RU2472173C2 - Radio measuring system for digital recording of parameters of movement of athletes - Google Patents

Radio measuring system for digital recording of parameters of movement of athletes Download PDF

Info

Publication number
RU2472173C2
RU2472173C2 RU2010113655A RU2010113655A RU2472173C2 RU 2472173 C2 RU2472173 C2 RU 2472173C2 RU 2010113655 A RU2010113655 A RU 2010113655A RU 2010113655 A RU2010113655 A RU 2010113655A RU 2472173 C2 RU2472173 C2 RU 2472173C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
athletes
movement
parameters
playing field
athlete
Prior art date
Application number
RU2010113655A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010113655A (en
Original Assignee
Макрушин Юрий Николаевич
Filing date
Publication date
Application filed by Макрушин Юрий Николаевич filed Critical Макрушин Юрий Николаевич
Priority to RU2010113655A priority Critical patent/RU2472173C2/en
Publication of RU2010113655A publication Critical patent/RU2010113655A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2472173C2 publication Critical patent/RU2472173C2/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: movements of athletes in coordinates of the playing field are determined using radio signal sources mounted on the athletes and receivers of these signals which are fixed near the playing field. Results of calculation at each given time interval using high-speed computing devices are used to record in digital form coordinates of movements of athletes during the game and resultant displacement and the path of movement of an athlete are determined. The invention enables to evaluate the efficiency of movement of each athlete in a team and evaluate their influence on the outcome of the game.
EFFECT: enabling simultaneous digital recording of parameters of movements of athletes during a game and faster recording.
1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительным радиотехническим комплексам для определения местоположения каких-либо объектов.The invention relates to measuring radio systems for determining the location of any objects.

В измерительном радиотехническом комплексе используется способ триангуляционных измерений положения каких-либо объектов на местности.In the measuring radio complex uses the method of triangulation measurements of the position of any objects on the ground.

Комплекс предназначен для цифровой регистрации параметров перемещения спортсменов в процессе спортивного действия. Он может быть применен в таких видах спорта как футбол, хоккей, фигурное катание, лыжные гонки, легкоатлетический бег и ходьба.The complex is designed for digital recording of athletes moving parameters in the process of sports action. It can be used in sports such as football, hockey, figure skating, skiing, athletics and walking.

Регистрация параметров перемещения спортсменов в процессе спортивного действия важна для оценки эффективности действия каждого их них, вкладе в конечный результат и оценки качества спортивного действия в целом.Registration of the parameters of the movement of athletes in the process of sports action is important for assessing the effectiveness of each of them, their contribution to the final result and assessing the quality of sports action in general.

По результатам регистрации может производиться статистическая обработка данных методами математической статистики.According to the registration results, statistical data processing can be performed using mathematical statistics methods.

Новизна изобретения заключается в том, что комплекс является многоканальным и обеспечивает одновременную регистрацию в цифровом виде параметров перемещения спортсменов, а именно пути, скорости и ускорения на отдельных участках местности в процессе всего непрерывного спортивного действия.The novelty of the invention lies in the fact that the complex is multi-channel and provides simultaneous digital registration of the parameters of the athletes' movement, namely, the path, speed and acceleration in individual sections of the terrain during the entire continuous sports action.

В настоящее время изменение местоположения спортсменов и их перемещение определяют либо путем визуального непосредственного наблюдения, либо с помощью телевизионных средств. Эти средства не позволяют вести непрерывное определение и одновременную регистрацию параметров перемещения нескольких спортсменов на отдельных участках игрового поля или трассы, по которой перемещаются спортсмены.At present, the change in the location of athletes and their movement is determined either by visual direct observation or by television means. These tools do not allow continuous determination and simultaneous registration of the parameters of the movement of several athletes in separate sections of the playing field or track along which the athletes move.

Существующие спутниковые навигационные системы не могут быть применены в связи с их значительной инерционностью и невозможностью одновременной цифровой регистрации параметров перемещения спортсменов в процессе игрового действия.Existing satellite navigation systems cannot be applied due to their significant inertia and the inability to simultaneously digitally record the parameters of the movement of athletes in the game.

