中学生科技创新后备人才培养计划由中国科协联合组织实施

实验通过准确检测和记录铁饼的飞行状态，获取铁饼的出手速度，出手角度等关键数据，模拟铁饼完整的飞行轨迹，预测距离，解决了铁饼训练的痛点，节省了人力成本，提高了效率2021年10月31日下午，来自南京金陵中学国际部的中学生李在世界顶尖科学家交流对话会上，分享了他对计算机科学与体育科学中铁饼室内投掷测试技术的研究

当天下午，世界顶尖科学家人才交流对话共有82名学员，其中包括中国科协，上海市教委，顶尖科协推荐的60名人才计划学员，以及通过海选，大学科学营等活动选拔的22名学员，与10余名专家学者进行了互动交流。

李为2020年，2021年人才计划学生，师从南京大学计算机系统学院钱竹忠教授，南京大学计算机学院钱兵教授研究课题涉及蚂蚁社会的行为算法，企鹅行走和摇晃与能量回收的关系，利用地理信息系统设计帮助科学种植的方案，以及碳中和生态垃圾桶

李分享说，有一次去省田径中心，看到掷铁饼的人因为天气原因在室内掷铁饼，但是由于场地的限制，掷铁饼的人被网拦截掉了这样的训练只能看技术动作，不能判断投掷距离在这样的背景下，我开始寻找掷铁饼的初始情况，判断其完整的飞行距离和轨迹

具体来说，李的三步关键技术路线如下:第一步，在新铁饼中安装九轴陀螺仪传感器，精确预测飞行轨迹，并通过蓝牙传回电脑，让普通铁饼变成数字铁饼。

第二步，从大量原始数据输入到关键有用数据输出，获得铁饼投掷速度，投掷角度等相关数据他设计了三个公式算法:一是传感器坐标系与世界坐标系之间的变换，第二，提取加速度积分计算速度，再次，通过欧拉角变换得到铁饼水平轴面与地面的夹角和投掷角度，然后根据铁饼投掷的物理特性和经验值域计算提取投掷速度和角度数据

第三步是建立算法程序，模拟铁饼完整的飞行轨迹，并预测距离通过对铁饼飞行接受度的分析，论证了斜抛运动的适用性同时，利用最小二乘法拟合铁饼投放时间的中小变化，构建了飞行曲线仿真和距离预测算法程序

实验铁饼设计改革后，经过专业铁饼运动员5天的练习，收集了约上万条铁饼运动数据，测量了室外投掷的实际距离最后，对原始数据进行公式算法处理此外，李还设计了一套测量和计算铁饼投掷角度的辅助实验设备

我的研究并不总是顺利的科学研究有许多困难数据收集和处理非常麻烦传感器经常断开我经常来回捡铁饼因为误差对数据的影响，我设计了一个改进的版本来提取数据，但是因为我的模型不唯一，精度不够，被导师质疑但通过阅读文献资料和分析，与教练员，运动员交流，我了解到铁饼飞行的本质是抛物线，坚持自己的想法，最终根据实验结果验证了我的模型的准确性李说，未来除了学习算法，他还想和各学科的研究人员交流，找到可以用计算机解决的问题，继续通过体育科学和计算机科学相结合的方式帮助运动员训练

中学生科技创新后备人才培养计划由中国科协联合组织实施

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