CC BY
25
3. Кадыров, Р.М. Факторы, обуславливающие низкий уровень физической подготовленности военнослужащих / Р.М. Кадыров, Е.В. Артемьев, В.И. Тищенко // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. - 2007. - № 1 (23). - С. 50-54.
4. Миронов, В.В. Роль физической подготовки в поддержании боеспособности подразделений / В.В. Миронов, В. Л. Пашута // Актуальные проблемы физической и специальной подготовки силовых структур. - 2012. - № 1. - С. 5-12.
5. Налобин, Р.В. Морфофункциональные особенности военнослужащих, проходящих военную службу по призыву в зенитных ракетных войсках противовоздушной обороны (ПВО) / Р.В. Налобин // Медиасфера и медиаобразование: специфика взаимодействия в современном социокультурном пространстве : сборник статей. - Могилев : [б.и.], 2015. - С. 359-365.
6. Сахарова, И.Н. Здоровье призывников из разных регионов России / И.Н. Сахарова, Л.В. Ефремова // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В.Г. Белинского. - 2007. - № 5. - С. 39-44.
7. Strand, S.L. Norms for an Isometric Muscle Endurance Test / S.L. Strand [and etc.] // Journal of Human Kinetics. - 2014. - № 3. - С. 93-102.
REFERENCES
1. Endaltsev, B.V., Malashenko S.A. and Popov, E.O. (2015), "Contents and technique of physical training of the military personnel of new replenishment in short terms", Current problems ofphysical and special training of law enforcement agencies, No. 4, pp. 33-38.
2. Efimova, S.V. and Perepelkina, N.Yu. (2012), "Results of assessment of physical development of the recruits living in the city of Orenburg", Medical almanac, No. 1, pp. 23-25.
3. Kadyrov, R.M., Artemyev, E.V. and Tyshchenko, V.I. (2007), "The factors causing the low level of physical fitness of the military personnel", Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta, Vol. 23, No. 1, pp. 50-54.
4. Mironov, V.V. and Pashuta, V.L. (2012), "Role of physical training in maintenance of fighting capacity of divisions", Current problems ofphysical and special training of law enforcement agencies, No. 1, pp. 5-12.
5. Nalobin, R.V. (2015), "Morphofunctional features of the military personnel undergoing military service in antiaircraft rocket troops of air defense (air defense)", Media sphere and media education: specifics of interaction in modern sociocultural space: collection of articles, Mogilev, pp. 359-365.
6. Sakharova, I.N. and Efremova, L.V. (2007), "Health of recruits from different regions of Russia" / I.N. Sakharova, News of the Penza state pedagogical university of V.G. Belinsky, No. 5, pp. 39-44.
7. Strand S.L. and etc. (2014), "Norms for an Isometric Muscle Endurance Test", Journal of Human Kinetics, No. 3, pp. 93-102.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 18.02.2018
УДК 797.21
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТОДА «НАТАТОМЕТРИЯ» ПРИ ИЗУЧЕНИИ ВНУТРИЦИКЛОВОЙ СКОРОСТИ ПЛАВАНИЯ
Андрей Иванович Крылов, доктор педагогических наук, профессор, Национальный
государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург (НГУ им. П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург); Александр Аркадьевич Бутов, кандидат психологических наук, Алекс Акватикс (Чикаго,
США); Евгений Олегович Виноградов, Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург (НГУ им. П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург)
Аннотация
В статье представлены метрологические исследования метода контроля и коррекции техники плавания Natatometry™. Результаты проведенного метрологического анализа активного используются в оценки и коррекции техники плавания.
Ключевые слова: видеорегистрация, внутрицикловая скорость плавания, метрологический анализ метода Natatometry™.
METROLOGICAL ANALYSIS OF METHOD "NATATOMETRY" AT THE STUDY OF INSIDE CYCLE SPEED OF SWIMMING
Andrei Ivanovich Krylov, the doctor of pedagogical sciences, professor, The Lesgaft National
University of Physical Education, Sport and Health, St. Petersburg; Alexander Arcadievich Boutov, the candidate of psychological sciences, Alex Aquatics, Chicago, IL, USA; Evgeni Ole-govich Vinogradov, The Lesgaft National University of Physical Education, Sport and Health,
St. Petersburg
Annotation
The article presents the research method for the metrological control and correction of swimming technique Natatometry™. The results of the metrological analysis are actively used in evaluation and correction of the swimming technique.
