可穿戴設備在定向越野中的應用與發展

黃苑玲 周乃潤 鄒小駒 華南理工大學廣州學院

隨著信息技術的發展，越來越多資源投入到可穿戴設備中。可穿戴設備為體育教學、訓練、比賽提供了更科學的監測、更高效、更便捷的支持和幫助。時下最流行的智力型運動——定向越野，需要“準確讀圖、指北針使用、路線選擇”等技能，在盡可能短的時間內尋找并沿著最佳路線穿越未知地帶。所以定向越野需要借助更多的科技力量，以提高定向越野教學、訓練及競賽水平，簡化賽事組織工作，保障運動安全，同時提高賽事的觀賞性。

本文以可穿戴設備的特征和關聯如何在定向越野中得到更好應用，做出相關的闡述和分析，旨在提高定向越野教學、訓練水平以及促進定向越野發展。

一、定向越野與可穿戴運動設備的關系

定向越野需借助地圖和指北針，在盡可能短的時間內徒步到訪若干個檢查點的一項集智能與體能于一體的體育運動。可穿戴設備是指采用獨立操作系統，并具備系統應用、可擴展的、由人體佩戴的、實現持續交互的智能設備[1]。定向越野常在地形多變及路線復雜的野外、森林等環境中進行，需具備一定的體能與大量識圖技能；參賽者在比賽中需要穿越未知地帶具有一定的不可預知的風險。

本文的可穿戴設備包括硬件與軟件，其中硬件指可穿戴智能產品，包括運動手環、手表、GPS 等；軟件則指智能手機運動類或定向越野APP、戶外安全系統等。以上設備主要通過傳感器對用戶運動情況和健康狀況作出記錄和評估，大部分設備需要與智能終端設備連接相應的APP 或第三方平臺進行數據呈現與分析，能呈現運動軌跡、GPS 定位、競賽成績、體能監測以及技術指導的數據依據，有助于提升定向越野的教學與訓練水平、提高成績、保障參賽者的人身安全以及有利于賽事直播與提高觀賞性。

二、可穿戴設備在定向越野中的應用

定向越野運動的教學、訓練以及比賽中利用手機APP、GPS 定位以及運動手環等可穿戴設備對定向越野運動過程中進行個人定位檢測、運動軌跡記錄、運動距離測定、心律檢測等。國內有研究表明，智能監測設備具有便攜性、科學性呈現的可視覺化直觀性、數據監控的精確性、時尚化以及實時性等優點，有利于教學、訓練以及競賽的開展[2–3]。

（一）可穿戴設備有助定向體能訓練監測

定向越野要求參與者在維持一定的跑速的同時，以最少的體能消耗、最快的速度完成比賽；因此，合理的體能分配、速度以及距離感都是參與者體能狀況的影響因素。

可穿戴設備（如手機APP 或運動手環）可根據運動距離、時間、軌跡等數據進行運動量監控；可以根據心率、全程配速、平均速度等數據圖分析運動員的體能狀況監控。同時，計時功能可隨時顯示跑動配速，改變了教練員以秒表為工具的傳統計時方式，運動員能夠隨時掌握自身的跑動配速，及時調整跑動速度并調整體能分配，有效提高了教學、訓練與比賽的工作效率。國內研究表明，可穿戴設備能夠全面、準確收集運動者的運動效率、健康信息等有效數據，有助于建設學生體育數據庫，便于組織者對運動者進行運動強度及體能監控[4]。在教學過程中，教師、學生可以通過可佩戴設備收集的信息得到實時反饋與評價，通過對比分析，總結自身體能的優劣[5]，為制定更科學的體能訓練方案提供數據支持。

（二）可穿戴設備運動軌跡呈現功能有利于優化路線選擇

定向越野屬于一種識圖類的間歇性競速活動，要求運動員根據圖示到訪每個檢查點（參與者在途中需要多次看圖或定向）；因此，合理的路線選擇直接影響到競賽成績。正確選擇比賽路線是定向比賽頭等重要的，選擇最佳路線是比參與者體能更高層次的定向技能[6]。

傳統的定向點簽計時器能自動儲存記憶運動時間、成績匯總與排序，但是缺少運動軌跡呈現功能。在訓練或比賽過程中，教練員無法及時了解、掌握運動員的路線選擇，只能通過運動員所用時間及運動員的口頭描述來進行分析，教練員無法對運動員在找點的過程中出現的問題給予及時指導。

可穿戴設備具有較精確的運動軌跡呈現功能，參賽者、教師能夠清晰地看到整個參賽過程，結合地圖及運動軌跡圖得出其在跑動過程中是否做到路線最優化。突破傳統的以經驗進行分析的壁壘，同時經常使用運動軌跡呈現功能，通過自我對比、相互對比，相近分析在比賽中的優缺點，有效提升參與者識圖能力、路線選擇能力和競賽水平，使得賽后總結更有科學依據。

