基于紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)抓舉技術(shù)的快速反饋

伍 勰

基于紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)抓舉技術(shù)的快速反饋

伍 勰

目的:以舉重抓舉動(dòng)作技術(shù)的快速反饋為實(shí)現(xiàn)目標(biāo),探索解決由于技術(shù)指標(biāo)結(jié)果反饋周期過長(zhǎng)而造成運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析在科研服務(wù)中的實(shí)際效果欠佳的問題。方法:利用V ICON紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng),同步采集抓舉動(dòng)作的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)及地面反作用力數(shù)據(jù)并導(dǎo)入至自編的分析軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別與數(shù)據(jù)修補(bǔ),快速再現(xiàn)抓舉動(dòng)作的三維棍圖與一系列相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。結(jié)果:通過對(duì)兩名優(yōu)秀舉重運(yùn)動(dòng)員共計(jì)20次抓舉動(dòng)作的反饋測(cè)試表明,所建立的抓舉運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別方法準(zhǔn)確有效、反饋用時(shí)短,能滿足技術(shù)訓(xùn)練的實(shí)踐需求。結(jié)論:在紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)上開發(fā)相應(yīng)的自動(dòng)識(shí)別與反饋系統(tǒng)是一種值得嘗試的運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析方法,有較好的應(yīng)用前景。

舉重;抓舉;技術(shù);紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng);快速反饋

1 前言

在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中,一項(xiàng)重要的任務(wù)就是利用各種先進(jìn)的測(cè)量手段和方法來分析運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作技術(shù)從而幫助他們改進(jìn)技術(shù),提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。在動(dòng)作技術(shù)分析過程中,最為基本的三個(gè)步驟包括數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析和結(jié)果反饋。由于這三個(gè)步驟都需要占用一定的時(shí)間,使得技術(shù)分析結(jié)果往往要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間(幾天甚至幾周)才能反饋到教練員手中,這就大大降低了技術(shù)分析的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值,特別是對(duì)于那些需要對(duì)動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)員,如果能在技術(shù)訓(xùn)練課中快速地給予技術(shù)反饋,無疑將對(duì)運(yùn)動(dòng)員建立良好技術(shù)的動(dòng)力定型產(chǎn)生積極的效果。

為實(shí)現(xiàn)動(dòng)作技術(shù)的快速反饋,關(guān)鍵是解決人體運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)跟蹤與識(shí)別問題。王向東[5]曾利用灰度識(shí)別技術(shù)對(duì)抓舉視頻圖像中的杠鈴端點(diǎn)進(jìn)行了自動(dòng)識(shí)別,劉國(guó)翌等[4]提出了一種基于優(yōu)化框架并融合多種圖像特征的三維人體運(yùn)動(dòng)跟蹤算法來對(duì)舉重動(dòng)作進(jìn)行了三維重建。然而,基于視頻圖像的自動(dòng)跟蹤與識(shí)別在技術(shù)上存在很大的難度,且得到的是某種數(shù)學(xué)優(yōu)化的結(jié)果,因此,在跟蹤準(zhǔn)確性及識(shí)別精度方面仍未能很好地滿足實(shí)際應(yīng)用的需求,也正是這個(gè)原因。近年來,利用紅外光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)捕獲系統(tǒng)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)學(xué)采集已逐漸普遍,這類系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)在于能自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤布置于人體上的反光Marker球的三維空間位置,從而大大縮短了獲取原始運(yùn)動(dòng)學(xué)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的時(shí)間,而且精度也遠(yuǎn)高于在運(yùn)動(dòng)序列圖片上進(jìn)行人工標(biāo)定關(guān)節(jié)點(diǎn)位置的傳統(tǒng)方法。然而,要借助紅外光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)捕獲系統(tǒng)平臺(tái)來真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)作技術(shù)的快速反饋仍需解決兩個(gè)技術(shù)問題,一是,Marker球的自動(dòng)識(shí)別(運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別)問題,雖然紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng)能自動(dòng)跟蹤Marker球,然而,所有布置于人體上的Marker球都必須在數(shù)據(jù)采集結(jié)束后逐一進(jìn)行人工標(biāo)識(shí)(Label),并要對(duì)數(shù)據(jù)采集過程中由于各種原因所引起的跟蹤中斷和光點(diǎn)串?dāng)_等情況進(jìn)行人工修復(fù)與處理,這一過程往往需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成。另一項(xiàng)必須的工作是建立針對(duì)性的動(dòng)作技術(shù)指標(biāo)體系,由于當(dāng)前所有的運(yùn)動(dòng)分析商用軟件都是屬于通用性軟件,很少有專門針對(duì)某項(xiàng)具體運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的獨(dú)立分析模塊(除有些軟件帶有步態(tài)分析模塊外),所以,要想實(shí)現(xiàn)動(dòng)作技術(shù)的快速反饋,還必須建立針對(duì)性的技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系和分析模塊。

