Analisi matematica
Rappresentazione grafica velocità avanzamento e distanza percorsa
Il processo, mediante un’elaborazione matematica applicata alla rappresentazione numerica precedentemente prodotta dalla fase di video tracking, produce come risultato una serie di grandezze fisiche caratteristiche relative all’evento (es.velocità d’avanzamento, accellerazioni, angoli, ) disponibili in diversi formati ( es. numerico , grafico ,etc).
Esempio in forma grafica di Velocità subacquea al suolo e distanza percorsa durante una partenza
Esempio di output grafico dai processi Video Tracking Pre e Post Elaborazione Matematica
Rivisitazione requisiti calcolo frequenza (SR) , ampiezza (SD) ed indice di bracciata (SI)
Tra i principali ruoli di un allenatore vi e’ quello di aiutare gli atleti a scoprire la migliore combinazione tra ampiezza e frequenza della bracciata, che consenta all’atleta di nuotare alla velocità desiderata con il minimo dispendio energetico.
In questo articolo MORESWIM propone a supporto degli allenatori un nuovo metodo di calcolo di frequenza ed ampiezza di bracciata che si presta ad una analisi più accurata della nuotata.
Per fare questo MORESWIM ha rivisitato i requisiti tradizionali che determinano il calcolo di frequenza ed ampiezza di bracciata con un approccio diverso basato sui moderni strumenti di video analisi
Le valutazioni eseguite da parte MORESWIM hanno avuto come base dati i risultati di alcune gare Europei Londra 2016 , Roma Settecolli 2016 relativamente ad atleti di livello internazionale.
Sviluppo della metodologia MORESWIM
Definizioni
Per cominciare le definizioni classiche:
” Ciclo di bracciata (Stroke Rate – SR) “
Per ciclo di bracciata si intende il tempo che impiega un nuotatore da quando fa entrare una mano in acqua al momento in cui quella stessa mano, percorse tutte le fasi della bracciata, entra in acqua di nuovo (quindi un ciclo di bracciata a Stile Libero sarà composto di una bracciata sinistra , una bracciata destra per completarsi quando nuovamente la mano sinistra rientrerà in acqua)
” Ampiezza di bracciata (Distance for stroke – SD)”
Rappresenta la misura di quanto ci spostiamo in avanti in acqua con ciascun ciclo di bracciata ed e’ espressa in metri per ciclo
” Indice di bracciata (Stroke Index – SI)”
Tale indice esprime una relazione tra Ciclo ed Ampiezza di bracciata, è espresso in m2/s che non ha un vero e proprio significato fisico ma rappresenta una semplice applicazione pratica per effettuare un monitor dell’andamento contemporaneamente di Ciclo ed Ampiezza (es. il parametro SI decrementa all’aumentare della SR)
Metodologia per analisi di gara dei Cicli ed Ampiezza di bracciata tradizionalmente seguita e basata sul processo di video analisi
Lo scenario da noi scelto è relativo ad una situazione di gara con atleti di livello.Il metodo è basato su processi di video analisi. Tralasciando tutti gli aspetti legati alla precisione e calibrazione delle videocamere, posizionamento delle camere e strumenti impiegati per la video analisi impiegati ci concentreremo su cosa generalmente rappresenta la base dati di partenza sulla base della quale saranno ricavati i parametri a noi d’interesse.
Lista parametri output dal processo di video analisi :
- Tempo di stacco (sec): dallo start al momento in cui i piedi si staccano dal blocco
- Tempo (sec) passaggio testa ai vari Test_Point (TP_xx) dove xx = 5, 15, 25, 35, 45, 50 mt (per gare fino ai 400 mt) , per gare superiori ai 400 mt TP_xx viene ricavato ogni 20 mt.
- Tempo impiegato ed effettuare ogni singolo ciclo di bracciata (invece dei 3 cicli adottati nel metodo classico)
- Tempo dei tratti – 5mt dal fine vasca (TP_END – 5)
- Tempo Video marcatura delle bracciate eseguite
Lista parametri output dal processo elaborazione matematica:
- Frequenza di Bracciata (SR)
- Velocità media delle varie tratte di 10 mt e 5 mt (inizio e fine vasca)
- Ampiezza Bracciata (SD)
- Velocità ultimi 5 mt alla virata
- Velocità ultimi 5 mt gara
Il confronto dei risultati con il metodo tradizionale fornisce conclusioni piuttosto significative tale approccio mette in evidenza alcuni aspetti nell’applicazione di questa metodologia come:
a) Maggiore campionamento del singolo segnale bracciata con una conseguente aumento della sensibilità del segnale stesso.
