2022-09-11
 
使用动作捕捉技术来说明为什么英超联赛的越位决定是错误的
2022年09月11日   阅读量:186

在最近的一场英超比赛中,曼联以2:0领先,前锋马库斯·拉什福德接过一个传球,将球传给了利物浦门将阿里森·贝克尔。比赛随后短暂中断,“视频裁判”检查拉什福德在传球时是否领先于最后一名后卫乔·戈麦斯。越位和越位的区别鈥攂目标与无目标之间鈥攃一个很小的:

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事实上,边缘可能很小,只要将相机放置在稍微不同的角度就可以产生很大的差异。摄像机角度的问题,以及它们如何影响我们对越位判罚的感知,鼓励我利用我在3D运动捕捉技术方面的专业知识来探索视频裁判系统的准确性。

视频助理裁判(或VAR)技术于2018年首次引入,以帮助裁判审查进球、红牌、点球和错误身份的决定。从那时起,犯规、越位和黄牌的总数减少了。

另一方面,VAR增加了总比赛时间,同时减少了有效比赛时间。最终VAR结果由远离体育场的办公室中的操作员确定鈥攚当然,ho可能容易出现人为错误鈥攂在被转送到球场裁判之前。

另一场VAR争议最近出现,球场裁判分别接受了纽卡斯尔联队和西汉姆联队对水晶宫和切尔西的进球,但在VAR审查后,这些进球被判无效。这些决定在媒体上受到了严厉批评,现在,裁判机构PGMOL已承诺“全力配合”英超对事件的审查。

为什么越位很难判断

《足球协会法》第11条规定,如果球员的任何身体部位(除了手和手臂)都在对手的半场,并且比球和倒数第二个对手更接近对手的球门线,则球员处于越位位置(最后一个对手通常但不一定是守门员)。

裁判员和助理裁判员需要确定球被踢出的确切时刻,同时检查经常快速移动的球员的位置。如果有疑问,他们可以查看事件的视频片段。这些视频通常以每秒30帧的速度录制,但由于播放器移动速度太快,视频仍可能变得模糊。

因此,目前尚不清楚当前的视频回放技术是否准确到足以处理最窄越位情况。为了找到答案,我使用了光学运动捕捉技术,该技术以3D和更高精度记录球员和球的位置,因此可以用于验证2D视频系统的结果。

我在实验室里创建了一些越位场景,让志愿者扮演球员和VAR。在每个场景中,一名球员将球传给站在对手旁边的队友。

我在球员和球上放置了反射标记,并用运动捕捉系统记录了他们的3D位置。我还用不同视角的摄像机记录了这些场景。然后,我让十名大学生观看预先录制的比赛,并确定踢球的时刻,确定球员是否越位。

我的研究结果最近由国际运动生物力学学会发表。我显示,人们平均判断越位的时间比球被踢出的实际时间晚132毫秒,即0.13秒。

这样的延迟可能看起来不多,但在足球这样的快节奏比赛中,这足以让球员处于另一个位置,从而使他们越位。例如,假设玩家以大约每秒8米的速度移动,仅0.13秒的延迟可以对应于大约1米。

当观看从0度和90度角度拍摄的视频时(从与球员成一直线的位置和守门员身后),参与者更可能准确。45岁掳 视角和当攻击者的图像位于后卫左侧时,有时攻击者似乎更靠近球门线,导致越位判断错误。

类似地,当攻击者在防守球员的右侧时,即使他越位,有时他也会出现在防守球员旁边。看起来,这些错误的决定是两个玩家在这个摄像机视角下相对光学投影的结果。

如何进一步减少这些偏差

由于VAR仍然存在人为因素,因此似乎不可能消除所有潜在的错误和偏差,并实现100%的准确性。尽管如此,我们可以做一些事情来进一步减少这些偏见。其中包括更高帧速率的摄像机,可以在较慢的运动中确定球接触和越位力矩。

对于边际越位决策,VAR应将当前的一像素线替换为较粗的线,以表示不确定性区域。如果线重叠,则这些情况可被视为越位。

最后,如果无法获得事件的平行或垂直视图,则应使用其他摄像机角度检查VAR。从长远来看,VAR可以使用“体积视频”捕捉3D场景,可以在平面屏幕上以及3D显示器或VR护目镜上观看。

这些技术可能永远无法完全解决拉什福德是否越位的问题鈥攆足球迷、球员和教练都喜欢好的争论。但不应超过毫米。

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