pg电子游戏

Matthew C. Varley, Susanne Ellens, David Carey. Sport, Performance, and Nutrition Research Group, School of Allied Health, Human Services, & Sport, La Trobe University, Melbourne, VIC, Australien.

1. 贰颈苍蹿ü丑谤耻苍驳
2. Methoden
3. Statistische Analyse
4. Ergebnisse
5. Zusammenfassung
6. Referenzen

1. EINLEITUNG

Athleten-Tracking-Systeme sind zu einem unverzichtbaren Instrument im Sport geworden. Diese Systeme erm?glichen es den Sportlern, die Bewegungen der Athleten zu quantifizieren und zu analysieren, um die Trainingsbelastung, die k?rperliche Leistung, das taktische Verhalten und das Verletzungsrisiko besser zu verstehen^.1

Es gibt zwar viele Ortungssysteme, doch die meisten haben bei der Verwendung in Innenr?umen ihre Grenzen. Das ClearSky Local Positioning System(LPS) ist eine Technologie, die die Verfolgung und Messung der Leistung von Sportlern in Innenr?umen erm?glicht. Das System gibt insbesondere die Position und von der Position abgeleitete Metriken wie Entfernung, Geschwindigkeit und Beschleunigung aus.

Der Vector T7 ist ein neues tragbares Ger?t, das mit dem ClearSky-System verwendet wird. Der Vector T7 ?hnelt den bisherigen Ger?ten, die mit ClearSky verwendet werden (Vector S7 und pg电子游戏 T6), mit einer Abtastfrequenz von 10 Hz.

Der Vector T7 verwendet jedoch ein TDOA-Protokoll (Time Difference of Arrival), um die Position zu ermitteln, w?hrend die vorherigen Ger?te ein TWR-Protokoll (Two Way Ranging) verwenden. Der Vorteil des TDOA-Protokolls besteht darin, dass es im Vergleich zum TWR-Protokoll einen wesentlich geringeren Stromverbrauch für das Ger?t erfordert und gleichzeitig die Genauigkeit der Positionsdaten beibeh?lt.

Durch diese Leistungsreduzierung kann die Gr??e des Ger?ts verringert werden. Dank der geringeren Gr??e des Ger?ts kann der Vector T7 an verschiedenen Positionen am Sportler getragen werden, einschlie?lich der traditionellen Platzierung zwischen den Schulterbl?ttern oder an der Taille.

Systeme zur Verfolgung von Athleten ben?tigen eine Validierung ihrer F?higkeit, die Bewegungen der Athleten zu messen, damit Praktiker Vertrauen in die Daten haben k?nnen, die es ihnen erm?glichen, Entscheidungen über Training und Wettkampfpraxis zu treffen. Wie bei jeder Technologie werden die Hersteller im Laufe der Zeit aktualisierte Modelle herausbringen, da sowohl die Ger?tehardware als auch die zugrunde liegenden Algorithmen verbessert werden.

Jedes neue Modell muss validiert werden, um festzustellen, ob das neue Ger?t in der Lage ist, das zu messen, was es messen soll (z. B. Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung)^.1 Dies geschieht in der Regel durch den Vergleich der Daten des Ger?ts mit einem Messkriterium. Das Vicon-System ist ein Motion-Capture-Kamerasystem, das als Goldstandard für die Positionsmessung gilt. Das Vicon-System wird h?ufig als Kriterium bei der Validierung von Technologien zur Verfolgung von Sportlern verwendet^{.2, 3}

In Studien wurde die Validit?t der pg电子游戏 T6-Ger?te für die Messung von Distanz, Geschwindigkeit und Beschleunigung w?hrend mannschaftssportartspezifischer Aufgaben, einschlie?lich linearer Maximalanstrengungen und Richtungs?nderungen, bewertet^.4,5,6

In diesen Studien wurde ein Motion-Capture-Kamerasystem (entweder Vicon oder Qualisys Oqus) als Kriterium verwendet, wobei alle Studien zu dem Schluss kamen, dass die pg电子游戏 T6-Ger?te eine akzeptable Validit?t für die Bewertung der Bewegungen von Sportlern aufweisen. Da der Vector T7 erst kürzlich entwickelt wurde, ist eine Validierung dieses Ger?ts erforderlich.

