Positionsgeber und Bewegungsanalyseverfahren
Die Erfindung betrifft .einen Po-sitionsgeber sowie ein Bewegungsanalyseverfahren .
Beim Golfspielen stellt das Putten hohe feinmotorische Fähig- keiten an den Golfspieler. Beim Training wird das Hauptaugenmerk normalerweise auf die Schlagtechnik, also die statischen Aspekte der Bewegung, gelegt. Mit dem bloßen Auge ist die Bewegungsdynamik beim Putten wegen der geringen Ausführungsge- schwindigkeit kaum zu erfassen. Auch mit herkömmlichen Analy- semethoden wie der Videoanalyse sind aus methodischen Gründen die dynamischen Aspekte der Puttbewegung nur ungenügend und mit großem Aufwand analysierbar. Entsprechend wird das Training des kurzen Spiels oftmals stark vernachlässigt und führt oftmals zu unbefriedigenden Ergebnissen, obwohl gemessen an der Schlagzahl das Putten etwa 40% des Golfspiels ausmacht.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Bewegungsablauf beim Golfspielen und insbesondere beim Putten zu messen und zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch einen Positionsgeber gemäß Anspruch 1 und durch ein entsprechendes Bewegungsanalyseverfahren gemäß Anspruch 18 gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass beim Erlernen von verlangsamten Bewegungen wie dem Putten oftmals unbemerkt auch systematische Bewegungsfehler mitgelernt werden. Schnelle ballistische Bewegungen werden immer rein motorisch ausgeführt und sind deshalb selbst organisierend. Im Gegensatz da-
zu werden verlangsamte Bewegungen immer stark strategiegebunden ausgeführt. Strategische Bewegungsfehler bei verlangsamten Bewegungen wie dem Putten werden oftmals vom Golfspieler selbst nicht bemerkt, und auch der Trainier kann diese mit dem bloßen Auge nur schwer erkennen. Beispielsweise führt das so genannte Yips-Syndrom im Golfsport zu einem unbewussten •• Zucken der Hand und des Handgelenks beim kurzen Spiel, und macht eine präzise Ausführung der Schlagbewegung damit unmöglich. Mit herkömmlichen Trainingsmethoden ist das Yips- Syndrom nicht zu behandeln, im Gegenteil verschlimmern sich die Symptome mit verstärktem Üben immer weiter.
Die Erfindung umfasst deshalb die allgemeine technische Lehre, die Bewegung eines GolfSchlägers durch ein entsprechendes Bewegungsanalyseverfahren apparategestützt zu erfassen und zu analysieren. Damit werden zum einen Stärken und Schwächen des individuellen Bewegungsablaufs detailgenau abgebildet und erlauben ein zielgerichtetes und damit extrem effizientes Training. Darüber hinaus können Bewegungsprobleme wie das Yips- Syndrom frühzeitig und objektiv gemessen werden. Durch die abgeleiteten Informationen kann erstmals eine spezifische Behandlung dieser Bewegungsprobleme erfolgen.
Hierzu ist im Rahmen der Erfindung ein Positionsgeber vorge- sehen, der an einem Golfschläger lösbar montiert wird, um die räumliche Position und/oder Ausrichtung des GolfSchlägers zu ermitteln.
Vorzugsweise empfängt oder sendet der Positionsgeber hierzu mindestens ein Positionssignal, das der Ermittlung der Position und/oder Ausrichtung des GolfSchlägers dient.
Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf die Erfassung der Position bzw. Ausrichtung eines GolfSchlägers, sondern
grundsätzlich auch bei anderen Ballsportgeräten anwendbar, wie beispielsweise beim Billardspiel, bei Kricketschlägern oder ähnlichem. Zum einfacheren Verständnis wird die Erfindung jedoch nachfolgend anhand eines GolfSchlägers erläutert.
Bei dem Positionsgeber handelt es sich vorzugsweise um einen aktiven Positionsgeber, der mindestens ein Positionssignal sendet, das durch einen ortsfest angeordneten Empfänger er- fasst wird, wobei die Position und/oder die Ausrichtung des GolfSchlägers empfängerseitig in Abhängigkeit von dem empfangenen Positionssignal ermittelt wird.
Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass der an dem Golfschläger montierbare Positionsgeber passiv ist und zum Empfang eines Positionssignals von einem ortsfest angeordneten Sender einen Empfänger aufweist, wobei die Position und/oder die Ausrichtung des GolfSchlägers wiederum empfän- gerseitig in Abhängigkeit von dem Positionssignal ermittelt wird.
Bei dem Positionssignal handelt es sich vorzugsweise um ein Ultraschallsignal, das beispielsweise mit einer Messrate zwischen 100 Hz und 400 Hz gesendet werden kann, wobei die Messrate in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung 300 Hz beträgt. Die Verwendung eines Ultraschallsignals als Positionssignal ermöglicht eine Ortsauflösung von ungefähr 0,1 mm, was bei einer Bewegungsanalyse kleinste Feinheiten des Bewegungsablaufs aufdecken kann und auch die Identifizierung von Bewegungsstörungen, wie beispielsweise dem YlPS-Syndrom, ermöglicht, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind.
Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Positionssignals nicht auf ein akustisches Signal beschränkt. Bei dem Positionssignal kann es sich vielmehr auch um ein optisches oder
ein magnetisches Signal handeln. Dabei können die Bewegungsmesskomponenten beispielsweise nach dem Prinzip der optischen Positionsbestimmung mit Kameras oder der Abtastung mit Laserlicht bestehen, und die Messsensoren aus reflektierenden und/oder aktiv leuchtenden Markierungspunkten oder optisch empfindlichen Messflächen bestehen. Weiterhin können die Be- wegungsmessko ponenten nach dem Prinzip der Positionsbestimmung mittels Magnetfeldern arbeiten.
Darüber hinaus kann der Positionsgeber auch einen oder mehrere Beschleunigungssensoren aufweisen, die eine Bewegung des GolfSchlägers erfassen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der an dem Golfschläger montierbare Positionsgeber mindestens drei Sender bzw. Empfänger auf, so dass die Position der einzelnen Sender bzw. Empfänger durch Triangulation und anschließende Koordinatentransformation exakt bestimmt werden kann. Die einzelnen Sender bzw. Empfänger sind hierbei vor- zugsweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, und bilden die Form eines Dreiecks.
Darüber hinaus strahlen die einzelnen Sender vorzugsweise im Wesentlichen in die gleiche Richtung ab, wobei die einzelnen Sender einen Abstrahlwinkel von bis zu 180° aufweisen können, so dass der Positionsgeber bzw. eine zugehörige Steuereinheit mit den zugehörigen Empfängern nur grob ausgerichtet werden muss .
Im montierten Zustand des erfindungsgemäßen Positionsgebers ist vorzugsweise einer der Sender in einer Ebene mit dem Schaft des GolfSchlägers angeordnet, während die beiden anderen Sender auf gegenüberliegenden Seiten dieser Ebene angeordnet sind. Diese Anordnung der einzelnen Sender ermöglicht
vorteilhaft eine vereinfachte und exakte Koordinatentransformation und damit eine genaue Positionsbestimmung.
Die Befestigung des erfindungsgemäßen Positionsgebers erfolgt vorzugsweise an dem Schaft des GolfSchlägers, wobei die Befestigung vorzugsweise lösbar ist und beispielsweise durch eine Klemmverschraubung erfolgen kann. Hierbei ist der Positionsgeber vorzugsweise um den Schaft des GolfSchlägers drehbar, wobei zur Ausrichtung des Positionsgebers in Drehrich- tung relativ zu dem Golfschläger eine Lehre verwenden kann.
Die lösbare Befestigung des erfindungsgemäßen Positionsgebers an dem Golfschläger ist vorteilhaft, weil es sich bei dem Positionsgeber auch um ein Trainingsgerät handelt und verschie- dene Golfschläger miteinander verglichen werden sollen. Beispielsweise ermöglicht eine Erprobung verschiedener Golfschläger mit dem erfindungsgemäßen Positionsgeber die direkte Auswahl des individuell optimalen GolfSchlägers, was ansonsten nur durch eine längere Benutzung verschiedener Golfschlä- ger möglich ist.
