李媛 史東林 紀(jì)霄峰 王靜茹 張全意

(1.河北省體育科學(xué)研究所 河北石家莊 050000; 2.重慶潤(rùn)邁科技有限公司 重慶 400000)

皮劃艇項(xiàng)目是當(dāng)今奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中,對(duì)運(yùn)動(dòng)員技術(shù)與體能要求都非常高的項(xiàng)目之一,這主要是由皮劃艇的器材和項(xiàng)目特征決定的。無(wú)論是皮艇還是劃艇,艇身都是狹長(zhǎng)的流線型,在水上的阻力很小,所以船艇在水面上的運(yùn)動(dòng)速度很快。運(yùn)動(dòng)員的劃槳是皮劃艇運(yùn)動(dòng)的唯一動(dòng)力,控船的平穩(wěn)能力、劃槳的每槳力量、劃距和槳頻等因素綜合對(duì)船速起影響作用。

在賽艇運(yùn)動(dòng)技術(shù)的實(shí)船測(cè)試方面,Asami(1981年)[1]、Roth(1993年)[2]通過(guò)實(shí)船運(yùn)動(dòng)員劃槳力量的測(cè)試來(lái)評(píng)定運(yùn)動(dòng)技術(shù);盧德明(1988年)[3]研制了賽艇運(yùn)動(dòng)技術(shù)多參數(shù)實(shí)船測(cè)試系統(tǒng),可以測(cè)試多種運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù),但由于技術(shù)設(shè)備的局限,該系統(tǒng)最終未能在我國(guó)賽艇界得到推廣應(yīng)用,歐陽(yáng)波等以槳頻和心率作為測(cè)量參數(shù),建立了賽艇訓(xùn)練遙測(cè)系統(tǒng),系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是使用無(wú)線傳輸數(shù)據(jù),使教練員能有在線監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的心率和槳頻[4],只是該套系統(tǒng)選擇參數(shù)比較簡(jiǎn)單,不能綜合全面的反應(yīng)運(yùn)動(dòng)員對(duì)艇的控制情況。

本研究綜合現(xiàn)有研究情況,擬研發(fā)一套能夠綜合反應(yīng)“人—艇”系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及運(yùn)動(dòng)員體能的狀況的皮劃艇訓(xùn)練狀態(tài)多參數(shù)遙測(cè)裝置。

1 皮劃艇訓(xùn)練狀態(tài)多參數(shù)遙測(cè)裝置設(shè)備組成及功能

皮劃艇訓(xùn)練狀態(tài)多參數(shù)遙測(cè)裝置是由三個(gè)部分組成:第一部分是艇載信息終端,包括:運(yùn)動(dòng)員心率無(wú)線測(cè)試、船艇運(yùn)動(dòng)測(cè)速測(cè)試、三軸加速度測(cè)試和兩軸震動(dòng)角度測(cè)試,參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ),測(cè)試信息實(shí)時(shí)發(fā)射;第二部分是岸上遙測(cè)信息接收顯示系統(tǒng),包括:高增益定向接收天線、數(shù)字接收機(jī)模塊、便攜式計(jì)算機(jī)、電源系統(tǒng)等;第三部分是皮劃艇專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練用運(yùn)動(dòng)員實(shí)時(shí)接收處理軟件。

皮劃艇訓(xùn)練狀態(tài)多參數(shù)遙測(cè)裝置主要實(shí)現(xiàn)艇載運(yùn)動(dòng)信息的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、傳輸及事后運(yùn)動(dòng)信息分析處理功能。具體功能如下:(1)具有對(duì)運(yùn)動(dòng)員心率實(shí)時(shí)測(cè)量的功能;(2)具有實(shí)時(shí)劃槳頻率測(cè)量的功能;(3)具有實(shí)時(shí)人體運(yùn)動(dòng)能耗測(cè)量的功能;(4)具有實(shí)時(shí)艇速、艇運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)量的功能;(5)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄、傳輸?shù)墓δ?(6)具有事后數(shù)據(jù)處理功能。

1.1 艇載信息終端

艇載信息終端主要由三軸加速度傳感器、心率帶、數(shù)據(jù)采集傳輸終端、充電器、顯示終端(安裝支架)、發(fā)射天線及連接電纜等組成,其實(shí)物圖如圖1所示。

艇載信息終端主要功能:具有時(shí)間、GPS定位顯示功能;具有對(duì)運(yùn)動(dòng)員心率實(shí)時(shí)測(cè)量的功能;具有實(shí)時(shí)、平均劃槳頻率測(cè)量的功能;具有運(yùn)動(dòng)距離測(cè)量的功能;具有實(shí)時(shí)、平均艇速跡測(cè)量的功能。

1.2 岸上遙測(cè)信息接收顯示系統(tǒng)

岸上遙測(cè)信息接收顯示系統(tǒng)由高增益定向?qū)挷ㄊ炀€、三腳架、遙測(cè)接收處理計(jì)算機(jī)等組成。天線、三腳架和遙測(cè)接收處理計(jì)算機(jī)實(shí)物如圖2所示。

岸上遙測(cè)信息接收顯示系統(tǒng)功能:具有實(shí)時(shí)接收艇載信息終端發(fā)射的無(wú)線信號(hào)功能;具有無(wú)線信號(hào)傳輸、解調(diào)、數(shù)據(jù)處理等功能。

