冰雪科技备战冬奥

文章来源: 中国知识产权报/中国知识产权资讯网
发布时间: 2021/7/23 14:56:00

六自由度钢架雪车模拟训练系统


运动视频辅助系统


智能特写拍摄系统

 

  7月19日,北京2022年冬季奥运会迎来倒计时200天,冬奥备战进入“冲刺”阶段。除了运动员在积极备战,一群在实验室里、计算机前不停忙碌的科研人员也在努力打造各种实用的辅助训练产品,通过技术创新为冰雪健儿们添力助威。


  为了展示科技工作者的创新成果,国家体育总局冬季运动管理中心于7月8日至17日在北京石景山区首钢园举办了一场“冰雪项目科技助力成果展”。展会汇集了诸多高端技术成果及全新训练装备,为观众呈现出别样精彩的“科技冬奥”。


  模拟系统:支持反季训练


  走进首钢园冬训中心展厅,最先映入眼帘的是北京点银津达科技有限公司(下称点银津达)的六自由度钢架雪车模拟训练系统。该系统可以让运动员通过肩、膝盖、脚尖三者共同受力,改变车撬的运动状态,从而产生场景变化。


  据了解,该系统融合六自由度运动系统、虚拟现实以及动力学仿真等技术,解决了运动员反季节训练的难题。通过建模调整,系统可实现任何场景、赛道的逼真还原。运动员在模拟真实赛场的环境中,可以进行不限次数的重复训练,从而强化训练,提高效率,有效解决了运动员因对赛道不熟悉而出现受伤等问题;同时,教练也能在系统的辅助之下对运动员进行基础动作的现场指导,提高运动员的核心肌群力量和平衡能力,以达到最优训练效果。


  “创新成果的背后少不了专利的支持。”点银津达研发部经理胡光有介绍,公司针对竞技体育项目,与武汉体育学院等高校紧密合作,专注于六自由度电动模拟体育训练系统研发。目前,该系统已拥有“电动模拟拳击训练平台(六自由度)”“六自由度电动模拟体育训练平台(帆板)”等相关专利,可以模拟雪橇、越野滑雪等7个冬奥会冰雪项目。胡光有表示,点银津达将继续深耕数据采集领域,致力于将加速度、受力、摩擦等上百种数据加入到系统中,更好地帮助运动员提升成绩。


  运动视频:进行科学研判


  自由式滑雪是滑雪技术和空中转体技术的有机结合,因此,运动员做出精彩流畅的空中动作并成功落地,对获得优异成绩至关重要。北京新奥特体育科技有限公司(下称新奥特)的运动视频辅助系统运用图像识别、增强现实、自动连续成像等技术,在训练现场通过视频识别方式,对助滑速度、起跳速度、角度及腾空高度等运动数据进行实时处理,采集运动员现场训练时和训练后的心理状态数据,便于教练进行现场解析和指导。每天训练结束后,教练和运动员通过观察与分析多角度、多机位的视频,可不断调整与改进训练方案,提升训练效果。


  新奥特基于海量的训练数据及大数据技术,不断开展数据挖掘与分析工作,自主研发出360子弹时间系统、4K及8K视频制作回放系统等。这些系统结合人工智能实现科学决策,可以对运动员竞技能力的各项指标进行横向客观分析和诊断,并根据其竞技能力各项指标的多年连续变化情况,进行纵向趋势分析和研判,为运动员科学规划出夺冠路径。


  智能拍摄:实现轨迹捕捉


  在首钢园冬训中心展厅内,两个不停转动的红色摄像头引来观众围观。两个大型的三角架分别支撑固定了这两个摄像头,随着记者晃动身体,两个镜头也随之摆动,进行跟踪拍摄,相应的运动情况则被实时显示在系统屏幕上,令观众啧啧称奇。


  这正是北京理工大学(下称北理工)光电学院仪器研究所研发的智能特写拍摄系统。该系统通过精密伺服运动控制技术控制云台变焦相机,实现针对运动目标的特写追踪拍摄,即时获得运动过程视频并上传云服务器,实现数据共享。该系统经过初始化设置以后可实现无人值守全自动拍摄,自动上传分享,适用于跳台滑雪、跳高、跳远等运动路径相对稳定的单人运动项目。


  此外,团队还研发了大视场广域运动拍摄轨迹分析系统。通过两台大视场超高清高速相机,该系统能采集记录运动员在运动过程中的图像视频,再通过智能图像处理技术,分析获得场内所有运动员各个时刻的运动轨迹。该设备移动便携,一小时内便可完成架设拆装,也可在露天场所使用。


  “专利是我们提供服务、做好保障的基础。”北理工光电学院副教授刘明介绍,北理工光电学院仪器研究所团队围绕科技冬奥与科学化训练应用,开发了智能运动跟踪拍摄与动作捕捉分析、大视场广域运动拍摄轨迹分析、智能特写拍摄、光斑投影领滑等系统。目前,团队已提交“一种基于双目视频传感器的高精度三维运动轨迹采集定位与运动过程再现方法”“一种基于高精度转台和平行光管的远距离大视场鱼眼相机标定方法”等相关专利申请。团队研发的相关技术已在自由式滑雪大跳台和坡面障碍技巧国家集训队训练中被采用,未来还将在河北涞源国家跳台滑雪训练科研基地的大跳台项目中应用。


  国家体育总局冬季运动管理中心相关负责人表示,当前冬奥会各项比赛项目已进入全力备战状态。在智能时代,要充分依托社会各界力量,发扬自主创新精神,组建国际化高水平科技团队,大力推动自主研发,以科技助力国家队训练,全面提升运动员的竞技水平。(本报实习者 刘弘一

 

(编辑:晏如)

 

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