LEITFADEN - GRUNDLAGEN DER BEWEGUNGSANALYSE

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1 LEITFADEN - GRUNDLAGEN DER BEWEGUNGSANALYSE Autoren: Roland Aller, Ulrike Hausen Seite 1

2 Übersicht Leitfaden zum Powerpoint-Vortrag Bewegungsanalyse o Was ist die Bewegungsanalyse? o Anwendungsgebiete der Bewegungsanalyse o Die Bewegungsanalyse im Sport o Vorbereitung der Bewegungsanalyse I o Vorbereitung der Bewegungsanalyse II o Vorbereitung der Bewegungsanalyse III o Marker im Kalibrierungssystem o Weitere kinematische Daten und deren Anwendungen Arbeitsmaterial o Fragebogen für Schüler (1) o Antworten zum Fragebogen (2) Quellenverzeichnis Seite 2

3 Leitfaden zum Powerpoint-Vortrag Bewegungsanalyse Hier wird der Theorieeinstieg des Kooperationsprojektes KISS Schule-Universität dargestellt. Die Arbeit mit SIMI Motion bedeutet für Schülerinnen und Schüler einen guten Kontrast zum Schulalltag und ermöglicht lehrreiche Einblicke in die Sportwissenschaft. Mittels einer Powerpoint Präsentation werden den Schülerinnen und Schülern (SuS) die theoretischen Grundlagen der Bewegungsanalyse vermittelt. Die sich aus den Fragestellungen der SuS und des Lehrers ergebenen Gespräche vervollständigen interaktiv die Informationen zu Theorie, Vorbereitung, Durchführung und weiteren Anwendungsgebieten der Bewegungsanalyse. Folie 1 Was ist die Bewegungsanalyse? Ein optisch-elektronisches Verfahren, bei dem durch die Aufzeichnung und das Auswerten einer Bewegung ein Computermodell dieser Bewegung ermittelt wird. Bewegungsanalyse in 2D: Körperpunkte, die für die Analyse wichtige sind, müssen zu jedem Zeitpunkt der Bewegung von mindestens einer Kamera erfasst werden. Bewegungsanalyse in 3D: Körperpunkte, die für die Analyse wichtige sind, müssen zu jedem Zeitpunkt der Bewegung von mindestens zwei Kameras erfasst werden. Folien Seite 3

4 Anwendungsgebiete der Bewegungsanalyse Folie 9 Die Bewegungsanalyse im Sport Ausgangspunkt der Analyse ist die Bewegung Endprodukt der Analyse ist die Strichdarstellung der Bewegung Wie kommt man von der Bewegung zur Strichdarstellung? Folien Vorbereitung der Bewegungsanalyse I Versuchsperson wird mit Markern (Markierungspunkten) ausgestattet Marker werden an Gelenken angebracht, die für die Analyse der Bewegung wichtig sind Folien Vorbereitung der Bewegungsanalyse II der Bestimmung der genauen Raumposition des Markers wird ein Bezugssystem benötigt mit diesem Referenzsystem lässt sich der Ortsvektor jedes Markers bestimmen zweidimensional (X- und Y-Achse) und dreidimensional (X-, Y- und Z-Achse) Seite 4

5 Folien Vorbereitung der Bewegungsanalyse III als Referenzsystem dient bei der Bewegungsanalyse ein Kalibrierungsrahmen dieser muss so angelegt sein, dass die Marker sich während der gesamten Bewegung innerhalb befinden der Kalibrierungsrahmen wird in einer kurzen Videosequenz abgefilmt und seine Eckdaten in das Bewegungsanalysesystem übertragen im Bewegungsanalysesystem sind nun die Bezugspunkte für die Bewegung festgelegt im System liegt nun ein virtueller Kalibrierungsrahmen vor, der reale Rahmen wird vor Durchführung der Bewegung entfernt Folie Seite 5

