製品活用例

サイクリングでトップの座につく

IDS カメラによるバイクフィッティングシステムで、プロアスリートの成功をサポート

IDS カメラによるバイクフィッティングシステムで、プロアスリートの成功をサポート

サイクリングは人気のあるスポーツです。しかし、運動することで身体にはかなりの力学的応力がかかります。サイクリングを10 時間すると 54,000 回のペダリングを行い、それだけ膝、腰、姿勢筋、関節を曲げることになります。 ペダリングの反復動作は、腱と関節に大きな負荷がかかります。そのため、機能障害および生体力学的不全が生じ、痛みやけがの原因となります。パフォーマンスが低下し、トレーニングの効果が停滞します。

IDS カメラによるバイクフィッティングシステムで、プロアスリートの成功をサポート
ペダルと関節角度の分析

調査 (Clarsen Krosshaug、2010 年) によると、プロのサイクリストは、特に背中 (85%) や膝 (57%) に痛みを訴えることがよくあります。痛みや負傷を防ぐため、パフォーマンスの向上がプロスポーツでは重要です。現在では多岐にわたるバイクフィッティング手法が使用されており、バイクをアスリート個人のニーズに合わせて調整しています。

フランスのバイクフィッティングのスペシャリストである AR-Entraînement は、主に各サイクリストの特定のパフォーマンス要件と身体的機能の評価に注目しています。これは、サイクリストごとに要件は異なるからです。要件には、身体のサイズ、四肢の長さや体重といった身体的な条件と、機動力などの身体の調整能力の両面があります。

用途

IDS カメラによるバイクフィッティングシステムで、プロアスリートの成功をサポート
正面からの分析によって、
ペダリング中の下肢の運動を識別できます。

プロの自転車レースチーム Vital Concept B&B Hotels と協力して AR-Entraînement は分析システムを開発し、主にパフォーマンスセンターで使用されています。バイクフィッティングのスペシャリストとして同社は、静的、動的、認知分析手法を組み合わせています。「システムは、サイクリング分野のフィットネストレーナー、整骨医および医師の実地の経験と意見交換、科学的所見の理論的な考察、および常識に基づいています」と業務執行取締役の Alban Renaud 氏は説明します。

分析するために、プロ向け自転車をローラートレーナーに固定しました。IDS カメラは自転車と乗り手と平行に設置され、2 次元 XY 軸で録画します。強度と位置を変えて自転車を漕ぐと、カメラはモーションシーケンスを取得します。高品質かつ高頻度 (60 fps) で、関節角度の変化がゆがむことなく、正確に記録されます。 IDS カメラが USB 3.0 経由で強力なラップトップに接続され、自由運動分析ソフトウェアを使用してデータを転送します。

力の影響、移動、ペダル技術など、乗り手の力学的パラメーターへの直接的な影響が測定されます。ペダル運動は単なる円運動ではないので、動きによる変形が考慮されます。乗り手の関節角度は、最大 15 度の偏差を示します。結果として生じる、常に変化する全身への影響は、ペダリングの効率全体に影響します。

IDS カメラによるバイクフィッティングシステムで、プロアスリートの成功をサポート
Kinovea ソフトウェアによる角度運動

「Kinovea」ソフトウェアは、IDS Software Suite のサイクリストパッケージがインストールされると即座に IDS カメラを検出します。角度、距離、時間を手動で測定でき、半自動追跡でビデオ内の点の軌道をたどることができます。タイムラインを使用して、目的の速度で前後させたり、フレーム単位で目的の時刻で停止して、対象となる要素をハイライトできます。画像は 6 倍まで拡大できます。選択した画像で位置合わせや接続角度を測定して、それぞれの車輪の設定を評価できます。測定データに応じて、サイクリストの生体力学的特性や要件を考慮しながら、必要な調整を行います。設定を変更した後、新しい撮影を行います。

