臺灣博碩士論文加值系統

以傅立葉級數建立陸上划船器之划船技術等級判定研究
研究生：吳 政 穎 指導教授：王 金 成
民國91年6月
摘 要
本研究目的是建立不同等級划船選手的動作軌跡資料庫，依據此資料庫建立判別不同划船技術等級之方法。對象為我國大專代表隊、曾入選國家代表隊與榮獲國際獎牌之大專選手共48名（身高體174.81±7.48公分、體重69.44±10.29公斤、年齡22.39±1.72歲）。利用影像分析系統與ConceptⅡ划船器模擬系統分析選手划船動作，設定攝影機快門為1/500、攝影機擷取頻率為30Hz、拍攝距離為15公尺，ConceptⅡ槳頻為30-31（次/min）、阻力為第五等級、划船距離為500公尺。以Motus7.0動作分析軟體數位化與擷取身體各個關節點（包含頭部、肩關節、肘關節、腕關節、握柄、髖關節、膝關節、踝關節、腳尖與座椅等十一個標誌點）運動學參數座標資料，並透過王金成（民88年）建立之人體肢段慣性資料計算身體重心位置與肢段角度（相對與絕對髖關節角度、膝關節角度、踝關節角度與身體重心角度）。再以傅立葉分析方法計算與儲存傅立葉係數資料，經過SPSS統計考驗得到能鑑別技術等級的有效傅立葉參數與建立迴歸預測模式。
結果顯示：透過握柄位移第一係數（H1）、握柄位移第二係數（H2）、腕關節位移第二係數（W2）、膝關節位移第二係數（K2）、重心位移第二係數（M2）、相對髖關節角度位移第三係數（RH3）等有效傅立葉係數參數與進行多元逐步迴歸分析所得之迴歸預測模式：D＝2.210 - 1.071H1 - 2.279 H2 - 5.630 W2 ＋15.335 K2 ＋7.907 M2 ＋0.08025RH3，可以判定划船技術表現之等級。
關鍵詞：生物力學、划船、傅立葉級數、等級、技術

According to Fourier series to establish a model to assess different degree of rowing technique
Graduate Student: Cheng-Ying Wu. Advisor: Jin-cherng Wang.
Data：2002.6.
ABSTRACT
The purpose of the study was to establish the data of motion in different degree college rower. According to the data to establish the regression model that will be applied to assess different degree of rowing technique. In the experiment, bjects (includes collage’s students, players of ROC, players who obtain medals of world’s games) are forty-eight rowers who are age 22.39±1.72 years old, weight 60.44±10.29 Kilos, height 178.81±7.48 cm. The study analyze the motion of rowers in the ConceptⅡ by motion analysis systems and ConceptⅡ rowing systems. We set the of the video camera Shutter speed is 1/500, the frames speed is 30Hz, and the distance from camera to rowers is 15 meters, the stroke of the ConceptⅡ is set 30-31 times for one minute, and the air resistance is set on the level of 5, the rowing distance is 500 meters. The eleven body landmarks (includes head, shoulder, elbow, wrist, oar, hip, knee, ankle, heel, toe and chair) were digitized with the software of the Peak Motus 7.0,and the and body center of mass were estimated by using the Jin-cherng Wang data (1999), and the data of Fourier number were got through the Fourier series analysis. SPSS is tryout the efficient parameters and establish forecast model, and then we could authenticate the degree of the rowers.
The results of study show that we could use the efficient parameters [includes the Hand of first number (H1), Hand of second number (H2), wrist of second number (W2), knee of second number (K2), gravity of second number (M2), relative angle 0f hip joint third number (RH3)] and stepwise regression model (D=2.210 - 1.071H1 - 2.279 H2 - 5.630 W2 + 15.335 K2 + 7.907 M2 + 0.08025RH3) to predicate the degree of rowing technique for the collage’s students in Taiwan.
Key words：Biomechanics, Rowing, Fourier series, Degree, Technique.

