Stimmt meine Berechnung zur falschen Kameratechnik für Fußballspiele?
Ist die Abseitserkennung falsch? Viele sagen jetzt man sieht es ja klar aber um zu bewerten ob das Bild überhaupt das richte braucht man ja auch genau den Zeitpunkt der Ballabgabe und hier wird es spannend. Die Kameras haben 50hz als 50 Bilder pro Sekunde. Wenn der Fuß bei Passabgabe jetzt mit 40km/h geschwungen wird sind das 11,1 Meter pro Sekunde. und 11,1 /50 Bilder pro Sekunde sind 0,22 Meter Differenz zwischen den einzelnen Bildern. Also 22 cm liegen zwischen zwei frames. Selbst wenn man jetzt davon ausgeht das immer das bessere der zwei Bilder die in Frage kommen ausgewählt wird (bei passabgabe) sind wir immer noch bei einer Abweichung von 0-11cm. Und da will man dann eine Fußspitze als Abseits bewerten von vielleicht 2 oder 3 cm? Die Kameratechnik ist dafür doch viel zu ungenau oder übersehe ich etwas?
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Der Zeitpunkt der Ballabgabe wird nicht über die Kamerabilder, sondern über einen Beschleunigungssensor im Ball gemessen. Das geht auf Milisekunden genau.
Die beiden Spieler, die das Abseits unter sich ausmachen, stehen aber mit ihren Füßen, sodass es da zwischen zwei Kamerabildern kaum Bewegung gibt. Auch das Bild davor und danach würde sicherlich die Abseitsstellung belegen.
Ja okay du hast recht aber die Kameras die die Spieler erfassen laufen nur mit 50 Bildern in der Sekunde und wenn ein Spieler jetzt sagen wir mal mit 36 km/h läuft sind das zehn Meter in der Sekunde und bei 50 Bildern in der Sekunde ist das eine Abweichung von 20 cm zwischen den beiden Bildern. Wenn wir jetzt mal davon ausgehen dass der videoassistent oder die Software immer genau das beste Bild nimmt dann liegt der Abweichung ja immer noch zwischen 0 und 10 cm was viel zu viel ist daher bräuchte es 500 Hertz Kameras. Im Fußball befindet sich ein Sensor der 500 Mal in der Sekunde die Daten übermittelt das ist auch richtig so aber die Kameras laufen nur mit 50 Bildern in der Sekunde das kann dann eine Abweichung von 10 cm ergeben und das ist viel zu viel da kann man dann nicht sagen dass jemand drei oder vier cm im Absatz ist wenn die Abweichung so hoch ist.
Die 36 km/h beziehen sich natürlich jetzt nicht mehr auf das Bild was oben eingeblendet ist aber auf andere Situationen also auf allgemeinen Situationen
Es wird sicherlich mit jeder beliebigen Technik immer Grenzfälle geben, die unentscheidbar sind. Rein praktisch gesehen, wenn ich schon mal die Annahme von 36 km/h nehme, was ja ein Vollspurt mit Anlauf ist, dann dürften diese Grenzfälle, die unentscheidbar sind, sich auf extrem seltene Situationen beziehen und dann zieht eben wie früher die Regel: im Zweifel ist es kein Abseits.
Nach schnellem Überfliegen konnte ich keinen Denk -oder Rechenfehler entdecken.
Ok aber meine Berechnung stimmt??
Ja, Du übersiehst was. Google mal EKG- Ball. Diese Technik hat übrigens auch das Handspiel bewiesen.
Es lässt sich sehr genau festhalten, wann der Ball gespielt wurde.
Der Ball hat einen Chip drin. Sobald der Ball gespielt wurde. wird da ein Bild gemacht.
Wie kommst du auf die 50 FPS? Wenn du bei normalen Videos Bild für Bild vorspulst ruckeln die Bilder selten so stark dass da 20 cm zwischen den Bildern sind.
die passabgabe wird per chip im ball getrackt, und zwar mit 500 Hz. das ist wesentlich genauer.
die kameras um die position der spieler zu bestimmen laufen mit 50 fps. du vergisst aber dass zwischen zwei frames interpoliert werden kann (und auch wird), womit man sehr viel präziser als die von dir angegeben 10 cm ist.
