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Torlinientechnik

Immer die richtige Entscheidung dank Echtzeit-Rechenpower

Thomas Fischer schreibt seit über 20 Jahren für unterschiedliche namhafte PC-Zeitschriften über IT-Themen sowie Business-Software, war beteiligt an der Entwicklung von Konzepten neuer IT-Magazine und arbeite mehrere Jahre in einem Verlag im Bereich Corporate Publishing. Sein Slogan ist: Technik einfach erklärt..
Tooor, Tooor, Tooor! Oder etwa doch nicht? Fehlentscheidungen gab es in der Geschichte des Fußballs zur Genüge. Der Ruf nach einer sicheren Erkennung, ob der Ball im Tor ist oder nicht, wurde daher zunehmend lauter. Die Technik dafür ist längst vorhanden. Sie hat sich in Sportarten wie Tennis und Cricket bewährt und tritt nun als Torlinientechnik auch im Fußball ihren Siegeszug an.

Es gibt immer wieder Situationen, die eine Torentscheidung des Schiedsrichters zweifelhaft erscheinen lässt. Beispiele dafür gibt es zu Hauf, jedem Fußballfan ist das "Phantomtor" ein gängiger Begriff. Für Unkundige: Als Phantomtor wird ein vom Schiedsrichter anerkanntes Tor bezeichnet, obwohl der Ball nicht den Regeln entsprechend hinter der Torlinie war. Bekanntestes Beispiel dafür ist das Wembley-Tor, das bei der Fußball WM 1966 das Finale zwischen England und Deutschland zu Gunsten Englands entscheidend beeinflusste. Als erstes Phantomtor in der Geschichte der Fußballbundesliga gilt eine Schiedsrichter-Entscheidung im Spiel zwischen Borussia Dortmund und dem Karlsruher SC am 27. März 1965: Damals landete der Ball nach einem Schuss des BVB-Spielers Reinhold Wosab durch das Außennetz im Tor und wurde vom Schiedsrichter fälschlicherweise als Treffer gewertet.

Die Gründe für solche Fehlentscheidungen sind vielfältig und reichen von optischer Täuschung bis hin zu Missverständnissen zwischen Schieds- und Linienrichter. Im Grund beruhen sie jedoch durchweg auf menschlichem Versagen. Oft ist weder für den Schiedsrichter noch für die Linienrichter die tatsächliche Situation eindeutig erkennbar. Die Anweisungen des DFB besagen allerdings, dass ein Tor dann vorliegt, wenn der Schiedsrichter der Ansicht ist, der Ball sei hinter der Torlinie.

Worüber der eine sich freut, darüber ärgert sich der andere: Auch wenn es im Zweifelsfall eine klare Anweisung des DFB gibt, stehen die bei heutigen Fernsehübertragungen üblichen Zeitlupenaufnahmen dagegen - und sorgen im Falle einer damit nachgewiesenen Fehlentscheidung des Unparteiischen für allerhand Gesprächsstoff. Angesichts der technischen Möglichkeiten zur sicheren Feststellung eines Tores war die Entscheidung der FIFA zur Einführung einer Torlinientechnik nach der Europameisterschaft 2012 sicherlich gut. Denn damit sollte jeglicher Streit, ob Tor oder nicht, der Vergangenheit angehören. Es gibt mehrere Anbieter einer derartigen Torlinienerkennung. Zwei Technologien haben sich dabei etabliert - die Kameratechnik und die "Chip im Ball"-Technik.

Chip im Ball

Zunächst: Die Bezeichnung "Chip im Ball" ist reichlich irreführend. Denn sie suggeriert fälschlicherweise, dass im Fußball eine Elektronik drinsteckt, die womöglich sogar eine zusätzliche Batterie zur Stromversorgung benötigt und vielleicht aufgrund der mechanischen Beanspruchung des Balls besonders fehleranfällig sein könnte. Das ist aber keineswegs der Fall.

Zwar ist ein speziell für diese Methode gefertigter Fußball erforderlich, aber ein elektronischer Chip befindet sich darin nicht. Vielmehr sind zwischen der Außenhülle und der Blase des Balls mehrere Spulen aus dünnem, flexiblen und sehr leichten Draht eingearbeitet - mehr nicht. Die Spulen sind nur passive Elemente innerhalb des Balls. Ein Unterschied der Eigenschaften solch eines Balls im Vergleich zu einem traditionellen Fußball ist nicht nachweisbar.

Das Prinzip dieser Torlinientechnik beruht auf einem induktiven Verfahren. Innerhalb des Tores muss dafür ein Magnetfeld erzeugt werden. Dieses Magnetfeld wird von den Drahtspulen im Ball beeinflusst, woraus sich mithilfe einer entsprechend schnellen Auswertungseinheit zeitnah eine sehr präzise Positionsbestimmung des Balls ableiten lässt. Eine Beeinflussung der Positionsbestimmung durch andere Gegenstände oder Personen ist ausgeschlossen. Nur der spezielle Ball selbst ist dazu in der Lage. Die Signalisierung eines gültigen Tors erfolgt via verschlüsselter Funkübertragung in Echtzeit an den Schiedsrichter. Die Idee dieser Torlinientechnik wurde im Jahr 2003 im Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IISgeboren und bis zur Marktreife weiterentwickelt. Sie ist heute als "GoalRef" bekannt. Im Jahr 2008 erfolgte der erste Einsatz dieser Technologie bei der Junioren Handball-WM der Damen in Mazedonien. Es folgte im Jahr 2010 die Freigabe durch den Internationalen Handballverband (IHF) für die Handball-WM. GoalRef bestand im Jahr 2011 schließlich die von der FIFA geforderte Testphase, um auch als Torlinientechnik im Fußball akzeptiert zu werden.

