可穿戴設(shè)備在定向越野中的應(yīng)用與發(fā)展

黃苑玲 周乃潤 鄒小駒 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，越來越多資源投入到可穿戴設(shè)備中?？纱┐髟O(shè)備為體育教學(xué)、訓(xùn)練、比賽提供了更科學(xué)的監(jiān)測、更高效、更便捷的支持和幫助。時下最流行的智力型運動——定向越野，需要“準(zhǔn)確讀圖、指北針使用、路線選擇”等技能，在盡可能短的時間內(nèi)尋找并沿著最佳路線穿越未知地帶。所以定向越野需要借助更多的科技力量，以提高定向越野教學(xué)、訓(xùn)練及競賽水平，簡化賽事組織工作，保障運動安全，同時提高賽事的觀賞性。

本文以可穿戴設(shè)備的特征和關(guān)聯(lián)如何在定向越野中得到更好應(yīng)用，做出相關(guān)的闡述和分析，旨在提高定向越野教學(xué)、訓(xùn)練水平以及促進(jìn)定向越野發(fā)展。

一、定向越野與可穿戴運動設(shè)備的關(guān)系

定向越野需借助地圖和指北針，在盡可能短的時間內(nèi)徒步到訪若干個檢查點的一項集智能與體能于一體的體育運動。可穿戴設(shè)備是指采用獨立操作系統(tǒng)，并具備系統(tǒng)應(yīng)用、可擴(kuò)展的、由人體佩戴的、實現(xiàn)持續(xù)交互的智能設(shè)備[1]。定向越野常在地形多變及路線復(fù)雜的野外、森林等環(huán)境中進(jìn)行，需具備一定的體能與大量識圖技能；參賽者在比賽中需要穿越未知地帶具有一定的不可預(yù)知的風(fēng)險。

本文的可穿戴設(shè)備包括硬件與軟件，其中硬件指可穿戴智能產(chǎn)品，包括運動手環(huán)、手表、GPS 等；軟件則指智能手機(jī)運動類或定向越野APP、戶外安全系統(tǒng)等。以上設(shè)備主要通過傳感器對用戶運動情況和健康狀況作出記錄和評估，大部分設(shè)備需要與智能終端設(shè)備連接相應(yīng)的APP 或第三方平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)與分析，能呈現(xiàn)運動軌跡、GPS 定位、競賽成績、體能監(jiān)測以及技術(shù)指導(dǎo)的數(shù)據(jù)依據(jù)，有助于提升定向越野的教學(xué)與訓(xùn)練水平、提高成績、保障參賽者的人身安全以及有利于賽事直播與提高觀賞性。

二、可穿戴設(shè)備在定向越野中的應(yīng)用

定向越野運動的教學(xué)、訓(xùn)練以及比賽中利用手機(jī)APP、GPS 定位以及運動手環(huán)等可穿戴設(shè)備對定向越野運動過程中進(jìn)行個人定位檢測、運動軌跡記錄、運動距離測定、心律檢測等。國內(nèi)有研究表明，智能監(jiān)測設(shè)備具有便攜性、科學(xué)性呈現(xiàn)的可視覺化直觀性、數(shù)據(jù)監(jiān)控的精確性、時尚化以及實時性等優(yōu)點，有利于教學(xué)、訓(xùn)練以及競賽的開展[2–3]。

