Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Футбольні вболівальники іноді звинувачують суддю в неправильному рішенні. Непомічений офсайд, несправедливе видалення гравця з поля, жорстка гра, після якої годі було покарання, - все це є практично в кожному другому матчі. Але особливо сильно обурюються фанати через те, що арбітр не зараховує гол. Погодьтеся, дуже прикро бачити програш команди всього лише через неуважність одного людини.

Іноді дуже важко визначити, чи перетнув м’яч лінію воріт чи ні. Особливо проблематично прийняти рішення судді, якщо він перебував далеко від штрафного або в рішучий момент дивився в іншу сторону (це може статися через те, що, наприклад, один з гравців впав або затіяв сварку). Який би не був результат, арбітра все одно звинуватять. Або вболівальники атакуючої команди, або фанати тих, хто захищався.

1. Актуальність теми

Відома як «goal-line technology», система дозволяє визначати успішну атаку на ворота суперника в футболі за допомогою технічних засобів. При цьому вона докладно і точно сповіщає футбольного суддю про повну перетині лінії воріт м’ячем. Дана технологія була офіційно схвалена Міжнародною радою футбольних асоціацій, які відповідають за визначення єдиних правил гри в футбол в світі, 5 липня 2012 року.

Першим міжнародним турніром, на якому були випробувані системи автоматичного визначення голів, став клубний Чемпіонат Світу, який пройшов в грудні 2012 року в Японії. Потім нововведення було використано на Кубку Конфедерацій 2013 року і на Чемпіонаті Світу 2014 року в Бразилії. Надалі планується впровадження таких систем на рівні національних чемпіонатів. Варто відзначити, що дані системи служать не тільки для визначення взяття воріт у футболі, але і допомагають суддям приймати рішення в інших видах спорту, таких, як крикет, теніс, гольф, легка атлетика та інші.

Вперше розмови про те, що ФІФА слід йти в ногу з часом, почалися під час чемпіонату світу 2010 року в ПАР. У матчі 1/8 фіналу між командами Англії та Німеччини м’яч після дальнього удару півзахисника англійців Френка Лемпарда рикошетом від поперечини перетнув лінію воріт і вискочив назад в поле. Однак арбітр гол не зарахував, а матч завершився перемогою німецьких футболістів (4: 1). Помилку арбітра бачив весь світ, визнав її і глава ФІФА Зепп Блаттер. Однак тоді Блаттер заявляв, що впровадження технічних нововведень призведе до тривалих зупинок і в підсумку негативно позначиться на видовищності матчів.

Проти висловлювався і глава УЄФА Мішель Платіні, за словами якого суддівські помилки є невід’ємною частиною футболу і без них не обійтися. Однак в матчі Англія - Україна, який проходив в рамках фінальної стадії Чемпіонату Європи з футболу 2012 року, суддя за воротами не зарахував гол після удару українського форварда Марко Девіча, що стало «останньою краплею» в суперечках про введення «електронних» суддів[1].

2. Мета і завдання дослідження

Для виконання поставлених цілей і завдань необхідно:

  1. Рухомий об’єкт, зокрема спортивним об’єктом, наприклад, футбол або хокей, шайба, маючи радіохвильової випромінювач засобів.
  2. Безліч пар антен, розташованих по периферії плоскою цільової площині, двох антен кожної з пар розташовані з взаємним зміщенням в напрямку, перпендикулярному до плоскої мішені.
  3. Радіохвильової випромінювач пристосування, розташоване в рухливий об’єкт і / або кожної антени, і засіб для прийому радіохвилі від радіо хвилі випромінювача кошти і забезпечить вихід відповідно організовані в кожній антени і / або в рухливий об’єкт, система додатково містить засіб обробки для прийому і обробки вихідного разом з наперед визначеним набором умов і забезпечуючи результат, якщо умови будуть виконані, з тим щоб визначити, чи є рухливий об’єкт переходить в плоскі мішені.

3. Вибір технології

Goal Line Technology - це загальна назва технологій, які визначають, чи перетнув м’яч лінію воріт[2]. Офіційно сертифікували кілька систем, які базуються на двох основних принципах роботи: камерах, здатних вести зйомку з високою частотою кадрів, і систем, що використовують датчики магнітного поля.

Goal Line Technology

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

3.1. GoalRef

Система GoalRef розроблена Німецьким інститутом Fraunhofer спільно з датським виробником спортивного обладнання Select Sport. Вона працює за принципом виявлення проходження м’яча за допомогою електромагнітної індукції. Нараяду з Hawk-Eye і Cairos, це одна з трьох систем, схвалених Міжнародною радою футбольних асоціацій (IFAB) до використання в професійних іграх.

