ES2283975T3 - Sistema y metodo de ayuda para los arbitros. - Google Patents

Abstract

Sistema para ayudar a los árbitros, especialmente para informar a los jueces de línea en los partidos de fútbol, que comprende un campo (1), una unidad de procesamiento (3), una antena (4), una cámara (5), un banderín de juez de línea (2) compuesto por un palo (12), un transceptor (13) y una fuente de alimentación (14), que se caracteriza porque la unidad de procesamiento (3) representa el campo (1) como una cuadrícula (6) por medio de un software de procesamiento de imágenes y la cámara (5), los datos de representación comprenden grupos de señales digitalizadas que corresponden a la posición de los jugadores y del balón en el campo (1) y que pertenecen a un segmento determinado (6a) de la cuadrícula (6), la unidad de procesamiento (3) está en conexión con el palo (12) por medio del transceptor de radio (13) apropiado para enviar los grupos de señales digitalizadas de forma codificada y el palo (12) se suministra con un piloto indicador de gol (7), un piloto indicador de campo (8) y un piloto indicador de fuera de juego (9) y además, el palo (12) comprende una unidad de señalización (15, 18, 20, 24) mecánica y/o neumática, preferiblemente accionada por un motor (16), apropiada para la señalización si los pilotos (7, 8, 9) centellean.

Description

Sistema y método de ayuda para los árbitros.

El objeto de la invención es un sistema de ayuda para los árbitros, especialmente para ayudar a los jueces de línea de fútbol. El objeto de la invención es también un método en el que el campo es vigilado por una o más cámaras y la información obtenida se envía a un banderín de juez de línea apropiado para la comunicación a través de un transceptor.

La actuación de los árbitros ha estado siempre en el centro de atención, especialmente en deportes tan populares como el fútbol. En ocasiones, una sola decisión del árbitro afecta al estado de ánimo de millones de personas, teniendo a veces también repercusiones sobre la política y la situación económica de los clubs. Es suficiente recordar algunos partidos del campeonato del mundo de 2002 para darse cuenta de que el resultado de un partido puede depender de la parcialidad, la disposición y la concentración del árbitro. La actuación de los árbitros puede ser analizada posteriormente en la televisión. Sin embargo, el árbitro no cuenta con este medio técnico durante el partido y además depende de sus jueces de línea y de su propia atención que se encuentra dividida. Resulta especialmente difícil para el árbitro juzgar las "líneas", por ejemplo, la línea de gol, la línea de banda y el fuera de juego, donde el árbitro o el juez de línea deben encontrarse justo en la línea para poder tomar una decisión inequívoca. Asimismo necesita un esfuerzo físico importante tanto para el árbitro como para los jueces de línea.

Éste es el motivo por el que se han sugerido varias soluciones para que el arbitraje sea más preciso. La especificación húngara P-98-01379 presenta un sistema electrónico de indicación del fuera de juego basado en una cámara de color. Para aplicar esta solución, un equipo debe vestir de azul, el otro de rojo. Ningún equipo debe llevar ninguna prenda del color rojo o azul del otro equipo, ni tampoco debe estar ese color en el entorno. La especificación no da más descripciones del método. Esta sugerencia entra en conflicto con las convenciones de los equipamientos tradicionales de los equipos.

El método presentado por FR. 2.726.370 puede usar una cámara de modo similar a la solución anterior y los datos se introducen dentro de un ordenador que los almacena y analiza. El balón y los jugadores llevan un transmisor de radio. La posición 3D de los jugadores y del balón se determina por medio de tres receptores de radio. El inconveniente de esta solución es que el transmisor de radio puede ser cubierto por los jugadores y el transmisor de radio del balón puede equivocarse fácilmente. El método presentado en la especificación ES 2.096.525 comprende dos grúas que se proyectan sobre el campo, incluyendo una cabina del árbitro, cámaras de TV, altavoces y dispositivos de señalización. Esta solución es un poco
utópica.

El sistema para juez de línea EP 1.199.089 facilita el trabajo de los jueces de línea. El árbitro y el juez de línea indican si se pasa el balón o si éste sale del campo. El método presentado en FR 2.753.633 comprueba la posición del balón y de los jugadores permanentemente, cada 10 mseg. Los datos se envían a un ordenador por medio de un transmisor de radio y del sistema.

