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Torlinientechnik: Echtzeit-Computeranalyse verhindert Fehlurteile beim Fußball

Als Jerome Boateng im ersten EM-Gruppenspiel den Ball im Rückwärtsfallen direkt an der Torlinie rettete, konnte sich der Schiedsrichter bei seiner Entscheidung sicher sein: Der Ball war nicht drin. Denn dank Torlinientechnik werten leistungsstarke Rechner die Aufnahmen der Szene in Echtzeit aus – ihre Präzision verhindert Fußball-Fehlentscheidungen. Lesen Sie hier, wie die faszinierende Hightech-Lösung im Detail funktioniert.

Autor: Thomas Fischer

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Quelle: Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Dass auch die Unparteiischen im Fußball mit ihrem Urteil danebenliegen können, bestätigen zahlreiche Beispiele aus der Historie. Jeder Fußballfan kennt etwa das legendäre Phantomtor von Wembley, das England bei der Fußball WM 1966 im Finale gegen Deutschland entscheidend zum Triumph verholfen hat. Auch in der Fußballbundesliga kamen derartige Fehlentscheidungen immer wieder vor.

Diese fälschlich anerkannten Tore sind stets die Folge von menschlichen Fehlurteilen – etwa, weil der Schiedsrichter die Szene nicht genau gesehen hatte, sein Blickwinkel ungünstig war oder Abstimmungsschwierigkeiten mit dem Linienrichter auftraten. Oft ist weder für ihn noch für den Schiedsrichter die strittige Situation eindeutig erkennbar. Für den DFB ist die Sache allerdings klar geregelt: Ein Tor ist gültig, wenn der Schiedsrichter entscheidet, der Ball sei hinter der Torlinie.

In der Superzeitlupe bei der Übertragung der Spiele im TV werden falsche Schiedsrichter-Entscheidungen aber für Millionen von Zuschauern sofort offensichtlich. Es war also nötig, eine sichere Technik einzuführen, die zweifelsfrei belegt, dass der Ball „im Kasten“ ist. Deshalb führte die FIFA nach der Europameisterschaft 2012 die Torlinientechnik ein. Diese existiert in technisch unterschiedlichen Varianten, wovon sich zwei durchgesetzt haben: die Kameratechnik und die „Chip im Ball“-Technik.

Messung per Magnetfeld

Auch wenn diese Technik als „Chip im Ball“ bekannt ist – ein Chip oder ein anderes elektronisches Bauteil steckt dabei nicht im Spielgerät. Hier kommt ein spezieller Fußball zum Einsatz, der unter der Außenhülle Spulen aus dünnem, flexiblen und sehr leichten Draht in sich trägt. Das ist der einzige Unterschied gegenüber einem normalen Fußball.

Technisch basiert das Prinzip dieser Torlinientechnik auf einem induktiven Verfahren, bei dem innerhalb des Tores ein Magnetfeld erzeugt wird. Der mit den Drahtspulen versehene Ball beeinflusst das Magnetfeld, wenn er die Torlinie überquert. Eine schnelle Auswertung durch Computer bestimmt dabei die Position des Balls. Überschreitet er die Torlinie, erhält der Schiedsrichter in Echtzeit per verschlüsselter Funkübertragung die Mitteilung, ob ein gültiges Tor vorliegt. Diese Torlinientechnik hat das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS im Jahr 2003 erfunden und zur Marktreife entwickelt. Sie ist heute unter der Bezeichnung „GoalRef“ bekannt. Zuerst wurde diese Technik im Jahr 2008 bei der Junioren Handball-WM der Damen eingesetzt, 2010 erhielt sie die Freigabe durch den Internationalen Handballverband (IHF) für die Handball-WM. Im darauffolgenden Jahr bestand GoalRef auch die von der FIFA für den Einsatz im Fußball geforderte Testphase.

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Erfasst die Torlinientechnik GoalControl einen gültigen Treffer, erhält der Schiedsrichter die Info per Vibrationsalarm und Einblendung auf seiner Spezial-Uhr

Quelle: GoalControl

Torlinientechnik per Video

Im Fußball durchgesetzt hat sich jedoch diese Variante der Torlinienkennung. Sie nutzt Videotechnik, die aus dem Zusammenspiel von Kameras und leistungsstarker IT-Umgebung besteht. Marktführer sind hier die Firmen GoalControl aus Deutschland, deren System erfolgreich bei der Fußball WM 2014 in Brasilien zum Einsatz kam, und Hawk-Eye aus England, deren Produkt bei Tennis-Grand-Slams, Olympische Spielen und Cricket-Turnieren genutzt wird. Seit der Spielzeit 2015/16 kommt es auch in der Fußballbundesliga zur Anwendung.

Und so funktioniert Torlinientechnik per Video: Am Stadiondach sind bei GoalControl für beide Tore an exakt vordefinierten Stellen je sechs Messkameras und eine Hochgeschwindigkeitskamera befestigt. Diese erfassen aus allen Blickwinkeln die Tore und liefern ihre Aufnahmen über Glasfaserleitungen an ein spezielles Rechnersystem, dessen Software in Echtzeit die genaue Position des Fußballs berechnet. Befindet er sich hinter der Torlinie, erhält der Unparteiische eine akustische Meldung in seinem Ohrhörer und die Einblendung „GOAL“ auf dem Display einer speziellen Uhr; zusätzlich erfolgt auf dieser ein Vibrationsalarm.

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Bei GoalControl nehmen sieben Kameras die Torlinie ins Visier. Per ausgeklügelter Rechentechnik werden die Torszenen in Echtzeit analysiert.

Quelle: GoalControl

Eine Hochgeschwindigkeitskamera ist fest auf die Torlinie ausgerichtet. Im Falle eines gültigen Treffers können die Zuschauer im Stadion und am TV daheim nach nur wenigen Sekunden eine Wiederholung der Tor-Szene in Echtzeit, Zeitlupe oder als Einzelbild sehen. Zudem errechnet eine Software 3D-Animationen, die das Tor nachzeichnen.

Fazit

Grundlage der Torlinientechnik ist eine leistungsfähige und zuverlässige Rechentechnik. GoalControl nutzt dafür Dell Precision Workstations mit Intel® Xeon® Prozessoren. Sie liefern die Rechenpower, damit diese anspruchsvolle Technologie unter allen Umständen sicher und in Echtzeit funktioniert.

Weiterführende Links

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