Desenvolvimento de um sistema de posicionamento local para monitoramento da natação

dc.creatorMarcus Rene Salles Giannetti
dc.date.accessioned2019-08-13T01:38:17Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:17:40Z
dc.date.available2019-08-13T01:38:17Z
dc.date.issued2011-06-27
dc.description.abstractWith advances in technology and miniaturization of electronic devices, such as GPS and accelerometers, and means for wireless data transmission, it has become common the use of these systems for telemetry training in dry sports with long distances in open or closed facilities. However for training in the swimming pool, or aquatic field, most systems used for analysis of swimming technique are based on visual supervision (by coach), or sensor-based systems, or yet using techniques in which athletes are linked directly to the measuring apparatus by means of wire. The solution proposed in this work, the Sistema de Posicionamento Local usando Imagens - SPLI (Local Positioning System using Images), is a system aimed to measure the kinematic variables without physical connection to the swimmer using regular USB camera footage, in real time. Using real-time processing, the results can be analyzed immediately beside the pool, or saved for later analysis. The proposed system was implemented in hardware and software through the LabView development platform from National Instruments and the evaluation of system performance was conducted through laboratory experiments (miniature pool) and in real situations (25m pool). Several displacements, around some centimeters, were evaluated in the miniature pool. We calculated the lowest circunference which can be identified by the system and this value was 4 pixels radius corresponding to a marker of 0.72 cm in diameter in the real world simulation. For the real pool of 25 meters tests, which was filmed in perspective, the system calculated the displacement of the athlete during his trajectory. The search for the swimmers position was done using the change of luminance and the system calculated, correctly, a displacement of 25 m. The measurement of the kinematic variables through a system without connection has the advantage of allowing the athlete to move freely without interference. Another advantage would be the easiness to follow long term training or tests, an important feature since the athlete's performance during execution may vary, being different from the initial period of measurement which is used by current evaluating systems. The results of both experiments were satisfactory, showing that the design, implementation and testing of Local Positioning System (LPS) using Images were conducted successfully.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/BHSR-8SVJBK
dc.languagePortuguês
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subject.otherNataçâo
dc.subject.otherProcessamento de sinais
dc.subject.otherMonitoramento
dc.subject.otherSistema de posiscionamento
dc.titleDesenvolvimento de um sistema de posicionamento local para monitoramento da natação
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Wallace do Couto Boaventura
local.contributor.referee1Carlos Julio Tierra Criollo
local.contributor.referee1Murilo Eugenio Duarte Gomes
local.contributor.referee1Hans Joachim Karl Menzel
local.contributor.referee1Leszek Szmuchrowski
local.description.resumoCom o avanço das tecnologias e da miniaturização dos equipamentos eletrônicos como o GPS, acelerômetros e meios de transmissão de dados com conexão por ondas de rádio, tem-se tornado comum o uso desses sistemas para a telemetria do treinamento nos esportes em ambiente seco e com grandes distâncias percorridas. Porém, em relação ao treinamento na piscina, ou meio aquático, a maioria dos sistemas usados para análise da técnica do nado são baseados na supervisão visual (pelo treinador), por sistemas com sensores, ou ainda pela utilização de técnicas onde os atletas estão ligados diretamente ao equipamento de medida por meio de um fio. A solução proposta neste trabalho, o Sistema de Posicionamento Local usando Imagens - SPLI é um sistema que se propõe medir as variáveis cinemáticas sem conexão física com o atleta utilizando câmeras de filmagens USB de fácil obtenção, em tempo real. Através de processamento em tempo real, os resultados podem ser analisados imediatamente ao lado da piscina, ou guardados para uma posterior análise. O sistema proposto foi implementado em hardware e software através da plataforma de desenvolvimento LabView da National Instruments e a avaliação do desempenho do sistema foi realizada por meio de experimentos em laboratório (piscina em miniatura) e em situação real (piscina de 25m). Foram avaliados diversos deslocamentos, da ordem de vários centímetros, na piscina em miniatura. Foi calculado o menor valor de circunferência que pode ser identificado pelo sistema e este valor foi de 4 pixels de raio que corresponde a um marcador de 0,72 centímetros de diâmetro na piscina miniatura. Nos testes realizados na piscina real, filmados em perspectiva, o sistema calculou o deslocamento do atleta durante o seu percurso. A identificação da posição do nadador foi feita pela variação da luminância e o sistema calculou um corretamente um deslocamento de 25 m. A medição das variáveis cinemáticas através de um sistema sem conexão tem a vantagem de deixar o atleta livre para executar o movimento sem interferência. Outra vantagem seria a facilidade para o acompanhamento de treinamentos ou testes de longa duração, uma característica importante uma vez que o desempenho do atleta varia durante a execução, podendo ser diferente do período inicial da arrancada, o qual é utilizado nas medições dos sistemas atuais. Os resultados de ambos os experimentos foram satisfatórios, evidenciando que a concepção, testes e aplicação do Sistema de Posicionamento Local usando Imagens (SPLI) foram efetivados com sucesso.
local.publisher.initialsUFMG

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