卡塔尔世界杯正在如火如荼地进行中，官方用球AL RIHLA植入的芯片成为重要亮点，为视频助理裁判技术（VAR）团队提供实时精准的用球数据，支持快速、精准的越位判罚。
最近，关于这颗神秘芯片的文章大量发表，很多业内专家对其背后的各种工作机制很感兴趣。在我看来，这是一个集运动感知、定位、通信、边缘计算和应用平台于一体的完整物联网解决方案。
物联网系统如何应用于世界杯官方用球
阿迪达斯今年7月宣布，2022年世界杯官方用球将采用全新连接技术，该技术将通过提供前所未有的数据和信息水平来增强VAR系统，让裁判能够更快、更准确地做出判决。
这项技术由德国一家名为的物联网公司提供，每秒自动提供500次精准的足球相关信息，例如足球的初速度、奔跑速度、移动角度等，以便比赛裁判和官员可以快速查看现场数据，并将有助于通知越位情况并协助发现有争议的碰撞，从而最终提高VAR决策过程的质量和速度。这项技术已经在全球许多职业足球俱乐部和草根足球俱乐部进行了严格的测试，包括大量的盲测，例如在西班牙、德国和英格兰俱乐部的帮助下进行的广泛盲测，历时数年，最终在世界杯赛场上亮相。
作为一家物联网技术厂商，为足球比赛提供了整套的物联网解决方案。
1.由两个传感器组成的感知系统
具体来说，每个比赛用球里面都有一个基于该技术的芯片，据该公司介绍，该芯片重 14 克，实际上是由两个协同工作的独立传感器组成：
超宽带（UWB）传感器，这种传感器有两个作用，一方面可以跟踪并获取足球的精确位置数据，另一方面可以实时将数据传送给后台系统。
惯性测量单元 (IMU) 传感器用于检测足球的细微动作。
两种传感器有效协同工作，UWB传感器获取位置数据，IMU传感器获取详细三维运动数据，保证足球主要数据的采集。其中UWB是最理想的定位技术，在精度、成本、可靠性、稳定性等方面都优于WiFi、蓝牙等手段，其定位精度可以低至0.1米，而且可以实现三维定位，适用于球场上很多备受争议的场景。基于两种传感器的技术，在球场上任何时刻，足球被踢、被头球、被抛，甚至被拍打，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采集的间隔只有2毫秒，大大提高了足球状态和轨迹的准确性。
2.高速可靠的数据传输通道
足球的数据会实时地从传感器发送到本地系统，这就涉及到数据通讯的手段。虽然现在的5G可以提供高速可靠的数据传输通道，通过网络切片也可以保证通道的畅通，但是足球里的传感器必须配备专门的5G芯片，这无疑增加了内部芯片的重量和体积。UWB在这个时候就发挥了重要作用，根据应用场景不同，UWB可以实现10到200米的传输距离，可以实现体育场内部的数据传输。
据该足球追踪解决方案介绍，该解决方案将首先在球场周围安装12-24个UWB基站进行数据采集，并通过有线方式将基站数据传回。足球传感器采集到的高精度数据将通过内置的UWB芯片以每秒500次的频率发送到基站，基站再传回。
比赛中世界杯足球比赛视频，当足球飞出界外，有新球投入替换时，后端系统会自动切换到新球的数据输入，无需人工干预。
3. 用于实时处理的边缘系统
由于数据传输存在一定延时，足球的实时数据分析需要通过边缘计算节点进行处理。UWB基站采集的数据会及时传输到球场附近的处理器世界杯足球比赛视频，边缘处理器会在20毫秒内计算出足球的飞行速度、传球距离等各项参数，并识别球员的射门、传球、控球等行为。
当然，场上的各类数据和球员行为，不仅由足球传感器的数据决定，还由遍布球场的光学追踪摄像头决定。球场周围安装了 12 个鹰眼摄像头，每秒 50 次追踪足球本身和每个球员，并可追踪身体上的 29 个独立点。当这两个数据源结合在一起时世界杯足球比赛视频，越位判定不仅准确率很高，而且比过去快得多——这是国际足联在本届世界杯期间大力推广的新技术。
4.数据分析平台为各类应用提供参考
传感器获取的数据提供了专用的分析平台，为比赛现场提供了更精准、更快捷的裁判辅助。此外，这些数据和分析平台还能为多方提供创新输入，包括教练教学参考、媒体及时报道以及观众观赛体验。
以媒体报道为例，平台将传感器采集的数据开放给媒体，可以为观众提供及时的数据分析，让观众从多个角度了解比赛进展，同时这些数据也为未来VR、AR视频的制作提供了输入。
本届世界杯并非该公司首次亮相体育领域，事实上，该公司借助IoT技术，在短短两年内就改变了NBA在可穿戴设备领域的格局。早在2016年，其就通过与费城76人队的合作，首次进入NBA市场。通过内置的传感器芯片，iball智能篮球可以追踪篮球的运动轨迹和速度，并提供实时的数据反馈；而配备传感器的球衣也能帮助教练在训练或比赛中实时监测运动员的状态。尽管并不被大多数人看好，但该公司在短短两年内就迅速站稳脚跟，成为NBA最大的可穿戴设备供应商。根据NBA官方数据，目前联盟30支球队中，已有14支球队在使用这款设备。
事实上，提供的物联网解决方案不仅在体育领域，在其他行业，尤其是工业领域也得到了广泛认可。今年5月，其获得1.3亿美元A轮融资，宝马和德国电信也参与了投资。在相关报道中，多家媒体提到，为工业领域提供的实时定位和实时分析系统使宝马、大陆、西门子、空客等公司提高了生产率和可持续性，并降低了制造和物流成本。
谈及此次投资，宝马高管提到，宝马集团的汽车生产与顶级运动非常相似，都涉及高性能流程。实时定位平台是我们全面数字化生产的支柱，这一创新操作系统使我们高度复杂的生产流程变得透明，并进一步提高了生产效率。德国电信物联网首席执行官还提到，通过与我们的合作，我们为制造业客户提供了具有实时定位的自动化解决方案，而德国电信的5G能力也为我们两家公司的共同发展机会铺平了道路。
