2025年大學(xué)《智能體育工程》專業(yè)題庫(kù)——體育訓(xùn)練智能監(jiān)控方案設(shè)計(jì)研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在智能體育訓(xùn)練監(jiān)控中，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員心率、呼吸等生理參數(shù)的設(shè)備屬于哪一類？（）A.位置追蹤設(shè)備B.運(yùn)動(dòng)姿態(tài)分析設(shè)備C.生理信號(hào)采集設(shè)備D.力學(xué)參數(shù)測(cè)量設(shè)備2.以下哪種技術(shù)通常不直接用于分析運(yùn)動(dòng)員跑步過(guò)程中的步態(tài)頻率和幅度的變化？（）A.GPS定位技術(shù)B.膝關(guān)節(jié)加速度傳感器C.光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)D.足底壓力分布測(cè)量3.將大量傳感器采集的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到云端進(jìn)行集中處理，這種數(shù)據(jù)傳輸方式的主要優(yōu)點(diǎn)是？（）A.實(shí)時(shí)性高，延遲小B.成本相對(duì)較低，布線簡(jiǎn)單C.數(shù)據(jù)安全性更好D.便于在邊緣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與決策4.在設(shè)計(jì)用于游泳運(yùn)動(dòng)員姿態(tài)的智能監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，選擇傳感器部署位置的主要考慮因素不包括？（）A.傳感器信號(hào)的穩(wěn)定性B.水的阻力和腐蝕性C.運(yùn)動(dòng)員的舒適度和安全性D.觀眾的觀賞體驗(yàn)5.以下哪項(xiàng)不是體育訓(xùn)練智能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析的主要目標(biāo)？（）A.評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作規(guī)范性B.預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的傷病風(fēng)險(xiǎn)C.優(yōu)化教練員的訓(xùn)練計(jì)劃D.完全替代教練員的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)6.利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型分析運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期訓(xùn)練數(shù)據(jù)，以預(yù)測(cè)其競(jìng)技狀態(tài)變化，這主要體現(xiàn)了智能監(jiān)控的哪種功能？（）A.實(shí)時(shí)反饋B.數(shù)據(jù)記錄C.智能分析D.虛擬訓(xùn)練7.在構(gòu)建體育訓(xùn)練智能監(jiān)控方案時(shí)，選擇合適的通信協(xié)議（如Wi-Fi,Bluetooth,LoRa）需要考慮的關(guān)鍵因素是？（）A.傳輸速度B.覆蓋范圍C.網(wǎng)絡(luò)帶寬D.以上所有8.對(duì)于需要精確測(cè)量運(yùn)動(dòng)員關(guān)節(jié)角度的訓(xùn)練（如體操、跳水），以下哪種傳感器技術(shù)可能是首選？（）A.全球定位系統(tǒng)（GPS）B.姿態(tài)與慣性測(cè)量單元（IMU）C.力學(xué)分析平臺(tái)D.運(yùn)動(dòng)捕捉標(biāo)記點(diǎn)9.智能監(jiān)控方案中，用戶界面（UI）設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)不包括？（）A.確保數(shù)據(jù)展示清晰直觀B.提供便捷的數(shù)據(jù)交互操作C.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制所有訓(xùn)練設(shè)備D.支持個(gè)性化的數(shù)據(jù)視圖定制10.評(píng)估一個(gè)體育訓(xùn)練智能監(jiān)控方案有效性的關(guān)鍵指標(biāo)可能不包括？（）A.監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性B.系統(tǒng)的運(yùn)行成本C.方案對(duì)訓(xùn)練成績(jī)的提升效果D.傳感器的數(shù)量和種類二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分。請(qǐng)將答案寫在答題紙上對(duì)應(yīng)位置）1.簡(jiǎn)述在智能體育訓(xùn)練監(jiān)控方案中，進(jìn)行需求分析需要考慮的主要因素。2.簡(jiǎn)述慣性測(cè)量單元（IMU）在智能體育監(jiān)控中可以用于分析哪些方面的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。3.簡(jiǎn)述云計(jì)算平臺(tái)在體育訓(xùn)練智能監(jiān)控系統(tǒng)中的作用。4.簡(jiǎn)述運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在智能監(jiān)控方案中的意義。5.