基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统.doc

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1、基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用（一）科技奥运技术、产品、服务的名称及所属单位1、项目名称：基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用2、所属单位：中国科学院计算技术研究所（二）科技奥运技术、产品、服务在奥运筹备建设中的应用情况、专利保护情况、技术水平情况等在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。在雅典奥运会上，我国跳水队取得六枚金牌的好成绩。我国原有的弱势项目蹦床在雅典奥运会

2、也获得一枚铜牌，实现了奖牌零的突破。另外，中国该队在2005年举办的第二十四届世界蹦床锦标赛团体比赛中，夺得男、女蹦床团体和男子单跳团体三项世界冠军，实现中国蹦床在世界三大赛上的历史性突破，目前已经跃升为世界强队。该项成果的应用已完全获得国家体育总局的肯定与认可，被认为是“一项开创性研究工作”，“能够有效提高运动训练的科学性和效率，对快速提高运动成绩有很大帮助”，并被授予第二十届奥运会科研攻关与科技服务一等奖，并有近40套软件系统无偿装备到各个运动项目的国家队，为多个运动项目国家队备战08年奥运会进行辅

3、助训练。1、应用情况：实施本项目所产生的成果是“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”，该系统包含三维人体运动仿真与视频分析两个子系统，其应用情况如下。1）、在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。研发的系统成为他们的重要训练科技装备，并为这些运动队在雅典奥运会取得这些优异成绩，做出了重要的贡献。2）、由于系统在备战2004年雅典奥运会的过程中所取得的优异成绩，系统部分成果已开始在射击、田径、跳水、击剑、举重、体操

4、等多个运动项目国家队备战08年奥运会训练中全面推广使用。①在国家射击队的训练中，教练员利用此软件的自动跟踪功能获取手枪慢射运动员射击时手的移动轨迹，来分析射击动作的技术问题。②在国家田径队，教练员利用此软件的动作冻结与分解功能得到铅球运动员完成一次投掷的动作分解图像，教练员再根据该图像分析投掷动作完成情况，向运动员讲解技术要领。③在国家跳水队，教练员利用此软件将近几年世界大赛的录像资料进行了数字化加工，建立视频数据库，实现了基于内容的数据管理，使队里的技术研讨变得高效、形象与快捷。3）、系统在地方运动队

5、(北京运动队)推广使用，为北京队参加第十届全运会取得优异成绩作出了重要贡献。①在木樨园体校，DVCoach软件被北京跳水队使用。其中该软件的动作叠加对比功能发挥了很大的效能，用于比较一名运动员两次跳水动作之间的差别，也用于比较与国际高水平运动员之间的动作差别，纠正动作细节。在十运会上，北京跳水队的两名年轻队员沈川子与林跃表现突出，被国家跳水队选中，进入国家队，成为备战08年奥运会的重点培养对象。②在什刹海体校，DVCoach软件被应用于北京武术队的最后集训中，其中动作分解与绘图分析功能被经常使用，来掌握

6、动作要领。在十运会上，北京男子自选长拳运动员赵庆建取得突破，为北京代表图获得首枚金牌。③在先农坛体校，DVCoach软件被北京体操队与田径队使用，使用效果也相当显著。在北京体操队的最后集训中，DVCoach软件与国外软件一起使用，互相配合，各项功能得到了充分发挥，北京体操队也在十运会上发挥了最好水平，取得了两枚金牌。在田径队，DVCoach软件主要是为女子跳高运动员景雪竹服务，为她与教练员提供基于图像的技术交流平台。景雪竹也在十运会的比赛中发挥出较高水平，成功卫冕冠军。4）、系统在北京匠心之轮国际体育中

7、心推广使用，用于青少年网球培训；利用DVCoach软件系统编排青少年职业网球训练的视频分析教程，显著提高青少年网球教学的质量和效率。2、专利保护：项目组共申请专利14项，其中已授权专利4项。3、技术水平：2004年10月31日，通过中科院组织的专家鉴定，以汪成为院士为组长的专家组认为：“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”在基于动态背景构造的视频运动对象提取技术、运动全景图合成技术、体育项目三维人体运动模拟和体育项目成套动作的可视化编排等方面有很好的创新性，已应用于国家运动队的实际训练中，且取

8、得了很好的使用效果，为提高竞技运动训练水平与成绩提供了新方法和新工具。该项研究成果达到了国际先进水平。项目成果“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”获得2006年度北京市科技进步一等奖。（三）科技奥运技术、产品、服务的社会需求情况、推广应用前景、推广应用方式等本项目研究成果包括三维人体运动模拟与视频分析两个方面，其目的和作用是要实现体育训练方法的两个进步和转变：从传统的主要基于人眼观察的方法向基于高精度视频捕捉与分析的人体运动测量