GoalRef спочатку був розроблений в Данії на замовлення компанії Select Sport, яка висунула цю систему на розгляд Міжнародної федерації гандболу. У 2011, разом з компанією-розробником, Fraunhofer став ключовим партнером в розробці GoalRef і вивів систему на перший етап тестування, проведеного Швейцарської Державної Лабораторією матеріалознавства і технологій для IFAB. GoalRef і Hawk-Eye стали єдиними системами, допущеними до другого етапу випробувань. На цьому етапі GoalRef тестувався на іграх Датської суперліги. За результатами другого етапу випробувань, 5 липня 2015 року обидві системи, як GoalRef, так і Hawk-Eye, були визнані придатними для використання в професійних іграх, що призвело до внесення змін в Правила гри. GoalRef вперше був використаний 6 грудня 2012 року і вперше на Міжнародному клубному чемпіонаті світу з футболу (Японія, 2012)[4].

Система GoalRef використовує принцип електромагнітної індукції. Низькочастотне магнітне поле, створюване навколо воріт, аналізується за допомогою котушок, встановлених на штангах і верхньої перекладині. У м’яч, між шаром шкіри і гумовою камерою, вбудований замкнутий контур. Комп’ютер стежить за станом магнітного поля в воротах і реєструє зміни, які відбуваються в ньому під час проходження м’яча через рамку з котушок за лінію воріт. При виявленні проходження м’яча, система в реальному часі відправляє зашифрований радіосигнал на наручний годинник орбітра, які починають вібрувати і виводять на дисплей інформацію про те, що гол проведений.[5]

3.2. Hawk-Eye

Система Hawk-Eye (що можна перевести як «яструбиний очей») вже застосовується в змаганнях з тенісу і крикету, являє собою шість встановлених в різних точках камер, зображення з яких з’єднуються в одну картинку, яка визначає точне місце попадання м’яча, після чого суддя отримує сигнал про взяття воріт. Всі системи Hawk-Eye засновані на принципі оптичної тріангуляції. Вони використовують прив’язані до часу зображення, одержувані з декількох високошвидкісних відеокамер, розташованих в різних точках і під різними кутами навколо простору в якому проходить гра. У тенісі використовується 10 камер. Система з великою швидкістю обробляє зображення, що надходять з високошвидкісних камер і зіставляє отримані дані про стан м’яча з параметрами простору і правилами гри, які задаються заздалегідь. У кожному кадрі, отриманому з кожної камери, система ідентифікує групу пікселів, які відповідають зображенню м’яча. Потім вона обчислює положення м’яча в тривимірному просторі, ґрунтуючись його положенні на зображеннях, отриманих як мінімум з двох різних камер в один і той же момент часу. Послідовність цих зображень дає інформацію про шляхи, по якому слід м’яч. Система так само здатна обчислити подальшу траєкторію, по якій буде рухатися м’яч, в тому числі взаємодіючи з простором ігрового поля. Система аналізує ці взаємодії, надаючи дані про порушення правил гри, якщо такі є. Система створює тривимірне графічне зображення траєкторії м’яча і ігрового простору. Ця інформація може бути представлена ??суддівства, телеглядачам або тренерському складу практично в реальному часі. У найбільш повній своїй комплектації система має можливості збору та архівування даних, що дозволяє виявляти і аналізувати статистику і тенденції по конкретному гравцеві, грі, робити порівняння та інше[6].

Недоліком Hawk-Eye є висока вартість, а також технічні обмеження - для спрацьовування комп’ютерної системи потрібно, щоб як мінімум 25% м’яча перебувало в полі зору камер. Перевага - в видовищності, тому що відрендерені в 3D-програмі повтори небезпечних моментів напевно викличуть чимало гострих відчуттів у вболівальників. Hawk-Eye добре себе зарекомендувала, і УЄФА збирається встановити систему на стадіонах під час матчів Ліги Європи з сезону 2017/18.

3.3. GoalControl-4D

Система GoalControl-4D розроблена німецькою фірмою GoalControl[7]. Є першою системою автоматичного визначення голів, застосованої на чемпіонатах світу з футболу. Система заснована на застосуванні високошвидкісних камер, без використання чіпів в м’ячах і тому подібних пристроїв. Суть роботи системи наступна - камери будуть розташовані по периметру поля - по сім на одні ворота. Позиція м’яча безперервно записується в трьох осях координат. Відеокамери з’єднані з комп’ютерної обробної системою, яка фільтрує гравців, суддів і будь-які інші об’єкти, які можуть стати перешкодою для визначення гола. Залишається тільки м’яч - його позиція повинна бути відома з точністю до міліметра. Сигналізувати про те, що гол відбувся, будуть спеціальні наручний годинник головного судді через частки секунди після перетину м’ячем лінії воріт.

Для використання технології системи автоматичного визначення голів була обрана технологія GoalRef, тому що системи Hawk-Eye і GoalControl 4D в рази дорожче, ніж GoalRef.

Висновки

Були поставлені цілі і завдання роботи, а також обрана обрана технологія для подальшої роботи.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: червень 2018 року. Повний текст роботи і матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Перелік посилань

  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]