Разработка комплекса для определения качества выполнения спортивных упражнений

В данной работе авторами предложено описание программно-аппаратного комплекса, предназначенного для оценки качества выполнения различных спортивных упражнений. Сегодня похожие задачи решаются несколькими способами. Во-первых, в специализированных спортивных центрах используется дорогостоящее оборудование (анализ видеоряда, анализ траектории движения, функциональная диагностика человека - кардиомониторы и прочее оборудование). Во-вторых, современные смартфоны обладают встроенным акселерометром и гироскопом, что позволяет отслеживать активность человека, и специальные приложения для смартфонов могут анализировать данные от акселерометров и классифицировать активность человека (бег, ходьба, тренировка), но при этом не дают качественной оценки, кроме очевидных (например, скорость бега, количество шагов). Авторами поставлена перед собой цель создать комплекс, который, с одной стороны, обладал бы массовой доступностью и был бы носимым, а не стационарным, а, с другой стороны, позволял бы делать выводы и формировать рекомендации относительно качества выполнения упражнений (единоборства, гимнастика, игровой спорт и другие виды спорта). В аппаратной части предполагается использовать акселерометр, микроконтроллер AVR, Bluetooth модуль и другие необходимые для работы комплектующие. Данные передаются на смартфон пользователя через bluetooth, где анализируются с помощью алгоритма, основанного на методе анализа временных рядов SSA (Singular Spectrum Analysis). В данном случае, временной ряд - это набор данных, полученных от акселерометра, закреплённого на человеке, а именно - зафиксированные с определённо частотой ускорения относительно трёх осей Декартовой системы координат, связанной с корпусом акселерометра. Взаимодействие с пользователем происходит с помощью мобильного приложения.

Development of a complex for determining the quality of performing sports exercises

In this paper, the authors have proposed a description of the software and hardware complex designed to assess the quality of performing various sports exercises. Today, similar problems are solved in several ways. Firstly, expensive equipment is used (video analysis, movement trajectory analysis, functional diagnostics of a person - cardiomonitors and other equipment). Secondly, modern smartphones have a built-in accelerometer and gyroscope, which allows you to track human activity, and special applications for smartphones can analyze data from accelerometers and classify human activity (running, walking, training), but do not provide a qualitative assessment, except for obvious (for example, running speed, number of steps). The authors set a goal to create a complex that, on the one hand, would have mass accessibility and would be wearable, not stationary, but, on the other hand, would allow to draw conclusions and formulate recommendations regarding the quality of the exercises (martial arts, gymnastics, sport games and other sports). In the hardware part, it is supposed to use an accelerometer, an AVR microcontroller, a Bluetooth module and other components necessary for operation. The data is transmitted to the user's smartphone via Bluetooth, where it is analyzed using an algorithm based on the SSA (Singular Spectrum Analysis) time series analysis method. In this case, the time series is a set of data received from an accelerometer mounted on a person, namely, recorded with a definite acceleration frequency about the three axes of the Cartesian coordinate system associated with the accelerometer case. User interaction takes place via a mobile application.