СПОСОБ ОЦЕНКИ БИОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЙ СПОРТСМЕНОВ Российский патент 2008 года по МПК A63B22/00 A63B71/00 

Изобретение относится к области спорта, в частности, к способу анализа и оценки качественных и количественных биомеханических параметров движений, типа прыжков, выполняемых спортсменом.

Известен способ оценки биомеханических параметров движений спортсменов, характеризующийся в использовании технических средств при передаче в блоке подготовки данных оперативной информации и движениях спортсменов посредством ТВ-камер и/или видеокамер через линии передачи видеоданных на монитор компьютера, в записи на жесткий носитель информации в виде тренировочных видеофайлов, обработки информации для получения на мониторе последовательных отображений (см. патент РФ № 2233685, кл. А63В 71/00, 10.08.2004).

Недостатком известного способа оценки является сложность конструкции и низкая информативность оценки параметров движения спортсменов.

Техническим результатом изобретения является повышение информативности оценки параметров движения спортсменов.

Указанный технический результат достигается тем, что способ оценки движений спортсменов заключается в использовании технических средств при передаче в блоке подготовки данных оперативной информации о движениях спортсменов посредством ТВ-камер и/или видеокамер через линии передачи видеоданных на монитор компьютера, в записи на жесткий носитель информации в виде тренировочных видеофайлов, обработке информации для получения на мониторе последовательных отображений в виде кривых и/или символов биомеханических параметров движений спортсменов, с отображением траекторий, физико-математических и/или энергетических параметров для визуального анализа и последующем формировании печатного отчета и записи полученных результатов оценки в базу данных, причем дополнительно используют технические средства в виде последовательно связанных с блоком подготовки данных и между собой блока ввода информации, блока определения коэффициента пересчета координат положения спортсмена на стартовом и финишном кадрах, блока автоматической обработки, блока фильтрации помех, блока расчета биомеханических параметров спортсменов и блока вывода, печати и сохранения информации, при этом в блоке ввода информации осуществляют визуальный просмотр и обработку необходимого видеофайла с изображением спортсменов и их физиологических параметров с одновременным выбором времени длительности обработки и выбора верхней и нижней маркировочных точек изображений спортсменов на кадре с передачей полученных точек в блок определения коэффициента пересчета координат, в котором осуществляют отметку начального положения спортсмена на стартовом и финишном кадрах для дальнейшего получения реальных координат точек на спортсмене, в блоке автоматической обработки для каждого спортсмена, начиная с первого кадра отрезка обработки, последовательно загружаются по два кадра из видеофайла и для каждой такой пары с помощью визуального сравнения яркостей точек на кадрах выявляется черно-белый кадр для определения верхней и нижней границы спортсмена на кадре, посредством коэффициентов пересчета определяют реальные координаты и одновременно осуществляют оценку положения центра тяжести данного спортсмена, загружается следующая пара кадров для следующего спортсмена, в блоке фильтрации помех посредством фильтра, использующего метод преобразования Фурье, осуществляют устранение возможных помех при оценке положения центра тяжести спортсменов, в блоке расчета биомеханических параметров осуществляют получение графиков скоростей, ускорения, силы, работы, мощности движений спортсменов, по их показателям и по высоте перемещения центра тяжести за отрезок времени осуществляют оценку движений, а отображение последних, формирование печатного отчета и записи полученных результатов оценки осуществляют в блоке вывода, печати и сохранения информации, при этом в процессе записи осуществляют динамическое моделирование анализируемых движений спортсменов для осуществления их индивидуальной подготовки в тренировочном процессе с использованием обратной связи.

Линии передачи видеоданных могут включать Интернет сети для проведения Интернет тестирования с последующей передачей видеофайлов-тестов на компьютер.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:

Фиг.1 изображена функциональная схема устройства для осуществления способа,

Фиг.2 - черно-белый кадр,

Фиг.3 - биомеханические параметры движений - прыжков, полученные одновременно пятью спортсменами,

Фиг.4 - протокол отчета по оценке движений спортсменов.

Для осуществления способа используют технические средства при передаче в блоке 1 подготовки данных оперативной информации о движениях спортсменов посредством ТВ-камер и/или видеокамер через линии передачи видеоданных на монитор компьютера, в записи на жесткий носитель информации в виде тренировочных видеофайлов, обработки информации для получения на мониторе последовательных отображений в виде кривых и/или символов биомеханических параметров движений спортсменов, с отображением траекторий, физико-математических и/или энергетических параметров для визуального анализа и последующих формировании печатного отчета и записи полученных результатов оценки в базу данных.

