2025年大學(xué)《智能體育工程》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——體育運(yùn)動(dòng)智能感知技術(shù)裝置研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在智能感知技術(shù)中，用于測(cè)量人體加速度變化的傳感器通常是？A.光學(xué)傳感器B.電容傳感器C.壓力傳感器D.加速度計(jì)2.下列哪項(xiàng)技術(shù)主要用于精確測(cè)量運(yùn)動(dòng)員的三維空間位置和姿態(tài)？A.GPSB.慣性測(cè)量單元（IMU）C.電磁跟蹤系統(tǒng)D.心率傳感器3.將來(lái)自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與融合，以提高信息準(zhǔn)確性和魯棒性的技術(shù)稱(chēng)為？A.信號(hào)采樣B.數(shù)據(jù)編碼C.數(shù)據(jù)融合D.無(wú)線(xiàn)傳輸4.在可穿戴智能感知設(shè)備中，用于監(jiān)測(cè)心率和血氧飽和度的常見(jiàn)生物傳感器是？A.肌電（EMG）傳感器B.運(yùn)動(dòng)單元（MU）傳感器C.光學(xué)容積脈搏波（PPG）傳感器D.溫度傳感器5.以下哪種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)因其低功耗、短距離和良好的設(shè)備連接能力，在可穿戴智能運(yùn)動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用廣泛？A.Wi-FiB.蜂窩網(wǎng)絡(luò)（5G）C.藍(lán)牙（BLE）D.Zigbee6.在智能體育工程領(lǐng)域，利用傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作，并給予反饋的技術(shù)屬于？A.生理狀態(tài)監(jiān)測(cè)B.運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)分析C.運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)警D.自動(dòng)化訓(xùn)練系統(tǒng)7.以下哪項(xiàng)不是當(dāng)前智能感知技術(shù)在體育運(yùn)動(dòng)中面臨的主要挑戰(zhàn)？A.傳感器精度和穩(wěn)定性B.數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性C.缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)格式D.智能設(shè)備的人體工學(xué)設(shè)計(jì)8.能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中核心區(qū)域肌肉活動(dòng)電信號(hào)的傳感器是？A.GPS模塊B.加速度計(jì)C.肌電（EMG）傳感器D.壓力傳感器9.將傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為？A.信號(hào)調(diào)制B.信號(hào)解調(diào)C.信號(hào)采樣D.信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）10.在智能感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，選擇傳感器時(shí)需要綜合考慮其測(cè)量范圍、精度、采樣頻率、功耗和成本等參數(shù)，這體現(xiàn)了？A.技術(shù)先進(jìn)性原則B.系統(tǒng)集成性原則C.性能優(yōu)化原則D.經(jīng)濟(jì)適用性原則二、填空題1.智能感知裝置通常由______、______、______和電源管理模塊等組成。2.常用的傳感器數(shù)據(jù)融合方法包括______、______和基于模型的融合。3.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）在智能體育中可用于構(gòu)建分布式、自組織的______監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。4.基于______和機(jī)器學(xué)習(xí)的算法在智能感知數(shù)據(jù)的處理與分析中扮演著重要角色。5.可穿戴智能感知設(shè)備在______訓(xùn)練和______康復(fù)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。6.傳感器標(biāo)定是確保智能感知裝置______的關(guān)鍵步驟。7.運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)分析的目標(biāo)是通過(guò)對(duì)______數(shù)據(jù)的量化分析，評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)水平。8.肌電（EMG）信號(hào)具有______低、______高的特點(diǎn)。9.保證多個(gè)智能感知裝置采集數(shù)據(jù)的時(shí)間同步對(duì)于______分析至關(guān)重要。10.隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能感知裝置的______和______正在不斷增強(qiáng)。