Keywords: video registration, intra-cycle swimming speed, metrological analysis of the Natatome-try™ method.
ВВЕДЕНИЕ
К числу специфических особенностей измерений в спорте следует отнести трудность прямых измерений параметров внутренних органов без нарушения целостности организма, а также подвижность объекта измерения и сложность его двигательного поведения в различной среде.
Все вышесказанное в полной мере относится к проблемам метрологического обеспечения научных исследований в плавании. Вследствие этого нами был проведен метрологический анализ современных методик видеорегистрации техники плавания с использованием компьютерной обработки данных программами Dartfish9 и Natatometry™ [2].
МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Метрологический анализ метода киноциклографии при изучении кинематики движений пловцов, проведенный В.Б. Иссуриным [3], остается актуальным, по нашему мнению, и в настоящее время. Это подход был использован при разработке метода регистрации и анализа внутрицикловой скорости на основе компьютерной обработки параметров продвижений пловца, полученных с помощью подводной видеокамеры.
Автор отмечает, что широкое применение фоторегистрации в спортивных исследованиях определяет ряд достоинств использования этого метода, а именно: в автономности объекта исследования; в дистанционности, устраняющей какие- либо возмущения в окружающей среде или структуре движений; возможности синхронного анализа параметров кинематики и взаимного расположения сегментов тела спортсмена; в выделении составляющих кинематических характеристик по координатным осям.
Вместе с тем необходимо отметить, что используемая в наших исследованиях видеорегистрации техники плавания с фиксированным показателем мгновенной скорости и ускорением тела пловца, позволяет в каждом конкретном кадре видеосъемки определять кинематические характеристики движений пловца и давать оценку их эффективности относительно изменений или колебаний внутрицикловой скорости плавания.
Таким образом разработанная методика в значительной степени расширяет возможности фоторегистрации и киноциклографии. Все эти очевидные достоинства, как было сказано выше, реализуются при условии четкого выполнения метрологических требований.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Проведенные исследования кинематики поступательного движения пловца предоставляет возможность исследователям проанализировать основные источники ошибок свойственные методу киноциклографии, и сформулировать общие метрологические требования к проведению эксперимента и последующей обработке. Использование фотографических методов получения последовательных одиночных изображений позволяет
вычислять координаты, определяющие положение объекта в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива камеры, т. е. в предметной плоскости.
Соотношения реальных линейных размеров в предметной плоскости и размеров их изображений на снимке характеризуются масштабным коэффициентом m и выражаются уравнением 1:
У L /14
т = — = - , (1)
fn Г у '
где Y - расстояние от объектива до предметной плоскости, мм; f - сопряженное фокусное расстояние оптической системы, мм; п - показатель преломления среды (для воды - 1,33); L — линейный размер тест-объекта в предметной плоскости; I - размер изображения тест-объекта на снимке. Предполагается, что предметная плоскость является плоскостью равных масштабных коэффициентов. Нарушение этого условия, происходящее по ряду причин, является источником ошибок, рассматриваемых ниже.
Ошибки масштабного коэффициента. Источниками возникновения данных ошибок являются: 1 - угловые отклонения оптической оси объектива; 2 - изменение расстояния до объекта из-за его приближения или удаления; 3 - геометрические искажения изображения объекта (дисторсия).
Угловые отклонения оси объектива вызывают изменение состояния предметной плоскости, а, следовательно, и величины масштабного коэффициента. При этом направление движения спортсмена не перпендикулярно оптической оси объектива, поэтому значения, масштабных коэффициентов на разных участках пути различны и не равны значению, принятому для условий отсутствия перекоса. Относительная ошибка масштабного коэффициента может оцениваться расчетом по уравнению 2:
„ _ sin a xsin2ft
дта < —-------, (2)
cos{a+b)xcos{b-a)
где Sma - относительная ошибка m при отклонении оптической оси на угол a; a - угол отклонения оптической оси от нормали к плоскости перемещения объекта; 2b - горизонтальный угол поля зрения камеры. Известно, что относительная ошибка по мере увеличения углового отклонения объектива по горизонтали от нормали к плоскости перемещения объекта съемки нарастает. Приближение или удаление объекта съемки (спортсмена) по оси объектива изменяют параметр Y уравнения (1). Это вызывает пропорциональные изменения масштабного коэффициента и, следовательно, соответствующую его ошибку.