6 Marker im Kalibrierungssystem die Bewegung wird durchgeführt und von einer oder mehreren Kameras gefilmt die Marker müssen sich dabei innerhalb des virtuellen Kalibrierungssystems befinden die entstehenden Videos werden direkt auf den PC übertragen und nach Durchführung der Bewegung in die Analysesoftware geladen Arbeit mit der Software: Jeder Marker muss in jedem Bild des Videos dem Referenzsystem zugeordnet werden o mit automatischem Marker-Tracking (automatische Raum-Zeit-Zuordnung jedes Markes) oder o durch manuelles Klicken jedes Markers in jedem einzelnen Bild Arbeit mit der Software: nach der Zuordnung liegt für jeden Marker zu jedem Zeitpunkt der Bewegung der Ortsvektor vor. Folgende kinematischen Grundgrößen sind nun vorhanden: Strecke, Winkel und Zeit Arbeit mit der Software: Definieren der Körperteile durch Verbinden der Marker (=Gelenke) Ausgabe: Strichdarstellung der Bewegung (von allen Seiten anzuschauen) Folien Weitere kinematische Daten und Anwendungen aus den vorliegenden kinematischen Größen können weitere kinematischen Größen berechnet werden: Geschwindigkeit und Beschleunigung Folie Seite 6

7 Fragebogen für Schüler 1 Bewegungsanalyse mit Simi Motion Die Bewegungsanalyse hat das Ziel Ein Kalibrierungsrahmen wird benötigt Marker werden an der Versuchsperson befestigt, weil. - Die Marker werden an folgenden Körperstellen angebracht Für eine 2D-Analyse wird eine/ werden Kameras benötigt. Bei der Kamerapositionierung und -einstellung muss beachtet werden... Für eine 3D-Analyse muss ergänzt werden, da Seite 7

8 Antwortbogen/ Lösungen 2 Bewegungsanalyse mit Simi Motion Die Bewegungsanalyse hat das Ziel. eine Bewegung optisch zu erfassen, elektronisch zu bearbeiten und mit Hilfe einer Strichdarstellung ein bestmöglichstes Ergebnis bei der Technikanalyse, Methodik etc. zu erhalten. Ein Kalibrierungsrahmen wird benötigt als Referenzsystem (Rahmen, in dem die Bewegung stattfindet). als Bezugssystem für die Markerpunkte. Marker werden an der Versuchsperson befestigt, weil.. sie der optischen Erfassung und späteren Analyse kinematischer Größen dienen. ein Kontrast herzustellen ist, sodass die Marker bei der Bewegung von den Kameras erfasst werden können. Die Marker werden an folgenden Körperstellen angebracht: An allen Gelenken, die für die Bewegungsanalyse eine Rolle spielen. In der Strichdarstellung entstehen so die Strichverbindungen zwischen den Gelenken. Für eine 2D-Analyse ist die Verwendung einer Kamera ausreichend. Jeder Marker muss zu jeder Zeit der Bewegung von der Kamera erfasst werden und sich innerhalb des Koordinatensystems (Kalibrierungsrahmen) befinden. Die Kameras dürfen nach der Synchronisierung nicht mehr verschoben werden. Für eine 3D-Analyse muss mindestens 1 weitere Kamera ergänzt werden, da jeder Marker zu jedem Zeitpunkt der Bewegung mindestens von 2 Kameras erfasst werden muss Seite 8

9 Quellenverzeichnis Abbildung / Foto Nummer Titelbild, Folien 1-30 Arbeitsmaterial 1, 2 Urheber/Zugriffszeitpunkt Aller, Roland: Grundlagen der Bewegungsanalyse. Uni Koblenz-Landau, Campus Koblenz Projekttag Schule trifft Wissenschaft ; Mai Aller, Roland/Hausen, Ulrike: Bewegungsanalyse mit Simi Motion. Uni Koblenz-Landau, Campus Koblenz Urheber des Beitrages Autor Berater Institution Roland Aller, Ulrike Hausen Minnich, Marlis Institut für Sportwissenschaft, Universität / Lehramtsstudierende Koblenz- Landau, Campus Koblenz Seite 9