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UWB传感技术助力欧洲杯!闪耀进军体育应用领域

2024年欧洲杯正式拉开了帷幕,在刚刚结束的小组赛中,上演了多场跌宕起伏,精彩纷呈的比赛。其中最让人印象深刻的是比利时爆冷0:1输给斯洛伐克。实际上,这场比赛比利时在下半场曾迎来过两次转机,比利时球员曾两度将足球送进球门,但第一次VAR判定进攻球员越位,第二次则因足球内置的芯片识别到球员手球。
而这颗能作为“裁判”尺度的比赛用球,采用了阿迪达斯的Connected Ball(“连接球”)技术。欧足联表示,本届欧洲杯所使用的比赛用球皆内置了一枚每秒进行500次动作识别的芯片,它的灵敏度足以判断球是否在进球途中擦过了手,或某球员是否在踢球瞬间超越了最后一名防守员。并通过实时传输足球的击中部位和时间信息至视频操作室,将数据可视化呈现在屏幕上辅助VAR视频裁判更加精准判断是否存在手球和越位。
事实上,Connected Ball技术并非本届欧洲杯首次亮相,在2022年卡塔尔世界杯上,Connected Ball技术便凭借多次精准识别错判漏判而名声大噪。卡塔尔世界杯用球球内芯片重约14克,由两个同时工作的独立传感器集成而成:一是超宽带(UWB)传感器,这一传感器有2个功能,一方面可以跟踪和获取足球精确的位置数据,另一方面可以将数据实时传输至后台系统中。二是惯性测量单元(IMU)传感器,这一传感器用来探测足球的细微运动。
UWB传感器获取位置数据,IMU传感器获得精细的三维运动数据,两相结合便能保证足球主要数据的采集。其中UWB作为最为理想的定位技术,在精度、成本、可靠性、稳定性等方面胜于WiFi、蓝牙等手段,其定位精度最低可以达到厘米级,并可以实现三维定位,有助于裁判对球场很多争议场景的判断。
基于两个传感器的技术,在球场任何时候,足球被踢、被顶、被扔,甚至轻击,都会以每秒500次的速度获取相关数据。每秒500次的速度,意味着每次数据收集间隔仅为2毫秒,极大地提升了足球状态和轨迹信息的精确度。

不止于足球,UWB技术早已应用于体育

作为一项性能优秀的定位通信技术,UWB的定位精度可以达到厘米级,可以实现对移动人员与物品的轨迹追踪。在2022年的北京冬奥会上,UWB技术大放异彩,在运动员训练、比赛情况监控、场馆管理等多个场景发挥了重要的作用。
在运动员训练场景中,近年来基于运动员的数据可视化训练逐渐兴起,尤其在规范运动员的动作细节上及行动路线上,寻求最优解能够有效提升比赛成绩。在国家速滑馆“冰丝带”中,基于UWB技术布置了一套解决方案,帮助国家队的运动员追溯个人滑行轨迹,并同步相关数据到教练处,使训练变得更加高效。

在比赛情况监控场景里,UWB则为保护运动员安全起到非常大作用。比如冬奥会的雪橇项目最大时速超过130公里,可怕的惯性将危机运动员人身安全。基于UWB技术实时厘米级定位,可以精确地定位运动员在比赛中身体动作或姿态上的变化,从而快速预判运动员是否会出现受伤的风险,并在第一时间进行救援。

此外通过UWB的雷达探测功能,可以及时对运动员的呼吸、脉搏等生命体征监测,及时掌握运动员的身体状况,尤其是马拉松、足球、游泳等这类持续时间长、比赛强度高的运动,为运动员的生命提供安全保障。
在场馆管控场景中,冬奥会需要对于所有入馆人员和车辆都需要进行高效的管理。基于UWB的轨迹追踪方案。主要实现方式为对所有人进行轨迹追踪,在出现突发状况时,快速锁定可疑人物。而在停车场,通过在停车场内布置UWB传感器,可以实时监测车辆的移动轨迹和位置信息。这不仅有助于管理人员更好地掌握停车场内的车辆分布情况,还能为驾驶员提供精确的停车指引。

随着体育科学的不断发展和人们对健康生活的重视,人们对专业化、定制化的体验需求愈加旺盛,体育运动追踪技术成为了经济发展的新热点。超宽带(UWB)技术作为一种新兴的定位技术,正在为体育运动追踪技术的发展注入新的活力。UWB模块作为UWB技术的核心组成部分,在体育运动追踪中具有重要作用,可以实现对运动员位置、速度、加速度等信息的高精度监测和记录,为运动科学研究和运动训练提供了新的可能性。