三、名詞解釋1.慣性測(cè)量單元（IMU）2.生物力學(xué)信號(hào)3.數(shù)據(jù)融合4.運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)分析5.低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述加速度計(jì)和陀螺儀在智能感知裝置中各自的主要功能。2.與有線(xiàn)傳感器相比，無(wú)線(xiàn)路由傳感器在智能運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)中有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)？3.簡(jiǎn)述肌電（EMG）信號(hào)在運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)分析和損傷預(yù)防中至少兩個(gè)方面的應(yīng)用。4.在設(shè)計(jì)用于跑步運(yùn)動(dòng)的智能可穿戴感知裝置時(shí)，應(yīng)考慮哪些關(guān)鍵的技術(shù)要素？五、論述題分析當(dāng)前智能感知技術(shù)在提高競(jìng)技體育訓(xùn)練科學(xué)化水平方面的應(yīng)用現(xiàn)狀、關(guān)鍵作用以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。六、設(shè)計(jì)題假設(shè)需要為一個(gè)社區(qū)健身中心設(shè)計(jì)一套用于監(jiān)測(cè)用戶(hù)跑步機(jī)使用情況和基本運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的智能感知系統(tǒng)方案。請(qǐng)簡(jiǎn)述該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，包括需要使用哪些類(lèi)型的傳感器、傳感器的布置方式（或佩戴方式）、數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)幕玖鞒?、需要監(jiān)測(cè)的核心數(shù)據(jù)指標(biāo)以及一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理分析思路。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.C4.C5.C6.B7.D8.C9.D10.D二、填空題1.傳感器模塊，數(shù)據(jù)處理單元，無(wú)線(xiàn)通信模塊2.早期融合，晚期融合，混合融合3.環(huán)境參數(shù)4.人工智能（AI）5.個(gè)性化，群體6.精度7.運(yùn)動(dòng)生理8.頻帶寬，信噪比9.多模態(tài)10.智能化，網(wǎng)絡(luò)化三、名詞解釋1.慣性測(cè)量單元（IMU）：一種集成了加速度計(jì)、陀螺儀等傳感器的裝置，用于測(cè)量和跟蹤物體在三維空間中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（如加速度、角速度）。2.生物力學(xué)信號(hào)：由人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的、能夠反映運(yùn)動(dòng)力學(xué)特征的物理信號(hào)，如關(guān)節(jié)角度、速度、加速度、地面反作用力等，通常通過(guò)特定的傳感器或測(cè)量設(shè)備獲取。3.數(shù)據(jù)融合：將來(lái)自多個(gè)信息源（傳感器）的數(shù)據(jù)，通過(guò)一定的算法進(jìn)行組合或集成，以獲得比任何單一信息源更精確、更完整、更可靠的信息的過(guò)程。4.運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)分析：利用智能感知技術(shù)采集的運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，結(jié)合生物力學(xué)、生理學(xué)等知識(shí)進(jìn)行分析，以評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)水平、體能狀態(tài)、戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用等，并為訓(xùn)練和競(jìng)賽提供科學(xué)依據(jù)。5.低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）：一種專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)、具有低功耗、長(zhǎng)距離傳輸能力和支持較大連接數(shù)特點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，適用于需要長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航和遠(yuǎn)距離覆蓋的智能設(shè)備互聯(lián)。四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：分別說(shuō)明加速度計(jì)測(cè)量線(xiàn)性加速度（包括重力分量），用于感知設(shè)備姿態(tài)和線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)；陀螺儀測(cè)量角速度，用于感知設(shè)備的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)變化。