캐터펄트 기본 사항: GPS 추적 기술을 사용하는 이유는 무엇인가요?
유니티 기술 이면의 과학을 소개하는 '캐터펄트 기초' 시리즈는 스포츠 과학의 개념과 원리를 설명하고, 선수 모니터링 시스템을 활용해 팀과 선수의 경기력을 향상시킬 수 있는 방법을 살펴봅니다.
GPS 기반 기술은 스포츠 전반에 걸쳐 성능 모니터링을 지원하는 데 사용되지만, 어떻게 작동하고 무엇을 측정하며 선수와 코치에게 어떤 이점이 있을까요??
기본 사항
가장 기본적인 수준에서 GPS 수신기는 지구 궤도를 돌고 있는 GPS 위성이 방출하는 신호의 타이밍을 측정하여 위치를 계산합니다.
각 위성은 전송 시간과 당시 위성의 위치, 수신기가 광속을 사용하여 각 위성까지의 거리를 계산하는 데 사용하는 정보 등이 포함된 메시지를 지속적으로 전송합니다. 이러한 거리와 위성 위치는 삼각 측량이라는 프로세스를 사용하여 특정 시점의 수신기 위치를 계산하는 데 사용됩니다.
물체(또는 운동선수)가 시간에 따라 위치를 변경함에 따라 이 과정을 정기적으로 반복하여 이동 프로파일(따라서 변위/이동 거리)을 플로팅할 수 있습니다. 타임스탬프가 동시에 전송되므로 이동 거리를 속도 프로파일로 시간에 비례하여 나타낼 수 있습니다. 이는 GPS를 통해 훈련과 경기 중 선수의 움직임을 분석할 수 있는 기반이 됩니다.
관성 측정
속도와 방향 정보는 기본적인 속도와 거리 계산에 유용하지만, 속도와 방향 정보는 기본 속도와 거리 계산에 유용합니다, 캐터펄트 GPS 장치 에는 관성 센서가 다수 포함되어 있어 보다 세밀한 수준의 선수 모니터링을 수행할 수 있습니다.
이러한 관성 센서는 가속도계(가속도 및 힘 측정), 자이로스코프(회전 측정), 자력계(신체 방향 측정)로 구성됩니다. 세 가지 센서는 모두 세 가지 축 또는 방향으로 데이터를 수집하여 선수의 움직임과 동작에 대한 민감한 '지도'를 생성할 수 있습니다. 또한 캐터펄트 기술을 심박수 데이터와 통합하여 내부 부하를 정량화할 수 있는 수단을 제공할 수도 있습니다.
가속도계
가속도계는 특히 많은 운동 동작(예: 점프 또는 태클)을 식별하고 작은 움직임으로 인해 발생할 수 있는 큰 가속도를 이해하는 데 유용합니다.
캐터펄트 장치는 크기가 몇 밀리미터에 불과한 3축 가속도계(위/아래, 앞/뒤, 옆)를 사용하며 10,000Hz로 가속도를 측정하고 100Hz(초당 100회)로 기록합니다.
자이로스코프
자이로스코프는 세 가지 축(관상면, 정면면, 시상면)을 중심으로 회전을 측정합니다. 자이로스코프와 가속도계 데이터를 결합하면 하나의 센서만으로 가능한 것보다 역동적인 선수의 움직임을 더 정밀하게 포착할 수 있습니다. 이러한 방식으로 데이터를 결합함으로써 GPS 장치는 이제 선수의 움직임을 훨씬 더 세밀하게 분석할 수 있습니다.
캐터펄트 장치에는 100Hz로 데이터를 수집하는 3축 자이로스코프(세 축은 요, 피치, 롤)가 포함되어 있습니다. 이는 회전 속도를 감지하는 데 특히 유용하며, 예를 들어 크리켓 경기나 야구 경기 중 어깨가 얼마나 빨리 회전하는지 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다.
자력계
본질적으로 자력계는 자북을 기준으로 방향을 이해하는 데 도움이 되는 전자 나침반입니다. 선수 모니터링 측면에서 자력계는 방향과 방향에 관한 정보를 제공하여 방향 전환과 같은 주요 동작의 양을 파악하는 데 도움을 줍니다.
캐터펄트 장치에는 100Hz로 측정하는 세 축의 자력계가 있어 성능 데이터에 추가 레이어를 더합니다.
성능 최적화
GPS 수신기와 관성 센서의 조합은 항상 객관적인 데이터로 주요 경기력 결정을 뒷받침하는 강력한 선수 모니터링 도구를 만들어냅니다.
실무자가 스포츠별 요구 사항과 선수들이 노출되는 운동량을 정량화할 수 있도록 돕는 GPS 기반 기술은 경기력 평가, 부상 재활, 훈련 기간 설정과 같은 프로세스의 핵심입니다. 팀과 개인 모두의 성과에 대한 이해를 높이는 GPS는 코치와 스포츠 과학자가 부상 위험을 완화하고 팀을 대회에 대비하는 데 있어 가장 중요한 도구 중 하나입니다.
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