在体育科学和运动训练领域,精准的人体测量对于运动员的身体发育监测和训练计划优化至关重要。传统的人体测量方法,如使用卡尺、卷尺等工具进行手动测量,虽然长期以来因操作简单、设备要求低而被广泛应用,但它存在诸多弊端。手动测量的准确性依赖于操作人员的经验,不同的测量者可能会得出不同的结果,导致测量的重复性和准确性受到影响;而且手动测量过程繁琐,在大规模数据收集时效率低下,难以满足现代体育科学快速发展的需求。
为了克服这些问题,来自国外多所大学的研究人员开展了一项关于 Kinect V2 在青少年女子举重运动员人体测量中应用的研究。该研究成果发表在《BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation》杂志上。
研究人员为了探究 Kinect V2 作为一种新型人体测量工具的潜力,以 12 名在青少年欧洲举重锦标赛中获奖的土耳其青年女子国家举重队运动员为研究对象,对她们的肱骨长度、前臂长度、手长度、大转子 - 胫骨外侧长度、胫骨长度和肩宽等部位,分别使用 Kinect V2 和传统手动方法进行测量。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,利用 Kinect V2 设备的深度传感器(采用 TOF 技术,通过反射红外线测量深度,创建 3D 深度图)收集运动员的身体数据,并将其传输至计算机。然后,使用指数移动平均(EMA)滤波器对数据进行降噪处理,通过特定公式对 3D 关节坐标的 X、Y、Z 分量进行计算,减少噪声对数据的影响。最后,运用 IBM SPSS Statistics 25.0 软件和 Python 3.7.9 进行统计分析,包括计算均值、标准差、中位数等,评估组间差异、测量方法的一致性和相关性等。
研究结果如下:
测量差异分析 :在肱骨长度、前臂长度和大转子 - 胫骨外侧长度测量中,Kinect V2 与传统手动测量方法存在显著差异(p<0.001,p<0.001,p = 0.014)。Kinect V2 在这些测量中变异系数更低、一致性更高,但组内相关系数(ICC)和相关系数显示两种方法在这些部位测量的一致性为中等水平2 3 4 。
无显著差异测量结果 :手长度、胫骨长度和肩宽测量中,Kinect V2 与传统手动测量方法无显著差异(p = 0.096,p = 0.718,p = 0.853)。在这些测量中,Kinect V2 表现出较低的变异系数和较高的一致性,且 ICC 值和相关系数表明两种方法在这些部位测量具有较高的一致性和可靠性2 5 6 。
研究结论和讨论部分指出,Kinect V2 在部分人体测量中展现出与传统手动方法相当的准确性和一致性,尤其在肱骨、前臂和手长度测量方面,这使其成为在现场进行快速、实用数据收集的有效替代工具。在胫骨长度和肩宽测量中,两种方法也具有较高的一致性和可靠性。但在大转子 - 胫骨外侧长度测量上,两种方法存在差异,这表明 Kinect V2 在某些测量上可能与传统方法有所不同。
该研究的意义在于,为体育科学和临床应用提供了一种新的测量工具选择。Kinect V2 凭借其快速的数据收集能力和操作独立性,有望在运动员身体评估和训练计划制定中发挥重要作用。然而,研究也存在一些局限性,如 Kinect V2 的测量准确性受设备定位、校准和环境条件影响,样本量有限等。未来还需要进一步研究 Kinect V2 在不同运动项目和人群中的应用,以更全面地了解其优势和局限性,推动其在体育科学和健康医学领域的广泛应用。
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