Fotostraal meetnauwkeurigheid bij kanoslalom
Tijdfoto's van kanoslalom finishes

Fotostraal meetnauwkeurigheid bij kanoslalom

Bij kanoslalom vaart een atleet individueel een slalomparcours. De runtijd tussen start en finish wordt gemeten en de ranking van runtijden plus strafpunten bepaalt de winnaar. Bij nationale en internationale kanoslalom wedstrijden is electronische tijdmeting met fotostraal detectie standaard. Bij die top-wedstrijden zijn de verschillen tussen de runtijden vaak minder dan een seconde. De uitslagen worden op 1/100 seconde getoond, maar de nauwkeurigheid van fotostraal tijdmeting is beduidend minder. Dat leidt ertoe dat er toevalselementen in de ranking zitten.

Het kanoslalom wedstrijdreglement eist een nauwkeurigheid van 1/100 seconde. Handmatig klokken is dan niet meer nauwkeurig genoeg. Je moet gebruik gaan maken van electronische tijdmeting. Gangbare meetmethoden zijn daarbij fotostraal detectie en een lijncamera. Andere opties zijn chiptijdmeting, maar deze is niet veel nauwkeuriger dan handtijdmeting. Een optie is ook dat de atleet een schakelaar bedient, maar deze optie is bij kanoslalom niet praktisch uitvoerbaar.

Het voordeel van fotostraal tijdmeting is dat je in een fractie van een seconde het resultaat op het uitslagenbord kunt hebben staan. Voor de spanningsopbouw van een wedstrijd is dat een belangrijk aspect.

Fotocel tijdmeting kan een nauwkeurigheid hebben van beter dan 1/1000 seconde, maar dat stelt eisen aan de meetopstelling en het te meten object.  Het meetobject moet dan een rechthoekige vorm hebben en altijd op dezelfde manier de fotostraal onderbreken. Dat is bij kanoslalom niet het geval.

Het kanoslalom wedstrijdreglement zegt dat het moment dat het lichaam de start- of finishlijn doorsnijdt het tijdmoment bepaalt. Maar wat is het lichaam?  Alleen de romp of ook de armen?  De fotocel weet niet wat de straal heeft onderbroken. Was het een arm, of was het de romp, of opspattend water, of de punt van de kano?  Op een wildwaterbaan kan dat allemaal voorkomen.

Om te bepalen hoe nauwkeurig een fotostraal tijdmeting is bij kanoslalom hebben we bij een aantal slalomwedstrijden de finish ook met een timing camera gemeten.  Een timing camera is een videocamera die tot 400 beeldjes per seconde kan maken. Van elk beeldje wordt een kolom van enkele pixels breed opgeslagen en een tijdstempel. Door die beeldkolommen achter elkaar te plaatsen krijg je een tijdfoto  waarin elke verticale lijn een tijd vertegenwoordigt.

Tijdfoto slalom finishDe volgende foto is zo'n tijdfoto. In het water op de achtergrond kun je de verticale lijnen zien waaruit de foto is opgebouwd.  Het tijdverschil tussen de hand die de finishlijn passeert en de romp die de finishlijn passeert is hier 0,18 sec.

Over zo'n 40 finishes gemeten was 80% van de fotostraal finishes eerder dan de meting met de timing camera, waarbij op de voorzijde van de romp werd gemeten. Belangrijker dan het gemiddelde van de afwijking tussen fotostraal en timing camera (daar zit ook een systematische fout in) is de spreiding van de afwijking tussen fotostraal tijd en cameratijd.  Dat zegt iets over de nauwkeurigheid van de fotostraal meting.

De standaardafwijking van fotostraal runtijden ten opzichte van timing camera runtijden bleek 0,08 sec.  Dat geeft een fotostraal runtijd een 95% betrouwbaarheidsinterval van ± 0,16 sec.

Dus omdat je met een fotostraal tijdmeting niet weet precies weet wat de fotostraal heeft onderbroken, de peddel, de arm, de romp, is de nauwkeurigheid van een runtijd op basis van fotocel tijdmeting  niet beter dan 0,16 sec.  Het tonen van uitslagen op 1/100 seconde is daarom een schijnprecisie.  Pas wanneer het verschil in runtijden meer dan 0,2 sec. is, kun je zeggen dat de ranking op grond daarvan betrouwbaar is.  De ranking van runtijden die minder dan 0,2 seconde verschillen, zijn een loterij. Op basis van de meetnauwkeurigheid van fotostraal detectie zou je deze atleten een ex-equo ranking moeten geven.

Off-the-record zegt de International Canoe Federation dat ze wel weten dat de meetnauwkeurigheid van fotostraal tijdmetingen achterblijft bij de precisie van de uitslagen, maar dat ze niet af willen van fotostraalmeting - omdat het instant resultaat geeft - en dat een rankingsfout vanwege ontoereikende meetnauwkeurigheid part of the game is.

Tijdteam gebruikte een timing camera systeem van Jahoma.nl

Tijdteam white paper: Canoe slalom timing accuracy with photo beams

Over Gandalf Productions

Gandalf Productions is een containeraanduiding voor activiteiten en voortbrengselen (producties) van Gandalf. 

Gandalf maakt graag mooie dingen. Daarbij de eisen volgend van de Romeinse ingenieur Vitruvius:

Utilitas: het moet bruikbaar zijn;
Firmitas: het moet constructief in orde zijn;
Venustas: het moet mooi zijn.

Gandalf is een soort van anagram van Gerrit van Dalfsen.

Contact

Locaties:  Rotterdam en Kootwijk