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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Erfassung von Rundenzeiten und Durchgangsgeschwindigkeiten


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Autor: Marco (Gast)
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Ich möchte ein einfaches und kostengünstiges System entwickeln, mit dem 
die Erfassung von Zwischen- und Rundenzeiten bei Sportveranstaltungen 
erleichtert wird. Es geht z.b. darum, wie sich die einzelnden 
Durchgangszeiten der Sportler entwickeln, um den eigenen Sportlern 
Hilfestellung geben zu können.

Es sollen die einzelnen Geschwindigkeiten der Sportler gemessen werden, 
um zu erforschen, wie sich diese entwickeln, damit im Training, in der 
Vorbereitung und auch im Wettkampf ermittelt werden kann, wie sehr 
jemand abbaut, wieviele Reserven er noch haben könnte und in welcher 
Position sich die eigenen Athlethen befinden.

Ziel ist der Laufsport, Triathlon und eventuell auch Radsport.

Wie könnte ein solches System aussehen?

Bekannt sind mit Transpondersysteme im Zielbereich und bei kritischen 
Messpunkten, wie z.B. den Wechselzonen. Beispiel hier:

Beitrag "Zeiterfassungsystem - mit Chip?"

Für das Training der eigenen Athleten wäre aber eine Einrichtung nötig, 
das mobil an beliebigen Punkten zu haben und die genaue Entwicklung der 
Tempi an ganz bestimmten Punkten (möglichst dicht) zu haben.

Wir haben mit Smartphone probiert, aber GPS ist zu ungenau, RFID wäre 
besser, wenn man es einfach auswerten kann. Allerdings darf es nicht so 
sein, dass der Sportler irgendeine Uhr oder einen Chip extra wo 
dranhalten muss. Er muss unbeeinflusst laufen und trainieren können. 
Auch möchten wir ja die Zeiten der anderen Sportler erfassen und wissen, 
wie die sich entwickeln.

Die bekannten Systeme funktionieren wohl alle so, dass grosse Massen auf 
dem Boden liegen und so alle darüber hinweg laufenden Sportler erfass 
werden.

Ginge das auch einfacher? Gsf aus der Luft? Wer hat eine Idee?

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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Marco schrieb:
> Ginge das auch einfacher? Gsf aus der Luft? Wer hat eine Idee?

Den Weg mit Kameras (Mustererkennung) pflastern.

In Verbindung mit einer (IR?) Spektralanalyse kannst du sicherlich auch 
einige Aussagen zum Stoffwechsel des Delinquenten machen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Marco (Gast)
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Arduino Fanboy D. schrieb:
> Marco schrieb:
>> Ginge das auch einfacher? Gsf aus der Luft? Wer hat eine Idee?
>
> Den Weg mit Kameras (Mustererkennung) pflastern.
>
> In Verbindung mit einer (IR?) Spektralanalyse kannst du sicherlich auch
> einige Aussagen zum Stoffwechsel des Delinquenten machen.

Die Sportler sehen aber alle irgendwie gleich aus und nicht immer ist 
die Startnummer klar genug zu erkennen. Wäre aber denkbar. Das ist keine 
schlechte Idee.

Spektralanalyse des Stoffwechsels halte ich aber eher für spekulativ.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Der Stoffwechsel lässt sich sicher nur über Atem- und Blutgasanalysen 
messen und das geht schlecht offline. Anhand dessen die Leistungs- und 
Energiereserven der Gegner einzuschätzen, halte ich auch für mehr oder 
weniger unmöglich.

Mir kommt das Ansinnen, die Gegner auszumessen, auch ein wenig spanisch 
vor, obwohl das immer mehr Schule macht. Angeblich hören die sportlichen 
Leiter bei Radrennen schon die über bluetooth gekoppelten 
Fahrradcomputer der anderen Fahrer ab und zeichnen deren Herzfrequenzen 
auf.

