亚布力越野滑雪场训练指挥系统设计与实现

发布时间：2020-07-18 17:27

【摘要】：越野滑雪是我国冬季体育运动的弱势项目。在传统越野滑雪训练过程中,设备落后,经验主义盛行,科学意识淡薄,新兴科技手段得不到充分利用,导致比赛成绩难以有重大突破。研究发现,科学技术在现代竞技体育领域的地位和作用日益凸显。为提高越野滑雪运动的训练质量,加速备战2022年北京冬奥会,亟需建设一套科学的训练指挥系统,对提升训练过程的科学化水平,加深对滑雪运动规律认知具有重要意义。为改善传统越野滑雪训练过程中不科学的训练方案,结合教练员、运动员的实际需求,本文设计并实现了亚布力越野滑雪场训练指挥系统。系统充分利用物联网、大数据、目标跟踪等技术,实现了多源数据收集、存储、处理、视频监控、目标跟踪和数据回放等功能,以此为科学训练提供数据支撑和功能保障。根据系统功能需求,对底层硬件设备选型,设计并搭建数据传输网络,建设相应的数据存储设施,完成硬件基础设施平台建设工作。在硬件平台基础上,对亚布力越野滑雪场训练指挥系统进行需求分析,确定数据管理系统的具体功能和技术指标,设计模块化的平台框架和系统架构方案,分别介绍各系统模块的设计思路和实现方法。数据管理系统建立在硬件平台之上,通过对硬件资源的调度和控制,协调整个系统的运转,实现了视觉跟踪区域划分、多源数据采集、多源数据管理、数据存储等功能。为了进一步提升训练过程的科学化水平,解决传统训练方案的局限性,采用标定的方式对滑雪赛道进行标准化建模,利用GPS定位信息实现对运动员的动态跟踪。本文设计了基于预置位、基于空间模型、基于赛道标定的三种视频动态跟踪方案,并分别实现和测试。通过对比实际跟踪效果,分析每种跟踪方案的不足之处;根据系统实际性能,设计相应的提升方案,依次解决了视频动态跟踪过程中的跟踪滞后、画面晃动、人物画面偏离等问题。最终实验结果表明,基于赛道标定的跟踪方案可以获得稳定的跟踪效果,跟踪目标在视频画面中具有尺度保持和位置保持的特点,教练员可以清晰地观察运动员的技术动作,对教练员的监督工作和运动员的动作纠正帮助巨大,显著提升了教练员的工作效率和运动员的训练质量。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.52
【图文】：

鸟瞰图,亚布力,滑雪场,鸟瞰图

器等信息收集设备，需要根据项目实际需求进行精细选型，保证功能可用和经节约；收集到的信息要发送到控制中心进行处理，因此要建立快速可靠的信息输网络，包括无线网络和有线网络；历史数据可为大数据分析提供数据支撑，此应该建立可靠的数据存储服务。.2 雪场环境本课题实验地点位于黑龙江省哈尔滨市 4A 级景区--亚布力滑雪旅游度假区。滑雪场具有雪期长、雪质好的特点，先后承办过 8 届国际国内雪上赛事，具备好的实验环境；由于其优秀的滑雪环境，该雪场聚集了大批省级专业运动员在集训，为系统提供了真实的测试场景。综合以上因素考虑，选择在亚布力滑雪开展课题工作。亚布力滑雪场有 1.5 公里、2.5 公里、5 公里等几种越野滑雪赛，综合考虑项目可行性和经济节约性等因素，选择 1.5 公里赛道进行数字化建设。实验赛道实际长度为 1390 米，最高海拔高度为 529.5m；最低海拔高度 501.8m，程差为 27.7m，最大爬坡高为 17.5m，累计爬坡高度为 397.6m。比赛地形是上坡、坡、平坡约各占 1/3。滑雪场的实景图和鸟瞰图如下所示：

指挥中心,实景

(a) 指挥中心外景图 (b) 指挥中心内景图图 2-2 指挥中心实景图训练指挥中心的操作台设置在一楼大厅进门右侧位置，如图 2-2(b)所示。挥区域面积约为 30 平方米。指挥系统的主屏幕采用 12 块 49 寸 LCD 拼接屏积约 12 平方米，安装在右侧墙体。指挥中心的工作平台采用移动式机柜，频服务器、存储设备、网桥、防火墙、解码器等，机柜可方便移动。指挥操作平台主要由 Dell 7040mt 型号的主机及相关设施构成，提供开发、测试环境。实物图如下所示：

指挥中心,实物,设备

过程中实时交流。(a) 指挥中心外景图 (b) 指挥中心内景图图 2-2 指挥中心实景图挥中心的操作台设置在一楼大厅进门右侧位置，如图 2-2(b积约为 30 平方米。指挥系统的主屏幕采用 12 块 49 寸 LC平方米，安装在右侧墙体。指挥中心的工作平台采用移动式、存储设备、网桥、防火墙、解码器等，机柜可方便移动主要由 Dell 7040mt 型号的主机及相关设施构成，提供开发物图如下所示：

【参考文献】