世界杯用球“黑科技”曝光，内置IMU芯片：无线充电，续航约6小时，每秒500次“数据捕捉+三维建模”

记者|朱成祥

编辑|何小桃 张益铭 杜恒峰 杜波 校对|金冥羽

越位、出界、手球、点球、红牌，足球场上的一次判罚常常能够左右比赛的走向。本届美加墨世界杯也在使用最新的技术，以提升判罚的准确性。

在6月15日瑞典对阵突尼斯的小组赛中，官方转播播出了足球内置芯片的检测画面，瑞典球员伊萨克用脚跟与足球发生了接触，足球内的芯片检测到这一接触，最终斯万贝里的进球被判定有效。

据悉，本届世界杯用球“三重浪”内置了惯性测量单元（IMU）。国内IMU厂商矽睿科技告诉《每日经济新闻》记者：“足球中使用的IMU芯片，是为了辅助裁判做出更精准的判罚。”

除足球外，IMU也广泛应用于汽车、工业领域，同时是机器人的重要零部件。上市公司汉威科技（SZ300007，股价39.91元，市值130.68亿元）工作人员告诉记者：“IMU芯片类似于人的小脑，它起到保持平衡的作用，因而用途相对比较广泛。”

图片来源：新华社

技术提升足球判罚准确性

国际足联主席因凡蒂诺曾表示，人工智能和数据分析技术的深度介入正在提高现代足球判罚的透明度和准确性。

技术，正在改进足球比赛的公平性。IMU正是这些技术中的一员。

矽睿科技表示：“IMU每秒钟输出500Hz（赫兹）数据，精确捕捉球在三维空间中的动态数据，主要包括加速度、旋转速度、触球时刻等关键信息。这些数据实时传输给VAR（视频助理裁判）系统，与球场周围高速摄像机协同，每秒确定球和球员位置约50次，构建全三维比赛模型。该技术可以更快速和精准地给裁判员提供信息，对越位、进球确认、手球等判罚提供更客观的数据支撑，减少主观争议。供电方式为无线充电技术，续航约6小时，足以覆盖整场比赛。”

简单来说，IMU每秒采集500次数据，高速摄像机每秒确定球和球员位置约50次，两者搜集的数据构建三维比赛模型。

值得注意的是，上一届卡塔尔世界杯中，足球中已经植入了IMU芯片。相比上届，这届世界杯用球植入的芯片有哪些进步呢？

矽睿科技认为：“上一代设计尽管能完美保持球体重心的均匀，但在遭受连续、极端的非对称重击时，内部悬挂网络的疲劳与应力传递往往不够理想。”

其补充表示：“美加墨世界杯的足球，IMU芯片不再居中悬浮，而是被嵌入四个拼接块之一的专设内层夹层中，改为侧挂式安装。为补偿这一不对称质量分布，其余三个拼接块内各设有配重块，以维持球的飞行稳定性和质量平衡。目标是在减少机械悬挂系统复杂性的同时，进一步提高数据传输精度，让VAR能在更短时间内确认越位判定。”

IMU还有哪些用处？

IMU在运动控制领域的应用不仅体现在世界杯用球中，也广泛应用于汽车领域及机器人领域。

根据QYResearch调研团队的数据，IMU按应用细分，2024年汽车是最大的下游市场，其次是无人机、机器人与自主系统、可穿戴设备、手机和其他。IMU领域，全球前八大生产商分别为博世、TDK、意法半导体、村田、松下、深迪半导体、矽睿科技和士兰微电子。

汉威科技上述工作人员表示：“公司的IMU并没有使用在足球上。不过，它已经在工业产线使用了。目前AGV（智能搬运机器人）已经成熟使用IMU，（公司的）人形机器人领域IMU正在测试。”

对于单个AGV中使用IMU的价值量，其表示：“公司的IMU最初应用于军工领域，后续修改了部分参数使用在其他领域。因此，IMU产品价格差距较大。一台AGV，IMU的价值量大概在千元级别。”

矽睿科技也表示：“IMU是人形机器人必不可少的核心器件之一，主要应用于姿态平衡控制，融合定位与导航等方面。”

对于IMU芯片的功能，矽睿科技表示：“IMU可以检测微小的角度变化，帮助机器人在各种不同的路面、速度下进行姿态检测和调整反馈，实现躯体平衡。IMU与视觉、激光等其他传感器配合，可以进行路径规划和导航定位；视觉和激光可能因外界原因出现性能下降，而IMU是原生的、不依赖其他条件即可自我感知的器件，是定位系统的最后一道防线。”

其补充表示：“IMU的性能指标（如精度、采样率、噪声水平、时延等）直接决定了机器人能否稳定行走、防止跌倒，以及在复杂环境中实现高精度导航和避障。可以说，IMU是实现人形机器人灵活动态行为的技术基石。”

当下，也有厂商将IMU部署在人形机器人关节位置，以进行更高精度和更多维度的躯干、肢体动作及姿态检测。

国内传感器领域公司也在积极布局机器人用IMU。

6月11日，芯动联科在互动平台回答投资者提问时表示，公司IMU模组及惯性芯片可应用于人形机器人的姿态控制及惯导等，目前不能应用于灵巧手相关控制。公司正全力推进高集成、低成本六轴IMU芯片的研发与量产，布局人形机器人、自动驾驶、无人设备等领域。

敏芯股份6月9日也表示，重点布局车载及机器人领域IMU等新产品与新技术研发。

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