科技辅助裁判避免不公 几大球门线技术对比

已经在巴西开踢的四年一度世界杯足球赛，在2014年最大的创新就是以科技来辅助比赛裁判来判定球是否越过球门线(goal-line)；透过科技，球赛官方希望能避免重演总是在世界杯发生的裁判不公事件──例如上一届英格兰队在与德国队的决赛中，有一个很明显的进球被裁判否决。

上述的争议事件迫使长期以来抗拒使用科技的世界杯足球赛主办单位FIFA终于采取行动，积极地与各家供货商接洽，寻找一套能安全且明确地追踪足球的轨迹、精确度可达公厘等级的系统球门线技术(goal-line technology，GLT)系统。

经过数年的测试与招标，一家知名度并不高的德国业者GoalControl击败了英国著名的体育裁判技术供货商Hawk-Eye Innovations，成为本届GLT系统供货商；但“德国赢英国”却又在舆论上掀起了一些涟漪。先把与体育、政治甚至经济有关的争议放一边，以下来看看今年在世界杯足球赛使用到的创新技术以及其他球门线竞争技术吧！

到底进球了没？本届世界杯足球赛终于利用科技来协助裁判进行球门线判定

下一页：Sony4K视频技术捕捉世足赛现场实况

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大型国际体育赛事通常是众家消费性电子厂商与广播业者展示新技术的舞台，本届世足赛当然也不例外；上一届在南非举行的世足赛，3D视频技术是一个焦点，而今年Sony则是在巴西世足赛主打所谓的超高分辨率(Ultra HD)──也就是4K视频技术。

Sony以超高分辨率技术捕捉世足赛现场实况

Sony与世足赛主办单位在4K视频方面的合作，包括以超高分辨率技术拍摄总决赛在内的三场赛事，并将在赛后剪辑成影片透过网络播放。此外Sony也打算提供全球各家广播业者4K规格的现场赛事转播。

下一页：GoalControl的4D系统况

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获得FIFA官方指定的GoalControl-4D球门线判别系统已经布署在巴西的所有世足赛使用场地，该套系统在每条球门线配备7支摄影机，每秒能拍摄500张全片幅彩色影像；那些摄影机与一套高性能图像处理系统链接，能追踪所有拍摄角度内的物体，并过滤掉所有球员、裁判等与球本身不相关的影像。

GoalControl-4D球门线系统

该套系统能计算出精确度在毫米之内的足球位置3D (x, y, z轴)坐标，如果球确实越过了球门线，主系统会在一秒之内发出信号到裁判手上佩带的一支特制手表上，以闪灯与震动来提醒裁判判决得分；而每一支摄影机所拍摄的影像都能随时回放。

下一页：神秘的裁判手表 内含TI的芯片组

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搭配GoalControl系统的裁判手表究竟是由哪一家公司生产？对此这家德国公司基于机密与安全性理由而三缄其口。

搭配球门线判别系统的神秘裁判手表

根据《电子工程专辑》美国版记者所打听到的消息，该装置据说是与德国机构Fraunhofer Institute fir Integrated Circuits (Fraunhofer IIS)合作打造，内含德州仪器(TI)的芯片组，搭配Fraunhofer所开发的软件与通讯协议。FIFA核准该装置在865~870MHz与915~930MHz频段运作。

下一页：落选的Hawkeye的球门线技术

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没被FIFA选上的Hawkeye球门线技术其实运作原理与GoalControl-4D技术十分类似，而因为Hawkeye的技术多年来已经被应用在不少大型体育赛事，知名度高、纪录辉煌，因此德国GoalControl反而雀屏中选，跌破不少人的眼镜。

Hawkeye的球门线技术

Hawkeye的第一套足球球门线系统已经在2007年的英超(English Premier League)足球赛被测试使用过；该系统也有搭配的裁判手表，是与法国业者Adeunis RF独家合作开发。

下一页：技术成本更低的Goal Ref球门线技术

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另一套球门线技术Goal Ref起初是一项丹麦与德国研究机构的合作研发项目，后来由Fraunhofer IIS商业化。它是一套无线电感测系统，以低频磁场来侦测球是否越过球门线；据说这套技术成本会比GoalControl或Hawk-Eye都要低。

Fraunhofer IIS的GoalRef营运经理Thomas Pellkofer表示，该机构对于这套系统获得其他国家足球协会甚至未来的世足赛采用很有信心；他强调，这套简洁的系统安装简易，适合各种尺寸大小的比赛场地，而且只需要有电源。系统的接受天线是与球门框链接，而处理装置则是可以放在球门或是球场外围广告板后。

Goal Ref球门线技术

GoalRef系统运作时，会在球门区域产生一个磁场，然后当足球踢进球门、其内部与周围也会产生磁场；球在外层与中心嵌入了3D布署的感应线圈，而Fraunhofer IIS的技术能量测并分析上述两个磁场的交互作用，然后同样将足球射门信息透过复杂的加密技术无线传送到裁判的手表上、以振动提醒。

下一页：其他球门线技术

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还有另一家德国公司Cairos Technologies也是早期开发球门线系统的公司之一，该公司是与阿迪达斯合作，并强调其技术能适用所有球类供货商。Cairos的方案与GoalRef类似，是以磁场来追踪内部嵌入了感测装置的足球位置；不过该套系统需要在球门区域以及球门线后埋设15公分深的细电缆线，此外在门框内也需要铺设电缆。

当足球触及球门区域，磁场的讯号就会传送到系统中央处理单元(通常装设在边界)，如果球整个进入了球门线，加密信号就会在一秒内传送给裁判。而且该公司强调，在足球内部所装置的传感器不会影响球的特性，甚至在球员大力击球的状态下也是一样。

翻译：Judith Cheng

本文授权翻译自EE TIMES，谢绝转载

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