RU2776497C2 - System for automatic determination of “out of play” position in football - Google Patents

System for automatic determination of “out of play” position in football Download PDF

Info

Publication number
RU2776497C2
RU2776497C2 RU2020136819A RU2020136819A RU2776497C2 RU 2776497 C2 RU2776497 C2 RU 2776497C2 RU 2020136819 A RU2020136819 A RU 2020136819A RU 2020136819 A RU2020136819 A RU 2020136819A RU 2776497 C2 RU2776497 C2 RU 2776497C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
football
field
play
offside
player
Prior art date
Application number
RU2020136819A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020136819A (en
Inventor
Владимир Федорович Самосенко
Original Assignee
Владимир Федорович Самосенко
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Федорович Самосенко filed Critical Владимир Федорович Самосенко
Publication of RU2020136819A publication Critical patent/RU2020136819A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2776497C2 publication Critical patent/RU2776497C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: sports.
SUBSTANCE: invention relates to the field of sports; it is intended for use in refereeing of football matches. A system for automatic determination of an “out of play” position in football is characterized in that flags of linear referees are equipped with radio signal transmitters for communication with computers processing video signals coming from video cameras located above the middle of each of halves of a football field, and a handle of the linear referee flag is equipped with a button for switching on a radio signal at the moment of passing a ball to a player presumably being in the “out of play” position for sending this radio signal to the computer implementing an algorithm for the determination of the “out of play” position, when calculating in real time the minimum distance from each player of both teams being on this half of the field to a face line, as well as taking into account an algorithm for changing halves of the field by teams after the break and a “passive offside” position. Thus, an “assessment” function allowing the determination of the “out of play” position is completely delegated to the computer, which is part of the system.
EFFECT: proposed system for automatic determination of an “out of play” position, in combination with a ubiquitous system of video assistant referee (VAR), will allow for minimization referee’s mistakes in football matches, which, in turn, will affect an increase in entertainment and attractiveness of football.
1 cl, 3 dwg

Description

Система автоматического определения положения «вне игры» относится к области спорта и предназначена для использования в судействе футбольных матчей.The automatic offside detection system belongs to the field of sports and is intended for use in refereeing football matches.

Согласно «Правилам игры в футбол», игрок находится в положении «вне игры» (офсайд), если он расположен ближе к линии ворот соперника, чем мяч и предпоследний игрок соперника, включая вратаря. На фиг. 1 крайний правый кружок красного цвета обозначает футболиста нападающей команды, оказавшегося в положении «вне игры».According to the Laws of the Game of Football, a player is in an offside position if he is closer to the opponent's goal line than the ball and the penultimate player of the opponent, including the goalkeeper. In FIG. 1 rightmost red circle denotes a player of the attacking team who is in an offside position.

Одной из обязанностей линейного судьи (в современной трактовке - помощника главного арбитра) является определение офсайда. Сложность фиксирования офсайда (и связанные с этим судейские ошибки) состоит в том, что линейный судья должен одномоментно определить начало передачи мяча игроку, предположительно находящемуся в положении «вне игры», и оценить положение этого игрока относительно других игроков и лицевой линии данной половины футбольного поля. Именно «оценочная» функция и представляет наибольшее затруднение, поскольку зрение человека не способно с достаточной точностью определить расстояние между игроками. Кроме того на визуальную оценку влияют положение самого линейного судьи (ракурс) и наличие игроков закрывающих ему обзор.One of the duties of the linesman (in the modern interpretation - the assistant chief arbiter) is to determine offside. The difficulty of fixing offside (and related refereeing errors) lies in the fact that the linesman must immediately determine the beginning of the transfer of the ball to the player, presumably in the offside position, and assess the position of this player relative to other players and the end line of this half of the football field . It is the "evaluative" function that presents the greatest difficulty, since human vision is not able to determine the distance between the players with sufficient accuracy. In addition, the visual assessment is influenced by the position of the linesman himself (angle) and the presence of players blocking his view.