La especificación DE 31 20 584 describe un dispositivo de señalización incorporado en un banderín, que contiene también un transmisor de radio. El juez de línea pulsa un botón del mismo que genera una señal acústica para el árbitro. Al recibir la señal acústica, el árbitro corre hasta el juez de línea para consultarle. El método de US 5,745,029 es similar, pero la señal informa también al árbitro sobre el juez de línea que ha enviado la señal y cuál es el problema. El árbitro y el juez de línea también pueden hablar entre sí a través de la radio. Además, las informaciones obtenidas por el árbitro pueden enviarse también a un ordenador.

El dispositivo presentado en EP 0 678 837 permite al árbitro y a los jueces de línea señalarse el inicio, la duración y el final de un evento recíprocamente. Los dispositivos se incorporan en los banderines y pueden comunicar en dos canales independientes. Los banderines convencionales sólo eran apropiados para la señalización, sin posibilidad de enviar más mensajes detallados. Uno de los jueces de línea envía la señal al árbitro o al otro juez de línea. El primer juez de línea levanta el banderín, que a su vez envía una señal vibratoria al otro juez de línea o el árbitro durante un cierto evento "A". El otro juez de línea o el árbitro solamente tiene que observar si el evento "B" se ha producido antes, durante o después de la señal vibratoria. Esto facilita tomar decisiones sobre eventos que se producen en una línea (p. ej., fuera de juego).

Ninguno de los métodos anteriormente indicados se ha convertido en una práctica común. El objeto de la invención es proporcionar un sistema que ayude a tomar decisiones inequívocas en las líneas de banda, las líneas de gol, los fueras de juego y goles, reduciendo la distancia que debe recorrer el árbitro, mientras que no tiene que soportar ningún dispositivo. De este modo el árbitro puede prestar mucha más atención a otros acontecimientos. También cabe destacar que el sistema debe ser relativamente imperceptible, sin que requiera adoptar nuevas prácticas.

El concepto básico de la invención es que si adoptamos las medidas presentadas en la reivindicación principal, podemos obtener una solución mejor que las anteriores.

El sistema según la invención proporciona una solución para el objeto propuesto, según se establece en la reivindicación 1. El método según la invención proporciona una solución para el objeto propuesto según se establece en la reivindicación 11. Las características principales se incluyen en las subreivindicaciones.

La materialización más general del sistema comprende un campo, un banderín de juez de línea, una unidad de procesamiento, una antena, una cámara, un palo de banderín de juez de línea, un transceptor de radio y una fuente de alimentación, estando diseñado de forma que la unidad de procesamiento representa el campo como una cuadrícula por medio de un software de procesamiento de imágenes y la cámara, la representación de los datos comprende grupos de señales digitalizadas, preferiblemente modificadas, correspondientes a la posición de los jugadores y del balón en el campo y pertenecientes a un segmento determinado de la cuadrícula, la unidad de procesamiento está en conexión con el palo a través de un transceptor de radio apropiado para enviar los grupos de señales digitalizadas de forma codificada y el palo se suministra con un piloto de indicación de gol y uno de indicación de fuera de juego y además el palo comprende una unidad de señalización mecánica y/o neumática preferiblemente accionada por un motor, apropiada para señalizar si los pilotos deste-
llan.

A continuación se describe la invención más detalladamente, tomando como base ejemplos con referencia a los dibujos adjuntos, donde:

Figura 1 es el esquema del sistema,

Figura 2 es la vista superior del banderín del juez de línea,

Figura 3 es la vista lateral del banderín del juez de línea,

Figura 4 es una sección longitudinal de la cuadrícula,

Figura 5 es una sección transversal de la cuadrícula.

En la Figura 1 se muestra la unidad de procesamiento 3, que comprende un transceptor y un ordenador 3a, la antena 4, la cámara 5, el campo 1 y el banderín del juez de línea 2. En la figura 1 hay una cámara 5 situada sobre el campo 1, pero sólo es viable en pocos casos, por lo que en la mayoría de los casos hay dos cámaras 5, p. ej., sobre las líneas de gol. El software de procesamiento de imágenes ejecutado en el ordenador 3a divide el campo 1 en segmentos 6a, segmentos que juntos forman la cuadrícula rectangular 6.

La cámara 5 son cámaras de vídeo con dispositivos de carga acoplados (CCD). Si se aplica más de una cámara 5, debe tenerse en cuenta también la diferente sensibilidad de las cámaras, es decir, el software de procesamiento de imágenes debe permitir la ecualización. La digitalización de las señales puede ser controlada por el ordenador 3a, la imagen digitalizada se almacena normalmente en la memoria de la tarjeta. Esta imagen puede ser leída y modificada por el ordenador 3a.

