當(dang) 2022 年世界(jie)杯第一場比賽的哨聲在卡塔爾當地時間(jian)2022年11月20日響起，開(kai)啟了體育史(shi)上又一項意(yi)義(yi)重(zhong)大的技術(shu)應用(yong)，帶來新的體驗。

此次，卡塔爾世界杯的官方用球AL RIHLA中植入的芯片成為一個重要的看點，在整個賽事期間，比賽用球都將包含一個實時收集空間定位數據的傳感器——這是第一次采用這種球跟蹤機制的世界杯。傳感器與現有的光學跟蹤工具相結合，提供[敏感詞]的球追蹤數據，使 VAR（視頻助理裁判）和越位審查等程序比以往都更加準確和簡化。

據悉，該套球跟蹤技術方案由總部位于德國的人工智能解決方案提供商 KINEXON 設計，方案在2021年9 月通過了 FIFA EPTS 測試。

該套方(fang)案(an)使(shi)用了哪種技術(shu)，它是如何工作的？

國際足聯在2022 年世界杯上對這項技術的應用被稱為“半自動越位”程序——該程序主要由人工智能功能運行，但保留了人工確認的重要元素。具體來說，在每一個比賽用球內都有一個基于KINEXON技術的設備，據該公司稱，這款設備重14克，實際上是由兩個同時工作的獨立傳感器集成而成：

超寬帶（UWB）傳感器，一種在提供[敏感詞]的位置數據方面優于 GPS 或藍牙的技術，獲取和跟蹤足球[敏感詞]位置數據的同時可以實時傳輸數據至后臺系統。

慣性測量單元（IMU）傳感器，用于檢測物體在空間中細微運動的傳感器。

KINEXON 的聯合創始人兼董事總經理 Maximillian Schmidt 表示：“超寬帶幫助確定了物體的位置， IMU 則提供了三維的精細運動。“

無論何時踢球、頭球、投球，甚至輕敲球，系統都會以每秒 500 幀的速度獲取數據，數據從傳感器實時發送到本地定位系統 (LPS)，這涉及安裝在運動場周圍的天線設置，這些天線接收并存儲數據以供立即使用。根據KINEXON的足球跟蹤解決方案所述，該方案會在球場周邊安裝12-24個UWB基站用于收集數據。而UWB可達200米的工作距離，足以覆蓋整個足球場范圍的數據收集。

此外，球(qiu)內裝置(zhi)由阿迪達斯提供的懸掛技術提供支持，旨(zhi)在(zai)將(jiang)傳感(gan)器安裝在(zai)球(qiu)的[敏感(gan)詞]內部點，并(bing)將(jiang)其固定在(zai)一致的位置(zhi)。

與這個球傳感器配對還有來自 Hawk-Eye 的光學攝像機跟蹤系統。體育場周圍安裝了 12 臺鷹眼攝像機，每秒跟蹤球本身和每位球員 50 次。跟蹤玩家身體的 29 個獨立點，包括四肢。當結合使用這兩個數據源時，越位判定不僅高度準確，而且比過去更快。

這個數據有多準確(que)？

大家可能會產(chan)生(sheng)一(yi)(yi)些疑問：“如(ru)何知道(dao)這些數據(ju)始終如(ru)一(yi)(yi)地反(fan)映了球(qiu)員和(he)球(qiu)的(de)真實、實時的(de)定(ding)位？”

這里要理解的第一個概念是刷新率，它以赫茲為單位測量，指的是給定顯示器每秒能夠繪制新圖像的次數。標準 50Hz 視頻是當今高清顯示器常用的格式，每秒生成一張新圖像 50 次（對于那些更熟悉該術語的人來說，“幀速率”為每秒 50 幀）。任何將視頻放慢到逐幀模式的人都知道每幀之間有輕微時間間隔的感覺——對于50Hz 視頻，該間隔為每幀 20 毫秒（對于 60Hz 視頻，為每幀 16.66 毫秒，等等）。

此次世界杯的球跟蹤系統，該數據以 500Hz 的頻率進入，這意味著真正定位中的任何間隙都低于兩毫秒——或者比標準50Hz 滯后短減少10 倍。如此高頻的數據監控和收集提升了位置的精準度和實時性。此外，PTP 主時鐘的使用允許 UWB監測的數據和鷹眼數據之間的同步，[敏感詞]到百萬分之一秒，確保兩個饋送永遠不會相互干擾。

