در ورزش فوتبال بدن دروازهبان، مدافعان و حتی خود توپ میتوانند دید یک یا دو دوربین را مسدود میکنند؛ بههمین دلیل مجموعهی دوربینها در زوایای مختلف طوری مستقر شدهاند که نقطهی کوری باقی نماند و در هر لحظه حداقل دو یا سه چشم دیجیتال توپ را بهوضوح ببینند.
تکنیک مثلثسازی؛ پیداکردن توپ در فضای خالی
در مرحلهی اول، دوربینهای سیستم Hawk-Eye با نرخ فریم بسیار بالا از صحنهها فیلم میگیرند و نرمافزار بهصورت لحظهای پیکسلهای مربوط به توپ را از چمن و بازیکنان جدا میکند. پس از تفکیک تصویری، هر دوربین، توپ را در فضای دوبعدی تصویر خودش میبیند.
در گام بعدی، سیستم مرکزی، تصاویر مجزای گردآوریشده را با هم ترکیب کرده و با استفاده از هندسهی مثلثسازی، موقعیت توپ را در فضای سهبعدی محاسبه میکند. بهاینترتیب، سیستم دقیقا میداند که توپ در محورهای طول، عرض و ارتفاع (x, y, z)، کجای محوطهی جریمه قرار دارد.
وقتی توپ دیده نمیشود، چه اتفاقی میافتد؟
اگر جلو یا اطراف دروازه شلوغ باشد و توپ پشت بدن دروازهبان پنهان شود، سیستم با بهرهگیری از الگوریتمهای ردیابی حرکتی و مدلهای پیشبینی مسیر توپ، کار خود را پیش میبرد.
در واقع سیستم چشم شاهین بهجای تکیهی صِرف به لحظه، مسیر حرکتی توپ را میفهمد. حتی اگر برای چند صدم ثانیه توپ از دید دوربینها خارج شود، نرمافزار براساس سرعت و زاویهی ورود، دقیقا میداند توپ کجا بوده است و به کجا میرود. ردیابی بهطور مداوم ادامه دارد و سیستم هیچگاه چشم از توپ برنمیدارد.
سیستم موقعیت توپ را با خطای کمتر از ۳ تا ۵ میلیمتر تشخیص میدهد
برای درک دقت شبکه کافی است بدانید که سیستم میتواند موقعیت توپ را با خطای کمتر از ۳ تا ۵ میلیمتر تشخیص دهد. در ورزشی که ممکن است توپ با سرعت ۱۲۰ کیلومتربرساعت شلیک شود، چنین دقتی خیال تماشاگران را از بابت بازی عادلانه راحت میکند.
سیستم Hawk-Eye فارغ از نورپردازیهای مختلف استادیوم عمل میکند و بهلطف فیلترهای نوری هوشمند، دوربینها فقط به دنبال الگوی رنگی و شکل کروی توپ میگردند و سایر عناصر بصری را فیلتر میکنند.
جام جهانی ۲۰۲۶؛ تلفیق بینایی ماشین و اینترنت اشیا
تا دورههای قبل، سیستم چشم شاهین صرفا به دوربینها و بینایی ماشین متکی بود؛ اما در جام جهانی ۲۰۲۶، فیفا تصمیم گرفت توپ هوشمند Trionda را بهعنوان همتیمی قدرتمندی برای دوربینها به زمین بفرستد.
در مرکز توپ تریوندا، حسگر پیشرفتهی واحد اندازهگیری اینرسی (IMU) قرار دارد که در هر ثانیه ۵۰۰ بار اطلاعات حرکتی را به آنتنهای اطراف استادیوم مخابره میکند. باتوجهبه چنین فرکانس بالایی، سیستم در هر ۲ میلیثانیه میداند که توپ با چه شتاب، چه زاویه و چه چرخشی حرکت میکند.
ترکیب دادههای حسگر توپ و دوربینها مشخص میکند چه نوع ضربهای به توپ وارد شده است
درحالیکه دوربینها مکان فیزیکی توپ را نشان میدهند، حسگر توپ، لحظهی دقیق ضربه را حس میکند. وقتی این دو دسته از دادهها با هم تلفیق میشوند، سیستم مرکزی هم میداند توپ کجاست، هم متوجه میشود آیا ضربهای به آن وارد شده، به دست کسی برخورد کرده، خط دروازه را لمس کرده یا خیر.