考慮到舉重是一種室內(nèi)項(xiàng)目,可滿足紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng)的工作環(huán)境要求。同時(shí),舉重項(xiàng)目一直是我國(guó)傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目之一,而且,其抓舉動(dòng)作技術(shù)要求高,建立抓舉動(dòng)作技術(shù)的快速反饋系統(tǒng)在可行性與應(yīng)用性兩方面都有著較好的現(xiàn)實(shí)意義。

2 研究方法

2.1 基本技術(shù)路線

抓舉動(dòng)作技術(shù)快速反饋的實(shí)現(xiàn)方案見圖1。測(cè)量設(shè)備包括8臺(tái)V ICON MX13紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng)和1臺(tái)與之同步測(cè)量的Kistler 9287B三維測(cè)力臺(tái),將測(cè)力臺(tái)嵌入至舉重臺(tái)中央鏤空部分(兩者表面平齊),并固定于地面。V ICON拍攝頻率為250 Hz,測(cè)力臺(tái)的采樣頻率為1 250 Hz。動(dòng)作過程的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建后形成C3D文件(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)文件格式),將C3D文件導(dǎo)入至自編軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別及數(shù)據(jù)修補(bǔ),最后快速反饋三維棍圖及一系列相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。選取4名優(yōu)秀舉重運(yùn)動(dòng)員(男、女各2名)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,在舉重臺(tái)上完成不同重量(男:40～80 kg,女:30～65 kg)的抓舉動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段,第一階段,選取2名運(yùn)動(dòng)員(男、女各1名)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所采集的動(dòng)作數(shù)據(jù)主要為程序調(diào)試服務(wù),即針對(duì)抓舉動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征完善程序中有關(guān)運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別的工作;第二階段,選取另2名運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行實(shí)驗(yàn),目的為考察反饋系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。軟件系統(tǒng)利用OpenGL與VC++6.0編制完成。

2.2 Marker球的配置

在人體上粘附反光Marker球(標(biāo)志點(diǎn))是紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng)工作原理的需求,人體模型的選擇與研究目標(biāo)的設(shè)定直接決定著Marker球的配置方案。本研究在計(jì)算人體總重心位置時(shí)采用Dempster等人的人體測(cè)量學(xué)參數(shù)[10],按相應(yīng)的環(huán)節(jié)定義在主要關(guān)節(jié)的兩側(cè)骨性標(biāo)志處粘附Marker球,用于確定關(guān)節(jié)中心位置(圖2)。頭部、踝部與足面上的Marker球分別粘貼于彈力頭帶、運(yùn)動(dòng)襪及舉重鞋表面,其余Marker球均直接粘附于皮膚表面,由于舉重動(dòng)作速率相對(duì)較慢、活動(dòng)范圍小,在運(yùn)動(dòng)員身體關(guān)節(jié)處粘貼Marker球并不對(duì)運(yùn)動(dòng)本身造成過多妨礙。為考察杠鈴的運(yùn)動(dòng),杠鈴桿兩端也被粘貼了Marker球。這樣,整個(gè)反饋系統(tǒng)的Marker球配置共包含了28個(gè)Marker球(直徑為14 mm)。

