Был ли гол: хайтек-технологии фиксации мяча на ЧЕ

Был ли гол: хайтек-технологии фиксации мяча на ЧЕ

Послезавтра — финал Чемпионата Европы по футболу. До недавнего времени последнее слово в определении гола в футболе всегда оставалось за арбитром. Но пришла пора распрощаться с судейскими ошибками и субъективностью. В этом году в финальной части чемпионата Европы по футболу во Франции впервые использована технология Goal Line Technology (GLT), которая сможет абсолютно точно установить, пересек ли мяч линию ворот.
Дмитрий Мамонтов

Второй тайм финала чемпионата мира по футболу 1966 года на стадионе Уэмбли между командами Англии и ФРГ закончился со счетом 2:2, и судья назначил дополнительное время. И вот на 101-й минуте номер 10 английской сборной, Джофф Херст, пробил в ворота сборной Германии. Мяч попал в верхнюю штангу, срикошетил от нее вниз, отскочил от линии ворот и улетел в штрафную площадку. По правилам гол засчитывается, когда мяч полностью пересек линию ворот. Но произошло ли это в данном случае? Судья, швейцарец Готтфрид Динст, после короткой консультации с помощником, лайнсменом из СССР Тофиком Бахрамовым, уверенно указал на центр поля, засчитав гол. Сборная Англии выиграла, а немецкий язык обогатился выражением Wembley Tor, «Гол Уэмбли», то есть фантомный гол. В английском языке тоже появилось новое выражение — «русский лайнсмен», а Бахрамов стал в Великобритании настоящим национальным героем. Легенда гласит, что, когда незадолго до смерти его в очередной (наверное, тысячный) спросили: «А был ли гол?», он произнес лишь одно слово: «Сталинград».

Большинство систем автоматического определения голов, установленных на крупных футбольных стадионах, основаны на триангуляции изображений с высокоскоростных камер (Hawk-Eye и GoalControl 4D). Эти системы недешевы и требуют значительной вычислительной мощности, однако способны сильно расширить возможности не только судей, но и зрителей: от повтора наиболее интересных моментов до визуализации траектории мяча.

Консервативный спорт

Несмотря на многочисленные повторения подобных ситуаций в матчах как клубного, так и международного уровня, футбол, в отличие от других видов спорта, до 2000-х годов оставался очень консервативным. Хотя уже в начале 2000-х некоторые компании предлагали различные технические решения, как уже опробованные в других видах спорта, так и разработанные с нуля именно для футбола, FIFA не спешила с их внедрением. Бывший президент FIFA Йозеф Блаттер был категорически против внедрения технологии GLT: он считал, что это убьет всю интригу, а спорные ситуации — обязательная часть футбола. Ему вторил бывший президент UEFA Мишель Платини: «Я не против технологии GLT, я против внедрения технологий вообще. Потому что если вы однажды внедрите GLT, за ней последует какая-нибудь технология для офсайда, потом для углового, потом для 11-метрового. И все, вы проиграли». Однако новое руководство FIFA и UEFA после длительного изучения опыта других видов спорта и экспериментальных результатов все же решило дать технологиям GLT зеленый свет.

Необходимость таких систем стала очевидной довольно давно. В некоторых ситуациях мяч находится за голевой линией очень короткое время, прежде чем отскакивает или выбивается голкипером. В таких случаях судья способен достоверно определить пересечение линии только при скорости мяча до 12 км/ч, поскольку человеческий глаз не видит объекты, находящиеся в поле зрения менее 60 мс. А скорость полета мяча в реальных матчах может достигать 120 км/ч, что далеко за пределами человеческого зрения. В 2012 году Международный совет футбольных ассоциаций (куда входит и FIFA) внес в правила игры соответствующие изменения, и FIFA официально сертифицировало несколько подобных систем, базирующихся на двух основных принципах.

На страже ворот На страже ворот Система GoalRef, разработанная Фраунгоферовским институтом интегральных схем (IIS) и датской компанией Select Sport, основана на взаимодействии низкочастотного магнитного поля ворот с катушками и пассивной микросхемой внутри мяча. При пересечении мячом линии ворот микросхема генерирует ответный сигнал воротам — примерно так же, как это происходит при краже товара, снабженного RFID-ярлыком в магазине.

