卡塔爾世界杯如火如荼舉行著(zhù)，官方用球中植入的芯片成為一個(gè)重要的看點(diǎn)，為視頻助理裁判技術(shù)（VAR）團隊實(shí)時(shí)提供精確的球數據，以支持快速準確的越位判罰。
近日已有大量文章對這一神秘的芯片進(jìn)行研究報道，業(yè)界不少專(zhuān)家對其背后多個(gè)工作機制比較感興趣。這是一個(gè)集運動(dòng)傳感、定位、通信、邊緣計算和應用平臺為一體的一整套物聯(lián)網(wǎng)解決方案。
2022世界杯官方用球采用新連接技術(shù)，通過(guò)提供前所未有的數據和信息水平增強VAR系統，使裁判可以做出更快、更準確的決策。
1.兩顆傳感器組成的感知系統
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據，另一方面可以將數據實(shí)時(shí)傳輸至后臺系統中。
慣性測量單元（IMU）傳感器，這一傳感器用來(lái)探測足球細微運動(dòng)。兩顆傳感器有效配合，UWB傳感器獲取位置數據，IMU傳感器獲得精細的三維運動(dòng)數據，保證足球主要數據的采集，其中UWB作為最為理想的定位技術(shù)，在精度、成本、可靠性、穩定性等方面勝于WiFi、藍牙等手段，其定位精度最低可以達到0.1米，并可以實(shí)現三維定位，適合球場(chǎng)很多爭議的場(chǎng)景?；趦蓚€(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)數據。每秒500次的速度，意味著(zhù)每次數據收集間隔僅為2毫秒，極大的提升了足球狀態(tài)和軌跡的精確度。
2.高速可靠的數據傳輸通道
足球的數據從傳感器會(huì )實(shí)時(shí)發(fā)送到本地系統，這涉及到了數據的通信手段。雖然當前5G可以提供高速可靠的數據傳輸通道，且通過(guò)網(wǎng)絡(luò )切片能夠保障通道暢通，但需要足球內傳感器必須搭載專(zhuān)門(mén)的5G芯片，這無(wú)疑增加了內部芯片的重量和體積。而UWB此時(shí)就發(fā)揮了重要的作用，根據應用場(chǎng)景的不同，UWB可以實(shí)現10-200米不等的傳輸距離，能夠實(shí)現球場(chǎng)范圍內的數據傳輸。
根據相關(guān)技術(shù)的足球跟蹤解決方案所述，該方案首先會(huì )在球場(chǎng)周邊安裝12-24個(gè)UWB基站用于收集數據，并通過(guò)有線(xiàn)方式實(shí)現基站數據回傳。足球傳感器收集的高精度數據，會(huì )通過(guò)內置的UWB芯片以每秒500次的頻率發(fā)送給基站，由基站進(jìn)行回傳。
當一個(gè)足球在比賽過(guò)程中飛出界外，另一個(gè)新球被扔進(jìn)來(lái)代替它時(shí)，后端系統會(huì )自動(dòng)切換到新球的數據輸入，無(wú)需人工干預。
3.實(shí)時(shí)處理的邊緣系統
由于數據傳輸具有一定的時(shí)延，足球的實(shí)時(shí)數據分析需要通過(guò)邊緣計算節點(diǎn)進(jìn)行處理，UWB基站收集的數據會(huì )及時(shí)傳輸至球場(chǎng)附近的處理器中，邊緣處理器會(huì )在20毫秒內計算出各類(lèi)參數，例如足球飛行速度、傳球距離，并識別出球員的行為，如射門(mén)、過(guò)人、控球等。
此外UWB定位具有穿透力強，功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低、能夠提高精確定位精度等優(yōu)點(diǎn)，通常用于室內外移動(dòng)物體的定位跟蹤或導航，廣泛應用于變電力，工廠(chǎng)，公檢法，煤礦等多個(gè)領(lǐng)域。
品鉑科技公司以UWB 技術(shù)為核心，結合藍牙、GPS/ 北斗等技術(shù)為合作伙伴提供集硬件、軟件、算法的一站式位置服務(wù)，涵蓋了從產(chǎn)品設計、研發(fā)、集成、生產(chǎn)、制造、銷(xiāo)售及售后服務(wù)全過(guò)程，并提供與高精度定位相關(guān)的一系列物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)解決方案。
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