Ziel dieser Studie war es daher, die Validit?t der neuen Vector T7-Ger?te zur Messung von Entfernung, Geschwindigkeit und Beschleunigung zu bewerten.

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2. METHODEN

Sechs freizeitaktive m?nnliche Teilnehmer (28,8 ± 5,6 Jahre alt) nahmen an dieser Studie teil. Alle Teilnehmer gaben ihr schriftliches Einverst?ndnis zur Teilnahme an der Studie, und die angewandten Verfahren wurden mit Genehmigung der Ethikkommission für Humanforschung der La Trobe University durchgeführt.

Die Datenerhebung fand in einer 40 x 70 m gro?en Sporthalle statt, die aus drei Basketballfeldern bestand. Die Teilnehmer führten sieben verschiedene Bewegungsversuche in einem 20 x 5 m gro?en Bereich auf einem der Basketballpl?tze durch. W?hrend der Versuche wurden die Bewegungsdaten der Spieler mit einem LPS (pg电子游戏 ClearSky, pg电子游戏, Melbourne, Australien) und einem Bewegungsanalysesystem mit 20 Kameras (Vantage, Vicon Motion Systems, Oxford, UK) erfasst.

Eine Beschreibung und ein Schema der einzelnen Versuche sind in Tabelle 1 und Abbildung 1 dargestellt. Die Teilnehmer wurden gebeten, alle Versuche mit maximaler Intensit?t durchzuführen und am Ende des Versuchs vollst?ndig zum Stillstand zu kommen (Verz?gerung). Vor Beginn des Versuchs führten die Teilnehmer ein 5-minütiges Aufw?rmtraining durch. Jeder Bewegungsversuch wurde zweimal durchgeführt, so dass sich insgesamt 14 Versuche ergaben, wobei zwischen den einzelnen Versuchen ein Abstand von etwa 3 Minuten lag.?

Die Teilnehmer wurden mit vier Vector T7-Ger?ten ausgestattet, die an vier verschiedenen Stellen angebracht wurden. Ein Ger?t wurde mit Hilfe der vom Hersteller mitgelieferten Weste zwischen den Schulterbl?ttern der Teilnehmer positioniert.

Die verbleibenden drei Ger?te wurden um die Taille der Teilnehmer gelegt, und zwar an der Vorderseite (Querschnitt des Mittelpunkts zwischen den beiden vorderen oberen Darmbeinstacheln), an der linken Seite (Querschnitt des Mittelpunkts zwischen den vorderen und hinteren oberen Darmbeinstacheln) und an der Rückseite (Querschnitt des Mittelpunkts zwischen den beiden hinteren oberen Darmbeinstacheln) in einer vom Hersteller gelieferten, speziell angefertigten Bundklemme, die an den Shorts der Teilnehmer befestigt wurde.

Unabh?ngig von den Bewegungsversuchen wurde ein statischer Versuch durchgeführt, um die Stabilit?t der Vector T7-Ger?te anhand eines festen Platzierungsprotokolls zu bewerten. Drei Ger?te wurden jeweils auf einem Stativ (1,5 m H?he) platziert und für 10 Minuten zur Datenerfassung belassen. Von den Ger?ten wurden zwei in der Mitte des mittleren Spielfeldes und eines am breiten Rand des Spielfeldes platziert.

Das ClearSky LPS wurde um die Sporthalle herum installiert und bestand aus 21 Verankerungsknoten, die in einer durchschnittlichen H?he von 8,4 m über dem Boden und in einem durchschnittlichen Abstand von 10,4 m zwischen den einzelnen Knoten angebracht waren. Die Daten wurden mit 10 Hz aufgezeichnet und mit der Software des HerstellersOpenField Version 3.9.0) verarbeitet. Die Daten zu Geschwindigkeit, Beschleunigung, x-y-Position und Kilometerz?hler (kumulative Entfernung) wurden für jeden Versuch zur weiteren Analyse exportiert.

