一种量化研究竞技游泳运动员特定技术水平的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种量化研究竞技游泳运动员特定技术水平的系统，包括：加速度测量装置、通信装置和智能设备；所述加速度测量装置，用于测量运动员以特定技术游动时身体前进的加速度，并记录所测量的特定技术动作的开始时和结束时的数据时间戳t

【技术实现步骤摘要】
一种量化研究竞技游泳运动员特定技术水平的系统


[0001]本专利技术涉及体育装备
，特别是指一种量化研究竞技游泳运动员特定技术水平的系统。

技术介绍

[0002]对于竞技游泳运动员，越来越需要精细化的数据作为依据，对于其训练和比赛水平进行量化研究，并有针对性地进行训练监控和调节，但是如何有效地进行量化研究一直是个难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种量化研究竞技游泳运动员特定技术水平的系统包括：加速度测量装置、通信装置和智能设备；
[0004]所述加速度测量装置，用于测量运动员以特定技术游动时身体前进的加速度，并记录所测量的特定技术动作的开始时和结束时的数据时间戳t
s
和t
e
；
[0005]所述通信装置，用于将测量的加速度值、记录的时间戳t
s
和t
e
向所述智能设备传送；
[0006]所述智能设备，用于计算特定技术动作的时长t＝t
e
‑
t
s
，并根据所述加速度值，进行运动员水平评价参数的计算，对竞技游泳运动员的水平进行量化研究。
[0007]可选地，所述加速度测量装置，固定在运动员身体的特定部位，具体包括具有三个轴向分量的加速度传感器。
[0008]可选地，所述加速度测量装置，测量特定时间戳时的特定技术动作的水平向前游动方向的加速度值分量a
x
，竖直上下方向的加速度分量值a
y
和水平左右方向的加速度分量值a
z
；
[0009]所述智能装置，具体用于：
[0010]分别计算水平、上下、左右方向分量值对于总加速度值a
t
的比值τ
x
＝a
x
/a
t
、τ
y
＝a
y
/a
t
和τ
z
＝a
z
/z
t
；
[0011]根据比值，对运动员游动时力量的有效分配进行评价，将水平向前方向的加速度值a
x
记为正值，而水平向后方向的加速度值a
x
记为负值，则τ
x
在[
‑
1,1]之间，越接近1，则说明在水平方向向前的力量分配越好，则有利于游动时加速；
[0012]将竖直向上方向的加速度值a
y
记为正值，向下为负值，则τ
y
在[
‑
1,1]之间，越接近0，则说明在上下方向的力量分配越小；
[0013]将水平向右的加速度值a
z
记为正值，向左为负值，则τ
z
在[
‑
1,1]之间，越接近0，则说明在水平左右方向的力量分配越小。
[0014]可选地，在运动员身体的特定部位固定所述加速度测量装置，所述特定部位包括腰部或膝关节处，测量所述特定部位的、特定时间段内的特定技术动作在水平向前游动方向的加速度值分量，记为时间序列值a
xi
，i为取值的次数；测量竖直上下方向的加速度分量
值，记为时间序列值a
yi
，i为取值的次数；测量水平左右方向的加速度分量值，记为时间序列值a
zi
，i为取值的次数；
[0015]当在腰部固定所述加速度测量装置，测量水平向前的加速度时间序列值a
xi
，以特定加速度值为基线，计算和对比a
xi
值构成的曲线在特定周期内的、所述基线水平之上的积分面积，评价所述特定周期内的向前游动的总体力量分布情况，如果面积较大，则总体力量较大；如果面积较小，则总体力量较小；分别将水平向右的时间序列值记为值+a
zi
，水平向左的时间序列值记为值
‑
a
z
，计算值+a
zi
和值
‑
a
zi
的余弦相似度T(+a
zi
，
‑
a
zi
)
[0016]在[
‑
1,1]之间，值越小，则说明游动时，身体整体水平向左、向右方向的偏移的摆动力量分配相似，说明双侧四肢力量的平衡性较好；值越大，则说明游动时，身体整体向水平向左、向右方向的偏移的摆动力量分配差异较大，说明双侧四肢力量的平衡性较差；
[0017]当在膝关节处固定所述加速度测量装置，分别将竖直向上方向的加速度值记为值+a
yi
，竖直向下为值
‑
a
yi
，计算值+a
yi
和值
‑
a
yi
的余弦相似度T(+a
yi
，
‑
a
yi
)在[
‑