El propósito del procesamiento de las imágenes que contienen los eventos del partido de fútbol es comprender la imagen filtrando la información innecesaria y analizando la información esencial, es decir, proporcionar una automatización de la visión. Los elementos de imagen que contienen información esencial se consideran sustanciales y se separan de las otras partes de la imagen. La información esencial no es transportada por los píxels individuales, sino por ciertos grupos de píxels. Asignamos características a estos grupos que no tienen los píxels individuales. Los segmentos 6a se clasifican según estas características y se separan de los otros segmentos 6a.

El software de procesamiento de imágenes tiene las características básicas siguientes: puede filtrar los errores de la óptica, convierte la imagen para mejorar su calidad, filtra las manchas brillantes accidentales, corrige las distorsiones de los bordes de la imagen, divide la imagen en partes independientes, analiza y clasifica las propiedades de los píxels y los patrones segmentados compuestos por los píxels conjugados, reconoce la imagen para reducir el grupo de datos a procesar, asocia las imágenes de los segmentos 6a a las propiedades almacenadas en su base de datos y compara las imágenes de los segmentos 6a con las imágenes anteriores a intervalos de tiempo determinados. La base de datos del ordenador 3a contiene los hechos, datos, relaciones conocidas y conclusiones relacionadas con el control del partido. Esta información se guarda de forma simbólica y la solución de problemas se realiza a través de manipulaciones con los símbolos.

La unidad de procesamiento 3 controla la posición de los jugadores y del balón con la ayuda de la cámara 5. Teniendo en cuenta el último toque del balón, se sacan conclusiones sobre el curso regular del partido, cuándo sale del campo, los goles y los fueras de juego. Los datos procesados se envían al transceptor de radio 13 del banderín del juez de línea 2 por medio del transceptor de radio de la unidad de procesamiento 3 a través de la antena 4. La comunicación segura entre la unidad de procesamiento 3 y el banderín del juez de línea 2 está soportada por el software de codificador y decodificador.

En la figura 2 se muestra el banderín del juez de línea 2 fijado al palo 12 por medio de un ajustador de gancho y bucle 21. En la figura 3 se muestra el banderín del juez de línea 2, el piloto indicador de gol 7, el piloto indicador de campo 8, el piloto indicador de fuera de juego 9, el piloto de control 10, la antena de barra 11, el palo 12 con agarre 12a, el transceptor 13 con la unidad de aviso acústica 13a, la fuente de alimentación 14 -preferiblemente una o más baterías-,
las bolas 15, el motor 16, el interruptor 17, el disco rotatorio 18, la cubierta 19, los orificios de señalización 20 y el pistón 23. En la figura 3 hemos indicado varias posibilidades de señalización mecánicas y neumáticas. No es necesario aplicarlas simultáneamente, pero esta materialización también es posible. La fuente de alimentación 14 puede operarse también por medio de una célula solar. Puede existir una señal acústica si las baterías se descargan. El palo 12 puede estar fabricado de Kevlar ligero, su peso no difiere significativamente del de los banderines de juez de línea usados actualmente. El piloto puede ser cualquier tipo de fuente luminosa, por ejemplo, la pantalla LED.

La sección longitudinal mostrada en la figura 4 es una posible materialización del palo 12 con señalización mecánica. Hay rodillos excéntricos 24 en el eje del motor 16 entre los cojinetes 25 y al girar, señalan los eventos al juez de línea a través de los orificios de señalización 20. En lugar de los rodillos 24, el propio eje del motor 16 puede ser de diseño excéntrico. En la figura 5 se muestra otro diseño para la señalización mecánica en la vista transversal. En este caso, un disco rotatorio flexible 18, similar a un pitón de resorte, impacta contra los botones 22 formados en el palo 12, lo que estimula la mano del juez de línea. La mano del juez de línea puede ser estimulada también por las bolas 15 mostradas en la figura 3, que transmiten las oscilaciones del motor 16. Las oscilaciones no sólo pueden ser generadas por un motor, sino también por ejemplo por un electroimán. En la figura 3 se ilustra una construcción neumática en la que el pistón 23 realiza un movimiento pulsatorio de compresión. Debido a este aumento de la presión, las piezas debilitadas de la cubierta 19 en los orificios de señalización 20 sobresalen hacia afuera. Las señales mecánicas y/o neumáticas pueden ir acompañadas por la señal acústica emitida por la unidad de aviso acústica 13a.

Como ejemplo, el sistema según la invención funciona del modo siguiente: cuando el balón sale completamente del terreno de juego, la pieza mecánica del palo 12 proporciona señales mecánicas al juez de línea durante 3 segundos. Al mismo tiempo, el piloto de indicación de campo 8 que hay en el palo 12 se iluminará fijo de color rojo también durante 3 segundos.

