精度。スピード。安定性。
これが私たちが最も得意とすることです。
KineticSense
Precision Positioning & Motion Data Technology
正確なデータは正確な意思決定につながります。このシンプルな原則に基づいて、KineticSenseはスポーツ環境における信頼できる高精度データの基準を再定義します。Fitogetherは、RTK-GNSSセンサーとIMUセンサーを組み合わせてセンチメートルレベルの3Dモーションデータを生成することで、GNSSベースの測位機能を限界まで押し上げました。このシステムは、ハードウェア、信号処理、アルゴリズム、データフュージョンを統合して、動きを非常に正確にキャプチャして分析します。
全GNSSシステムの正確な利用によるグローバルカバレッジ
GNSS衛星システムは、事業者や軌道分布の点で国や地域によって異なるため、世界中で利用できる衛星が異なります。GPSが好まれる地域もあれば、ガリレオや北斗のようなシステムの方が恩恵を受ける地域もあります。このような変動に対応するため、KineticSenseはL1、L2、L5の周波数を並行して受信するマルチバンド構造を採用しています。これにより、GPS、ガリレオ、GLONASS、北斗といったすべての主要なGNSSシステムにアクセスできるようになります。これにより、世界中で安定した信号受信と正確な測位が保証されます。
ただし、より多くの衛星を受信しても、必ずしも精度が向上するとは限りません。マルチパスエラー、信号反射、干渉によって低品質の信号が発生し、精度が低下する可能性があります。
これを解決するために、KineticSenseは受信信号の品質を継続的に評価し、信頼性が低いものやエラーのリスクが高いものを自動的に除外し、Fitogether独自のアルゴリズムを使用して信頼できる衛星のみを選択して最適な衛星セットを形成します。この信号フィルタリング戦略により、スタジアムや衛星の視界が制限されている地域などの複雑な環境でも、高い精度と一貫したパフォーマンスが保証されます。
バックマウント使用時の堅牢な信号受信
GNSS追跡装置は通常、背中の上部に装着されるため、頭部や胴体からの信号遮断や歪みの影響を受けやすくなります。プレーヤーの動き、スタジアムの構造、体の水分量も反射や吸収の原因となり、信号品質を低下させる可能性があります。KineticSenseは、上向きおよび全方向ゲインに最適化されたアンテナと、さまざまな姿勢や動きで安定した受信を保証する微調整された放射パターンにより、これらの課題に対処します。
KineticSenseは、体の近くに配置することによるマルチパスエラーと信号損失を減らすために、アンテナの後ろに背面に取り付けられたリフレクターを取り付け、フィルタリングおよび補正アルゴリズムを組み込んで信号純度を向上させます。また、弱い GNSS 信号を歪みを最小限に抑えて増幅する低ノイズアンプ (LNA) と、外部干渉を抑えるための周波数フィルタリングも採用しています。タイミング誤差は直接位置誤差に変換されるため、KineticSenseはTCXO基準クロックを使用してタイミング精度を向上させます。これにより、長時間のセッションでも精度が維持され、複雑な RF 条件のスタジアム環境でも信頼性の高い信号安定性が保証されます。
その結果、KineticSenseは、配置と干渉の問題が重なった場合でも、信号の連続性と測位精度を保証します。この堅牢な設計は、スポーツにおける信頼性の高いGNSS追跡の基盤となり、現実世界のさまざまな状況での性能が実証されています。
RTK-GNSSによるセンチメートルレベルの測位精度の実現
スポーツでは、距離の測定と戦術分析には正確なポジショニングが不可欠です。ただし、標準のGNSSでは環境要因によりメーターレベルの誤差が発生し、信頼性が制限されます。RTK (Real-Time Kinematic) は、基地局からのリアルタイム補正データを使用してこれらのエラーを修正し、業界で実証されているセンチメートルレベルの精度を実現します。しかし、ウェアラブルデバイスにRTKを実装することは非常に困難です。そのためには、高精度のアンテナ、安定したリアルタイム通信、強力な処理性能、およびノイズに強い回路が必要です。動きが一定で、信号のドロップアウトが頻繁に発生するダイナミックなスポーツ環境では、RTKが効果的に適用されることはほとんどありませんでした。