（三）可穿戴設備定位功能有助于保障運動者人身安全

由于定向越野自身的特點，對定向教學、比賽場地的選擇有特殊的要求；地形多變，線路復雜，路面情況等存在不確定性，運動員要長時間在不熟悉的地形和環境中奔跑，在運動中存在著許多不確定的風險因素。如遇上極端天氣、突發緊急身體狀況或者迷失方向[7]。

可穿戴設備具備GPS 定位功能，實時安全監控（實時監控運動員軌跡動態，偏離預定范圍可馬上發出安全警官）可以清晰的看到運動員實時位置，利用實時定位可以確保運動員的安全。一旦發生突發事件時，能夠“一鍵SOS 求救”及時發出求救信號，有利于救援工作的及時開展，大幅度降低運動風險。

（四）可佩戴設備有助于提升定向越野教學效果

在傳統的定向教學中，教師需要從制定地圖、路線設計、打印地圖、場地布置、發放與回收指卡和地圖、恢復場地等各項流程，場地大、備課耗時長和過于繁瑣的組織實施過程嚴重影響教學效果與工作效率。

可穿戴設備中的定向越野APP 包含地圖導覽模塊（地圖顯示，路線記錄）、信息采集模塊（點標信息）、信息統計上傳模塊（成績統計）和服務器終端（排名）四大模塊。操作者可將點標信息設計成二維碼并放置在所要找尋的坐標處，參與者可以利用定向APP 中的掃碼器掃描二維碼，獲取該點標信息，并可以進行保存、上傳等操作，每次打卡都包含打卡時間和點標等重要信息。完成所有的點標采集后，將采集信息通過WIFI 上傳至服務器——智能評價，能夠對成績進行有效分析[8]。定向越野APP 為教學與訓練提供有力的技術保障。

教師利用定向APP 特有的功能，簡化教學過程，優化教學內容；例如點標信息設置（制定地圖、路線設計、打印地圖），體能檢測，學習效果監測。教師能夠進行學習成績匯總與分享，給予及時的反饋、指導，有效提升教學效率，促進教學反饋、優化教學結構。教師還可以通過定向APP 對學生進行實時的課外監督與訓練，設計個性化教學，有效培養學生參與定向活動的興趣。

（五）可佩戴設備實現實時追蹤定向賽事

定向越野比賽場地大而復雜，運動員出發比賽后教練員和觀眾往往無法觀看到比賽的全過程，對運動員的參賽情況也一無所知。可穿戴設備GPS 可接收并記錄參賽選手比賽中實時運動軌跡，可結合賽事直播使用，在解說賽事的同時展示運動軌跡畫面，通過信號發射到服務器的技術進而實現賽事電視及互聯網的同步播放，還可以提供賽事回顧，讓比賽更具觀賞性，有利于推廣比賽。隨著GPS 技術的發展，使得定向運動在傳播推廣方面有了全新的發展方向，觀眾及定向愛好者可以欣賞到定向比賽中激烈對抗、充滿懸念等特點，還可以讓更多的定向愛好者學習優秀選手的定向技術和理念[9]。

（六）微賽、定向越野APP 開啟智能化報名系統、參賽系統

微賽是一個依靠成熟的系統構建的互聯網平臺，可根據賽事報名組別多且參賽形式多樣復雜的特性，為賽事打造一套極具有針對性的智能化報名服務系統。微賽可為定向越野賽事定制智能化報名系統，賽前線上實名制報名、線下電子二維碼核銷身份、物品領取——賽中運動軌跡追蹤——賽后物品回收、成績一鍵查詢與分享，為選手后續的自身綜合評定與科學訓練提供有力的數據依據。深圳市定向運動協會辛延軍會長指出，參賽者通過定向APP 進行自助報名、自助參賽，有效避免特殊時期大規模人員聚集，同時實現定向越野的智能化[10]。

三、結論與建議

（一）結論

可穿戴設備作為信息化科技產品，具有體能監測、運動軌跡呈現、GPS 定位、競賽成績以及提供訓練參考數據，有助于定向越野活動的體能訓練、專項技術教學、提高競賽成績、保障參賽者的人身安全以及有利于賽事直播與觀賞性。

（二）建議

將可穿戴設備運用于定向越野中是信息技術與當代體育相結合的主流趨勢。將各類可穿戴設備的優勢功能整合，融合于一體，創造出更加便捷、性價比更高、更加優質的可穿戴設備，滿足定向越野的智能化發展是當代信息技術的發展方向。