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Digitalisierung im Sport: Sports Tracking mit Bildverarbeitung

Digitalisierung im Sport: Sports Tracking mit Bildverarbeitung

Sport zieht Menschen weltweit und millionenfach in den Bann. Vor allem im Mannschaftssport werden Emotionen erzeugt, die in den Stadien direkt vermittelt und über Medien in die heimischen Wohnzimmer transportiert werden. Von Spieler über Trainer, Schiedsrichter bis hin zu Fans – alle wünschen sich eine Vielzahl von relevanten Informationen und Hintergrundanalysen.

 

Insbesondere bei komplexen und schnellen Bewegungen reicht das menschliche Wahrnehmungsvermögen meist nicht aus, um Details zweifelsfrei zu erkennen und zu bewerten. Bildverarbeitungstechnologie kann dabei helfen, Abläufe im Sport objektiv zu analysieren. Sie kommt weltweit in Tracking- oder Analysesystemen zum Einsatz, die zum Beispiel im Fußball, Eishockey, Tennis oder Cricket zur Überprüfung von Schiedsrichterentscheidungen eingesetzt werden.

 

Der Einsatz dieser Systeme schafft zudem den Durchbruch für eine zukunftsweisende Berichterstattung und für ein neues »Mit-Erleben«. Vielmehr noch, Spieler und Trainer erwarten sich detaillierte Erkenntnisse aus analysefähigen Daten über Spielerposition und Spielgerät, um Optimierungen der Spieltaktik durchführen zu können. Für ein effektives Training soll der Leistungsstand der Sportler konstant und objektiv messbar sein, um mit neuen Trainingsmethoden ihre Leistungsfähigkeit gezielt zu steigern.

Ball Tracking

In Stadien verteilte Kameras erstellen beispielsweise individuelle Bilder des Balls. Diese werden unter Anwendung einer ausgeklügelten Software trianguliert, um einen korrekten 3D-Verlauf der Ballbewegung in Echtzeit wiederzugeben. Solche Systeme werden in Kombination mit einer Bildschirmgrafik unter anderem beim Tennis eingesetzt, um Schiedsrichterentscheidungen an der Außenlinie zu überprüfen.

 

Bei der Torlinientechnik im Fußball überwachen die Systeme kontinuierlich jedes Tor mit sieben Kameras. Die aufgenommenen Bilder werden verarbeitet, um den Ball innerhalb des Bildes exakt zu bestimmen. Eine spezielle Steuerungssoftware kombiniert die Informationen aus allen Kameras und ist in der Lage, den Ball millimetergenau innerhalb des Torbereichs zu verfolgen. Sobald das System feststellt, dass der Ball die Torlinie überquert hat, benachrichtigt das System automatisch die Offiziellen des Spiels.

 

STEMMER IMAGING engagiert sich schon seit vielen Jahren im Bereich von Ball-Trackingtechnologien und arbeitet in diesem Segment intensiv mit Hawk-Eye Innovations zusammen.

Spieler Tracking

Auch das Tracking von Spielern während eines Fußballspiels ist ein wesentlicher Bestandteil der Gesamtspielanalyse.

 

STEMMER IMAGING war bei der Entwicklung eines Spieler Trackingsystems involviert, das bei Profifußballspielen zum Einsatz kommt. Die Statistikdaten der Aktivitäten jedes Spielers während eines Matches können live mit verschiedenen Kamerakonfigurationen erfasst werden. Zwischen zwei und zehn Kameras sind dazu im Stadium positioniert, um die zugrundeliegenden Bilder für diese statistischen Ergebnisse aufzunehmen. Durch eine Kombination von Multicast-Imaging und intelligenter Bildverarbeitung auf mehreren Computern werden die Positionskoordinaten jedes Spielers, des Balls und des Schiedsrichters während des gesamten Spiels überwacht, um die Gesamtlaufleistung der Spieler, mit Durchschnitts- und Höchstgeschwindigkeiten, der Anzahl und Intensität von Sprints und die Kilometerleistung zu berechnen.

Effektives Sporttraining

Die Ballverfolgung ist ein wichtiger Bestandteil des Trainings und wird häufig im Zusammenhang mit Biomechanik verwendet.

 

STEMMER IMAGING hat während der Entwicklung des Quintic Ball Roll-Systems zur Analyse von Putt-Leistungen beim Golf eng mit Quintic Consultancy Ltd. zusammengearbeitet. Quintic ist Spezialist für erstklassige Sportvideoanalysesoftware, bei Sportbiomechanik und in der Leistungsanalyseberatung. Das System verwendet eine Hochgeschwindigkeitskamera in Kombination mit einer speziell entwickelten LED-Lichtleiste und nimmt 360 bis 1080 Bilder pro Sekunde auf, um den Putter und den Golfball bis zur Einschlagszone von rechtshändigen oder linkshändigen Golfern zu verfolgen.

 

STEMMER IMAGING liefert für diese Systeme nicht nur Kameras, sondern hat mit dem Unternehmen auch intensiv bei der erfolgreichen Integration von Kameras und Software zusammengearbeitet. Das System misst sowohl grafisch als auch numerisch automatisch mehr als 45 Parameter in Bezug auf Putter und Ball. Diese Daten werden von der Software zur unverzüglichen Analyse, Überprüfung und Intervention angezeigt. Das System kann beim Golfunterricht, für Empfehlungen zur Ausstattung, zum Coaching, für die Auswahl eines spezifisch geeigneten Putters sowie als Unterstützung im persönlichen Training von Profis und Amateurgolfern gleichermaßen eingesetzt werden.

Das Quintic Ball Roll-System v.3.4 erfasst Bilder von einer USB3-Kamera mit 360 Bildern/s. Bildquelle: Quintic

Leistungsfähige Kameratechnologie

Für ein Bildverarbeitungssystem gilt in jedem Sport dasselbe: – die Auswahl der Kameras, Objektive und Datenübertragungsstandards muss die Anforderungen der Anwendung erfüllen und verlangt Kenntnisse der Bildanforderungen. Die Kameratechnologie muss in der Lage sein, die Bilder in der geforderten Auflösung und Geschwindigkeit über größere Entfernungen von den Kamerapositionen bis zum Kontrollraum zur Verarbeitung zu liefern. In vielen Fällen bewegt sich der Ball mit sehr hohen Geschwindigkeiten: So sind Cricketbälle mit Geschwindigkeiten von bis zu 160 km/h unterwegs und der Aufschlag-Weltrekord beim Tennis liegt sogar bei über 260 km/h. Da die meisten Sportarten im Freien ausgeübt werden, müssen die Kameras in der Lage sein, sich an die verschiedenen Beleuchtungsbedingungen anzupassen. Außerdem muss die gesamte Verarbeitungszeit dieser Systeme kurz genug sein, um den Spielfluss nicht signifikant zu unterbrechen.

 

 

Quelle Titelbild: FirmBee on Pixabay

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