如何使滑冰和滑雪运动更准确?运动员如何在没有雪的季节进行冬季运动训练?为了帮助为即将到来的北京2022年冬季奥运会做好准备，并改善冬季运动的训练设施，近年来，中国一直在稳步实施一项国家研发项目，其中一些项目是由北京理工大学(BIT)牵头的。某些高科技的应用已帮助运动员在冰雪上更快，更强壮。高精度摄像机在北京的一个溜冰场上，BIT光学与光子学院的刘明副教授带领他的团队测试了几天的设备。通过图像采集设备和高性能相机，可以收集并分析溜冰者的动作。刘先生负责的速滑运动分析项目，旨在通过“平移倾斜缩放运动轨迹获取和运动捕获系统”和“溜冰场全景”来分析速滑，短道速滑和花样滑冰的运动轨迹和动作。视频采集和滑冰轨迹测量系统”。该项目不仅关注并分析单个运动员的运动轨迹，而且还可以一次分析多个运动员的运动。“我们的系统可以通过连续的变焦跟踪特写和全景采集来记录运动员的运动过程。然后，我们分析运动员的运动和轨迹，合理地控制运动过程，并帮助运动员进行科学的训练，”刘说。该设备最显着的特点是应用了平移倾斜变焦技术来测量运动。运动员不需要可穿戴设备。即使运动覆盖了溜冰场的整个区域，该设备仍可以准确地获取其运动数据。两台全景相机的分辨率为每帧25百万像素，帧速率为每秒160帧，适用于多人运动轨迹分析。刘说，他的团队将改善和升级系统，增加采集槽的数量和图像分辨率，以使结果更加准确。他补充说：“我们希望我们的设备和产品能尽快用于冬季运动的教学和训练，甚至田径比赛，以提高运动员的表现，这是我们最大的荣耀!”通过3D模型模拟滑雪胜地在BIT的光学与光子学院，负责“冬季场景的3D感知和重建技术”项目的张海阳副教授介绍了一种由3D激光雷达扫描系统构建的模拟奥林匹克滑雪场。该项目以3D扫描奥林匹克滑雪胜地和周围环境，获取了大量的点云数据，然后生成3D模型。该团队可以为室内滑雪训练模拟系统提供轨迹的三维几何数据，从而使运动员和训练平台的相对运动符合真实的滑动状态。此外，还可以提供赛道周围的虚拟场景，以帮助运动员实时直观地看到周围的环境。“我们测量跳台滑雪，高山滑雪，越野滑雪和冬季两项比赛的数据，然后使用VR技术显示该站点的信息。借助运动员的轨迹系统数据，我们将模拟站点的显示应用于室内训练，”他说。张为了收集足够的野外数据来模拟不同的环境，研究小组访问了北京，河北和吉林省的数个度假胜地，以使用UAV负载激光雷达扫描系统扫描数据并进行测试。据研究人员称，该系统难以在摄氏零下20度的温度下运行，这迫使该团队使用适合低温环境的不同类型的无人机。此外，团队还开发了运动员运动捕捉和轨迹跟踪系统，可以实时捕捉运动员的姿势，还可以跟踪运动员的位置，加速度，速度等信息。张说：“我们的系统已经被国家队使用，可以帮助减少伤病，提高运动员的训练效率，并为教练提供技术支持。”全季节滑雪在BIT自动化学院的一个实验室中，曹宏庆戴上可穿戴传感器，然后踩到12米长的钢制滑动平台上的模拟雪橇，并在巨大的电子屏幕上迅速朝着滑雪场滑动，以纪念该产品的发布。 “室内多自由度模拟滑雪训练系统”。作为系统研究小组的成员，这位24岁的毕业生此前曾接受过滑雪训练，只是为了亲自测试这种室内滑雪训练设备的功能。曹说：“我们主要在滑动平台上进行旋转运动。在该平台上进行训练很费力，但可以通过类似的真实步道体验来达到滑雪训练目标。”该研究项目主要为高山滑雪和越野滑雪运动员提供室内模拟滑雪训练设备，以提高包括旋转和滑动在内的动作训练效率。同时，在滑雪训练平台上设置模式识别和姿势测量系统可以获取和分析运动员的运动数据，从而有助于指导科学训练。项目负责人刘向东(也是自动化学院的教授)解释说，这套设备可以在所有季节进行室内滑雪训练，从而使运动员受益。他说：“平台上的最高滑雪速度可以达到约100 km / h。”运动员关节上的17个传感器也可以帮助测量他们的姿势，教练可以参考这些姿势进行评估。运动员还可以通过高度，倾斜度和偏斜度的变化从不同角度训练。刘说，其中一些设备也已用于国家队的训练中。他补充说：“随着北京冬季奥运会的临近，我希望我们的研究成果能够促进运动员的训练，并帮助他们提高在奥运会中的表现并为中国赢得荣誉。” 端粒