Введение

При первой встрече каждый футбольный клуб, лига и федерация обычно интересуется точностью измерений, которые может обеспечить технология JuniStat. В рамках пилотного запуска проводятся замеры по определенному привычному и понятному эталону. В большинстве случаев в качестве эталона выступает тест рывок на 15 метров с места, о нем и пойдет речь. За последние полгода были проведены тестирования игроков с целью проверки валидности данных по лазерам тремя федерациями и двумя клубами. Мы получили опыт в этой области и хотим им поделиться. Следует отметить, что все валидации прошли успешно, но результаты требовали пояснений. В большинстве случаев первой реакцией было удивление из-за того, что 70-80% результатов совпадают, а оставшиеся 20-30% выглядят как выбросы, но на самом деле они не являются таковыми. Необходимо проанализировать различные способы измерения и выяснить, по каким причинам результаты различаются.

Как измеряют время рывка сейчас?

При проведении тестирования игроков в настоящее время наиболее  часто используют один из двух способов измерения времени рывка:

1. При помощи секундомера

2. При помощи лазерной системы

При измерении с помощью секундомера тренер отмеряет необходимую дистанцию, дает команду старт и нажимает кнопку на секундомере. Когда спортсмен финиширует, тренер останавливает отсчет. Время реакции спортсмена и тренера, а также различные способы фиксации момента финиша могут повлиять на точность измерения. Кто-то смотрит на пересечение рукой, кто-то ногой, кто-то тазом и тд. Время реакции может давать погрешность до ±0.01-0.02 сек, а факторы фиксации момента финиша могут давать до 0.1 сек, что при рывках на дистанции 10-15 метров составляет 5-10% от общего времени.

Для уменьшения влияния человеческого фактора и повышения точности измерения используются лазерные системы. Специальные стойки с лазерными датчиками устанавливаются на старте и финише беговой дистанции. При этом фиксируется время от пересечения стойки на старте до пересечения стойки на финише, и время реакции спортсмена и тренера уже не входит в полученный результат. Тем не менее, использование лазерных систем также может иметь свои особенности, которые будут рассмотрены далее.

Методика проведения эксперимента

Для сравнения времени рывка используются лазерные датчики и технология JuniStat.  Для проведения измерения времени прохождения дистанции с использованием приложения JuniStat необходимо выполнить ряд подготовительных действий. В первую очередь, необходимо установить конусы или маркеры на старте и финише, аналогично стартовым и финишным воротам, используемых в лазерных системах. Это позволит определить начало и конец дистанции, на которой будет проходить эксперимент.

Лазеры фиксируют только время прохождения бегуна через точки на дистанции, а JuniStat дополнительно собирает информацию о времени реакции, времени бега, скорости и других параметрах. При одновременном использовании лазерных датчиков и JuniStat можно получить результаты, которые могут быть использованы для дальнейшего анализа и сравнения результатов.

Результаты

В таблице представлены результаты одного из замеров, показывающие время прохождения дистанции по лазерам и полученные с помощью технологии JuniStat, проведенных независимыми экспертами.

Как видно из таблицы, в некоторых случаях результаты совпадают с точностью до сотых, а в некоторых результат, полученный с помощью лазеров больше на 0.02-0.06 сек. Рассмотрим причины, которые привели к появлению таких отличий в полученных результатах. 

Причины расхождений в результатах

На первый взгляд точность измерения при помощи лазеров зависит только от качества синхронизации "воротиков" между собой и скорости срабатывания фотодатчика. Даже не самые дорогие лазерные системы способны обеспечить точность порядка 0.001 секунды или сотые доли процента. Этого более чем достаточно для решения поставленной задачи.  Однако, при использовании лазеров возникает проблема, связанная с тем, что человек не является материальной точкой или твердым телом. Лазеры могут срабатывать на пересечение рукой, головой или плечом (Рис. 3), что может привести к ошибкам в измерениях.  

Человек может пересекать стартовые воротики "с разбега", для этого достаточно отступить от стартовой черты на 15-20 см и тд В отличие от этого, приложение Junistat использует анализ видео, что позволяет избежать такого рода проблем.

Также, важно учитывать, что у человека различные части тела начинают ускоряться по-разному, что отличается от механики начала движения у твердого тела. Например в момент старта тело наклонено гораздо сильнее, чем в момент финиша. Голова  при этом стартует чуть раньше чем таз, а финишируют они практически одновременно. Для получения более точных и сравнимых результатов, необходимо следить за самой стабильной точкой, неким центром масс, который у человека расположен в области малого таза, впереди крестца. С помощью лазеров это сделать довольно проблематично.

В процессе исследований мы заметили, что некоторые люди (около 10%) воспроизводят свой результат с точностью до сотых. Они двигаются абсолютно одинаково от забега к забегу. Одного из таких спортсменов попросили изменить стартовую позицию, для того, чтобы посмотреть как влияет на результат точка старта. На рисунке 5 изображен силуэт одного и того же человека в разные забеги с разницей в расстоянии до стартовой черты на момент сигнала. Место постановки ноги, длина шага и скоростные показатели совпадают с точностью до пикселей, если виртуально сдвинуть старт в одну точку. При смещении стартовой позиции спортсмена на 15-20 см время по лазерам может отличаться на несколько сотых(3-5%), что считается довольно существенным.

Дополнительным плюсом от использования видеоанализа является то, что можно собирать такие метрики как скорость, ускорение, время реакции и выявлять ошибки в технике выполнения упражнения, а также унифицировать методику измерения.

Выводы

За последние годы детско юношеский футбол привлекает все больше внимания. Регулярные футбольные тестирования игроков стали нормой и неотъемлемой частью тренировочного процесса. Регулярный сбор данных проводится во всех клубах, где нацелены на развитие игрока и достижении спортивного результата.  

Как видно из повествования выше, лазеры могут предоставлять очень точные результаты, но не всегда являются наиболее подходящим инструментом для сбора данных в спорте. Требуется следить за соблюдением ряда требований к проведению эксперимента, чтобы реализовать весь потенциал лазерной системы по точности замеров. Влияние человеческого факторы все еще велико. Разные тренеры, которые используют одни и те же лазеры могут использовать разные методики измерений. Кто-то просит стартовать чуть заранее, размещают лазеры на разной высоте и тд. Все это так же вносит свой вклад в итоговый результат. Таким образом один и тот же спортсмен, может получить разные результаты в зависимости от того, кто производил замеры.

Более того, при использовании лазеров для измерения времени в беге, небольшие физические различия между спортсменами могут привести к искажениям результатов. Более низкий спортсмен может пересечь луч головой или плечом, а более высокий, рукой или тазом. При этом разница в результатах может достигать нескольких сотых секунды.

С другой стороны, при использовании видеоанализа можно увидеть все детали движения и точно определить, в чем заключаются отклонения. Например, можно заметить, что спортсмен стартует заранее от стартовой черты или совершает пересечение лучей лазеров за счет наклона тела. Изучив такие детали, можно сделать более точные выводы о способностях спортсмена и его результативности. 

Использование видеоанализа в спорте может быть более предпочтительным методом измерения, поскольку он менее чувствителен к человеческим ошибкам, обеспечивает более единообразную методологию и дает возможность более детального анализа движений спортсмена и позволяет  учесть все эти нюансы, чтобы все участники были в равных условиях.