Данный измерительный комплекс одновременно регистрирует в цифровом виде параметры перемещения спортсменов по результатам измерения триангуляционным способом координат местоположения каждого спортсмена, участвующего в спортивном действии, рассчитывает их изменение на отдельных участках перемещения в принятые интервалы времени.This measuring complex simultaneously digitally records the parameters of the movement of athletes according to the results of a triangulation measurement of the coordinates of the location of each athlete participating in the sports action, calculates their change in individual sections of the movement in the accepted time intervals.

В состав измерительного комплекса входят:The measuring complex includes:

- следящая радиотехническая система, обеспечивающая слежение за перемещением спортсменов;- a tracking radio system that provides tracking of the movement of athletes;

- счетно-решающие устройства;- computing devices;

- регистрирующие устройства, обеспечивающие запись параметров перемещения на каких-либо носителях информации- recording devices that record movement parameters on any information carriers

В процессе работы узконаправленные антенны, количество которых должно быть равным количеству спортсменов, через выбранные интервалы времени одновременно принимают радиосигналы от источников радиосигналов, расположенных на движущихся спортсменах. Частоты радиосигналов должны быть разнесены.In the process of operation, narrowly directed antennas, the number of which should be equal to the number of athletes, at the selected time intervals simultaneously receive radio signals from radio signal sources located on moving athletes. Radio frequencies must be spaced apart.

По максимальному значению принимаемого радиосигнала измеряются два угла между направлениями на источник радиосигнала и базой, на которой установлены антенны с приемниками.The maximum value of the received radio signal measures two angles between the directions to the source of the radio signal and the base on which the antennas with receivers are installed.

По этим двум углам счетно-решающие устройства рассчитывают координаты местоположения спортсмена и их изменение за принятый интервал времени в процессе перемещения. Причем, чем меньше принятый интервал времени, чем больше быстродействие счетно-решающего устройства, тем точнее будут определены траектории перемещения спортсменов.At these two angles, the computing devices calculate the coordinates of the athlete's location and their change over the accepted time interval during the movement. Moreover, the shorter the accepted time interval, the greater the speed of the computer, the more accurately the trajectories of the athletes will be determined.

На примере игры в футбол или хоккей игровое поле представляют в плоской системе координат.For example, playing football or hockey, the playing field is presented in a flat coordinate system.

Схема измерений приведена на чертеже. На нем игровое поле ограничено линиями между точками 1, 2, 3, 4 и представлено в двух системах координат - основной

Figure 00000001
,
Figure 00000002
и игрового поля х, у.The measurement scheme is shown in the drawing. On it, the playing field is limited by lines between points 1, 2, 3, 4 and is presented in two coordinate systems - the main
Figure 00000001
,
Figure 00000002
and playing field x, y.

Начало координат игрового поля принимают в точке 0, расположенной в его центре.The origin of the playing field is taken at point 0, located in its center.

Начало координат основной системы принимают в точке

Figure 00000003
, которая находится на пересечении базисной линии В и диагонали, проходящей через точки 1, 3 и 0.The origin of the main system is taken at a point
Figure 00000003
, which is located at the intersection of the baseline B and the diagonal passing through points 1, 3 and 0.

В точках

Figure 00000004
и N располагают стационарные устройства с приемниками радиосигналов. На каждого спортсмена приходится по два приемника, каждый из которых настроен на свою частоту, соответствующую частоте источника радиосигнала.At points
Figure 00000004
and N have stationary devices with radio receivers. For each athlete there are two receivers, each of which is tuned to its own frequency, corresponding to the frequency of the radio signal source.

Точку N находят на пересечении диагонали, проходящей через точки 2, 4 и центр поля, и базисной линией В.Point N is found at the intersection of the diagonal passing through points 2, 4 and the center of the field, and the baseline B.

