2018 年俄罗斯世界杯 VAR 技术：从专利角度的全面分析

编者按：2018年俄罗斯世界杯已经圆满结束。在诸多高科技技术的加持下，足球比赛增添了很多科技含量。其中，本届世界杯首次使用的视频助理裁判（VAR），对于减轻裁判压力、让判罚更加准确、减少裁判的“不公正、虚假、错误判决”发挥了重要作用。法庭。此前，联合会杯、意甲联赛、中超联赛等多项赛事均使用了VAR。在本文中，笔者将从专利角度对VAR的关键技术领域进行全面分析。

视频助理裁判VAR是英文Video的缩写。它是一种依靠“鹰眼”摄像系统来判断技术动作的技术。它由软件系统和硬件系统两部分组成。它通过高速摄像机捕捉现场信息并将其传输回监控中心。 ，使得助理裁判能够清晰了解场上动态，并根据需要进行回放，帮助值班裁判做出更合理的判罚。

聚焦关键技术领域

在激烈的高水平足球比赛中，仅依靠裁判和边裁的肉眼可能会导致误判。作为辅助裁判的电子技术，无论是早已应用于职业网球赛场的鹰眼，还是尚处于实验阶段的VAR，都在利用技术帮助人类做出更加准确、公正的决策。

笔者利用关键词在中国专利文摘数据库（CNABS）中检索2018年7月5日之前公开或公布的专利申请，发现与视频助理裁判相关的专利申请有181件，其中包括2009年至2017年的专利。较往年稳步增长。现阶段国内专利申请主要集中在视频助理裁判系统的构建和门线辅助技术方面。

中国专利申请人中，瑞盖科技（以下简称瑞盖科技）专注于鹰眼技术设备的研发。其产品应用于台球、网球、乒乓球、排球、羽毛球、冰雪等多个项目，并提交了9个视频辅助裁判。相关领域的专利申请。 2016年，锐盖科技以其在体育领域的鹰眼技术为基础，开发出第一代足球鹰眼，提供速度、角度、距离等实时战术现场数据，以及通过多个摄像头的3D图像，通过视频和软件进行实时捕捉和分析，为裁判提供准确的决策依据。

门线技术是近年来发展起来的足球辅助技术。它可以判断球是否越过球门线，从而判断进球是否有效。开发了即时重播技术，然后利用该技术建立了它。目前相关技术已应用于板球、网球、斯诺克、羽毛球、橄榄球等运动项目中，帮助裁判做出正确的判罚。还开发了球跟踪和轨迹预测系统。其技术原理是通过摄像头确定球在一系列帧中的三维位置。处理器根据球的三维位置预测其飞行轨迹，并将轨迹表示在数字生成的场模型上。该设备记录并存储与球的飞行轨迹相关的数据，处理器使用这些数据做出决策。

专利探索未来研发

视频辅助裁判技术研究主要集中在视频辅助裁判系统构建、门线球门检测、回放技术、智能分析等技术领域。

在视频辅助裁判系统的构建方面，专利申请主要集中在系统的硬件结构、摄像头采集的视频数据的通信传输与处理、辅助裁判与主裁判之间的数据通信等方面。裁判。高速视频数据处理、降低视频助理裁判系统的硬件成本是未来的主要研究内容。瑞盖科技公开了一款排球比赛鹰眼（），它包括一个摄像头和一个POE交换机，用于监控比赛场地。通过设置一台POE交换机和四台采集服务器，减少了安装过程中的电源接线，克服了单路最大传输数据量的限制，减少了网卡的负载，提高了稳定性系统。可快速回放比赛图像数据，协助裁判做出公平、快速的判罚。

在球门线目标检测方面，该专利申请主要集中在两个方面。一方面，它利用足球表面下部的多个传感器和球门线上的传感器，根据传感器获得的信号来判断是否进球。另一方面，侧重于利用视频和关键帧的检测信息来判断是否进球。在视频、图片检测判断方面，个人应用张扬公开了一款网球比赛鹰眼，通过不同摄像头、侧面的角度完成投影，对网球进行识别定位，判断球是否出界。越界或越线。在传感器检测方面，青岛滨海学院公开了一种足球门线系统，通过位于球门和球门线上的超声波传感器和红外传感器采集检测信号，判断足球是否越线。

在回放技术方面，多角度快速回放对于裁判员做出正确判断具有重要的参考意义。因此，如何快速提供不同角度的回放是智能裁判辅助研究领域未来的重要研究方向之一。瑞盖科技公开了一种基于多摄像头的360度视频播放方法（）。通过对场地进行三维建模，将多个角度摄像头获取的图像进行转换，得到目标物体在当前角度的图像，解决当前问题。技术上存在一个问题，多角度拍摄物体的全景只能逐帧切换，画面不流畅。

人工视频助理裁判需要一定的时间来确定判罚结果，这在一定程度上影响了观看比赛的体验。因此，迫切需要通过智能视频分析快速获得进球和判罚的自动识别结果，为主裁判的判罚决策提供参考。 。通过智能分析获得处罚自动识别结果的核心技术在于定位和坐标的提取。定位包括球场特征线的提取、球员和足球的检测、球员身份的识别以及如何进行投影等。西安体育学院公开了一种基于视频分析的足球自动越位系统和方法()。它通过采集的视频图像提取足球场并检测球员和足球。提取场地特征线并重建坐标，完成越位的自动判断。 ，减少助理裁判员的工作量和出错率。

在各类竞技体育赛事中，越来越多的赛事倾向于使用视频助理裁判，例如网球、羽毛球、足球等赛事。随着视频助理裁判技术研究的不断深入，高效提供指定多角度视频回放，通过智能分析为判罚决策提供参考，可以促进视频助理裁判技术在各类赛事中应用的成熟。 （杨锐）