Trackscore

Digitalisierung von Tennisturnieren mit automatischer In/out-Erkennung

Innosuisse-Projekt: 45304.1 IP-ICT (2020-2022)

Kurzfassung

Trackscore ist ein kameragestütztes System zur automatischen In/out-Detektion im Tennis. Ziel ist es, den Tennisspielern unter Wettkampfbedingungen angemessen präzise Aussagen zu liefern, ob ein gespielter Ball die Feldgrenzen verlassen hat oder nicht (In/Out). Das System entspricht einem digitalen Zwilling bestehend aus einer Zentraleinheit (Hauptschiedsrichter) und mehreren Linienrichtern.

Digitaler Zwilling bestehend aus Zentraleinheit (schwarz) und mehreren Linienrichtern (rot)

In der Minimalvariante kommt nur die Zentraleinheit bestehend aus einem Jetson AGX und zwei Kameras, welche zusammen das ganze Spielfeld überblicken, zum Einsatz. Die Bilddaten (2 mal 8 MPx@60fps) werden in Echtzeit auf der GPU verarbeitet. Aus der getrackten Ballflugbahn in 2D wird die wahrscheinlichste Flugbahn in 3D ermittelt und daraus der Ballabdruck in der Orthogonalprojektion des Spielfelds abgeleitet. Ein solcher In/out-Entscheid kann in weniger als 100 ms gefällt werden.

Auf einem Beweisbild für einen In/out-Entscheid sind die letzten Ballpositionen, der relevante Linienabschnitt und die simulierte Flugbahn ersichtlich.

Um die Genauigkeitsanforderungen der International Tennis Federation (ITF) zu erfüllen, reicht die Zentraleinheit nicht aus und es werden Linienrichterkameras auf den einzelnen Linien benötigt. Diese Kameras sind in der Lage beinahe 1000 Bilder pro Sekunde zu erfassen und dadurch In/out-Entscheide auf 5 mm genau zu fällen.

Bildfolge einer Linienrichterkamera mit 957 fps: der Ball berührt den Boden zwischen dem roten und grünen Video-Frame.

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Prof. Dr. Christoph Stamm

Dozent für Informatik

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