在高低起伏的雪山賽道上，滑雪運動員飛馳而過，其位置、運動狀態等數據信息的傳輸需要克服低溫、復雜地形等挑戰。北京理工大學科研團隊利用“冬季項目場景三維感知及重建技術”，研發出適合低溫環境運行的無人機載激光雷達掃描系統，實現了高精度重建雪場和訓練數據的實時傳輸，為國家隊備戰冬奧提供技術支持。

量身定做“仿真雪場”

“你看，運動員在雪道上側身轉彎、蜷身下蹲、跳躍起伏……每個細微的動作都能被清晰地呈現。”北理工光電學院副教授張海洋在電子屏上展示著用三維激光雷達掃描系統搭建的崇禮滑雪場場景，兩架搭載激光雷達系統的無人機就擺放在他身邊。科研團隊通過測量跳臺滑雪、高山滑雪、越野滑雪等項目的三維場景數據，利用虛擬現實技術把場景信息顯示出來，結合對運動員的實時跟蹤數據，還原雪道的真實場景。

由于每個項目都有自身的技術特點，團隊還需要根據運動員和教練員的需求為其量身定做“仿真雪場”。張海洋舉了個例子：“高山滑雪隊尤其關注運動員出入旗門的速度和位置變化，所以我們要特別測量出每個旗門的位置并計算出運動員通過旗門的速度變化，將數據清晰地呈現在教練面前。”

尋找“消失”的信號

此前，滑雪運動員一旦進入冰天雪地的賽道，教練就很難掌握其位置，張海洋解釋，掌握運動員的運動細節，如高山滑雪運動員通過旗門時雪板和旗門的距離、雪車雪橇進入彎道時的角度、運動員騰空時與地面的相對位置等，對運動員和教練全面掌握賽道狀況，開展有效、科學的訓練和指導都具有重要意義。

尋找信號其實就是對運動員進行精準定位。“滑雪運動速度快，運動員時速可達140公里，很難實現定位。”張海洋說，科研團隊經過反復試驗，借助高速相機、高幀頻發射機，運用北斗定位系統配合固定基站，將定位精度提高到了5厘米左右。

助力國家隊備戰冬奧

目前，運動員的位置信息可以通過帶有5G模塊的傳感器實時傳到云服務器上，并在移動端直接獲取。“通信效率大大提高，雪道的坡度、長度，運動員的速度、加速度、滑行距離、轉彎半徑等數據，都可以迅速計算出來，并及時呈現給教練。”張海洋介紹。

如今，“冬季項目場景三維感知及重建技術”相關成果已應用于國家隊日常訓練，并為國家隊備戰冬奧提供技術支持。三維構建雪場配合運動員的高精度運動信息，能夠幫助教練糾正訓練動作，提高運動員的訓練效率，同時還能用于室內仿真訓練。

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