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为科学化训练提供指导依据

2021-02-18 09:50 阅读次数:

  如何使溜冰滑雪的行动更精准?如安在非雪季举办雪上练习?……为备战北京冬奥会,晋升冬季举动项目练习程度,几年来,由北京理工大学牵头实施的国度重点研发打算“科技冬奥”重点专项“国度科学化练习基地建树要害技能研究与示范”项目稳步实施。一项项“黑科技”已经或即将运用于我国冬季举动项目标练习中,助力“科技冬奥”,让运带动在冰雪赛场上更快、更强!

  “高精镜头”追踪冰上轨迹

  连日来,在首都体育学院的溜冰馆内,北理工光电学院仪器研究所副传授刘明教育团队一遍遍测试设备。看台上竖立着数台图像收罗云台变焦设备和超高清相机,刘明盯着4K显示器中正在冰场内溜冰的测试人员图像,操纵电脑,收罗阐明其举动轨迹。

  他所认真的速度溜冰举动阐明课题,旨在通过“云台变焦举动轨迹收罗与行动捕获阐明”“冰场全景图像收罗与举动轨迹阐明”两套系统,对速度溜冰、短道速滑、格式溜冰等冰上举动轨迹和行动举办阐明,可风雅理会单个运带动的行动轨迹,也可对多名运带动轨迹举办同步阐明。

  “我们系统的浸染就是把运带动的举动进程,通过持续变焦跟踪特写及全景收罗的方法记录下来,再对其行动和轨迹举办阐明,便于优化技能行动,辅佐运带动、锻练员实现科学化练习。”刘明说。

  此项目标最大特点是将云台变焦技能应用于举动丈量,运带动不需穿着式设备,即便在很大范畴内勾当,仍可准确得到其举动数据。为满意高精度丈量需求,团队不绝改善镜头设计,在颠末7个版本的改造后实现了丈量进程的平顺、快速和高精度。两台全景相机具有高达单帧2500万像素的理会度,收罗帧率每秒160帧,适合多人举动轨迹阐明。

  刘明说,下一步团队将改造进级系统,增加收罗机位数量,提高图像理会度,让阐明功效更精准。“但愿我们的设备产物能尽快运用于冰上举动甚至是田径项目标解说和练习中,晋升运带动的后果,这将是我们最大的庆幸!”

  无人机扫描搭建“仿真雪场”

  在茫茫雪原上高速奔跑,忽而起伏波动,忽而侧身转弯……在北理工光电学院,“冬季项目场景三维感知及重建技能”课题组的张海洋正在电子屏上展示其用三维激光雷达扫描系统搭建的崇礼滑雪场场景,让人身临其境。他身旁,摆放着两架搭载激光雷达系统的无人机。

  “我们通过丈量跳台滑雪、高山滑雪、越野滑雪和冬季两项等项目标三维场景的数据,操作VR(虚拟现实)技能把场景信息显示出来,再加上运带动跟踪系统数据,实现视觉场景显示,用于运带动在室内的仿真练习。”张海洋说。

  差异雪场情况差异,要做到真实还原,需收集大量实地数据。为此,研究团队操作无人机载、车载的激光雷达系统,奔赴北京、河北、吉林等地多个滑雪场举办数据扫描和测试,还通过运带动穿着的传感器,收集其在雪场举动信息,再反馈到显示系统中。

  运带动模仿练习系统对重建精度、低温和及时传输等方面都要求严格,尤其是低温的挑战出格大。有的雪场周遭几平方公里,有的园地落差近千米,用无人机搭载激光雷达扫描效率较高,但无人机在零下20摄氏度以下就功能下降,为此团队还开拓出适合低温情况运行的无人机载激光雷达扫描系统。

  “今朝我们的相关成就已应用于国度队,可淘汰运带动在非练习时的损伤,提高举动效率,给锻练员提供技能辅佐。”张海洋但愿,让技能成就惠及更多运带动。

  室内仿真模仿“高山滑雪”

  在北理工一间尝试室内,自动化学院研究生曹洪卿正穿着好传感器装备,走上12米长的钢制滑台,踏上滑台上一副模仿雪橇,面临庞大电子屏上的滑雪场景画面,开始急速阁下摆动滑行。

  因参加“室内多自由度模仿滑雪练习系统”的课题,曹洪卿专门介入了滑雪培训,以亲身测试这套室内模仿滑雪练习设备的结果。“在滑台上主要是做回转举动,在上面操练挺累的,但有真实雪道的体验,可到达滑雪练习的目标。”他说。

  据悉,此项目主要是为高山滑雪、越野滑雪等项目标运带动提供室内模仿滑雪练习设备,以晋升其回转、滑行等专项技能行动的练习效率。同时,通过在滑雪练习平台上安装举动形态识别与位姿丈量系统,可收罗阐明运带动举动数据,为科学化练习提供指导依据。