b) Possibilità di estendere l’analisi matematica della frequenza sino ad un ciclo prima del Test_Point di fine vasca , coprendo in modo più preciso anche gli ultimi 5 mt di vasca
c) Possibilità di estendere l’analisi dell’ampiezza della bracciata sino al raggiungimento del Test_Point di fine vasca, coprendo in modo più preciso anche gli ultimi 5 mt di gara
d) Possibilità di evidenziare andamenti della ciclicità di un arto specifico (es. dominanza)
Di seguito i risultati dell’analisi limitata al calcolo di Ciclo ed Ampiezza di Bracciata di una gara degli ultimi Campionati Europei Londra 2016.
Partendo dalla stessa base dati proveniente dal processo di video analisi sono riportati attraverso fermi immagine e grafici i risultati del calcolo e la relativa rappresentazione dei parametri SR , SD e SI. effettuato con le due differenti metodologie ovvero ” tradizionale ” che valuta sulla base dei tre cicli di bracciata e “MORESWIM” che valuta sulla base di ogni singolo ciclo di bracciata.
Esempi Modello Riprese video :
1) Camera fissa con campo di vista fase di partenza da 0 mt a 15 mt
1 – Esempio campo di vista camera fissa con copertura da start a 15 mt
2) Camera fissa con campo di vista fase di arrivo compresa tra 35 mt e 50 mt
2 – Esempio campo di vista camera fissa con copertura da 35 a 50 mt
3) Camera mobile con campo di vista focalizzato su corsia n°4
3 – esempio campo di vista camera mobile su corsia n° 4
Ipotesi diagramma rappresentazione cicli bracciata considerando vasca 50 mt
Il seguente schema mostra un’ipotetica suddivisione della vasca ed i relativi Times Test_Points armonizzato con una senquenza di cicli bracciata . Osservando tale schema si può notare ad esempio che nella tratta Phase 2 (distanza compresa tra i 5 ed i 15 mt emergendo dalla subacquea il principio dei 3 cicli trova difficoltà ad essere applicato) ed identicamente nella Phase 6 (tratta degli ultimi 5 mt non vengono eseguiti i tre cicli).
Esempio rappresentazione cicli braccita e time test points
4) Esempio del processo di video marcatura dei riferimenti di tempo ai Test_Points
httpv://youtu.be/5DgC0ByZpB8
5) Esempio processo di video marcatura di ogni bracciata dallo start (es.totale 36+ tocco)
httpv://www.youtube.com/watch?v=OG0Z9ftkJA0
Esempio output numerico prodotto dal processo di marcatura video MORESWIM
Le seguenti tabelle mostrano alcune tappe del processo MORESWIM , che attraverso l’attività di marcatura video e la conseguente esportazione in forma numerica alimenterà il processo di elaborazione matematica.
Step 1 – Esportazione tempi di passaggio del capo ai vari Test Point dallo Start
Step 2 – Elaborazione dati esportati nello Step 1 come velocità medie di tratta, tempi parziali di tratta
Step 2 – Base tempi passaggio test point & elaborazione velocità media di tratta
Esempio output processo elaborazione matematica MORESWIM
La seguente tabella mostra alcuni esempi di aree dati prodotte in modalità automatica per la successiva rappresentazione grafica e/o. Questa, include ad esempio i dati numerici di video marcatura delle bracciate con conseguente risultato del calcolo automatico dei parametri SR , SD e SI (es. nel caso indicato sotto le bracciate effettuate sono state 36 a cui vi è da aggiungere il tocco d’arrivo come 37)
Comparazione dei risultati finale in forma grafica del processo MORESWIM per il calcolo di SR , SD e SI seguendo la modalità di calcolo seguendo la filosofia della valutazione 3 cicli (canonica) rispetto 1 ciclo (MORESWIM)
I grafici che seguono, proporranno su un’unico piano valutativo le due metodologie di campionamento seguite, ricordando che la base dati impiegata per la generazione è quella relativa allo stesso atleta nella stessa gara.
Frequenza Bracciata – SR metodo ” tradizionale ” (valutazione 3 cicli)
Frequenza Bracciata – SR metodo ” MORESWIM ” (valutazione 1 ciclo)
Distanza per bracciata metodo ” tradizionale ” (valutazione 3 cicli)
Distanza per bracciata metodo ” MORESWIM ” (valutazione 1 cicli)
Stroke Index metodo ” tradizionale ” (valutazione 3 cicli)
Stroke Index metodo ” MORESWIM ” (valutazione 1 ciclo)
