多传感器组合在滑雪训练上的应用

　　摘 要：越野滑雪场地大、速度快，这就使教练员的训练和选才比较困难。随着信息化时代的到来，运动训练数字化已经成为现实。使用传感器技术，就可以使瞬间完成的动作数字化，使抽象的运动素质得到量化、细化。我们使用多传感器组合， 把运动员的每一个动作都记录下来，数据都实时显示在教练的屏幕上，运动员的优劣一目了然，训练也可以有的放矢，从而达到最佳的训练效果。

　　关键词：越野滑雪；运动训练；信息技术；体育运动；无线传感器

　　中图分类号：TU991.33

　　越野滑雪路程长、速度快，运动员高速运动时的各项运动素质，很难被搞清楚，只能凭经验来判断。随着各种数字化传感器的到来，体育训练数字化也逐步成为现实。例如把越野滑雪运动员的每一个动作都记录下来，并把数据都实时显示在屏幕上，还可以事后分析，数据也可以与他人比对。这样，运动素质都有了量化指标。教练员可以心中有数，更加有的放矢地训练，提高训练的效率。

　　1 设备研究目标

　　主要解决越野滑雪运动员运动素质数字化、细化并收集、计算。可以把运动员很多运动数据记录下来，如步幅步频、双脚每一步的用力，整个滑雪过程中的加速度变化等，并且，可以通对数据的加工计算，得到运动员在整个运动过程中的速度和位移曲线。

　　2 设备构成

　　设备分两部分构成，一部分是运动员身上的加速度传感器、拉压力传感器；第二部分是教练员一侧的软件及无线接收器设备。

　　教练员一侧：我们给出这些数据的曲线图形，以便于容易观察、理解数据。曲线绘制软件是我们自己使用VBA开发的软件工具。可以适用多种传感器曲线。

　　2.1 运动员一侧的传感器介绍

　　运动员侧使用了两种传感器，加速度传感器和拉压力传感器。

　　2.1.1 加速度传感器

　　三维加速度可以准确测量运动员在X、Y、Z三个轴方向的速度变化。我们选用的是惯性传感器ADXL345，它比较适合人体测量。系统由微控制器ADuC7024和数字加速度计ADXL345配合使用，并配有电源等部分。采样频率设为128次每秒，加速度最高设为±2g。加速度传感器固定于运动员腰部，已取得平均加速度数值。设备会将它的三维加速度数据记录于USB卡中。记录身体X轴的加速度数据，只取X轴即可。

　　2.1.2 加速度数据解析

　　可以根据加速度的变化，可以看出运动员的滑雪过程中的起跑能力、直道加速能力、弯道加速能力、以及冲刺能力等，还能准确知道运动员每一过程中的步幅、步频、摆腿时间等，从而可以看出步幅与身高是否合理等等。数据还可以与其他运动员的数据比对，从而找出自己的优缺点。

　　2.2 拉压力传感器