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宇航学院

北京理工大学“科技冬奥”项目参加第22届中国北京国际科技产业博览会

供稿: 宇航学院 摄影: 宇航学院 编辑: 杨丽静 时间:2019-10-28

  由科技部、国家知识产权局、中国贸促会和北京市人民政府共同主办,北京市贸促会承办的第二十二届中国北京国际科技产业博览会(简称“科博会”)于2019年10月24日至27日在北京举办。

  本届科博会亮点纷呈,“助力科技跨界融合,引领产业高质量发展”是突出特点之一,这也是科博会首次设立科技冬奥展。随着2022年北京冬奥会渐渐临近,大众对冬奥的关注度也前所未有地提升。此次展览目标是促进科技与冬奥融合,集中展现一批体现国家实力的高新技术。

  

  图1. 科博会“科技冬奥”展区  

  由北京理工大学牵头的科技部重点研发计划“科技冬奥”专项“国家科学化训练基地建设关键技术研究与示范”项目,作为科技冬奥展区的代表之一参加了此次展览,部分项目研发成果亮相主展馆。此次参展设备主要针对我国冰雪运动训练辅助装备匮乏、研发原创性不足的问题,经过项目组多次与相关国家队教练员、运动员进行需求调研、交流及现场测试,研制了多套运动训练设备,为我国冬奥会冰雪项目技术进步提供了科技储备与平台支撑。

  室内多自由度模拟滑雪训练系统,实现了滑雪训练和竞赛过程中运动员(人)、训练设备(机)、运动场地(环境)三者之间的耦合系统建模与仿真,为越野滑雪、高山滑雪等项目的运动员提供室内模拟滑雪训练设备,显著提升回转、滑行等专项技术动作的训练效率,同时在滑雪训练平台上安装运动形态识别与位姿测量系统,对运动员人体运动数据进行采集和分析,为科学化训练提供指导依据。课题组于2018年10月进驻国家高山滑雪队,提供一套室内模拟滑雪训练设备用于队员日常训练,从而获得了第一手的需求资料。2019年6月将研制的滑台、平衡台及多自由度台送至秦皇岛国家冬奥训练基地,并使用至今。

  

  图2. 室内多自由度模拟滑雪训练系统及主要研发人员陈振博士  

  高精度跟踪定位及赛场运动分析系统,综合运用复眼阵列图像采集、智能图像目标检测、双目机器视觉定位、精密运动伺服跟踪技术等,实现对标准400m场地运动员轨迹、速度、加速度、关键动作位置的精确采集,检测定位精度小于1cm,进行全景图像采集和分析。观众可在观看展览过程中进行体验互动,并即时生成全景轨迹图像。

  

  图3. 高精度跟踪定位及赛场运动分析系统及主要研发人员刘明博士  

  人体高速弹射装置,主要用于辅助速度滑冰运动员的过弯训练以及为跳台滑雪提供加速,可帮助运动员减少体力消耗、提高训练效率、提升运动水平。首台装置已于2019年4月研制成功,可实现加速过程的精准控制,填补了这一领域的国内空白,并获得了体育总局顾问专家的高度认可。

  

  图4. 高速弹射装备及主要研发人员郝继光博士  

  运动员姿态测量分析系统,该装备可可在室外低温条件下通过单目摄像测量技术获得运动员训练及比赛过程中的三维姿态,无需在运动员身体上布置任何传感器和合作标志,具有独立供电和GPS授时功能,同时利用系统自带人体动力学分析软件,还可以对运动员动作的合理性进行分析,为教练员优化队员技术动作、提高训练效率和比赛成绩提供协助,并获得教练员和运动员的一致好评。

  

  图5. 运动员训练/比赛姿态测量与分析系统及主要研发人员马沁巍博士(左图右一)和研究生  

  该项目于2018年11月启动,项目组在深入训练基地调研及积极入队开展科技攻关基础上,开展了一系列科研工作,目前在体能和康复训练、训练设备研发、运动员数据调研等方面均有较大进展。此次参展装备接受了新华网、央视新闻移动网、北京卫视、北京晚报、科技日报等多家媒体机构的采访,并受到与会领导和观众的热情咨询。项目组将继续与相关国家队紧密合作,有机融合模拟平台的迭代升级与科学化的训练指导方法,实现技术进步与运动员成绩的相互促进,全力实现科学化训练基地关键技术研究与示范的项目目标。

    

  图6. 项目启动会合影