1,1]之间，值越小，则说明腿部在以髋关节为轴心的摆动时，向上和向下的摆动力量情况相似；值越大，说明腿部在以髋关节为轴心的摆动时，向上和向下的摆动力量情况差异较大。
[0018]可选地，所述智能设备，具体用于：
[0019]获取世界优秀游泳运动员的最佳成绩，利用所述最佳成绩，采用二元一次方程组求解方式建立最佳成绩模型：
[0020]取世界优秀游泳运动员的平均最佳成绩R
m
，建立分值和成绩方程60＝KR
2m
‑
C；取世界优秀游泳运动员的最好最佳成绩R
b
，建立分值和成绩方程100＝KR
2b
‑
C；以上两个方程60＝KR
2m
‑
C和100＝KR
2b
‑
C联立方程组，求解系数K和C，得到世界优秀游泳运动员成绩模型公式y＝KR2‑
C；
[0021]采用所述最佳成绩模型，对所测试的运动员的的速度水平进行评分评价，评分方法如下：
[0022]测量所要进行评价的特定技术动作的若干次最佳成绩T
i
，分别记为T1、T2、T3、......、T
n
、，i为测量的次数，n为测量的总次数，；计算所测量的特定技术动作的若干次时长的平均最佳成绩，记为计算T
i
和的标准差，记为
[0023]再测量所要进行评价的特定技术动作的最佳成绩，记为T，计算如果R为正值，则代入公式y＝KR2‑
C，计算出y作为评分值；如果R为负值，则代入修正的公式y＝
‑
KR2‑
C，计算出y作为本次成绩的评分值。
[0024]可选地，利用所述建立最佳成绩模型的方法，建立了男女自由泳运动的最佳成绩模型，包括：
[0025]建立了男子50米自由泳运动的出发15米，途中游、冲刺到边5米的共三种世界优秀
游泳运动员最佳成绩模型公式，分别为：y＝1.537本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量化研究竞技游泳运动员特定技术水平的系统，其特征在于，包括：加速度测量装置、通信装置和智能设备；所述加速度测量装置，用于测量运动员以特定技术游动时身体前进的加速度，并记录所测量的特定技术动作的开始时和结束时的数据时间戳t
s
和t
e
；所述通信装置，用于将测量的加速度值、记录的时间戳t
s
和t
e
向所述智能设备传送；所述智能设备，用于计算特定技术动作的时长t＝t
e
‑
t
s
，并根据所述加速度值，进行运动员水平评价参数的计算，对竞技游泳运动员的水平进行量化研究。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加速度测量装置，固定在运动员身体的特定部位，具体包括具有三个轴向分量的加速度传感器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加速度测量装置，测量特定时间戳时的特定技术动作的水平向前游动方向的加速度值分量a
x
，竖直上下方向的加速度分量值a
y
和水平左右方向的加速度分量值a
z
；所述智能装置，具体用于：分别计算水平、上下、左右方向分量值对于总加速度值a
t
的比值τ
x
＝a
x
/a
t
、τ
y
＝a
y
/a
t
和τ
z
＝a
z
/a
t
；根据比值，对运动员游动时力量的有效分配进行评价，将水平向前方向的加速度值a
x
记为正值，而水平向后方向的加速度值a
x
记为负值，则τ
x
在[
‑
1,1]之间，越接近1，则说明在水平方向向前的力量分配越好，则有利于游动时加速；将竖直向上方向的加速度值a
y
记为正值，向下为负值，则τ
y
在[
‑
1,1]之间，越接近0，则说明在上下方向的力量分配越小；将水平向右的加速度值a
z
记为正值，向左为负值，则τ
z
在[
‑
1,1]之间，越接近0，则说明在水平左右方向的力量分配越小。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在运动员身体的特定部位固定所述加速度测量装置，所述特定部位包括腰部或膝关节处，测量所述特定部位的、特定时间段内的特定技术动作在水平向前游动方向的加速度值分量，记为时间序列值a
xi
，i为取值的次数；测量竖直上下方向的加速度分量值，记为时间序列值a
yi
，i为取值的次数；测量水平左右方向的加速度分量值，记为时间序列值a
zi
，i为取值的次数；当在腰部固定所述加速度测量装置，测量水平向前的加速度时间序列值a
xi
，以特定加速度值为基线，计算和对比a
xi