中文摘要………………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………………Ⅱ
目 次………………………………………………………………………Ⅲ
表 次………………………………………………………………………Ⅵ
圖 次………………………………………………………………………Ⅷ
第一章 緒 論…………………………………………………………… 1
第一節 研究背景…………………………………………………………… 1
第二節 研究目的…………………………………………………………… 6
第三節 研究範圍…………………………………………………………… 7
第四節 名詞操作性定義…………………………………………………… 8
第五節 研究假定……………………………………………………………10
第二章 文獻探討……………………………………………………………11
第一節 划船文獻……………………………………………………………11
第二節 有關傅立葉級數的研究應用………………………………………18
第三節 結 語……………………………………………………………22
第三章 研究方法……………………………………………………………23
第一節 實驗對象……………………………………………………………23
第二節 實驗時間與地點……………………………………………………24
第三節 實驗儀器與設備……………………………………………………25
第四節 場地佈置與準備……………………………………………………26
第五節 實驗步驟……………………………………………………………27
第六節 資料處理流程………………………………………………………29
（一）Peak Performace 運動學資料收集……………………………29
（二）傅利葉級數………………………………………………………31
（三）統計考驗…………………………………………………………34
第四章 結果與討論…………………………………………………………36
第一節 線性運動學軌跡之傅立葉係數分析………………………………36
（一）線性運動學之傅立葉第一係數單因子變異數分析……………36
（二）線性運動學之傅立葉第二係數單因子變異數分析……………38
（三）線性運動學之傅立葉第三係數單因子變異數分析……………42
第二節 轉動運動學軌跡之傅立葉係數資料分析…………………………45
（一）轉動運動學之傅立葉第一係數單因子變異數分析……………45
（二）轉動運動學之傅立葉第二係數單因子變異數分析……………46
（三）轉動運動學之傅立葉第三係數單因子變異數分析……………47
第三節 技術等級判別方法與驗證…………………………………………50
（一）多元迴歸分析……………………………………………………50
（二）技術等級之判別方法與驗證……………………………………54
第五章 結論與建議…………………………………………………………60
第一節 結 論……………………………………………………………60
第二節 建 議……………………………………………………………61
參考文獻 ……………………………………………………………………62
中文部分 ……………………………………………………………………62
英文部分 ……………………………………………………………………63
附 錄…………………………………………………………………………64
附錄一 實驗說明書與同意書………………………………………………64
附錄二 基本資料表…………………………………………………………65
附錄三 實驗紀錄表…………………………………………………………66
附錄四 不同體型運動員人體肢段慣性參數表……………………………67
附錄五 傅立葉係數總表……………………………………………………68
附錄六 線性運動學SPSS統計原始資料……………………………………77
附錄七 轉動運動學SPSS統計原始資料……………………………………92
附錄八 等級預測值區間界定之技術判別方法修正SPSS統計原始資料…99
附錄九 受試者運動成就資料………………………………………………103
表 次
表3-1受試者基本資料表……………………………………………………23
表4-1-1a 線性運動學第一係數單因子變異數分析摘要表………………37
表4-1-1b 握柄第一係數Tukey HSD事後比較摘要表 ……………………38
表4-1-2a 線性運動學第二係數單因子變異數分析摘要表………………39
表4-1-2b 握柄第二係數Tukey HSD事後比較摘要表 ……………………40
表4-1-2c 腕關節第二係數Tukey HSD事後比較摘要表 …………………41
表4-1-2d 膝關節第二係數Tukey HSD事後比較摘要表 …………………41
表4-1-2e 重心第二係數Tukey HSD事後比較摘要表 ……………………42
表4-1-3a 線性運動學第三係數單因子變異數分析摘要表………………43
表4-2-1a 轉動運動學第一係數單因子變異數分析摘要表………………45
表4-2-2a 轉動運動學第二係數單因子變異數分析摘要表………………46
表4-2-3a 轉動運動學第三係數單因子變異數分析摘要表………………47
表4-2-3b 髖關節相對角度第三係數Tukey HSD事後比較摘要表 ………48
表4-3-1 變數交互相關係數矩陣表 ………………………………………51
表4-3-2 整體迴歸模式的統計量摘要表（Model Summary）……………51
表4-3-3 多元迴歸分析摘要表………………………………………………52
表4-3-4 多元迴歸模式係數檢定摘要表 …………………………………54
表4-3-5 迴歸模式預測等級之驗證與趨勢表 ……………………………56
表4-3-6 迴歸模式之不同等級預測值單因子變異數分析摘要表 ………58
