Optitrak Sytem

Optische Bewegungsanalysesysteme erfassen die Bewegungen reflektierender Marker, die je nach Anwendung auf dem Körper der Testperson oder ggf. eines Gerätes die zu analysierenden Segmente markieren. Reflektiert wird dabei das Infrarotlicht, welches von den Kameras ausgestrahlt wird. Diese Systeme erfassen Bewegungen mit einer sehr hohen Genauigkeit im Millimeter-Bereich und gelten somit oft als Goldstandard (Van der Kruk & Reijne, 2018), wenn die Genauigkeit andere Messsysteme evaluiert werden soll.

Durch den flexiblen Einsatz der reflektierenden Marker kann das System für nahezu jede denkbare Untersuchung eingesetzt werden – übrigens nicht nur für menschliche Bewegung (s.o.). Einschränkungen bestehen allerdings für die Anwendung im Wasser und bei Tageslicht, so dass Untersuchungen i. d. R. nur unter Laborbedingungen durchgeführt werden können.

Im CAU Motion Lab stehen 18 Infrarotlicht-Kameras zur Verfügung, wodurch auch sehr komplexe Bewegungen mit z. B. mehreren, simultanen Rotationen um die Körperachsen analysiert werden können.

Anwendungsbeispiel Kippaufschwung vorlings vorwärts am Reck

Überprüfung von bestehenden Technikleitbildern durch eine Bewegungsanalysen des Kippaufschungs (Kratzenstein, Brückner & Märzhäuser, 2019)


Untersuchungsaufbau mit 18 Infrarot-Kameras
Parameter (Auszug):
[…], [3] Max. Vorschwung [°], [4] Hüftwinkel bei max. Vorschwung [°], [5] Vorschwung bei max. Hüftbeugung [% max. Vorschwungwinkel], [6] Hüftwinkel bei Durchquerung Hang-senkrechte im Rückschwung [°]
Bewegungsverlauf des Beckens (oben) und der Veränderung des Hüftgelenkwinkels in Abhängigkeit von der horizontalen Position des Beckens (unten). Vergleich von höchstem (blau) mit geringstem (grün) Vorschwung und größtem (lila) mit geringstem (rot) Hüftgelenkwinkel beim Durchqueren der Hangsenkrechten im Rückschwung.

Wichtige Angaben in der Methodenbeschreibung

  • Name des Systems: OptiTrak, Natural Point, USA
  • Kameras: bis zu 18 Flex 3 OptiTrak V 200; R2
  • Aufnahmefrequenz: 100 Hz
  • Kameraplatzierung (ggf. Abbildung)
  • Markerplatzierung (ggf. Abbildung)
  • Datenbearbeitung
    • Glättungsverfahren (i.d.R. gleitender Mittelwert mit entsprechender Fensterbreite)
    • Filtern (i. d. R. 6Hz Tiefpassfilterung)
    • Gap Filling (i.d.R. 10 frames)

Literatur

Cahill-Rowley, K., & Rose, J. (2017). Temporal–spatial reach parameters derived from inertial sensors: Comparison to 3D marker-based motion capture. Journal of Biomechanics52, 11–16.

Kratzenstein, S., Brückner, J.-P. & Märzhäuser, A. (2019). Bewegungsanalyse des Kippaufschwungs vorlings rückwärts am Reck. Sportunterricht, 68(3), S. 110-114.

Van der Kruk, E. & Reijne, M.M. (2018). Accuracy of human motion capture systems for sport applications: state-of-the-art review. European Journal of Sport Science, 18(6), 806-819.