Kinemetrie

Bewegungen werden in der Physik als Ortsveränderungen von Körpern in Raum und Zeit verstanden. Dies setzt voraus, dass die Bewegung (Teilbewegung) in Bezug zu einem Bezugssystem beschrieben und beobachtet wird. In einer einfachen Kategorisierung werden fortschreitende Bewegungen (translatorisch) und Drehbewegungen (rotatorisch) unterschieden. In vielen Sportarten sind auch Mischformen von Translationen und Rotationen zu finden. Weiterhin werden Bewegungen nach ihrem zeitlichen Verlauf in gleichförmige und ungleichförmige Bewegungen unterschieden. Die gleichförmige Bewegung erfolgt mit konstanter Geschwindigkeit, die ungleichförmige weist ein sich veränderliche Geschwindigkeitsverlauf auf. Die einfachsten Bewegungsmerkmale, die durch eine Kinemetrie erhoben werden, betreffen den Weg (Länge) und die Zeit. Daraus lassen sich weitere Beschreibungsgrößen, wie z.B. die durchschnittliche Geschwindigkeit (zurückgelegter Weg dividiert durch die Zeit) oder die durchschnittliche Beschleunigung (Geschwindigkeitsveränderung dividiert durch die benötigte Zeit) errechnen.

Neben speziellen Messverfahren, die eine direkte Wegmessung bzw. eine Zeitmessung zulassen, wird die Kinemetrie zumeist über eine (digitale) Videoanalyse betrieben. Dabei kann eine Bewegung über eine beliebig lange Sequenz durch Videobilder erfassen werden, die anschließend am PC digitalisiert und in 2D- bzw.  3D-Koordinaten umgerechnet werden (siehe Fotobeispiele aus dem Schwimmen und der Überkopfperspektive im Tennis). Parallel dazu können die Messdaten auch mit anderen Untersuchungsverfahren (z.B. Elektromyographie) kombiniert und in verschiedene Datenformate exportiert werden.

Qualisys Motion Capture arbeitet mit hochauflösenden Infrarotkameras, die auf den am Körper angebrachten reflektierenden Markern das einfallende Licht registrieren und daraus präzise 3D-Bewegungsdaten berechnen. Durch diese auf Infrarot-Technologie basierende, markerbasierte Methode kann ein äußerst genaues Modell der Bewegungsabläufe erstellt werden. Im Sport erlaubt dieses Verfahren beispielsweise eine exakte Analyse von Lauf-, Sprung- oder Wurfbewegungen, indem sie detaillierte Erkenntnisse über Gelenkpositionen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen liefert. Dank seiner hohen Genauigkeit und Zuverlässigkeit gilt dieses Verfahren als Goldstandard in der biomechanischen Forschung und Analyse, da es Forscherinnen und Forschern sowie Trainerinnen und Trainern ermöglicht, sowohl Verletzungsrisiken besser zu erkennen als auch sportliche Leistungen gezielt zu optimieren.

Die von uns verwendete Analysesoftware stammt von der Firma "SIMI Motion". Die SIMI Motion Software ist für die Erfassung und Analyse von verschiedensten Bewegungen in den Bereichen Sport, Human- and Veterinärmedizin, Rehabilitation, Robotik, 3D Computeranimation (CG), etc. konzipiert. Bewegte Objekte werden mit digitalem Video oder Hochgeschwindigkeitskameras aufgenommen und in 2D- oder 3D-Daten umgesetzt. Darüber hinaus ermöglicht SIMI Motion die synchronisierte Aufnahme von Bildsequenzen professioneller Hochgeschwindigkeitskameras oder von bis zu sechs handelsüblichen DV Kameras, die mit einer FireWire-Schnittstelle mit einem einzigen PC verbunden sind.

Neben SIMI Motion setzen wir insbesondere für den Unterricht von Lehramtskandidaten auch Freeware Programme ein.