Trackscore: Das digitale Auge für den Tennissport, Hochschule für Informatik FHNW

• C++
• CUDA
• Nvidia Jetson

Trackscore ist eine geplante Gesamtlösung für den Tennis-Wettkampfsport, die aus einem kamerabasierten System zur automatischen In-/Out-Erkennung sowie einer Webapplikation zur Bereitstellung, Verarbeitung und Visualisierung der erfassten Daten besteht. Analog zu etablierten Line-Calling-Systemen analysiert das System die Flugbahn des Tennisballs und ermittelt dessen Aufprallpunkt, um automatisch zu entscheiden, ob ein Ball innerhalb oder ausserhalb des Spielfelds beziehungsweise der Aufschlagfelder gelandet ist. In Kombination mit der Webapplikation werden die erfassten Spiel- und Turnierdaten aufbereitet, ausgewertet und über geeignete Software-Integrationen im Internet zugänglich gemacht.

Die Digitalisierung hat in den vergangenen Jahren auch im Sport zunehmend an Bedeutung gewonnen. Moderne Technologien ermöglichen die Erfassung, Analyse und Auswertung von Bewegungs- und Spieldaten in bislang unerreichter Genauigkeit. Insbesondere im Tennis werden solche Daten genutzt, um Entscheidungen zu unterstützen, die Spielqualität zu verbessern und zusätzliche Informationen für Spielerinnen und Spieler, Trainer sowie Zuschauer bereitzustellen. Während entsprechende Technologien im professionellen Tennissport bereits weit verbreitet sind, stehen sie aufgrund hoher Kosten und technischer Anforderungen vielen Vereinen und kleineren Turnierveranstaltern nicht zur Verfügung. Dadurch besteht ein Bedarf an zugänglichen und wirtschaftlichen Lösungen, die eine digitale Unterstützung von Wettkämpfen auch ausserhalb des Spitzensports ermöglichen.

In der Minimalvariante kommt ausschliesslich die Zentraleinheit zum Einsatz, bestehend aus einem Jetson AGX und zwei Kameras, die gemeinsam das gesamte Spielfeld erfassen. Die Bilddaten (2 × 8 MP bei 60 fps) werden in Echtzeit auf der GPU verarbeitet. Aus der in 2D erfassten Ballflugbahn wird die wahrscheinlichste Flugbahn im dreidimensionalen Raum rekonstruiert. Daraus lässt sich der Ballabdruck in der Orthogonalprojektion des Spielfelds bestimmen und eine In-/Out-Entscheidung ableiten. Eine solche Entscheidung kann innerhalb von weniger als 100 ms getroffen werden.

Um die Genauigkeitsanforderungen der International Tennis Federation (ITF) zu erfüllen, genügt die Zentraleinheit allein jedoch nicht. Hierfür sind zusätzliche Linienrichterkameras entlang der Spielfeldlinien erforderlich. Diese Kameras können nahezu 1'000 Bilder pro Sekunde erfassen und ermöglichen dadurch In-/Out-Entscheidungen mit einer Genauigkeit von bis zu 5 mm.