需要指出的是,在人體運(yùn)動(dòng)過程中由于關(guān)節(jié)處皮膚的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致Marker球的位置偏差,一些學(xué)者推薦采用區(qū)分標(biāo)定Marker與跟蹤Marker的方法對(duì)一個(gè)具體的動(dòng)作對(duì)象實(shí)施靜態(tài)捕捉與動(dòng)態(tài)捕捉兩次測(cè)試,來減小這種偏差[11]。但考慮到快速反饋的時(shí)間要求,同時(shí)也考慮到舉重動(dòng)作本身的運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)較慢的特點(diǎn),圖2所示的Marker球在運(yùn)動(dòng)過程中的這種位置偏差將被忽略。

圖1 抓舉動(dòng)作快速反饋系統(tǒng)的基本工作流程圖Figure 1. The Basic Working Procedures of Quick Feedback System for Snatch Technique

圖2 抓舉動(dòng)作的Marker球配置方案圖Figure 2. The Marker Set Configuration for Snatching Action

圖3 抓舉提鈴階段開始瞬間的Marker球位置分布(前視)圖Figure 3. The Spatial Position of Markers at Onset of Snatching Action(frontal view)

2.3 運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別與數(shù)據(jù)修補(bǔ)

所謂運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別在本研究中就是指根據(jù)抓舉動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,通過計(jì)算機(jī)程序?qū)λ鵐arker球進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別的過程,這個(gè)工作也是本研究最為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。在運(yùn)動(dòng)過程中,由于紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng)本身硬件能力的不足或由于肢體遮擋的原因會(huì)造成Marker球跟蹤中斷,當(dāng)某一Marker球出現(xiàn)跟蹤中斷并再次被捕獲時(shí),采集系統(tǒng)將為其重新開設(shè)新的數(shù)據(jù)通道來紀(jì)錄后續(xù)的數(shù)據(jù),其默認(rèn)的標(biāo)識(shí)名稱也隨之更改,因此,一個(gè)Marker球在運(yùn)動(dòng)過程中可能會(huì)產(chǎn)生多個(gè)數(shù)據(jù)片斷并分散在不同的數(shù)據(jù)通道中,確定所有數(shù)據(jù)通道的Marker球歸屬就是運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別的具體任務(wù)。本研究在模式識(shí)別中所采用的基本方法如下: 1)根據(jù)杠鈴長(zhǎng)度及杠鈴片半徑等參數(shù)尋找杠鈴端點(diǎn)Marker球,并將杠鈴端點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻設(shè)為整個(gè)抓舉動(dòng)作的起始幀(圖3);2)根據(jù)第一階段實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(本研究第一階段的數(shù)據(jù)樣本為30例)建立各Marker球的基本運(yùn)動(dòng)學(xué)特征曲線及相對(duì)位置關(guān)系,通過擬合比對(duì)的方法對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中的Marker球進(jìn)行識(shí)別。在Marker球識(shí)別過程中,剔除“鬼點(diǎn)”(ghost)也是必須的工作。所謂“鬼點(diǎn)”是指除真實(shí)Marker球外,由于紅外線反射異常所形成的冗余點(diǎn),這些點(diǎn)會(huì)給識(shí)別工作造成干擾。剔除“鬼點(diǎn)”的工作分為3次,第1次是在起始幀處,第2次與識(shí)別工作同步進(jìn)行,第3次在識(shí)別工作結(jié)束后。由于“鬼點(diǎn)”并不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),其坐標(biāo)變化微小,因此,可根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)結(jié)合對(duì)其坐標(biāo)的合理性分析來進(jìn)行剔除。在識(shí)別工作完成后,最后一項(xiàng)任務(wù)就是對(duì)缺失的數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ),本研究采用3次樣條插值的方法中斷空白進(jìn)行了數(shù)據(jù)填充。

