Ballgeschwindigkeit messen

[tt1966]

Zitat von ScYcS

Eine 100% genaue Messung wird natürlich mit solchen Hobbymethoden nicht erreicht werden, aber es kostet erstmal nix und man hat zumindest einen Anhaltspunkt.

Yup. Der Fokus sollte darauf liegen, das erst mal zum Funktionieren zu bringen. Perfektionieren kann man es immer noch ...

[appelgrenfan]

Viele heutige (teilweise sogar sehr günstige) Kameras liefern extrem hohe FPS (Bilder pro Sekunde). Meine Nikon V1 kann sogar 1200 FPS liefern, aber auch mit den 240 FPS eines halbwegs aktuelle iPhone (mind. ab Modell 6) kommst du schon weit. Wenn du die Kamera mittig aber ziemlich deutlich über Netzhöhe seitlich des Tisches aufstellst und Markierungen am Tisch angebracht hast, solltest du halbwegs genau die Wegstrecke messen können. (Ideal wäre natürlich eine Kamera über der Platte.) Aus der Anzahl der Bilder, auf denen der Ball innerhalb der Markierung ist und der eingestellten FPS-Zahl berechnest du dann die Geschwindigkeit.

Abschätzung der benötigten FPS:
Wenn du links und rechts vom Netz 25cm markierst, hast du eine Wegstrecke von 50cm, in der du die mittlere Geschwindigkeit messen kannst. Ein Ball mit 100km/h entspricht ca. 28m/s. Für die 50cm benötigt der Ball somit eine 1/56 Sekunde. Bei 240 FPS bekommst du somit etwa 4 Bilder für diese Strecke und kannst die Geschwindigkeit zumindest recht grob abschätzen. Bei 1200 FPS wären es sogar 21 Bilder, was schon eine ziemlich gute Berechnung erlauben würde.

(Erinnert mich das daran, dass ich mit meiner 1200-FPS-Kamera mal die Rotationsgeschwindigkeit unserer Topspins messen wollte.)

[Haureinis Tango]

Zitat von appelgrenfan

Viele heutige (teilweise sogar sehr günstige) Kameras liefern extrem hohe FPS (Bilder pro Sekunde). Meine Nikon V1 kann sogar 1200 FPS liefern, aber auch mit den 240 FPS eines halbwegs aktuelle iPhone (mind. ab Modell 6) kommst du schon weit.

Können die von dir zitierten Geräte denn ebenfalls *bewegungsabhängig* die Videoaufnahme starten? (falls ja, auch verzögerungsfrei?)

Da mich so eine Kamera interessieren würde, wenn sie deutlich günstiger als ein Highend-Smartphone wäre, habe ich mal nach der genannten Nikon V1 geschaut, aber dort steht "Sensorleistung liegt bei ca. 60 Bildern/s".

Benutzen die da bestimmte Tricks, um die Bildrate trotzdem irgendwie von 60 auf 1200 fps hochzujazzen?
Ich bin bei Videotechnik nicht sattelfest, aber hatte zumindest aufgeschnappt, daß extrem schneller, moderner Spezialspeicher benötigt wird, um echte Highspeed zu erreichen, und Sony wohl führend im Bereich dieser Bildsensoren sei.

Bildraten > 1000 fps fände ich schon sehr nett, denn dann kommt man in den Bereich von 1 ms Auflösung und könnte auch maĺ selbst den umstrittenen "Ballkontaktzeiten" des Balls am Schläger nachgehen, die sich ja ungefähr in dieser Region befinden sollen

Was die Wegmarken angeht, so könnte man sich die vielleicht auch gleich sparen. Die Länge einer Plattenhälfte ist genormt und wenn man die Flugphase von Grundlinie bis Netz filmen kann, lässt sich die dafür benötigte Zeit ebenfalls sehr leicht aus der Bildrate ermitteln.

[appelgrenfan]

Ich schätze die Angabe "Sensorleistung" bezieht sich auf die volle Auflösung. Bei 1200 FPS ist die Auflösung nur noch 320x120. Sollte aber reichen, um Ball und Tisch zu erkennen. Hier gibt es eine Diskussion über die 1200 FPS. Zunächst konnte die Kamera durch einen Fehler in der Firmware "nur" 600, seit einer neuen Firmware aber die vollen 1200.

Eine Bewegungserkennung ist da, glaub ich, nicht dabei. Könnte aber eventuell mit einer kleinen Canon mit dem CHDK (spezielle Kamerasoftware, die alles mögliche kann) machbar sein.

[Haureinis Tango]

Zitat von appelgrenfan

Ich schätze die Angabe "Sensorleistung" bezieht sich auf die volle Auflösung. Bei 1200 FPS ist die Auflösung nur noch 320x120. Sollte aber reichen, um Ball und Tisch zu erkennen.

Dann wird anscheinend immer nur ein Teil der Sensorpixel gleichzeitig aufgenommen und der Zeitgewinn für eine schnellere Bildfolge genutzt oder so ähnlich im Prinzip. Um einen weißen Fleck vor einem dunkleren Hintergrund zu identifizieren, sollte auch diese grobe Auflösung reichen, in der Tat.

Wenn die Kamera dann noch kontinuierlich aufzeichnen kann (solange, bis ihr Speicher voll ist), dann bräuchte man auch nicht unbedingt eine Bewegungserkennung. Man startet einfach das Videorecording und zeichnet ein paar Ballwechsel auf.

Bei dem erwähnten Highspeed-Smartphone hat man zwar eine volle Auflösung, aber dafür nur 200 ms (!) Aufnahmezeit. Das reicht zwar dicke, um die ca. 50 ms einzufangen, die ein TT-Ball mit 100 km/h für die Strecke einer Plattenhälfte braucht, aber ohne eine automatische Bewegungserkennung wäre das ein Glücksspiel.

Eine Bewegungserkennung ist da, glaub ich, nicht dabei. Könnte aber eventuell mit einer kleinen Canon mit dem CHDK (spezielle Kamerasoftware, die alles mögliche kann) machbar sein.

Solche Software kannte ich noch nicht, danke für den Hinweis, kann man sich bei Gelegenheit dann mal anschauen. Schöner wäre natürlich, wenn eine nicht zu teure Nikon oder Canon aus dem Stand eine sehr gute Zeitlupenfunktion hätte. Deine Nikon scheint schon wieder ein Auslaufmodell zu sein. Hast du oder auch ein Mitleser vielleicht noch einen aktuellen Tip parat?

PS:
Ich habe durch diesen interessanten Thread erst entdeckt, daß mein eigenes Smartphone auch eine nette Zeitlupenfunktion hat. Zwar "nur" eine Zeitdehnung um den Faktor 8, aber immerhin! Im Training kann das bestimmt mal ganz nützlich sein (oder zumindest amüsant). Für eine Ballgeschwindigkeitsmessung wäre es mit 120 fps schon etwas ungenau.