С появлением персональных компьютеров и программных средств создаются благоприятные возможности для использования их в учебном процессе, в частности по курсу "Биомеханика".
Определение биомеханических показателей осуществлялось по результатам видеосъемки бега. Видеосъемка проводилась по методике, описанной в работах [3, 5, 7]. Видеокамера устанавливалась на высоте 140 см, отстояла от линии движения спортсмена на расстоянии 22 метров. Использовалось дополнительное освещение. На одной половине тела в характерных точках спортсмена устанавлива лись маркеры размером 3х3 см. Всего 6 штук. Измерялось расстояние между маркерами: от нижнего края одного до нижнего края другого; определялись вес, рост спортсмена. Материалы видеосъемки были преобразованы в цифровой вид и полученные видеокадры введены в персональный компьютер.
Методика расчета биомеханических показателей основывается на разработанной методике анализа фото- и киноматериалов [2, 5] с некоторыми изменениями.
Координаты характерных точек атлета определяются с помощью программы Photoshop [6]. Изображение видеокадра увеличивается, доводя размеры линеек осей координат до цены деления не менее 1 мм. Курсор в виде перекреста линий совмещается с границами маркера и по точке пересечения линий курсора определяются координаты характерных точек спортсмена (x; у).
Значения координат заносятся в электронные таблицы Excel [4].
Промер абсолютного движения спортсмена строится с использованием либо программы AutoCad [1], либо программы Photoshop [6].
Для получения пространственно-временных характеристик движения рассчитывается длина каждого звена тела спортсмена по формуле:
, (1)
где Lв - длина звена по видеокадру, х1 - абсцисса проксимального конца звена, х2 - абсцисса дистального конца звена, у1 - ордината проксимального конца звена, у1 - ордината дистального конца звена.
Вычисляется масштаб видеосъемки для каждого звена:
, (2)
где М - масштаб видеосъемки звена, Lc - длина звена спортсмена, Lb - длина звена по видеокадру.
Затем рассчитывается средний масштаб для руки и ноги:
, (3)
где МСР.1 - средний масштаб руки.
, (4)
где МСР.2 - средний масштаб ноги.
Линейная скорость движения руки, ноги рассчитываются по формулам: по оси Х:
, (5)
, (6)
где t - время съемки одного кадра, которое вычисляется как:
, (7)
где vb- скорость видеосъемки по оси У:
(8)
(9)
. (10)
На основании данных линейной средней скорости определяется линейное ускорение:
. (11)
Для определения угловой скорости и углового ускорения строится полярная система координат и вычисляется длина отрезков, например, ось плечевого сустава - ось лучезапястного сустава, плечо-центр Земли и т.д. по формуле (1).
Угол определяется как
, (12)
где, например (рис.1)
Рис. 1.
A - ось лучезапястного сустава, В - ось плечевого сустава, С - центр Земли, а - длина отрезка ВС, в - длина отрезка АС, с - длина отрезка АВ.
Угловая скорость рассчитывается как
. (13)
Угловое ускорение как
. (14)
Временные характеристики таких показателей, как время опоры, время полета, время шага, темп движения, шаговый ритмический коэффициет, вычисляются по общепринятой в биомеханике методике.
Длина шага определяется расчетным путем по координатам от момента постановки ноги на грунт (носок стопы) до момента постановки ноги на грунт после переноса (начало стопы) по формуле (1). Затем полученное значение умножается на средний масштаб ноги.
Общий центр тяжести тела вычисляется для одной половины видимой части тела спортсмена с учетом данных сегментов: 1/2 головы, 1/2 туловища, плечо, предплечье, бедро, голень, стопа - по принятой в биомеханике методике. Однако абсцисса и ордината центра тяжести звена определялись расчетным путем на основании значений координат.
