[发明专利]一种艺术体操个人棒操器械难度空间利用检测方法

摘要

本发明的目的是提供一种艺术体操个人棒操器械难度空间利用检测方法，通过水平空间区域划分、垂直层次划分、提取器械难度时空分布特征、确定不同时刻器械难度空间差异、比较不同运动员器械难度空间利用的熵值，实现器械难度动作空间利用检测。本发明创新提出了艺术体操个人棒操器械难度空间利用检测，通过构造器械难度时间序列的空间分布来判断空间利用的复杂程度，实现了该项目器械难度空间利用情况的量化测定。可以随时适应规则变化，有利于运动员的身体技术稳定发挥与难度提高。

主权项

1.一种艺术体操个人棒操器械难度空间利用检测方法，其特征在于，通过以下步骤实现：(1)水平空间区域划分：将比赛区域划分为16个等面积的区域；(2)垂直层次划分：将垂直空间分为低、中、高三个层次。在地面为低层次，地面至运动员直立身高为中层次，运动员腾空地面时为高层次；(3)提取器械难度时空分布特征：棒操器械难度动作会在不同时间出现在不同地面空间区域、地面空间方向、垂直空间层次，利用地面空间区域、地面空间方向、垂直空间层次三个维度的时间序列来描述棒操器械难度的时空分布特征，用X_i(k)＝[x_i1(k),x_i2(k),x_i3(k)]，分别表示第i个运动员在第k个单位时间所处的地面空间区域、地面空间方向、垂直空间层次,m为运动员个数，n为时间长度；(4)确定不同时刻器械难度空间差异：空间特征涉及多个维度，考虑到地面空间区域、地面空间方向、垂直空间层次为不同量纲，先做归一化处理：其中min(x_ij)表示，x_ij(k)(j＝1,2,3；k＝1,2,…,n)的最小值，max(x_ij)表示x_ij的最大值，用归一化后的难度动作地面空间区域、地面空间方向、垂直空间层次时间序列之间的距离来测定不同时刻运动员完成难度动作空间特征的差异，第i个运动员在a、b两个时刻空间特征的差异可以表示为其空间特征差值的p范数：其中d_i(a,b)表示第a个时刻和第b个时刻在特征空间上的距离，当d_i(a,b)＞∈(∈＞0),认为其难度动作的空间分布差异是显著的；(5)器械难度动作空间利用检测：用Ci＝{c₁,c₂,…,c_|Ci|}表示第i个运动员所有器械难度空间特征的集合，Ci表示集合Ci的基数，对于X_i(a)和X_i(b),当d_i(a,b)＜∈，其空间特征差异不显著，认为其器械难度的空间特征是相同的，用y_l表示器械难度空间分布的某个样本，用p_l表示该样本出现的概率，通过统计运动员比赛时间内器械难度的空间特征出现的频次，计算出p_l：那么，第i个运动员器械难度空间利用的熵可以表示为：通过比较不同运动员器械难度空间利用的熵值，检测其空间利用的充分程度，熵值越大说明在某一时间范围内其器械难度空间特征越丰富，意味着其空间利用情况越好。