官方用球Al Rihla的内置传感器

惯性测量单元是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。陀螺仪和加速度计，是惯性导航系统的核心装置。借助内置的加速度传感器和陀螺仪，IMU可测量来自三个方向的线性加速度和旋转角速率，通过解算可获得载体的姿态、速度和位移等信息。

你以为这个技术离你很远，其实它已经“驻扎”在你的周围。

从简单的睡眠追踪产品，再到我们每天使用的智能手机，其中都内置着简单的加速度计，一些小伙伴的智能手机可以通过抬腕的动作自动亮屏，它的原理就在于手机内加速度计，获取手机的动作信息，当手机被抬起时，短时间内发生了加速度变化，便触发了亮屏动作。这个加速度传感器也是我们每天行走步数的来源。

虽然它们在某些程度上帮助我们计量运动轨迹，出于精度等原因，日常的IMU仅限于业余参考，无法用于专业研究及应用。

IMU几乎涵盖了所有运动，比如足球、篮球、橄榄球、网球、手球等等。2021年Lorenzo Rum意大利科研团队发表的论文中还召集数名残奥举重运动员，证明在杠铃力量训练中IMU亦可提供良好的数据支持。

在足球运动中，除了前面提到的在足球内部植入一枚IMU芯片，不少运动员会把IMU设备穿戴在身上。这些穿戴式传感设备可以准确地分析球员在球场上的运动，实时地将数据传输到教练团队的手中，以便做一系列的训练计划和调整。

图为教练员在场边用gpexe live app实时查看团队数据

IMU的监测位置非常重要，首先要确保其穿戴的舒适性，运动员上场以轻便为主，手上佩戴金属型配件显然不能实现这一点，此外，由于碰撞在球场上时常出现，在手腕上会更容易在使用过程中损坏或引起疼痛。其次，合适的位置也是为了得到更精准的数据，经过多次测评，传感器放置在运动员的质量中心附近得出的结论更准确。

图为一运动员穿戴芯片位置图

在为队伍挑选穿戴式运动传感器时，精度是绝对的硬性要求。此外，IMU需要和GPS单元组合，否则不会连接到卫星或速度锚，因此无法测量运动员的速度或跑动距离。该技术于2004年从澳大利亚体育学院诞生，第一台设备以5hz的频率收集数据，这意味着它每秒收集5个数据点。但是，随着可穿戴技术的发展以及对GPS的依赖增加，诸如GPEXE的GPEXEPro²之类的设备现在可以18hz的速度收集数据，从而确保捕获高速运动。

随着对技术的深入，LPS技术开始打入运动市场，本地定位系统通过安装与单元通信的接收机来消除对卫星传输的依赖。因此，LPS对室内运动（例如篮球和排球）也同样可以提供高采样率、高准确性的数据支持。

LPS(深绿)及GPS(浅绿)的测试对比（来自Gpexe）

Gpexe作为研究级运动传感设备，为诸多体育研究提供帮助。

Gpexe在爱尔兰式曲棍球比赛被用作监测设备，对134名运动员跑动表现进行研究

除了在技术给予支持，Gpexe系统为团队运动设计，可视化俱乐部内不同队伍的成员数据，覆盖包括跑动距离、高速度跑、加速度跑、跳跃高度/次数、离心指数、扑救等140余种运动数据。