【世界杯黑技术专题】「原理探索专题」一文解读一下“卡塔尔世界杯”的先进技术之半自动越位技术SAOT+比赛用球Al Rihla

盘点卡塔尔世界杯的先进黑科技

归纳总结一下目前世界杯的先进的黑科技有哪些?大致可以划分为以下几点。

• 半自动化越位技术
• 比赛用球Al Rihla
• 球场智能空调
• 可持续利用的体育场
• 便利的数字设施和App

针对于黑科技太多了，所以本文主要是侧重点去讲述分析一下【半自动化越位技术】与【比赛用球Al Rihla】技术的基本原理和实现效果。

半自动化越位技术

首先先分析一下什么是【半自动化越位技术】？它又是做什么的呢？

半自动越位识别技术（SAOT），足球判罚技术，用于辅助主裁判和视频助理裁判更快、更准确地做出越位判罚。—— 百度百科

SAOT的工作原理和解决痛点

其工作原理优点类似于，网球比赛中的“鹰眼”，防止出现一些误判问题，大家都知道网球比赛中球的速度特别快，那么对裁判的压力和眼力都有很高的要求，经过了这么久的比赛，裁判也会视觉疲劳啊？那会不出现错误呢？那么这个时候，足球比赛的客观和公平性就有了很大的问题了。这时候怎么办啊？

SAOT总体技术流程架构图

SAOT的组成部分

半自动越位识别技术，又称之SAOT，该技术主要由【特制摄像机】、【球内传感器】和【人工智能系统】三部分组成。

SAOT之高速拍摄照相机

球员位置的监控实现

利用安装在球场屋顶下方的12个专用摄像头追踪场上的足球和每一个上场的球员。

对应的监控下面的所有球员的位置，如下图所示。

监控球员身上的点位数据

高速摄像头会记录和监控每名球员的29个数据点位，每秒可记录50次，从而精准算出他们在场地内的准确位置。

公式计算存储数量分析：监控球场球员 22（11 * 2）* 29 * 50 = 31900，大概是每秒可以需要存储31900条数据啊。这一场下来，数据真客观啊。每条数据都是一个三元组(X,Y,Z)三维坐标。这还不包含监控足球呢！

除此之外出了监控球员的位置之外还需要监控球的位置，毕竟球的位置还是至关重要对于我们进行分析是否违规或者越位。

球的位置的监控实现【比赛用球Al Rihla】

如果需要实现监控足球的动态位置，那么主要依靠于比赛用球的动态化计算感应器。

相信大家都知道卡塔尔世界杯使用的足球与以往的世界杯的用球是不一样的，它有一个特别好听的名字叫做“逐梦之旅”（Al Rihla，阿拉伯语意为“旅途”）。

可以根据上面的图片看到，“旅途”的中心有一颗“惯性测量单元传感器”，它主要用于精确地检测踢球点，并且将它的位置数据不断的传送到VAR房间（每秒 500 次） = 500Hz，从而可以实现检测是否有越位等。

所以基于上面的数据之后，还需要额外监控加入 500 * 90 * 60，九十分钟大概每秒会上报和存储这么多的数据，并且进行计算分析。真是比较可怕！

两者结合介入 — SAOT监控计算体系

通过【惯性测量单元传感器】+ 【高速监控摄像头】+【SAOT监控计算体系】，就可以完成了可以通过传输数据对是否有越位的分析只需约25秒。

SAOT监控预警中心

当出现“越位”的场景的时候，SAOT便可以自动实时向VAR房间视频助理裁判提供越位警报。在通知主裁判之前，视频助理裁判会检查确定该技术做出的判断正确与否。

这个过程往往只要几秒钟。如果判断正确，视频助理裁判将告知主裁判相关情况。

VAR监控平台技术

VAR技术在2018年俄罗斯世界杯的时候推出来的视频助理裁判技术（Video Assistant Referee）的延伸，辅助裁判做越位判别，以防错判和漏判）

今年塔尔世界杯上仍然使用。通过这种VAR显示技术，让足球更诚实、更透明，帮助裁判做出正确的决定。

最后，只需要在视频助理裁判、主裁判确认越位后，用来做出决定的位置数据点将自动生成3D动画，详细说明球员四肢在球场上的位置，场内和电视机前的球迷可以很快在屏幕上看到相关情况。

额外补充 — 号称“世界杯历史上飞行速度最快的足球”

“逐梦之旅”采用新聚氨酯材料来改变空气动力学性能，使其成为“世界杯历史上飞行速度最快的足球”。

最后，至此说了这么多，不知道本文有没有解惑你对世界杯的SAOT技术的理解和认识呢？