Ошибки масштабного коэффициента, связанные с угловым отклонением оптической оси объектива и изменением расстояния до объектива из-за приближения и удаления, корректировались в наших исследованиях с использованием компьютерной программы. При разработке алгоритма коррекции ошибки масштабного коэффициента использовалась формула 2. Необходимо отметить, что при изменении параметров m и b надо внести простые изменения в программу.
Вследствие дисторсии изображение объекта в плоскости снимка получается в переменном масштабе. Поскольку показатель преломления в воде больше единицы, подводное фотографирование сопровождается возникновением дополнительной дисторсии. Из-за этого возникает ошибка, соответствующая разности значений масштабного коэффициента в центре кадра и по его краям. Однако, ошибка, связанная с геометрическим искажением изображения объекта (дисторсия) в наших исследованиях не учитывалась, т.к. разработанная программа фиксирует положение точки (блопа от светящегося фонарика) в каждом кадре видеосъемки. После этого рассчитывается расстояние между точками, скорость перемещение и ускорение (положительное и отрицательное).
Оценка характеристик движений точек, отмеченных на бедре пловца, или центра масс его тела, всегда рассматривались как способы оценки кинематики в плавании, однако многие исследователи считают, что наиболее точные измерения получены использовании второго способа. Однако, эти авторы отмечают, что внутрицикловая скорость тазобедренного сустава более точно, чем скорость центра масс тела пловца, характеризует изменение
внутрицикловой скорости. Это связано с тем, что взаимодействия верхних и нижних конечностей постоянно изменяют положение центра масс, и это приводит к несовпадению пиков и западений графика внутрицикловой скорости во времени выполнения гребка [5].
Перемещение маркера, размещённого на тазобедренном суставе не может представлять такие вариации, поскольку это относительно фиксированный анатомический ориентир. Хотя это предвзятое отношение некоторых групп исследователей, и определение анатомического ориентира для фиксирования кинематических характеристик в плавании прежнему является проблемой для будущих исследователей. [6].
Поскольку при плавание кролем, особенно у пловцов высокого класса, фиксируется значительные вращения корпусом [4], в наших исследованиях рассчитывались параметры движения двух световых точек, размещенных в районе правого и левого тазобедренного сустава пловца-кролиста. После чего высчитывались средние показатели.
Ошибки определения линейного размера на снимках. Эти ошибки возникают вследствие: 1 - ошибки нахождения исходной координаты; 2 - ошибки нахождения точки начала координат на снимках; 3 - ошибки нахождения последующей координаты.
Необходимо отметить что этот вид ошибок возникает, в основном, при ручном методе обработке материалов. В наших исследованиях такого рода ошибки устраняются качеством обработки данных программами Dartfish 9.
Ошибки вычислительной обработки. Итоговая вычислительная обработка допускает использование двух принципиальных подходов. Наиболее простым вариантом расчета скорости и ускорения является метод графического дифференцирования по координатам пути. Поскольку эти координаты получены с некоторой ошибкой, происходит их случайное рассеивание вокруг истинных значений. Соответствие аппроксимации реальному процессу должно достигаться при минимальном интервале дискретности координат и их минимальной относительной ошибке.
В наших исследованиях, так же, как и в исследованиях В.Б. Иссурина, используется другой вариант вычислительной обработки, который заключается в аппроксимации дискретных координат пути непрерывной функцией, проходящей вблизи экспериментальных значений, плавно сглаживая их случайные колебания в диапазоне относительной ошибки приращения пути за межкадровый интервал. Вследствие этого рассчитанные после сглаживания координаты пути более соответствуют истинным, чем экспериментально.
Ошибки, обусловленные съемочной аппаратурой. Основным источником ошибок этой группы, является низкая точность протяжки ленты. Следствие этого — погрешности отсчета времени по межкадровому интервалу.
В наших исследованиях использовалась цифровая видеокамера OLYMPUS с электронным контролем частоты кадров. Поэтому погрешность по длительности межкадрового временного интервала в нашем случае пренебрежимо мала.
Поступательная кинематика движения пловца. Уменьшение ошибок масштабного коэффициента осуществлялось: — жестким закреплением съемочной подводной камеры на дне бассейна с тщательным внешним ориентированием.