Misst die Torlinientechnik, dass der Ball im Kasten ist, dann erfolgt ein Vibrationsalarm auf der Spezial-Uhr des Schiedsrichters und es wird eine Meldung eingeblendet.
Misst die Torlinientechnik, dass der Ball im Kasten ist, dann erfolgt ein Vibrationsalarm auf der Spezial-Uhr des Schiedsrichters und es wird eine Meldung eingeblendet.
Foto: GoalControl

And the winner is…

Ein anderes Prinzip der Torlinienerkennung setzt auf die Videotechnik. Was sich zunächst recht einfach anhört, erfordert jedoch in der Praxis eine aufwendige Kameratechnik mit einer leistungsfähigen IT-Umgebung. Sowohl die in Würselingen bei Aachen ansässige deutsche Firma GoalControl als auch die englische Firma Hawk-Eye setzen auf diese Technik. Die DFL entschied sich nach einer Ausschreibung für das Unternehmen Hawk-Eye, das im Jahr 2011 von Sony übernommen wurde. Die Bundesligisten entschieden sich durch Abstimmung auf der Mitgliederversammlung des Ligaverbandes Ende des Jahres 2014 dafür, das Hawk-Eye-System zur Saison 2015/16 in der Bundesliga einzuführen. Hawk-Eye setzte sein System zuvor bereits erfolgreich bei Tennis-Grand-Slams, Olympischen Spielen sowie beim Cricket ein. GoalControl kam unter anderem erfolgreich bei der zurückliegenden Fußball WM in Brasilien zum Einsatz. Für die anstehende Fußball-Europameisterschaft in Frankreich bekam wiederum Hawk-Eye den Zuschlag der UEFA. Und so funktioniert Torlinientechnik per Video:

Wachsame Augen am Stadiondach

Für beide Tore auf dem Spielfeld sind etwa bei GoalControl jeweils sechs Messkameras sowie eine Hochgeschwindigkeitskamera zu montieren. Diese sind an genau festgelegten Positionen am Dach des Fußballstadions befestigt. Somit blicken die Messkameras aus unterschiedlichen Richtungen und Winkeln genau auf den Torbereich. Die Bilder gelangen über ein schnelles Glasfasernetz in Echtzeit an ein Hochleistungs-Rechnersystem. Eine spezielle Software analysiert jedes Bild und errechnet daraus die exakte Position des Balls. Bereits ein kleiner Teil des Balls genügt, um ihn sicher zu erkennen. Sobald sich der Ball hinter der Torlinie befindet, erfolgt umgehend die Signalisierung des Tors per Funk an den Schiedsrichter. Im Ohrhörer des Schiedsrichters ertönt zugleich ein akustisches Signal als Hinweis. Außerdem erscheint auf dem Display einer speziellen Uhr am Handgelenk des Schiedsrichters die Aufschrift "GOAL" und ein Vibrationsalarm der Uhr sorgt für zusätzliche Aufmerksamkeit.

GoalControl ralisiert die Torlinientechnik mit sieben Kameras und einer ausgefeilten Rechentechnik. Nahzu in Echtzeit werden auch solche Torsituationen fehlerfrei analysiert, bei denen der Schiedsrichter keine eindeutige Entscheidung fällen könnte.
GoalControl ralisiert die Torlinientechnik mit sieben Kameras und einer ausgefeilten Rechentechnik. Nahzu in Echtzeit werden auch solche Torsituationen fehlerfrei analysiert, bei denen der Schiedsrichter keine eindeutige Entscheidung fällen könnte.
Foto: GoalControl

Eine Hochgeschwindigkeitskamera ist fest auf die Torlinie fixiert. Im Falle eines erkannten Tors gibt es nach nur wenigen Sekunden die Wiederholung der Tor-Szene für die Zuschauer im Stadion und daheim am Bildschirm in allen gewünschten Abspielgeschwindigkeiten, wie Echtzeit, Zeitlupe oder Einzelbild. Gleichzeitig errechnet eine Software 3D-Animationen, um den Ballverlauf perfekt zu veranschaulichen.

Wie bereits erwähnt, erfordert die Torlinientechnik eine leistungsfähige und zuverlässige Rechentechnik. GoalControl vertraut dafür auf Workstations von Dell. Für ihre Technik setzt der Anbieter die Dell Precision Workstations ein. Diese sind mit Intel® Prozessoren bestückt, beispielsweise mit Intel® Xeon® E3-1200 v3 Prozessoren.

Fazit

Während der Einsatz einer zuverlässigen Torlinientechnik in vielen Sportarten längst selbstverständlich ist, zieht nun nach langem Zögern endlich auch der Fußball nach. Auch wenn manche Erstligavereine über die Anschaffungs- und laufenden Kosten stöhnen: Die Vorteile und Vorzüge eines solchen Systems dürften diesen Wermutstropfen schnell kompensieren. Auch dürfte es nur eine Frage der Zeit sein, bis in der zweiten Liga die Torlinientechnik Einzug hält.

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