Fitogetherは、長年にわたるGNSSの最適化を活かして、RTKに必要な信号品質、計算効率、通信安定性を満たすシステムを設計しました。RTK 基地局を Live Hub に統合することで、インフラストラクチャを追加することなく、現場ですぐに RTK を使用できるようになります。このシステムは、長年にわたってトレーニング場やスタジアムでテストおよび検証されてきました。その結果、FitogetherのRTK-GNSSウェアラブルは、FIFAのEPTS品質プログラムでこれまでに記録された中で最高の精度スコアを達成し、現場で一貫してセンチメートルレベルの精度を実現しました。これはウェアラブルスポーツトラッキングにおける大きな飛躍であり、この分野でのRTK-GNSSの実用化は世界で初めてです。
IMU センサーフュージョンによる 2D トラッキングから真の 3D トラッキングへ
GNSSやRTKだけでは、姿勢、回転、方向などの複雑な3Dの動きを捉えるのに苦労します。加速度計、ジャイロスコープ、磁力計で構成されるIMU（慣性計測ユニット）は、回転、方向変化、加速度などのきめ細かい動きを100Hzという高い更新レートで検出します。センチメートル単位の絶対測位を提供するRTK-GNSSと融合すると、IMUデータを現実世界の動きを反映した完全な3Dトラッキングが可能になります。GNSS信号が低下しても、IMUは連続性を維持し、RTKは長期にわたるIMUドリフトを補正します。この相乗効果により、静止状態と急激な遷移の間でも、正確な位置と動きのデータが保証されます。
この補完的な統合により、急カーブや加速度の変化などの複雑なアクションをシームレスかつ正確に分析できます。その結果、KineticSenseは従来のGNSSを超える真の3Dトラッキングを実現し、姿勢、方向、速度を正確に評価することができます。この豊富なモーションデータは、スポーツ環境全体でのパフォーマンスの向上、怪我の防止、戦術的な意思決定に役立ちます。
関連論文
- A compact RTK-GNSS device for high-precision localization of outdoor mobile robots, Journal of Field Robotics, 2024
- Implementation and Performance Analysis of RTK-GNSS in Wearable Devices for Athletes in Harsh Environments, Electronics Letters,
- The Design of GNSS/IMU Loosely-Coupled Integration Filter for Wearable EPTS of Football Players, Sensors, 2023
- Robust Methods for Estimating the Orientation and Position of IMU and MARG Sensors, IEEE Sensors Letters, 2022
XtendConnect
Long-Range Wireless Data Communication for Sports
パフォーマンス分析では、広いフィールドでアスリートをリアルタイムで追跡することは不可欠であり、技術的にも困難です。XtendConnectは、高出力アンテナ、周波数選択、および堅牢なパケット構造を組み合わせて、最大200メートルまでカバーし、数十人のプレーヤーからのデータを送信します。複雑なインフラストラクチャがなくても、トレーニンググラウンドやスタジアム全体で一貫したデータフローと迅速な意思決定が可能になります。
高性能アンテナ設計によるカバレッジの拡大
スタジアムでは、ワイヤレス信号はプレーヤー、観客、構造物によって弱められることがあります。XtendConnectは、高出力の指向性アンテナと全方向性アンテナの両方を使用することでこの問題を解決します。指向性アンテナは信号強度を長距離に集中させ、全方向性アンテナは信号範囲を均等に分散して死角を減らします。
2.4GHz帯域で動作してより長い範囲を確保し、マルチパス干渉を低減するハードウェア設計と出力制御方法を採用しています。障害物の多い複雑な環境でも、安定した信号強度を維持し、プレーヤーの動きをリアルタイムで追跡します。その結果、スポーツ環境に欠かせない最大200メートルの距離でも信頼性の高い通信が可能になります。
