皮划艇、赛艇实船水上训练系统

摘要

本发明涉及皮划艇、赛艇实船水上训练系统，系统由便携式船载测量装置、船载实时反馈装置、高速影像同步装置以及遥控器组成，便携式船载测量装置与船载实时反馈装置间经电线电连接，便携式船载测量装置、高速影像同步装置以及遥控器中都置有无线传输模块，无线传输模块之间通过收发天线经无线射频通信链路电连接；便携式船载测量装置置于训练用皮划艇、赛艇的艇舱内，船载实时反馈装置置于运动员面向的甲板上，高速影像同步装置置于运动员背向的甲板上，遥控器置于教练船上；该系统能同时测量皮划艇、赛艇训练中的动力学、运动学的相关参数，通过对这些参数的分析，建立反映皮划艇、赛艇运动本质规律的受力－运动模型，形成科学的评价指标体系。

说明书

所属领域  本发明涉及传感器技术和无线通信领域，特别是涉及体育科研方面的皮划艇、赛艇实船水上训练系统。

背景技术  近年来，世界各国更为注重将提高成绩的科技含量作为新世纪竞技体育发展中新的增长点，依靠科学方法和手段对运动员进行训练，提高运动员的技术水平，已经成为世界竞技体育运动训练的一种趋势。

皮划艇、赛艇运动均属速度和耐力项目，对力量和技术均有极高要求，运动员的选材、技术动作的改进、战术的合理安排、多人艇的人员搭配都需要科学依据和理论指导。国内已经建立起初步的科学训练平台，建立了集影像分析、肌电解析、生理生化分析于一体的科学训练平台。武汉体育学院的郑伟涛教授等人近几年来一直致力于皮划艇、赛艇运动方面的研究，先后进行了《赛艇实船运动技术测试与评定系统研制》、《赛艇专项力量训练器及其监控评价系统的研制》等一系列相关方面的研究项目，为皮划艇、赛艇的科学训练提供了初步的基础理论依据和关键技术支撑。经检索，国外研制的皮划艇、赛艇实船水上训练系统还不完善，研制的动力学测试系统可获取桨频、桨程、船速等信息。这些训练平台和测试系统都不能同时测量皮划艇、赛艇实船实船水上训练的动力学和运动学参数，达到研究船体运动本质特点的目的，这样也就不能建立一个较为完备的船体受力-运动模型，形成专项技能评价体系。

发明内容  本发明的目的是：提供一种皮划艇、赛艇实船水上训练系统，该训练系统能够同时测量皮划艇、赛艇训练中的动力学、运动学的相关参数，通过对这些参数的分析，建立反映皮划艇、赛艇运动本质规律的受力-运动模型，形成科学的评价指标体系。

本发明的技术方案是：一种皮划艇、赛艇实船水上训练系统，包括竞技用的皮划艇，赛艇，其特征在于：该系统由便携式船载测量装置、船载实时反馈装置、高速影像同步装置以及遥控器组成，所述便携式船载测量装置与船载实时反馈装置间经电线电连接，所述的便携式船载测量装置、高速影像同步装置以及遥控器中都置有无线传输模块，无线传输模块之间通过收发天线经无线射频通信链路电连接，用于在便携式船载测量装置、高速影像同步装置和遥控器之间组建成通信网络。

所述的便携式船载测量装置置于训练用皮划艇、赛艇的艇舱内，用来实时获取皮划艇、赛艇的相关参数信息；所述的船载实时反馈装置置于运动员面向的甲板上，用来实时反馈便携式船载测量装置测得的参数；所述高速影像同步装置置于运动员背向的甲板上，用来同步跟踪运动员在艇内的坐姿、握桨姿势、桨叶划水路线，以便更易于发现运动员的发力特征；所述遥控器置于教练船上，用于教练员远程控制便携式船载测量装置、高速影像同步装置的工作，实时掌握运动员的技术指标。

所说的便携式船载测量装置内置有USB接口，训练结束后能够通过USB接口把数据载入计算机。

所说的便携式船载测量装置、船载实时反馈装置以及高速影像同步装置的外形结构都采用了防水设计。

所说的船载实时反馈装置和教练船遥控器都内置有显示装置，显示装置采用点阵式液晶显示模块，实时显示便携式船载测量装置的工作状态和其采集的参数。

所说的遥控器能够单独工作，也能够与电脑相连接。

所说的便携式船载测量装置能够同时测得皮划艇、赛艇的动力学和运动学参数。

作为一种皮划艇、赛艇实船水上训练系统，所说的便携式船载测量装置、船载实时反馈装置以及高速影像同步装置都采用了防水设计，符合皮划艇、赛艇训练的实际环境，而且这些设备在艇上的固定方式简单快捷；所说的无线传输模块采用NRF905无线数传模块，其数据的传输速率可以达到100kbps，在开阔地时的通信范围可以达到500米以上；所说的遥控器主要用来实现对便携式船载测量装置、高速影像同步装置的远程控制，同时实时显示便携式船载测量装置的工作状态和其采集的关键参数。

相当于现有技术有益效果是：

其一，本发明的系统由便携式船载测量装置系统、船载实时反馈装置、高速影像同步装置以及遥控器组成，所述的便携式船载测量装置、高速影像同步装置和控器中都置有无线传输模块，无线传输模块之间通过收发天线经无线射频通信链路电连接。这样在运动员的训练过程中，由教练员对便携式船载测量装置和高速影像同步装置进行远程控制，一方面，教练员可以实时掌握运动员训练中的关键技术指标，另一方面，又可以减少运动员对训练系统的关注，减轻运动员的心理负担。