Расстояние d1 от начала координат основной системы до точки А1, в которой в данный момент времени находится спортсмен, определяют по известной формуле:The distance d 1 from the origin of the main system to point A 1 at which the athlete is currently located is determined by the well-known formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

Расстояние d2 от начала координат основной системы до точки А2, в которую переместился спортсмен за интервал взамен Δt, определяют по формуле:

Figure 00000006
The distance d 2 from the origin of the main system to point A 2 , to which the athlete has moved for the interval instead of Δt, is determined by the formula:
Figure 00000006

В этих формулах α1, α2, β1, β2 - углы между направлениями на спортсмена, находящегося в точках A1 и А2 из точек

Figure 00000004
и N и базовой линией В.In these formulas, α 1 , α 2 , β 1 , β 2 are the angles between the directions to the athlete located at points A 1 and A 2 from the points
Figure 00000004
and N and baseline B.

По этим формулам сначала определяют координаты

Figure 00000007
,
Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
в основной системе координат, а затем координаты спортсмена x1, x2, y1, y2 в системе координат игрового поля.These formulas first determine the coordinates
Figure 00000007
,
Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
in the main coordinate system, and then the coordinates of the athlete x 1 , x 2 , y 1 , y 2 in the coordinate system of the playing field.

Перемещение ΔS спортсмена из точки A1 в точку А2 за интервал времени Δt определяют по формуле:The movement ΔS of the athlete from point A 1 to point A 2 for the time interval Δt is determined by the formula:

Figure 00000011
Figure 00000011

здесь

Figure 00000012
,
Figure 00000013
here
Figure 00000012
,
Figure 00000013

Figure 00000014
,
Figure 00000015
Figure 00000014
,
Figure 00000015

Соответственно

Figure 00000016
,
Figure 00000017
Respectively
Figure 00000016
,
Figure 00000017

Figure 00000018
,
Figure 00000019
Figure 00000018
,
Figure 00000019

Среднюю скорость спортсмена на этом интервале определяют по формулеThe average athlete's speed in this interval is determined by the formula

Figure 00000020
Figure 00000020

Суммарное перемещение за некоторый интервал времени Т определяют по формуле:The total movement for a certain time interval T is determined by the formula:

Figure 00000021
Figure 00000021

Порядок действий оператора состоит в первоначальной настройке приемников радиосигналов излучения от каждого из спортсменов. Далее слежение за перемещением спортсменов и регистрация результатов происходят автоматически.The procedure of the operator consists in the initial setup of the receivers of radio signals from each of the athletes. Further, tracking the movement of athletes and recording the results are automatic.

Возможен вариант исполнения радиотехнических средств, когда приемник сигналов и, следовательно, базисная линия В будут располагаться не в плоскости игрового поля, а на некоторой высоте Н. В этом случае тригонометрическая схема измерений становится трехмерной, а перемещения спортсменов на игровом поле рассчитывают в трехмерной системе координат.An embodiment of radio equipment is possible when the signal receiver and, therefore, the baseline B will not be located in the plane of the playing field, but at a certain height N. In this case, the trigonometric measurement scheme becomes three-dimensional, and the movements of athletes on the playing field are calculated in a three-dimensional coordinate system .

Эффект от применения измерительного комплекса состоит в улучшении качества выступлений спортсменов, в увеличении их спортивных достижений, благодаря возможности регистрации параметров перемещения в цифровом виде и возможности количественной оценки параметров выступления на протяжении всего спортивного действия. Благодаря возможностям применения методов математической статистики, достигается лучшая оценка взаимодействия спортсменов в игровых видах спорта при послематчевом анализе игры.The effect of the use of the measuring complex is to improve the quality of the athletes ’performances, to increase their sports achievements, due to the ability to register movement parameters in digital form and the ability to quantify performance parameters throughout the entire sports action. Due to the possibilities of using methods of mathematical statistics, a better assessment of the interaction of athletes in game sports is achieved in the post-match analysis of the game.