Магнитные ворота

С начала 2000-х годов компания adidas, производитель официальных мячей для чемпионатов мира и Европы, совместно с немецкой Cairos Technologies разрабатывала собственную систему GLT для футбола. В штрафной площадке и воротах прокладывались кабели, а в центре мяча подвешивался на специальных эластичных тягах датчик магнитного поля. При пересечении линии ворот сенсор подавал сигнал, который поступал на наручные дисплеи судей. Система испытывалась в матчах юношеской лиги FIFA, но не показала достаточной точности.

Однако принцип детектирования магнитного поля не был забыт. Он используется в системах GoalRef, разработанных (изначально для гандбола) совместно датской компанией Select Sport и немецким Фраунгоферовским институтом интегральных схем (IIS). GoalRef использует конфигурацию, несколько отличную от системы Cairos. В мяче расположен не сенсор, а три ортогональные катушки (по его окружности, между камерой и внешним покрытием) и маленькая пассивная микросхема. «В штангах ворот расположены катушки, генерирующие низкочастотное магнитное поле, при попадании в которое в катушках мяча возникает электрический ток, — говорит Ингмар Бретц, руководитель проекта GoalRef во Фраунгоферовском институте. — Он слабый, но его достаточно для того, чтобы запитать микросхему, которая при пересечении голевой линии подает ответный сигнал катушкам ворот, — примерно так, как это происходит в современных магазинах, когда воришка пытается вынести товар, снабженный RFID-ярлыком». Система уже была проверена в матчах датской суперлиги и официально одобрена FIFA, хотя пока не используется ни на одном из крупных футбольных стадионов. Основные достоинства такой системы — это быстродействие (порядка 0,1 с — в десять раз быстрее, чем требует FIFA), и относительно скромные аппаратные требования и цена.

Ястребиный глаз

Системы, предлагаемые британской компанией Hawk-Eye Innovations (в 2011 году приобретена Sony) и немецкой GoalControl 4D, основаны на совершенно другом принципе. Семь высокоскоростных (500 кадров в секунду) камер высокого разрешения следят за воротами с различных ракурсов, а специальное программное обеспечение отслеживает мяч на изображениях и с помощью триангуляции практически в режиме реального времени (менее 0,5 с) пересчитывает эти данные в трехмерные координаты с точностью менее 5 мм (FIFA требует точность в 1,5 см). Системы Hawk-Eye, основанные на анализе изображений, используются в крикете, теннисе и снукере с 2001 года.

Согласно требованиям FIFA, информация о пересечении мячом линии ворот должна быть передана на наручные дисплеи всех судей в течение менее чем 1 с. На самом деле и магнитные, и видеосистемы автоматического определения голов обеспечивают более быструю (и более точную, чем требования FIFA) реакцию.

Эти системы недешевы, для них нужны мощные компьютеры, и, кроме того, системе требуется видеть в любой момент хотя бы четверть мяча, что в некоторые напряженные моменты проблематично — ведь мяч может быть закрыт ногами или телами игроков. С другой стороны, эти системы имеют множество достоинств: они позволяют визуализировать реальную траекторию мяча в любой момент матча или посмотреть особенно напряженные моменты, что сильно повышает интерес зрителей, а тренеры и игроки оценят такие возможности, как анализ траекторий и скоростей мяча. Вероятно, именно по этой причине уже 80 крупных футбольных стадионов оборудованы системами Hawk-Eye и GoalControl 4D. Все для зрителя!

Вспоминая минувшие дни

Так не убьет ли внедрение систем GLT интерес болельщиков? Скорее всего, нет. Кроме того, у болельщиков всегда останется возможность пересматривать видеозапись финала чемпионата мира 1966 года и спорить о том, был ли гол. Ведь за 50 лет, прошедших с того момента, несмотря на неоднократные исследования фотографий, киносъемки, построения 3D-моделей в Университете Оксфорда и мемуары Тофика Бахрамова с его признанием возможности собственной ошибки, ни болельщики, ни судьи так и не смогли прийти к однозначному выводу.

Статья «А был ли гол? » опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2016).
Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.