两种运动数据平滑方法的比较

(一)数据平滑的重要性在体育科学研究中广泛使用电影摄影(或高速摄影)的方法来获取人体运动的位移数据,并在此基础上计算速度和加速度(即位移数据对时间的一阶、二阶导数值)。但是,由于摄影过程和从影片上进行测量的过程中各种随机误差的影响,我们最后所得到的原始测量数据f(t)并不等于实际位移的真实值(称为真实信号E(t)),而是误差成分ε(t)(称为噪音)和E(t)二者叠加的结果。参看图1,     

数据平滑的理论基础和方法

本文对运动生物力学研究中的常规数据平滑方法的理论基础做了探讨。在此基础之上，论述了各种平滑方法的应用范围和优缺点，为使用者提供了参考意见。     

影片数据平滑的研究——对数字过滤法(Butter worth filter)的改进

在运动生物力学研究中,摄影方法是应用最为广泛的方法。人们不但可从影片分析中得到有关人体运动位置—时间数据,而且还可以由此进而导出速度与加速度等重要的运动学参数。但由于摄影机的震动,影片分析仪放映机的震动,影片的畸变性等原因,使从影片中得到的原始位置—时间数据,包含着一定的高频无序性误差。由于这些误差的存在严重地影响了运动学分析的可靠性。为了减少这种高频误差的干扰,人们曾先后采用过多种数据平滑方法,到目前为止,最为人们所重视的方法是数字过滤法。为了改变波形及进行信号处理,数字过滤     

求环节角速度的新方法及速度误差判别方法

人体运动是复杂的运动,但在运动中有相当大的一部分可抽象为做平面运动。高速摄影或高速录象的分析就是基于平面运动的理论进行的。在选定坐标系后,通过对关节点为测量和离散数学方法完成关节点的速度、加速度及运动环节角速度和角加速度的分析。一般在分析之前要对测得的关节点坐标进行平滑化处理来减少测量的随机误差。尽管这样用平滑后的关节点坐标为原始数据进行运动学量分析,有的运动学量的结果也不尽人意。一般关节点速度大家公认结果可用,而加速度结果含误差较大,对其结果持不可信态度。这只是可信度的认可但没有确定误差大小的判别     

数据平滑对运动学数据中极值的影响——以数字低通滤波法为例

在进行人体运动动作的运动学影象分析中 ,数据平滑是必不可少的数据处理方法。一些研究对平滑程度的选取随意性较大。本研究通过对实验数据进行不同程度的平滑结果的比较 ,考察其对运动学参数极值的影响程度 ,得到相当明显的结论。希望能引起重视 ,增加研究结果的真实性和可比性     

对举重生物力学分析中数据平滑方法的研究

本文研究如何将两种大范围平滑方法及其计算一阶、二阶导数的方法具体用于举重运动的定量分析中,同时考察,比较这两种方法在处理数据时的效果,从而为此项运动的生物力学研究提供可靠的数据平滑技术。     

太极拳虚实步态变换的动力学研究

采用德国产的脚底压力测量仪测量4名(2名专业,2名业余)受试者在42式太极拳中的脚低压力数据,然后进行平滑处理和统计计算。发现脚低压力曲线构成精美的阴阳太极图,其图和人体肢体外在的圆括平滑运动特征十分相似,而计算出的曲线平滑系数反映运动员虚实步态的圆括平滑水平。     

一种适用于人体运动学数据处理的平滑技术

本文提出采用正弦级数的傅利叶分析对原始观测数据进行大范围平滑的具体方法以及将大范围平滑与局部平滑相结合的计算一阶、二阶导数的方法。同时,通过实验测量的加速度和本方法计算所得加速度值的对比验证,证明了这一方法的有效性。在此基础上提出了一种根据原始数据的精确程度确定截级的方法。     

一个非线性的拟合方法及其在运动生物力学影片数据平滑中的应用

一、引言在运动生物力学的研究中经常通过拍摄影片的方法得到所需要的数据。数据中随机误差的存在给直接进行动力学分析带来困难,所以用拟合(平滑)的方法消除随机误差是很重要的。     

乒乓球运动员训练数据实时采集系统研制与应用

通过在乒乓球球拍的拍把上加装加速度传感器,并开发相应的击球力量训练数据实时采集系统,实时采集乒乓球运动员训练时挥拍的加速度数据,通过运动学和动力学分析,得出乒乓球运动员挥拍的速度、位移和力量等实时动态参数,并以曲线的形式实时、直观地显示给教练员和运动员,为教练员了解乒乓球运动员挥拍的力量等数据提供科学手段,为制订有针对性的技战术和体能训练计划提供科学依据。此外,采集的训练数据实时存储在后台数据库中,便于对运动员的击球力量等数据进行长期、科学的跟踪,以提高运动训练监控的针对性和科学化水平,提高乒乓球运动员的运动水平和比赛成绩     

电影摄影分析方法中的数据平滑化

一、前言电影摄影分析方法(简称摄影方法)是运动生物力学的最基本、最有效的研究方法之一。它可以在丝毫不影响人体运动的自然条件下,用胶片把运动过程按时间顺序客观地记录下来。从而为科研人员和教练员探讨人体运动规律和分析、改进技术动作提供了可能性。采用摄影方法研究人体运动,已有一百年的历史。早在1882年迈布里吉就用24台摄影机按一定时间间隔,记录了人体和动物的运动过程。1887年麦瑞则利用转动的园盘快门,在一张底片上,拍摄了连续动作照片。当时这种方法还停留在定性观察运动的阶段。1930年费恩首先对电影胶片进行了定量分析,他根据运动员跑步时的高速摄影资料,计算出其跑动时身体速度变化和功率分配情况。     

