水泳における速度の遠隔測定と音声フィ-ドバックによるトレ-ニング法の研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01580126
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 笠井 健 大阪大学, 健康体育部, 教授 (30029459)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 知之 大阪大学, 健康体育部, 助手 (00209503) ; 坂東 隆男 大阪大学, 健康体育部, 助手 (30189732)
• Keywords: 水泳 / 瞬時速度 / 遠隔計測 / 光スキャナ- / バイオフィ-ドバック / トレ-ニング法

Research Abstract

<目的>水泳のスロト-ク又は蹴りの動作と加減速の因果関係を知ることは、効果的な泳法を開発するために非常に重要である。そのために泳者の瞬時速度を実時間計測することが不可欠である。泳者の頭の瞬時速度を約10m離れた距離(プ-ルサイド)から2,7msec毎に実時間計測できるシステムを開発し、種々の性能テストを行った。
<方法>被測定者の帽子に強光再帰性のシ-ト(表面にマイクロ・コ-ナ・キュ-ブを多数埋め込んたもの)を貼りつけ、10m離れた地点から白色光のビ-ムをポリゴン・ミラ-により高速スキャンし、光源と光学的に同位置に置いた光検出器により帽子からの反射光の再帰時刻を計測する。反射光の再帰時刻は測定対象の位置と対応関係があるので、再帰時刻をきわめて正確に計測することが、対象物の位置又は速度を正確に知ることとなる。そこで相関フィルタを利用したテンプレ-トマッチング法及び、4次関数による補間法を併用し、光再帰時刻の決定を10nanosecの精度で行うことを可能にした。
<結果>移動体の位置変化の計測精度は測定距離10mにおいて0.11mm、15mにおいて0.15mm、20mにおいて0.82mmであった。測定距離の増加と共に精度が急速に劣化するのは、再帰光強度の低下によりデ-タのビット数が減少するためである。また対象物が水中を移動するとき測定距離10mに対し、水深5cmで1.5mm、水深10cmで3.4mmの精度であった。水深の増加に伴う精度劣化の原因は運動体の周囲に発生する気泡によある光吸収である。
<今後の計画>計測された瞬時速度から運動者が必要とする情報(最高速度または最大加速度など)、を音声に変換し、無線により泳者のレシ-バに伝達するシステムを作成する、。そして効果的な泳法を開発するのに、最も重要な情報は何かという点を実験的に検討する予定である。

Research Products

• [Publications] 日笠隆、桜井卓、笠井健: "運動者の瞬時速度の遠隔計測" 第10回バイオメカニズム講演会予稿集. 23-26 (1989)
• [Publications] 桜井卓、笠井健: "運動者の瞬時速度の遠隔計測法" 電子情報通信学会技術研究報告. MBE89. 33-40 (1990)
• [Publications] T.KASAI & T.SAKURAI: "A Remote Measurement Method of Velocity of Moving Objects Applicable to Sports" Third Osaka Shanghai Symposium on BioーMedical Engineering. (1990)