簡(jiǎn)述體育訓(xùn)練智能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可視化的重要性。6.簡(jiǎn)述將人工智能（AI）技術(shù)應(yīng)用于體育訓(xùn)練智能監(jiān)控的主要優(yōu)勢(shì)。三、方案設(shè)計(jì)題（共50分。請(qǐng)將答案寫在答題紙上對(duì)應(yīng)位置）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)員速度、加速度及起跑技術(shù)監(jiān)控的智能訓(xùn)練方案。要求：1.明確該方案需要重點(diǎn)監(jiān)控的體育訓(xùn)練指標(biāo)（至少包含速度、加速度和起跑技術(shù)相關(guān)指標(biāo)）。2.設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需的硬件設(shè)備選型（至少包括用于采集速度、加速度和起跑技術(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)備），并說(shuō)明選擇理由。3.描述數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和存儲(chǔ)的基本流程。4.針對(duì)起跑技術(shù)監(jiān)控，說(shuō)明可以采用的關(guān)鍵技術(shù)或分析方法。5.提出該監(jiān)控方案如何幫助教練員評(píng)估運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)、改進(jìn)訓(xùn)練效果或預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.B4.D5.D6.C7.D8.B9.C10.B二、簡(jiǎn)答題1.進(jìn)行需求分析需要考慮的主要因素：訓(xùn)練目標(biāo)（如提高速度、力量、耐力或特定技術(shù)動(dòng)作）、監(jiān)控重點(diǎn)指標(biāo)（生理參數(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)等）、運(yùn)動(dòng)員水平與年齡、場(chǎng)地環(huán)境條件、現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)、預(yù)算限制、數(shù)據(jù)應(yīng)用需求（即時(shí)反饋、長(zhǎng)期分析、傷病預(yù)防等）。2.IMU可以用于分析的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)：加速度（線性加速度、重力加速度，用于計(jì)算速度變化、沖擊力）、角速度（用于分析關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)速度、動(dòng)作急停/啟動(dòng)）、角加速度（用于分析動(dòng)作的加減速特性）、姿態(tài)/方向（用于確定身體或器械的空間取向、平衡能力）。3.云計(jì)算平臺(tái)在體育訓(xùn)練智能監(jiān)控系統(tǒng)中的作用：提供彈性的計(jì)算資源以處理海量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；支持遠(yuǎn)程訪問(wèn)和共享監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與系統(tǒng)；便于存儲(chǔ)和管理長(zhǎng)期訓(xùn)練數(shù)據(jù)；可以集成各種分析工具和算法模型；降低本地硬件部署和維護(hù)成本。4.運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在智能監(jiān)控方案中的意義：通過(guò)分析運(yùn)動(dòng)負(fù)荷（如沖擊力、關(guān)節(jié)角度范圍、疲勞指標(biāo)等）、技術(shù)動(dòng)作的合理性，識(shí)別可能導(dǎo)致?lián)p傷的高風(fēng)險(xiǎn)模式；為運(yùn)動(dòng)員提供個(gè)體化的訓(xùn)練負(fù)荷建議和休息指導(dǎo)；早期預(yù)警潛在的傷病風(fēng)險(xiǎn)，有助于及時(shí)干預(yù)和預(yù)防損傷發(fā)生。5.體育訓(xùn)練智能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可視化的重要性：將復(fù)雜的、海量的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以圖形化、直觀的方式呈現(xiàn)（如曲線圖、熱力圖、排行榜等）；便于教練員和運(yùn)動(dòng)員快速理解數(shù)據(jù)所反映的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、技術(shù)特點(diǎn)和訓(xùn)練效果；有助于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中隱藏的趨勢(shì)和問(wèn)題；支持多人協(xié)作分析和討論。6.將AI技術(shù)應(yīng)用于體育訓(xùn)練智能監(jiān)控的主要優(yōu)勢(shì)：實(shí)現(xiàn)更智能、自動(dòng)化的數(shù)據(jù)分析（如自動(dòng)識(shí)別技術(shù)動(dòng)作、量化評(píng)估動(dòng)作質(zhì)量）；從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)人類難以察覺(jué)的模式和關(guān)聯(lián)；構(gòu)建預(yù)測(cè)模型（如傷病預(yù)測(cè)、成績(jī)預(yù)測(cè)）；提供個(gè)性化的訓(xùn)練建議和方案；提升監(jiān)控系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)和優(yōu)化能力。