Дополнительно используют технические средства, включающие последовательно связанные с блоком 1 подготовки данных и между собой блок 2 ввода информации, блок 3 привязки координат, блок 4 автоматической обработки, блок 5 фильтрации помех, блок 6 расчета биомеханических параметров спортсменов и блок 7 вывода, печати и сохранения информации (они имеют соответствующие функциональные элементы).

При функционировании устройства и осуществлении способа в блоке 2 ввода информации осуществляют визуальный просмотр и обработку необходимого видеофайла, полученного после передачи съемной информации посредством видеокамер и/или ТВ-камер, с изображением спортсменов и их физиологических параметров (фамилия, рост и вес) с одновременным выбором времени длительности обработки и выбором верхней и нижней маркировочных точек изображений спортсменов на кадре с передачей полученных точек в блок 3 привязки координат, где осуществляют отметку начального положения спортсмена на стартовом и финишном кадрах для определения в нем коэффициента пересчета координат для дальнейшего получения реальных координат точек на спортсмене, в блоке 4 автоматической обработки для каждого спортсмена, начиная с первого кадра отрезка обработки, последовательно загружаются по два кадра из видеофайла, и для каждой такой пары с помощью визуального сравнения яркостей точек на кадрах выявляется черно-белый кадр для определения верхней и нижней границы спортсмена на кадре, и посредством коэффициентов пересчета определяют реальные координаты и одновременно осуществляют оценку положения центра тяжести данного спортсмена, далее загружается следующая пара кадров для следующего спортсмена.

В блоке 5 фильтрации помех посредством фильтра, использующего метод преобразования Фурье, осуществляют устранение возможных помех при оценке положения центра тяжести.

В блоке 6 расчета биомеханических параметров осуществляют получение графиков скоростей, ускорения, силы, работы; мощности "взрывных" движений спортсменов, например, при прыжках, а по их показателям и по высоте перемещения центра тяжести за отрезок времени осуществляют оценку движений.

Отображение последних, формирование печатного отчета и запись полученных результатов оценки осуществляют в блоке вывода, печати и сохранения информации.

В процессе записи осуществляют динамическое моделирование анализируемых движений спортсменов для осуществления индивидуальной подготовки спортсменов в тренировочном процессе с использованием обратной связи, а линии передачи видеоданных включают Интернет сети для проведения Интернет-тестирования с последующей передачей видеофайлов-тестов на компьютер, одновременно в различных регионах страны или мира для учащихся, студентов, военнослужащих и др. с последующей передачей видеофайлов-тестов на компьютер с установленной ЭВМ-программой, и оценки выполненных тестов и для создания глобальной сети тестирования и диагностики без влияния на их результаты человека, обеспечивая получение объективных параметров состояния человека и его физического развития.

Таким образом, изобретение упрощает конструкцию пои повышении качества оценки и анализа биомеханических параметров движений спортсменов.

Промышленная применимость.

Изобретение может быть использовано как для тренировки спортсменов, так и в процессе соревнований.

Литература

1. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982. - Кн.1 - 312 с.

2. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982. - Кн.2 - 480 с.

3. Мешков А.В., Тихомиров Ю.В. Visual C++ и MFC. 2-е изд. - Спб.: БХВ - Санкт-Петербург, 1999 - 1040 с. (стр.237-868)

1) Блок фильтрации помех. С помощью соответствующего фильтра, использующего преобразование Фурье, устраняются возможные помехи оценки положения центра тяжести спортсменов, возникшие при автоматической обработке.

Литература:

1. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982. - Кн.1 - 312 с.

2. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982. - Кн.2 - 480 с.

2) Блок расчета биомеханических параметров. Рассчитываются графики скорости, ускорения, силы. работы, мощности прыжков спортсменов. используя соответствующие формулы.

Литература

1. Ричард Д.X. Бекус, Ерик У. Банистер. Физиологическое тестирование спортсмена высокого класса. Киев: Олимпийская лит-ра, 1998. - 432 с. (стр.27-226),

2. Wesley E. Woodson, Donald W. Conover. Human Engineering Guide for Equipment Designers. Los Angeles: Berkeley, 1964, 1966. - 517 с.,

3. Косарев В.И. 12 лекций по вычислительной математике. Учеб. Пособие: ДЛЯ Вузов. - М.: Изд-во МФТИ, 1995. - 176 с. (стр.57-84).

4. Зайцев В.К. Тренажерные технологии физической культуры и спорта. Лекции по специализации Тренажерные технологии ФК и спорта. М.: РГУФК, 2000. - 185 с.