另外，國際足聯也(ye)做了各項嚴格的(de)測(ce)試(shi)，不(bu)僅僅是(shi)技術上的(de)驗(yan)證評(ping)估數據的(de)準確性，還包括了實際場(chang)景的(de)反復多次測(ce)試(shi)， 比如(ru)，機械射(she)擊(ji)測(ce)試(shi)——在實驗(yan)室環(huan)境中(zhong)，可(ke)以(yi)對機器人射(she)擊(ji)設備進行編程(cheng)，以(yi)不(bu)同的(de)速(su)度、旋(xuan)轉(zhuan)和方向“踢”球(qiu)。然(ran)后(hou)高速(su)攝(she)像機評(ping)估球(qiu)的(de)飛行，確保傳(chuan)感器的(de)存在不(bu)會產生(sheng)異常的(de)飛行路(lu)徑(jing)。確保可(ke)以(yi)在世界杯如(ru)此重(zhong)大賽事(shi)實戰中(zhong)的(de)使用。

然而，2022年世界杯只是觸及了UWB技術潛在能力的皮毛。

科技改(gai)變(bian)賽事(shi)體驗，不僅(jin)僅(jin)是輔助越位判定，在更多的體育(yu)競技運動(dong)中(zhong)都可以使用，同時(shi)幫助到教練、球員、裁判、組辦方、賽事(shi)媒體等的工(gong)作改(gai)進，比(bi)如(ru)：

戰術分析：通過實時(shi)球(qiu)跟蹤，教練(lian)可以驗證(zheng)他(ta)們在比(bi)賽(sai)、訓練(lian)課程或(huo)視頻(pin)課程中的(de)印象。將其與球(qiu)員(yuan)(yuan)跟蹤相結合(he)，教練(lian)可以更輕松地過濾(lv)掉球(qiu)員(yuan)(yuan)的(de)弱點，例如缺乏準(zhun)確(que)性和傳球(qiu)速(su)度。然(ran)后，教練(lian)組收到具體的(de)數據，看看他(ta)們的(de)訓練(lian)和比(bi)賽(sai)措施是否(fou)有助于解決問題。

球(qiu)(qiu)員表(biao)現(xian)(xian)分(fen)析：球(qiu)(qiu)員和球(qiu)(qiu)跟蹤齊頭并進。前者(zhe)描繪(hui)了球(qiu)(qiu)員的(de)(de)身體(ti)表(biao)現(xian)(xian)，包括他(ta)(ta)的(de)(de)各項(xiang)心跳、動作、呼吸等數(shu)據。而實時球(qiu)(qiu)數(shu)據則(ze)有更多想(xiang)象空(kong)間，球(qiu)(qiu)員在(zai)壓力(li)下如何反應？他(ta)(ta)要(yao)多久才能控制住球(qiu)(qiu)？他(ta)(ta)需要(yao)將多少觸球(qiu)(qiu)傳給隊(dui)友？通(tong)過分(fen)析所有這些(xie)數(shu)據，教練(lian)可以訓練(lian)球(qiu)(qiu)員以滿足他(ta)(ta)們比賽體(ti)系的(de)(de)要(yao)求。

直播可視化(hua)：實時(shi)準確的(de)檢(jian)測到的(de)各項(xiang)跟蹤數據及各項(xiang)指標。可以(yi)為在現場直播中實現高(gao)質(zhi)量、復雜的(de)實時(shi)可視化(hua)鋪平了道(dao)路。

實時分析和(he)(he)比賽統計：不僅是教練，球迷和(he)(he)記者(zhe)也可(ke)以實時獲取數(shu)據(ju)，并可(ke)以將其(qi)用于(yu)實時比賽分析。實時可(ke)視化(hua)和(he)(he)個性(xing)化(hua)配置(zhi)有助于(yu)并加(jia)速數(shu)據(ju)評估。

球迷參與：除了(le)球隊、聯賽(sai)、媒體合作伙伴(ban)和(he)廣播公司，球迷也可(ke)(ke)以從球傳感器的(de)實時(shi)數(shu)據中(zhong)獲(huo)益。生(sheng)成的(de)數(shu)據可(ke)(ke)用于在所有頻道上為粉絲自動創(chuang)建高質量和(he)視(shi)覺精致的(de)內容。社交媒體和(he)電視(shi)排行(xing)榜(bang)為粉絲提供了(le)比以往任(ren)何時(shi)候(hou)都更(geng)深(shen)刻的(de)見解(jie)。

裁(cai)判等：可以在需要有關球(qiu)的位(wei)置和(he)移動(dong)或特定球(qiu)員(yuan)用(yong)球(qiu)動(dong)作的實時信息時用(yong)于裁(cai)判。

集成在球中的包含了UWB功能的傳感器以及各類成套設施，以其低延遲性、高準確性和可靠性使得以上體驗有望變成現實。

紐瑞芯科技作為UWB芯片技術的重要參與者之一，自主研發的ursamajor系列UWB芯片產品實現了超高精度的1厘米、1度的測量精度，愿意與您一起開拓UWB技術更加廣闊的賽事應用場景，全面提升賽事體驗，讓科技改變生活。


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