Предлагаемая система позволяет передать «оценочную» функцию компьютеру, а линейному судье остается только фиксировать момент передачи мяча. Система предполагает использование следующего оборудования:The proposed system allows you to transfer the "evaluative" function to the computer, and the line judge can only record the moment of passing the ball. The system involves the use of the following equipment:

- две видеокамеры расположенные по центру над своей половиной поля таким образом, чтобы каждая из них охватывала «взором» ближайшую половину поля целиком. Примерное расположение камер показано на фиг. 1;- two video cameras located in the center over their own half of the field so that each of them covers the "look" of the nearest half of the field in its entirety. An exemplary arrangement of the chambers is shown in Fig. one;

- флажок линейного судьи, оборудованный передатчиком для связи с компьютером оператора. Включение сигнала передатчика производится с помощью кнопки на ручке флажка (данное оборудование уже разработано и используется сейчас для связи линейного судьи с главным арбитром);- line judge's flag, equipped with a transmitter for communication with the operator's computer. The transmitter signal is turned on using the button on the flag handle (this equipment has already been developed and is now used to connect the linesman with the chief arbiter);

- два компьютера для обработки видеосигнала с камер и вычисления требуемых расстояний (каждый для своей половины поля).- two computers for processing the video signal from the cameras and calculating the required distances (each for its own half of the field).

Перед началом игры операторы, следящие за работой системы, заносят в диалоговом окне программы цвета формы команд, например:Before the start of the game, operators who monitor the operation of the system enter the colors of the team uniforms in the program dialog box, for example:

черно-белые = синийblack and white = blue

зеленые = красный.green = red.

Делается это для простоты работы системы, поскольку исключается создание базы содержащей все различные формы всех команд.This is done for the simplicity of the system, since it excludes the creation of a database containing all the various forms of all commands.

Видеосигнал с каждой камеры передается для обработки на свой компьютер. Суть обработки состоит в следующем - изображения игроков преобразуются в соответствующие цветные (красные и синие) прямоугольники; при этом изображения вратаря и судей исключаются, поскольку цвета их формы отличаются от цветов формы полевых игроков, а сами они не нужны для определения положения «вне игры».The video signal from each camera is transmitted to its own computer for processing. The essence of processing is as follows - the images of the players are converted into the corresponding colored (red and blue) rectangles; however, images of the goalkeeper and referees are excluded, since the colors of their uniforms differ from the colors of the uniforms of field players, and they themselves are not needed to determine the offside position.

Система работает в соответствии с алгоритмом, представленном на фиг. 2.The system operates in accordance with the algorithm shown in Fig. 2.

T1 и Т2 - время окончания первого и второго таймов (т.е. 45 и 90 мин) соответственно или время окончания дополнительных таймов (т.е. 15 и 30 мин).T 1 and T 2 - the time of the end of the first and second halves (ie 45 and 90 minutes), respectively, or the time of the end of extra halves (ie 15 and 30 minutes).

S1 - сигнал от линейного судьи о предполагаемом офсайде.S 1 - a signal from the line judge about the alleged offside.

S2 - повторный сигнал от линейного судьи в случае «пассивного» офсайда.S 2 - repeated signal from the linesman in case of a "passive" offside.

ts1 и ts2 - время поступления сигналов S1 и S2 соответственно.t s1 and t s2 - time of receipt of signals S 1 and S 2 respectively.

ta и tb - компенсированное время для первого и второго таймов соответственно.t a and t b - stoppage time for the first and second halves, respectively.

Разберем работу алгоритма для правой половины поля (фиг. 1). До начала игры оператор вводит в программу значение Τ1 и Т2 - время окончания первого и второго таймов (45 мин и 90 мин) соответственно. Если игра закончилась вничью и требуется определить победителя с помощью дополнительных таймов, то вводится время окончания дополнительных таймов, т.е. 15 мин. и 30 мин. Перед окончанием первого, второго и дополнительных таймов главный судья определяет количество компенсированных минут, которые также вводятся оператором (ta и tb).Let us analyze the operation of the algorithm for the right half of the field (Fig. 1). Before the start of the game, the operator enters into the program the value of Τ 1 and T 2 - the end time of the first and second halves (45 minutes and 90 minutes), respectively. If the game ended in a draw and it is required to determine the winner with the help of extra halves, then the end time of the extra halves is entered, i.e. 15 minutes. and 30 min. Before the end of the first, second and extra halves, the chief judge determines the number of compensated minutes, which are also entered by the operator (t a and t b ).

