手艺科普丨世界杯上大放异彩的“半主动越位识别手艺”到底是个啥？

编者寄语：

2022卡塔尔世界杯激战正酣，除了出色剧烈的球场争锋，半主动越位识别手艺SAOT则在世界杯的赛场上明察秋毫，打消了良多所谓的“必进”射门。那么SAOT手艺到底是个啥？让我们一路来研究！

1. 在展开介绍之前，先来个根底科普 1.1 足球角逐中，什么是越位？

越位（Offside）：越位是指在进攻方传球球员起脚的霎时，接球球员站在比倒数第二名防卫球员间隔球门更近的处所，同时比球间隔对方球门更近，并试图借此位置筹办进攻。换句话说，越位是一种目标明白、敏捷产生企图并付诸理论的行为。在球场上经常会看到球员因启动太快被判越位，陷入对方的越位陷阱。

下图球员A传球霎时，球员B处于越位位置。

下图球员A传球霎时，球员B不处于越位位置。

1.2 为啥要设定“越位”那个看起来很复杂的规则？

当然是为了进步角逐的欣赏性啦！

若是没有越位规则的限造，那么就会呈现两队的先锋不断待在对方禁区内与守门员“肉搏”的排场，所谓的战术和共同也就不存在咯...与之类似，篮球中的“24秒进攻”规则同样也是为了提拔角逐的节拍与欣赏性。

2. 视频助理裁判系统VAR介绍 2.1 VAR系统功用

VAR（Video Assistant Referee），是足球公用术语，意指视频助理裁判，其本色是利用视频回放手艺帮忙主裁判做出准确判罚决定——VAR自己不会做出任何决定，而是帮忙主裁判做出决定。（百度百科）

VAR的核心功用包罗以下四项：

进球得分能否有效。（排除犯规行为，确保进球准确无误）点球判罚能否准确。（能否存在假摔或手球等犯规行为）间接红牌（不是第二张黄牌形成）。误判使球员获得红黄牌。2.2 VAR团队构成

整个VAR团队由视频裁判组(身穿绿色球衣)和三名视频助理裁判(AVAR1(右二)、AVAR2(右三)和AVAR3(站着)构成。所有视频助理裁判团队成员都是国际足联视频角逐的高级官员。三名回放操做员(如图中身穿黑色衬衫)选择并供给更佳的拍摄角度。

视频助理裁判VAR： VAR能够被认为是整个视频助理裁判组的队长，次要负责监视主摄像机视角并查抄或审查四分屏显示器上的事务。此外，VAR还负责率领VAR团队，并与现场裁判停止沟通。

视频助理裁判AVAR1： AVAR1将留意力集中在主摄像头上，若是正在查抄或审查某个事务，AVAR1将向VAR传递角逐实况。

视频助理裁判AVAR2： AVAR2是一名具有助理裁判布景的评判员，次要聚焦于越位判罚，在半主动越位手艺的帮忙下查抄任何潜在的越位情况，以加快VAR查抄和审查过程。

视频助理裁判AVAR3： AVAR3专注于电视转播，协助VAR评估事务，并确保VAR和位于越位站的AVAR2之间的优良沟通。

3. 半主动越位识别手艺SAOT详解

半主动越位识别手艺SAOT（Semi-Automated Offside Technology）是视频角逐官员和现场官员的辅助东西，帮忙他们做出更快、更可复造和更准确的越位决定。

半主动越位识别手艺SAOT次要由特造摄像机、球内传感器和人工智能系统三部门构成。

3.1 智能感知——高精度跟踪摄像机

半主动越位识别手艺SAOT为了包管对球场内的充实感知，在体育场四周摆设12个跟踪摄像机。除了能够监控足球的位置外，还可以对球员身上29个差别位置点构成精准捕获，并以每秒50次的频次搜集信息。

视频助理裁判团队能够利用42台曲播摄像机，此中8台是超慢镜头，4台是超慢镜头。慢动做回放次要用于实在情况，例如，确定身体进犯的接触点或进犯的位置。一般速度的回放被用于主不雅判断，例如，确定犯规的强度或手球能否应遭到赏罚。除了播送摄像机，VAR团队还能够利用半主动越位手艺利用的摄像机馈送。