В конечном счете это может быть выражено в улучшении спортивных результатов и занятии призовых мест во многих видах спорта.Ultimately, this can be expressed in improving athletic performance and winning prizes in many sports.

Claims (1)

Комплекс измерительный радиотехнический для цифровой регистрации параметров перемещения спортсменов многоканальный, отличающийся тем, что включает в себя источники радиосигналов, которые располагают на каждом перемещающемся спортсмене во время проведения игры, приемники радиосигналов, которые размещают стационарно в соответствующих точках игрового поля для отслеживания перемещения спортсменов посредством приема радиосигналов, настроенных на частоты, соответствующие частоте источников радиосигналов спортсменов, устройство расчета для приема данных от указанных приемников и определения углов между направлениями перемещения спортсменов из одной точки в другую точку игрового поля за выбранные интервалы времени, а также одновременного расчета параметров перемещения каждого спортсмена по игровому полю во время спортивного действия и устройство записи в цифровом виде полученных параметров. A radio-technical measuring complex for digital recording of athletes moving parameters is multichannel, characterized in that it includes radio signal sources that are located on each moving athlete during the game, radio signals receivers that are placed stationary in the corresponding points of the playing field to track the movement of athletes by receiving radio signals tuned to frequencies corresponding to the frequency of radio sources of athletes, device for calculating A set for receiving data from these receivers and determining angles between the directions of movement of athletes from one point to another point on the playing field for selected time intervals, as well as simultaneously calculating the parameters of movement of each athlete on the playing field during a sports action and a digital recording device of the received parameters .
RU2010113655A 2010-04-07 Radio measuring system for digital recording of parameters of movement of athletes RU2472173C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113655A RU2472173C2 (en) 2010-04-07 Radio measuring system for digital recording of parameters of movement of athletes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113655A RU2472173C2 (en) 2010-04-07 Radio measuring system for digital recording of parameters of movement of athletes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010113655A RU2010113655A (en) 2011-10-20
RU2472173C2 true RU2472173C2 (en) 2013-01-10

Family

ID=

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Караваев В.В. Статистическая теория пассивной локации. - М.: Радио и связь, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jennings et al. The validity and reliability of GPS units for measuring distance in team sport specific running patterns
AU2016358719B2 (en) Tracking system and method for determining relative movement of a player within a playing arena and court based player tracking system
US20140365415A1 (en) System and method for predicting a criteria of interest
Siegle et al. Design of an accuracy study for position detection in football
JP6704606B2 (en) Judgment system and judgment method
US9486693B2 (en) Sports data collection and presentation
US20140125806A1 (en) Sports Apparatus and Method
JP6596804B1 (en) Position tracking system and position tracking method
US11850498B2 (en) Kinematic analysis of user form
CN111542764A (en) System and method for determining spin axes of a moving ball
RU2472173C2 (en) Radio measuring system for digital recording of parameters of movement of athletes
Seidl et al. Validation of football's velocity provided by a radio-based tracking system
Williams et al. Horizontal positioning error derived from stationary GPS units: A function of time and proximity to building infrastructure
Mara et al. The accuracy and reliability of a new optical player tracking system for measuring displacement of soccer players
EP2772772B1 (en) Apparatus, method and computer program for providing a virtual boundary
US10107906B2 (en) Method and apparatus for detecting physical performance
JP2006523839A (en) System and method for locating sports equipment
JP2020030189A (en) Position measuring system and position measuring method
Kirkup et al. Dynamic tracking of a 2.4 GHz waist mounted beacon for indoor basketball player positioning
Clemente et al. Local positioning systems
Li et al. Real-Time Ski Jumping Trajectory Reconstruction and Motion Analysis Using the Integration of UWB and IMU
RU2566942C2 (en) Control system of tactical actions of sports team in real time
KR20130000799A (en) Multi web service apparatus and method therefor
EP3592440A1 (en) Line fault detection systems and method for determining whether a sport gaming device has bounced off an area of a sports field
Pino-Ortega et al. Proposal of accuracy analysis of indoor tracking systems in basketball