Sporcu hareketlerinin fotogrametrik hareket analiz yazılım tasarımı ve gerçekleştirimi

Abstract

Spora özgü hareketlerin bilimsel veri olarak kayıt altına alınarak değerlendirilmesi ve sporcu gelişiminde kullanılmak üzere geri dönüşlerin verilmesi spor bilimi için vazgeçilmez unsurlardandır. Bilindiği üzere sporcuların hareketleri çok kısa bir zaman içerisinde ve hızla gerçekleşmektedir. Bu hareketlerin kinematik olarak belirlenmesinde video kameralar ile alınan görüntülerin kullanılması günümüzde en çok tercih edilen yöntemlerdendir.Sporcu sağlığı ve performansının gelişimine yönelik çalışmalarda sıklıkla 3B hareket analiz sistemleri kullanılmaktadır. Kinematik; insan hareketlerinin pozisyon sürelerini, vücut segmentlerinin yer değiştirmelerini, ivmelenmesini ve bu segmentlerinin hızlanmasını ele almaktadır. Bu bilgiler, insan vücudundaki antropometrik noktaların 3B koordinatları biliniyorsa kolaylıkla hesaplanabilmektedir. Anlık hareketlerin 3B olarak yakalanabilmesi için fotogrametrik tekniklerin tercih edilmesi, fotogrametrinin diğer ölçme yöntemlerine göre en büyük avantajı olan `ölçmelerin cisimle temas kurmadan fotografik izdüşüm üzerinden yapılması` ilkesinin doğal bir sonucudur. Böylelikle hareketi meydana getiren unsurlarla (sporcu, ekipmanlar, spor alanı vb.) doğrudan temas kurulmadan hareketin belirlenmesi mümkün olmaktadır. Bu çalışma ile sporun farklı branşlarındaki hareketlerin analizine yenilikçi bir açılım getirme, sporda yetenek tespiti, sporcunun performansının değerlendirilmesi, teknik ve taktik beceri geliştirilmesine yönelik çözümler üretmek ve yeni açılımlar sağlamak hedeflenmektedir.Bu tez çalışmasında; 3B kinematik hareket analizini fotogrametrik yöntem ile gerçekleştirebilen, stereo görüşü sağlayabilecek sayıda kamera sistemini senkronlayabilen, kameraların kalibrasyonlarını otomatik olarak gerçekleştirebilen, hareketi tanımlayan noktaların konumlarını gerçek zamanlı olarak hesaplayabilen ve sonuçları görüntüleyebilen bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılım hazırlık, ölçüm, analiz ve raporlama modüllerinden oluşmaktadır. Geliştirilen bu yazılım Gazi Üniversitesi Atıcılık Takımının kadın ve erkek sporcuları ile test edilmiştir. Sporcu gelişiminin belirlenmesi için, tecrübeli ve tecrübesiz olacak şekilde atış tekniği ile sporcu seviyeleri arasındaki ilişki irdelenmiştir.

Scientific recording of the sports specific movements and providing feedback for athletic development is indispensable for sports science. As known, movements of athletes' are happening in a very short time and rapidly. Nowadays, the usage of images taken by the video cameras in determining the kinematics of the movements is the most preferred method.Three-dimensional motion analysis systems are frequently used in athletes health and athletic performance development. Kinematic; discusses the position durations of human movements, displacement and acceleration of body segments. This information can be easily calculated if the 3D coordinates of the anthropometric points on the human body are known. Preferring photogrammetric techniques to capture instantaneous movements in three dimensions, is the natural result of the principle of `making the measurements over the photographic projection without contacting the object` which is the biggest advantage over other measurement methods. Thus, it is possible to determine the movement without direct contact with the elements that cause the movements (athletes, equipment, sports field etc.). With this study, it is aimed to provide innovative approaches to the analysis of movements in different branches of sports, to determine talent, to evaluate its performance, to develop solutions for technical and tactical skills and to provide new expansions in sports.In this study; a software developed which three dimensional kinematic motion analysis can be performed by photogrammetric method, synchronize and calibrate automatically the sufficient number of camera systems that can provide stereo vision, calculate the position of the points that define the movement in real time and showing the results. This software consists of Preparation, Measurement, Analyisis and Reporting Modules. This software has been tested with the male and female athletes of Gazi University Shooting Team. In order to determination of athletes development, experienced and inexperienced, the relationship between the shot technique and the athlete's levels were examined.