生物力学的前景

运动生物力学的研究是非常复杂的,因为研究人员必须在不影响运动员动作的条件之下收集数据。必须对身体各部分的轨线、速度和加速度等非常精确地记录下来。 以跑一百米为例。两个运动员都用五十步跑完全程;但一个成绩是10秒,而另一个是10.2秒。研究员的任务是找出为什么跑得慢的运动员每一步要     

跳远运动员的选材

跳远运动员的成绩和身体素质之间的关系在17—18岁的年龄范围内最明显。尽管如此,对11—14岁的运动员进行身体形态的测量,仍可获得一些有用的选材数据(表一)。一般认为身高好、体重轻的少年运动员最适合于跳远运动。评价跳远运动员身体素质的最佳方法是测定其速度、力量和爆发力水平,而这     

中长跑运动员速度耐力训练的几种方法

运动生理学认为在时间持续1-2分钟左右的高强度运动中,身体处于氧债造成的酸中毒状态,在身体处于这种环境下,中长跑运动员身体的抗酸能力是提高运动成绩的瓶颈。因此如何增强中长跑运动员身体的抗酸能力,提高运动员速度耐力水平是日常训练中必须解决的问题。经实践证明,下面几种保证一定强度的重复跑练习,是提高速度耐力水平的有效方法。     

短跑运动员专项身体训练的方法与手段

身体训练是田径运动训练中最重要的组成部分之一,其目的是为了发展运动员的力量、速度、耐力、柔韧及灵敏、协调等运动素质。运动成绩的提高,归根到底取决于人体运动素质和运动技术的发展与完善。而专项身体训练主要是发展与专项有密切关系、能直接促进掌握专项技术和提高专项成绩的身体素质。所以,提高专项身体训练水平是短跑运动员提高专项运动成绩的基本途径。短跑运动员专项身体训练的内容主要包括短跑的力量、速度、速度耐力、柔韧和协调性等训练。     

我国优秀女子链球运动员关键动作技术的生物力学分析

研究目的:通过拍摄我国部分优秀女子链球运动员的动作,对影响和制约运动员成绩发挥的因素进行了分析和研究。研究方法:1)用立体定机拍摄法,获得运动员比赛视频录像;2)利用APAS运动图像分析系统对比赛视频进行解析,获得原始运动学参数;3)数字滤波法,对原始运动学参数进行低通滤波平滑,截断频率为8 Hz。研究结果:1)我国运动员双支撑时间不足;2)我国运动员普遍存在预摆动作不充分的现象,导致旋转第1圈链球速度增量过大,个别运动员在旋转过程中还出现了链球速度的负增长。3)我国运动员普遍采用"晚抬早落"的旋转技术以增加对链球的加速距离。研究结论:1)我国运动员应增加预摆末期的链球速度;2)运动员应在双支撑期尽量保持重心平稳过渡,以减少"转轮效应"对链球速度产生的影响;3)建议增加双支撑期时间。     

游泳阻力系数对水流速度、年龄及身体测量指标的依从性

在竞技游泳中为了进行评定选择、确定用不同速度运动的消耗,为了预测运动员的多年训练能力,必须对阻力系数要有所了解。在文献中我们看到过不少有关研究游泳运动员阻力系数的文章,国外对游泳运动员身体在水下运动的阻力也有不少研究。但是有许多问题至今还没有得到研究,例如阻力系数对水流速度的依从性是如何变化的就没有作过研究,阻力系数对人体测量指标的依从性研究不够,有必要对现有的有关阻力系数对年龄的依从性的数据作一次试验检查。     

我国优秀男子标枪运动员助跑速度的类型与特征

本研究采用SCL—Ⅰ型运动测速雷达仪,对我国10名优秀男子标枪运动员的助跑速度进行了比赛现场测试。共获有用助跑速度曲线44条,数据280多个。经整理分析得出:我国优秀男子标枪运动员的助跑速度曲线类型可分为尖峰型和平台型、助跑的加速度方式有“速升”和“缓升”两种。不同运动员应选择适合自身特点,能充分发挥速度能力的助跑形式。     

高山滑雪运动员运动疲劳产生与恢复方法的选择研究

滑雪作为一项运动技术比较强且对运动员的身体素质、身体机能都要求较高的冬季运动项目,在训练过程中极易出现运动疲劳.通过滑雪运动员的运动强度以及身体机能能力的分析,了解高山滑雪运动员运动疲劳产生的原因.采用文献资料法、调查访问法进一步了解滑雪运动员的动作技术及体能消耗的来源,对高山滑雪运动员运动疲劳消除方法进行研究.运用中医传统的治疗手法,按摩、推拿、物理疗法和营养疗法等都可以消除运动疲劳,多种方法综合运用才可达到快速消除疲劳的效果.     

影响我国男子链球运动成绩提高的因素分析

本文通过对我国与世界优秀篮球运动员的综合比较分析, 找出影响我国男子掷链球运动成绩提高的因素,为优化我国男子掷链球运动训练结构,提高我国男子链球运动成绩提供科学的依据。1身体形态的比较分析旋转速度是掷链球技术核心。在其他条件相同时,体重越大,其转动加速度就越低,对成绩的负面影响也越大。经比较, 我国男子链球运动员的平均身高低于国外运动员,而体重却超过他们。2身体素质的比较分析掷链球是体能主导类速度力量性投掷项目,要求运动员必须具备良好的速度力量和爆发力。经比较,我国男子链球运动员的基础力量水平并不低,而速度力量发展水平却较差。因此,在训练过程中应加强弹跳力和速度力量的训练,使身体素