Doelpuntdetectie met behulp van radartechnologie

Doelpuntdetectie met behulp van radartechnologie

Meibergen, M.
van Zandbrink, H.

Lager, I.E. (mentor)

Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science

2008-06-25

Maxad is een onlangs opgericht bedrijf dat begin 2009 op de markt zal komen met een systeem dat de reclameopbrengsten bij voetbalwedstrijden aanzienlijk zal verhogen. Het systeem is in staat om accuraat en snel doelpunten te detecteren. Bij de detectie van een doelpunt, worden alle elektronische reclameborden op elkaar afgestemd. Het op dat moment vertoonde item geniet dan exclusief alle aandacht. Derhalve wordt voor adverteerders een meerwaarde gecreëerd, met alle voordelen van dien. Het systeem combineert radartechnologie met beeldverwerking. De radars worden gebruikt om de positie van de bal te bepalen. Zodra de bal zich dicht bij het doel bevindt, zal een signaal worden afgeven aan het beeldverwerkingsysteem. Dit systeem zal bepalen of de bal de doellijn is gepasseerd. Maxad heeft onder andere het adviesbureau MaxRadar in het leven geroepen, dat als specialist in radartechnologie het radarsysteem zal ontwerpen. Overige adviesbureaus aangesteld door Maxad zijn MaxSoft en MaxImage, verantwoordelijk voor respectievelijk de software van het radarsysteem en het beeldverwerkingsysteem. In dit rapport zijn de verrichtingen weergegeven van MaxRadar. Er wordt beschreven hoe het ontwerp van de radaropstelling tot stand is gekomen. Tevens zijn de overwegingen weergegeven voor de bepalende onderdelen van een dergelijke opstelling. Het ontwerp van de verschillende onderdelen neemt veel tijd in beslag. Gezien de korte looptijd van het project, is de keuze gemaakt het ontwerpproces van één onderdeel specifiek uit te werken: de microstrip patch-antenne. In dit rapport wordt kort gekeken naar de verschillende methodes die beschikbaar zijn om de bal beter zichtbaar te maken voor de radar. Vervolgens wordt de evaluatie van het gebouwde prototype behandeld. Tot slot wordt een conclusie getrokken over het eindontwerp en er worden aanbevelingen gegeven voor verder onderzoek naar doelpuntendetectiesystemen met radartechnologie. Verschillende radaropstellingen zijn bedacht en geëvalueerd aan de hand van het programma van eisen. Uit de bestudering van de verscheidene opstellingen, is bepaald dat per doel drie radars nodig zijn, hetgeen het totaal aantal radars per stadion op zes brengt. Gekozen is voor de frequency modulated continuous wave (FMCW) radar. FMCW wordt hedendaags veel gebruikt en leent zich uitstekend voor afstandsbepaling met hoge resolutie. Bovendien is de productie van FMCW relatief goedkoop, omdat het ook volop wordt gebruikt in de auto-industrie. Voor de antenne zijn verschillende alternatieven beschikbaar. Deze antennes zijn beoordeeld aan de hand van een aantal specifieke eisen. De conclusie luidt dat microstrip patch-antennes het meest bruikbaar zijn. Deze antenne heeft de vereiste brede bundel. Bovendien zijn patch-antennes goedkoop, robuust en onderhoudsarm. Er zijn een aantal mogelijkheden om de bal beter zichtbaar te maken voor de radar. Een eerste mogelijkheid is om de bal inwendig te bekleden met reflectieverhogende materialen, zoals een laag aluminiumfolie. Uit metingen is gebleken dat deze methode de reflecties van de bal aanzienlijk vergroot. Door het materiaal een bepaald profiel te geven, kan de reflectiviteit nog verder worden verhoogd. Ook kan gebruik worden gemaakt van een verborgen eigenschap van golven, te weten de polarisatie. Tevens bestaat de optie om RFID technologie toe te passen.

doelpuntdetectie

http://resolver.tudelft.nl/uuid:777a9098-71d8-4dc7-99cf-43244e526901

TU Delft, Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science, Architecture

Student theses

master thesis

(c) 2008 Meibergen, M.; van Zandbrink, H.