Die Erfindung betrifft ein Torerkennungssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 3, und ein Verfahren zur Erkennung eines Tors nach dem Oberbegriff von Anspruch 17.

Bei vielen Sportarten, bei denen ein bewegter Spielkörper in Richtung eines Tors oder dergleichen gespielt wird, besteht eine Notwendigkeit dafür, mit hoher Zu- verlässigkeit 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 bekann- te Technologien auf dem Gebiet des Fußballsports beispielhaft genannt.

Aus DE 200 11 144 Ul 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 Torlinien-Ebene gerichtet sind. 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.

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 Ul oder auch EP 2 085 123 AI 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. Die Erkennung eines Tors ist nicht nur mittels einer Kamera, sondern auch mittels einer Sensortechnologie möglich, wonach in dem Ball ein Sender oder der- gleichen vorgesehen ist. 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 beispielsweise aus EP 1 596 945 Bl be- kannt. 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, die obigen Nachteile zu überwinden und dabei eine Technologie zur Torerkennung zu schaffen, die eine große Zuverlässigkeit mit einfachen und preiswerten Mitteln gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch ein Torerkennungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 3, und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass eine Mehrzahl von Kameras, mit denen eine durch ein Rahmenwerk eines Tors aufgespannte Torlinien-Ebene überwacht wird, in Abhängigkeit von den Bilddaten zumindest eines weiteren Kameramoduls gesteuert werden. Das gleiche gilt für die Auswertung der Bilddaten der Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene, die in Abhängigkeit von den Bilddaten des weiteren Kameramoduls erfolgt. Dieses weitere Kameramodul ist derart platziert, dass hiermit außerhalb des Tors ein Sektor seitlich angrenzend an das Rahmenwerk des Tors überwacht wird. Ergänzend und/oder alternativ kann von einem weiteren solchen Kameramodul ein Sektor des Spielfeldbereichs vor dem Rahmenwerk, d. h. im Bereich des Spielfelds überwacht werden, um eine Trajektorie eines Spielkörpers in Richtung des Tors zu bestimmen. In jedem Fall werden die Bilddaten des Kameramoduls einer geeigneten Auswerteeinheit bzw. Zentraleinheit zugeführt, die dann die Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene geeignet ansteuert bzw. deren Bilddaten geeignet auswertet.

Die Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene bestehen vorzugsweise aus Hochgeschwindigkeitskameras, mit denen pro Sekunde z. B. 1000 Bilder, optional auch bis zu oder mehr als 4000 Bilder, 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 den Kameras erfasst wird. Die Mehrzahl von Kameras stellt dabei sicher, dass ein Spielkörper bzw. Ball auch dann erkannt wird, wenn sich ein Spieler oder mehre- re Spieler im Sichtfeld von einer Kamera befindet/befinden. Zweckmäßigerweise sind in einem bestimmten Teil des Rahmenwerks, z. B. entlang eines Pfostens oder einer Latte, eine Mehrzahl von Kameras zur Überwachung der Torlinien- Ebene vorgesehen, die jeweils gleichmäßig zueinander beabstandet sind. In gleicher Weise wie die Kameras zur Überwachung in Form einer Ebene kann das Kameramodul ebenfalls eine Hochgeschwindigkeitskamera aufweisen. Im einfachsten Fall besteht das Kameramodul aus einer solchen Kamera.

Falls mit dem zumindest einen Kameramodul einen Sektor seitlich angrenzend an das Rahmenwerk eines Tors überwacht wird, so kann dies eine Referenzebene einschließen, die koplanar zur Torlinie angeordnet ist. Eine solche Referenzebene grenzt vorzugsweise von außen an einen Pfosten bzw. eine Latte des Rahmenwerks an. Für diesen Fall ist die Auswertung der Bilddaten der Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene in Abhängigkeit der Bilddaten des Kame- ramoduls derart zu verstehen, dass die Bilddaten der Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene unberücksichtigt bleiben, sofern der Spielkörper, z. B. ein Ball, die Referenzebene aus Richtung des Spielfelds vollständig durchquert hat. Anders ausgedrückt, wird für den Fall, dass ein Ball seitlich am Tor vorbeigeschossen wird und dabei die besagte Referenzebene durchquert, kein Tor gewer- tet, so dass es auf die Bilddaten der Kameras zur Überwachung der Torlinien- Ebene nicht weiter ankommt.