其二，本发明包括船载实时反馈装置，运动员可以实时观看到自己的训练成绩，这样运动员可以根据显示的数据，自己调整桨力、船速、桨频等，掌握技术要领，划出最好成绩。

其三，高速影像同步装置放置于运动员背向的甲板上，用来同步跟踪运动员在艇内的坐姿、握桨姿势、桨叶划水路线，这样可以实现把便携式船载测量装置的测试结果与高速影像同步装置的图像相结合，能够更易于发现运动员的发力特征，有助对运动员制定合理的训练计划。

其四，便携式船载测量装置、船载实时反馈装置以及高速影像同步装置的外形结构都采用了防水设计，符合皮划艇、赛艇训练的实际环境。而且这些装置都是体积小、重量低，可以最大程度降低系统对运动员训练的影响。

其五，遥控器能够单独工作，也能够与计算机相连接，这样遥控器能在计算机与便携式船载测量装置之间提供数据传输服务，以便教练员、科研人员实时对运动员训练中的各项技术指标进行分析，快速建立船体受力-运动模型，形成专项技能评价指标体系。

附图说明  下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是皮划艇、赛艇实船水上训练系统的结构示意图；

图2是皮划艇、赛艇实船水上训练系统的工作流程图。

具体实施方式  参见图1。图1中，1：皮划艇、赛艇；2：船载实时反馈装置；3：便携式船载测量装置；4：桨；5：运动员；6：高速影像同步装置；7：收发天线；8：无线传输模块；9：电线；10：无线射频通信链路；11：教练员；12：遥控器；13：教练船。

一种皮划艇、赛艇实船水上训练系统，该系统包括便携式船载测量装置3、船载实时反馈装置2、高速影像同步装置6以及遥控器12组成，便携式船载测量装置3与船载实时反馈装置2间经电线9电连接，便携式船载测量装置3、高速影像同步装置6以及遥控器12中都置有无线传输模块8，无线传输模块8之间通过收发天线7经无线射频通信链路10电连接，用于在便携式船载测量装置3、高速影像同步装置6和遥控器12之间组建成通信网络。

便携式船载测量装置3置于训练用皮划艇、赛艇1的艇舱内，用来实时获取运动员5训练中皮划艇、赛艇1的相关参数信息，参数包括皮划艇、赛艇的动力学和运动学参数；船载实时反馈装置2置于运动员5面向的甲板上，用来实时反馈便携式船载测量装置3测得的船速、桨频等关键参数，以便运动员可以实时观看到自己的训练成绩，这样运动员可以根据显示的数据，自己调整桨力、船速、桨频等，掌握技术要领，划出最好成绩；高速影像同步装置6置于运动员5背向的甲板上，用来同步跟踪运动员5在艇内的坐姿、握桨4姿势、桨叶划水路线，以便更易于发现运动员5的发力特征；遥控器12置于教练船13上，用于教练员11远程控制便携式船载测量装置3、高速影像同步装置6的工作，同时，教练员11可以实时掌握运动员5训练中的船速、桨频等技术指标。

图2是皮划艇、赛艇实船水上训练系统的工作流程图，其中(A)图为遥控器12的工作流程图，(B)图为便携式船载测量装置3和船载实时反馈装置2的工作流程图，(C)图为高速影像同步装置6的工作流程图。因为遥控器12、便携式船载测量装置3和高速影像同步装置6间通过无线射频通信链路10电连接，而便携式船载测量装置3和船载实时反馈装置2间通过电线9电连接，所以这几部分的工作不是相互独立的，而是相互关联的。因而，由这几部分组成的系统的工作流程如下：

首先打开遥控器12电源开关(步骤100a)、便携式船载测量装置3、船载实时反馈装置2电源开关(步骤100b)、高速影像同步装置6电源开关(步骤100c)。接着，遥控器12判断有没有按下开始键(步骤110a)？而便携式船载测量装置3、船载实时反馈装置2和高速影像同步装置6则都进入接收状态(步骤110b、110c)。然后，在步骤120a中，如果已经按下开始键，遥控器12就进入发射状态；而便携式船载测量装置3和高速影像同步装置则判断有无信号(步骤120b、120c)？

之后，遥控器12就开始发射指令(步骤130a)，遥控器12在指令发射后就转入接收状态(步骤140a)。便携式船载测量装置3接收到遥控器12发射的指令后，即开始采集数据(步骤130b)，然后将采集的数据反馈给遥控器12和船载实时反馈装置2(步骤140b)，这样船载实时反馈装置就可以立即显示船速、桨频等信息(步骤150b)。而高速影像同步装置6在接收到遥控器12发射的指令后，也开始工作(步骤130c)。遥控器12在步骤140a之后，就开始判断有无反馈(步骤150a)，接着就显示命令完成结果(步骤160a)。而后，于步骤170a中，遥控器12就可以判别出便携式船载测量装置工作是否正常？如果正常，遥控器12就的液晶显示装置就显示传送、桨频等信息(步骤180a)，若为非，则转回步骤110a，重新启动便携式船载测量装置3的工作。当运动员5结束训练后，教练员11同样用遥控器12远程控制便携式船载测量装置3和高速影像同步装置6，使它们结束工作(步骤190b、190c)，同时遥控器12也结束工作(步骤190a)。

在系统结束工作后，可通过便携式船载测量装置3和高速影像同步装置6上的USB接口，把数据和图像载入计算机，通过软件可以对这些数据和图像进行分析，建立反映皮划艇、赛艇运动本质规律的受力-运动模型，以助于形成科学的评价指标体系，为皮划艇、赛艇运动的科学训练提供基础理论依据和关键技术支撑。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的皮划艇、赛艇实船水上训练系统进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。