Zu der Frage, wie man das machen könnte:

Im Radsport werden Transponder eingesetzt, die hinten am Rad montiert 
werden. Damit kann man auch Zwischenzeiten messen.
Beitrag "Rundenmessung mit RFID"

In wieweit die allein aber zur Auswertung des Trainings taugen, darf 
bezweifelt werden, weil es abgesehen von Zeitfahren, immer taktische 
Belange sind, die zu den aktuellen Geschwindigkeiten führen, weil keiner 
für den anderen die Arbeit machen möchte. Das ist selbst beim 
"langsamen" Marathonlaufen der Fall, weil die Tempo 20, die dort von 
guten Athleten vorgelegt werden, schon Windschatten bieten. Die 
Laufgeschwindigkeit wird also immer auch anhand der Situation der Gegner 
dosiert und was die aktuell können, ist insoweit ablesbar, als dass sie 
einem davonlaufen oder man sich von ihnen absetzen kann. Wenn einer also 
eine Weile etwas langsamer macht, heißt das nicht, dass er sich erholen 
muss oder nicht mehr kann.

Autor: Icke ®. (49636b65)
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Marco schrieb:
> Ich möchte ein einfaches und kostengünstiges System entwickeln, mit dem
> die Erfassung von Zwischen- und Rundenzeiten bei Sportveranstaltungen
> erleichtert wird.

Da bist du nicht der Erste. Die Zielstellung gab es schon öfter hier, 
von einfachen und billigen Lösungen hab ich aber noch nichts gelesen.

> Bekannt sind mit Transpondersysteme im Zielbereich und bei kritischen
> Messpunkten, wie z.B. den Wechselzonen.

Das sind bewährte Lösungen, die bei vertretbarem Preis ausreichend genau 
und zuverlässig arbeiten.

> Wir haben mit Smartphone probiert, aber GPS ist zu ungenau

Das liegt nicht am GPS, sondern am ungeeigneten Gerät. Es gibt 
inzwischen GPS-basierte Laptimer im bezahlbaren Bereich:

https://www.me-mo-tec.de/de/Produkte/AIM/aeltere-Produkte/MyTach

Deren Genauigkeit ist für Trainingszwecke akzeptabel. Für 
wettkampftaugliche Genauigkeiten muß man allerdings noch mindestens eine 
Größenordnung drauflegen.

Autor: Marco (Gast)
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Icke ®. schrieb:
> Deren Genauigkeit ist für Trainingszwecke akzeptabel. Für
> wettkampftaugliche Genauigkeiten muß man allerdings noch mindestens eine
> Größenordnung drauflegen.

Das hatte ich auch schon anklingen lassen. Mit GPS haben wir ja 
rumexperimentiert, wenn auch nicht mit denen.

Jürgen S. schrieb:
> Die
> Laufgeschwindigkeit wird also immer auch anhand der Situation der Gegner
> dosiert und was die aktuell können, ist insoweit ablesbar, als dass sie
> einem davonlaufen oder man sich von ihnen absetzen kann.

Oder sie von hinten kommen und auflaufen. Dann braucht man ein System, 
wie in der Formel 1, dass ausrechnet, wie schnell man laufen muss, um 
nicht mehr geschnappt zu werden. Dieses Tempo schlägt man dann an und 
hofft, dass es reicht.

> Angeblich hören die sportlichen Leiter bei Radrennen schon die
> über bluetooth gekoppelten Fahrradcomputer

auch aus dem Grund suche ich was eigenes. Z.B: soll es auch möglich 
sein, die Daten zu codieren und zu fälschen, damit andere die eigenen 
Daten nicht mitbekommen.

Aus Überwachungsgründen wiederum sollte ein System geschaffen werden, 
das auch bei solchen Massenveranstaltungen den ÜBerblick halten kann und 
weiss, wer wo läuft und wann er wie oft durchs Ziel gekommen ist. Bei 
vielen Sportveranstaltungen kann abgekürzt werden, wovon auch immer 
wieder Gebrauch gemacht wird. Z.B: bei einem Gehwettbewerb soll zuletzt 
einiges vorgekommen sein.

Autor: Tobias N. (technick2)
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Marco schrieb:
> Oder sie von hinten kommen und auflaufen. Dann braucht man ein System,
> wie in der Formel 1, dass ausrechnet, wie schnell man laufen muss, um
> nicht mehr geschnappt zu werden.