Eine weitere Möglichkeit der Wechselwirkung zwischen dem Kameramodul und den Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene besteht darin, dass von ei- nem solchen Kameramodul ein Sektor im Spielfeldbereich vor dem Rahmenwerk überwacht wird, um die Trajektorie bzw. die Flugbahn eines Spielkörpers, der sich in Richtung des Tors bewegt, zu bestimmen. Falls hierbei erkannt wird, dass der Spielkörper aller Wahrscheinlichkeit nach im Bereich der Torlinien-Ebene auftreffen wird, so kann z. B. die Bildfrequenz der Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene geeignet erhöht werden, um eine verbesserte Messgenauigkeit zum Erkennen eines Tors zu gewährleisten. Die Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene können z. B. in einem Stand-by-Modus verbleiben bzw. versetzt werden, sofern von dem Kameramodul erkannt wird, dass der Spielkörper das Tor weit verfehlen, d. h. sich in einem großen Abstand am Tor vorbei bewegen wird. In diesem Zusammenhang darf darauf hingewiesen werden, dass von dem Kameramodul ein vorbestimmter Spielfeldbereich mit einem maximalen Abstand zum Tor erfasst bzw. fokussiert werden kann. Auf dem Gebiet des Fußballsports kann dieser maximale Abstand zum Tor z.B. durch den 16-Meter- Raum definiert sein. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, der eine eigenständige Bedeutung zukommt, sieht ein Torerkennungssystem vor, bei dem eine Mehrzahl von Kameras eine durch ein Rahmenwerk eines Tors aufgespannte Torlinien-Ebene überwachen. Zumindest einer von diesen Kameras ist ein Spiegelmodul zugeordnet, das den Strahlengang der Kamera entlang der Torlinien-Ebene ausrichtet. Dies hat den Vorteil, dass die Kamera mit ihrem Objektiv nicht exakt in Richtung der Torlinien-Ebene ausgerichtet sein braucht, sondern dank des Spiegelmoduls auch in einer anderen Position angeordnet werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Kamera zumindest teilweise oder vollständig in einem Teil des Rahmenwerks, d. h. innerhalb eines Pfostens oder innerhalb der Latte des Tors, angebracht ist. Hierbei kann die Kamera mit ihrer Längsachse im Wesentlichen parallel zur Längsachse von Pfosten oder Latte angeordnet sein, was eine besonders raumsparende Unterbringung ermöglicht.

In gleicher Weise wie die Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene kann auch das zumindest eine Kameramodul zumindest teilweise oder vollständig innerhalb eines Teils des Rahmenwerks eines Tors, also z. B. innerhalb eines Pfostens oder einer Latte, aufgenommen sein. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass das Kameramodul außerhalb des Rahmenwerks angeordnet ist, z.B. auf einem eigenen Stativ oder dergleichen. Hierbei kann das Kameramodul in Höhe der Torauslinie, oder alternativ auch an zumindest einem Seitenrand des Spielfelds angeordnet sein. Auch bei einer solchen Anordnung des Kameramoduls ist gewährleistet, dass es die genannten Sektoren außerhalb des Tors zuverlässig überwachen kann. Falls die Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene innerhalb des Rahmenwerks angeordnet sind, so versteht sich, dass die Öffnung, die in dem Rah- menwerk ausgebildet ist, in Richtung der Torlinien-Ebene weist, so dass der Strahlengang der Kameras in Richtung der Torlinien-Ebene ausgerichtet ist. Bei Verwendung eines Spiegelmoduls ist die Öffnung hiermit geeignet ausgerichtet. In gleicher Weise ist bei Anordnung eines Kameramoduls innerhalb des Rah- menwerks hierin ebenfalls eine Öffnung ausgebildet, die in Richtung nach außen gerichtet ist, z.B. zur Seite in Richtung der Referenzebene oder nach vorne in Richtung des Spielfelds, je nach Einsatzzweck des Kameramoduls.

In gleicher Weise wie bei den Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene kann es bezüglich des Kameramoduls von Vorteil sein, wenn ihm ein Spiegelmodul zugeordnet ist, das den Strahlengang einer Kamera des Kameramoduls in dem Sektor außerhalb des Tors ausrichtet. Durch die Kombination mit einem Spiegelmodul bestehen für die Positionierung des Kameramoduls bezüglich des Rahmenwerks des Tors größere Freiheitsgrade. Bei einer Anbringung des Kame- ramoduls zumindest teilweise innerhalb eines Teils des Rahmenwerks, z. B. Pfosten oder Latte, kann dank der Kombination mit dem Spiegelmodul das Kameramodul derart angeordnet sein, dass die Längsachse einer Kamera des Kameramoduls im Wesentlichen parallel zur Längsachse eines Pfostens oder einer Latte des Rahmenwerks angeordnet ist. Hieraus resultiert eine kompakte Bauweise.

Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung von Anspruch 11 ist eine Montage der Kameras an oder in dem Rahmenwerk des Tors dadurch erleichtert, dass das Spiegelmodul zusammen mit einer Kamera zur Überwachung der Torlinien- Ebene bzw. zusammen mit dem Kameramodul eine bauliche Einheit bildet, zu der auch geeignete Befestigungselement oder dergleichen gehören können. Insoweit ist eine Vormontage der baulichen Einheit möglich, die anschließend in einem einzigen weiteren Herstellungsschritt zeitsparend an oder in dem Rahmenwerk des Tors montiert werden kann. Nach einer alternativen Variante können die Kameras und das zumindest eine Kameramodul auch derart in dem Rahmenwerk angeordnet sein, dass ein zugehöriges Objektiv - ohne Verwendung eines Spiegelmoduls - direkt in die gewünschte Richtung ausgerichtet ist, d.h. in Richtung der Torlinien-Ebene, der Referenzebene bzw. nach vorne in Richtung des Spielfelds. Hierzu sind in dem Rahmenwerk ebenfalls geeignete Öffnungen für den Strahlengang einer jeweiligen Kamera mit einer Ausrichtung in die entsprechende Richtung ausgebildet. Zum Schutz der Kameras kann gemäß der vorteilhaften Weiterbildung von Anspruch 12 zumindest ein Dämpfungselement vorgesehen sein, mit dem eine jeweilige Kamera bzw. ein jeweiliges Kameramodul an dem Rahmenwerk befestigt wird. Durch das Dämpfungselement werden Erschütterungen des Rahmen- werks, falls ein Spielkörper dagegen prallt, zumindest abgeschwächt oder gar nicht auf eine Kamera bzw. ein Kameramodul übertragen.

Nach der Ausgestaltung von Anspruch 13 kann das Spiegelmodul einen Hauptspiegel aufweisen, der den Strahlengang einer ihm zugeordneten Kamera entlang der Torlinien-Ebene bzw. in dem Sektor außerhalb des Tors, ausrichtet. Durch einen Zusatzspiegel, der zwischen dem Hauptspiegel und der jeweils zugeordneten Kamera vorgesehen ist, kann die Variabilität der Anordnung der Kamera bzw. des Kameramoduls im Hinblick auf eine möglichst raumsparende Anordnung z. B. innerhalb des Rahmenwerks weiter verbessert werden.

Die Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene und das zumindest eine Kameramodul zur Überwachung eines Sektors außerhalb des Tors können an eine Recheneinheit angeschlossen sein. Diese Recheneinheit steuert die jeweiligen Kameras für die Erzeugung einer Bildaufnahme an und wertet die erzeugten Bilddaten entsprechend aus, auf Grundlage einer Echtzeit-Analyse. Falls auf Grundlage der Bilddaten der Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene erkannt wird, dass ein Spielkörper die Torlinien-Ebene aus Richtung des Spielfelds vollständig durchquert hat, wird ein Torentscheidungssignal erzeugt, wonach ein Tor gefallen ist. Falls demgegenüber auf Grundlage der Bilddaten der Kamera des zumindest einen Kameramoduls erkannt wird, dass der Spielkörper die Referenzebene, die sich außerhalb des Tors seitlich angrenzend an dem Rahmenwerk befindet, vollständig durchquert hat, wird ein Nichttorentscheidungssignal erzeugt, wonach kein Tor gewertet wird. Diese Signale, d. h. ein Torentscheidungssignal bzw. ein Nichttorentscheidungssignal, können über eine Übertra- gungsstrecke an eine insbesondere mobile Empfangseinheit übertragen werden und entsprechend auch darauf angezeigt werden. In gleicher Weise können die Bilddaten eines von einer Kamera zur Überwachung der Torlinien-Ebene bzw. von einer Kamera des Kameramoduls erzeugten Bilds, das den Spielkörper zu einem Zeitpunkt zeigt, wenn er vollständig die Torlinien-Ebene bzw. die Refe- renzebene durchquert hat, über eine drahtlose Übertragungsstrecke an die Emp- fangseinheit übertragen werden. Bei der mobilen Empfangseinheit kann es sich z. B. um eine Armbanduhr des Schiedsrichters handeln.

Bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren zur Erkennung eines Tors gemäß An- spruch 17, dem eine eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Mehrzahl von Kameras eingesetzt, die eine durch ein Rahmenwerk eines Tors aufgespannte Torlinien-Ebene überwachen. Des Weiteren ist zumindest ein Kameramodul vorgesehen, mit dem außerhalb des Tors ein Sektor seitlich angrenzend an das Rahmenwerk oder ein Sektor vor dem Rahmenwerk im Bereich des Spielfelds zur Bestimmung einer Trajektorie eines Spielkörpers in Richtung des Tors überwacht wird. Ein wesentliches Merkmal des Verfahrens besteht darin, dass der Betrieb der Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene und ggf. die Auswertung von deren Bilddaten, in Abhängigkeit von den Bilddaten des Kameramoduls gesteuert wird.

Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 18 werden die Kameras zur Überwachung der Torlinien-Ebene und das zumindest eine Kameramodul von einer Recheneinheit angesteuert, wobei die Bilddaten der Kamera zur Überwachung der Torlinien-Ebene und des zumindest einen Kameramoduls ausgewertet werden. Es wird ein Torentscheidungssignal erzeugt, falls der Spielkörper die Torlinien- Ebene aus Richtung des Spielfelds vollständig durchquert hat. Hiernach wird ein Tor gewertet. Falls der Spielkörper die Referenzebene, die außerhalb des Tors seitlich an das Rahmenwerk angrenzt, aus Richtung des Spielfelds vollständig durchquert hat, wird ein Nichttorentscheidungssignal erzeugt, wonach der Spiel- körper das Tor verfehlt hat und dementsprechend kein Tor gewertet ist. Diese Signale, und ggf. die dazugehörigen Bilddaten zur Darstellung des Spielkörpers, wenn er die Torlinien-Ebene bzw. die Referenzebene vollständig durchquert hat, können gemäß Anspruch 19 über eine drahtlose Übertragungsstrecke an eine insbesondere mobile Empfangseinheit übertragen werden.

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: eine Perspektivansicht eines Rahmenwerks eines Tors, wobei die Hauptachsen von Strahlengängen von verschiedenen Kameras, die an dem Rahmenwerk vorgesehen sind, angedeutet sind; das Rahmenwerk des Tors von Fig. 1 , wobei verschiedene Trajekto- rien eines Spielkörpers in Richtung des Tors angedeutet sind, einen Ausschnitt aus einem Teil eines Rahmenwerks, in dem eine Kamera in Verbindung mit einem zugeordneten Spiegelmodul befestigt ist, eine schematisch stark vereinfachte Ansicht zur Verdeutlichung, wie von einer Kamera ein Spielkörper relativ zu einer Torlinien-Ebene bzw. einer Referenzebene erfasst werden kann, und

Fig. 5 eine vereinfachte Prinzipdarstellung von weiteren Komponenten des

Vorschlags gemäßen Systems, mit denen die Bilddaten der im Rahmenwerk des Tors vorgesehen Kameras verarbeitbar sind.

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. Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Torerkennungssystems zeigt Fig. 1 eine vereinfachte Perspektivansicht eines Tors, an dem eine Mehrzahl von Kameras vorgesehen sind. Im Einzelnen sind eine Mehrzahl von Kameras 1 an einem Rahmenwerk 2 eines Tors 3 angebracht, nämlich sowohl innerhalb eines Pfostens 2a als auch innerhalb einer Latte 2b. Die Kameras 1 dienen zur Überwachung einer Torlinien-Ebene E (vgl. Fig. 2), wobei eine Hauptachse des Strahlengangs der Kameras 1 - in Fig. 1 jeweils gestrichelt dargestellt - jeweils nach innen gerichtet ist. Aus Gründen der Vereinfachung sind in der Fig. 1 an den beiden Pfosten 2a als auch an der Latte 2b jeweils nur eine Kamera 1 gezeigt. Es versteht sich, dass an den jeweiligen Pfosten 2a als auch an der Latte 2b eine Mehrzahl von Kameras in gleichmäßigem Abstand zueinander vorgesehen sein kann, z. B. vier Kameras 1 entlang jedes Pfostens 2a, und drei Kameras 1 entlang der Latte 2b. In den beiden Pfosten 2a als auch in der Latte 2b ist zumindest jeweils auch ein Kameramodul 4 angeordnet. Eine Kamera eines solchen Kameramoduls 4 ist dabei so positioniert, dass deren Strahlengang außerhalb des Tors 3 verläuft, nämlich in einem Sektor seitlich angrenzend an das Rahmenwerk (in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt), d.h. seitlich außerhalb der Pfosten 2a oder oberhalb der Latte 2b. Aus Gründen der Vereinfachung sind in Fig. 1 an jedem Pfosten 2a bzw. an der Latte 2b jeweils nur ein Kameramodul 4 gezeigt. In diesem Zusammenhang darf darauf hingewiesen werden, dass in der Praxis an jedem Pfosten 2a bzw. an der Latte 2b auch eine Mehrzahl von Kameramodulen 4 vorgesehen sein kann, die vorzugsweise einen gleichen Abstand zueinander aufweisen.

Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, ein Kameramodul, in Fig.l mit 4a bezeichnet, derart zu positionieren, dass der Strahlengang einer Kamera eines solchen Kameramoduls 4a nach vorne in Richtung des Spielfelds ausgerichtet ist (in Fig. 1 doppelt strichpunktiert dargestellt). Entsprechend kann mit einem derart angeordneten Kameramodul 4a ein Sektor vor dem Rahmenwerk 2 im Bereich des Spielfelds überwacht werden, um eine Trajektorie des Balls zu bestimmen. Aus Gründen der Vereinfachung ist in Fig. 1 nur ein Kameramodul 4a gezeigt, nämlich im mittigen Bereich der Latte 2b. In der Praxis können sowohl an der Latte 2b als auch an den beiden Pfosten 2a weitere Kameras 4a, deren Strahlen- gang jeweils nach vorne in Richtung des Spielfelds ausgerichtet ist, vorgesehen sein. Fig. 2 zeigt das Tor 3 von Fig. 1 ebenfalls in einer Perspektivansicht, wobei hierin die von den jeweiligen Kameras überwachten Ebenen angedeutet sind. Innerhalb des Rahmenwerks 2 verläuft eine Torlinien-Ebene E, die von den beiden Pfosten 2a und von der Latte 2b aufgespannt wird. Die Torlinien-Ebene E grenzt exakt an einer hinteren Kante eine Torlinie T an, die zwischen den beiden Pfosten 2a verläuft. Die Mehrzahl von Kameras 1 sind an dem Rahmenwerk 2 derart angebracht, dass ihr Strahlengang entlang dieser Torlinien-Ebene E verläuft, so dass die Torlinien-Ebene E durch das Erzeugen von Bildaufnahmen entsprechend überwacht werden kann. Der Abstand der einzelnen Kameras 1 zueinander entlang eines Pfostens 2a bzw. entlang der Latte 2b ist so gewählt, dass sich die Aufnahmebereiche der Kameras 1 geeignet überschneiden, so dass ein lückenloses Erfassen der Torlinien-Ebene E möglich ist.

Seitlich angrenzend an das Rahmenwerk 2 verläuft eine Referenzebene R, die koplanar zur Torlinien- Ebene E ist. Fig. 2 verdeutlicht, dass die Referenzebene R außerhalb des Tors 3 jeweils seitlich an die beiden Pfosten 2a als auch von oben an die Latte 2b angrenzt. Wie erläutert, wird die Referenzebene R von den Kameramodulen 4 überwacht, deren Strahlengang ausgehend von dem Rahmenwerk 2 zur Seite hin ausgerichtet ist (strichpunktierte Linien in Fig. 1). Die Be- abstandung der Kameramodule 4 zueinander an dem Rahmenwerk 2 ist dabei so gewählt, dass ein lückenloses Überwachen der Referenzebene R gewährleistet ist.

In Fig. 2 sind zusätzlich drei beispielhafte Trajektorien bzw. Bahnkurven B B ₂ und B ₃ gezeigt, die mögliche Bewegungen eines Spielkörpers in Form des Balls in Richtung des Tors 3 verdeutlichen. Diese Trajektorien werden nachfolgend noch im Detail erläutert.

Die Detaildarstellungen I und II von Fig. 1 symbolisieren die Anbringung einer jeweiligen Kamera 1 bzw. eines jeweiligen Kameramoduls 4, 4a innerhalb des Rahmenwerks 2, d. h. innerhalb eines Pfostens 2a bzw. innerhalb der Latte 2b. Die Darstellung von Fig. 3 entspricht einer Vergrößerung der jeweiligen Detaildarstellungen I, II von Fig. 1. Nachfolgend ist die Fig. 3 beispielhaft für eine Kamera 1 erläutert, wobei die erläuterte Anbringung in gleicher Weise für ein Kameramodul 4, 4a und seine Kamera zutreffen kann. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Teil des Rahmenwerks 2 kann es sich um einen Pfosten 2a oder die Latte 2b handeln. Das Rahmenwerk 2 ist in der Fig. 3 mit Phantomlinien angedeutet, so dass die innerhalb des Rahmenwerks 2 angeordneten Bauelemente erkennbar sind. Der Kamera 1 ist ein Spiegelmodul 6 zugeord- net, wobei die Kamera 1 und das Spiegelmodul 6 zu einer baulichen Einheit zu- sammengefasst 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 1 angeordnet ist. Die Bauein- heit, bestehend aus dem Spiegelmodul 6 und der Kamera 1, 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. 3 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 1 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. 4 erläutert wird.

