أساسيات المنجنيق: لماذا استخدام تقنية التتبع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)؟

تعرّفك سلسلة أساسيات كاتابولت على العلم الكامن وراء تقنيتنا، وتشرح سلسلة أساسيات كاتابولت مفاهيم ومبادئ علم الرياضة، وتبحث في الطرق التي يمكن من خلالها استخدام أنظمة مراقبة الرياضيين لتحسين أداء الفريق واللاعبين.

تُستخدم التقنيات القائمة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في جميع أنحاء الرياضة لدعم مراقبة الأداء، ولكن كيف تعمل هذه التقنيات، وما الذي تقيسه، و وكيف تفيد الرياضيين والمدربين?

الأساسيات

على المستوى الأساسي، يقوم جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي بحساب الموقع من خلال توقيت الإشارات المنبعثة من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض.

يرسل كل قمر صناعي باستمرار رسائل تتضمن وقت الإرسال وموقع القمر الصناعي في ذلك الوقت، وهي معلومات يستخدمها جهاز الاستقبال لحساب المسافة إلى كل قمر صناعي باستخدام سرعة الضوء. يتم استخدام هذه المسافات ومواقع الأقمار الصناعية لحساب موقع جهاز الاستقبال في نقطة زمنية محددة باستخدام عملية تعرف باسم التثليث.

نظرًا لأن الأجسام (أو الرياضيين) تتغير مواقعها بمرور الوقت، يمكن رسم ملامح حركتها (وبالتالي الإزاحة/المسافة المقطوعة) من خلال التكرار المنتظم لهذه العملية. وبما أنه يتم نقل الطوابع الزمنية في نفس الوقت، يمكن تمثيل المسافة المقطوعة بالنسبة للوقت كملفات تعريفية للسرعة. هذا هو الأساس الذي يمكّننا نظام التموضع العالمي من تحليل تحركات اللاعبين أثناء التدريبات والمباريات.  

قياسات القصور الذاتي

على الرغم من أن معلومات السرعة والاتجاه مفيدة من حيث السرعة الأساسية وحسابات المسافة, تحتوي أجهزة المنجنيق لتحديد المواقع تحتوي أيضاً على عدد من أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي التي تمكّن الممارسين من إجراء مستويات أكثر تفصيلاً من المراقبة الرياضية.

تتألف أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي هذه من مقياس تسارع (لقياس التسارع والقوة)، وجيروسكوب (لقياس الدوران)، ومقياس مغناطيسي (لقياس اتجاه الجسم). تجمع المستشعرات الثلاثة البيانات في ثلاثة محاور، أو اتجاهات، مما يسمح بإنشاء "خرائط" حساسة لحركات وأفعال الرياضيين. يمكن أيضاً دمج تقنية المنجنيق مع بيانات معدل ضربات القلب لتوفير وسيلة لقياس الحمل الداخلي.

مقياس التسارع

تُعد أجهزة قياس التسارع مفيدة بشكل خاص في تحديد العديد من الحركات الرياضية (مثل القفز أو العرقلة) وفهم التسارع الكبير الذي قد ينتج عن حركات صغيرة.

وتستخدم أجهزة المنجنيق مقاييس تسارع ثلاثية المحاور (لأعلى/لأسفل، وللأمام/للخلف، وللجانبين) لا يتجاوز حجمها بضعة مليمترات وتقيس التسارع بسرعة 10,000 هرتز وتسجل بسرعة 100 هرتز (100 مرة في الثانية).

جيروسكوب

تقيس الجيروسكوبات الدوران حول ثلاثة محاور (المستوى الإكليلي والمستوى الأمامي والمستوى السهمي). يتيح لنا الجمع بين بيانات الجيروسكوب وبيانات مقياس التسارع إنشاء صور أكثر دقة لحركات الرياضيين الديناميكية أكثر مما يمكن أن يكون ممكناً باستخدام جهاز استشعار واحد فقط. ومن خلال الجمع بين البيانات بهذه الطريقة، أصبح بإمكان وحدات النظام العالمي لتحديد المواقع الآن تسهيل إجراء تحليل أكثر تفصيلاً لحركة الرياضي.

تحتوي وحدات المنجنيق على جيروسكوبات ثلاثية المحاور (المحاور الثلاثة هي الانعراج والنزوع واللف) تجمع البيانات بسرعة 100 هرتز. وهذا مفيد بشكل خاص للكشف عن سرعة الدوران، وهو أمر يمكن استخدامه لمراقبة مدى سرعة دوران الكتف أثناء التسليم في لعبة الكريكيت أو رمية البيسبول، على سبيل المثال.

مقياس المغناطيسية

تعد أجهزة قياس المغناطيسية في جوهرها بوصلة إلكترونية تساعد على فهم الاتجاه فيما يتعلق بالشمال المغناطيسي. فيما يتعلق بمراقبة الرياضيين، توفر أجهزة قياس المغناطيسية معلومات تتعلق بالاتجاه والتوجيه، مما يساعد الممارسين على فهم حجم الحركات الرئيسية مثل تغيرات الاتجاه.

يوجد في أجهزة المنجنيق أجهزة قياس مغناطيسية في ثلاثة محاور تقيس بسرعة 100 هرتز لإضافة طبقة إضافية لبيانات الأداء.

تحسين الأداء

يؤدي الجمع بين جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وأجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي إلى إنشاء أداة قوية لمراقبة الرياضيين تضمن دعم قرارات الأداء الرئيسية دائماً ببيانات موضوعية.

من خلال مساعدة الممارسين على تحديد المتطلبات الخاصة بالرياضة والمجهودات التي يتعرض لها رياضيوهم، فإن التقنيات القائمة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هي في صميم عمليات مثل تقييم الأداء، وإعادة تأهيل الإصابات، وتحديد فترة التدريب. ومن خلال تسهيل فهم أفضل للأداء على المستوى الجماعي والفردي على حد سواء، يعد النظام العالمي لتحديد المواقع أحد أهم الأدوات المتاحة للمدربين وعلماء الرياضة عندما يتعلق الأمر بتخفيف مخاطر الإصابات وإعداد فريقهم للمنافسة.

هل أنت مهتم بمعرفة كيف يمكن ل Catapult مساعدة فريقك في العثور على ميزته التنافسية؟ تواصل معنا اليوم.