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多传感器组合在滑雪训练上的应用

时间:2015-01-15 10:44 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:张锐明等 点击次数:

  摘 要:越野滑雪场地大、速度快,这就使教练员的训练和选才比较困难。随着信息化时代的到来,运动训练数字化已经成为现实。使用传感器技术,就可以使瞬间完成的动作数字化,使抽象的运动素质得到量化、细化。我们使用多传感器组合, 把运动员的每一个动作都记录下来,数据都实时显示在教练的屏幕上,运动员的优劣一目了然,训练也可以有的放矢,从而达到最佳的训练效果。

  关键词:越野滑雪;运动训练;信息技术;体育运动;无线传感器

  中图分类号:TU991.33

  越野滑雪路程长、速度快,运动员高速运动时的各项运动素质,很难被搞清楚,只能凭经验来判断。随着各种数字化传感器的到来,体育训练数字化也逐步成为现实。例如把越野滑雪运动员的每一个动作都记录下来,并把数据都实时显示在屏幕上,还可以事后分析,数据也可以与他人比对。这样,运动素质都有了量化指标。教练员可以心中有数,更加有的放矢地训练,提高训练的效率。

  1 设备研究目标

  主要解决越野滑雪运动员运动素质数字化、细化并收集、计算。可以把运动员很多运动数据记录下来,如步幅步频、双脚每一步的用力,整个滑雪过程中的加速度变化等,并且,可以通对数据的加工计算,得到运动员在整个运动过程中的速度和位移曲线。

  2 设备构成

  设备分两部分构成,一部分是运动员身上的加速度传感器、拉压力传感器;第二部分是教练员一侧的软件及无线接收器设备。

  教练员一侧:我们给出这些数据的曲线图形,以便于容易观察、理解数据。曲线绘制软件是我们自己使用VBA开发的软件工具。可以适用多种传感器曲线。

  2.1 运动员一侧的传感器介绍

  运动员侧使用了两种传感器,加速度传感器和拉压力传感器。

  2.1.1 加速度传感器

  三维加速度可以准确测量运动员在X、Y、Z三个轴方向的速度变化。我们选用的是惯性传感器ADXL345,它比较适合人体测量。系统由微控制器ADuC7024和数字加速度计ADXL345配合使用,并配有电源等部分。采样频率设为128次每秒,加速度最高设为±2g。加速度传感器固定于运动员腰部,已取得平均加速度数值。设备会将它的三维加速度数据记录于USB卡中。记录身体X轴的加速度数据,只取X轴即可。

  2.1.2 加速度数据解析

  可以根据加速度的变化,可以看出运动员的滑雪过程中的起跑能力、直道加速能力、弯道加速能力、以及冲刺能力等,还能准确知道运动员每一过程中的步幅、步频、摆腿时间等,从而可以看出步幅与身高是否合理等等。数据还可以与其他运动员的数据比对,从而找出自己的优缺点。

  2.2 拉压力传感器


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