IDS カメラによるバイクフィッティングシステムで、プロアスリートの成功をサポート
変更による効果の比較

ペダリング中のさまざまな関節角度の変化を、ソフトウェアを使用してグラフに表示します。サイクリストを正確に示すマーカーの軌跡が、このグラフのベースとなっています。

Kinovea は複数のビデオを同時に表示して、別のショットからサイクリストを観察し、異なる設定を比較できます。このソフトウェアではビデオ管理が簡単で、便利なキーの組み合わせを使うとすばやくデータを取得できるので、分析の効率が向上します。

カメラ

システムは USB 3.0 インターフェースを搭載した UI-3240LE カメラからの画像を処理します。これは特に強力な産業用カメラで、非常に光感度が高い e2v 1.3メガピクセル CMOS センサーを搭載しています。さらに、グローバルシャッターとローリングシャッターのモデルがあり、操作中に切り替えられるので、要件や環境条件の変化に柔軟に対処できます。また、対象範囲 (AOI) は最大で 4 つまで使用できます。このため、複数の特性を同時にチェックしたり、パラメーターを変えて露出して AOI を取得したりすることができます。小型サイズなので、USB 3 uEye LE は簡単に統合することができます。

このような特性が、AR-Entraînement の業務執行取締役を納得させる決め手になりました。「グローバルシャッター テクノロジーにより、動いていても画像セグメントはゆがみません。これは高精度にとって非常に重要な機能です」と Alban Renaud 氏は言います。カメラの価格、長期供給、長期のサービス期間も、購入を決定する際の重要な要因です。「高転送レートも決め手になりました。コンパクトで丈夫な設計なので、持ち運びが簡単です。トレーニングキャンプでのサイクリストの様子を見るには、システムの機動性も必要だからです」

まとめ

IDS カメラによるバイクフィッティングシステムで、プロアスリートの成功をサポート
ペダリングの効果に対する変化の影響を説明する
Alban Renaud 氏

Alban Renaud 氏によると、サイクリスト自身は多くの場合、生体力学と運動の関係について必要な知識がないとのことです。「大量の情報が必要となる複雑な問題です」と Alban Renaud 氏は言います。同氏の目標は、知識の移転と、プロサイクリストの独立支援です。

この手法で、パフォーマンスを向上させるだけでなく、サイクリストの身体的な快適さも高めようとしています。 力の調整方法を改良すると、同じエネルギー入力から生成される力学的エネルギーが増加し、同じ労力でもスピードが速くなります。同時に、快適な姿勢をとると心地よいので、パフォーマンスを改善できます。Alban Renaud 氏は、自転車に乗る人が自分にとって最適な姿勢で運転して、痛みを防止し、けがのリスクを抑え、運動から最大の成果を上げられるようにしたいと考えています。

USB 3 uEye LE - 手頃な価格の省スペースなプロジェクトカメラ

インターフェース:  USB 3.0
名前:  UI-3240LE
センサーのタイプ:  CMOS
メーカー:  e2v
フレームレート:  60.0 fps
解像度 (h x v) :  1280 x 1024 / 1.31 MPix
シャッター:  グローバルシャッター, グローバル開始シャッター, ローリングシャッター
光学クラス:  1/1.8"
外形寸法 :  47.0 mm x 46.0 mm x 26.3 mm
重量:  39 g
インターフェースコネクター:  USB 3.0 micro-B, ねじ止め式

クライアント

AR-Entraînement

AR-Entraînement」は、Vital Concept B&B Hotels と密接な連携のもと、サイクリング向けの個人別パフォーマンス分析と指導を行う企業です。 モバイルバイクフィッティングシステムは、アスリート個人の自転車に対応するので、メーカーに縛られません。静的、動的、認知分析手法を組み合わせ、Kineova ソフトウェアを統合しているため、コスト効果の高い個人別バイクフィッティングが可能です。

https://www.ar-entrainement.com/  https://www.kinovea.org