強(qiáng)調(diào)兩者常結(jié)合使用以實(shí)現(xiàn)更全面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)感知。2.解析思路：優(yōu)勢(shì)方面，突出其靈活性高（不受線(xiàn)纜限制）、布設(shè)方便、減少束縛感、便于數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)?；劣?shì)方面，指出其可能存在的功耗較高、傳輸帶寬或穩(wěn)定性受限、成本可能高于有線(xiàn)方案、易受無(wú)線(xiàn)干擾等。3.解析思路：結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景說(shuō)明，如在技術(shù)動(dòng)作分析中，通過(guò)分析EMG信號(hào)爆發(fā)的時(shí)間、強(qiáng)度和模式，評(píng)估動(dòng)作質(zhì)量和技術(shù)效率；在損傷預(yù)防中，通過(guò)監(jiān)測(cè)特定肌肉群在運(yùn)動(dòng)中的EMG負(fù)荷，識(shí)別過(guò)度使用或異常用力模式，預(yù)警潛在的肌肉骨骼損傷風(fēng)險(xiǎn)。4.解析思路：從傳感器選擇（如高精度加速度計(jì)、心率傳感器）、舒適性與佩戴方式（如貼身佩戴、防水設(shè)計(jì)）、數(shù)據(jù)采集頻率與處理（滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)分析需求）、無(wú)線(xiàn)傳輸模塊（保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳）、電源管理（確保續(xù)航）、以及可能的用戶(hù)界面（如顯示關(guān)鍵數(shù)據(jù)）等方面進(jìn)行闡述。五、論述題解析思路：首先闡述現(xiàn)狀，指出智能感知技術(shù)已在訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)測(cè)、技術(shù)動(dòng)作分析、生理狀態(tài)追蹤、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)警等方面得到應(yīng)用，并舉例說(shuō)明（如GPS追蹤跑動(dòng)軌跡、可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)心率、動(dòng)作捕捉分析姿態(tài)）。然后分析關(guān)鍵作用，強(qiáng)調(diào)其在客觀(guān)量化訓(xùn)練數(shù)據(jù)、提供個(gè)性化訓(xùn)練建議、科學(xué)評(píng)估訓(xùn)練效果、輔助教練決策、提升訓(xùn)練效率和安全性方面的核心價(jià)值。最后展望趨勢(shì)，提及技術(shù)將朝著更高精度、更小體積、更長(zhǎng)續(xù)航、更低成本、更智能化（AI深度融合）、更多模態(tài)數(shù)據(jù)融合、更注重用戶(hù)體驗(yàn)以及與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)平臺(tái)更緊密集成等方向發(fā)展。六、設(shè)計(jì)題解析思路：系統(tǒng)設(shè)計(jì)需圍繞“監(jiān)測(cè)跑步機(jī)使用情況和基本運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)”這一核心目標(biāo)展開(kāi)。1.傳感器選擇與布置:*核心傳感器:為監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，至少需要加速度計(jì)（或IMU）來(lái)感知跑步者的姿態(tài)和步態(tài)信息，以及速度傳感器（可集成在跑步機(jī)扶手或地面上，或通過(guò)其他方式估算）來(lái)獲取速度信息。如果需要監(jiān)測(cè)心率，則需增加心率傳感器（如腕式光電式）。*布置方式:加速度計(jì)可設(shè)計(jì)成腕帶式佩戴在用戶(hù)手腕上；速度傳感器可安裝在跑步機(jī)側(cè)面扶手或感應(yīng)跑帶區(qū)域；心率傳感器同樣以腕帶形式佩戴。2.數(shù)據(jù)采集與傳輸流程:*采集:各傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)（加速度、角速度、速度、心率等）。*處理:傳感器模塊內(nèi)置或連接的微處理器對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理（如濾波、特征提?。?。*傳輸:處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)置的無(wú)線(xiàn)通信模塊（如BLE）發(fā)送到網(wǎng)關(guān)或用戶(hù)的手機(jī)App。3.核心數(shù)據(jù)指標(biāo):*運(yùn)動(dòng)參數(shù):跑步速度、距離、時(shí)間、步頻、步幅（可通過(guò)姿態(tài)和速度計(jì)算）。*生理參數(shù):心率、心率區(qū)間、最大攝氧量估算值（間接）。*使用狀態(tài):起步、停止、跑步狀態(tài)識(shí)別、使用時(shí)長(zhǎng)。4.數(shù)據(jù)處理分析思路:*數(shù)據(jù)接收與存儲(chǔ):系統(tǒng)后臺(tái)