《運動員訓(xùn)練質(zhì)量監(jiān)測與診斷系統(tǒng)》方案

1、運動員訓(xùn)練質(zhì)量監(jiān)測與診斷系統(tǒng)開發(fā)方案一、系統(tǒng)說明空軍學(xué)員訓(xùn)練質(zhì)量監(jiān)測與診斷系統(tǒng) 是一款面向空軍學(xué)員軍事訓(xùn)練與考 核的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)首先利用感應(yīng)技術(shù)、熱成像技術(shù)等，來采集學(xué)員在訓(xùn)練過程中的人體 參數(shù)、運動參數(shù)等，然后通過藍(lán)牙把采集數(shù)據(jù)傳送到手機，又通過移動通信技 術(shù)傳送到云端（即服務(wù)器） 。采集的數(shù)據(jù)可以在手機上查詢、 呈現(xiàn)，呈現(xiàn)形式有人體熱圖、 肢體節(jié)點圖、 視頻回放、動態(tài)圖、靜態(tài)圖、數(shù)據(jù)統(tǒng)計表、柱狀圖、餅狀圖等。采集的數(shù)據(jù)通過一定算法（模型）處理，可以診斷出學(xué)員的訓(xùn)練錯誤，如 動作姿勢不正確、動作頻率快或慢、動作幅度大或小、人體有缺陷或損傷、能 量在訓(xùn)練過程分配不當(dāng)、呼吸不正確、運動軌跡

2、不科學(xué)等等，并提供改進(jìn)方法 與方案。二、系統(tǒng)組成空軍學(xué)員訓(xùn)練質(zhì)量監(jiān)測與診斷系統(tǒng)由監(jiān)測端、手機APP端、云服務(wù)器端（云端）組成。1、監(jiān)測端： 負(fù)責(zé)采集學(xué)員在訓(xùn)練過程中的人體參數(shù)、運動參數(shù)、環(huán)境參 數(shù)等，如智能鞋墊、智能手環(huán)、心臟監(jiān)測器、血液監(jiān)測器、體溫監(jiān)測器等穿戴 安放在人體身體上的監(jiān)測器，還有熱成像儀、攝像機、風(fēng)速儀、溫度計、氣壓 計等。監(jiān)測端監(jiān)測的參數(shù)如：運動軌跡、動作軌跡、姿勢、距離、時速、配速、 步頻、步幅、步頻、卡路里消耗、體重、血糖、血粘、血壓、血氧、肌酸、肌 脂比、排汗量、汗液成分、心率、肺活量、呼吸頻率、食物攝入、體表熱濕度、 睡眠深度、腳底壓力分布、環(huán)境溫度、風(fēng)速、坡度、空氣含

3、氧量等。這些參數(shù) 有些是直接測量出來的，有些是通過其它參數(shù)計算得來的。2、手機端（ APP）： 負(fù)責(zé)接收和存儲監(jiān)測端發(fā)來的采集數(shù)據(jù)，并發(fā)送給云 服務(wù)器（云端）；同時能夠以我種呈現(xiàn)形式，向教官、學(xué)員提供查詢、統(tǒng)計、回 放、診斷結(jié)果、改進(jìn)方法等應(yīng)用。3、云端（服務(wù)器）：云端的功能主要有三個：（1）存儲數(shù)據(jù)：將手機發(fā)來的訓(xùn)練數(shù)據(jù)存儲起來，供診斷、統(tǒng)計、決策 等之使用。（2）診斷：教官、學(xué)員通過手機APP提交診斷要求，通過一定的算法（模 型）對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，診斷出學(xué)員在訓(xùn)練過程中的各種不當(dāng)、缺陷，并做 出改進(jìn)方案；診斷結(jié)果、改進(jìn)方案發(fā)送到手機端（ APR,供教官、學(xué)員閱看參 考。（ 3）決策：訓(xùn)練

4、基地領(lǐng)導(dǎo)、參謀部門,可能通過歷史數(shù)據(jù)、歷史診斷等, 發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練方法、訓(xùn)練基地環(huán)境、訓(xùn)練日程等方面的缺點,挖掘?qū)W員訓(xùn)練潛力, 改進(jìn)訓(xùn)練方案,創(chuàng)造訓(xùn)練技術(shù)等。三、APP功能模塊APP功能模塊主要有三類：訓(xùn)練管理類、訓(xùn)練監(jiān)測與診斷類、社交交流類。1、訓(xùn)練管理類模塊：（ 1）訓(xùn)練方案：訓(xùn)練的宗旨、技術(shù)目標(biāo)、訓(xùn)練項目與時間計劃、管理制 度、人員安排（管理、教練、醫(yī)療、后勤保障等） 、場地與器械安排、營養(yǎng)計劃 等。2）訓(xùn)練管理：手機簽到、訓(xùn)練評價、個人訓(xùn)練完成程度、總體傷損登 記等。（3）訓(xùn)練總結(jié)：階段性總結(jié)、總結(jié)、建議等。2、訓(xùn)練監(jiān)測與診斷類模塊：（1）俯臥撐訓(xùn)練模塊（2）仰臥起坐訓(xùn)練模塊（3）百米跑訓(xùn)練