2.4 反饋指標(biāo)的確定

在對(duì)原始數(shù)據(jù)的后處理中,本研究采用Butterwo rth二階低通濾波器對(duì)所有Marker球的原始三維坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑(截止頻率為10 Hz),測(cè)力臺(tái)數(shù)據(jù)不作平滑處理。采用Dempster等人的人體測(cè)量學(xué)參數(shù)計(jì)算人體重心,線或角運(yùn)動(dòng)的速度參量采用有限差商法計(jì)算得到[10]。

對(duì)于動(dòng)作技術(shù)的快速反饋而言,在篩選指標(biāo)時(shí)不僅要注重指標(biāo)的關(guān)鍵性,并且應(yīng)盡可能地選擇簡(jiǎn)單明了的指標(biāo),這將有利于教練員和運(yùn)動(dòng)員的理解,這一點(diǎn)是影響反饋效果的一個(gè)重要因素。對(duì)于抓舉動(dòng)作,人鈴位置關(guān)系、各關(guān)節(jié)角運(yùn)動(dòng)變化、運(yùn)動(dòng)各階段時(shí)間比等都是常用的運(yùn)動(dòng)學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)[2,3,6,7],對(duì)于動(dòng)力學(xué)指標(biāo),垂直地面反力、對(duì)杠鈴的作用力以及對(duì)杠鈴的輸出功率則能有效反映運(yùn)動(dòng)員發(fā)力特點(diǎn)及專項(xiàng)能力[1,8,9,12]。在查閱有關(guān)抓舉動(dòng)作的生物力學(xué)分析文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本研究確立的主要運(yùn)動(dòng)學(xué)反饋指標(biāo)有:人體重心與杠鈴中心的軌跡線及其水平距離、杠鈴垂直及水平速度、抓舉動(dòng)作過程的各階段時(shí)間分配、膝角-時(shí)間曲線。主要?jiǎng)恿W(xué)反饋指標(biāo)有:垂直地面反作用力、對(duì)杠鈴的作用力和對(duì)杠鈴的輸出功率,其中,對(duì)杠鈴的作用力及輸出功率由杠鈴的質(zhì)量、加速度以及速度指標(biāo)派生獲得。所有上述指標(biāo)及更多的其他相關(guān)指標(biāo)在測(cè)試結(jié)束后都被保存成表格形式的數(shù)據(jù)文件,可選擇性打印輸出。

