倒计时一周年，冬奥训练“给人体装上加速度”，这些冬奥科技有我北理工！

习近平总书记强调中国冰雪运动必须走科技创新之路，一方面要坚持自主创新，一方面要善于吸收国际上的先进技术和训练方法。在科技冬奥之路上，北理工人从未缺席，多项技术和科研成果直接服务冬奥会项目训练，让运动员在冰雪赛场上更快、更强！

2月4日，央视新闻直播间节目对我校冬奥“黑科技”进行报道。此外，近日，新华社、中国教育报等多家媒体也分别对我校工作进行了报道。

01	● 运动员如何在冬奥赛场更快更强？来看这些“黑科技”！
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01	● 北京理工大学“黑科技”助力北京冬奥会
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在距离冬奥会开幕

倒计时一周年的今天

官微君带大家了解一下

冬奥背后的北理工力量!

01

精准“捕捉”冰轨

高精度镜头精准分析运动员冰上轨迹

冰上运动多为室内项目，无法使用GPS准确捕捉运动员运动的轨迹。北理工光电学院仪器所副教授刘明团队开展了 “速度滑冰运动分析”项目研究，该项目可把运动员的运动过程，通过连续变焦跟踪特写及全景采集的方式记录下来，再对其动作和轨迹进行分析，便于优化技术动作，帮助运动员、教练员实现科学化训练。

该项目借助“云台变焦运动轨迹采集与动作捕捉分析”和“冰场全景图像采集与运动轨迹分析”两套系统，对速度滑冰、短道速滑、花样滑冰等冰上运动轨迹和动作进行分析，可精确分析每个运动员的运动轨迹，也可以对多位运动员的运动轨迹进行同步解析。

这项“黑科技”的最大特点，是将云台变焦技术应用于运动测量，运动员不需穿戴式设备，即便在很大范围内活动，运动数据仍可被精确测量。为了满足高精度的测量需求，研究团队目前还在不断改良镜头设计。改进7个版本后，现在实现了测量过程的平顺、快速和高精度。其中，两台全景相机具有高达单帧2500万像素的解析度，采集帧率每秒160帧，适合多人运动轨迹的同步分析。

冰场全景图像采集与运动轨迹分析系统分机测试图像

下一步，团队还将进一步改进升级系统，增加采集机位数量，提高图像解析度，让分析结果更加精准。

希望我们的设备产品能尽快运用于冰上运动甚至是田径项目的教学和训练中，提升运动员的成绩，这将是我们最大的光荣！

——刘明  

02

冰上“人间大炮”

人体高速弹射装置为冰雪训练精准控制速度

在速度滑冰运动中，掌握弯道处的滑行技术是制胜的关键，而训练中滑行加速至高速，却非常耗费体力。因此，如何有效提高弯道技术训练效率尤为重要。北理工宇航学院郝继光牵头研制了“人体高速弹射装置”，主要用于辅助速度滑冰运动员的弯道滑行技术训练，可实现加速过程的精准控制，填补了该领域的国内空白。

装置工作照

该装置具有过程可控、调节方便、滑离速度精确等优点，只需几秒钟的时间，一名速度滑冰运动员就可从静止状态达到指定速度，然后，调节姿态、入弯一气呵成，高效的加速过程帮助运动员在训练中减少体力消耗，提高训练效率，提升运动水平，取得了很好的训练效果。

人体高速弹射技术原理示意图

2019年4月研制成功的首台装置，最近在国家队训练中心安装调试完毕，教练组进行了模拟训练，深受国家队教练和运动员喜爱，已成为国家队日常训练科目之一。

速度滑冰国家队教练组应用人体高速弹射装置开展模拟训练

除速度滑冰外，针对跳台滑雪的人体弹射装置目前也已经研制成功，不久将在训练基地安装应用，可为我国运动员在2022年冬奥会取得优异成绩提供科技支撑。

在项目组的共同努力下，及时完成了人体弹射试验，同时适应国家队使用要求，更新了弹射装置软硬件，简化了操作流程，培训了操作人员。能够为冬奥会做贡献，是团队的骄傲！

——郝继光    

03

滑雪训练玩起VR

无人机扫描搭建仿真雪场

“冬季项目场景三维感知及重建技术”项目由北理工光电学院教授赵长明团队负责，通过开发出适合低温环境运行的无人机载激光雷达扫描系统，实现了高精度重建雪场和训练数据实时传输，为滑雪训练提供科学有效的技术支持。