Die eigentliche Bestimmung der Position bzw. Ausrichtung des GolfSchlägers erfolgt hierbei vorzugsweise durch eine ortsfest angeordnete Steuereinheit, wobei .die Steuereinheit mit den Sendern und den Empfängern verbunden ist, um eine Laufzeitmessung durchzuführen und dadurch die Position und Ausrichtung des Positionsgebers und des mit dem Positionsgeber verbundenen GolfSchlägers zu ermitteln. Hierbei kann eine herkömmliche Steuereinheit verwendet werden, wie sie bei- spielsweise von der Firma zebris Medical GmbH, Max-Eyth-Weg 42, 88316 Isny (Deutschland) unter den Markennamen CMS-20 o- der CMS10 vertrieben wird.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Bewegungsanalyseverfahrens werden die von den vorstehend beschriebenen bekannten Steuereinheiten ermittelten Rohdaten jedoch noch einer kinematischen Analyse unterzogen, um zum Golftraining und insbesonde- re zum Training des Puttens golfspezifische Informationen ü- ber den Bewegungsablauf zu.-erhalten. Beispielsweise können aus der Position und/oder der Ausrichtung des GolfSchlägers folgende Schlagparameter ermittelt werden: Dauer des Rückschwungs - Dauer des Durchschwungs TreffZeitpunkt Symmetrie des TreffZeitpunkts Symmetrie des Geschwindigkeitsprofils
- Ausrichtung beim Ansprechen - Schlägerkopf im Treffmoment Differenzwert zur Ausrichtung
- Rotation bis zum Treffmoment Rotation nach dem Treffmoment Rotationsrate pro Zeit - Horizontaler Winkel des Schlägerkopfs auf der Schwungbahn
- Loft des Schlägers im Treffmoment Treffpunkt auf dem Schlägerkopf Höhe des Schlägers im Treffmoment Länge des Rückschwungs - Länge des Durchschwungs Symmetrie der Schwungbahn Horizontale Richtung der Schwungbahn im Treffmoment Vertikale Neigung der Schwungbahn im Treffmoment
- Maximale Rückschwung Geschwindigkeit - Auftreffgeschwindigkeit
- Maximale Durchschwunggeschwindigkeit Maximale Beschleunigung Beschleunigung nach dem Treffen
- Maximales Bremsen
- Mittlerer Jerk im Rückschwung
- Mittlerer Jerk im Durchschwung
Darüber hinaus werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Bewe- gungsanalyseverfahrens zur Beschreibung der Konsistenz der Bewegungsausführung vorzugsweise die Variabilitäten aller 28 Parameter bei mehrfacher Schlagwiederholung (typischerweise 5 Schläge) berechnet.
Ferner werden die einzelnen Schlagparameter im Rahmen des erfindungsgemäßen Bewegungsanalyseverfahrens vorzugsweise normalisiert, um Normabweichungen bei den einzelnen Schlagparametern einfach erkennen und quantitativ auswerten zu können.
Darüber hinaus werden die Schlagparameter im Rahmen des erfindungsgemäßen Bewegungsanalyseverfahrens vorzugsweise grafisch dargestellt, wobei die Darstellung gemeinsam mit gespeicherten Vergleichswerten erfolgen kann, um Abweichungen und Bewegungsstörungen erkennen zu können.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Bewegungsanalysesystem zum Training des Puttens beim Golfspiel,
Figur 2 einen erfindungsgemäßen Positionsgeber, der an einem Golfschläger montierbar ist, Figur 3 eine vergrößerte Ansicht aus Figur 1 mit dem an dem Golfschläger montierten Positionsgeber aus Figur 2,
Figur 4a bis 4e das erfindungsgemäße Bewegungsanalyseverfahren in Form eines Flussdiagramms,
Figur 5 und 6 verschiedene Bildschirmdarstellungen, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Bewegungsanalyseverfahrens erzeugt werden sowie Figur 7 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bewegungsanalysesystems .
Figur 1 zeigt einen Golfspieler 1 mit einem Golfschläger 2 beim Putten, wobei an dem Schaft des GolfSchlägers 2 ein aktiver Positionsgeber 3 lösbar befestigt ist, der in Figur 2 detailliert dargestellt ist und nachfolgend beschrieben wird.
Der Positionsgeber 3 weist zwei Klemmschrauben 4, 5 aufr mit denen der Positionsgeber 3 lösbar an dem Schaft des Golfschlägers 2 befestigt werden kann. Die Ausrichtung des Posi- tionsgebers 3 in Drehrichtung um den Schaft des GolfSchlägers 2 erfolgt hierbei durch eine Lehre, die zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.