Das ist dann aber in erster Linie ein Problem der Softwareerstellung, 
Klar muss das mit Daten gefüttert werden, aber auch in der F1 haben die 
Teams vom jeweiligen Gegner nicht mehr, als die offiziellen 
Zwischenzeiten.

Autor: thomas_m (Gast)
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Ich verstehe Dich so, ihr wollt etwas haben, das die Trainer sehen 
können wo ihre eigenen Schützlinge sind, wie sie sich entwickeln im 
Training.
--> quasi Echtzeit?
Position, Geschwindigkeit easy, Puls, Laktat etc. ?
Der Sportler müßte

Beim Wettkampf wie der Abstand zu den direkten Konkurrenten ist und 
dieser sich verhält.
Ob man beim Wettkampf erkennen kann, das jemand noch Reserven hat, also 
seine normale Leistungsfähigkeit noch nicht ausnutzt.
Anschießend soll den Athleten mitgeteilt werden, ob sie Gas geben müssen 
oder sich ggf. schonen können.


Im Stadion --> ggf. Kameraabdeckung (kompliziert) bzw. einfach normales 
Auge und per Funk (BT Knopf im Ohr)

Freier Wildbahn --> Triathlon, Wasser..., Wechselzone ???

GNSS zu ungenau? dann wird es sehr schwer, selbst im Stadion.  Ich 
glaube aber auch, das ihr nur zu viel Spielzeug und nichts richtiges 
verwendet habt. Oder ihr habt zu extreme Anforderungen.
Die Position der Konkurrente, hm. Bei euerer Genauigkeit würde man dem 
Atem im Rücken merken ;)


Wie so oft, erstmal überlegen und ordentlich formulieren was man genau 
haben will.

Autor: Marco (Gast)
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Es geht um eine bessere Alterative zu den existenten Systemen mit 
Eingriffmöglichkeit. Man muss es auch selber Programmieren und filtern 
können.

Ja, die Konkurrenten sollen auch erfassbar sein. Vor allem sollen sie 
sicher  erfassbar sein. Was ich so sehe, werden immer wieder welche 
übersehen, fallen aus den Computerlisten und tauchen dann eine Runde 
später wieder auf.

>Position, Geschwindigkeit, Puls, Laktat etc. ?
Laktat wohl kaum, aber den Rest kann wohl in Echtzeit erfasst und 
berechnet werden. Die Geschwindigkeit wäre wohl das Wichtigste, weil die 
Zeit einer Runde ja auch bei ungleichmässigem Lauf konstant sein könnte. 
Eine überdosierte Geschwindigkeit wäre z.B. erst zu hoch und fiele dann 
ab. Die Schlussfolgerung des Trainers wäre dann, dass sie weiter 
abfällt. Im Gegensatz dazu wäre eine zubächst geringere Geschwindigkeit 
mit Steigergung so auszuwerten, dass sie auch erst mal weiter steigt. 
Aus der Mehrheit der Sportler könnte man einen Gesamtverlauf bestimmen.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Marco schrieb:
> Im Gegensatz dazu wäre eine zunächst geringere Geschwindigkeit
> mit Steigerung so auszuwerten, dass sie auch erst mal weiter steigt.
Und was ist, wenn der betreffende Sportler selber auch in der 
Regelschleife läuft und die Rundenzeiten innerhalb der Runde anpasst, um 
im Mittel dieselben Zeiten zu laufen? Das muss keine Ermüdung sein, aus 
der man Schlussfolgerungen ableiten kann.

> Aus der Mehrheit der Sportler könnte man einen Gesamtverlauf bestimmen.
Und der wäre dann wie zu interpretieren? Selber auch langsamer rennen 
oder  schneller, um es auszunutzen?

