Technischer Hintergrund der Polar Laufsensoren

Polar s3 Laufsensor

Quelle: Polar Electro Oy

Die Entwicklung der Polar Laufsensoren
Im Herbst 2004 brachte die Finnen zusammen mit dem damaligen S625X Ihren erstel Laufsensor S1 auf dem Markt. Anders als bei vielen früheren Geschwindigkeits und/oder Distansmessystemen, misst der Polar S1 bzw. der Polar S3 Laufsensor die Bewegung nicht über die Schrittfrequenz oder das Globale Positioning Sytem (GPS), sondern über einen Beschleunigungssensor. Zuerst wurden diese Technologie in der Luftfahrtindustrie, dann im Automobilbereich (Auslösesensoren für Airbags) und nun von Polar in der “Consumer” Elektronik verwendet.

Grundlegende Funktionsweise
Im Inneren der Sensors stecken Beschleunigungssensoren, die mehrere Hundert mal pro Sekunde die in Laufrichtung auf den Fuß wirkende Beschleunigungskräfte messen. der Verlauf der Beschleunigung über einen Schritt kann man nebenstehender Abbildung entnehmen. Hierbei markiert der erst blaue Strich von links das Aufsetzen der Ferse auf den Boden, der Zweite das Abheben der Ferse und der dritte das wiederholte Aufsetzen. Bei gleich bleibenden äußerlichen Bedingungen, wie Bodenbeschaffenheit, Laufschuhdämpfung, Terrain, usw. ist die Kurvencharakteristik fast unabhängig der Laufgeschwindigkeit. Hierbei nehmen die jeweiligen Messwerte fast proportional mit den Beträgen der Beschleunigungsvektoren zu bzw. ab. Somit lässt sich die Geschwindigkeit sehr genau messen. Das rechts nebenstehende Schaubild veranschaulicht die verschiedenen “Vektorschleifen”. Diese Schleifen erhält man, wenn man jede gemessene Beschleunigung nach Richtung und Größe als “Pfeile” aneinanderreiht.Unterschiedliche Vektorschleifen des Fußes eines Läufers Sich jeder neue “Pfeil” beginnt dort, wo der davor liegende geendet hat. So entspricht der obere teil der Schleife jeweils der Beschleunigungsphase und der untere der gegenwirkenden Verlangsamung vor dem erneuten aufsetzen des Fußes. Je nach Geschwindigkeit nehmen die einzelnen Vektoren nicht nur vom Betrag, durch die größere Beschleunigung, sondern auch teilweise eine andere Richtung an. Dies sieht man hier nun schön durch die zunehmende Verzerrung der entsprechenden Schleifen. Auch diese Eigenschaft der Laufbewegung fließt in die Berechnung der Geschwindigkeit mit ein.

Grundlegende Kritik des Messprinzips
Dieses Messprinzip ist bei konstanten Bedingungen mit Abweichungen von 1-3% sehr genau. Allerdings sind konstante Bedingungen nicht immer gegeben. So ist der Untergrund von Waldwegen witterungsabhängig, nicht jede Strecke führt zu 100% entweder über Asphalt oder Waldwege und man trägt auch nicht immer die gleichen Laufschuhe. Selbst dann erreicht der S3 Laufsensor aber eine maximale Abweichung von 3-5%. Dadurch und durch das geringe Gewicht, die lange Batterielaufzeit und die Erfassung von Schrittfrequenz und -länge ist es, meiner Meinung nach, das beste System am Markt.

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