可穿戴设备在定向越野中的应用与发展

黄苑玲 周乃润 邹小驹 华南理工大学广州学院

随着信息技术的发展，越来越多资源投入到可穿戴设备中。可穿戴设备为体育教学、训练、比赛提供了更科学的监测、更高效、更便捷的支持和帮助。时下最流行的智力型运动——定向越野，需要“准确读图、指北针使用、路线选择”等技能，在尽可能短的时间内寻找并沿着最佳路线穿越未知地带。所以定向越野需要借助更多的科技力量，以提高定向越野教学、训练及竞赛水平，简化赛事组织工作，保障运动安全，同时提高赛事的观赏性。

本文以可穿戴设备的特征和关联如何在定向越野中得到更好应用，做出相关的阐述和分析，旨在提高定向越野教学、训练水平以及促进定向越野发展。

一、定向越野与可穿戴运动设备的关系

定向越野需借助地图和指北针，在尽可能短的时间内徒步到访若干个检查点的一项集智能与体能于一体的体育运动。可穿戴设备是指采用独立操作系统，并具备系统应用、可扩展的、由人体佩戴的、实现持续交互的智能设备[1]。定向越野常在地形多变及路线复杂的野外、森林等环境中进行，需具备一定的体能与大量识图技能；参赛者在比赛中需要穿越未知地带具有一定的不可预知的风险。

本文的可穿戴设备包括硬件与软件，其中硬件指可穿戴智能产品，包括运动手环、手表、GPS 等；软件则指智能手机运动类或定向越野APP、户外安全系统等。以上设备主要通过传感器对用户运动情况和健康状况作出记录和评估，大部分设备需要与智能终端设备连接相应的APP 或第三方平台进行数据呈现与分析，能呈现运动轨迹、GPS 定位、竞赛成绩、体能监测以及技术指导的数据依据，有助于提升定向越野的教学与训练水平、提高成绩、保障参赛者的人身安全以及有利于赛事直播与提高观赏性。

二、可穿戴设备在定向越野中的应用

定向越野运动的教学、训练以及比赛中利用手机APP、GPS 定位以及运动手环等可穿戴设备对定向越野运动过程中进行个人定位检测、运动轨迹记录、运动距离测定、心律检测等。国内有研究表明，智能监测设备具有便携性、科学性呈现的可视觉化直观性、数据监控的精确性、时尚化以及实时性等优点，有利于教学、训练以及竞赛的开展[2–3]。

（一）可穿戴设备有助定向体能训练监测

定向越野要求参与者在维持一定的跑速的同时，以最少的体能消耗、最快的速度完成比赛；因此，合理的体能分配、速度以及距离感都是参与者体能状况的影响因素。

可穿戴设备（如手机APP 或运动手环）可根据运动距离、时间、轨迹等数据进行运动量监控；可以根据心率、全程配速、平均速度等数据图分析运动员的体能状况监控。同时，计时功能可随时显示跑动配速，改变了教练员以秒表为工具的传统计时方式，运动员能够随时掌握自身的跑动配速，及时调整跑动速度并调整体能分配，有效提高了教学、训练与比赛的工作效率。国内研究表明，可穿戴设备能够全面、准确收集运动者的运动效率、健康信息等有效数据，有助于建设学生体育数据库，便于组织者对运动者进行运动强度及体能监控[4]。在教学过程中，教师、学生可以通过可佩戴设备收集的信息得到实时反馈与评价，通过对比分析，总结自身体能的优劣[5]，为制定更科学的体能训练方案提供数据支持。

（二）可穿戴设备运动轨迹呈现功能有利于优化路线选择

定向越野属于一种识图类的间歇性竞速活动，要求运动员根据图示到访每个检查点（参与者在途中需要多次看图或定向）；因此，合理的路线选择直接影响到竞赛成绩。正确选择比赛路线是定向比赛头等重要的，选择最佳路线是比参与者体能更高层次的定向技能[6]。

传统的定向点签计时器能自动储存记忆运动时间、成绩汇总与排序，但是缺少运动轨迹呈现功能。在训练或比赛过程中，教练员无法及时了解、掌握运动员的路线选择，只能通过运动员所用时间及运动员的口头描述来进行分析，教练员无法对运动员在找点的过程中出现的问题给予及时指导。

可穿戴设备具有较精确的运动轨迹呈现功能，参赛者、教师能够清晰地看到整个参赛过程，结合地图及运动轨迹图得出其在跑动过程中是否做到路线最优化。突破传统的以经验进行分析的壁垒，同时经常使用运动轨迹呈现功能，通过自我对比、相互对比，相近分析在比赛中的优缺点，有效提升参与者识图能力、路线选择能力和竞赛水平，使得赛后总结更有科学依据。

