LPS（本地定位系统）：应用于大型体育场馆的一项有效技术

在追踪职业运动员的运动负荷时，相关工作人员必须有一个参照指标，即比赛数据。正式比赛中使用GPS（全球定位系统）设备来采集数据是一种选择。然而，GPS设备的有效性（与GPS的精准度有关）很大程度上取决于环境。大型体育场馆的看台很高，而且建在离场地很近的地方，这会使GPS卫星信号偏弱。那么我们如何在大型体育场馆内监测运动数据呢？Valerio Roberti（exelio的首席执行官）回答了以下7个问题，来帮助我们找到解决方案。

1.在大型体育场馆使用的GPS数据是不那么精准的，您会怎么处理这个问题？

这里有一些办法来提高GPS数据的精准度：

• 增加卫星星座数量

• 当GPS接收器信号差时合理利用IMU数据。然而，这只在短时间内有效，因为惯性单元的数据往往随着时间的推移而减弱。这种替代方案通常发生在GPS数据质量下降时，但只在几秒钟内有效。

无论是什么品牌的GPS接收器，在大型体育馆里都无法达到户外训练场上的精度。

2.还有别的方法来追踪比赛数据吗？

目前，视频追踪技术被广泛使用。随着时间的推移，这项技术提高了很多，数据已经足够精确，可以最终与GPS进行比较。不过，必须采取一些前置条件来衡量这种比较。即使是来自视频追踪的最精确原始数据也不能保证与GPS最终数据的可比性。根据GPS系统使用的过滤器，通过过滤器进行干预是必要的，以便获得可比的最终数据。

3.视频追踪技术的优劣势在哪里？

最大的优势就是，只要有一个系统，你就可以监测两队的情况，也可以追踪球，而且运动员不需要穿戴其他设备。

但是，对于那些大量使用实时数据的人来说，视频追踪技术无法向他们提供高精准的最终数据，最终数据是在人工或AI干预后才能提供的。这个过程需要几个小时。这种基于数据清洗的处理，最终使信息才有可能与训练期间通过GPS收集的信息进行比较。

4.还有其他选择吗？

一些完全基于加速度计的工具，根据经验测量一些参数，如动量，或特定类型的指标，如冲击、跳跃。这种方法并不能完全说服我们，因为其数据不仅不够精准，也是属于没有坚实的科学理论为基础的指标。

一个有效的解决方案是采用LPS系统。它通常基于UWB（超宽带）技术，这需要在场边安装一些天线。运动员佩戴一个设备，向这些天线发送信号。从这个信号的飞行时间开始，一个中央单元可以逐次计算出运动员的高精度位置并得出丰富的数据指标。我们的LPS系统可以达到10厘米级的定位精度。

5.LPS的工作频率是多少？

25赫兹。我们认为这个频率非常适合监测人体运动，即使是在速度变化频繁的运动中，比如足球。无论是GPS还是LPS，我们的经验是，工作频率更高的设备并不能增添更多有用的信息，反之，这只会导致更多的样本重复相同的数据，对数据的存储和数据传输时间产生不良影响。

6.LPS在现代体育场馆中是否真的有效？

除了已经在室内场馆进行的一些安装外，对于其他运动和不同规模的场馆，我们已经在足球场进行了LPS测试。结果与我们的预期相同。我们正在努力进行官方验证。

天线的安装位置要考虑到环境的结构、障碍物的存在以及观众和赞助商的视角。这就是挑战之一：找到一个既不会造成麻烦，又能使系统完美运作的天线位置。场地大小并不算是一个限制因素。在我们进行的详细测试中，通过在场地的所有区域运行，验证了系统的完全覆盖范围。

室内场馆测试：LPS（暗绿色）vs GPS（浅绿色）

7.与视频追踪技术相比，LPS的不足在哪里？

与视频追踪技术相比，LPS的不足就在于运动员需要穿戴相应的设备。然而，该设备可以达到非常小的尺寸，如我们的采用LPS的产品[i]，其尺寸为52 x 33 x 14毫米。其次，如果对方球员没有穿戴设备的话，其数据并不能被采集。

此外，对于那些需要战术分析的人来说，球的追踪数据是缺失的。有一些公司通过在球内插入一个芯片来追踪球的运动。这是一个技术上可行的解决方案，但我们看到了在系统可操作性和可扩展性方面的局限性（例如：与每个联赛都不同的各制造商的协议）。我们正在评估一个对球进行视频跟踪的综合系统。

最后，由于科技的发展，市面上出现了许多解决方案。因此，我们建议每个潜在用户根据自己的具体需求进行评估，从而选择最合适的解决方案。