两年来，团队采集了大量雪场数据，测量跳台滑雪、高山滑雪、越野滑雪和冬季两项等项目的三维赛道数据，利用VR（虚拟现实）技术把场景信息重建和显示出来，帮助运动员和教练员全面掌握赛道状况，有效开展训练。

同时，团队还随国家队运动员采集训练数据并进行分析，并紧跟运动队训练需求进一步研发了“运动员运动信息多源实时采集与显示系统”，帮助教练员纠正训练动作、提高训练效率。

张海洋副教授和无人机

为了提供更好的跟队服务，团队成员经常在雪场零下20-30度的低温下一待就是一天。但是一想到能为冬奥比赛提供科技支持，我们仿佛感觉全身有用不完的能量！

——张海洋    

04

在室内“滑下”高山

室内仿真模拟“高山滑雪”

“室内多自由度模拟滑雪训练系统”由北理工自动化学院教授刘向东团队负责。该系统可以为高山滑雪、越野滑雪等项目的运动员提供室内模拟滑雪训练设备，以提升其回转、滑行等专项技术动作的训练效率，并在非雪季为运动员提供模拟训练。

运动员全身关节处共设置了17个传感器，可精准反映其姿态动作数据，帮助教练评估参考。通过在滑雪训练平台上安装运动形态识别与位姿测量系统，可采集分析运动员运动数据，为科学化训练提供指导依据。

此外，这套设备的通用型产品还在滑台下加装了运动模拟平台，可显示高低、倾斜、偏转变化，帮助运动员开展各角度训练。相关设备已用于国家高山滑雪队运动员的日常训练。

北京冬奥会越来越近，希望我们的研究成果能促进运动员的训练，助力科技冬奥在训练技术方面的提升，为冬奥会做出我们的贡献。

——刘向东 

05

训练写本“数据账”

智能管理系统为运动员提供个性化训练方案

“冬季项目训练智能管理系统”由宇航学院霍波教授牵头研制。该项目针对高山滑雪、越野滑雪、跳台滑雪、速度滑冰等4类冬季运动项目，为特定运动员提供个体化训练方案。

运动员训练比赛姿态测量与分析系统

该系统包含两个子系统，一是运动员动作姿态采集与空气动力学实验分析系统。

跳台滑雪运动员姿态测量服务现场

跳台滑雪运动员的动作姿态

该系统将“运动员姿态动作测量及识别技术”和“空气动力学实验测量及数值模拟技术”有机融合，可实时采集运动员进行各种专项动作时的三维姿态、地面反作用力、空气阻力等，并形成数据库，用于后续的运动生物力学分析及训练方案的制订。

二是生理参数监测与运动生物力学分析训练系统。该系统综合运用姿态、外力、生理功能等运动生物力学分析技术，实时采集运动员在进行各种专项动作时的肌电、心电、血氧饱和度等生理参数，建立骨骼肌肉系统和呼吸循环系统的生物力学模型，从而分析骨骼肌肉系统的运动和变形，分析评估运动员的运动能力，为运动员提供个性化的训练方案。

在冬奥会倒计时一周年之际，我们将全力以赴，为冬奥会贡献科研力量，做出科技工作者的贡献。

——霍波

在科技冬奥方面，北理工成绩斐然。此前，在由北京市科委联合北京市经信委、中关村管委会、海淀区政府发布的“科技冬奥、智慧北京”技术产品与创意设计方案征集评选中，北京理工大学4个项目和方案入选，是入选数量最多的高校。

01

由北理工孙逢春院士牵头，面向冬奥会的新能源汽车项目目前已经顺利结题，产品基本定型，整车厂的试验也接近尾声。

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北理工人

传承红色基因，矢志奋斗

以高质量科技供给和高效率的成果转化

为“科技冬奥、智慧北京”作出贡献

以科技之力，助冬奥之梦

北理工一直在行动！

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出品：党委宣传部 

来源：央视新闻、新华社、中国教育报

摄影：新华社、马宁、各冬奥项目研究团队

编辑：崔雨涵、哈楠、苏远思

审核：蔺伟、刘晓俏

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