Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Футбольные болельщики иногда обвиняют судью в неправильном решении. Незамеченный офсайд, несправедливое удаление игрока с поля, жесткая игра, после которой не следует наказания, - все это есть практически в каждом втором матче. Но особенно сильно возмущаются фанаты из-за того, что арбитр не засчитывает гол. Согласитесь, очень обидно видеть проигрыш команды всего лишь из-за невнимательности одного человека.

Иногда очень трудно определить, пересек ли мяч линию ворот или нет. Особенно проблематично принять решение судье, если он находился далеко от штрафной или в решительный момент смотрел в другую сторону (это может произойти из-за того, что, например, один из игроков упал или затеял ссору). Какой бы ни был результат, арбитра все равно обвинят. Либо болельщики атакующей команды, либо фанаты защищавшихся.

1. Актуальность темы

Известная как «goal-line technology», система позволяет определять успешную атаку на ворота соперника в футболе при помощи технических средств. При этом она подробно и точно оповещает футбольного судью о полном пересечении линии ворот мячом. Данная технология была официально одобрена Международным советом футбольных ассоциаций, отвечающим за определение единых правил игры в футбол в мире, 5 июля 2012 года.

Первым международным турниром, на котором были опробованы системы автоматического определения голов, стал клубный Чемпионат Мира, который прошел в декабре 2012 года в Японии. Затем нововведение было использовано на Кубке Конфедераций 2013 года и на Чемпионате Мира 2014 года в Бразилии. В дальнейшем планируется внедрение таких систем на уровне национальных чемпионатов. Стоит отметить, что данные системы служат не только для определения взятия ворот в футболе, но и помогают судьям принимать решения в других видах спорта, таких, как крикет, теннис, гольф, легкая атлетика и другие.

Впервые разговоры о том, что ФИФА следует идти в ногу со временем, начались во время чемпионата мира 2010 года в ЮАР. В матче 1/8 финала между командами Англии и Германии мяч после дальнего удара полузащитника англичан Фрэнка Лэмпарда рикошетом от перекладины пересек линию ворот и выскочил обратно в поле. Однако арбитр гол не засчитал, а матч завершился победой немецких футболистов (4:1). Ошибку арбитра видел весь мир, признал ее и глава ФИФА Зепп Блаттер. Однако тогда Блаттер заявлял, что внедрение технических нововведений приведет к длительным остановкам и в итоге отрицательно скажется на зрелищности матчей.

Против высказывался и глава УЕФА Мишель Платини, по словам которого судейские ошибки являются неотъемлемой частью футбола и без них не обойтись. Однако в матче Англия — Украина, проходившего в рамках финальной стадии Чемпионата Европы по футболу 2012 года, судья за воротами не засчитал гол после удара украинского форварда Марко Девича, что явилось «последней каплей» в спорах о введении «электронных» судей[1].

2. Цель и задачи исследования

Для выполнения поставленных целей и задач необходимо:

  1. Подвижный объект, в частности спортивным объектом, например, футбол или хоккей, шайба, имея радиоволновой излучатель средств.
  2. Множество пар антенн, расположенных по периферии плоской целевой плоскости, двух антенн каждой из пар расположены со взаимным смещением в направлении, перпендикулярном к плоской мишени.
  3. Радиоволновой излучатель приспособление, расположенное в подвижный объект и/или каждой антенны, и средство для приема радиоволны от радио волны излучателя средства и обеспечит выход соответственно организованы в каждой антенны и/или в подвижный объект, система дополнительно содержит средство обработки для приема и обработки выходного вместе с заранее определенным набором условий и обеспечивая результат, если условия будут выполнены, с тем чтобы определить, является ли подвижный объект переходит в плоские мишени.

3. Выбор технологии

Goal Line Technology — это общее название технологий, которые определяют, пересек ли мяч линию ворот[2]. Официально сертифицировали несколько систем, базирующихся на двух основных принципах работы: камерах, способных вести съемку с высокой частотой кадров, и систем, использующих датчики магнитного поля.

Goal Line Technology

Рисунок 1 – Goal Line Technology [3]
(анимация: 8 кадров, 3 циклов повторения, 119 килобайт)

3.1. GoalRef

Система GoalRef разработана Немецким институтом Fraunhofer совместно с датским производителем спортивного оборудования Select Sport. Она работает по принципу обнаружения прохождения мяча при помощи электромагнитной индукции. Нараяду с Hawk-Eye и Cairos, это одна из трех систем, одобренных Международным советом футбольных ассоциаций (IFAB) к использованию в профессиональных играх.

