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UWB傳感技術(shù)助力歐洲杯！閃耀進(jìn)軍體育應(yīng)用領(lǐng)域
2024年歐洲杯正式拉開了帷幕，在剛剛結(jié)束的小組賽中，上演了多場(chǎng)跌宕起伏，精彩紛呈的比賽。其中最讓人印象深刻的是比利時(shí)爆冷0:1輸給斯洛伐克。實(shí)際上，這場(chǎng)比賽比利時(shí)在下半場(chǎng)曾迎來過兩次轉(zhuǎn)機(jī)，比利時(shí)球員曾兩度將足球送進(jìn)球門，但第一次VAR判定進(jìn)攻球員越位，第二次則因足球內(nèi)置的芯片識(shí)別到球員手球。
而這顆能作為“裁判”尺度的比賽用球，采用了阿迪達(dá)斯的Connected Ball（“連接球”）技術(shù)。歐足聯(lián)表示，本屆歐洲杯所使用的比賽用球皆內(nèi)置了一枚每秒進(jìn)行500次動(dòng)作識(shí)別的芯片，它的靈敏度足以判斷球是否在進(jìn)球途中擦過了手，或某球員是否在踢球瞬間超越了最后一名防守員。并通過實(shí)時(shí)傳輸足球的擊中部位和時(shí)間信息至視頻操作室，將數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)在屏幕上輔助VAR視頻裁判更加精準(zhǔn)判斷是否存在手球和越位。
事實(shí)上，Connected Ball技術(shù)并非本屆歐洲杯首次亮相，在2022年卡塔爾世界杯上，Connected Ball技術(shù)便憑借多次精準(zhǔn)識(shí)別錯(cuò)判漏判而名聲大噪?？ㄋ柺澜绫们蚯騼?nèi)芯片重約14克，由兩個(gè)同時(shí)工作的獨(dú)立傳感器集成而成：一是超寬帶（UWB）傳感器，這一傳感器有2個(gè)功能，一方面可以跟蹤和獲取足球精確的位置數(shù)據(jù)，另一方面可以將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至后臺(tái)系統(tǒng)中。二是慣性測(cè)量單元（IMU）傳感器，這一傳感器用來探測(cè)足球的細(xì)微運(yùn)動(dòng)。
UWB傳感器獲取位置數(shù)據(jù)，IMU傳感器獲得精細(xì)的三維運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，兩相結(jié)合便能保證足球主要數(shù)據(jù)的采集。其中UWB作為最為理想的定位技術(shù)，在精度、成本、可靠性、穩(wěn)定性等方面勝于WiFi、藍(lán)牙等手段，其定位精度最低可以達(dá)到厘米級(jí)，并可以實(shí)現(xiàn)三維定位，有助于裁判對(duì)球場(chǎng)很多爭(zhēng)議場(chǎng)景的判斷。
基于兩個(gè)傳感器的技術(shù)，在球場(chǎng)任何時(shí)候，足球被踢、被頂、被扔，甚至輕擊，都會(huì)以每秒500次的速度獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。每秒500次的速度，意味著每次數(shù)據(jù)收集間隔僅為2毫秒，極大地提升了足球狀態(tài)和軌跡信息的精確度。
不止于足球，UWB技術(shù)早已應(yīng)用于體育
作為一項(xiàng)性能優(yōu)秀的定位通信技術(shù)，UWB的定位精度可以達(dá)到厘米級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)人員與物品的軌跡追蹤。在2022年的北京冬奧會(huì)上，UWB技術(shù)大放異彩，在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練、比賽情況監(jiān)控、場(chǎng)館管理等多個(gè)場(chǎng)景發(fā)揮了重要的作用。
在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練場(chǎng)景中，近年來基于運(yùn)動(dòng)員的數(shù)據(jù)可視化訓(xùn)練逐漸興起，尤其在規(guī)范運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作細(xì)節(jié)上及行動(dòng)路線上，尋求最優(yōu)解能夠有效提升比賽成績(jī)。在國(guó)家速滑館“冰絲帶”中，基于UWB技術(shù)布置了一套解決方案，幫助國(guó)家隊(duì)的運(yùn)動(dòng)員追溯個(gè)人滑行軌跡，并同步相關(guān)數(shù)據(jù)到教練處，使訓(xùn)練變得更加高效。
在比賽情況監(jiān)控場(chǎng)景里，UWB則為保護(hù)運(yùn)動(dòng)員安全起到非常大作用。比如冬奧會(huì)的雪橇項(xiàng)目最大時(shí)速超過130公里，可怕的慣性將危機(jī)運(yùn)動(dòng)員人身安全?；赨WB技術(shù)實(shí)時(shí)厘米級(jí)定位，可以精確地定位運(yùn)動(dòng)員在比賽中身體動(dòng)作或姿態(tài)上的變化，從而快速預(yù)判運(yùn)動(dòng)員是否會(huì)出現(xiàn)受傷的風(fēng)險(xiǎn)，并在第一時(shí)間進(jìn)行救援。
此外通過UWB的雷達(dá)探測(cè)功能，可以及時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的呼吸、脈搏等生命體征監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握運(yùn)動(dòng)員的身體狀況，尤其是馬拉松、足球、游泳等這類持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、比賽強(qiáng)度高的運(yùn)動(dòng)，為運(yùn)動(dòng)員的生命提供安全保障。
在場(chǎng)館管控場(chǎng)景中，冬奧會(huì)需要對(duì)于所有入館人員和車輛都需要進(jìn)行高效的管理?；赨WB的軌跡追蹤方案。主要實(shí)現(xiàn)方式為對(duì)所有人進(jìn)行軌跡追蹤，在出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)，快速鎖定可疑人物。而在停車場(chǎng)，通過在停車場(chǎng)內(nèi)布置UWB傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛的移動(dòng)軌跡和位置信息。這不僅有助于管理人員更好地掌握停車場(chǎng)內(nèi)的車輛分布情況，還能為駕駛員提供精確的停車指引。
隨著體育科學(xué)的不斷發(fā)展和人們對(duì)健康生活的重視，人們對(duì)專業(yè)化、定制化的體驗(yàn)需求愈加旺盛，體育運(yùn)動(dòng)追蹤技術(shù)成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新熱點(diǎn)。超寬帶（UWB）技術(shù)作為一種新興的定位技術(shù)，正在為體育運(yùn)動(dòng)追蹤技術(shù)的發(fā)展注入新的活力。UWB模塊作為UWB技術(shù)的核心組成部分，在體育運(yùn)動(dòng)追蹤中具有重要作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員位置、速度、加速度等信息的高精度監(jiān)測(cè)和記錄，為運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供了新的可能性。