1.3 實(shí)時(shí)接收處理軟件

實(shí)時(shí)接收處理軟件是遙測(cè)接收處理計(jì)算機(jī)的重要組成部分,可對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)、事后顯示處理。實(shí)時(shí)接收處理軟件可安裝在計(jì)算機(jī)任意盤(pán)上,雙擊實(shí)時(shí)處理軟件圖標(biāo)即可打開(kāi)軟件進(jìn)行相應(yīng)操作。實(shí)時(shí)處理軟件實(shí)時(shí)顯示內(nèi)容有:X、Y、Z三軸加速度、槳頻、心率、幀計(jì)數(shù)、船艇運(yùn)行軌跡、每次劃槳的加速度、即時(shí)信息、統(tǒng)計(jì)信息、累計(jì)信息,實(shí)時(shí)接收處理軟件界面如圖3所示。

實(shí)時(shí)接收處理軟件的功能主要有:(1)具有對(duì)X、Y、Z三軸加速度、運(yùn)動(dòng)員心率、槳頻、幀計(jì)數(shù)、船艇運(yùn)行軌跡實(shí)時(shí)曲線顯示功能;(2)具有當(dāng)前速度、劃槳頻率、拉槳時(shí)間、回槳時(shí)間、拉槳距離顯示功能;(3)具有平均速度、平均頻率、平均拉槳、平均回槳、平均距離、劃槳計(jì)數(shù)顯示功能;(4)具有最大速度、最大頻率、最大拉槳、最大回槳、最大距離、累計(jì)槳數(shù)、累計(jì)時(shí)間顯示功能;(5)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、傳輸?shù)墓δ?(6)具有數(shù)據(jù)事后分路、轉(zhuǎn)換功能。

圖1 艇載信息終端實(shí)物圖

圖2 高增益定向?qū)挷ㄊ炀€天線及三腳架、遙測(cè)接收處理計(jì)算機(jī)實(shí)物圖

圖3 實(shí)時(shí)接收處理軟件顯示界面

2 劃艇訓(xùn)練實(shí)時(shí)信息遙測(cè)系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

(1)智能、數(shù)字設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì),設(shè)備采用模塊、單板設(shè)計(jì)方法,使傳統(tǒng)設(shè)備小型化;(2)運(yùn)用GPS定位系統(tǒng),采用先進(jìn)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和現(xiàn)有的各種信息平臺(tái)、無(wú)線傳感器。

3 軟件質(zhì)量控制情況

3.1 軟件性質(zhì)和等級(jí)

根據(jù)任務(wù)書(shū)中軟件研制要求,系統(tǒng)研制軟件為實(shí)時(shí)接收處理軟件,為C級(jí)軟件。

3.2 軟件的管理

根據(jù)任務(wù)書(shū),對(duì)產(chǎn)品的軟件進(jìn)行了需求分析、概要設(shè)計(jì),按Q/AC315《軟件開(kāi)發(fā)庫(kù)、受控庫(kù)和產(chǎn)品庫(kù)的管理管理規(guī)定》,對(duì)軟件實(shí)施了“三庫(kù)管理”,系統(tǒng)軟件文檔已經(jīng)歸入“產(chǎn)品庫(kù)”。經(jīng)系統(tǒng)聯(lián)試、檢驗(yàn)驗(yàn)收后確認(rèn)系統(tǒng)軟件功能正常,滿足要求。

4 皮劃艇訓(xùn)練狀態(tài)多參數(shù)遙測(cè)裝置設(shè)備配套情況(見(jiàn)表1)

5 設(shè)備設(shè)計(jì)輸出、技術(shù)文件齊套情況

根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,設(shè)計(jì)輸出了“皮劃艇訓(xùn)練狀態(tài)多參數(shù)遙測(cè)裝置使用說(shuō)明書(shū)”、“皮劃艇訓(xùn)練狀態(tài)多參數(shù)遙測(cè)裝置安裝手冊(cè)”、“皮劃艇訓(xùn)練狀態(tài)多參數(shù)遙測(cè)裝置研制總結(jié)報(bào)告”。皮劃艇訓(xùn)練狀態(tài)多參數(shù)遙測(cè)裝置設(shè)計(jì)輸出文件完整、正確、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一、文實(shí)相符,符合有關(guān)準(zhǔn)則、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)化的要求,能有效指導(dǎo)生產(chǎn)。

表1 設(shè)備配套表

[1]Asami T.,Adach N.and Yamamoto K.Biomechanics Analysis of Rowing Performance[J].Biomechanics VII-B,University Park Press,Baltimore,1981:442-446.

[2]Roth W.Schwanitz P.etc.Force-Time Characteristics of the Rowing Stroke and Corresponding Physiological Muscle Adaptations.International[J].Journal of Sports Medicine,1993(14):32-34.

[3]盧德明,王云德.賽艇劃槳技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)測(cè)試研究[J].體育科學(xué),1988(4):65-68.

[4]歐陽(yáng)波,王培勇,沈杜,等.賽艇訓(xùn)練多參數(shù)遙測(cè)系統(tǒng)的研制[J].西安體育學(xué)院學(xué)報(bào),2005,22(4):78-81.