3) Блок вывода, печати и сохранения информации. Все данные отображаются в виде полученных графиков кривых и/или символов биомеханических параметров «взрывных» движений спортсменов с отображением траекторий, физико-математических и/или энергетических параметров, удобном для дальнейшего визуального анализа, с возможностью формирования печатного отчета и/или их сохранения в базе данных.

Литература

1. Мешков А.В., Тихомиров Ю.В. Visual C++ и MFC. 2-е изд. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 1999 - 1040 с. (стр.237-868)

2. Косарев В.И. 12 лекций по вычислительной математике. Учеб. Пособие: Для вузов. - М.: Изд-во МФТИ, 1995. - 176 с. (стр.57-84).

Изобретение относится к способу оценки биомеханических параметров движений спортсменов. В блоке ввода информации осуществляют визуальный просмотр и обработку необходимого видеофайла с изображением спортсменов и их физиологических параметров. В блоке определения коэффициента пересчета координат осуществляют отметку начального положения спортсмена на стартовом и финишном кадрах для дальнейшего получения реальных координат точек на спортсмене. В блоке автоматической обработки для каждого последовательно загружаются по два кадра из видеофайла и для каждой такой пары с помощью визуального сравнения яркостей точек на кадрах выявляется черно-белый кадр для определения верхней и нижней границы спортсмена на кадре. Посредством коэффициентов пересчета определяют реальные координаты и одновременно осуществляют оценку положения центра тяжести данного спортсмена. В блоке фильтрации помех осуществляют устранение возможных помех при оценке положения центра тяжести спортсменов. В блоке расчета биомеханических параметров осуществляют получение графиков скоростей, ускорения, силы, работы, мощности движений спортсменов. Отображение формирования печатного отчета и записи полученных результатов оценки осуществляют в блоке вывода, печати и сохранения информации. Техническим результатом изобретения является повышение информативности оценки параметров движения спортсменов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ оценки биомеханических параметров движений спортсменов, заключающийся в использовании технических средств при передаче в блоке подготовки данных оперативной информации о движениях спортсменов посредством ТВ-камер и/или видеокамер через линии передачи видеоданных на монитор компьютера, в записи на жесткий носитель информации в виде тренировочных видеофайлов, обработке информации для получения на мониторе последовательных отображений в виде кривых и/или символов биомеханических параметров движений спортсменов, с отображением траекторий, физико-математических и/или энергетических параметров для визуального анализа и последующем формировании печатного отчета и записи полученных результатов оценки в базу данных, причем дополнительно используют технические средства в виде последовательно связанных с блоком подготовки данных и между собой блока ввода информации, блока определения коэффициента пересчета координат положения спортсмена на стартовом и финишном кадрах, блока автоматической обработки, блока фильтрации помех, блока расчета биомеханических параметров спортсменов и блока вывода, печати и сохранения информации, при этом в блоке ввода информации осуществляют визуальный просмотр и обработку необходимого видеофайла с изображением спортсменов и их физиологических параметров с одновременным выбором времени длительности обработки и выбора верхней и нижней маркировочных точек изображений спортсменов на кадре с передачей полученных точек в блок определения коэффициента пересчета координат, в котором осуществляют отметку начального положения спортсмена на стартовом и финишном кадрах для дальнейшего получения реальных координат точек на спортсмене, в блоке автоматической обработки для каждого спортсмена, начиная с первого кадра отрезка обработки, последовательно загружаются по два кадра из видеофайла и для каждой такой пары с помощью визуального сравнения яркостей точек на кадрах выявляется черно-белый кадр для определения верхней и нижней границы спортсмена на кадре, посредством коэффициентов пересчета определяют реальные координаты и одновременно осуществляют оценку положения центра тяжести данного спортсмена, загружается следующая пара кадров для следующего спортсмена, в блоке фильтрации помех посредством фильтра, использующего метод преобразования Фурье, осуществляют устранение возможных помех при оценке положения центра тяжести спортсменов, в блоке расчета биомеханических параметров осуществляют получение графиков скоростей, ускорения, силы, работы, мощности движений спортсменов, по их показателям и по высоте перемещения центра тяжести за отрезок времени осуществляют оценку движений, а отображение последних, формирование печатного отчета и записи полученных результатов оценки осуществляют в блоке вывода, печати и сохранения информации, при этом в процессе записи осуществляют динамическое моделирование анализируемых движений спортсменов для осуществления их индивидуальной подготовки в тренировочном процессе с использованием обратной связи.2. Способ по п.1, в котором линии передачи видеоданных включают Интернет-сети для проведения Интернет-тестирования с последующей передачей видеофайлов-тестов на компьютер.