（三）可穿戴设备定位功能有助于保障运动者人身安全

由于定向越野自身的特点，对定向教学、比赛场地的选择有特殊的要求；地形多变，线路复杂，路面情况等存在不确定性，运动员要长时间在不熟悉的地形和环境中奔跑，在运动中存在着许多不确定的风险因素。如遇上极端天气、突发紧急身体状况或者迷失方向[7]。

可穿戴设备具备GPS 定位功能，实时安全监控（实时监控运动员轨迹动态，偏离预定范围可马上发出安全警官）可以清晰的看到运动员实时位置，利用实时定位可以确保运动员的安全。一旦发生突发事件时，能够“一键SOS 求救”及时发出求救信号，有利于救援工作的及时开展，大幅度降低运动风险。

（四）可佩戴设备有助于提升定向越野教学效果

在传统的定向教学中，教师需要从制定地图、路线设计、打印地图、场地布置、发放与回收指卡和地图、恢复场地等各项流程，场地大、备课耗时长和过于繁琐的组织实施过程严重影响教学效果与工作效率。

可穿戴设备中的定向越野APP 包含地图导览模块（地图显示，路线记录）、信息采集模块（点标信息）、信息统计上传模块（成绩统计）和服务器终端（排名）四大模块。操作者可将点标信息设计成二维码并放置在所要找寻的坐标处，参与者可以利用定向APP 中的扫码器扫描二维码，获取该点标信息，并可以进行保存、上传等操作，每次打卡都包含打卡时间和点标等重要信息。完成所有的点标采集后，将采集信息通过WIFI 上传至服务器——智能评价，能够对成绩进行有效分析[8]。定向越野APP 为教学与训练提供有力的技术保障。

教师利用定向APP 特有的功能，简化教学过程，优化教学内容；例如点标信息设置（制定地图、路线设计、打印地图），体能检测，学习效果监测。教师能够进行学习成绩汇总与分享，给予及时的反馈、指导，有效提升教学效率，促进教学反馈、优化教学结构。教师还可以通过定向APP 对学生进行实时的课外监督与训练，设计个性化教学，有效培养学生参与定向活动的兴趣。

（五）可佩戴设备实现实时追踪定向赛事

定向越野比赛场地大而复杂，运动员出发比赛后教练员和观众往往无法观看到比赛的全过程，对运动员的参赛情况也一无所知。可穿戴设备GPS 可接收并记录参赛选手比赛中实时运动轨迹，可结合赛事直播使用，在解说赛事的同时展示运动轨迹画面，通过信号发射到服务器的技术进而实现赛事电视及互联网的同步播放，还可以提供赛事回顾，让比赛更具观赏性，有利于推广比赛。随着GPS 技术的发展，使得定向运动在传播推广方面有了全新的发展方向，观众及定向爱好者可以欣赏到定向比赛中激烈对抗、充满悬念等特点，还可以让更多的定向爱好者学习优秀选手的定向技术和理念[9]。

（六）微赛、定向越野APP 开启智能化报名系统、参赛系统

微赛是一个依靠成熟的系统构建的互联网平台，可根据赛事报名组别多且参赛形式多样复杂的特性，为赛事打造一套极具有针对性的智能化报名服务系统。微赛可为定向越野赛事定制智能化报名系统，赛前线上实名制报名、线下电子二维码核销身份、物品领取——赛中运动轨迹追踪——赛后物品回收、成绩一键查询与分享，为选手后续的自身综合评定与科学训练提供有力的数据依据。深圳市定向运动协会辛延军会长指出，参赛者通过定向APP 进行自助报名、自助参赛，有效避免特殊时期大规模人员聚集，同时实现定向越野的智能化[10]。

三、结论与建议

（一）结论

可穿戴设备作为信息化科技产品，具有体能监测、运动轨迹呈现、GPS 定位、竞赛成绩以及提供训练参考数据，有助于定向越野活动的体能训练、专项技术教学、提高竞赛成绩、保障参赛者的人身安全以及有利于赛事直播与观赏性。

（二）建议

将可穿戴设备运用于定向越野中是信息技术与当代体育相结合的主流趋势。将各类可穿戴设备的优势功能整合，融合于一体，创造出更加便捷、性价比更高、更加优质的可穿戴设备，满足定向越野的智能化发展是当代信息技术的发展方向。