Der Positionsgeber 3 besteht im Wesentlichen aus einem Mit- telteil 6, an dessen freiem Ende ein Ultraschallsender 7 angebracht ist, wobei das Mittelteil 7 an dem gegenüberliegenden Ende in zwei Seitenarme 8.1, 8.2 verzweigt, an deren freiem Ende jeweils ein weiterer Ultraschallsender 9 bzw. 10 angeordnet ist.
Die Ultraschallsender 7, 9, 10 sind hierbei in einer Ebene angeordnet und strahlen in die gleiche Richtung ab, wobei die einzelnen Ultraschallsender 7, 9, 10 einen Abstrahlwinkel von jeweils 180° und einen maximalen Messabstand von etwa 2 m aufweisen und eine Messrate von insgesamt 300 Hz ermöglichen.
An der Oberseite des Positionsgebers 3 befindet sich ein An- schluss, an dem für die getrennte Messung von Handgelenk-sbe- wegungen ein vierter Sensor angeschlossen werden kann. Die
Bewegungen des Handgelenks sind vor allem bei der Messung von
Yips-Problemen von großer Bedeutung.
Zusätzlich kann das Bewegungsanalysesystem auch andere Mess- signale verarbeiten, wenn staizt dem Positionsgeber 3 an dem Golfschläger -2 ein am Körper des Golfspielers 1 befestigter Positionsgeber verwendet wird - Mit einem solchen Positionsgeber können zusätzlich Körperbewegungen wie Bewegungen vom Kopf, den Schultern, des Rückens und der Hüften gemessen wer- den. In einer weiteren Ausführung der Erfindung können diese körperbezogenen Signale zeitgZLeich mit einem zweiten Messaufnehmer registriert werden, de-r über eine zweite Steuereinheit an die gleiche Recheneinheit -angeschlossen ist. Die Signale aus der Bewegung des Golfschl-agers 2 und die Bewegungssignale des Körpers können dann zeitlich synchronisiert analysiert und ausgewertet werden. Mit einer solchen Messeinheit ist erstmals der Zusammenhang zwischen einer guten Leistung beim kurzen Golfspiel und den zugehörigen körperbezogenen Bewegungen messbar. Weiterhin kann das Bewegungsanalysesystem mit weiteren Messsystemen synchronisiert betrieben werden, beispielsweise zur zeitsynchronen Bestimmung der Bodenreaktionskräfte mittels einer Kraftverteilungsmessplatte.
Der Positionsgeber 3 ist über das Kabel 11 mit einer Steuer- einheit 12 verbunden, die herl ömmlich ausgeführt sein kann. Bei der Steuereinheit 12 kann es sich beispielsweise um das Mess-System CMS10 oder CMS20S handeln, das von der bereits eingangs erwähnten Firma zebri_s Medical GmbH vertrieben wird.
Die Kommunikation zwischen denn Positionsgeber 3 und der Steuereinheit 12 kann jedoch alterrnativ auch kabellos erfolgen, beispielsweise durch ein optisches Signal. Dazu kann über ein verkürztes Kabel ein Signalgeber (z.B. Infrarot) angesteuert werden, der beispielsweise am Gürtel des Golfspielers 1 be-
festigt wird und einen zusätzlichen Empfänger ansteuert. Der
Messaufnehmer ist dann vorzugsweise mit einem Kabel über die
Steuereinheit 12 mit der Recheneinheit 19 verbunden. Die
Steuereinheit 12 kann hierbei auch in dem Messaufnehmer 14 integriert sein oder mit der Recheneinheit 19 zusammengefasst sein.
Darüber hinaus ist die Steuereinheit 12 über ein weiteres Kabel 13 mit einem Ultraschall-Messaufnehmer 14 verbunden, der an sich herkömmlich ausgeführt sein kann und beispielsweise zusammen mit den vorstehend erwähnten Mess-Systemen von der Firma zebris Medical GmbH erhältlich ist. Der Messaufnehmer 14 ist hierbei auf einem Stativ angeordnet und weist drei Ultraschallempfänger 16, 17, 18 auf, die in einer Ebene in Form eines Dreiecks angeordnet und gemeinsam und parallel grob auf den Positionsgeber 3 ausgerichtet sind, um Ultraschallsignale von den Ultraschallsendern 7, 9 und 10 zu empfangen.
