СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПАДАНИЯ В ВОРОТА ФУТБОЛЬНОГО МЯЧА ПО УГЛОВЫМ ОГРАНИЧЕНИЯМ ПРИ ИГРЕ В ФУТБОЛ
METHOD OF DETERMINING OF HITTING SOCCER BALL TO GOAL ON ANGULAR LIMITATIONS WHEN PLAYING FOOTBALL

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.
<mrow><munder accentunder="true"><mi>O</mi><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow>
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
- это начало координат.
<mrow><munder accentunder="true"><mrow><mi>a</mi><mi>d</mi></mrow><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow>
Моментом пересечения мячом линии ворот является его нахождение за линией
.
<mrow><munder accentunder="true"><mrow><mi>a</mi><mi>b</mi><mi>c</mi><mi>d</mi></mrow><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow>
Моментом пересечения мячом плоскости ворот является его нахождение в какой-либо точке за плоскостью
.
<mrow><munder accentunder="true"><mi>A</mi><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow>
В качестве примера, приведенного на рисунке, мяч находится в точке
.
<mrow><munder accentunder="true"><mi>m</mi><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow>
1
1
2
1
1
Точка
- проекция мяча на ось Y. Углы λ, β, γ - это текущие углы положения мяча. Углы λ, β, β, γ - углы ограничения для ворот №1: λ=90° - это угол ограничения между осями X и Y;
- это угол ограничения между осью X и основанием передней штанги до точки F;
<mrow><msub><mi>β</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>g</mi><mfrac><mrow><mi>O</mi><mi>d</mi></mrow><mi>B</mi></mfrac></mrow>
- это угол ограничения между осью X и основанием штанги до точки F;
<mrow><munder accentunder="true"><mi>b</mi><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow>
- это угол ограничения между осью Y и направлением на точку
(верхнюю точку передней штанги).
<mrow><munder accentunder="true"><mrow><mi>a</mi><mi>b</mi><mi>c</mi><mi>d</mi></mrow><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow>
При нахождении мяча, например в точке A, в момент пересечения плоскости ворот
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.
1
a
a
Для мяча, находящегося в точке A, X=0 и угол λ=90°, Y - координаты мяча на ось Y, Z - координаты мяча на ось Z.
Угловые ограничения, при которых определяют попадание мяча в ворота, записывают в виде:
2
1
1
1
λ>90°, β>β>β, tgβ·tgγ<tgβ·tgγ
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
a
Из треугольника Ob:
a
a
1
1
1
b=Otgγ=Btgβ·tgγ
a
b - высота ворот;
Am - положение мяча в воротах по высоте, которая при попадании мяча в ворота, должна быть меньше высоты ворот.
1
1
Тогда tgβ·tgγ<tgβ·tgγ.