Dass einer sein Tempo anpassen muss, ist schon richtig, nur kommen wir 
hier mehr und mehr in die Taktik- und Trainingslehre hinein. Beides ist 
aber sehr athletenspezifisch. Gerade bei so langen Distanzen ist es 
nötig, die Reserven möglichst gut zu verteilen. Dabei hat es sich bei 
Wettbewerben auf Zeit, wenn es also um das bestmögliche individuelle 
Resultat geht, bewährt, dass der Sportler am Anfang etwas mehr einsetzt, 
als am Ende und sich nur soviel zurückhält, dass der Körper nicht dicht 
macht. Die Grenze ist aber einigermaßen subjektiv. Dabei ist die 
Verteilung der KH-Reserven wichtig, in Verbindung mit der Frage, wie 
viel man davon während des Wettbewerbs ersetzen kann. Dies ist aber 
wieder vom Wettbewerb, den Stärken und den umgebenden Verhältnissen 
abhängig. Es gibt Ausdauersportler, die mit wechselnden Belastungen 
besser klarkommen, als mit einer konstanten Dauerbelastung. Manche 
arbeiten mit einem ausgeprägten Bogen, mit nach hinten wieder 
ansteigender Leistung. Da kann man kaum schätzen, ob da "einer noch 
rankommen kann".

Man kann die verschiedenen Effekte sehr schön an den 
Massenlaufveranstaltungen sehen, wenn die Hobbysportler eben nicht am 
Limit laufen, sondern schon brav ihr Vorgabetempo halten. Das geht dann 
erst einmal die erste halbe Stunde gut (Ende des Muskelglykogens) und 
dann bis etwa 90min (Ende des Leberklykogens). Dann geht die Leistung 
rapide in den Keller! Beim Laufen hat man dann das Problem, dass die 
Muskeln nicht mehr so wollen und die Effizienz leidet, wodurch das Tempo 
nochmals absackt. Daher werden die Läufe für die weniger gut Trainierten 
sehr schnell sehr lang. Der Topathlet kann das besser verteilen, 
dosieren und halten. Er läuft weite Teile des Rennens auf Glykogen kann 
am Ende sogar nochmal richtig zulegen. Wer will das genau einschätzen?

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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thomas_m schrieb:
> Freier Wildbahn --> Triathlon, Wasser..., Wechselzone ???

In der Wechselzone hat es in der Regel eine (redundante) 
Messeinrichtung, die zumindest das Problem der Nichterfassung löst. 
Oftmals ist es auch so gelöst, dass einlaufende /-fahrende Athleten und 
rauslaufende über dieselbe Matte gehen.

Im Wasser wird es schwierig. Wer will da die Bojen mit den Lesern 
justieren und erfassen?

Entweder man nutzt die Triauhren der Wettkämpfer mit deren GPS 
(Erkennung der Wendemarken) oder man muss mit Kameras arbeiten.

Ich halte den Wunsch, die Daten so detailliert zu erheben aber wegen der 
o.g. Problematik der Interpretation nicht zielführend.

Hier mal ein konkretes Beispiel zu den Geschwindigkeiten beim Marathon:

Der blaue mit den 3h32 ist relativ wenig trainiert und kann sein 
Zieltempo etwa 100min halten. Der gelbe (2h53) ist nicht einmal 2km/h 
schneller, packt aber das Tempo die gesamte Strecke. Das bringt ihm die 
Zeit. Da er hinten noch einmal zulegen kann, würde ich nun raten, dass 
er etwas zu langsam gelaufen ist und wahrscheinlich noch schneller 
könnte. Genaueres würde sein Pulsverlauf liefern, den ich aber nicht 
habe. Die rote Kurve des Läufers mit der Endzeit 2h41 zeigt es 
andeutungsweise, wobei der ein wenig zu stark einzubrechen scheint. Hat 
vlt. in der Mitte des Rennens zu lange versucht, das Tempo zu halten 
oder er trainiert nicht häufig genug die langen Strecken. Der Grüne ist 
wohl ziemlich an seinem Limit und fällt gleichmäßig ab, während der 
violette (der Sieger) trotz höherem Tempo sicher noch nicht am Limit 
war, sondern sicher das Tempo kontrolliert hat und sich erst am Ende 
gelöst haben dürfte.