Die Steuereinheit 12 steuert die Ultraschallsender 7, 9 und 10 über das Kabel 11 zur Abgabe von Ultraschallimpulsen an, die von den Ultraschallempfängern 16-18 erfasst und über das Kabel 13 an die Steuereinheit 12 übermittelt werden. Die Laufzeiten der Ultraschallimpulse der Ultraschallsender 7, 9, 10 bis zum Empfang durch die Ultraschallempfänger 16-18 werden von dem Messaufnehmer 14 über das Kabel 13 an die Steuereinheit 12 und von dort über eine Datenschnittstelle an die Recheneinheit 19 übermittelt. Die Recheneinheit 19 berechnet mittels Triangulation aus der Laufzeit der Ultraschallimpulse die Positionen der einzelnen Ultraschallsender 7, 9, 10 im dreidimensionalen Raum. Aus diesen Rohdaten werden von der Recheneinheit 19 durch Koordinatentransformation dann in Echtzeit die Positionsdaten des GolfSchlägers 2 berechnet. Die Positionsdaten des GolfSchlägers 2 werden in Echtzeit a-
nalysiert, die Ergebnisse wahlweise an einem Bildschirm 20 dargestellt und zur weiteren Analyse in einer- Messwertdatei gespeichert. Über ein Eingabegerät 21 ist dabei eine Bedienerführung möglich.
Aus der vergrößerten Darstellung in Figur 3 i st ersichtlich, dass der Positionsgeber 3 so an dem Schaft des GolfSchlägers 2 befestigt ist, dass sich der Ultraschallsender 7 mittig vor dem Schaft des GolfSchlägers 2 befindet, während die Seiten- arme 8.1, 8.2 seitlich und von dem Schaft des GolfSchlägers 2 abstehen. Diese Anordnung des Positionsgebers 3 ermöglicht eine exakte Positionsbestimmung durch eine Triangulation der von den drei Ultraschallsendern 7, 9, 10 ausgehenden Ultraschallimpulse .
Die Figuren 4a bis 4e zeigen das erfindungsgemäße Bewegungsanalyseverfahren in Form eines Flussdiagramms .
In dem in Figur 4a dargestellten Verfahrensabschnitt erfolgen zunächst Vorarbeiten wie die Montage des Posi ionsgebers 3 an dem Golfschläger 2 sowie der Aufbau des Messa~ufnehmers 14 mit dem Stativ 15 und die Ausrichtung des Messaufnehmers 14 in Richtung des Golfspielers 1.
Darüber hinaus wird das gesamte System in diesem Verfahrensabschnitt kalibriert, um eine genaue Position≤erfassung zu ermöglichen. Dabei wird der Schlägerkopf des GolfSchlägers 2 in horizontaler Richtung genau auf das anvisierte Ziel hin kalibriert („Ausrichtung"), in vertikaler Riclitung wird der Schlägerkopf auf Neigung gegenüber der Senkrechten hin kalibriert („Loftλ) .
In dem in Figur 4b dargestellten Verfahrensabschnitt erfolgt dann die eigentliche Messung der Bewegung des Golfschlä-
gers 2, wobei dieser Verfahrensabschnitt während des Betriebs im Hintergrund laufend wiederholt wird. Bei einer Messung im
Diagnosemodus werden normalerweise mehrere Schläge αinterein- ander ausgeführt, um die Konsistenz der Bewegungsausführung zu überprüfen. Typischerweise werden fünf Pütts auf das selbe
Ziel hin ausgeführt.
Hierbei geben die Ultraschallsender 7, 9, 10 des Positionsgebers 3 laufend Ultraschallsignale ab, die von den U-Ltra- schallempfängern 16 bis 18 des Messaufnehmers 14 empfangen werden.
Die Steuereinheit 12 misst dann die Laufzeit der Ultraschallsignale zwischen der Abstrahlung durch die Ultraschallsender 7, 9, 10 des Positionsgebers 3 und dem Empfang durch- die Ultraschallempfänger 16 bis 18 des Messaufnehmers 14.