Блок обработки видеосигнала работает по методу описанному выше. «Оценочная» функция программы начинается с цикла определения Нс min, Hk min.Переменная Нс min означает минимальное расстояние от «крайнего» синего игрока до лицевой линии на данной половине поля. Переменная Нк min означает тоже только для красного игрока. На фиг. 3 представлен способ определения Нс min, Hk min. Два цветных подвижных курсора: «С» (синие - защита) и «К» (красные - нападение) в режиме реального времени отслеживают положение «крайних», относительно лицевой линии данной половины поля, игроков каждой команды. При перемещении какого-либо футболиста правее соответствующего курсора, последний «прилипает» к этому футболисту. Расстояние между каждым из курсоров и лицевой линией дискретно, т.е. для каждого положения их в данной точке «поля» известно. Поэтому никаких вычислений не требуется.The video signal processing unit works according to the method described above. The “evaluative” function of the program begins with a cycle of determining H c min , H k min . The variable H c min means the minimum distance from the “extreme” blue player to the end line in this half of the field. The variable H to min also means only for the red player. In FIG. 3 shows a method for determining H c min , H k min . Two colored movable cursors: "C" (blue - defense) and "K" (red - attack) in real time track the position of the "extreme", relative to the front line of this half of the field, the players of each team. When moving a player to the right of the corresponding cursor, the latter "sticks" to this player. The distance between each of the cursors and the front line is discrete, i.e. for each position at a given point the "field" is known. Therefore, no calculations are required.

Далее в программе следует цикл отчета времени для каждого тайма. В случае выполнения условия t>Τ1+ta, что соответствует окончанию первого основного или дополнительного тайма, включается блок 15-тиминутной задержки обозначающий перерыв между таймами. Затем следует цикл отчета времени второго основного или дополнительного тайма. В случае выполнения условия t>Т2+tb, что соответствует окончанию второго основного или дополнительного тайма, программа заканчивает работу.Further in the program follows the cycle of the report of time for each half. If the condition t>Τ 1 +t a is met, which corresponds to the end of the first main or additional half, a 15-minute delay block is activated, indicating a break between the halves. This is followed by a clock cycle for the second half or extra half. If the condition t>T 2 +t b is met, which corresponds to the end of the second main or extra time, the program ends.

Если в момент работы цикла отчета времени какого-либо тайма поступит сигнал S1 от линейного арбитра, то это будет означать, что он нажал кнопку на своем флажке в момент передачи мяча игроку атакующей команды предположительно находящемуся в положении «вне игры» на данной половине поля. При этом программа переходит к сравнению Нс min и Hk min соответственно для каждого из таймов. Т.е. проверяется выполнение условия Hk minс min для первого основного или дополнительного тайма или Hk minс min для второго основного или дополнительного тайма. В зависимости от результата выполнения этого сравнения программа либо возвращается κ началу цикла определения Нс min и Hk min (офсайда нет), либо, проходя элемент двухсекундной задержки, выдает сообщение об офсайде, которое поступает как главному арбитру в виде звукового сигнала на его гарнитуру, так и на различные устройства отображения на стадионе (табло, рекламные щиты вокруг поля) длящееся 5 секунд (время ориентировочное).If at the time of the clock cycle of any half, the signal S 1 is received from the linesman, this will mean that he pressed the button on his flag at the moment the ball was passed to the player of the attacking team, presumably being in an offside position in this half of the field . In this case, the program proceeds to compare H with min and H k min , respectively, for each of the halves. Those. the fulfillment of the condition H k minс min for the first main or additional half or H k minс min for the second main or additional half is checked. Depending on the result of this comparison, the program either returns to the beginning of the cycle for determining H with min and H k min (no offside), or, passing through the two-second delay element, issues an offside message, which is sent to the main arbiter in the form of an audio signal to his headset , and to various display devices in the stadium (scoreboard, billboards around the field) lasting 5 seconds (approximate time).

