“U型”！谷爱凌金牌！北理工“鹰眼”见证“最爱凌空的她”！
2月18日上午
北京冬奥会自由式滑雪女子
U型场地技巧决赛
在云顶滑雪公园落下帷幕
中国选手谷爱凌夺得金牌
李方慧、张可欣分别获得第5名和第7名
谷爱凌，2003年9月3日出生，中国自由式滑雪运动员。2022北京冬奥会是谷爱凌的首次奥运之旅。此前，她已在本届冬奥会上夺得自由式滑雪女子大跳台金牌、自由式滑雪女子坡面障碍技巧银牌。自由式滑雪U型场地技巧是谷爱凌的优势项目，在2021-2022U型场地世界杯四站比赛中，谷爱凌全部夺冠，获得了赛季总冠军水晶球。
中国自由式滑雪运动员李方慧
中国自由式滑雪运动员张可欣
自由式滑雪U型场地技巧
自由式滑雪U型场地技巧项目于2014年在索契冬奥会上作为正式的比赛项目。这是一项兼具美感与危险的运动，通常被认为是比其他运动更加危险，因此在比赛或平时训练中要求运动员们身穿护具。比赛是在一个形状类似于U型的槽子里进行，英文名为Halfpipe，结构由宽阔平坦的底部和两侧的凹面斜坡(或四分之一的圆管)组成。宽阔的底部是为了使运动员重新获得平衡并为下一个动作做准备。在一轮比赛中，运动员一般需要在U型池内做5到6个动作，得分根据动作的腾空高度和转体角度以及动作的流畅性、美观性来判定。
比赛地点
本次北京冬奥会U型场地技巧项目场地位于张家口的云顶滑雪公园。云顶滑雪公园包括U型场地技巧、坡面障碍技巧、雪上技巧、空中技巧、障碍追逐、平行大回转六条赛道，共计将产生20块金牌。
在U型场地雪上技巧项目中
裁判的打分基于对选手动作的准确判断
然而在近220米长度的赛道上
选手不仅“上下飞舞”
而且在空中还要做出动作
清晰记录下选手的“精彩瞬间”
对于比赛评分十分关键
北理工“鹰眼”系统（左下红圈处）正在拍摄谷爱凌比赛中的空中动作
在本次冬奥会云顶滑雪公园
就有这样一套融入北理工智慧的
“鹰眼”驻守雪场
时刻清晰捕捉运动员的“一举一动”
下面官微君就带大家了解一下！
来自北理工的“雪场鹰眼”
在北京2022冬奥会中，由北京理工大学光电学院董立泉教授、刘明副教授、褚旭红老师带领团队研发的高山滑雪自动跟踪拍摄系统不仅为高山滑雪比赛转播、国家队跳台滑雪日常训练提供科技服务，还参加了U形槽滑雪技巧项目动作评判用视频拍摄任务。这套来自北理工的“雪场鹰眼”系统将对U形槽比赛运动员的滑行过程进行特写跟踪拍摄，并实时传输到百米外的裁判室，供6名国际裁判员观看打分。
架设好的自动跟踪拍摄设备
毫秒级！北理工“雪场鹰眼”
北理工研发的高山滑雪自动跟踪拍摄系统可服务多个高山滑雪项目，该系统具备精准的智能识别和自动跟踪功能，只需在野外每隔150米架设一套，进行“接力”拍摄，即可将高山滑雪运动员自山顶高速滑下的全过程尽收“眼底”。
“高山滑雪的雪道落差大、转弯多，有时接近直角弯，而运动员的速度最高可达130至140公里/小时，用镜头抓住精彩瞬间着实不易。这就对系统的实时性提出了很高要求，而我们的设备，识别以及跟踪都是以毫秒计算的。”团队负责人董立泉说道。
团队在国家高山滑雪中心安装、调试设备
相比竞速的高山滑雪，U型场地技巧除有滑行外，还伴有跳跃、回转等动作，对动作细节拍摄的要求更高，且设备被要求架设在结束区，从200米至10米，20倍变焦下要求画面时刻清晰；不同于高山滑雪运动员的运动曲线是自上而下的，U型场地滑雪的运动曲线不仅有上有下，且运动员沿U槽壁左右滑行并跃起、回转，头顶还伴有“飞猫”等同步拍摄设备，这给设备的自动跟踪和拍摄带来更大难度。北理工师生通过精研算法，实现了系统对运动员的自动识别，并快速进行锁定、跟踪。
自动化的“雪场鹰眼”与现场人工值守的摄像机位
广播级4K画质+45倍变焦镜头
