陳佳佳 顧平月 科技日?qǐng)?bào)記者 付毅飛

在冬奧會(huì)賽場(chǎng)，工作人員每天手持雪溫雪狀觀測(cè)儀觀測(cè)雪面狀態(tài)，正式比賽時(shí)，這個(gè)頻次會(huì)增加到賽前、賽時(shí)多次進(jìn)行。

冬奧會(huì)所有比賽項(xiàng)目中，雪上項(xiàng)目約占60%。跳臺(tái)滑雪、高山滑雪等都極具速度和技巧，雪面溫度及狀態(tài)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的影響很大。冬奧賽區(qū)屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，早晚溫差大、風(fēng)大。受溫度、風(fēng)速等氣象條件影響，雪質(zhì)會(huì)出現(xiàn)不同的表面形態(tài)，每種雪面狀態(tài)都會(huì)使滑雪者產(chǎn)生不同的感受，直接影響競(jìng)速競(jìng)技成績(jī)。觀測(cè)雪表面狀態(tài)和雪面溫度，有助于氣象部門掌握信息，為賽事安排提供服務(wù)。

針對(duì)冬奧會(huì)場(chǎng)地的氣象監(jiān)測(cè)需要，中國(guó)航天科工二院23所航天新氣象公司通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，設(shè)計(jì)了一款手持式雪溫雪狀觀測(cè)儀，“舉手之勞”就能獲得雪的信息。

這款手持設(shè)備搭載紅外測(cè)溫、面陣激光測(cè)距、智能圖像、環(huán)境光感測(cè)等多種先進(jìn)的高精度傳感器，能自動(dòng)識(shí)別粉狀雪、殼狀雪、冰狀雪、漿狀雪四種雪狀，并探測(cè)雪地實(shí)時(shí)溫度，實(shí)現(xiàn)非接觸式雪面溫度實(shí)時(shí)觀測(cè)并進(jìn)行高精度訂正。它支持藍(lán)牙和5G通信，實(shí)時(shí)定位，在線地圖回看坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可隨時(shí)隨地進(jìn)行探測(cè)，一鍵生成數(shù)據(jù)報(bào)文、抓取圖像，滿足賽場(chǎng)精細(xì)化觀測(cè)需求。

智能圖像傳感器中結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)，是雪溫雪狀觀測(cè)儀能夠?qū)崿F(xiàn)自主識(shí)別雪狀的黑科技。其核心是利用編碼結(jié)構(gòu)的光學(xué)圖案在目標(biāo)物上投影，通過(guò)特殊相機(jī)觀察圖案畸變情況，結(jié)合測(cè)距信息就能計(jì)算探測(cè)區(qū)的平面及深度信息，從而構(gòu)造出被測(cè)物的三維形狀；通過(guò)人工智能技術(shù)對(duì)量化的形態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析和建模，識(shí)別出各種物體性狀。該技術(shù)也是首次用于雪質(zhì)觀測(cè)。

雪溫雪狀觀測(cè)儀投入賽場(chǎng)試用時(shí)，根據(jù)不同賽場(chǎng)實(shí)際反饋進(jìn)行了優(yōu)化迭代。升級(jí)后的產(chǎn)品拓展了雪面溫度、電子地圖標(biāo)簽等要素，手感更輕便、反應(yīng)更快速。優(yōu)化雪狀的自動(dòng)識(shí)別算法，一方面提升計(jì)算效率，將自動(dòng)計(jì)算時(shí)間從5分鐘提高至2分鐘以內(nèi)；另一方面，降低了雪狀自動(dòng)識(shí)別對(duì)拍攝質(zhì)量的要求，從而無(wú)須外掛高清攝像模組，使用儀器自帶的流媒體模組即可實(shí)現(xiàn)識(shí)別功能。按北京賽區(qū)試用建議，儀器的探桿部分還增做了防水保護(hù)，增強(qiáng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)使用的靈活性和便捷性。

除了雪溫雪狀觀測(cè)儀，航天新氣象公司還有測(cè)風(fēng)雷達(dá)、測(cè)云雷達(dá)和幾十個(gè)自動(dòng)氣象站，分布在三個(gè)賽區(qū)多個(gè)賽點(diǎn)，為冬奧會(huì)氣象提供網(wǎng)格化的精細(xì)數(shù)據(jù)服務(wù)。

工作人員觀測(cè)雪溫雪狀。中國(guó)航天科工二院23所供圖