Абсцисса центра тяжести звена:
, (15)
. (16)
ордината центра тяжести звена:
, (17)
где a(x; y) - координаты, например оси плечевого сустава, b(x; y) - координаты, соответствен но, оси локтевого сустава, ab - длина звена, в данном случае плеча, ас - относительное расстояние центра тяжести звена (в данном случае плеча) от его проксимального конца (рис.2).
Рис. 2.
Таким образом, используя имеющиеся в настоящее время программные средства, в частности Photoshop, Auto Cad, Excel, можно рассчитать биомеханические показатели спортивного движения (пространственные, пространственно-вре менные, временные, определить общий центр тяжести тела спортсмена), представить материал в цифровом, графическом виде, увеличить количество и скорость обработки видеокадров, получить более полную информацию о количественной структуре движения.
Характеристика персонального компьютера: Pentium II 350 МГц 32Мб HDD 2,01Гб. Монитор Nokia 449X 800x600.
Список литературы
1. Auto Cad. Практическое руководство /Э.Т. Романычева, Т.М. Сидорова, С.Ю. Сидоров. М., 1997. - 480 с.
2. Биомеханика /В.Р. Дановский, Г.А Коновалов Омск, 1989. - 24 с.
3. Годик М.А. Спортивная метрология. М., 1988. - 192 с.
4. Колесников А. Excel 97. Киев, 1997. - 528 с.
5. Практикум по биомеханике /Под ред. И.М. Козлова. - М., 1980. - 120 с.
6. Роуз К. Adobe Photoshop 5 /Пер. с англ. М., 1999. - 400 с.
7. Селуянов В.Н., Аиед Берхаием. Биомеханизм как основа развития теоретической биомеханики двигательной деятельности человека. М., 1997. - 82 с.
8. Н.И. Санникова Методика определения биомеханических показателей с использованием персонального компьютера.
Другие работы по теме:
Методы анализа эффекивности деятельности предприятия
Экономический анализ — это метод исследования и познания объективного действия экономических законов. Метод экономического анализа базируется на диалектическом материализме, что означает изучение материалистической диалектики в единстве анализа и синтеза, индукции и дедукции.
Вертикальная механическая работа в аспекте оценки техники бега
Оценка технического уровня бегунов обычно связывается с рядом биомеханических показателей, в частности коррелирующих со скоростью бега. Если лучшие бегуны отличаются определенными величинами показателей, то это связано с преимуществами их техники.
Электроный документ
Для эффективного управления процессами на предприятиях и в организациях необходима эффективная система электронного документооборота. Документы являются основным информационным ресурсом предприятий и организаций. Документооборот - это непрерывный процесс движения документов, который отражает деятельность предприятий и позволяет оперативно управлять производственными процессами на предприятии.
1. Введение в предмет
Целью курса является изучение принципов и освоение практических навыков параллельного программирования с использование технологии mpi
работа по физике должна содержать
После этой даты курсовой работы по физике более не принимаются и не рассматриваются без уважительных причин. По согласованию с преподавателем курсовая работа может быть представлена в электронном виде на адрес e-mail преподавателя или на общекафедральный адрес physics@gubkin ru
Основы автоматики и управления
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ОСHОВЫ АВТОМАТИКИ И УПРАВЛЕHИЯ РЕФЕРАТ Использование персонального компьютера фирмы IBM для сбора и обработки данных в газовой хроматографии
Виды менеджмента
1)Прием сравнения. -горизонтальным(используется для определения абсолютных и относительных отклонений отчетных данных от базисных) -вертикальным( определяется структур экономических явлений и процессов путем определения удельного веса частей в общем итоге0
Машинопись на компьютере - положительные аспекты
Условие улучшения работы государственных и муниципальных органов управления - наличие хорошо подготовленных государственных и муниципальных управленческих работников, в том числе опытных пользователей компьютера.
Жизненный цикл инноваций
Вариант 10 «. Общие сведения» Жизненный цикл инновации представляет собой определенный период времени, в течение которого инновация обладает активной жизненной силой и приносит производителю или продавцу прибыль или другую реальную выгоду.
