LPS (Local Positioning System)局部定位系統屬於運動員追蹤系統的種類之一,早年常見LPS發展在室內定位,例如:對建築物內的人或物體定位,並得知其在室內空間座標。約在2010~2015年,體壇運動員追蹤系統以GPS為主流,但GPS無法降低的定位誤差,使其應用層面受到限制;另一方面,LPS相關定位技術當時也在逐漸成長,似乎能突破GPS定位精準度不足的缺點,因此LPS應用於運動員追蹤的信效度、訊號分析研究,亦同時被專家勘探。下表為作者自行整理5年內相關文獻,目前LPS應用在運動中的數量非常多,並且都是針對多人的球類運動,例如:籃球員的內外部負荷、足球員涵蓋的進攻面積等。除了使用在學術研究外,也有許多職業聯盟、球團,使用此系統對球員運動表現做進一步的分析。
LPS分析運動量
LPS相比GPS更準確外,同時可在室內運動使用,從定位的位置(距離)換算成速度,再換算成加速度,並搭配慣性感測器(Inertial Measurement Unit, IMU)可獲得運動員在場上的狀態。目前身體需求(Physical demands)為大部分文獻探討的主題之一,表示運動員在運動中所花費之身體能力,每場比賽球員的最大跑速、移動距離、跳躍次數、撞擊次數、活動量等訊息。下圖為一篇Journal of Sports Science & Medicine (2020)文獻的結果,就是使用LPS搭配IMU量化籃球選手,其優勢在於可區分不同位置(後衛、前鋒、中鋒)、不同節次(4節),即時詳細顯示每個變項(移動距離、移動速度、奔跑距離、活動量、加減/撞擊/跳躍次數);透過多樣的數據,我們則可判斷球員在球場的表現。例如:每位球員在第一節跑動的距離較長(藍框),衝刺的距離隨節數而遞減(紅框),中鋒在跳躍、碰撞次數明顯比其他球員來得多(紫框)。上述特徵都可做為球隊訓練課表設計的參考,甚至進一步設置疲勞門檻來安排球員替換。
LPS定位技術種類
局部定位技術大致分為六類,如下圖,依據用途與場地而有所不同。LPS應用在運動員追蹤上主要由穿透性強的UWB(Ultra Wide Band,紅框處),首要考量為運動型態,因為動作快速需要高精準性以及球員互相遮蔽,訊號穿透性也需較強,但相對價格非常高昂,且必須使用特定接收之設備,因此不親民,通常只在職業球團、俱樂部會拿來使用。而其餘定位,例如藍芽、Wi-Fi、RFID為民眾較常接觸到的定位技術,價格較低並足以滿足日常所需,相對傳輸距離與準確度則為次要考量。
未來發展
LPS已運用在不同領域,除了運動員的追蹤外,長照或病人的監控、物流倉儲都已經使用局部定位系統來有效管理。LPS與GPS通常會搭配IMU來針對更細微的動作特徵做判斷,從廣泛的範圍到微小的訊號,結合不同儀器的優點,將會是未來的趨勢。目前除了足球、籃球、橄欖球有較多研究與應用外,田徑、排球、羽球、曲棍球也是未來可使用LPS的運動項目。對於運動員來說,越詳細且準確的數值,可讓教練或運科人員做更全面的分析,促使其表現提升。
參考文獻:García, F., Vázquez-Guerrero, J., Castellano, J., Casals, M., & Schelling, X. (2020). Differences in physical demands between game quarters and playing positions on professional basketball players during official competition. Journal of Sports Science & Medicine, 19(2), 256.
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