Si el balón sale completamente del terreno de juego en la línea de gol, el piloto indicador de gol de color verde se iluminará además de proporcionar la señal mecánica.

En caso de situación de fuera de juego inequívoca, el juez de línea indicaría el fuera de juego de la forma habitual, mientras que si claramente no hay situación de fuera de juego, no lo indicaría. Sin embargo, en el caso de que exista sólo una ligera duda de si hay fuera de juego o no, debe pulsar el botón fácilmente accesible del interruptor 17 situado cerca de su pulgar. Si la unidad de procesamiento 3 registra la situación de fuera de juego en el momento de chutar el balón, envía una señal de radio al palo 12. Si el juez de línea pulsa el interruptor 17, recibirá una señal mecánica. Al mismo tiempo, el piloto indicador de fuera de juego 9 se iluminará de color amarillo durante 3 segundos también. Si no hay señal al pulsar el botón, por supuesto no hay situación de fuera de juego y el partido continúa automáticamente. El piloto de control 10 parpadeando en azul en el palo 12 indica un funcionamiento correcto del sistema. El juez de línea tiene también la oportunidad de consultar de nuevo la última señal en un plazo de 8 segundos pulsando el interruptor 17 con el pulgar. En este caso los pilotos indicadores repiten la última información. Esto es especialmente útil en caso de gol en fuera de juego, cuando se encienden dos pilotos al mismo tiempo.

En una materialización preferente del sistema existen como mínimo tres cámaras digitales 5 en cada mitad del campo. Las cámaras 5 están situadas sobre columnas móviles sin vibraciones diseñadas especialmente para esta finalidad. Las imágenes de cada cámara 5 se procesan por medio de ordenadores cliente independientes para la unidad de procesamiento central 3. Sólo los datos importantes desde el punto de vista de la evaluación se envían a la unidad de procesamiento 3 (servidor). La base del sistema operativo del ordenador es UNIX, cuya gestión de memoria estándar basada en POSIX es apropiada para el procesamiento de datos en tiempo real. La resolución de 720 x 576 píxels de la norma de televisión PAL permite la determinación de la posición con precisión de centímetros. Para mejorar la seguridad de los datos, la corriente de datos digital se codifica y se proporciona con un código de corrección de errores. La compresión de vídeo se decodifica por medio de un chip de codec de propósito especial para ahorrar la CPU de la unidad de procesamiento 3. Para la compresión se usa el formato de vídeo MPEG2. Por ejemplo, una grabación de cámara fija desde la zona de hierba homogénea de un campo de fútbol permite una destacada compresión de los datos, por ejemplo, 1:100. De este modo la información de la imagen es apropiada para su envío a un puesto central remoto, p. ej., a través de satélites o Internet.

Asimismo, el sistema proporciona soluciones también para situaciones especiales. Esta situación es la del fuera de juego pasivo en el fútbol. Si el juez de línea consulta el sistema en una posible situación de fuera de juego, el palo 12 proporciona indicación de señales mecánica parcial de que el procesamiento de los datos está en curso. El piloto indicador de fuera de juego 9 no lo señala esta vez. Cuando está claro si se trata de una situación de fuera de juego real o sólo pasiva, el sistema lo señaliza (es decir, se enciende el piloto indicador de fuera de juego 9) o no lo señaliza, respectivamente.

El sistema y el método según la invención tienen muchas ventajas. El sistema ayuda a juzgar las líneas de gol, las líneas de banda y el fuera de juego. El juez de línea no necesita estar exactamente en línea con los jugadores, las señales se reciben con independencia de su posición. La unidad de procesamiento 3 registra cada señal enviada y recibida. El árbitro no tiene que cargar con ningún dispositivo. El sistema hace imposible la corrupción e incluso puede excluirse la sospecha de la misma. Los árbitros pueden tomar decisiones justas en lugar de provocar innecesariamente a los jugadores y los espectadores. El árbitro puede seguir los acontecimientos corriendo menos, solamente tiene que moverse entre las áreas de penalti. El árbitro solamente tiene que centrarse en otros acontecimientos del partido que deban ser juzgados, ya que puede confiar en las señales de los jueces de línea. De este modo el árbitro casi nunca tiene necesidad de revisar las señales de los jueces de línea. En consecuencia, puede existir una confianza permanente entre el árbitro y los jueces de línea. El sistema es abierto, por lo que el software puede mejorarse añadiéndole otras funciones. También es ventajoso que el sistema es relativamente imperceptible y no requiere adoptar nuevas prácticas, por lo que puede ser mucho más fácil que las soluciones anteriores.