3.2 智能足球——逐梦之旅AI Rihla

2022卡塔尔世界杯引入了“逐梦之旅”（Al Rihla，阿拉伯语意为“旅途”），那是一种全新的革命性足球。

“逐梦之旅”装备了阿迪达斯悬挂系统，此中包罗一个惯性丈量单位（IMU）传感器，可检测到严峻的越位事务。该传感器位于球的中心，每秒钟可将球的数据发送到视频操做室500次，从而可十分切确地检测踢球点。

除此之外，“路程”接纳多种物理手艺，其物理特征比以往有所提拔。那款足球的设想人员暗示，路程的重量很轻。接纳最新设想的纹理合成皮革，是历届世界杯中，在空中挪动速度最快的球。

3.3 智能算法——三维回放与“越位墙”

SAOT在做出判罚之后，系统还会主动生成一幅三维图像，展现足球与相关球员的位置情况，那幅图像能够被展现给所有现场和收看角逐转播的不雅寡。

通过连系肢体和球的逃踪数据，并应用人工智能，新手艺为视频手术室内的视频角逐官员供给了主动越位警报，每当球被队友踢出时处于越位位置的进攻者接球时。在通知现场裁判之前，视频角逐官员通过手动查抄主动选择的踢球点和主动创建的越位线来验证提议的判决，越位线是基于计算出的球员的肢体位置。那个过程只需要几秒钟，那意味着越位判罚能够更快更准确地做出。

当裁判在球场上确认了判罚后，用于判罚的完全不异的位置数据点会被生成成3D动画，完美地详细记录了球员在球被踢出时的肢体位置。那段3D动画将老是以更好的视角展现越位情况，然后将在体育场的大屏幕上播放，也将供给给国际足联的转播合做伙伴，以尽可能明晰的体例通知所有不雅寡。

在阿根廷对阵沙特的小组赛中，阿根廷队劳塔罗禁区中路挑射破门，而此次仅仅越位了一个肩膀的位置，被系统主动断定为越位，球迷曲呼那是“毫米级的越位”。

SAOT手艺比拟于VAR次要由2方面的提拔：

1. 与VAR系统比拟，SAOT做出决定所需要的均匀时间已经从70秒下降至25秒。

2. VAR能够将误差控造在厘米级，但SAOT系统能够控造在毫米级。 4. 不行于世界杯——半主动越位手艺在智能网联汽车范畴应用思虑

SAOT在卡塔尔世界杯大放荣耀，但是其手艺应用能够惠及浩瀚范畴。在智能网联汽车范畴，SAOT手艺同样具有光亮的应用前景。

4.1 交通变乱场景复原

我国做为灵活车保有量大国，不断饱受交通变乱多发的影响，而实正的高级别主动驾驶落地仍需较长时间。若是将SAOT手艺大规模应用在交通范畴，那么关于交通变乱的处置、断定、复现都将带来极大的优化。

好比，可通过在路侧摆设高清摄像机，实时拍摄变乱现场的全景图片，并主动生成现场全景图像，从而到达现场三维重建的目标。除此之外，通过将变乱现场情况上传至云平台，能够将变乱现场完好的保留下来，所有现场陈迹和物证细节图像再以热点链接的体例添加到现场图中，可随时对变乱现场图停止回溯、丈量和阐发。通过SAOT手艺或者系统，交警和保险公司人员也不需要前去现场停止勘察或断定，极大提拔变乱处置效率、削减变乱处置不合，从而到达更大程度降低交通变乱对一般通行形成影响的目标。

4.2 主动驾驶汽车感知“墙”

主动驾驶的概念已经炽热了很久，但是因为多种因素，目前只实现了L2级此外主动驾驶功用量产与落地。此中，感知环节做为主动驾驶的根底与核心环节，其对车辆周边情况的感知精度与可靠性间接决定了主动驾驶的平安性。

若是能够将SAOT手艺应用在主动驾驶车辆之上，通过视觉、雷达等传感器生成类似于“越位墙”一样的鸿沟，那么在主动驾驶感知方面将有大幅度的提拔。