Элемент двухсекундной задержки необходим для случая положения «пассивного» офсайда. «Пассивный» офсайд возникает, когда игрок, хоть и находится в положении «вне игры», но не влияет на развитие атаки (не касается мяча, не закрывает обзор вратарю соперника и пр.). Если после первого нажатия кнопки на флажке (сигнал S1) линейным судьей возникло положение «пассивного» офсайда (на визуальную оценку этого опытному судье требуется 1-2 секунды), либо мяч по каким-то причинам не долетел до игрока, предположительно находящегося в положении «вне игры», линейный судья повторно нажимает кнопку на флажке (сигнал S2). При этом происходит проверка условия ts2-ts1<2с. При выполнении этого условия сообщение об офсайде не генерируется т.к. возникло положение «пассивного» офсайда, программа возвращается к исходному состоянию (определению Нс min и Hk min). Если же условие не выполнено, т.е. повторный сигнал пришел по прошествии двух секунд, то генерируется первичное сообщение об офсайде вышеуказанным способом.The two-second delay element is necessary for the case of a “passive” offside position. A “passive” offside occurs when a player, although he is in an “offside” position, does not affect the development of the attack (does not touch the ball, does not block the view of the opponent's goalkeeper, etc.). If after the first pressing of the button on the flag (signal S 1 ) the line judge has a position of "passive" offside (it takes 1-2 seconds for an experienced judge to visually assess this), or the ball for some reason did not reach the player, presumably in the position “outside the game”, the line judge repeatedly presses the button on the flag (signal S 2 ). In this case, the condition t s2 -t s1 <2s is checked. If this condition is met, an offside message is not generated. a “passive” offside position has arisen, the program returns to its original state (definition of H with min and H k min ). If the condition is not met, i.e. the second signal came after two seconds, then the primary offside message is generated in the above way.

Для другой половины футбольного поля вторая аналогичная часть системы работает таким же образом с тем только отличием, что Нс min и Hk min в блоках сравнения для каждого тайма меняются местами.For the other half of the football field, the second similar part of the system works in the same way, with the only difference that H c min and H k min in the comparison blocks for each half are interchanged.

Таким образом, системой автоматического определения положения «вне игры» достигается технический результат, заключающийся в том, что помощнику главного арбитра футбольного матча (линейному судье) не надо одновременно определять момент передачи мяча игроку атакующей команды, предположительно находящемуся в положении «вне игры», и оценивать положение этого игрока относительно игроков защищающейся команды, поскольку эта «оценочная» функция полностью передается компьютеру, входящему в состав системы, а линейному судье остается только фиксировать момент передачи мяча игроку, предположительно находящемуся в положении «вне игры».Thus, the system for automatically determining the offside position achieves the technical result that the assistant chief referee of a football match (line judge) does not need to simultaneously determine the moment of passing the ball to the player of the attacking team, presumably in the offside position, and evaluate the position of this player relative to the players of the defending team, since this “evaluative” function is completely transferred to the computer that is part of the system, and the line judge only needs to fix the moment of passing the ball to the player, presumably in the “offside” position.

Данная система в сочетании с применяемой в последнее время ФИДЕ и рядом национальных федераций системой видеопомощи арбитру (VAR) позволит снизить до минимума т.н. человеческий фактор в судействе футбольных матчей, что в свою очередь повлияет на повышение зрелищности и привлекательности футбола.This system, in combination with the video assistance to the arbiter (VAR) system recently used by FIDE and a number of national federations, will allow minimizing the so-called. the human factor in refereeing football matches, which in turn will increase the entertainment and attractiveness of football.

Claims (1)