Otras materializaciones y procesos del método son posibles también dentro del alcance de la invención. Los ejemplos presentados son sólo para ilustración y no para limitar la invención a los ejemplos. La invención puede utilizarse en otros deportes también, por ejemplo, tenis, atletismo, balonmano, baloncesto, tiro o hockey hierba.

El sistema y el método según la invención tienen aplicación industrial y puede proporcionarse a los jueces de línea información y ayudar al árbitro en los partidos.

Claims (12)

1. Sistema para ayudar a los árbitros, especialmente para informar a los jueces de línea en los partidos de fútbol, que comprende un campo (1), una unidad de procesamiento (3), una antena (4), una cámara (5), un banderín de juez de línea (2) compuesto por un palo (12), un transceptor (13) y una fuente de alimentación (14), que se caracteriza porque la unidad de procesamiento (3) representa el campo (1) como una cuadrícula (6) por medio de un software de procesamiento de imágenes y la cámara (5), los datos de representación comprenden grupos de señales digitalizadas que corresponden a la posición de los jugadores y del balón en el campo (1) y que pertenecen a un segmento determinado (6a) de la cuadrícula (6), la unidad de procesamiento (3) está en conexión con el palo (12) por medio del transceptor de radio (13) apropiado para enviar los grupos de señales digitalizadas de forma codificada y el palo (12) se suministra con un piloto indicador de gol (7), un piloto indicador de campo (8) y un piloto indicador de fuera de juego (9) y además, el palo (12) comprende una unidad de señalización (15, 18, 20, 24) mecánica y/o neumática, preferiblemente accionada por un motor (16), apropiada para la señalización si los pilotos (7, 8, 9) centellean.

2. Sistema según la reivindicación 1, que se caracteriza porque hay discos rotatorios flexibles (18) en el eje del motor (16), donde los discos rotatorios (18) impactan contra el botón (22) formado en el agarre (12a) del palo (12) o contra los orificios de señalización (20) formados en la cubierta (19) del agarre (12a).

3. Sistema según la reivindicación 1, que se caracteriza porque hay rodillos excéntricos (24) en el eje del motor (16), donde los rodillos excéntricos (24) impactan contra los orificios de señalización (20) formados en la cubierta (19) del agarre (12a).

4. Sistema según la reivindicación 1, que se caracteriza porque hay bolas (15) situadas alrededor del motor (16), apropiadas para transmitir oscilaciones.

5. Sistema según la reivindicación 1, que se caracteriza porque hay un pistón (23) conectado al motor (16) y los orificios de señalización (20) formados en la cubierta (19) del agarre (12a) sobresalen hacia fuera en caso de compresión de aire.

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que se caracteriza porque el palo (12) se suministra con un interruptor (17) apropiado para iniciar la repetición de la última señal.

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que se caracteriza porque el palo (12) se suministra con un piloto de control (10) para indicar el funcionamiento del sistema.

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que se caracteriza porque el transceptor (13) se suministra con una unidad de aviso acústico (13a).

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que se caracteriza porque el banderín del juez de línea (2) está fijado al palo (12) por medio de un ajustador de gancho y bucle 21.

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, que se caracteriza porque la unidad de procesamiento (3) comprende un ordenador (3a) y el ordenador (3a) se suministra con memoria apropiada para archivar los datos.

11. Método para ayudar a los árbitros según se especifica en la reivindicación 1, especialmente para informar a los jueces de línea en los partidos de fútbol, en el curso de los cuales el campo es vigilado por una o más cámaras y la información obtenida se envía a un banderín de juez de línea apropiado para la comunicación a través de un transceptor, que se caracteriza porque la imagen del campo (1) se representa como una cuadrícula (6) por medio de un software de procesamiento de imágenes y la cámara (5), los datos de representación se convierten en grupos de señales digitalizadas correspondientes a la posición de los jugadores y del balón en el campo (1) y pertenecen a un segmento determinado (6a) de la cuadrícula (6), los grupos de señales digitalizadas se envían al palo (12), preferiblemente de forma codificada y la unidad de señalización mecánica y/o neumática (15, 18, 20, 24) y uno de los pilotos indicadores de gol (7), el piloto indicador de campo (8) y el piloto indicador de fuera de juego (9) se activan durante 1-15 segundos, preferiblemente durante 3 segundos.

12. Método según la reivindicación 11 que se caracteriza porque la indicación de un fuera de juego y/o la última señal se consultan pulsando el interruptor 17 del palo (12).