智能手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器測量健身跳繩運動能量消耗的研究.pdf

1、目的:以智能手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器為基礎(chǔ)，對健身跳繩運動的原始加速度信號處理方法進(jìn)行探討，以此建立健身跳繩的能耗預(yù)測方程，并對其進(jìn)行驗證，進(jìn)而為智能手機(jī)在后續(xù)相關(guān)研究中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。方法:選取54名受試者(27男、27女)，實驗組40人，驗證組14人。54名受試者分別同時佩戴1部紅米手機(jī)和一套氣體代謝分析儀(Cosmed K4b2)完成兩個部分的測試;測試動作為持續(xù)并步跳，(1)第一部分測試為固定頻率的測試，受試者先靜坐5分鐘，再分別以

2、60次/分鐘、90次/分鐘、120次/分鐘的頻率完成5分鐘的跳繩測試;(2)第二部分測試為建模組的測試，受試者靜坐5分鐘，接著在1×1米的正方形內(nèi)進(jìn)行5分鐘的跳繩測試。通過Matlab7.0軟件對原始信號進(jìn)行濾波、去趨勢和數(shù)據(jù)合成;以K4b2能量消耗的實測值作為因變量，采用逐步回歸方法建立以手機(jī)VM（三軸向量計數(shù)值）、年齡、身高、體重等為自變量的預(yù)測方程;使用配對t檢驗、組內(nèi)相關(guān)分析、Bland—Altman圖等方法對手機(jī)能耗預(yù)測方程的

3、準(zhǔn)確性進(jìn)行聯(lián)合評價。結(jié)果:第一部分測試中，60次/分鐘、90次/分鐘、120次/分鐘頻率的能量消耗平均值分別為6.37 Kcal/min、8.98Kcal/min、9.76Kcal/min，(P＜0.05);梅脫值分別為6.00METs/min、8.03 METs/min、8.51METs/min，(P＜0.05);三種頻率均屬于大強(qiáng)度運動。三種跳繩頻率下男生的能量消耗與女生的能量消耗具有顯著性差異;但三種跳繩頻率下男生的梅脫與女生的梅

4、脫不具有顯著性差異，P值大于0.05。在第二部分測試中，手機(jī)VM與跳繩頻率存在相關(guān)性為0.76(P＜0.01);手機(jī)VM與跳繩能耗的相關(guān)系數(shù)為0.55;兩者呈現(xiàn)中等強(qiáng)度的正相關(guān)(P＜0.01)。建模組手機(jī)跳繩能耗預(yù)測方程的相關(guān)系數(shù)R為0.897;判定系數(shù)R2為0.804;方程調(diào)整后的R2為0.799;方程F檢驗的相伴概率值P＜0.01;預(yù)測方程回歸殘差為1.691。配對t檢驗結(jié)果顯示校標(biāo)能耗實測值與手機(jī)預(yù)測值具有顯著性差異(P＜0.05

5、);組內(nèi)相關(guān)分析的克倫巴赫系數(shù)為0.717; Bland—Altman圖中只有一個點在一致性限度區(qū)間以外，占總點數(shù)比例的2.44％，不高于5％的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論:(1)三種頻率均屬于大強(qiáng)度的體力活動;依據(jù)本研究所建立的實驗條件，采用120次/分鐘的健身跳繩頻率相比其他頻率的健身效果更為經(jīng)濟(jì)有效，也更佳符合人體運動特征。(2)手機(jī)垂直軸不適用于健身跳繩運動的監(jiān)測，而采用加速度三軸傳感器對健身跳繩運動的監(jiān)測更為科學(xué)有效。(3)本研究中手機(jī)能耗預(yù)測