Was meinst du mit interpolieren und wie stark ist die Abweichung aus deiner Sicht ich finde auch die Kamera sollten 500 FPS bekommen und dann eine Toleranz von z.B einen Zentimeter festgelegt werden indem gilt kein Abseits auch wenn das System abseits erkennt weil es zu ungenau ist
wenn die fußspitze bei frame 1 an der position X1 war, und bei frame 0.02s später an der position X2, dann kannst du unter annahme gleichförmiger bewegung für jeden beliebigen zeitpunkt t dazwischen die funktion aufstellen
X(t)= X1 + [(X2-X1)/0.02s] * t
da sich in 0.02 sekund die geschwindigkeit eines fußes nicht extrem ändern kann, wird man mit dieser linearen näherung schon relativ genau sein.
aber man kann natürlich noch weiter gehen jenseits dieser einfachen linearen näherung, indem man etliche frames vorher und nachher miteinbezieht, um so auch noch beschleunigung, (und änderung der beschleunigung, usw…) abschätzen zu können.
zB. nimm drei frames mit positionen X1, X2 und X3. die mittlere geschwindigkeit zwichen frame 1 und frame 2 ist v12=(X2-X1)/0.02s, die mittlere geschwindigkeit zwischen frame 2 und frame 3 ist v23=(X3-X2)/0.02s. damit kann man jetzt auch die beschleunigung abschätzen. in 0.02s hat sich die geschwindigkeit von v1 zu v2 geändert, die beschleunigung a ist also a=(v23-v12)/0.02=(x3-2*X2+X1)/(0.02s)²
das wäre jetzt nur die einfachste abschätzung, das kann man mit mehr frames wesentlich komplexer auch machen.
Hallo
die Zeit- und Datenerfassungsysteme im Sport sind viel schneller und genauer als TV Kameras, im Prinzip auf die 1000endel Sekunde Auflösung bei “langsamen” Sportarten. Bei schnellen Sportarten auch bis ins 100000tel.
Die System werden auch regelmässig geprüft und geeicht.
Ein grosses Problem bei TV Übetragung ist der Zeitversatz durch die Aufnahmetechnik bis Sensoren ausgelesen sind und das Videobild beim Broadcastserver auf Referenzzeit synchronsiert wird vergehen 0,3 Sekunden bzw bei grossen Stadien mit langen Funkstrecken auch 0,4 Sekunden. Je grösser der Sensor um so länger ist die Ausleszeit deswegen haben TV Kameras für Sportsendungen Sensoren im Bereich von 4x6mm Grösse mit 24 Auslesekanälen und lesen 24 Schachbretter in 1x1mm aus. Damit geht dann auch Superzeitlupe.
Wie kommst Du auf die 50 fps?
Ich würde da nicht unter 1000 fps ansetzen. Man erkennt ja sogar am Bild, daß hier die Framerate durch Reduktion der Quantisierungstiefe, Binning und ähnliches optimiert wurde.
Das hat ein Journalist der Sportschau auf Twitter extra erklärt zudem gibt es dazu auch ganz viele Berichte
https://www.footall.com/tactics/semi-automated-offside/
https://analyisport.com/insights/what-is-semi-automated-offside-technology/
https://www.tomorrowsworldtoday.com/smart-technology/fifa-womens-world-cup-2023-using-semi-automated-offside-technology/
https://x.com/ChaledNahar/status/1807379991878906319?t=ndreFw-_dwsm1Fd3E_PJHA&s=19
Nun gut, in Deinem ersten Link steht bereits, daß der Ball mit 500 Hz abgetastet wird. D.h. der Zeitpunkt des Ballkontaktes kann bis auf 2ms genau festgestellt werden.
Unter der Annahme, daß die Tastungen synchronisiert sind, kann der Zeitpunkt der Spielererfassung ggü. dem Ballkontakt maximal 18 ms verzögert sein. (bzw. 9ms bidirektional)
Die Frage ist nun welche Geschwindigkeit Du dem Spieler zutraust, bei 10 m/s wären das bis zu 18cm.
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Jetzt steht in Deinem ersten Link aber auch, daß getrackt wird. Somit kannst Du die Zustände zwischen zwei Erfassungen interpolieren.
Wie gesagt, wenn wir den zum Ballkontakt nächstgelegenen Frame nehmen (bidirektional), dann landen wir bei 9cm, sonst 18cm (immer nur der nachfolgende Frame).
Allerdings kann ich (wie gesagt) interpolieren und so den Wert noch deutlich drücken.
Ja das ist richtig der Ball 500 mal und die Kameras für die Spieler 50 Mal
Wenn ein Spieler jetzt mit 36 km/h läuft sind das zehn Meter pro Sekunde und 10 / 50 bilder pro Sekunde sind 0,2 m also 20 cm zwischen den zwei Frames
Mit welcher Abweichung rechnest du bei 10 m/s also 36 kmh insgesamt wenn wir einmal 500 Herz haben bei der Ballabgabe und 50 Hertz bei den Kameras für den Spielern insgesamt