Entwicklung und Implementierung eines Motion-Tracking-Systems zur Schwimmtechnik-Analyse unter Anwendung von Sensorfusion

Abstract

Diese Arbeit behandelt die Entwicklung und Implementierung eines Motion-Tracking-Systems zur Analyse der Schwimmtechnik. Ein entwickelter Sensor mit einem ESPModul erfasst Umgebungsdruck-, Beschleunigungs-, Gyroskop- und Magnetfelddaten. Die gesammelten Daten werden in Nachverarbeitung mithilfe eines nichtlinearen Komplementärfilters (Mahony-Filter) fusioniert und zweifach integriert, um eine präzise Positionsbestimmung zu ermöglichen. Das System zielt darauf ab, durch präzises Motion-Tracking die Schwimmleistungsanalyse zu verbessern und wurde mit synthetischen sowie realen Schwimmdaten getestet. Durch sein kostengünstiges und tragbares Design stellt es ein wertvolles Werkzeug für Profisportler und Amateurschwimmer dar.

This thesis explores the development and implementation of a motion tracking system tailored to analyze swimming techniques. A custom-designed sensor integrates an ESP module to capture environmental pressure, acceleration, gyroscopic, and magnetic field data. The collected data undergoes fusion using a nonlinear complementary filter (Mahony filter) in post-processing, followed by double integration for precise position estimation. The system focuses on enhancing swimming performance analysis through accurate motion tracking and is tested with both synthetic and real-world swimming data. Its cost-effective and portable design offers a valuable tool for both professional athletes and amateur swimmers.