Ein Algorithmus zur Abschätzung der Leistungsfähigkeit in Hantelübungen durch Beschleunigungssensoren

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu untersuchen, ob es möglich ist, mittels Beschleunigungsdaten eine Aussage über die Leistungsfähigkeit in Hantelübungen treffen zu können. Zunächst wurde versucht, die Hantelgeschwindigkeit anhand der Sensordaten zu ermitteln. Diese wurde bereits in mehreren Untersuchungen als Indikator für die Ermüdung im Bankdrücken oder der Kniebeuge bestätigt. Im Speziellen wurde in der vorliegenden Arbeit das Bankdrücken stellvertretend als Langhantelübung untersucht. In der ersten Analyse wurde festgestellt, dass sich Beschleunigungssensoren, auch mit Hinzunahme von Gyrosensordaten, nicht hinreichend für die Bestimmung der Hantelgeschwindigkeit eignen. Folglich wurde sich auf die Ermittlung der Dauer der Konzentrik der Wiederholungen eines Satzes beschränkt. Zur Validierung wurden mehrere Sätze mit unterschiedlichem Gewicht ausgeführt und zusätzlich mit einem Motion-Capturing-System aufgezeichnet. Die Versuche zeigten, dass es möglich ist, die Dauer der Konzentrik zu bestimmen, sodass Rückschlüsse auf die aktuellen Reps in Reserve des Trainierenden während eines Übungssatzes gezogen werden können. Zukünftige Arbeiten könnten sich mit der Verbesserung der Erkennung der Wiederholungen und mit der praktischen Anwendung der Ergebnisse beschäftigen. Es wäre denkbar, eine Smartphone-Applikation zu entwickeln, welche die Anzahl der noch möglichen Wiederholungen in einem Satz während der Übung prognostiziert.

The aim of this thesis was to evaluate the possibility to estimate the performance during barbell exercises with acceleration data. Initially it was tried to estimate the barbell velocity by using the sensor data. The barbell velocity has been found to be an indicator of exertion during the bench press or squats. In this thesis only the bench press was examined. The first analysis showed that acceleration sensors, even with the addition of gyrosensors, are not able to estimate the barbell velocity. Based on these findings it was tried to determine the duration of the concentric of the repetition during a set of bench press. To validate the findings, several sets were performed with changing weights and were also recorded by a motion capturing system. The experiments showed that it is possible to determine the duration of the concentric so that it is possible to draw conclusions on the performance of the athlete. Future studies could work on improving the detection of the repetitions and on the practical application of the findings. For example a smartphone application could be developed which could give an estimate of the repetitions in reserve during a set of an exercise.