【摘要】：依據國務院辦公廳關于強化學校體育促進學生身心健康全面發(fā)展的意見。對于深化教學改革,強化體育鍛煉,廣泛開展乒乓球體育優(yōu)勢項目等已成為學校體育發(fā)展的重點內容。本研究為提高乒乓球教學質量,完善傳統(tǒng)教學模式的不足,實現(xiàn)科學化、智能化的教學要求,提出基于Kinect運動捕捉技術設計開發(fā)乒乓球基本技術動作測評系統(tǒng)。同時,針對目前大眾健身中缺乏專業(yè)的技術指導等問題,本系統(tǒng)的設計研究能夠在一定程度上實現(xiàn)對乒乓球初學者或業(yè)余愛好者技術動作指導、評價的功能,滿足初學者或業(yè)余愛好者自主學習和乒乓球技術動作測評的使用需求。首先,通過對用戶需求調查分析,確定系統(tǒng)開發(fā)功能,硬件設備使用微軟公司開發(fā)的Kinect2.0運動捕捉技術,結合Kinect SDK v2.0開發(fā)工具包,通過調用彩色數(shù)據流、深度信息數(shù)據流、骨骼數(shù)據流等相關數(shù)據接口,獲取Kinect2.0捕捉的原始深度數(shù)據信息,作為系統(tǒng)的輸入數(shù)據,進行測試評價模塊的程序設計開發(fā)。選用Kinect2.0運動捕捉設備在深度信息采集方面大幅度的降低了系統(tǒng)成本,且數(shù)據處理較為簡單、實時性好,便于面向大眾推廣應用。其次,對Kinect2.0捕捉的骨骼關節(jié)點坐標在數(shù)據傳輸過程中及骨骼跟蹤期間,產生的原始坐標數(shù)據突變、抖動等系統(tǒng)誤差進行了平滑處理。運用二次指數(shù)平滑算法、降低關節(jié)點抖動算法對原始數(shù)據濾波降噪處理,對于平滑算法造成的滯后誤差,使用預測值來減小濾波延遲,并通過最大偏離半徑調整預測值點,緩解了由于預測值參數(shù)過高造成的運動敏感、過沖等問題。經過實驗數(shù)據測試,本研究所使用的平滑算法提高了Kinect獲取骨骼關節(jié)點數(shù)據的穩(wěn)定性和準確性,具有較好的使用效果,能夠達到數(shù)據測試分析的使用要求。然后,提取優(yōu)秀運動員乒乓球技術動作特征。通過對乒乓球技術動作分析,在本研究中將一個完整的乒乓球技術動作周期分為引拍階段、揮拍擊球階段和還原階段三個動作階段,根據歐拉距離計算各個動作階段的人體各骨骼關節(jié)點在整體動作過程中的參與度,提取優(yōu)秀運動員技術動作過程中參與度較高的三組骨骼關節(jié)點信息,作為動作識別判斷的評價依據。最后,在動作評價分析模塊,使用動態(tài)時間規(guī)整(Dynamic Time Warping)算法將兩個長度不相等的時間序列對齊,并計算兩序列的相似程度,來評價測試對象整體技術動作結構的完整性和準確度。運用皮爾遜相關系數(shù)(Pearson correlation coefficien)分別計算三個動作階段的初始動作姿態(tài)和結束動作姿態(tài)的關聯(lián)程度,根據相關計算結果,可對測試者的一個完整動作周期中的具體技術動作姿態(tài)存在的問題進行詳細分析,并以圖表的形式在系統(tǒng)界面顯示。通過編寫計算機程序實現(xiàn)乒乓球技術動作的評價分析功能,智能化的反饋量化評價分析結果,以便用戶及時了解、糾正自身技術動作存在的問題,達到教學輔助和智能化技術動作測評的系統(tǒng)功能。
【圖文】：

具體功能需求分析如下：）無需穿戴設備即可較精確捕捉人體運動信息功能捕捉技術在體育運動領域的應用，尤其要關注系統(tǒng)設備是否會影響運據采集，由于穿戴設備的身體束縛，限制運動員的動作范圍，造成運試的局限性和測試結果的準確性。根據前文對運動捕捉系統(tǒng)的介紹分系統(tǒng)或多或少都需要使用者穿戴相應的傳感設備，以完成對目標人體由于本系統(tǒng)設計目標是要面向大眾乒乓球運動愛好者或在乒乓球教學用，要求系統(tǒng)設備應簡單且使用方便，不易過于繁瑣復雜。因此，本.0 運動捕捉技術，，實現(xiàn)無需穿戴傳感器獲取技術動作數(shù)據信息，并且設計數(shù)據處理模塊，可有效降低設備的系統(tǒng)內部誤差，提高數(shù)據精確戶體驗的同時能夠對技術動作進行專業(yè)、準確的評判指導。）提供乒乓球技術動作評價分析標準

（3）測試信息管理功能由于乒乓球技術動作的形成需要一個時間過程，對于不同階段的練習，可能會出同的技術動作問題，因此，用戶有記錄、查看測試信息的需求，以方便用戶在學習中了解查詢自身技術動作問題而進行針對性練習，且能夠比較階段性練習效果，提習效率。根據設計目標，本系統(tǒng)也可作為教師或教練員的教學輔助系統(tǒng)使用，測試管理功能的實現(xiàn)，能夠為教師或教練員提供學生技術動作學習掌握情況，對階段教果和集中存在的問題進行分析，以便針對性的講解示范，提高教學質量和教學效到輔助乒乓球教學的目的。（4）系統(tǒng)信息管理功能由于注冊用戶、游客、教師或教練員使用權限不同，因此為滿足不同使用需求及要求，便于維護，設計系統(tǒng)管理平臺實現(xiàn)不同用戶的分級權限管理。2.2.3 系統(tǒng)用例分析乒乓球技術動作測評系統(tǒng)
【學位授予單位】：河北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;G846