Das 20-Kamera-Bewegungsanalysesystem (Vicon), das mit 100 Hz abtastet, wurde als Kriterium für die Messung von Entfernung, Geschwindigkeit und Beschleunigung verwendet. Die Kameras waren auf Stativen montiert und 3 m vom Rand des Bereichs, in dem die Bewegungsversuche durchgeführt wurden, entfernt aufgestellt. Vier retroreflektierende Markierungen mit einem Durchmesser von 32 mm wurden an der Au?enseite der vom Hersteller gelieferten Weste und an jedem Bundclip, der die Vector T7-Ger?te enthielt, angebracht, und zwar in der Mitte jedes Ger?ts.??

Die Vicon-Daten wurden beschriftet und mit Vicon Nexus 2.14 verarbeitet. Die Datenverarbeitung der Vicon-Rohdaten bestand aus der Filterung mit einem Tiefpass-Butterworth-Filter vierter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 3 Hz, die auf der Grundlage der Residualanalyse bestimmt wurde. Lücken in den Daten ≤50 ms (5 Samples) wurden durch Spline-Interpolation aufgefüllt, Lücken ≥50 ms wurden von der Analyse ausgeschlossen. Die XY-Koordinaten der gefilterten 100-Hz-Vicon-Daten wurden für die Analyse verwendet, die z-Koordinaten (vertikale Verschiebung) wurden bei den Berechnungen vernachl?ssigt, da ClearSky für eine zweidimensionale (2D) Positionierung konfiguriert war.

Für jeden der vier Vicon-Marker in jedem Bewegungsversuch (n=320) wurde die 2D-Geschwindigkeit durch Differenzierung der Positionsdaten und Anwendung des gleichen Filters, der in der Herstellersoftware verwendet wird, auf die LPS-Daten berechnet. Diese Informationen wurden den Forschern vom Hersteller zur Verfügung gestellt; Einzelheiten werden hier jedoch aufgrund des geistigen Eigentums des Herstellers nicht aufgeführt. In ?hnlicher Weise wurde die Beschleunigung durch Differenzierung der Geschwindigkeitsdaten und Filterung gem?? den Spezifikationen des Herstellers berechnet.

Die von Vicon abgeleiteten Messdaten wurden auf 10 Hz heruntergetastet und dann mit den pg电子游戏-Daten synchronisiert, indem die Geschwindigkeitssignale kreuzkorreliert wurden, um den Zeitversatz zu finden, der die Korrelation maximiert. Die gesamte Datenverarbeitung und -analyse wurde mit der statistischen Programmiersprache R (Version 4.0.4⁾⁷ und dem ^Paket gsignal8 durchgeführt.

Tabelle 1. Beschreibung der Bewegungsversuche

Abbildung 1. A) Schematische Darstellung der sieben verschiedenen Bewegungsversuche. B) Aufbau w?hrend der Datenerfassung, alle Versuche begannen vom Startreferenzpunkt (wei?er Kreis), Vicon-Kameras (schwarzes Trapez), ClearSky-Ankerknoten (wei?e Dreiecke). Hinweis: Die gesamte Sporthalle (40 x 70 m) ist aus Gründen der ?bersichtlichkeit nicht vollst?ndig dargestellt.

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3. STATISTISCHE ANALYSE

Versuche zum Thema Bewegung

Die folgenden Metriken wurden für jeden Versuch berechnet, um die von Vector T7 und Vicon abgeleiteten Daten zu vergleichen: die mittlere Standarddifferenz (RMSD) für Geschwindigkeit und Beschleunigung und die mittlere absolute Differenz (MAD) für den Positionsabstand von Probe zu Probe. Vicon-Versuche, bei denen mehr als 10 % der Daten fehlten, wurden von der Analyse ausgeschlossen (n = 12), da der Filteransatz bei Datenlücken zu Randeffekten führte. Die Ergebnisse werden als Mittelwert, Median und Interquartilsbereich (IQR) für jede Metrik über alle Studien und stratifiziert nach Ger?teposition und Bewegungsart dargestellt.

