Главная Каталог статей Медицинские науки Медицинское оборудование и приборы

Прототип системы для оценки эффективности беговых тренировок

Авторы: Цыганкова И.С., Масленников А.Л.
Опубликовано в выпуске: #6(23)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-6-337
Раздел: Медицинские науки \| Рубрика: Медицинское оборудование и приборы
Ключевые слова: спортивный трекер, траектория движения, динамические характеристики бега, приемник ГСНС, блок инерциальных измерений, контроллер Arduino, контроллер STM32, ЭКГ-датчик
Опубликовано: 27.06.2018

Беговые упражнения весьма популярны как у спортсменов-профессионалов, так и у спортсменов-любителей. Для оценки эффективности тренировок применяют различные технические средства, с помощью которых определяют частоту сердечных сокращений, траекторию движения, скорость и другие параметры, а затем рассчитывают динамические характеристики бега. Существующие на рынке технические средства в сегменте недорогих устройств не обладают достаточной точностью или не всегда включают весь требуемый набор датчиков. В работе дано описание прототипа системы для получения динамических характеристик бега, обладающего большей точностью и меньшей стоимостью по сравнению с аналогами. Повышение точности определения траектории спортсмена как основной исходной информации (а как следствие, и точности определения динамических характеристик бега) предлагается обеспечить путем комплексирования навигационной информации, получаемой от спутниковой навигационной системы с показаниями блока инерциальных измерений.

Литература

[1] Achten J., Jeukendrup A.E. Heart rate monitoring. Sports Medicine, 2003, vol. 33, no. 7, pp. 517–538.

[2] Lambert M.I., Mbambo Z.H., Gibson A. St C. Heart rate during training and competition for longdistance running. Journal of Sports Sciences, 1998, vol. 16, no. 1, pp. 85–90.

[3] Karvonen J., Vuorimaa T. Heart rate and exercise intensity during sports activities. Sports Medicine, 1988, vol. 5, no. 5, pp. 303–311.

[4] Fukushima H., Kawanaka H., Bhuiyan Md. S., Oguri K. Estimating heart rate using wrist-type photoplethysmography and acceleration sensor while running. Conf. Proc. IEEE. Eng. Med. Biol. Soc., 2012, pp. 2901–2904.

[5] Leger L., Thivierge M. Heart rate monitors: validity, stability, and functionality. The Physician and Sportsmedicine, 1988, vol. 16, no. 5, pp. 143–151.

[6] Laukkanen R.M., Virtanen P.K. Heart rate monitors: state of the art. Journal of Sports Sciences, 1998, vol. 16, no. 1, pp. 3–7.

[7] Ibrahim D., Buruncuk K. Heart rate measurement from the finger using a low- cost microcontroller. Near East University, Faculty of Engineering, TRN, 2005.

[8] Czinkota M.R., Ronkainen I.A. International marketing. Cengage Learning, 2012, 720 p.

[9] Zulkifli N.S.A., Che Harun F.K., Azahar N.S. XBee wireless sensor networks for Heart Rate Monitoring in sport training. Int. Conf. on Biomedical Engineering (ICoBE), 2012, pp. 441–444.

[10] Марченко И.О., Зуева А.Е., Кухто А.В., Педонова З.Н. Система мониторинга и диагностики состояния спортсмена. Инженерный вестник Дона, 2015, № 2-2. URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3001.

[11] Jeukendrup A., Diemen A.V. Heart rate monitoring during training and competition in cyclists. Journal of Sports Sciences, 1998, vol. 16, no. 1, pp. 91–99.

[12] Cummins C., Orr R., O’Connor H., West C. Global positioning systems (GPS) and microtechnology sensors in team sports: a systematic review. Sports Medicine, 2013, vol. 43, no. 10, pp. 1025–1042.

[13] Waegli A., Skaloud J., Tomé P., Bonnaz J. Assessment of the integration strategy between GPS and body-worn MEMS sensors with application to sports. Proc. ION GNSS, 2007, pp. 1–10.

[14] Wägli A., Skaloud J. Trajectory determination and analysis in sports by satellite and inertial navigation. EPFL, 2009, 202 p.

[15] Bajaj R., Ranaweera S.L., Agrawal D.P. GPS: location-tracking technology. Computer, 2002, vol. 35, no. 4 pp. 92–94.

[16] Modsching M., Kramer R. Field trial on GPS Accuracy in a medium size city: the influence of built-up. 3rd Workshop on Positioning, Navigation and Communication, 2006, pp. 209–218.

[17] Freedson P.S., Miller K. Objective monitoring of physical activity using motion sensors and heart rate. Research Quarterly for Exercise and Sport, 2000, vol. 71, no. 2, pp. 21–29.

[18] Brage S., Brage N., Franks P.W., Ekelund U., Wareham N.J. Reliability and validity of the combined heart rate and movement sensor Actiheart. European Journal of Clinical Nutrition, 2005, vol. 59, no. 4, pp. 561–570.

[19] Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Collins J. Global positioning system: theory and practice. Springer, 2001, 382 p.

[20] Биард Р.У., МакЛэйн Т.У. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика. Москва, Техносфера, 2015, 312 с.

[21] Одуан К., Гино Б. Измерение времени. Основы GPS. Техносфера, 2002, 383 с.

[22] Aughey R.J. Applications of GPS technologies to field sports. International Journal of Sports Physiology and Performance, 2011, vol. 6, no. 3, pp. 295–310.

[23] Микрин Е.А., Михайлов М.В. Навигация космических аппаратов по измерениям от глобальных спутниковых навигационных систем. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017, 348 с.

[24] Официальный сайт компании Arduino.URL: https://www.arduino.cc/ (дата обращения 25.05.2018).

[25] Официальный сайт компании STM. URL: https://www.st.com/content/st_com/en.html (дата обращения 25.05.2018).

[26] GNSS ICs. URL: http://www.st.com/en/positioning/gnss-ics.html?querycriteria=productId=SC2194 (дата обращения 25.05.2018).

[27] Официальный сайт компании НАВИА-ГЛОНАСС. URL: http://naviaglonass.ru/ (дата обращения 25.05.2018).

[28] GY-91, десятиосный датчик навигации [MPU-9250, BMP-280]. URL: http://roboparts.ru/products/gy-91 (дата обращения 25.05.2018).

[29] AD8232 data sheet. URL: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8232.pdf (дата обращения 25.05.2018).