（一）可穿戴設(shè)備有助定向體能訓(xùn)練監(jiān)測

定向越野要求參與者在維持一定的跑速的同時，以最少的體能消耗、最快的速度完成比賽；因此，合理的體能分配、速度以及距離感都是參與者體能狀況的影響因素。

可穿戴設(shè)備（如手機(jī)APP 或運動手環(huán)）可根據(jù)運動距離、時間、軌跡等數(shù)據(jù)進(jìn)行運動量監(jiān)控；可以根據(jù)心率、全程配速、平均速度等數(shù)據(jù)圖分析運動員的體能狀況監(jiān)控。同時，計時功能可隨時顯示跑動配速，改變了教練員以秒表為工具的傳統(tǒng)計時方式，運動員能夠隨時掌握自身的跑動配速，及時調(diào)整跑動速度并調(diào)整體能分配，有效提高了教學(xué)、訓(xùn)練與比賽的工作效率。國內(nèi)研究表明，可穿戴設(shè)備能夠全面、準(zhǔn)確收集運動者的運動效率、健康信息等有效數(shù)據(jù)，有助于建設(shè)學(xué)生體育數(shù)據(jù)庫，便于組織者對運動者進(jìn)行運動強(qiáng)度及體能監(jiān)控[4]。在教學(xué)過程中，教師、學(xué)生可以通過可佩戴設(shè)備收集的信息得到實時反饋與評價，通過對比分析，總結(jié)自身體能的優(yōu)劣[5]，為制定更科學(xué)的體能訓(xùn)練方案提供數(shù)據(jù)支持。

（二）可穿戴設(shè)備運動軌跡呈現(xiàn)功能有利于優(yōu)化路線選擇

定向越野屬于一種識圖類的間歇性競速活動，要求運動員根據(jù)圖示到訪每個檢查點（參與者在途中需要多次看圖或定向）；因此，合理的路線選擇直接影響到競賽成績。正確選擇比賽路線是定向比賽頭等重要的，選擇最佳路線是比參與者體能更高層次的定向技能[6]。

傳統(tǒng)的定向點簽計時器能自動儲存記憶運動時間、成績匯總與排序，但是缺少運動軌跡呈現(xiàn)功能。在訓(xùn)練或比賽過程中，教練員無法及時了解、掌握運動員的路線選擇，只能通過運動員所用時間及運動員的口頭描述來進(jìn)行分析，教練員無法對運動員在找點的過程中出現(xiàn)的問題給予及時指導(dǎo)。

可穿戴設(shè)備具有較精確的運動軌跡呈現(xiàn)功能，參賽者、教師能夠清晰地看到整個參賽過程，結(jié)合地圖及運動軌跡圖得出其在跑動過程中是否做到路線最優(yōu)化。突破傳統(tǒng)的以經(jīng)驗進(jìn)行分析的壁壘，同時經(jīng)常使用運動軌跡呈現(xiàn)功能，通過自我對比、相互對比，相近分析在比賽中的優(yōu)缺點，有效提升參與者識圖能力、路線選擇能力和競賽水平，使得賽后總結(jié)更有科學(xué)依據(jù)。

（三）可穿戴設(shè)備定位功能有助于保障運動者人身安全

由于定向越野自身的特點，對定向教學(xué)、比賽場地的選擇有特殊的要求；地形多變，線路復(fù)雜，路面情況等存在不確定性，運動員要長時間在不熟悉的地形和環(huán)境中奔跑，在運動中存在著許多不確定的風(fēng)險因素。如遇上極端天氣、突發(fā)緊急身體狀況或者迷失方向[7]。

可穿戴設(shè)備具備GPS 定位功能，實時安全監(jiān)控（實時監(jiān)控運動員軌跡動態(tài)，偏離預(yù)定范圍可馬上發(fā)出安全警官）可以清晰的看到運動員實時位置，利用實時定位可以確保運動員的安全。一旦發(fā)生突發(fā)事件時，能夠“一鍵SOS 求救”及時發(fā)出求救信號，有利于救援工作的及時開展，大幅度降低運動風(fēng)險。

（四）可佩戴設(shè)備有助于提升定向越野教學(xué)效果

在傳統(tǒng)的定向教學(xué)中，教師需要從制定地圖、路線設(shè)計、打印地圖、場地布置、發(fā)放與回收指卡和地圖、恢復(fù)場地等各項流程，場地大、備課耗時長和過于繁瑣的組織實施過程嚴(yán)重影響教學(xué)效果與工作效率。