スマートパケット設計による信頼性の高い通信
スポーツでは、ネットワークの中断や無線干渉がよく起こります。接続が短時間切れると、データが失われる可能性があります。XtendConnectは、バックアップデータを含むパケット構造でこれを防ぎます。接続が切断されても、リンクが復元されるとすぐに最大 1 分間の保存データが送信されるため、何も失われません。
また、パケットヘッダーを簡素化し、CRC（巡回冗長検査）を使用して迅速なエラー検出と信頼性の高い再送信を実現します。これにより、コーチやトレーナーは 0.5 秒 (2Hz) ごとにモーションデータや生体認証データを受信できるようになり、数秒ごとに更新される従来のシステムよりも大幅に高速になります。最大 100 台のデバイスを同時に接続しても、システムはスムーズで損失のないデータストリーミングを実現します。
干渉のない通信を実現する自動周波数選択
選手、コーチ、スタッフが使用するデバイスが多数あるため、ワイヤレス干渉が大きな問題になっています。XtendConnectには、自動周波数選択、最適なチャンネルの継続的なスキャン、混雑していないチャンネルへのリアルタイムでの切り替えなどが含まれます。
これは、ネットワークトラフィックの多い大規模な試合やトレーニングセッションで特に効果的です。負荷がかかっていても、システムは接続を効率的に分散するため、コーチやトレーナーは位置、加速、心拍数などの重要なデータを安定した 2 Hz レートで監視できます。XtendConnectは単なる安定したワイヤレス接続ではありません。スポーツに最適化されたスマートなシステムで、ハードウェアとソフトウェアを統合してトレーニングの効率を高め、ゲーム中の集中力を高めます。
AirSync
WIRELESS DATA UPLOAD AND SEAMLESS CLOUD SYNC
スポーツでは、データがどれだけ早く分析に届くかが重要な競争要因です。AirSyncはワイヤレスアップロードシステムで、トレーニングの直後にデータを同期し、管理を効率化し、分析をスピードアップします。並列構造により多くのデバイスを同時にアップロードでき、最適化されたパケットと圧縮により最大 100 人のプレーヤーが安定した同期を行うことができます。
ワイヤレスパラレル転送による高速アップロード
以前は、複数のデバイスをDockに接続し、ケーブルを介してPCにダウンロードし、サーバーに再度アップロードする必要がありました。このシリアルワークフローでは、デバイスの数に比例して転送時間が長くなっていました。つまり、参加するアスリートが増えるにつれて、転送プロセスが大幅に遅くなりました。さらに、Dock がサポートするデバイスの数は限られています。その制限を超えると、再接続してプロセスを繰り返す必要があり、遅延や非効率につながります。
AirSyncは、LiveHubデバイスを中心としたワイヤレスパラレルアップロードシステムを使用しています。同時接続に制限がないため、数十台のデバイスが一度にトレーニングデータをアップロードできます。これにより、アップロード速度が以前の方法と比較して4倍以上向上し、各セッションの直後にデータが自動的にサーバーに同期されます。たとえば、24 人のプレイヤーからの 1 時間の 10Hz トラッキングデータ (IMU を除く) は、1 分以内に同期されます。ライブアプリからのタグ付けデータは自動的にアップロードされるため、すぐに分析できます。
大規模分隊向けのマルチチャンネルアップロード技術
トレーニング後に多くのデバイスが同時にデータを送信すると、ワイヤレス干渉によりアップロード速度と安定性が低下する可能性があります。AirSyncは自動マルチチャネル配信によってこの問題に対処し、各デバイスが利用可能な最適なパスを選択できるようにすることで、密集した環境でも信号の衝突を防ぎ、安定したアップロードを維持できるようにします。
また、パケット最適化とロスレス圧縮を使用して転送効率を最大化し、データを失うことなく信頼性の高いアップロードを保証します。この構造により、AirSync は最大 100 人のプレイヤーからの同時アップロードをサポートし、大規模なトレーニング環境における効率的なデータ管理に必要なスケーラビリティと安定性を提供します。
VisionSync
Turning Video into Measurable Performance
