一种基于大数据的运动员体能训练监测系统

本发明涉及大数据，具体涉及一种基于大数据的运动员体能训练监测系统。

背景技术：

1、体能训练监测实时追踪和分析运动员的生理和表现数据，利用各种高科技手段，如可穿戴设备、传感器、人工智能等，来收集运动员在训练中的各种数据；这些数据包括但不限于心率、血氧饱和度、肌肉电活动、速度、力量输出等，为教练团队提供了宝贵的信息，帮助他们为运动员制定更科学、个性化的训练计划。

2、体能训练监测中，往往通过监测运动员的加速度变化反映运动员的能量利用效率；通过监测运动员在不同训练阶段的加速度变化，教练团队可以及时了解运动员的力量发展、疲劳程度和受伤风险；这种实时反馈对于制定个性化训练计划、预防运动伤害以及优化竞技状态具有重要意义。

3、现有技术中，对运动员的跑步过程进行监测时，往往通过对比各运动员之间的速度或加速度来判断各运动员的体能情况，没有将运动员的速度和加速度结合起来分析，且缺少一个统一的评判标准，即缺少客观、量化的依据，不便于评估运动员的体能水平。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，解决以上技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，包括：

4、数据库模块：选取测试跑道，设定监测间隔阈值t，每隔一次监测间隔阈值t记为一个监测点；运动员在所述测试跑道进行跑步时，每次监测点获取一次运动员的速度；

5、获取运动员在所述测试跑道进行跑步时各监测点时的速度，并根据各监测点对应的时间，建立运动员的速度曲线；根据各运动员的速度曲线获得标准速度曲线；

6、监测模块：获取待测运动员在所述测试跑道进行跑步时，各监测点时的速度，并建立待测速度曲线；

7、分析模块：设定个数阈值n和导数阈值d，在所述标准速度曲线上依次连续的获取n个监测点，并获取n个监测点的导数平均值dave；若dave≥d且n≥n，则记这n个监测点构成的曲线片段为加速段；

8、获取所述标准速度曲线的加速段，并获取加速段上各监测点处的导数，获得所述标准速度曲线的急动度，记为标准急动度；其中，m为加速段的个数，di表示第i个监测点的导数；并获得所述待测速度曲线的急动度j；

9、获取所述标准速度曲线的最后一个监测点对应的时间，作为所述标准速度曲线中的完成时间t，记为标准完成时间；并获得所述待测速度曲线的完成时间t0；获得待测运动员的训练指数。

10、作为本发明进一步的方案：所述标准速度曲线的建立过程包括：

11、将建立得到的全部运动员的速度曲线置于同一直角坐标系中，并记全部速度曲线拟合后的表达式为{f1(x)，f2(x)，...，fs(x)}，其中s为速度曲线的总个数，f1(x)表示第1个速度曲线，x为监测点对应的时间；

12、获取全部速度曲线的最后一个监测点对应的时间的平均值，记为标准完成时间t；在第1个监测点至最后一个监测点之间，设定曲线g(x)，分别在曲线g(x)和全部速度曲线选取若干个样本点，并获取样本点处的导数值；所述样本点的个数大于等于所述监测点的个数；

13、不断调整g(x)的参数，当g(x)与速度曲线的各样本点的平均导数差值达到最小值时，记g(x)为标准速度曲线。

14、作为本发明进一步的方案：所述标准速度曲线的建立过程还包括：

15、使得g(x)与速度曲线的各样本点的平均导数差值达到最小值的过程中，所述平均导数差值为，其中num为样本点的总个数，dw表示速度曲线第w个样本点处的导数，dw′表示g(x)第w个样本点处的导数。

16、作为本发明进一步的方案：所述监测点对应的时间的确定过程包括：

17、所述监测点包括运动员开始跑步的起点时刻和结束跑步的终点时刻，从所述起点时刻开始，依次对各监测点进行编号；则得到所述终点时刻对应的编号为r，且获取编号为r的监测点与编号为r-1的监测点之间的时间间隔t0，则所述终点时刻对应的时间为(r-2)*t+t0；则对于编号小于r的监测点对应的时间为(r-2)*t。