Anschließend berechnet die Recheneinheit 19 aus den gemessenen Laufzeiten die Positionen der Ultraschallsender 7, 9, 10 und aus diesen Positionen durch Koordinatentransform-ation die Position und Ausrichtung des Schlägerkopfs, wobei eine definierte Ausrichtung des Positionsgebers 3 relativ zu dem Golfschläger 2 zugrundegelegt wird.
Um einen Bedienereingriff zur Messung und Speicherung der Daten der einzelnen Schläge überflüssig zu machen, werden die Schlagbewegungen innerhalb des kontinuierlichen Datenstroms nach genau festgelegten Kriterien automatisch identi fiziert, was in dem Verfahrensabschnitt in Figur 4c erfolgt. Dabei werden verschiedene Kriterien in einer Kombination von Zeitabläufen, Bewegungsrichtung und Bewegungsdynamik mit einander kombiniert. Zunächst muss der Golfschläger 2 für ei e bestimmte Zeit (beispielsweise 1 Sekunde) ruhig gehalt en werden. Dann muss der Schläger mit einer bestimmten Min estge-
schwindigkeit in negativer Richtung vom Ziel weg beweg-t werden. Innerhalb einer bestimmten Zeit muss dann die Rückwärts- bewegung gestoppt werden und übergangslos in eine Vorwärtsbewegung übergehen. Innerhalb einer bestimmten Zeit muss dann eine bestimmte Vorwärtsgeschwindigkeit überschritten werden. Innerhalb einer bestimmten Zeit muss dann die Schlägergeschwindigkeit unter einen bestimmten Schwellwert sinken um das Schlagende anzuzeigen. Wenn eine der vorgegebenen Bedingungen nicht eingehalten wird, wird der Messzyklus unt erbro- chen und die Bewegung wird als nicht gültig zurückgewiesen.
Wenn dagegen ein gültiger Schlagzyklus in dem kontinui erli- chen Datenstrom identifiziert wurde, dann werden die z gehörigen Positionsdaten und die Ausrichtung des Schlägerkopfs des GolfSchlägers 2 zusammen mit den jeweiligen Messz itpunkten für die anschließende Analyse der Schlagbewegung abgespeichert.
Falls die Schlagbewegung nicht korrekt beendet wurde, so wird der in Figur 4c dargestellte Verfahrensabschnitt erneut durchlaufen. Wenn ein Schlag beendet ist und die geforderte Anzahl an Schlägen noch nicht ausgeführt wurde, so wi d der in Figur 4c dargestellte Verfahrensabschnitt erneut durchlaufen. Andernfalls wird zu dem in Figur 4d dargestellten Ver- fahrensabschnitt übergegangen, in dem die eigentliche .Analyse und Darstellung der Bewegungsdaten erfolgt, wie nachfolgend beschrieben wird.
Im Trainingsmodus wird im Gegensatz zum Diagnosemodus nur je- weils eine Bewegung ausgeführt, diese in Echtzeit sofort analysiert und die Ergebnisse sofort am Bildschirm ausgegeben. So kann der Golfspieler 1 für jeden Schlag sofort erkennen, wie nahe er den Vorgaben gekommen ist. Im Gegensatz ZM XI kontinuierlichen Biofeedback wird hier ein so genanntes kineti-
sches Feedback verwendet („knowledge of result") . Ein kontinuierliches Bewegungsfeedback würde hingegen die Bewegungsausführung stören und hat sich als nicht geeignet beim Lernen automatisierter Bewegungen erwiesen.
Bevor die Daten' ausgewertet werden können, werden sie einer Fehleranalyse und einer Datenfilterung unterworfen, was in Figur 4d dargestellt ist. Da alle biomechanischen Signale mit einem bestimmten Fehleranteil behaftet sind, und sich dieser Fehleranteil bei Berechung der dynamischen Aspekte wie Geschwindigkeit und Beschleunigung vervielfacht, kommt einer validen Datenfilterung eine entscheidende Rolle zu. Aufgrund wissenschaftlicher Erkenntnisse wird hier ein gleitender Mittelwertsfilter verwendet, der nachweislich für Bewegungsdaten die besten Filterergebnisse ergibt. Dieser Filter ist beispielsweise in MARQUARDT, C. & MAI, N. : "A computational pro- cedure for movement analysis in handwriting" (Journal of Neu- roscience Methods, 52, 39-45) beschrieben, so dass der Inhalt dieser Veröffentlichung der vorliegenden Beschreibung in vol- lern Umfang zuzurechnen ist und an dieser Stelle auf eine detaillierte Beschreibung der Datenfilterung verzichtet werden kann .