Die Positionierung der Baueinheit, bestehend aus der Kamera 1 und dem Spie- gelmodul 6, erfolgt über ein Trägerelement 10, das mittels eines Klemmelements 11 an Längsschienen 2-H, die innerhalb des Rahmenwerks 2 in deren Längsrichtung des Rahmenwerks 2 verlaufen, festgeklemmt wird. Die Kamera 1 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 1.

Die Zuordnung des Spiegelmoduls 6 zu der Kamera 1 macht es möglich, dass die Kamera 1 mit ihrer Längsachse L im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Rahmenwerks 2 ausgerichtet ist. Dies führt zu einer kompakten und raumsparenden Anordnung der Kamera 1 innerhalb des Rahmenwerks 2. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Prinzip der Anordnung können auch Kameras 1 vorgesehen sein, die eine größere Erstreckung in ihrer Längsachse L aufweisen. Ein jeweils genaues Ausrichten des Hauptspiegels 8 des Kameramoduls 6 mit der in dem Rahmen- werk 2 ausgebildeten Öffnung 7 ist durch das Klemmelement 11 möglich, das geeignet an den Längsschienen 2-H befestigt werden kann. Falls ein Kameramodul 4 nach dem in Fig. 3 erläuterten Prinzip innerhalb des Rahmenwerks 2 befestigt ist, so ist die Öffnung 7 in Richtung der Referenzebene R ausgerichtet. Bezüglich eines Kameramoduls 4a, bei dem der Strahlengang nach vorne in Richtung des Spielfeldbereichs ausgerichtet ist, versteht sich, dass die Öffnung 7 innerhalb des Rahmenwerks 2 derart ausgebildet ist, das sie dem Spielfeld zugewandt ist.

Die Kameras 1 bzw. eine Kamera eines Kameramoduls 4, 4a können wie oben erläutert aus einer Hochgeschwindigkeitskamera bestehen, mit der es möglich ist, pro Sekunde z. B. 1000 Bilder, optional auch bis zu oder mehr als 4000 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 bzw. der Referenzebene R durch die Kamera 1 bzw. eine Kamera eines Kameramoduls 4 ist prinzipiell vereinfacht in Fig. 4 dargestellt. Die Kamera 1 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 1 pro Sekunde mehrere Tausend (1000) Bilder erstellen kann, z. B. bis zu 4000 Bilder. Wegen dieser Hochgeschwindigkeitseigenschaft der Kamera 1 ist es möglich, ein Bild für den Zeitpunkt zu erstellen, sobald der Ball 5 die Torlinien-Ebene E vollständig durchquert hat. In Fig.4 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. Das in Fig. 4 erläuterte Prinzip einer Überwachung der Torlinien-Ebene E gilt in gleicher Weise für die Referenzebene R, die von einer Kamera eines Kameramoduls 4 überwacht wird. Falls der Ball 5 die Referenzebene R vollständig durchquert hat, was durch eine entsprechende Bildaufnahme des Kameramoduls 4 erkennbar ist, ist klar, dass der Ball 5 entweder seitlich an dem Pfosten 2a vorbei oder über die Latte 2b hinweg geflogen ist, jedenfalls nicht die Torlinien-Ebene E durchquert hat. Bezüglich der Kameras 1, mit denen die Torlinien-Ebene E überwacht wird, und der Kameramodule 4, mit denen die Referenzebene R überwacht wird, wird darauf hingewiesen, dass eine Parallaxenkorrektur vorgesehen sein kann. Mit dieser Parallaxenkorrektur ist es möglich, den Aufnahmebereich der Kameras exakt auf einen hinteren Rand der Torlinien-Ebene E bzw. der Referenzebene R auszurichten. Die Korrektur der Parallaxe kann z. B. durch einen Schwenkspiegel erzielt werden, der in einem optischen System einer jeweiligen Kamera vorgesehen ist. Fig. 5 zeigt in einer schematisch stark vereinfachten Ansicht weitere Komponenten der Erfindung, nämlich eine Recheneinheit 13, an die die Kameras 1 und die Kameramodule 4, 4a angeschlossen sind, z. B. über ein leistungsfähiges Glasfaserkabel oder dergleichen. Die Recheneinheit 13 ist mit einer Anzeigenvorrichtung 14 verbunden, mit der ein Spielstand oder dergleichen angezeigt werden kann. Des Weiteren kann die Recheneinheit 13 mit einer mobilen Empfangseinheit 15 kommunizieren, bei der es sich beispielsweise um eine Armbanduhr des Schiedsrichters handelt. Die Kommunikation zwischen der Recheneinheit 13 und der mobilen Empfangseinheit 15 erfolgt vorzugsweise über eine drahtlose Kommunikationsstrecke, die geeignet verschlüsselt ist.

