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冬奥会运动员如何才能更快更强?看看这些“黑科技”!

2021-01-26 10:44   来源: 互联网

如何使滑冰和滑雪更加准确?"在非雪季节如何在雪中训练?为备战北京冬季奥运会,提高冬季运动训练水平,北京理工大学领导的国家重点科研开发计划"国家科学训练基地建设关键技术的研究与示范"稳步实施。"酷技术"已经或将要用于中国冬季运动训练,帮助"科技冬奥会",让运动员在冰雪场上跑得更快更强!


高精度镜头"追踪冰面上的轨迹。


最近几天,在首都体育学院的溜冰场,北方光电技术学院仪器研究所副教授刘明带领团队一遍又一遍地测试这些设备。展台上站着几台图像采集变焦设备和超高清晰度摄像机。刘明盯着4K显示屏上冰场上溜冰测试员的照片,操作电脑,并收集并分析了他们的运动轨迹。


本文通过"云台变焦运动轨迹采集与运动捕捉分析"和"溜冰场全景图像采集与运动轨迹分析",对速度滑冰、短道速滑、花样滑冰等速度滑冰的运动轨迹进行了详细的分析,并通过速度滑冰、短道速滑、花样滑冰等两套系统,对单个运动员的运动轨迹进行了详细的分析,并通过速度滑冰、短道速滑、花样滑冰等两套系统对一批运动员的运动轨迹进行了同步分析。


本系统的功能是通过连续变焦跟踪和全景采集记录运动员的运动过程,分析运动员的运动轨迹,优化技术动作,帮助运动员和教练员进行科学训练。"刘明说。


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该项目最大的特点是将云台变焦技术应用于体育测量,运动员不需要佩戴器材,即使在大范围的活动中,仍然可以准确地获取他们的运动数据。为了满足高精度测量的需要,团队不断改进镜头设计,经过七种版本的改进,实现了测量过程的平滑、快速和高精度。两台全景相机的分辨率高达每帧2500万像素,帧速率为160帧每秒,适合多人轨迹分析。


刘明说,下一步将是改进升级系统,增加采集设备数量,提高图像分辨率,使分析结果更加准确。"希望我们的设备产品能够尽快应用于冰上运动的教学和训练,甚至田径项目,提高运动员的表现将是我们最大的荣幸!


无人机扫描建造"模拟雪场


在广阔的雪地上高速疾驰,上下颠簸,横向旋转。在北光电技术研究所,"冬季工程场景三维感知与重建技术"研究小组张海阳在电子屏幕上展示了由三维激光雷达扫描系统建造的崇利滑雪度假村的场景,它的身临其境。旁边是两架携带激光雷达系统的无人机。


通过测量跳台、高山滑雪、越野滑雪和冬季两项的三维场景数据,利用虚拟现实技术,结合运动员跟踪系统的数据,实现了对运动员进行室内模拟训练的可视化场景显示。


不同的雪场环境是不同的,为了实现真正的恢复,有必要收集大量的野外数据。为此,研究小组利用无人驾驶机载激光雷达系统对北京、河北、吉林等地进行数据扫描和测试,还通过运动员佩戴的传感器,在雪场采集他们的运动信息,然后反馈给显示系统。


运动员的模拟训练系统需要严格的重建精度、低温和实时传输,尤其是低温的挑战。一些雪场覆盖几平方公里,一些场地下降近一公里,使用无人机进行激光雷达扫描效率较高,但无人机在零下20摄氏度的影响下下降,因此,该团队也开发了适合低温环境的无人机激光雷达扫描系统。


目前,我们的相关成果已应用于国家队,可以减少运动员在非训练中的伤害,提高运动效率,为教练员提供技术支持。"张希望这些技术成果能使更多的运动员受益。


责任编辑:无量渡口
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