18、作为本发明进一步的方案：所述导数平均值的获得过程包括：

19、在所述标准速度曲线中提取出n个监测点的坐标，建立直角坐标系，将n个监测点根据其坐标置于所述直角坐标系中，得到散点图；获取所述散点图的线性回归方程，并获取所述线性回归方程的斜率，记为这n个监测点的导数平均值dave。

20、作为本发明进一步的方案：所述测试跑道的选取过程中，所述测试跑道的长度l的选取范围为[800m，5000m]；

21、所述监测时间间隔阈值t的设定范围为[1s，5s]。

22、作为本发明进一步的方案：所述运动员的速度的获取过程包括采用雷达测速仪、运动员佩戴gps设备。

23、作为本发明进一步的方案：所述运动员的速度曲线的获得过程包括：

24、当运动员的速度曲线内只存在唯一加速段，且唯一加速段起点为第1个监测点时，记该运动员为匀速运动；则排除该运动员的速度曲线，不参与所述标准速度曲线的获得过程。

25、本发明的有益效果：

26、现有技术中，对运动员的跑步过程进行监测时，往往通过对比各运动员之间的速度或加速度来判断各运动员的体能情况，没有将运动员的速度和加速度结合起来分析，且缺少一个统一的评判标准，即缺少客观、量化的依据，不便于评估运动员的体能水平；通过设定监测间隔值 t，并在每个监测点记录运动员的速度，可以精确监测运动员在测试跑道上各个时刻的速度变化；根据各监测点的速度和时间，建立运动员的速度曲线，直观展示运动员的速度变化情况，有助于分析运动员的跑步节奏和速度分布；通过设定个数阈值n和导数阈值d，识别并分析速度曲线中的加速段，计算加速段的导数平均值 dave，帮助了解运动员的加速能力和加速度变化；计算数据库中标准速度曲线上的急动度，量化运动员在跑步过程中的加速度变化幅度，为训练效果评估提供量化指标；获取标准速度曲线和待测速度曲线的完成时间，比较两者的完成时间，评估运动员的跑步效率；通过训练指数rti的计算，综合考虑待测运动员的急动度与标准急动度的比值，以及待测运动员的完成时间和标准完成时间的比值，提供一个综合性训练效果评估指标，有助于制定更科学的训练计划，提高运动员的训练效果和运动表现；本发明不仅能够精确监测和分析运动员的速度变化，还能通过量化指标评估运动员的加速度和训练效果，为运动员的科学训练提供了有力的支持。

技术特征：

1.一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，其特征在于，所述标准速度曲线的建立过程包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，其特征在于，所述标准速度曲线的建立过程还包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，其特征在于，所述监测点对应的时间的确定过程包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，其特征在于，所述导数平均值的获得过程包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，其特征在于，所述测试跑道的选取过程中，所述测试跑道的长度l的选取范围为[800m，5000m]；

7.根据权利要求1所述的一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，其特征在于，所述运动员的速度的获取过程包括采用雷达测速仪、运动员佩戴gps设备。

8.根据权利要求1所述的一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，其特征在于，所述运动员的速度曲线的获得过程包括：

技术总结本发明涉及大数据技术领域，具体公开了一种基于大数据的运动员体能训练监测系统，包括：数据库模块：选取测试跑道，设定监测间隔阈值，获取运动员在所述测试跑道进行跑步时各监测点时的速度，并根据各监测点对应的时间，获得标准速度曲线；监测模块：获取待测运动员在所述测试跑道进行跑步时，各监测点时的速度，并建立待测速度曲线；分析模块：设定个数阈值和导数阈值，获取标准速度曲线和待测速度曲线的加速段，并得到标准速度曲线和待测速度曲线的标准急动度和急动度；并分别获取标准速度曲线和待测速度曲线的标准完成时间和完成时间，获得待测运动员的训练指数。技术研发人员：谭乐华,乔树青受保护的技术使用者：莱芜职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/9/26