In der Darstellung von Fig. 5 ist ebenfalls zu erkennen, dass ein Kameramodul 4a, mit dem ein Sektor vor dem Rahmenwerk 2 des Tors 3 im Bereich des Spielfelds überwacht wird, an einer Seitenlinie des Spielfelds angeordnet sein kann, entweder an einer Seitenlinie oder auch an beiden Seitenlinien. Diese Kame- ramodule 4a an den Seitenlinien des Spielfelds können ergänzend und/oder alternativ zu einem Kameramodul 4a vorgesehen sein, dass wie in Fig. 1 erläutert an dem Rahmenwerk 2 angebracht ist. Die an den Seitenrändern des Spielfelds angeordneten Kameramodule 4a sind ebenfalls an die Recheneinheit 13 angeschlossen, wie durch die punktierte Linie in Fig. 5 angedeutet.

Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:

Die Kameras 1 überwachen die Torlinien-Ebene E, indem pro Sekunde eine Vielzahl von Bildaufnahmen der Torlinien-Ebene E erstellt wird. Die Bilddaten der Kameras 1 werden durch die Recheneinheit 13 unter Verwendung einer geeigneten Bildverarbeitung ausgewertet. Sobald der Ball 5 aus Richtung des Spielfelds die Torlinien-Ebene E vollständig durchquert hat, wie z. B. in Fig. 4 veranschaulicht und in Entsprechung der Trajektorie von Fig. 2, wird von der Recheneinheit 13 nach der Auswertung eines entsprechenden Bildes ein Torerkennungssignal erzeugt. Dieses Torerkennungssignal wird unmittelbar an die mobile Empfangseinheit 15, die von dem Schiedsrichter getragen wird, übertragen und darauf angezeigt. Ergänzend können auch die Bilddaten der Bildaufnahme, die den Ball 5 nach dem vollständigen Durchqueren der Torlinien-Ebene E darstellt, an die Empfangseinheit 15 übertragen und darauf angezeigt werden. Optional kann vorgesehen sein, dass der Schiedsrichter mittels der Empfangsein- heit 15 das Torerkennungssignal bestätigt, wenn dies mit seiner persönlichen Wahrnehmung übereinstimmt. Für diesen Fall wird ein Tor auf der Anzeigenvorrichtung 14 erst dann angezeigt, wenn das Torerkennungs Signal von dem Schiedsrichter bestätigt worden ist. Zur Erläuterung der Funktionsweise der Kameramodule 4, 4a wird nachfolgend auf die in Fig. 2 gezeigten Beispiele B ₁ -B ₃ für eine Trajektorie bzw. Flugbahn des Balls 5 Bezug genommen.

Nach dem Beispiel der Trajektorie B ₂ bewegt sich der Ball 5 rechts außen am rechten Pfosten 2a vorbei ins Toraus. Entsprechend wird dann von einem an dem rechten Pfosten 2a angebrachten Kameramodul 4 erkannt, dass der Ball 5 vollständig die Referenzebene R durchquert hat. Für diesen Fall werden die Bilddaten der Kameras 1, mit denen die Torlinien-Ebene E überwacht wird, nicht länger berücksichtigt. Anders ausgedrückt, werden die Bilddaten eines Kameramo- duls 4, nachdem der Ball 5 die Referenzebene R vollständig durchquert hat, den Bilddaten der Kameras 1 überlagert, so dass letztere unberücksichtigt bleiben. Der Hintergrund hierfür besteht darin, dass ein Tor dann nicht gewertet wird, wenn der Ball 5 seitlich am Pfosten 2a, oder auch über die Latte 2b, hinweg, fliegt. Nachdem der Ball 5 die Referenzebene R vollständig durchquert hat und entsprechende Bilddaten an die Recheneinheit 13 übermittelt sind, wird von der Recheneinheit 13 ein Nichttorentscheidungssignal erzeugt, das ebenfalls von der Recheneinheit 13 an die mobile Empfangseinheit 15 des Schiedsrichters übertragen werden kann. Die Überwachung der Referenzebene R, die außerhalb des Tors 3 z. B. seitlich an den Pfosten 2a angrenzt, führt u. a. zu dem Vorteil, dass in jedem Fall ein Tor nicht gewertet wird, wenn der Ball außen an dem Pfosten 2a vorbei in den Torraum hineingelangt. Dies ist dadurch möglich, weil wegen des Durchquerens der Referenzebene R wie erläutert ein Nichttorentscheidungssignal erzeugt wird, so dass hierdurch Fehlentscheidungen im Spielverlauf ausgeschlossen sind.