ビデオとトラッキングデータは、急速にスポーツ分析の新しい標準になりつつあります。光学式トラッキングは処理負荷と機器の制限によりトレーニングには使いにくいですが、VisionSync は AI を使用してウェアラブルデータをビデオと位置合わせし、10 分以内に完全な分析を可能にします。これにより、チームはより迅速かつ明確な洞察を得ることができ、リアルタイムの戦術的フィードバックが可能になります。
AI ベースのプレイヤー検出とビデオ内の座標変換
VisionSync は、ドローン、GoPro、パノラマビデオなど、アップロードされたさまざまな種類のマッチ映像を使用して分析を開始します。レンズの歪みやフレーミングに関連するゆがみを自動的に補正して、検出と位置合わせの精度を向上させます。
すべてのビデオフレームを処理する代わりに、システムはAIベースのオブジェクト検出を使用して重要な瞬間のみを選択して分析します。この軽量なアプローチは、高い精度を保ちながら不要な計算を減らし、Mac システムでもスムーズに動作します。
検出されたプレーヤーの位置は、最初にピクセル座標で表されます。ただし、この形式はウェアラブルデータとの正確な分析や比較には適していません。VisionSync は、タッチラインやセンターサークルなどの主要なフィールドランドマークを検出し、ホモグラフィを適用してピクセル座標を正確な現実世界のフィールド位置に変換します。これにより、ビデオからの移動データを共有された空間参照の GNSS 追跡と整合させることができるため、有意義で定量化可能な分析が可能になります。
ビデオとウェアラブルデータの時間的および空間的配置
ビデオとGNSSベースのウェアラブルデータは、異なる時間軸で記録されます。ビデオはフレームベースの内部時計を使用し、ウェアラブル機器は UTC ベースの絶対タイムスタンプを使用します。正確な位置合わせを行わないと、同じプレイでもデータセットごとに異なるタイミングで表示されることがあります。VisionSync は、両方のデータセットでプレイヤーの動きのヒートマップを分析し、ビデオと GNSS ヒートマップ間の最適なオフセットを見つけることでこの問題を解決します。これにより、外部ハードウェアを必要とせずに、ビデオとウェアラブルデータのタイムスタンプを高精度で同期できます。また、激しいトレーニングセッションやライブマッチ中でも、タイムアライメントを迅速かつ確実に行うことができます。
座標系も異なります。ビデオはピクセルを使用し、GNSSは地理座標を使用します。VisionSync はまず GNSS データをフラットピッチベースの座標系に投影します。次に、自動的に検出されたランドマーク (タッチライン、ペナルティボックス、センターサークルなど) を使用してビデオ座標を変換します。ホモグラフィ変換は、両方のデータセットが同じ X—Y 基準面を共有するようにします。この正確に一致した状態が、プレイヤー ID の照合や位置の修正などの下流分析の基礎となります。
プレイヤー ID マッチングとポジションリファインメント
タイムスタンプと座標系が完全に一致していても、ビデオとウェアラブルデータの間には 2 つの重要な違いが残ります。ビデオはプレーヤーの周囲のバウンディングボックスを検出するが、ID は組み込まれていません。一方、ウェアラブルデータはプレーヤー ID を伝送しますが、信号受信によってはわずかな位置ずれが生じる場合があります。
VisionSyncは、プレイヤーの位置に基づいて両方のデータセットを整列させ、自動修正によって不一致を最小限に抑えることでこれを解決します。検出されたバウンディングボックスとウェアラブル位置を比較し、最適な位置を特定し、空間エラーを減らすように座標を調整します。位置合わせが進むにつれて、ウェアラブルデータは動画の位置とより密接に一致するようになり、各バウンディングボックスは正しいプレイヤー ID と照合されます。プレーヤーの動きと ID は動画内で一緒に視覚化されるので、わかりやすく、データの整合性が保たれます。このシステムは、交代中や複雑な戦術中でも確実に機能し、手作業なしで常に正確な結果が得られます。
関連論文
- Cost-Efficient and Bias-Robust Sports Player Tracking by Integrating GPS and Video, MLSA 2022, 2023