Statische Versuche

Für statische Ger?teversuche wurden die Positionsdistanz und die Verschiebung von Probe zu Probe berechnet. Die Ergebnisse werden als Mittelwert, Median, IQR und kumulative Gesamtsumme für die Entfernung und die Verschiebung von der ersten bis zur letzten Probe in der 10-minütigen Studie dargestellt. Der vom Hersteller angegebene Kilometerz?hler wurde in die Ergebnisse für jedes Ger?t als Bezugspunkt für die berechnete zurückgelegte Strecke aufgenommen.

4. ERGEBNISSE

Versuche zum Thema Bewegung

Die Unterschiede zwischen der von ClearSky LPS und Vicon abgeleiteten Geschwindigkeit sind in Tabelle 2 und Abbildung 2 dargestellt. Von den vier getesteten Ger?tepositionen wies das in der Weste getragene Ger?t den kleinsten mittleren und medianen RMSD auf, und das vorne an der Taille getragene Ger?t den gr??ten.

Diese Beobachtung wiederholte sich für den RMSD bei der Beschleunigung(Tabelle 3 und Abbildung 2). Bei den linearen Bewegungsversuchen war die ?bereinstimmung zwischen den Methoden für die Geschwindigkeit am gr??ten. Der Versuch mit¹⁸⁰⁰ Richtungswechseln ergab die h?chsten RMSD-Werte für die Beschleunigung.

Tabelle 2. RMSD-Geschwindigkeit (^m-s-1) zwischen pg电子游戏-Ger?ten und Vicon-Bewegungsanalysesystem.

Tabelle 3. RMSD-Beschleunigung (^m-s-2) zwischen pg电子游戏-Ger?ten und Vicon-Bewegungsanalysesystem.

Abbildung 2. RMSD-Geschwindigkeits- (erste Zeile) und Beschleunigungsergebnisse (zweite Zeile) für jeden Versuch, geschichtet nach Ger?testandort (erste Spalten) und Bewegungsart (zweite Spalte).

Tabelle 4 zeigt den MAD in der Probe-zu-Probe-Distanz, abgeleitet aus den Vector T7- und Vicon-Positional-Tracking-Daten. ?ber alle Versuche hinweg betrug die mittlere Differenz 0,39 m, wobei die Unterschiede bei dem Ger?t, das vorne an der Taille getragen wurde, und w?hrend des Kreislaufversuchs gr??er waren.

Tabelle 4. MAD im Probe-zu-Probe-Abstand (m) zwischen pg电子游戏-Ger?ten und dem Vicon-Bewegungsanalysesystem.

Statische Versuche

Der Median und der IQR der Stichprobenentfernung für alle station?ren Ger?te war Null(Tabelle 5), was bedeutet, dass die Ger?te in den meisten Zeitschritten ihre x- oder y-Koordinaten nicht ver?ndert haben.

Allerdings verzeichneten die Ger?te einige Positionsver?nderungen, so dass der mittlere Abstand zwischen den Proben etwa 1-2 mm betrug. ?ber einen Zeitraum von 10 Minuten gab es keine starke Richtungsabh?ngigkeit, und die endgültige Position der Ger?te lag sehr nahe an ihrer Anfangsposition (die endgültige Verschiebung lag in der Gr??enordnung von einigen Zentimetern).

Die herstellereigene Datenverarbeitung und -filterung, die in die Berechnung der kumulativen Entfernung (die "Kilometerz?hler"-Variable) einflie?t, war in der Lage, die kleinen Positions?nderungen zu korrigieren und ergab Gesamtentfernungen von weniger als 0,02 m.