表4-3-7 標準化迴歸模式預測值Tukey HSD事後比較摘要表……………58
表4-3-7 未標準化迴歸模式預測值Tukey HSD事後比較摘要表…………59
圖 次
圖1-1 參數位置圖……………………………………………………………9
圖3-1 場地佈置圖 …………………………………………………………26
圖3-2 人體肢段模型 ………………………………………………………30
圖3-3 角度定義圖 …………………………………………………………31
圖3-4 資料處理流程圖 ……………………………………………………36

參考文獻
中文部分
王金成（民88年）。不同體型運動員身體肢段參數之測量研究。國科會，NSC 88-2413-H-003-032。
王順正（民86年）。運動技術分析。高雄市：高雄復文圖書出版社。
王麗芬。（民69）。運動百科全書。台北市：國家出版社。
吳文忠。（民46）。體育史。台北市：正中書局。
吳政穎、王金成、柯州。（民90）。優秀女子西式划船選手不同槳頻動作分期之分析。中華民國體育學會第一次學術論文發表會暨專題座談手冊，頁18。台北市，中華民國體育學會。
周侍天。（民60）。西洋體育史（原著R.D.Stuart）。台北市：黎明文化事業公司。
柯洲、王金成、涂瑞洪。（民90）。測功儀拉槳階段身體關節動作之運動學分析。一九九九年國際大專運動教練科學委員會論文摘要集，頁33。台北市：教育部。
柯洲（2000）。西式划船選手划槳動作不同手腳配合運動學分析。未出版的碩士論文，國立台灣師範大學體育研究所，台北市，台灣。
孫來成、張春時（民61）。富氏分析導論（原著Joseph.E.Donnely，1990年出版）。台南市：復漢出版社。
高政賢（民90）。划船B、C級裁判講習會資料。台北市：中華民國大專體育總會。
陳威俊（民74年）。人體步態分析系統之設計。未出版的碩士論文，國立成功大學工程科學研究所，台南縣，台灣。
韓久瑞（民83）。划船運動概論。中國北京：人民體育出版社。
鄔蜀文（民75年）。人體膝關節於步行時之應力分析。未出版的碩士論文，國立成功大學工程科學研究所，台南縣，台灣。
楊啟新（民76年）。正常步態資料之建立。未出版的碩士論文，國立成功大學工程科學研究所，台南縣，台灣。
廖東成、吳嘉祥譯（民國78年）。高等工程數學（上冊）。台北市，松崗電腦圖書資料股份有限公司。
蔡嘉倫（民75年）。VICON系統中步態分析軟體系統之設計與應用。未出版的碩士論文，國立成功大學工程科學研究所，台南縣，台灣。
蔡慶彬（民86）。划船拉槳動作之動力學分析。未出版的碩士論文，國立體育學院教練研究所，桃園縣，台灣。
謝伸裕（民83）。活體解剖學（原著Joseph.E.Donnely，1990年出版）。台北市：力大圖書有限公司。
體育院系材料編輯委員會。（民85）。運動生物力學。中國北京：人民體育出版社。
英文部分
Douglas, H. M.（1989）.A kinematic comparison of ergometer and on —water rowing.The American Journal of Sports Medicne,17（3）,p367-374.
Niels H.Secher.（1993）.Physiologicsl and Biomechanical Aspects of Rowing.Sport Medicine,15（1）,p24-42.
Sanders（1955）.Can skilled performace readily technique？An xample,conventional to wave action breaststroke.Human Movement Science,vol.14,p665-679.
Sanders、Cappaert、Devlin（1955）.Wave characteristics of butterfly swimming. Journal of Biomechanics, vol28,p9-16.
Smith, R. M. & Spinks,W. L.（1995）.Discriminant analysis of biomechanical differences between novice,good,and elite rowers.Journal of Sports Sciences,13,p377-385.
Thomasp P.Martin & John S.（1980）.Bernfield.Effect of stroke rate on velocity of a rowing shell.Medicine and Science in Sport and exercise,p250-256.
Torres Moreno R,Tanaka C & Peeney KL. （1999）Joint Excursion,Hsndle Volecity,and Applice Force:a Biomechanical Analysis of Ergonometric Rowing.Int Sport Medicine, 20,p41-44.
Nelson, W. N., & Widule, C. J.（1983）.Kinematic analysis and efficiency estimate of intercollegiate female rower.Medicine and Science in Sports and Exercise,15（6）,p535-541.
Peham、Scheidl、Theresia（1996）.A method of signal processing in motion analysis of the trotting horse. Journal of Biomechanics, vol29.no.8,p1111-1116.