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉丹;;淺談如何讓少兒在學習乒乓球過程中建立起更好的摩擦感覺[J];體育風尚;2019年06期

2 程荃;;乒乓球的主要賽事及其在其他國家的發(fā)展情況分析[J];經貿實踐;2018年07期

3 谷穎;王子豪;;3～5歲幼兒乒乓球啟蒙教育探析[J];當代體育科技;2018年16期

4 王睿;;對不同直徑下乒乓球的技術對比研究[J];當代體育科技;2018年18期

5 嚴瑩;;乒乓球正手弧圈球技術的運動學分析[J];中學物理教學參考;2016年24期

6 王夫權;;淺析乒乓球高拋發(fā)球中的力學原理[J];中學物理教學參考;2017年06期

7 吳鐘權;;乒乓球正手弧圈球技術的運動學分析[J];中學物理教學參考;2017年16期

8 陳啟湖;乒乓球技術教學五聯(lián)想[J];中國學校體育;2003年04期

9 孫婕;;對乒乓球自我提升可能性的探討[J];內江科技;2017年10期

10 唐宇;;分層次教學法在高校乒乓球技術課中的應用[J];運動;2016年20期

相關會議論文 前10條

1 唐建軍;;“技術文化”與中國乒乓球技術發(fā)展——中國乒乓球項目成功規(guī)律初探[A];第3屆全國青年體育科學學術會議論文摘要匯編[C];2002年

2 佘競妍;;乒乓球技術體系分類研究[A];第九屆全國體育科學大會論文摘要匯編(3)[C];2011年

3 矯健;顏紅英;;論乒乓球技術動作[A];第十三屆全國高校田徑科研論文報告會論文專輯[C];2003年

4 王金燦;;多球發(fā)球機應用于乒乓球技術考核的實驗研究[A];第八屆全國體育科學大會論文摘要匯編（一）[C];2007年

5 張立榮;;運用多媒體教學對提高少兒乒乓球技術水平的研究[A];《西部體育研究》2011年第1期（總第121期）[C];2011年

6 尹峻;;多樣化練習在乒乓球技術中運用效果的研究[A];第八屆全國體育科學大會論文摘要匯編（二）[C];2007年

7 唐建軍;李超;;乒乓球進攻打法技術體系構成及在比賽中運用的研究[A];2013年全國競技體育科學論文報告會論文摘要集[C];2013年

8 吳向寧;;乒乓球啟蒙訓練中肩部損傷的運動生物力學分析與對策[A];第二十屆全國運動生物力學學術交流大會論文摘要匯編[C];2018年

9 劉貂;丁偉;;淺析乒乓球啟蒙訓練中的球性練習[A];《西部體育研究》2012年第4期（總第128期）[C];2012年

10 李亮;;對郭躍的技戰(zhàn)術個案跟蹤分析[A];第八屆全國體育科學大會論文摘要匯編（二）[C];2007年

相關重要報紙文章 前10條

1 新華社記者 謝櫻;乒乓球對外援助傳播“國球文化”[N];中國體育報;2018年

2 張蕾;體育界首個深圳標準本月施行[N];深圳商報;2017年

3 記者 秦東穎;“國球”有了考級標準[N];解放日報;2017年

4 龔潔蕓;全國學生運動會：申城學子雙豐收[N];解放日報;2017年

5 六盤水市體育局 余滔;對乒乓球技術基本原則的研究[N];六盤水日報;2009年

6 李春耕;琚家溝辦了乒乓球俱樂部[N];山西日報;2000年

7 李中華;乒乓女隊缺什么[N];河南日報;2000年

8 本報記者　余海波　何農;我們一直在領先[N];光明日報;2003年

9 本報記者 車輝;洋勞模岸明的一天[N];工人日報;2010年

10 中國體育報 謝勇強;男線群雄并起 女線四強爭霸[N];中國體育報;2005年

相關博士學位論文 前1條

1 丁立威;論乒乓球技術的審美特征[D];北京體育大學;2004年

相關碩士學位論文 前10條

1 相夢;基于Kinect運動捕捉的乒乓球基本技術動作測評系統(tǒng)的設計研究[D];河北師范大學;2019年

2 周中俊;北京市乒乓球俱樂部私人教練員職業(yè)生存狀態(tài)與發(fā)展研究[D];廣西師范大學;2018年

3 張林營;塑料球使用后對乒乓球不同膠皮打法的影響和對策研究[D];山東體育學院;2016年

4 張斌;對濟南市業(yè)余乒乓球俱樂部現(xiàn)狀調查與分析[D];山東體育學院;2015年

5 唐寧寧;目標教學法在普通高校乒乓球選修課教學中教學效果的實驗研究[D];廣州體育學院;2018年

6 張欣;多球與單球結合練習對乒乓球技術效果影響的實驗研究[D];山東師范大學;2018年

7 王華美;新塑料乒乓球的使用對奧恰與馬龍技戰(zhàn)術的影響[D];陜西師范大學;2018年

8 尹莉群;“自主—合作—探究式”教學法在體育院校乒乓球專項課中的運用研究[D];成都體育學院;2017年

9 王娟;影響世界乒乓球技術打法的演進因素研究[D];北京體育大學;2008年

10 佘競妍;乒乓球技術體系的分類及效用研究[D];上海體育學院;2010年

本文編號：2652870