Первый советский ПК
В 1982 году появилась на свет первая советская персональная ЭВМ «Агат». «Агат» устанавливали в первых школьных компьютерных классах, и на нем ребята осваивали азы информатики и ВТ.
Текер, Чарльз
Введение 1 Биография 2 Премии и награды Список литературы Введение Чарльз Текер (Charles P. Thacker, 26 февраля 1943 года, Пасадина (Калифорния)) — американский учёный в области теории вычислительных систем, лауреат премии Тьюринга 2009 года.
Память компьютера
Организация и основные характеристики основной памяти персонального компьютера. Запоминающие устройства ЭВМ как совокупность устройств, обеспечивающих хранение и передачу данных. Хранение и обработка информации. Основные виды памяти компьютера.
Как работает накопитель на жестком диске
Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного персонального компьютера. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью.
Команды системного администратора
В этой статье собраны основные команды прописываемые в командной строке Windows NT/2000/XP для выполнения определенной сетевой функции.
Компьютерная зависимость
Text Text Graphics Компьютерная зависимость. Graphics Термин «компьютерная зависимость» определяет патологическое пристрастие человека к работе или проведению времени за компьютером. . Graphics
Информатика 3
Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Саратовский техникум дизайна одежды и сервиса» Информатика
Kaspersky Internet Security 2011
Kaspersky Internet Security 2011 ( 2011 это программа, призванная обеспечить безопасную рабочую среду как в условиях дома так и в условиях офиса. Она обладает рядом полезных функций которые обеспечивают безопасный серфинг интернета, проверку компьютера и внешних запоминающих устройств, таких как флешкарты и диски, на наличие вредоносных программ, а также осуществляет контроль безопасности сети.
Устройство ПК 3
Персональные компьютеры имеют четыре иерархических уровня памяти: микропроцессорная память; основная память; регистровая кэш-память; внешняя память.
Вирусы и антивирусные программы 3
Вирусы и антивирусные программы Антивирусных программ существует множество, но их эффективность заключается в быстрой и хорошей защите от вирусов. Но это, не всегда возможно, так как каждый месяц появляется хоть один новый вируса, а антивирусные программы просто не успевают их распознать, потому что им не хватает своего программного обеспечения для нового вируса, т.к. он просто не подходит.
Команды системного администратора
В этой статье собраны основные команды прописываемые в командной строке Windows NT/2000/XP для выполнения определенной сетевой функции. Пример вида <имя> ,практически пишется как имя. Чтобы запустить командную строку необходимо нажать Пуск - Выполнить ввести "cmd" Enter или OK.
Основные периферийные устройства ПК
К основным периферийным устройствам компьютера можно отнести принтер и сканер. Принтер предназначен для вывода информации с компьютера на бумагу. Принтеры можно поделить на лазерные и струйные.
Информатика. Тестовые задания. Кузнецов Chapter4
Раздел 4. Тестовые задания по теме Компьютер — это: устройство для работы с текстами; электронное вычислительное устройство для обработки чисел; устройство для хранения информации любого вида;
Робертс (Roberts) Эдвард
Робертс (Roberts) Эдвард, американский инженер-электронщик, создатель первого коммерческого персонального компьютера Altair.
Николай Бурлюк
Младший из братьев Бурлюков Николай Давидович принимал участие практически во всех футуристических изданиях и выступлев Санкт-Петербурге и Москве, но персонального поэтического сборника так и не выпустил.
Кей (Cay) Алан
Кей (Cay) Алан, американский инженер-электронщик. Разработал принципы создания персонального компьютера.
Тьюринг (Turing) Алан Матисон
Тьюринг (Turing) Алан Матисон (1912 — 54) — гениально одаренный английский математик. В возрасте 24 лет написал работу "О вычислимых числах", которой суждено было сыграть исключительно важную роль в развитии вычислительной математики.