三、方案設(shè)計(jì)題1.需要重點(diǎn)監(jiān)控的體育訓(xùn)練指標(biāo)：*速度：絕對(duì)速度（如10米、30米、60米沖刺速度）、速度變化率（加速、減速能力）。*加速度：線性加速度（用于衡量啟動(dòng)爆發(fā)力、急停制動(dòng)能力）、特定關(guān)節(jié)（如踝、膝、髖）的角加速度（用于衡量動(dòng)作的爆發(fā)速度和力量傳遞）。*起跑技術(shù)相關(guān)指標(biāo)：起跑反應(yīng)時(shí)、蹬地力量（可通過(guò)測(cè)力臺(tái)或地面反作用力傳感器）、擺臂幅度與速度、起跑后身體姿態(tài)角度（如軀干前傾角度）、蹬地角度等。2.系統(tǒng)所需硬件設(shè)備選型及理由：*高精度測(cè)速雷達(dá)/光電門：用于精確測(cè)量短跑速度和反應(yīng)時(shí)。理由：提供高采樣率和準(zhǔn)確的速度讀數(shù)，滿足短跑訓(xùn)練對(duì)速度測(cè)量的精度要求。*攜帶式加速度傳感器（如IMU）：佩戴在運(yùn)動(dòng)員腰骶部、大腿、小腿等關(guān)鍵部位。理由：能夠捕捉身體整體及肢體的線性加速度和角加速度，用于分析啟動(dòng)爆發(fā)力、動(dòng)作力量傳遞和身體姿態(tài)變化。*起跑器（帶測(cè)力臺(tái)）：用于結(jié)合測(cè)力臺(tái)測(cè)量起跑蹬地力量、蹬地角度和反應(yīng)時(shí)。理由：直接測(cè)量起跑過(guò)程中的關(guān)鍵力學(xué)參數(shù)，提供精確的啟動(dòng)能力評(píng)估數(shù)據(jù)。*（可選）地面反作用力傳感器：鋪設(shè)在起跑區(qū)域地面。理由：更精確地測(cè)量整個(gè)起跑過(guò)程的地面反作用力，包括垂直、水平分量和合力，全面評(píng)估蹬地效果。*（可選）高清攝像機(jī)：布置在起跑和跑道關(guān)鍵位置。理由：用于記錄起跑過(guò)程，結(jié)合圖像處理技術(shù)分析身體姿態(tài)角度、擺臂軌跡等技術(shù)細(xì)節(jié)。3.數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和存儲(chǔ)流程：*采集：各傳感器（雷達(dá)、加速度傳感器、測(cè)力臺(tái)等）同步或按需采集數(shù)據(jù)，可通過(guò)無(wú)線方式（如藍(lán)牙、Wi-Fi、5G）或有線方式傳輸?shù)奖镜財(cái)?shù)據(jù)采集單元或直接上傳至云端。*傳輸：采用合適的通信協(xié)議（如考慮實(shí)時(shí)性選擇藍(lán)牙或Wi-Fi，考慮距離和功耗選擇LoRa或5G）將數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)關(guān)或云平臺(tái)。*處理：在邊緣端或云端進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗（去除噪聲）、數(shù)據(jù)同步、單位統(tǒng)一；進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算（如速度積分、峰值檢測(cè)）；利用算法模型進(jìn)行特征提?。ㄈ缬?jì)算力量、角度、頻率等）；進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)對(duì)比和趨勢(shì)分析。*存儲(chǔ)：將原始數(shù)據(jù)和處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)（如時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)）或數(shù)據(jù)湖中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，便于查詢和調(diào)用。4.起跑技術(shù)監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)或分析方法：*計(jì)算機(jī)視覺(jué)與圖像處理：通過(guò)分析攝像機(jī)拍攝的起跑視頻，利用目標(biāo)檢測(cè)、姿態(tài)估計(jì)技術(shù)，實(shí)時(shí)或離線計(jì)算運(yùn)動(dòng)員在起跑過(guò)程中的軀干角度、膝關(guān)節(jié)角度、擺臂角度等技術(shù)參數(shù)。*力學(xué)建模與分析：結(jié)合測(cè)力臺(tái)數(shù)據(jù)和身體段參數(shù)，建立人體起跑動(dòng)力學(xué)模型，分析力量傳遞效率、身體重心變化規(guī)律。*機(jī)器學(xué)習(xí)：訓(xùn)練模型以識(shí)別不同起跑技術(shù)的模式，評(píng)估動(dòng)作的合理性或預(yù)測(cè)起跑表現(xiàn)。例如，通過(guò)分析大量?jī)?yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的起跑數(shù)據(jù)，建立高斯過(guò)程模型來(lái)評(píng)估起跑技術(shù)的優(yōu)劣。5.監(jiān)控方案如何幫助教練員：*評(píng)估表現(xiàn)：客觀量化運(yùn)動(dòng)員的速度