3 測(cè)試結(jié)果

通過第一階段的實(shí)驗(yàn),在完善反饋系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本研究又進(jìn)行了第二階段的實(shí)用測(cè)試,對(duì)2名舉重運(yùn)動(dòng)員的20次抓舉動(dòng)作的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)反饋。測(cè)試結(jié)果表明,本研究所建立的快速反饋系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別方面準(zhǔn)確無誤,并能實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)性,從運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作結(jié)束至輸出反饋結(jié)果只需大約10 s,反饋結(jié)果直接輸出到大屏幕顯示器上。為了比對(duì)反饋速度,本研究特意對(duì)手工輸出測(cè)試結(jié)果所需的時(shí)間進(jìn)行了測(cè)算,結(jié)果表明,即使是熟練的操作人員對(duì)一次抓舉動(dòng)作的數(shù)據(jù)整理與輸出也至少需要15 min。圖4為第二階段實(shí)驗(yàn)中男性運(yùn)動(dòng)員在抓舉80kg時(shí)的快速反饋界面,反饋所輸出的三維人體棍圖及各項(xiàng)指標(biāo)能被運(yùn)動(dòng)員很好地理解與接受,特別是三維棍圖的實(shí)時(shí)再現(xiàn)(可從任意視角觀察)能有效幫助運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)確把握對(duì)該次抓舉動(dòng)作的技術(shù)感知,運(yùn)動(dòng)棍圖中也同步繪出人體重心與杠鈴中心的運(yùn)動(dòng)軌跡線。運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)指標(biāo)曲線反饋結(jié)果可通過工具欄中的標(biāo)簽按鈕進(jìn)行切換觀察,運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)曲線(圖4A右側(cè))從上至下分別為:杠鈴中心點(diǎn)垂直及水平速度、“兩心”(人體重心與杠鈴中心的)水平距離、各階段時(shí)間分配、右膝關(guān)節(jié)角度(對(duì)稱性原因,只取一側(cè))。動(dòng)力學(xué)指標(biāo)曲線(圖4B右側(cè))從上至下分別為:垂直地面反作用力、對(duì)杠鈴的作用力及對(duì)杠鈴的輸出功率值,所有指標(biāo)的數(shù)值顯示均與運(yùn)動(dòng)棍圖同步。綜合相關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合圖4中的指標(biāo)曲線圖并參考其他受試者的結(jié)果表現(xiàn),可以大致對(duì)該運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行如下的簡(jiǎn)要評(píng)判:該運(yùn)動(dòng)員的引膝提鈴動(dòng)作(第二階段)不夠明顯,表現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)角度的第一峰值與第一谷值在數(shù)值上很接近(其他運(yùn)動(dòng)員在引膝時(shí)均有一個(gè)明顯的下蹲動(dòng)作),這也造成了杠鈴垂直速度在此階段沒有出現(xiàn)下降的現(xiàn)象,而是持續(xù)增大。另外,該運(yùn)動(dòng)員的“兩心”水平距離尚顯不夠接近,且第一谷值出現(xiàn)在發(fā)力階段(第三階段),而其他運(yùn)動(dòng)員的這個(gè)谷值均出現(xiàn)在引膝提鈴結(jié)束時(shí)刻(第二階段末)。對(duì)于杠鈴中心與人體總重心的空間位置關(guān)系,有研究表明,優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員可出現(xiàn)杠鈴軌跡線穿越重心軌跡線的現(xiàn)象,但該運(yùn)動(dòng)員包括其他3名受試者的所有試舉過程中均未見這種情況。

在動(dòng)力學(xué)方面,結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道并對(duì)所有受試對(duì)象的反饋結(jié)果進(jìn)行比較后可知,該運(yùn)動(dòng)員的垂直地面反作用力曲線在騰空(力值迅速降為零)結(jié)束后形成支撐時(shí)所達(dá)到的第二峰值偏小,反映出該運(yùn)動(dòng)員下支撐能力尚待加強(qiáng),這從膝關(guān)節(jié)角度曲線及對(duì)杠鈴作用力曲線中也可以得到反映,表現(xiàn)為屈膝過于迅速(離心能力不足),杠鈴失重較大。需要指出的是,隨杠鈴重量的上升,所有運(yùn)動(dòng)員均會(huì)表現(xiàn)出這種趨勢(shì)。因此,更具意義的工作是在同一杠鈴重量水平下對(duì)不同運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)進(jìn)行比較。鑒于本研究的重點(diǎn)在于反饋系統(tǒng)的建立,因此,本研究不再對(duì)各受試者的抓舉動(dòng)作本身進(jìn)行過多的技術(shù)分析和診斷。

圖4 抓舉動(dòng)作快速反饋系統(tǒng)界面圖(A圖與B圖的指標(biāo)曲線分別為運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)結(jié)果)Figure 4. The Interface of the Quick Feedback System for Snatching (curves in A and B are the kinematics and kinetics parameters results respectively)

除了在交互界面上觀察反饋指標(biāo)外,所有可計(jì)算得到的指標(biāo)均可通過對(duì)話框選擇性輸出,包括各特征時(shí)刻的各種關(guān)節(jié)角(髖、膝、踝及軀干)、兩心距離、杠鈴運(yùn)動(dòng)速度、做功及功率等指標(biāo)并備注運(yùn)動(dòng)員姓名及抓舉重量,表1選擇性提取了若干指標(biāo)以示說明,數(shù)據(jù)來源仍為圖4中的運(yùn)動(dòng)員(表中與時(shí)間有關(guān)的參量均以動(dòng)作總時(shí)間的百分比表示)。

