science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Bewegingstechnologie gebruiken om te laten zien waarom de Premier League strakke buitenspelbeslissingen verkeerd neemt

Krediet:Pooya Soltani, auteur verstrekt

In een recente Premier League-wedstrijd kwam Manchester United met 2-0 voor toen spits Marcus Rashford op een pass rende en de bal langs de doelman van Liverpool, Alisson Becker, schoof. Het spel werd vervolgens even opgehouden terwijl de "videoscheidsrechter" controleerde of Rashford de laatste verdediger, Joe Gomez, voor was toen de pass werd gegeven. Het verschil tussen buitenspel en buitenspel - tussen doelpunt of geen doelpunt - kan klein zijn:

De marges kunnen inderdaad zo klein zijn dat het eenvoudigweg onder een iets andere hoek plaatsen van de camera een groot verschil kan maken. Dit probleem van camerahoeken en hoe ze onze perceptie van buitenspelsituaties beïnvloeden, heeft me ertoe aangezet om mijn expertise in 3D-technologie voor bewegingsopname te gebruiken om de nauwkeurigheid van video-arbitragesystemen te onderzoeken.

Video-assistent-scheidsrechter (of VAR)-technologie werd voor het eerst geïntroduceerd in 2018 om scheidsrechters te helpen bij het beoordelen van beslissingen voor doelpunten, rode kaarten, penalty's en verkeerde identiteit. Sindsdien is het totaal aantal overtredingen, buitenspel en gele kaarten afgenomen.

Aan de andere kant heeft de VAR de totale speeltijd vergroot en de effectieve speeltijd verkort. De uiteindelijke VAR-uitslag wordt bepaald door een menselijke operator in een kantoor ver van het stadion - die natuurlijk vatbaar is voor menselijke fouten - voordat deze wordt doorgegeven aan de scheidsrechter op het veld.

Nog een andere VAR-controverse ontstond onlangs toen de scheidsrechters op het veld de doelpunten van Newcastle United en West Ham tegen respectievelijk Crystal Palace en Chelsea accepteerden, maar die doelpunten werden afgekeurd nadat de VAR ze had beoordeeld. Deze beslissingen werden zwaar bekritiseerd in de media en nu heeft PGMOL, het orgaan van de scheidsrechters, beloofd "volledig mee te werken" aan een Premier League-evaluatie van de incidenten.

Waarom buitenspel zo moeilijk te beoordelen is

Wet 11 van voetbalbond stelt dat een speler zich in buitenspelpositie bevindt als een van zijn lichaamsdelen, behalve zijn handen en armen, zich op de helft van de tegenstander en dichter bij de doellijn van de tegenstander bevindt dan zowel de bal als de voorlaatste tegenstander ( de laatste tegenstander is meestal, maar niet noodzakelijk, de keeper).

Scheidsrechters en assistent-scheidsrechters moeten het exacte moment waarop de bal werd getrapt identificeren en tegelijkertijd de positie van vaak snel bewegende spelers controleren. Bij twijfel kunnen zij de videobeelden van het incident bekijken. Deze video's worden vaak opgenomen met 30 frames per seconde, maar de video kan nog steeds wazig worden omdat de spelers zo snel bewegen.

Het is daarom onduidelijk of de huidige videoreplay-technologie nauwkeurig genoeg is om de kleinste buitenspelsituaties aan te kunnen. Om daar achter te komen, heb ik optische motion capture-technologie gebruikt die de positie van de spelers en de bal in 3D en met hogere nauwkeurigheid vastlegt, en zo kan worden gebruikt om de resultaten van 2D-videosystemen te valideren.

Beweging volgen in het lab.

Ik creëerde een aantal buitenspelscenario's in een laboratorium en vroeg vrijwilligers om op te treden als spelers en de VAR. In elk scenario passeerde één speler de bal naar zijn teamgenoot die naast een tegenstander stond.

Ik plaatste reflecterende markeringen op de spelers en de bal en legde hun 3D-posities vast met een motion capture-systeem. Ik nam de scènes ook op met videocamera's die onder verschillende kijkhoeken waren geplaatst. Vervolgens vroeg ik tien studenten om de vooraf opgenomen gebeurtenissen te bekijken, het moment van de bal te bepalen en te bepalen of de speler buitenspel stond.

Mijn resultaten zijn onlangs gepubliceerd door de International Society of Biomechanics in Sport. Ik liet zien dat mensen het buitenspelmoment gemiddeld 132 milliseconden of 0,13 seconden later beoordelen dan het daadwerkelijke moment waarop de bal werd getrapt.

Zo'n vertraging lijkt misschien niet veel, maar in snelle games zoals voetbal kan het voldoende zijn om spelers op een andere locatie te plaatsen en ze daardoor buitenspel te zetten. Als we bijvoorbeeld aannemen dat een speler met ongeveer 8 meter per seconde beweegt, kan een vertraging van slechts 0,13 seconden overeenkomen met ongeveer 1 meter.

Bij het bekijken van video's die zijn genomen vanuit een hoek van 0 en 90 graden (vanuit verhoogde posities in lijn met de spelers en achter de keeper), hadden deelnemers meer kans om nauwkeurig te zijn. Bij een kijkhoek van 45° en wanneer het beeld van de aanvaller zich aan de linkerkant van de verdediger bevindt, leek de aanvaller soms dichter bij de doellijn te staan, wat resulteerde in verkeerde buitenspeloordelen.

Evenzo, wanneer de aanvaller zich aan de rechterkant van de verdediger bevond, zelfs als hij buitenspel stond, leek hij soms naast de verdediger te staan. Het lijkt erop dat deze verkeerde beslissingen het resultaat zijn van relatieve optische projecties van de twee spelers bij deze kijkhoek van de camera.

Hoe deze vooroordelen verder te verminderen

Omdat VAR nog steeds een menselijk element heeft, lijkt het onmogelijk om alle mogelijke fouten en vooroordelen te verwijderen en 100% nauwkeurigheid te bereiken. Desalniettemin zijn er verschillende dingen die we kunnen doen om deze vooroordelen verder te verminderen. Deze omvatten camera's met een hogere framesnelheid die het balcontact en het buitenspelmoment in langzamere beweging kunnen bepalen.

Voor marginale buitenspelbeslissingen moet de VAR de huidige lijn van één pixel vervangen door dikkere lijnen om de onzekerheidszone weer te geven. Waar de lijnen elkaar overlappen, kunnen die situaties als onside worden beschouwd.

Ten slotte, in het geval dat een parallel of loodrecht zicht op de gebeurtenis niet mogelijk is, moet de VAR worden gecontroleerd met andere camerahoeken. Op de langere termijn zou VAR "volumetrische video" kunnen gebruiken die de scène in 3D vastlegt en kan worden bekeken op platte schermen, maar ook in 3D-schermen of VR-brillen.

Deze technologieën kunnen de vraag of Rashford al dan niet buitenspel stond misschien nooit helemaal oplossen - voetbalfans, spelers en managers houden van een goed argument. Maar het mag niet meer dan millimeters zijn. + Verder verkennen

Motion capture onthult waarom VAR in het voetbal worstelt met beslissingen buitenspel

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.