Von der Gesamtentwicklung der Zeiten geht mir das etwas zu sehr nach 
unten nach meinen Erfahrungen. Normalerweise sind die Geschwindigkeiten 
etwas glatter. Bei dem Rennen ist es aber nachvollziehbar, wegen der 
relativ hohen Temperaturen an dem Tag und dem überdurchschnittlichen 
Flüssigkeitsverlust. Der scheint besonders den unerfahrenen Läufern 
zugesetzt zu haben. Das Rennen wird nach hinten raus länger und länger 
(rechtes Diagramm, km über gelaufene Minuten).

Die Frage ist, wie man das dann für sich jeweils interpretieren und 
auswerten will, was die Dosierung der eigenen Leistung angeht. Dass das 
Rennen insgesamt langsam ist oder wird, nimmt man ja eigentlich direkt 
wahr.

: Bearbeitet durch User
Autor: Rechenphreak (Gast)
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Marco schrieb:
> Wie könnte ein solches System aussehen?

Hast du darüber nachgedacht, ob es möglich sein könnte, die Läufer mit 
einem eigenen Sender auszurüsten, der per GPS die Position übermittelt? 
GPS als solches ist zunächst sehr ungenau, etwa 10m-20m Rauschen, durch 
die permanenten Positionsbestimmung ist es aber auf 1m genau zu 
bestimmen, besonders, wenn sich das Objekt auf einer Strasse bewegt und 
keine zu großen Objekte in der Nähe sind, bzw diese sich wegbewegen und 
somit immer mal wieder gute Daten liefern. Die Navis machen sowas 
permanenten, indem sie eine statistische mittelnde Gerade durch eine 
verrasuchte Wertemenge ziehen, das Differential bilden und die 
Geschwindigkeiten antizipieren. Der Weg wird dann wie bei einer "PLL" 
mitgeführt.

Autor: Sebastian S. (amateur)
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Vielleicht lässt sich an markanten Punkten ein U aufstellen, unter dem 
die Läufer bzw. Fahrer hindurch laufen/fahren.
Ein Käppi mit einem möglichst großen Bar-Code oder QR-Muster und ein 
paar billige Kameras - natürlich nach unten gerichtet - sollten 
ausreichen.

Wenn die "Kamera" an der Kasse, durch den reflektierenden Blister 
hindurch, problemlos Fred und Emil, mit relativ hoher Geschwindigkeit, 
voneinander unterscheiden kann, sollte das im Sport auch möglich sein.

Notfalls könnte man auch bis zu 10 verschiedene Farben ausgucken und die 
als Mütze verteilen. Kommt jetzt Rotkäppchen vorbei, so schreit der 
Computer: "Bingo" oder auch "Letzter". Das Verfahren sollte bei den 
meisten Nicht-Massenstarts anwendbar sein.
Möglichst nicht die Farbe des Sponsors verwenden.

: Bearbeitet durch User
Autor: Robert K. (Firma: Medizintechnik) (robident)
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QR Code auf solche Distanzen wird wohl kaum funktionieren. Aber ein 
Bar-Code könnte klappen. Soweit ich weiß gibt es System, die 
Startnummern lesen können. Die Rennradler haben die deshalb an ganz 
bestimmten Stellen am Rahmen. Nur die Topelite haben keine Nummern mehr, 
weil sie da die Chipsystem benutzen. Die sind wohl teuer, schließe ich 
daraus. Oder ander: Kamera ist billiger.

Autor: Schubs (Gast)
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Robert K. schrieb:
>


Nur die Topelite haben keine Nummern mehr,...

.???

Autor: Robert K. (Firma: Medizintechnik) (robident)
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Schubs schrieb:
> Nur die Topelite haben keine Nummern mehr,...
>

Beim den Profirennen werden keine Nummern am Rahmen mehr gefahren, meine 
ich. Die haben die nur noch auf dem Rücken. Das ist aber nicht 
ausreichend, weil die die Kameras nicht von oben haben. Bei den 
Zeitwertungen machen sie es mit dem Transponder.

Autor: TV-gucker (Gast)
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Robert K. schrieb:
> Beim den Profirennen werden keine Nummern am Rahmen mehr gefahren, meine
> ich. Die haben die nur noch auf dem Rücken.

Gerade nachgesehen: Die haben die hinten unter dem Sattel. Einige 
scheinen sie woanders to haben. Sieht man im Bild nicht so genau.

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