Da der AuftreffZeitpunkt des GolfSchlägers 2 auf den Golfball wegen der geringen Schlägergeschwindigkeit nicht akustisch gemessen werden kann, wird der Treffmoment aus dem Datenfluss heraus berechnet. Zur Ermittlung des AuftreffZeitpunkts wird eine Kombination der Position des Schlagbeginns, der Schlägerkopfhöhe, und dem gemessenen Auftreffimpuls des Balls auf den GolfSchläger 2 im Beschleunigungssignal verwendet. Zur
Bestimmung des AuftreffZeitpunkts kann auch ein zusätzlich an dem Golfschläger 2 montierter Beschleunigungsaufnehmer verwendet werden.
Zur Berechnung der verschiedenen Bewegungsparameter werden die Daten der einzelnen abgespeicherten Bewegungen automatisch in jeweils 7 verschiedene Bewegungsabschnitte untergliedert. Diese Abschnitte sind: 1) Beginn des Rückschwungs,
2) Beginn des- Durchschwungs, " •'"
3) Maximale Beschleunigung,
4) TreffZeitpunkt,
5) Maximale Geschwindigkeit, 6) Maximales Bremsen,
7) Ende des Durchschwungs.
Auf Basis der 7 Bewegungssegmente werden dann die 28 verschiedenen Bewegungsparameter berechnet, von denen einige beispielhaft in den Bildschirmausdrucken aus den Figuren 5 und 6 dargestellt sind. Beispielsweise werden im Rahmen der Bewegungsanalyse die Maximalgeschwindigkeit und die Maximalbeschleunigung des Schlägerkopfes des GolfSchlägers 2 vorberechnet. Alle berechneten Datenkurven können graphisch darge- stellt und zusammen mit den zugehörigen Bewegungsparametern beliebig miteinander kombiniert auf dem Bildschirm dargestellt oder ausgedruckt werden.
Anschließend werden die auf diese Weise ermittelten Bewe- gungsparameter (z.B. Maximalbeschleunigung) durch eine Transformation in entsprechende Z-Werte normiert, wobei die Z- Werte zusammen ein Kompetenzprofil bilden, das in Figur 6 grafisch dargestellt ist.
Darüber hinaus wird aus den Z-Werten ein sogenannter Overall- Performance-Index berechnet, der die Leistungsfähigkeit des jeweiligen Golfspielers 1 wiedergibt.
Ferner kann aus einer in der Recheneinheit 19 gespeicherten Datenbank ein Kompetenzprofil eines bekannten Golfspielers als Referenz ausgelesen und auf dem Bildschirm grafisch dargestellt werden. In Figur 6 wird dieses als Referenz dienende Kompetenzprofil jeweils mittig als grau schraffiertes Feld dargestellt, wohingegen- die tatsächlich ermittelten Z-Werte des Golfspielers 1 als schwarze Balken erscheinen, die teilweise außerhalb der Bandbreite des als Referenz dienenden Kompetenzprofils liegen.
Schließlich wird das ermittelte Kompetenzprofil und das als Referenz ausgewählte Kompetenzprofil grafisch dargestellt, wobei die Bildschirmausdrucke aus den Figuren 5 und 6 lediglich beispielhaft zu verstehen sind.
Das in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bewegungsanalysesystems stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 1 dargestellten Bewegungsanalysesystems überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen weitgehend auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird und im Folgenden für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Die Bestimmung der Position und Ausrichtung des Golfschlä- gers 2 beruht bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch auf einem technisch grundsätzlich anderen Prinzip. So weist der Positionsgeber 3 hierbei mehrere Beschleunigungssensoren auf, welche die Beschleunigung des Positionsgebers 3 erfassen, woraus die Steuereinheit 12 dann in Verbindung mit der Recheneinheit 19 die Position und Ausrichtung des GolfSchlägers 2 berechnen kann.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine
Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.