y la bobina de detección. Esto no es un problema mayor cuando se detecta la mayoría de los goles marcados cuando el balón claramente pasa el plano de portería, pero en situaciones de duda donde el balón pasa o no pasa por muy poco margen el plano de portería completamente y el balón se acerca a las bobinas, la resolución espacial no es suficiente para decidir con una precisión satisfactoria si el gol se ha marcado o no.

Además, el presente inventor ha descubierto que los campos electromagnéticos emitidos por las bobinas emisoras que rodean el plano de portería se distorsionan en el área cercana a las bobinas y en particular cerca del área donde las partes horizontales y verticales de las bobinas coinciden y el plano donde la interferencia destructiva es mayor y el campo combinado es cero, puede desviarse varios centímetros del plano de portería en esas áreas.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema para detectar el paso de un objeto que pasa un plano de portería con una precisión mejorada.

Con la presente invención se proporcionan varias características técnicas, que cada una o en combinación presentan tal mejora.

Breve descripción de la invención Los conductores estacionarios descritos en la US 4, 375, 289 que envuelven el plano de portería y producen el campo electromagnético que se usa para detectar el paso del plano de portería, y que detectan alternativamente las señales... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones

1. Un sistema que comprende un objeto móvil, medios emisores de ondas de radio dispuestas en el objeto móvil, medios excitadores estacionarios dispuestos para excitar dichos medios emisores de ondas de radio, y medios receptores estacionarios para recibir las ondas de radio desde los medios emisores de ondas de radio y proporcionar en consecuencia una salida, y medios de procesamiento de datos para recibir y procesar dicha salida junto con un conjunto predeterminado de condiciones y proporcionar una salida resultante si se cumplen el conjunto de condiciones para determinar si el objeto móvil pasa el plano objetivo, caracterizado porque el sistema adicionalmente comprende una pluralidad de sustancialmente primeros bucles de antena cerrados dispuestos a lo largo de la periferia de un plano objetivo, cada primer circuito de antena que comprende dos conductores sustancialmente paralelos (1, 2) que se extienden de forma sustancialmente paralela a dicha periferia del plano objetivo, dichos conductores paralelos (1, 2) que se disponen con una distancia mutua (D) en la dirección perpendicular al plano objetivo, en donde dicha pluralidad de primeros bucles de antena constituye uno de dichos medios excitadores estacionarios y dichos medios receptores estacionarios, y un segundo bucle de antena (10) que se extiende en la periferia del plano objetivo de manera que los dichos conductores paralelos (1, 2) de la pluralidad de primeros bucles de antena se disponen en cada lado del plano objetivo y el segundo bucle de antena (10) está sustancialmente a la misma distancia (D/2) perpendicularmente al plano objetivo, en donde el segundo bucle de antena (10) constituye el otro de dichos medios excitadores estacionarios y dichos medios receptores estacionarios.

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la distancia mutua en la dirección perpendicular al plano objetivo entre los conductores sustancialmente paralelos de cada primer circuito de antena está dentro del intervalo de 15 a 50 centímetros.

3. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dichos conductores sustancialmente paralelos de cada primer circuito de antena se extienden en el intervalo de 0.5 a 3 metros, preferentemente en el intervalo de 1 a 2 metros a lo largo de la periferia de dicho plano objetivo.

4. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde al menos algunos de los primeros bucles de antena se disponen en serie a lo largo de una línea sustancialmente horizontal del plano objetivo.

5. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 4, en donde en el intervalo de 4 a 16, preferentemente en el intervalo de 6 a 12 de dichos primeros bucles de antena se disponen a lo largo de la línea horizontal del plano objetivo.

6. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dichos primeros bucles de antena se disponen sustancialmente equidistantes a lo largo de la línea horizontal del plano objetivo.

7. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde la línea horizontal sigue una barra transversal horizontal (8) de una portería que delimita el plano objetivo.

8. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde al menos algunos de los primeros bucles de antena se disponen en serie a lo largo de líneas sustancialmente verticales del plano objetivo.

9. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en donde en el intervalo de 2 a 8, preferentemente en el intervalo de 3 a 6 de dichos primeros bucles de antena se disponen a lo largo de cada una de dichas líneas verticales del plano objetivo.

10. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 9, en donde dichos primeros bucles de antena se disponen sustancialmente equidistantes a lo largo de las líneas verticales del plano objetivo.

11. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde las líneas verticales siguen los postes verticales (9) de una portería que delimitan el plano objetivo.

12. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que tiene medios de control (5) para controlar la operación de cada uno de los primeros bucles de antena separadamente.

13. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los primeros bucles de antena constituyen los medios receptores estacionarios y el segundo bucle de antena constituye los medios excitadores estacionarios.

14. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 13, que además comprende los primeros medios de compensación (11) para cada uno de los primeros bucles de antena, que se disponen para compensar durante la operación del sistema por una posible desalineación del primer bucle de antena y el segundo bucle de antena.

15. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 14, en donde los primeros medios de compensación comprenden un bucle de compensación dispuesto sustancialmente en el plano del primer bucle de antena y desplazado de la periferia del plano objetivo hacia uno de los conductores paralelos.

16. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en donde el objeto móvil comprende medios para determinar si el objeto móvil pasa un plano objetivo del sistema, el objeto móvil que tiene medios sensores para detectar un campo electromagnético, medios emisores de ondas de radio dispuestas en el objeto móvil, medios de memoria, y medios de control para controlar la operación de los medios de memoria y los medios emisores de ondas de radio, los medios de control que se disponen para muestrear una intensidad del campo electromagnético medido por los medios sensores con una tasa de muestra dada y almacena todos los valores muestreados en los medios de memoria, los medios de control además se disponen tras la activación para recuperar los valores muestreados almacenados desde los medios de memoria y trasmitir dichos valores recuperados por medio de los medios emisores de ondas de radio.

17. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde dichos medios de memoria se disponen para operar como una memoria primero que entra primero que sale (FIFO) , de manera que la última muestra remplaza la muestra más antigua almacenada en la memoria.

18. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 17, en donde los medios de memoria durante la operación del objeto son capaces de almacenar valores muestreados con la tasa de muestra dada dentro de un período de tiempo de al menos 0.2 segundos, preferentemente en el intervalo de 0.35 a 1.2 segundos.

19. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en donde la tasa de muestra dada está en el intervalo de 500 Hz a 10, 000 Hz, tal como de 2, 000 Hz a 6, 000 Hz.

20. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en donde el objeto móvil comprende medios para determinar si el objeto móvil pasa un plano objetivo del sistema, el objeto móvil que tiene una pluralidad de medios sensores para detectar un campo electromagnético, medios emisores de ondas de radio dispuestos en el objeto móvil, medios de memoria, y medios de control para controlar la operación de los medios de memoria y los medios emisores de ondas de radio, los medios de control que se disponen para muestrear una intensidad del campo electromagnético medido por los medios sensores y trasmitir datos relacionados con la intensidad del campo medido por los sensores individuales por medio de dichos medios emisores de ondas de radio, en donde los datos transmitidos permiten una única identificación de cual de dicha pluralidad de medios sensores midió los datos transmitidos.

21. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 20, que comprende medios de sincronización para sincronizar el muestreo de los medios sensores individuales.

22. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 20 o 21, en donde cada medio sensor tiene medios emisores individuales de ondas de radio.

23. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, en donde el número de medios sensores es al menos 6, y preferentemente en el intervalo de 8 a 24.