Доклад: Методика определения биомеханических показателей с использованием персонального компьютера

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).

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--