Eine weitere Einsatzmöglichkeit eines Kameramoduls 4a besteht darin, dass hiermit - wie in Fig. 1 und Fig. 5 durch die doppelt strichpunktierte Linie angedeutet - ein Sektor im Bereich des Spielfelds vor dem Rahmenwerk 2 überwacht wird, um die Flugbahn des Balls 5 und insbesondere die Richtung dieser Flug- bahn zu bestimmen. Die Bestimmung einer Trajektorie des Balls 5 im Verlauf des Spielgeschehens kann dadurch verbessert werden, dass ein Kameramodul 4a nicht nur an dem Rahmenwerk 2, sondern auch ergänzend - wie in Fig. 5 dargestellt - an zumindest einer Seitenlinie des Spielfelds oder jeweils an beiden Seitenlinien des Spielfelds vorgesehen ist. Die Bilddaten der Kameras dieser Kame- ramodule 4a werden geeignet zusammen von der Recheneinheit 13 ausgewertet, so dass im Ergebnis die exakte Position des Balls 5 auf dem Spielfeld und seine voraussichtliche Flugbahn in Richtung des Tors 3 bestimmt werden kann.

Unter Bezugnahme auf das Beispiel der Trajektorie B ₃ von Fig. 2 kann durch zumindest ein Kameramodul 4a, vorzugsweise durch eine Mehrzahl von solchen Kameramodulen 4a, erkannt werden, dass der Ball 5 weit links am Tor 3 vorbeifliegt. Somit ist es wenig wahrscheinlich bzw. ausgeschlossen, dass der Ball 5 auf die Torlinien-Ebene E auftrifft. Entsprechend ist es nicht notwendig, dass mit den Kameras 1, die die Torlinien-Ebene E überwachen, permanent Bildauf nah- men erzeugt werden. Anders ausgedrückt, erfolgt über eine geeignete Auswertung der Bilddaten des zumindest einen Kameramoduls 4a bezüglich einer Trajektorie des Balls 5 im Bereich des Spielfelds eine geeignete Ansteuerung der Kameras 1 zur Überwachung der Torlinien-Ebene E. Wie soeben erläutert, kann die Ansteuerung der Kameras 1 in Abhängigkeit der Bilddaten des zumindest einen Kameramoduls 4a derart erfolgen, dass ein Betrieb der Kameras 1 z.B. ausgesetzt wird bzw. in einen Stand-by-Modus mit einer nur geringen Bildanzahl pro Sekunde versetzt wird, falls der Ball 5 voraussichtlich weit am Tor vorbeifliegt. Demgegenüber kann für das Beispiel der Trajektorie B] von Fig. 2 die Ansteuerung der Kameras 1 auch derart erfolgen, dass deren Bildsequenz erhöht wird, wenn von dem zumindest einen Käme- ramodul 4a erkannt wird, dass der Ball sich in Richtung der Torlinien-Ebene E bewegt und mit hoher Wahrscheinlichkeit ins Tor trifft, d.h. die Torlinien-Ebene E vollständig durchquert. Hierbei kann die Bildsequenz der Kameras 1 von 1000 Bildaufnahmen auf 4000 Bildaufnahmen erhöht werden, um die Messgenauigkeit zur Erkennung eines Tors zu verbessern.

Das oben erläuterte Torerkennungssystem und das damit einhergehende Verfahren erfüllen die derzeit gültigen Bestimmungen der FIFA. Hiernach ist eine direkte und unmittelbare Datenübertragung zwischen einer Recheneinheit und dem Schiedsrichter erforderlich, nachdem ein Torerkennungssignal erzeugt worden ist. Die exklusive Übertragung an den Schiedsrichter bzw. an weitere Spieloffizielle wird durch eine Verschlüsselung der Übertragungsstrecke gewährleistet, so dass Schutz vor Falschdaten bzw. Datenmissbrauch gegeben ist.