Система автоматического определения положения «вне игры» в футболе, характеризующаяся тем, что с помощью флажков линейных судей, оборудованных передатчиками радиосигнала для связи с компьютерами, осуществляющими обработку видеосигналов, поступающих с видеокамер, расположенных над серединами каждой из половин футбольного поля, а ручка флажка линейного судьи снабжена кнопкой для включения радиосигнала в момент передачи мяча игроку, предположительно находящемуся в положении «вне игры», для пересылки этого радиосигнала на компьютер, реализующий алгоритм определения положения «вне игры» при вычислении в режиме реального времени минимального расстояния от каждого игрока обеих команд, находящихся на данной половине поля, до лицевой линии, а также учитывающий алгоритм смены половин поля командами после перерыва и положение «пассивного офсайда»; таким образом «оценочная» функция, позволяющая определить положение «вне игры», полностью передается компьютеру, входящему в состав системы.A system for automatically determining the offside position in football, characterized by the fact that with the help of flags of line judges equipped with radio signal transmitters for communication with computers that process video signals from video cameras located above the middle of each of the halves of the football field, and the handle of the flag of the linear the referee is equipped with a button to turn on the radio signal at the moment the ball is passed to the player, presumably in the offside position, to send this radio signal to the computer, which implements the algorithm for determining the offside position when calculating in real time the minimum distance from each player of both teams, located on this half of the field, to the end line, as well as taking into account the algorithm for changing half of the field by teams after the break and the position of "passive offside"; thus, the "evaluative" function, which allows to determine the position of "offside", is completely transferred to the computer that is part of the system.
RU2020136819A 2020-11-09 System for automatic determination of “out of play” position in football RU2776497C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020136819A RU2020136819A (en) 2022-05-11
RU2776497C2 true RU2776497C2 (en) 2022-07-21

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182507C2 (en) * 1997-09-10 2002-05-20 Печатников Юрий Товьевич Method for displaying football field on screen of display device and apparatuses for carrying out method (versions)
CN1370614A (en) * 2001-02-07 2002-09-25 麦特尔公司 Electrically controlled competitive game system with information and control center
RU2680130C1 (en) * 2018-02-09 2019-02-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева" Method of teaching young football players the technique of managing a ball with dribbling
RU2689445C1 (en) * 2018-01-09 2019-05-28 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственный Центр "Зоя" Method of imitating biathlete or skier participation in competitions of any level, in trainings and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182507C2 (en) * 1997-09-10 2002-05-20 Печатников Юрий Товьевич Method for displaying football field on screen of display device and apparatuses for carrying out method (versions)
CN1370614A (en) * 2001-02-07 2002-09-25 麦特尔公司 Electrically controlled competitive game system with information and control center
RU2689445C1 (en) * 2018-01-09 2019-05-28 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственный Центр "Зоя" Method of imitating biathlete or skier participation in competitions of any level, in trainings and device for its implementation
RU2680130C1 (en) * 2018-02-09 2019-02-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева" Method of teaching young football players the technique of managing a ball with dribbling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10628678B2 (en) Classification of activity derived from multiple locations
WO2016080757A1 (en) System for executing table tennis game comprising multiple impact sensors, and method for displaying table tennis game score using same
Dreiskaemper et al. Influence of red jersey color on physical parameters in combat sports
US11710316B2 (en) System and method for object tracking and metric generation
CN103990279B (en) Based on the golf ball-batting analogy method of internet
US11514590B2 (en) System and method for object tracking
US20110306444A1 (en) Goaltending sensing apparatus and related method of use
CN104001330B (en) Based on the golf ball-batting simulation system of internet
KR20120075565A (en) Mobile sports guide system and method using augmented reality
RU2776497C2 (en) System for automatic determination of “out of play” position in football
Adie et al. When in doubt, it’s not out: Match format is associated with differences in elite-level cricket umpires’ leg-before-wicket decisions
US20170102480A1 (en) Field of play boundary detection system
CN112274904A (en) Pearl ball referee auxiliary penalty system and method based on deep learning
KR20000064088A (en) Analysis Broadcasting System And Method Of Sports Image
CN109758746B (en) Football training auxiliary system based on real-time monitoring of athlete physical ability
US11989942B2 (en) Method for characterizing a dynamic occupancy of a space by two opposing teams of a game and related system
US11484768B2 (en) Event management system, time management system, and method of use
CN113343844A (en) Automatic generation method, system and server for penalty instruction of ball game
JP2001113050A (en) Video game device
JP3760237B2 (en) Scouting system, method and program
CN107890657A (en) Fight with the judge&#39;s accessory system and its application method of intermediate item
CN107812374A (en) Fight with the judge&#39;s check system and review method of intermediate item
US11141645B2 (en) Athletic ball game using smart glasses
TWI827437B (en) Intelligent scoring system for martial arts competitions
WO2002056254A2 (en) Monitoring system