表1 抓舉指標(biāo)選擇匯總一覽表Table 1 The Technique Parameters of the Snatch Action

4 討論與展望

對(duì)人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)量、分析和評(píng)價(jià)是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的一項(xiàng)重要工作。在某些情況下(運(yùn)動(dòng)員技術(shù)診斷或病患行為能力評(píng)估等),測(cè)試結(jié)果的反饋速度是影響其應(yīng)用性的一個(gè)重要因素。在本研究的第二階段測(cè)試過程中,運(yùn)動(dòng)員可以實(shí)時(shí)看到自身動(dòng)作的反饋結(jié)果,在工作人員對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行解釋后,運(yùn)動(dòng)員很快便能理解自身技術(shù)的特點(diǎn)以及存在的技術(shù)缺陷。在測(cè)試過程中,當(dāng)加大杠鈴重量出現(xiàn)試舉失敗時(shí),運(yùn)動(dòng)員通過觀察反饋結(jié)果也能很快找出導(dǎo)致失敗的主要運(yùn)動(dòng)學(xué)原因。這種動(dòng)作技術(shù)的快速反饋機(jī)制能有效幫助運(yùn)動(dòng)員建立準(zhǔn)確的動(dòng)作技術(shù)感知,這對(duì)于技術(shù)學(xué)習(xí)或技術(shù)改進(jìn)無疑將起到良好的輔助作用。

由于本系統(tǒng)是建立在紅外光點(diǎn)捕獲系統(tǒng)的硬件平臺(tái)之上的,而此類硬件系統(tǒng)價(jià)格較為昂貴,從應(yīng)用的可行性角度考慮,可采用的一種折衷方案是專業(yè)運(yùn)動(dòng)隊(duì)通過技術(shù)訓(xùn)練營(yíng)的方式與有條件的實(shí)驗(yàn)室合作,安排1～2周的針對(duì)性技術(shù)訓(xùn)練課,在快速反饋系統(tǒng)協(xié)助下完成既定的技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)。

對(duì)于本研究所開發(fā)的反饋系統(tǒng),也需要在將來的進(jìn)一步應(yīng)用中不斷完善,可改進(jìn)的方面包括:設(shè)計(jì)便于運(yùn)動(dòng)員穿戴的Marker球定位方案(比如將Marker球固定于彈性護(hù)具上)、反饋指標(biāo)可根據(jù)運(yùn)動(dòng)員個(gè)體特征進(jìn)行定制、正確動(dòng)作與錯(cuò)誤動(dòng)作的對(duì)照疊加反饋等等。

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Quick Feedback of Snatch Techn ique Based on Infrared Motion Capture System

WU Xie

Objective:The aim of this study is to develop a quick feedback system for snatch technique based on infrared motion cap ture system.Methods:the real-time 3D kinematics data of markers and GRF signals were collected synchronously w ith V ICON system and impo rted to motion pattern identify p rocedure.After all markers were identified and all data gaps were filled w ith cube spine interpolation,the 3D stick figure and a series of technique parameters during snatching is p resented by quick feedback system directly.Results:the feedback test on 20 trials of two elite weightlifters show s the quick feedback system developed in this study can identify the snatch action accurately just in few seconds and meet the need of training p ractice quite well.Conclusions:Developing a quick feedback system based on infrared mo tion cap ture system is a p racticable and wo rth p romoting solution for motion analysis.

w eight lif ting;snatch technique;infrared motion capture system;quick feedback

G804.6

A

1000-677X(2010)08-0073-04

2010-01-25;

2010-07-10

上海市教委科研創(chuàng)新項(xiàng)目(08YZ131)。

伍勰(1972-),男,浙江瑞安人,副教授,博士,研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)技術(shù)分析,Tel:(021)51253239,E-mail:w uxie1115 @yahoo.com.cn。

上海體育學(xué)院,上海200438 Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China.