冬奧會運動員如何才能更快更強？看看這些“黑科技”！
如何使滑冰和滑雪更加準(zhǔn)確？"在非雪季節(jié)如何在雪中訓(xùn)練？為備戰(zhàn)北京冬季奧運會，提高冬季運動訓(xùn)練水平，北京理工大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國家重點科研開發(fā)計劃"國家科學(xué)訓(xùn)練基地建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)的研究與示范"穩(wěn)步實施。"酷技術(shù)"已經(jīng)或?qū)⒁糜谥袊具\動訓(xùn)練，幫助"科技冬奧會"，讓運動員在冰雪場上跑得更快更強！
高精度鏡頭"追蹤冰面上的軌跡。
最近幾天，在首都體育學(xué)院的溜冰場，北方光電技術(shù)學(xué)院儀器研究所副教授劉明帶領(lǐng)團隊一遍又一遍地測試這些設(shè)備。展臺上站著幾臺圖像采集變焦設(shè)備和超高清晰度攝像機。劉明盯著4K顯示屏上冰場上溜冰測試員的照片，操作電腦，并收集并分析了他們的運動軌跡。
本文通過"云臺變焦運動軌跡采集與運動捕捉分析"和"溜冰場全景圖像采集與運動軌跡分析"，對速度滑冰、短道速滑、花樣滑冰等速度滑冰的運動軌跡進行了詳細的分析，并通過速度滑冰、短道速滑、花樣滑冰等兩套系統(tǒng)，對單個運動員的運動軌跡進行了詳細的分析，并通過速度滑冰、短道速滑、花樣滑冰等兩套系統(tǒng)對一批運動員的運動軌跡進行了同步分析。
本系統(tǒng)的功能是通過連續(xù)變焦跟蹤和全景采集記錄運動員的運動過程，分析運動員的運動軌跡，優(yōu)化技術(shù)動作，幫助運動員和教練員進行科學(xué)訓(xùn)練。"劉明說。
該項目最大的特點是將云臺變焦技術(shù)應(yīng)用于體育測量，運動員不需要佩戴器材，即使在大范圍的活動中，仍然可以準(zhǔn)確地獲取他們的運動數(shù)據(jù)。為了滿足高精度測量的需要，團隊不斷改進鏡頭設(shè)計，經(jīng)過七種版本的改進，實現(xiàn)了測量過程的平滑、快速和高精度。兩臺全景相機的分辨率高達每幀2500萬像素，幀速率為160幀每秒，適合多人軌跡分析。
劉明說，下一步將是改進升級系統(tǒng)，增加采集設(shè)備數(shù)量，提高圖像分辨率，使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確。"希望我們的設(shè)備產(chǎn)品能夠盡快應(yīng)用于冰上運動的教學(xué)和訓(xùn)練，甚至田徑項目，提高運動員的表現(xiàn)將是我們最大的榮幸！
無人機掃描建造"模擬雪場
在廣闊的雪地上高速疾馳，上下顛簸，橫向旋轉(zhuǎn)。在北光電技術(shù)研究所，"冬季工程場景三維感知與重建技術(shù)"研究小組張海陽在電子屏幕上展示了由三維激光雷達掃描系統(tǒng)建造的崇利滑雪度假村的場景，它的身臨其境。旁邊是兩架攜帶激光雷達系統(tǒng)的無人機。
通過測量跳臺、高山滑雪、越野滑雪和冬季兩項的三維場景數(shù)據(jù)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，結(jié)合運動員跟蹤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對運動員進行室內(nèi)模擬訓(xùn)練的可視化場景顯示。
不同的雪場環(huán)境是不同的，為了實現(xiàn)真正的恢復(fù)，有必要收集大量的野外數(shù)據(jù)。為此，研究小組利用無人駕駛機載激光雷達系統(tǒng)對北京、河北、吉林等地進行數(shù)據(jù)掃描和測試，還通過運動員佩戴的傳感器，在雪場采集他們的運動信息，然后反饋給顯示系統(tǒng)。
運動員的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)需要嚴格的重建精度、低溫和實時傳輸，尤其是低溫的挑戰(zhàn)。一些雪場覆蓋幾平方公里，一些場地下降近一公里，使用無人機進行激光雷達掃描效率較高，但無人機在零下20攝氏度的影響下下降，因此，該團隊也開發(fā)了適合低溫環(huán)境的無人機激光雷達掃描系統(tǒng)。
目前，我們的相關(guān)成果已應(yīng)用于國家隊，可以減少運動員在非訓(xùn)練中的傷害，提高運動效率，為教練員提供技術(shù)支持。"張希望這些技術(shù)成果能使更多的運動員受益。