5、模塊（4）五公里越野跑訓(xùn)練模塊（5）引體向上訓(xùn)練模塊（6）深蹲訓(xùn)練模塊（7）翻越訓(xùn)練模塊（8）離心機訓(xùn)練模塊（9）跳傘臺訓(xùn)練模塊等等。（這些訓(xùn)練項目具體再定?。┟總€訓(xùn)練模塊都有監(jiān)測方案、監(jiān)測啟停、監(jiān)測情況、監(jiān)測診斷與改進(jìn)等。 監(jiān)測方案：提示本項目訓(xùn)練，需要使用什么監(jiān)測器具、如何穿戴安放這些監(jiān) 測器具。監(jiān)測啟停：啟動監(jiān)測數(shù)據(jù)采集過程和停止監(jiān)測數(shù)據(jù)采集過程。監(jiān) 測情況：通過手機了解訓(xùn)練情況，訓(xùn)練情況通過人體熱圖、肢體節(jié)點圖、視頻 回放、動態(tài)圖、靜態(tài)圖、數(shù)據(jù)統(tǒng)計表、柱狀圖、餅狀圖等形式呈現(xiàn)。3、社交交流類模塊：（ 1）社交模塊：面向朋友圈。（ 2）交流模塊：面向內(nèi)部教官、學(xué)員，交流訓(xùn)練心得、技術(shù)、要

6、領(lǐng)等。（ 3）專家模塊：訓(xùn)練專家咨詢、人工診斷、專家建議等四、建設(shè)與開發(fā)內(nèi)容1、設(shè)計與制造監(jiān)測端如：智能鞋墊、智能手環(huán)、心臟監(jiān)測器、血液監(jiān)測器、體溫監(jiān)測器的設(shè)計,與向工廠定制。2、開發(fā)手機APR云端系統(tǒng)（1）開發(fā)具備上述三類模塊的手機 APR（2）開發(fā)具備診斷、提出改進(jìn)方案的云端程序。3、搭建云端（1）購買服務(wù)器，并安裝系統(tǒng)。（2）購買云端接入互聯(lián)網(wǎng)的專線。（1）（2）也可用購買云空間替代。支持小米手環(huán)、小米體重秤可查看小米手環(huán)、體重秤為你記錄的每天運動、睡眠、卡路里消耗、體重信息。支持李寧智能跑鞋可查看步頻數(shù)據(jù)及前腳掌著地數(shù)據(jù)，幫助改善跑步習(xí)慣。智能為小米手環(huán)設(shè)置智能鬧鐘，通過手環(huán)震動你起床

7、，不再打擾身邊的人。來電提醒為小米手環(huán)設(shè)置來電提醒，來電時手環(huán)自動震動，手機在包里也不會錯過來電。屏幕解鎖當(dāng)小米手環(huán)靠近手機時，按下手機電源鍵即可瞬間解鎖手機屏幕，不再需要輸入密碼（需要 安卓手機或安卓系統(tǒng)小米手機）。記錄跑步軌跡實時監(jiān)測軌跡、距離、時速、配速、步頻、卡路里消耗。低于設(shè)置的配速，小米手環(huán)可振動 提醒。還可提醒你跑步的進(jìn)度。PK運動排名接入微信、綁定手機后即可與好友 PK每日的運動排名。支持應(yīng)用可以將運動、睡眠、熱量消耗、體重數(shù)據(jù)同步到健康應(yīng)用，讓你更全面的了解健康狀況 專業(yè)服務(wù)小米運動與專業(yè)的第三方機構(gòu)合力為用戶帶來更專業(yè)的服務(wù)。實驗室更多的功能會這里，目前已有:跳繩、仰臥起坐

8、，更多酷炫功能工程師正在努力開發(fā)中。針對體育運動的自動分類和運動員隱私問題，提出一種基于熱成像數(shù)據(jù)與 Fisher線性判別（FLD） 的分類方法首先，通過熱成像相機獲取10min的運動視頻片段然后，對于每一幀,通過單應(yīng)性矩陣 將其轉(zhuǎn)換為三維世界坐標(biāo)系，并通過像素占比來檢測運動員的位置 ，標(biāo)記為一個熱點接著，將所有 幀中的運動員熱點進(jìn)行累積，形成運動熱圖最后,利用主成分分析對熱圖進(jìn)行降維,利用Fisher線 性判別對熱圖進(jìn)行分類實驗結(jié)果表明，對于預(yù)設(shè)的5種運動類型,該方案具有較高的正確分類率.采用遠(yuǎn)紅外熱成像技術(shù)監(jiān)測運動效果，無損實時考察人體局部溫度與運動量之間的關(guān)系。方法：設(shè)計定量負(fù)荷和最大負(fù)荷上肢負(fù)重力量訓(xùn)練實驗，雙手持重物同時向前上方舉起直至與視線平行，每10次動作為1組，每組實驗后采集被試正背面上半身及左右側(cè)面的紅外熱圖數(shù)據(jù)，結(jié)合人體二維解剖學(xué)結(jié)構(gòu)圖譜進(jìn)行定性分析，解讀運動發(fā)力肌群表面溫度動態(tài)變化。利用計算機圖像處理技術(shù)，計算人體正面肱二頭肌及-角肌部位體表溫度統(tǒng)計特征值，包括最低溫度Min、最高溫度Max、平均溫度Avg以及標(biāo)準(zhǔn)差Std。為實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化分析，最大負(fù)荷實驗采用局部與上軀體的溫度差進(jìn)行體表溫度與運動量關(guān)系的量化計算。 結(jié)果顯示：隨著