Tabelle 5. Ergebnisse der statischen Versuche (drei Ger?te bleiben 10 Minuten lang stehen).

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5. ZUSAMMENFASSUNG

• Vector T7-Ger?te wiesen eine niedrige RMSD für Geschwindigkeits- und Beschleunigungsmessungen und eine niedrige MAD für Entfernungsmessungen bei Bewegungsversuchen mit hohen Beschleunigungs- und Abbremsraten und Richtungs?nderungen auf.
• Die Vector T7-Ger?te wiesen bei allen Bewegungsversuchen eine ?hnlich niedrige RMSD für die Messung der Beschleunigung auf, mit Ausnahme einer 180-Grad-Richtungs?nderung, bei der die RMSD etwas h?her war. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Bewegungen in diesem Versuch h?here Beschleunigungs-/Verz?gerungsraten beinhalteten, und deutet darauf hin, dass der Fehler mit zunehmender ?nderungsrate der Geschwindigkeit zunimmt. Dieser Fehler kann jedoch immer noch als gering angesehen werden (mittlerer RMSD von 1,24).?
• Die Platzierung der Weste führte zu den geringsten Fehlern bei der Messung von Geschwindigkeit, Beschleunigung und Distanz, w?hrend die Platzierung des Ger?ts vorne an der Hüfte den h?chsten Fehler ergab. Unabh?ngig von der Platzierung des Ger?ts führten alle Positionen zu einem geringen Fehler bei allen Messungen, wobei alle RMSD ≤ 0,85 waren.?
• Die Positionsstabilit?t der Vector T7-Ger?te im Stillstand war mit einem mittleren Abstand zwischen den Proben von ~1-2 mm hoch.
• Der niedrige Fehler deutet darauf hin, dass das Vector T7-Ger?t in Verbindung mit ClearSky eine valide Messung von Geschwindigkeit, Beschleunigung und Distanz bei mannschaftssportspezifischen Aufgaben, einschlie?lich linearer Maximalanstrengungen und Richtungs?nderungen, erm?glicht.

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6. REFERENZEN

1. Malone, J. J., Lovell, R., Varley, M. C., & Coutts, A. J. (2017). Unpacking the black box: Anwendungen und ?berlegungen zum Einsatz von GPS-Ger?ten im Sport. International journal of sports physiology and performance, 12(s2), S2-18.
2. Linke, D., Link, D., & Lames, M. (2018). Validierung des elektronischen Leistungs- und Trackingsystems EPTS unter Feldbedingungen. PloS one, 13(7), e0199519.
3. Linke, D., Link, D., & Lames, M. (2020). Fu?ballspezifische Gültigkeit der optischen Video-Tracking-Systeme von TRACAB. PloS one, 15(3), e0230179.
4. Luteberget, L. S., Spencer, M., & Gilgien, M. (2018). Validit?t des lokalen Positionierungssystems pg电子游戏 ClearSky T6 für mannschaftssportartspezifische ?bungen unter Indoor-Bedingungen. Frontiers in Physiology, 9, 115.
5. Serpiello, F. R., Hopkins, W. G., Barnes, S., Tavrou, J., Duthie, G. M., Aughey, R. J., & Ball, K. (2018). Validit?t eines lokalen Ultrabreitband-Positionierungssystems zur Messung der Lokomotion bei Hallensportarten. Journal of Sports Sciences, 36(15), 1727-1733.
6. Hodder, R. W., Ball, K. A., & Serpiello, F. R. (2020). Criterion validity of pg电子游戏 ClearSky T6 local positioning system for measuring inter-unit distance. Sensors, 20(13), 3693.
7. R Core Team (2021). R: Eine Sprache und Umgebung für statistisches Rechnen. R Foundation for Statistical Computing, Wien, ?sterreich. URL https://www.R-project.org/
8. Van Boxtel, G.J.M., Laboissière, R., & Wilhelm, H.D. (2021). gsignal: Signal processing. URL: https://github.com/gjmvanboxtel/gsignal

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