videoReferee^®-FC – система видеопомощи арбитрам – Video assistant referee (VAR)

Для точного определения офсайда в футболе необходимо учитывать множество факторов, связанных с геометрией и топологией футбольного поля. В этой статье мы рассмотрим основные сложности, с которыми сталкиваются системы виртуальной офсайдной линии (VOL).

Идеальное футбольное поле

Идеальное футбольное поле должно соответствовать рекомендациям FIFA по размерам и разметке, и параметрам покрытия, а также быть абсолютно плоским.

Однако правила FIFA допускают отклонения от стандартных размеров, что может повлиять на работу системы VOL.

Отклонения в разметке поля

Некоторые команды могут изменять разметку своего поля в соответствии с тактикой гостевой команды. Небольшие изменения в разметке становятся тактическим инструментом для команды хозяев, и при этом могут влиять на корректную отрисовку офсайдных линий системой VOL.

В своей практике мы также сталкивались с ситуацией, когда разметка поля была несимметрична относительно средней линии. Отметки 11 метров и размеры ворот отличались от рекомендованных FIFA. Это может приводить к ошибке при построении линии офсайда на расстоянии 11 метров от линии ворот. Так как система VOL, вероятно, будет считать разметку идеальной, тогда как в реальности это расстояние может быть больше или меньше на значительные для офсайда 10–20 см.

Кроме того, на практике встречались случаи, когда прямоугольник основной разметки поля (боковые линии и линии ворот) образует не прямоугольник, а ромб или трапецию. При длине поля в 100 м ошибка может составлять около 0,1%. Однако, когда предполагается, что система VOL должна определять офсайд с точностью до 1 см, эта ошибка является существенной и влияет на принятие правильного решения.

Топологические особенности футбольного поля

Футбольное поле является сложным сооружением, и не всегда будет идеально плоским. Дренажная система поля обеспечивает стекание воды к краям во избежание застоев, что приводит к наличию выпуклостей в центре и скатов по краям.

Для корректной работы системы VOL необходимо принимать во внимание трёхмерные размеры поля. При наличии любых неровностей построение прямой линии усложняется из-за потенциальных искажений, что может повлиять на окончательный результат по определению офсайда.

Работа системы VOL с камерами

При использовании системой VOL камер, расположенных близко к краю поля, возможна ошибка, связанная с неправильным определением высот в модели. Например, если камера установлена на 10 м от края поля на высоте человеческого роста, а игроки при этом находятся на другом конце поля, расстояние до которого может составлять до 50 м, ошибка отрисовки линии офсайда может достигать 50–100 см, т.к. система VOL не будет учитывать локальный перепад высот.

Также необходимо учитывать дисторсию изображения при построении линий офсайда. Съёмка камерами с различным фокусным расстоянием приводит к искажению, в результате которого прямые линии становятся округлыми. В системе VOL при широкоугольной съёмке линии офсайда должны рисоваться с учётом этого искажения — то есть не прямыми, а округлыми.

Улучшение работы системы VOL

При работе с обычным, неидеальным футбольным полем мы сталкиваемся с множеством сложных моментов, которые необходимо учитывать. Для корректного построения офсайдной линии нужно провести измерения поля и разметки, а также построить топологическую модель всего поля, включая все трехмерные неровности. Помимо этого, необходимо использовать камеры, которые снизят вероятность ошибок системы VOL.

Построение модели поля

Возьмём обычное футбольное поле с загруженными известными топологическими координатами для стандартных точек (31–35 точек) в систему VOL. Если спорный момент происходит рядом со стандартными точками на расстоянии не более 1 метра, то система VOL работает с высокой точностью.

Однако, спорный момент может произойти и на существенном расстоянии от известных точек. Если учесть, что впадины и выпуклости расположены по всему полю, то для обеспечения приемлемой точности работы системы VOL нужно создать более точную трёхмерную топологическую модель поля. Для этого используется сетка с наибольшим количеством точек.

На наш взгляд, приемлемая для нормальной работы системы VOL сетка — с размером ячейки 2х2 метра. Оптимальная сетка — с ячейками 1х1 метр. Это серьёзная и большая работа по измерению поля, но она позволяет строить линии максимально эффективно.

Конечно, перед каждым матчем снимать топологию очень затратно и непрактично. Для каждого поля, на котором могут проводиться матчи, должна быть создана топология, т.е. 3D-объект, на который можно наложить текущие фактические размер поля и разметку. Это то, что позволит максимально точно рисовать офсайдные прямые на трёхмерной поверхности, т.к. будут известны относительные координаты и необходимая для измерений высота.

📄 Наша инструкция по сбору информации о футбольном поле для использования технологии VOL

Камеры для системы определения офсайда

Есть ещё одна задача — необходимость зафиксировать спорный момент камерой, которая обеспечивает достаточное количество деталей для системы VOL. При использовании вещательных камер, может оказаться, что для определения офсайда не было подходящей камеры в конкретной ситуации.

Это решается установкой фиксированных камер, которые всегда способны получить изображения сложного момента. Например, в Английской Премьер-лиге для точного фиксированного определения офсайда используются 30 камер. Они позволяют точно определить положение игроков в трёхмерном пространстве.

Установка большого количества камер требует серьёзных затрат на оснащение стадиона, но гарантирует высокую точность определения офсайда и разрешения спорного момента.

Наши рекомендации

Для максимальной эффективности при доступных расходах и средствах можно предпринять следующие шаги для увеличения точности работы системы VOL:

• Проводить топологические измерения поля в соответствии с нашей инструкцией необходимо два раза: в начале каждого сезона и в середине сезона . Также снимать топологию поля необходимо каждый раз, когда меняются параметры поля – изменилась разметка, заменили газон (📄 Инструкция по сбору информации о футбольном поле для использования технологии VOL).
• По возможности, при переразметке поля проводить топологическое сканирование его основных точек (31–35 точек). Примерное время выполнения этой задачи – 2 часа.
• Использовать специальные 16-метровые камеры, расположенные с каждой стороны поля, которые позволяют зафиксировать максимальное количество спорных моментов.
• Стационарные камеры должны быть синхронизированы с вещательными, в противном случае ошибка может составить до 10 см при съемке 50i/50p.
• Использовать не только скоростные камеры (100 кадров в секунду). 4 офсайдные камеры и 1 камера общего плана позволяют уменьшить ошибку при определении координат минимум в два раза.