可穿戴設(shè)備中的定向越野APP 包含地圖導(dǎo)覽模塊（地圖顯示，路線記錄）、信息采集模塊（點標(biāo)信息）、信息統(tǒng)計上傳模塊（成績統(tǒng)計）和服務(wù)器終端（排名）四大模塊。操作者可將點標(biāo)信息設(shè)計成二維碼并放置在所要找尋的坐標(biāo)處，參與者可以利用定向APP 中的掃碼器掃描二維碼，獲取該點標(biāo)信息，并可以進(jìn)行保存、上傳等操作，每次打卡都包含打卡時間和點標(biāo)等重要信息。完成所有的點標(biāo)采集后，將采集信息通過WIFI 上傳至服務(wù)器——智能評價，能夠?qū)Τ煽冞M(jìn)行有效分析[8]。定向越野APP 為教學(xué)與訓(xùn)練提供有力的技術(shù)保障。

教師利用定向APP 特有的功能，簡化教學(xué)過程，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容；例如點標(biāo)信息設(shè)置（制定地圖、路線設(shè)計、打印地圖），體能檢測，學(xué)習(xí)效果監(jiān)測。教師能夠進(jìn)行學(xué)習(xí)成績匯總與分享，給予及時的反饋、指導(dǎo)，有效提升教學(xué)效率，促進(jìn)教學(xué)反饋、優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)。教師還可以通過定向APP 對學(xué)生進(jìn)行實時的課外監(jiān)督與訓(xùn)練，設(shè)計個性化教學(xué)，有效培養(yǎng)學(xué)生參與定向活動的興趣。

（五）可佩戴設(shè)備實現(xiàn)實時追蹤定向賽事

定向越野比賽場地大而復(fù)雜，運動員出發(fā)比賽后教練員和觀眾往往無法觀看到比賽的全過程，對運動員的參賽情況也一無所知?？纱┐髟O(shè)備GPS 可接收并記錄參賽選手比賽中實時運動軌跡，可結(jié)合賽事直播使用，在解說賽事的同時展示運動軌跡畫面，通過信號發(fā)射到服務(wù)器的技術(shù)進(jìn)而實現(xiàn)賽事電視及互聯(lián)網(wǎng)的同步播放，還可以提供賽事回顧，讓比賽更具觀賞性，有利于推廣比賽。隨著GPS 技術(shù)的發(fā)展，使得定向運動在傳播推廣方面有了全新的發(fā)展方向，觀眾及定向愛好者可以欣賞到定向比賽中激烈對抗、充滿懸念等特點，還可以讓更多的定向愛好者學(xué)習(xí)優(yōu)秀選手的定向技術(shù)和理念[9]。

（六）微賽、定向越野APP 開啟智能化報名系統(tǒng)、參賽系統(tǒng)

微賽是一個依靠成熟的系統(tǒng)構(gòu)建的互聯(lián)網(wǎng)平臺，可根據(jù)賽事報名組別多且參賽形式多樣復(fù)雜的特性，為賽事打造一套極具有針對性的智能化報名服務(wù)系統(tǒng)。微賽可為定向越野賽事定制智能化報名系統(tǒng)，賽前線上實名制報名、線下電子二維碼核銷身份、物品領(lǐng)取——賽中運動軌跡追蹤——賽后物品回收、成績一鍵查詢與分享，為選手后續(xù)的自身綜合評定與科學(xué)訓(xùn)練提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。深圳市定向運動協(xié)會辛延軍會長指出，參賽者通過定向APP 進(jìn)行自助報名、自助參賽，有效避免特殊時期大規(guī)模人員聚集，同時實現(xiàn)定向越野的智能化[10]。

三、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

可穿戴設(shè)備作為信息化科技產(chǎn)品，具有體能監(jiān)測、運動軌跡呈現(xiàn)、GPS 定位、競賽成績以及提供訓(xùn)練參考數(shù)據(jù)，有助于定向越野活動的體能訓(xùn)練、專項技術(shù)教學(xué)、提高競賽成績、保障參賽者的人身安全以及有利于賽事直播與觀賞性。

（二）建議

將可穿戴設(shè)備運用于定向越野中是信息技術(shù)與當(dāng)代體育相結(jié)合的主流趨勢。將各類可穿戴設(shè)備的優(yōu)勢功能整合，融合于一體，創(chuàng)造出更加便捷、性價比更高、更加優(yōu)質(zhì)的可穿戴設(shè)備，滿足定向越野的智能化發(fā)展是當(dāng)代信息技術(shù)的發(fā)展方向。