Berechnung von Trägheitsmomenten anhand von Bodyscans - ein Methodenvergleich
Für biomechanische Analysen, Technikeinschätzungen und Simulationen in den technisch-akrobatischen Sportarten ist die Kenntnis der individuellen Hauptträgheitsmomente unerlässlich (Yeadon, 1990). Eine Reihe von Bewegungsanalysesystemen, wie z. B. Vicon (Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, England), AnyBody (AnyBody Technology A/S, Aalborg, Dänemark;) oder alaska (Institut für Mechatronik, Chemnitz, Deutschland), ermöglichen es, basierend auf einem individualisierten Masseverteilungsmodell, auch individuelle Trägheitsmomente der Segmente zu berechnen und damit zur Bewegungsanalyse heranzuziehen. Liegen keine expliziten Segmentträgheitsmomente eines Athleten vor, so werden in der Regel Regressionsformeln aus einschlägigen Körpermodellen (Zatsiorsky & Seluyanov, 1983; Hanavan, 1964; de Leva, 1996) übernommen.
Ziel dieser Studie war es, drei verschiedene Methoden zur Berechnung des Gesamtträgheitstensors untereinander zu vergleichen: zwei geometrische Methoden, bei denen die Segmente innerhalb der Mehrkörpersimulationsumgebung alaska/Dynamicus (Dynamicus, 2009) als einfache geometrische Körper modelliert werden (Ellipsoide, Kegelstümpfe, Halbkugeln; Abb. 1, links). Jene zwei Modelle unterscheiden sich nur in der Anzahl der Eingangsparameter, die für den Aufbau des Menschmodells verwendet werden und werden hier als Universalmodell (3 Eingangsparameter) bzw. als Individualmodell (35 Eingangsparameter) bezeichnet und als geometrische Modelle zusammengefasst. Die dritte Methode verwendet ausschließlich ein polygonales Oberflächennetz (Mesh) des Sportlers in der jeweiligen Bewegungspose (Oberflächenmodell) und wird im Folgenden als Oberflächenmethode bezeichnet (Abb. 1, Mitte und rechts). Im Gegensatz zu einer vorangegangenen Untersuchung für die Sportart Eiskunstläufen (Knoll, Schüler & Lehmann; 2016) werden in dieser Studie alle drei Hauptträgheitsmomente einbezogen, sodass diese Untersuchung nicht nur auf Schraubenbewegungen, sondern auch auf Saltorotationen und Rondats angewendet werden kann.
© Copyright 2016 Sportinformatik XI : Jahrestagung der dvs-Sektion Sportinformatik 2016 in Magdeburg. Veröffentlicht von Shaker Verlag. Alle Rechte vorbehalten.
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| Notationen: | Naturwissenschaften und Technik |
| Tagging: | Bodyscanner |
| Veröffentlicht in: | Sportinformatik XI : Jahrestagung der dvs-Sektion Sportinformatik 2016 in Magdeburg |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker Verlag
2016
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| Seiten: | 88-95 |
| Dokumentenarten: | Kongressband, Tagungsbericht |
| Level: | hoch |