值构成的曲线在特定周期内的、所述基线水平之上的积分面积，评价所述特定周期内的向前游动的总体力量分布情况，如果面积较大，则总体力量较大；如果面积较小，则总体力量较小；分别将水平向右的时间序列值记为值+a
zi
，水平向左的时间序列值记为值
‑
a
zi
，计算值+a
zi
和值
‑
a
zi
序列的余弦相似度T(+a
zi
，
‑
a
zi
)在[
‑
1,1]之间，值越小，则说明游动时，身体整体水平向左、向右方向的偏移的摆动力量分配相似，说明双侧四肢力量的平衡性较好；值越大，则说明游动时，身体整体向水平向左、向右方向的偏移的摆动力量分配差异较大，说明双侧四肢力量的平衡性较差；当在膝关节处固定所述加速度测量装置，分别将竖直向上方向的加速度值记为值+a
yi
，竖直向下为值
‑
a
yi
，计算值+a
yi
和值
‑
a
yi
的余弦相似度
在[
‑
1,1]之间，值越小，则说明腿部在以髋关节为轴心的摆动时，向上和向下的摆动力量情况相似；值越大，说明腿部在以髋关节为轴心的摆动时，向上和向下的摆动力量情况差异较大。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能设备，具体用于：获取世界优秀游泳运动员的最佳成绩，利用所述最佳成绩，采用二元一次方程组求解方式建立最佳成绩模型：取世界优秀游泳运动员的平均最佳成绩R
m
，建立分值和成绩方程60＝KR
2m
‑
C；取世界优秀游泳运动员的最好最佳成绩R
b
，建立分值和成绩方程100＝KR
2b
‑
C；以上两个方程60＝KR
2m
‑
C和100＝KR
2b
‑
C联立方程组，求解系数K和C，得到世界优秀游泳运动员成绩模型公式y＝KR2‑
C；采用所述最佳成绩模型，对所测试的运动员的的速度水平进行评分评价，评分方法如下：测量所要进行评价的特定技术动作的若干次最佳成绩T
i
，分别记为T1、T2、T3、......、T
n
、，i为测量的次数，n为测量的总次数，；计算所测量的特定技术动作的若干次时长的平均最佳成绩，记为计算T
i
和的标准差，记为再测量所要进行评价的特定技术动作的最佳成绩，记为T，计算如果R为正值，则代入公式y＝KR2‑
C，计算出y作为评分值；如果R为负值，则代入修正的公式y＝
‑
KR2‑
C，计算出y作为本次成绩的评分值。6.根据权利5所述的系统，其特征在于，利用所述建立最佳成绩模型的方法，建立了男女自由泳运动的最佳成绩模型，包括：建立了男子50米自由泳运动的出发15米，途中游、冲刺到边5米的共三种世界优秀游泳运动员最佳成绩模型公式，分别为：y＝1.537R2+21.569、y＝2.108R2+7.307、y＝1.667R2+18.333；建立了男子100米自由泳运动的出发15米、转身、途中游、冲刺到边5米的共四种世界优秀游泳运动员最佳成绩模型公式，分别为：y＝1.49R2+22.74、y＝3.306R2‑
22.65、y＝3.306R2‑
22.65、y＝2.225R2+4.368；建立了男子200米自由泳运动的出发15米、转身、途中游、冲刺到边5米的共四种世界优秀游泳运动员最佳成绩模型公式，分别为：y＝2.028R2+9.297、y＝1.791R2+15.226、y＝1.655R2+18.621、y＝1.237R2+29.066；建立了男子400米自由泳运动的出发15米、转身、途中游、冲刺到边5米的共四种世界优秀游泳运动员最佳成绩模型公式，分别为：y＝2.101R2+7.483、y＝2.784R2‑
9.611、y＝1.623R2+19.425、y＝3.276R2‑
21.900；建立了男子800米自由泳运动的出发15米、转身、途中游、冲刺到边5米的共四种世界优秀游泳运动员最佳成绩模型公式，分别为：y＝4.298R2‑
47.456、y＝3.370R2‑
24.259、y＝3.901R2‑
37.524、y＝2.788R2‑
9.700；
建立了男子1500米自由泳运动的出发15米、转身、途中游、冲刺到边5米的共四种世界优秀游泳运动员最佳成绩模型公式，分别为：y＝2.081R2+7.978、y＝3.511R2‑
27.778、y＝4.990R2‑
64.748、y＝5.082R2‑
67.047；...

【专利技术属性】
技术研发人员：程燕，陈建华，张明飞，周晓东，陈骐，刘泳庆，
申请(专利权)人：国家体育总局体育科学研究所，
类型：发明
国别省市：