GoalRef изначально был разработан в Дании по заказу компании Select Sport, которая выдвинула эту систему на рассмотрение Международной Федерации Гандбола. В 2011, наряду с компанией-разработчиком, Fraunhofer стал ключевым партнером в разработке GoalRef и вывел систему на первый этап тестирования, проводимого Швейцарской Государственной Лабораторией материаловедения и технологий для IFAB. GoalRef и Hawk-Eye стали единственными системами, допущенными до второго этапа испытаний. На этом этапе GoalRef тестировался на играх Датской суперлиги. По результатам второго этапа испытаний, 5 июля 2015 года обе системы, как GoalRef, так и Hawk-Eye, были признаны пригодными для использования в профессиональных играх, что привело к внесению изменений в Правила игры. GoalRef впервые был использован 6 декабря 2012 года и впервые на Международном клубном чемпионате мира по футболу (Япония, 2012)[4].

Система GoalRef использует принцип электромагнитной индукции. Низкочастотное магнитное поле, создаваемое вокруг ворот, анализируется при помощи катушек, установленных на штангах и верхней перекладине. В мяч, между слоем кожи и резиновой камерой, встроен замкнутый контур. Компьютер следит за состоянием магнитного поля в воротах и регистрирует изменения, которые происходят в нем при прохождении мяча через рамку из катушек за линию ворот. При обнаружении прохождения мяча, система в реальном времени отправляет зашифрованный радиосигнал на наручные часы орбитра, которые начинают вибрировать и выводят на дисплей информацию о том, что гол произведен[5].

3.2. Hawk-Eye

Система Hawk-Eye (что можно перевести как «ястребиный глаз») уже применяется в соревнованиях по теннису и крикету, представляет собой шесть установленных в разных точках камер, изображения с которых соединяются в одну картинку, определяющую точное место попадания мяча, после чего судья получает сигнал о взятии ворот. Все системы Hawk-Eye основаны на принципе оптической триангуляции. Они используют привязанные ко времени изображения, получаемые с нескольких высокоскоростных видеокамер, расположенных в различных точках и под различными углами вокруг пространства в котором проходит игра. В теннисе используется 10 камер. Система с большой скоростью обрабатывает изображения, поступающие с высокоскоростных камер и сопоставляет полученные данные о положении мяча с параметрами пространства и правилами игры, которые задаются заранее. В каждом кадре, полученном с каждой камеры, система идентифицирует группу пикселей, которые соответствуют изображению мяча. Затем она вычисляет положение мяча в трехмерном пространстве, основываясь его положении на изображениях, полученных как минимум с двух различных камер в один и тот же момент времени. Последовательность этих изображений дает информацию о пути, по которому следует мяч. Система так же способна вычислить последующую траекторию, по которой будет двигаться мяч, в том числе взаимодействуя с пространством игрового поля. Система анализирует эти взаимодействия, предоставляя данные о нарушениях правил игры, если таковые имеются. Система создает трехмерное графическое изображение траектории мяча и игрового пространства. Эта информация может быть представлена судейству, телезрителям или тренерскому составу практически в реальном времени. В наиболее полной своей комплектации система обладает возможностями сбора и архивирования данных, что позволяет выявлять и анализировать статистику и тенденции по конкретному игроку, игре, делать сравнения и прочее[6].

Недостатком Hawk-Eye является высокая стоимость, а также технические ограничения — для срабатывания компьютерной системы нужно, чтобы как минимум 25% мяча находилось в поле зрения камер. Преимущество — в зрелищности, потому что отрендеренные в 3D-программе повторы опасных моментов наверняка вызовут немало острых ощущений у болельщиков. Hawk-Eye хорошо себя зарекомендовала, и УЕФА собирается установить систему на стадионах во время матчей Лиги Европы с сезона 2017/18.

3.3. GoalControl-4D

Система GoalControl-4D разработана немецкой фирмой GoalControl[7]. Является первой системой автоматического определения голов, примененной на чемпионатах мира по футболу. Система основана на применении высокоскоростных камер, без использования чипов в мячах и тому подобных устройств. Суть работы системы следующая — камеры будут расположены по периметру поля — по семь на одни ворота. Позиция мяча беспрерывно записывается в трёх осях координат. Видеокамеры соединены с компьютерной обрабатывающей системой, которая фильтрует игроков, судей и любые другие объекты, которые могут стать преградой для определения гола. Остаётся только мяч — его позиция должна быть известна с точностью до миллиметра. Сигнализировать о том, что гол состоялся, будут специальные наручные часы главного судьи спустя доли секунды после пересечения мячом линии ворот.

Для использования технологии системы автоматического определения голов была выбрана технология GoalRef, т.к. системы Hawk-Eye и GoalControl 4D в разы дороже, чем GoalRef.

Выводы

Были поставлены цели и задачи работы, а также выбрана выбрана технология для дальнейшей работы.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: июнь 2018 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

  1. Система автоматического определения голов [Источник]
  2. Футбол будущего: технологии «честного гола» на Евро-2016 [Источник]
  3. Goal-Line Technology preparations underway[Источник]
  4. Система определения гола: как это работает? [Источник]
  5. Goal-line technology edges closer [Источник]
  6. Новые информационные технологии в футболе [Источник]
  7. Триангуляция против эффекта Доплера: битва технологий на футбольном поле [Источник]