Результаты проведенного метрологического анализа активного используются в оценки и коррекции техники плавания [1].
ЛИТЕРАТУРА
1. Крылов, А.И. Внутрицикловая скорость плавания кролем на груди / А.И. Крылов, А. А. Бутов, Е.А. Виноградов // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2016. - № 2 (132). - С. 106-110.
2. Крылов, А.И. Нататометр - прибор для коррекции стиля плавания на основе определения внутрицикловой скорости / А.И. Крылов, А. А. Бутов, Дж. Вент // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2014. - № 7 (113). - С. 109-112.
3. Метрологический анализ метода киноциклографии при изучении кинематики движений пловцов / В.Б. Иссурин, А.Б. Глазков, А.Н. Дементьев, Н.В. Хохловский, А.Б. Проскуряков // Теория
и практика физ. культуры. - 1977. - № 3. - С. 18-21.
4. Cappaert, J. Biomechanical highlights of world champion and Olympic swimmers / J. Cappaert, D. Pease, J. Troup // Biomechanics and Medicine in Swimming VII / J. Troup, A. Hollander, D. Strasse, S. Trappe, J. Cappaert, T. Trappe (Eds.) - London : E and FN SPON, 2016. - P. 76-80.
5. Energetics and biomechanics as determining factors of swimming performance: updating the state of the art / T.M. Barbosa, J.A. Bragada, V.M. Reis, D.A. Marinho, C. Carvalho, J.A. Silva // Journal of Science and Medicine in Sport. - 2010. - No. 13. - P. 262-269.
6. Psycharakis, S.G. Validity of the use of a fixed point for intracycle velocity calculations in swimming / S.G. Psycharakis, R.H. Sanders // Journal of Science and Medicine in Sport. - 2009. - No. 12. - P. 262-526.
REFERENCES
1. Krylov, A.I., Boutov, A.A. and Wendt, G. (2014), "Nanatatometr. Real-time velocity data for swimming stroke correction", Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta, Vol. 113, No. 7, pp.109-112.
2. Krylov, A.I., Boutov, A.A. and Vinogradov, E.A. (2016), "Quality and instantaneous intracycle swimming velocity", Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta, Vol. 132, No.2, pp. 106-110.
3. Issurin, V.B., Glazkov, A.B., Dementiev, A.N., Khokhlovsky, N.B. and Proskuryakov, A.B. (1977), "Metrological analysis of the method of kinocyclicography in the study of the kinematics of movements of swimmers", Theory and practice ofphysical culture, No. 3. - C. 18-21.
4. Cappaert, J.; Pease, D. and Troup, J. (1996). Biomechanical highlights of world champion and Olympic swimmers. In: Biomechanics and Medicine in Swimming VII, J. Troup, A. Hollander, D. Strasse, S. Trappe, J. Cappaert, T. Trappe (Eds.), 76-80, E and FN SPON, London.
5. Barbosa, T.M., Bragada, J.A., Reis, V.M., Marinho, D.A., Carvalho, C. and Silva, J.A. (2010), "Energetics and biomechanics as determining factors of swimming performance: updating the state of the art", Journal of Science and Medicine in Sports, 13, pp. 262-269.
6. Psycharakis, S.G. and Sanders, R.H. (2009) Validity of the use of a fixed point for intracycle velocity calculations in swimming. Journal of Science and Medicine in Sport, 12, pp. 262-526.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 20.02.2018
УДК 796.011.3
ХАРАКТЕР ПРОЯВЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ КОНСТИТУЦИИ СТУДЕНТОВ
Юрий Яковлевич Лобанов, доктор педагогических наук, профессор, Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена; Владимир Николаевич
Коваленко, кандидат педагогических наук, доцент, Ольга Вячеславовна Миронова, кандидат педагогических наук, доцент, Александра Владимировна Токарева, кандидат педагогических наук, доцент, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-
строительный университет
Аннотация
В статье рассмотрены особенности типов конституции, влияющие на индивидуальное проявление физических качеств студентов. Проведено экспериментальное тестирование физических качеств обучаемых. Определен уровень однородности испытуемых по результатам выполнения тестов в зависимости от соматотипологического статуса. Разработана оценочная таблица для оперативного определения соматотипа студентов.
Ключевые слова: уровень физического развития, физические качества, двигательные способности, двигательный компонент работоспособности, соматотипологический статус.
