Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1.АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 10
1.1. ЦЕЛЬ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ 10
1.2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.3. ЭТАПЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 12
1.4. ОБЗОР АНАЛОГОВ 12
1.5 АНАЛИЗ И ПОДБОР КОМПОНЕНТОВ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ КОМПЛЕКСА 15
1.6. ВЫБОР ВИДЕОМОНИРОРА 24
1.7 ВЫБОР ИГРОВОГО ДВИЖКА 26
1.8 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 29
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К КОМПЛЕКСУ 31
2.1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 31
2.2 НЕФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 31
2.2.1 ТРЕБОВАНИЯ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ КОМПЛЕКСА 31
2.2.2 ТРЕБОВАНИЯ ПРОГРАММНОЙ ЧАСТИ КОМПЛЕКСА 31
2.2.3 ТРЕБОВАНИЯ К ДОКУМЕНТАЦИИ 32
2.2.4 ТРЕБОВАНИЯ К ДОКУМЕНТАЦИИ 32
2.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 32
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ 33
3.1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ 33
3.2 ОБЩАЯ СТРУКТУРА АППАРТАНОЙ ЧАСТИ 34
3.3 СТРУКТУРНЫЙ СОСТАВ ПРОГРАММНОЙ ЧАСТИ 36
3.4 ДИАГРАММА ПРЕЦЕДЕНТОВ ПРИЛОЖЕНИЯ 37
3.4.1 Прецедент «играть» 38
3.4.2 Прецедент «Прогресс» 38
3.4.3 Прецедент «Настройки» 38
3.4.4 Прецедент «Выход» 39
3.4.5 Прецедент «Тренировка» 39
3.4.6 Прецедент «Многопользовательский режим» 39
3.4.7 Прецедент «Назад» 39
3.4.8 Прецедент «Звук» 39
3.4.9 Прецедент «Графика» 39
3.4.10 Прецедент «Управление» 39
3.4.11 Прецедент «Группы» 39
3.4.12 Прецедент «Чемпионаты» 39
3.4.13 Прецедент «VR шлем» 39
3.4.14 Прецедент «Тренажер» 39
3.5 КАЛИБРОВКА ТРЕНАЖЕРА 39
3.6 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 40
4 РЕАЛИЗАЦИЯ 41
4.1 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОЙ ЧАСТИ 41
4.1.1 ФАЙЛОВАЯ СТРУКТУРА ПРИЛОЖЕНИЯ 41
4.1.2 РЕАЛИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ 42
4.2 РЕАЛИЗАЦИЯ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ 47
4.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 48
5 ТЕСТИРОВАНИЕ 49
5.1 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ 49
5.2 ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ТЕСТИРОВАНИЕ 49
5.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 52
ПРИЛОЖЕНИЕ А СКРИПТ ИНИЦИАЛИЗАЦИИ ШЛЕМА VR 54
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ПРОГРАММА ТРЕНАЖЕРА НА RASPBERRY PI ZERO W...59
Спорт играет большую роль в жизни людей. Он укрепляет здоровье, воспитывает характер, делает человека сильным и выносливым, закаляет организм. Век назад физические качества - выносливость, сила - ценились людьми. Но роль физической силы падает из-за развития техники и снижения уровня агрессии в обществе. По мере развития технологий работа, требовавшая физической силы, переходит к машинам, а оператору машины особая физическая сила уже не нужна. В настоящее время людей тянет заниматься спортом больше для поддержания здоровья или хобби.
Международный олимпийский комитет (IOC) провел опрос среди спортсменов и других представителей отрасли, по итогам которого выяснилось, что простой из-за пандемии коронавируса вылился для атлетов в потерю мотивации, а для функционеров и организаторов соревнований — в целый комплекс проблем материального характера [1]. Малоподвижность и отсутствие физической нагрузки пагубно сказывается на здоровье. По результатам исследований, такой образ жизни приводит к смерти 5,3 млн. человек ежегодно.
Описание проблемы
За последние годы отрасль тренировок на велотренажерах активно развивалась, а появление разумных тренажеров и программ стало началом трансформации велоспорта изнутри. Это не только жизнеспособная и довольно реальная альтернатива велосипедной езде, которой пользуются любители и профессионалы. Такие тренировки также доставляют удовольствие. Это идеальный вариант для катания в плохую погоду, при ограниченном количестве времени или при необходимости сфокусироваться на тренировке без мыслей о плохих дорогах. Или же когда «за окном» карантин и приходится находиться в самоизоляции [2].
Появилась цель с подвинуть людей заниматься спортом, превратив спорт в доступную из дома соревновательную платформу со множеством пользователей.
Для решения описанной проблемы следует разработать сервис имитации занятия велоспортом с погружением в виртуальную реальность с физическими нагрузками.
Он поможет малозамотивированным людям выбрать любую погоду и ландшафт для занятия спортом, собирать статистику занятия велоспортом и увеличить характеристики выносливости [3].
Решение проводить виртуальные соревнования по велоспорту найдут применение в разных категориях велоспорта:
- начальный уровень - позволит скоротать время с пользой для здоровья в красивых местах реального или вымышленного мира.
- средний уровень - позволит организовать любительское соревнование в кругу своих знакомых или небольших районов с соблюдением ряда нормативов, если некие штрафные санкции ограничивают живую встречу, а система принятия решений поможет явно определить победителей.
- высокий уровень - соревновательный. Организация более строгих соревновательных и регулярных соревнований с составлением рейтинга лучших спортсменов. Данное соревнование может увидеть каждый, если кото из тренирующего или поддерживающего состава не сможет поехать с на реальную встречу, а так он может следить за соревнованием.
Вопросы, которые нужно решить с точки зрения спортивной оценки:
- воссоздать реальные условия соревнования в разных категориях;
- составить Нормы, требования и условия их выполнения по виду спорта. Вопросы, которые нужно решить с точки зрения IT-специалиста:
- выбрать мобильную платформу для приложения;
- выбрать язык программирования;
- выбрать среду разработки;
- исследовать протоколы связи тренажеров с сервером.
В рамках дипломной работы был спроектирован и разработан программноаппаратный комплекс для интерактивного велотренажера.
Программная часть была реализована на платформе Unity, аппаратная часть была основана на одноплатном компьютере Raspberry PI Zero W.
Для достижения этих целей, нужно было выполнить следующие задачи:
1. Проанализировать существующие решения.
2. Выявить достоинства и недостатки существующих устройств.
3. Разработать программно-аппаратную часть комплекса:
- разработать структуру устройства;
- выбрать компоненты схемы;
- интегрировать с компьютерным приложением;
- протестировать работу комплекса.
В результате выпускной квалификационной работы был разработан комплекс, с помощью которого, пользователь может модернизировать свой велотренажер и заниматься на нем играя в приложение.
В дальнейшем, приложение может быть расширено, расширив типы карт и режимов соревнования, а также добавить многопользовательский режим. Для удалённого доступа к статистике пользователя и новостям соревнований можно создать сайт.