为了确保图像画质清晰，北理工的“雪场鹰眼”配置了广播级4K摄像机和45倍变焦镜头，并具备自动变焦对焦、遥控变焦对焦及自动光圈调光功能，可以根据目标距离自动调节镜头倍率，在预设软件的控制下，可平滑稳定的实现对运动员运动过程的精准跟踪拍摄。
此外，该系统还具备自动和手动两种工作模式，可在远距离进行操控，从而避免摄像师长期暴露于严寒条件下，有效降低工作强度，并在必要时利用人工操作代替自动跟踪功能，实现实时的人机交互。
裁判员通过“雪场鹰眼”实时观看比赛
耐受极寒的恒温“鹰眼”
滑雪场的温度低至零下三、四十度，普通摄像器材在这样的极端天气下常常“罢工”。为了应对低温挑战，北理工团队为高山滑雪跟踪拍摄系统设计了密封圈和温控加热装置，相当于给摄像设备配备了恒温箱，可辅助相机等关键部件在-40℃至60℃之间稳定工作。
经过实际检验，北理工“雪场鹰眼”在环境温度零下20摄氏度、六七级大风吹雪的天气环境下，仍能够正常稳定工作，且在经过长达12小时的断电关机室外低温存放以后，依然可以正常开机启动，各部件运行情况良好。这套自主研发的拍摄系统完全能够满足严寒环境下运动拍摄的实际需要。
北理工“鹰眼”不惧低温“眺望”雪场
贡献冬奥，使命在肩
2018年8月，北京冬奥组委和北京市科委通过对前几届冬奥会存在问题的认真梳理，经过多次考察与比拼，最终决定将高山滑雪拍摄的科研攻关任务交给北理工光电学院董立泉团队，希望团队在2022年北京冬奥会前实现针对高山滑雪运动的全自动跟踪拍摄。
北理工光电学院自上世纪五十年代起就是国内光电研究领域的领军者，近年来在光电成像、光电探测和智能感知等研究领域取得了丰硕的科研成果。面对国家重大任务需求，北理工人义不容辞，使命在肩。
除夕，北理工师生们在冬奥赛场的风雪中驻守跨年
自2018年11月起，董立泉带领团队成员全力投入项目攻关中，他们克服在实验场地、测试对象和冬季运动季节性等的困难，抓紧时间开展研究工作。夏秋之际，师生们甚至骑上自行车，模拟运动员加速、减速、转弯，测试自动跟踪拍摄系统的跟拍效果。
2021年冬季实地测试期间，因疫情防控要求，团队成员封闭在指定驻地，执行闭环管理，每天天刚亮就要赶在运动员到达赛场前安装好所有的设备。高山滑雪自动跟踪拍摄系统、镜头、摄像机以及工装等辅助设备将近100公斤,师生们要轮流抬着搬运上山。
团队成员在云顶滑雪公园调试设备
那个阶段，每天早上7点，刚刚启动的缆车、刚刚开餐的食堂，都见证了北理工师生的辛勤付出。一忙一整天，自热食品、方便面、水，成为师生们每日上山的标配。
2022年元旦刚过，3名团队成员就奔赴张家口赛区云顶滑雪公园，在闭环管理区内，开展赛前的设备安装、联调、测试等工作，并与国际雪联（FIS）竞赛代表、国际裁判员一起讨论相关细节。北理工“雪场鹰眼”输出的影像画面得到了FIS和裁判员们的一致肯定和高度评价。
博士生赵祺森与国际雪联（FIS）竞赛技术代表在工作中交流沟通
北理工团队师生褚旭红、赵祺森与FIS竞赛主任、裁判员合影
“拼搏奉献是科技工作者的时代担当，矢志强国是北理工的光荣传统。能为北京冬奥会作点贡献，是我们一生的荣耀”。董立泉说道。
面向未来，北理工的“雪场鹰眼”具有广阔的应用前景，除了冬季运动，还可用在边境、油田、监狱等要地的管理防护，也可用于演播室内或大型场所的识别跟踪拍摄等。
传承红色基因
北理工人矢志强国
把优秀科技成果书写在奥运赛场
以科技自立自强，助力精彩冬奥！
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出品：党委宣传部
来源：光电学院、新华社、央视新闻、科技日报、今日科协
编辑：崔雨涵
审核：蔺伟、王征
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