カタパルトの基礎: なぜ GPS 追跡テクノロジーを使用するのですか?

当社のテクノロジーの背後にある科学を紹介する Catapult Fundamentals シリーズでは、スポーツ科学の概念と原則を説明し、アスリート監視システムを使用してチームとプレーヤーのパフォーマンスを向上させる方法を考察します。

GPS ベースのテクノロジーはパフォーマンス監視をサポートするためにスポーツ全体で使用されていますが、それらはどのように機能し、何を測定するのか、 アスリートやコーチにとってどのようなメリットがあるのか?

基礎

最も基本的なレベルでは、GPS 受信機は、地球を周回する GPS 衛星から発信される信号のタイミングを計ることによって位置を計算します。

各衛星は、送信時刻とその時点での衛星の位置、受信機が光速を使用して各衛星までの距離を計算するために使用する情報を含むメッセージを継続的に送信します。これらの距離と衛星の位置は、三辺測量として知られるプロセスを使用して、特定の時点での受信機の位置を計算するために使用されます。

時間の経過とともに物体 (またはアスリート) の位置が変化すると、このプロセスを定期的に繰り返すことで、その動きのプロファイル (したがって変位/移動距離) をプロットできます。タイムスタンプが同時に送信されるため、移動距離を時間と相対的に速度プロファイルとして表すことができます。これは、GPS を使用してトレーニングや試合中の選手の動きを分析するための基礎です。  

慣性測定

速度と方向の情報は基本的な速度と距離の計算には役立ちますが、 カタパルト GPS デバイス また、実践者がアスリートのより詳細なレベルのモニタリングを実行できるようにする多数の慣性センサーも含まれています。

これらの慣性センサーは、加速度計 (加速度と力を測定する)、ジャイロスコープ (回転を測定する)、および磁力計 (体の向きを測定する) で構成されます。 3 つのセンサーはすべて 3 つの軸または方向でデータを収集し、アスリートの動きやアクションの高感度の「マップ」を作成できるようにします。カタパルト技術を心拍数データと統合して、内部負荷を定量化する手段を提供することもできます。

加速度計

加速度計は、多くの運動動作 (ジャンプやタックルなど) を識別し、小さな動作につながる可能性のある大きな加速を理解するのに特に役立ちます。

カタパルト デバイスは、サイズがわずか数ミリメートルの 3 軸加速度計 (上/下、前/後、横) を使用し、10,000 Hz で加速度を測定し、100 Hz (1 秒あたり 100 回) で記録します。

ジャイロスコープ

ジャイロスコープは、3 つの軸 (冠状面、前額面、矢状面) の周りの回転を測定します。ジャイロスコープと加速度計のデータを組み合わせることで、1 つのセンサーだけで実現できるよりも、ダイナミックなアスリートの動きのより正確な画像を作成することができます。このようにデータを組み合わせることで、GPS ユニットはアスリートの動きをより詳細に分析できるようになりました。

カタパルト ユニットには、100 Hz でデータを収集する 3 軸ジャイロスコープ (ヨー、ピッチ、ロールの 3 軸) が含まれています。これは、回転速度の検出に特に役立ちます。たとえば、クリケットの送球や野球の投球中に肩がどれだけ速く回転するかを監視するために使用できます。

磁力計

本質的に、磁力計は磁北に対する方位を理解するのに役立つ電子コンパスです。アスリートのモニタリングに関しては、磁力計は方向と向きに関する情報を提供し、練習者が方向転換などの主要な動きの量を理解するのに役立ちます。

カタパルト デバイスには、100 Hz で測定する 3 軸の磁力計があり、パフォーマンス データに追加の層を追加します。

パフォーマンスの最適化

GPS 受信機と慣性センサーを組み合わせることで、重要なパフォーマンスの決定が常に客観的なデータによってサポートされる強力なアスリート監視ツールが作成されます。

GPS ベースのテクノロジーは、実践者がスポーツ特有の要求やアスリートがさらされている労力を定量化するのに役立ち、パフォーマンス評価、怪我のリハビリテーション、トレーニングの期間設定などのプロセスの中心となっています。チームレベルと個人レベルの両方でパフォーマンスの理解を促進する GPS は、怪我のリスクを軽減し、チームを試合に向けて準備する際に、コーチやスポーツ科学者が利用できる最も重要なツールの 1 つです。

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