СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПАДАНИЯ В ВОРОТА ФУТБОЛЬНОГО МЯЧА ПО УГЛОВЫМ ОГРАНИЧЕНИЯМ ПРИ ИГРЕ В ФУТБОЛ Российский патент 2014 года по МПК A63B71/06 

Изобретение относится к способам определения попадания футбольного мяча в ворота при игре в футбол.

В настоящее время попадание мяча в ворота в процессе игрового действия фиксируется визуально судьями на поле или телевизионными средствами при послематчевом анализе спорных ситуаций.

При фиксации попадания мяча в ворота судьями могут быть допущены ошибки, которые приводят к конфликтам между играющими командами.

Телевизионный контроль имеет тот недостаток, что может быть осуществлен реально только через некоторый промежуток времени и не позволяет судьям оперативно во время игры принять решение о взятии ворот.

Известно, что в настоящее время имеются попытки аппаратурной регистрации попадания мяча в ворота группой швейцарских инженеров. По некоторым сведениям эта группа применяет способ, который основан на принципе присутствия какого-либо предмета в некотором пространстве.

Новизна данного изобретения заключается в том, что в нем используют футбольный мяч с встроенным в него источником радиосигнала и с применением триангуляционных радиоизмерений.

При этом определение попадания мяча в ворота осуществляют по угловым ограничениям, заданным, исходя из геометрических линейных размеров поля и ворот и расположения приемников радиоизлучения в створе вертикальных штанг ворот.

В случае попадания мяча в ворота аппаратура триангуляционных радиоизмерений включает звуковой или световой сигнал.

Способ заключается в следующем:

1. Приемники радиосигнала, исходящего от мяча, устанавливают в двух угловых точках поля в створе вертикальных штанг обоих ворот. При этом расстояние между приемниками, по существу - это линейный размер футбольного поля по его длине, является базой измерений;

2. Рассчитывают углы ограничения, исходя из линейных размеров поля и ворот;

3. С помощью триангуляционных методов радиоизмерений производят слежение за перемещением мяча по полю в процессе игры;

4. При попадании мяча в ворота, когда он входит в зону попадания и когда выполняются соответствующие необходимые и достаточные условия угловых положений мяча по отношению к угловым ограничениям, аппаратура триангуляционных радиоизмерений включает звуковой или световой сигнал. Определение координат положения мяча не требуется.

На рисунке изображено игровое поле и ворота №1 и №2. Схема для расчета угловых ограничений приведена только для ворот №1, для ворот №2 эта схема аналогична.

Схема измерений представлена на рисунке в системе координат X, Y, Z. Приемники радиосигнала от мяча устанавливают в точках поля O и Fb своде вертикальных штанг. Расстояние между ними является базой B, точка $$\underset{\_}{O}$$ - это начало координат.

Моментом пересечения мячом линии ворот является его нахождение за линией $$\underset{\_}{ad}$$ .

Моментом пересечения мячом плоскости ворот является его нахождение в какой-либо точке за плоскостью $$\underset{\_}{abcd}$$ .

В качестве примера, приведенного на рисунке, мяч находится в точке $$\underset{\_}{A}$$ .

Точка $$\underset{\_}{m}$$ - проекция мяча на ось Y. Углы λ, β, γ - это текущие углы положения мяча. Углы λ₁, β₁, β₂, γ₁ - углы ограничения для ворот №1: λ₁=90° - это угол ограничения между осями X и Y;

- это угол ограничения между осью X и основанием передней штанги до точки F;

$${\beta }_2=arctg\frac{Od}{B}$$ - это угол ограничения между осью X и основанием штанги до точки F;

- это угол ограничения между осью Y и направлением на точку $$\underset{\_}{b}$$ (верхнюю точку передней штанги).

При нахождении мяча, например в точке A, в момент пересечения плоскости ворот $$\underset{\_}{abcd}$$ текущие углы будут следующие:

λ - угол между осью Y и проекцией точки A на ось X;

β - угол между осью X и проекцией точки A на ось Y (точка m);

γ - угол между осью Y и проекцией точки A на ось Z.

Для мяча, находящегося в точке A, X=0 и угол λ₁=90°, Y_a - координаты мяча на ось Y, Z_a - координаты мяча на ось Z.

Угловые ограничения, при которых определяют попадание мяча в ворота, записывают в виде:

λ>90°, β₂>β>β₁, tgβ·tgγ<tgβ₁·tgγ₁

При выполнении этих условий аппаратура триангуляционных радиоизмерений включает звуковую или световую сигнализацию.

Пояснение: критерий по высоте γ вытекает из рассмотрения треугольников OFm и OAm.

Здесь Om=Btgβ и Am=Omtgγ, тогда

Am=Btgβ·tgγ

Из треугольника Oba:

ba=Oatgγ₁=Btgβ₁·tgγ₁

ba - высота ворот;

Am - положение мяча в воротах по высоте, которая при попадании мяча в ворота, должна быть меньше высоты ворот.

Тогда tgβ·tgγ<tgβ₁·tgγ₁.

Изобретение относится к способам определения попадания футбольного мяча в ворота. Новизна изобретения заключается в том, что в нем применяют футбольный мяч с источником радиосигнала, который встроен в мяч, и триангуляционные радиоизмерения. При этом определения попадания мяча в ворота осуществляют по угловым ограничениям, заданным, исходя из геометрических размеров поля и ворот. В случае превышения текущих угловых координат над заданными аппаратура триангуляционных радиоизмерений включает звуковой или световой сигнал. Результаты внедрения изобретения позволяют объективно оценивать попадание мяча в ворота и избегать спорных ситуаций и конфликтов между командами, которые возникают при ошибках судей на поле во время игры. 1 ил.

Способ определения попадания в ворота футбольного мяча с источником радиосигнала при игре в футбол с применением триангуляционных радиоизмерений, заключающийся в том, что приемники радиосигнала устанавливают в угловых точках поля в створе вертикальных штанг ворот, а определение попадания мяча в ворота осуществляют путем слежения за его текущими углами в процессе игры по отношению к приемникам радиосигнала и по превышению этих углов над угловыми ограничениями, установленными, исходя из линейных размеров игрового поля и размеров ворот.