Tenis performansının biyomekanik ve fizyolojik parametreler temelli analizi
Analysis of tennis performance based on biomechanical and physiological parameters
- Tez No: 1008228
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSEYİN ÜVET, DR. ÖĞR. ÜYESİ ONURCAN ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bilim ve mühendislik uygulamaları, Biyomekanik analiz, Hareket analizi, Makine öğrenmesi, Makine öğrenmesi yöntemleri, Science and engineering practices, Biomechanical analysis, Motion analysis, Machine learning, Machine learning methods
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, tenis performansının saha koşullarında nicel olarak analiz edilebilmesi amacıyla biyomekanik parametreler (vücut eklem açıları, eklem çizgisel hızları ve ivmeleri) ve fizyolojik parametrelerin (kalp atım hızı) olay temelli yaklaşımla değerlendirilmesine yönelik bütünleşik bir ölçüm ve analiz çerçevesi geliştirilmiştir. Biyomekanik ölçümler, işaretleyici gerektirmeyen çoklu kamera altyapısı üzerinden elde edilen 3B iskelet zaman serilerine dayandırılmıştır. Kullanılan sistemin güvenilirliği altın standart olarak kabul edilen işaretleyicili hareket yakalama sistemi ile karşılaştırmalı olarak doğrulanmış ve yöntemler arası yüksek uyum (ortalama ICC $\approx$ 0.92) saptanmıştır. Kort deneylerinde toplanan verilerde top ve vuruş anı, görüntü işleme tabanlı yöntemlerle tespit edilerek tüm sinyaller senkronize edilmiştir. Bu senkronizasyon, biyomekanik ve fizyolojik sinyallerin vuruş öncesi sonrası dinamiklerinin doğrudan karşılaştırılmasına olanak sağlamıştır. Biyomekanik analizlerde, yalnızca vücut açısına dayalı tüm oyuncuları içeren veri setinde modellerin başarımı düşük kalmıştır. Kişiye özgü eğitim kurgularında sınıflandırma başarımı belirgin biçimde artarak \%90 üzeri doğruluk seviyesine ulaşmıştır. Modele eklem hız/ivmeleri ve istatistiksel özniteliklerin dahil edilmesiyle modellerde performansın artışı sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, kişiler arası kinematik farklılıkların yüksek olması nedeniyle tüm verileri içeren modellerde genellenebilirliğin sınırlı kalabildiğini; buna karşın kişiselleştirilmiş modellerin daha kararlı ve ayırt edici çıktılar üretebildiğini göstermiştir. Fizyolojik analizlerde ise vuruş öncesi sonrası değişim ve bölgesel yük analizi uygulanmıştır. Oyuncuların başarılı vuruşlarında kalp atış hızı değişkenliğinin istatistiksel olarak anlamlı düzeyde ($p<0.001$) daha düşük seyrettiği belirlenmiştir. Bu bulgu, başarılı performansın yalnızca teknik doğrulukla değil, aynı zamanda fizyolojik durağanlık ile ilişkili olabileceğine işaret etmektedir. Bulgular, kişiselleştirilmiş modellemenin, tenis performans değerlendirmesinde ayırt edici ve uygulanabilir bir temel sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, an integrated measurement and analysis framework was developed to evaluate biomechanical parameters (body joint angles, joint linear velocities, and accelerations) and physiological parameters (heart rate) using an event based approach, aimed at the quantitative analysis of tennis performance under field conditions. Biomechanical measurements were based on 3D skeleton time series obtained through a markerless multi camera system. The reliability of the system was validated by comparison with a marker based motion capture system, considered the gold standard, and high inter method agreement was observed (mean ICC $\approx$ 0.92). In the court experiments, the ball and strike moments were detected using image processing based methods, ensuring synchronization of all signals. This synchronization enabled the direct comparison of the pre- and post-strike dynamics of biomechanical and physiological signals. In biomechanical analyses, model performance remained limited in the dataset comprising all players based only on body angles. Conversely, in personalized training schemes, classification performance significantly improved, reaching an accuracy level above 90\%. Including joint velocities/accelerations and statistical features in the model further improved performance. The results indicate that generalizability can be limited in models containing all data due to high inter-individual kinematic differences; however, personalized models were able to produce more stable and discriminative outputs. In physiological analyses, pre-post stroke change and region based load analysis were applied. It was determined that heart rate variability was statistically significantly lower ($p<0.001$) during players' successful strokes. This finding indicates that successful performance may be related not only to technical accuracy but also to physiological stability. The findings demonstrate that personalized modeling provides a distinctive and applicable basis for tennis performance evaluation.
Benzer Tezler
- SMED ortamında çalışan maruziyetlerinin azaltılmasına yönelik bütünleşik bir metodoloji önerisi
An integrated methodology proposal for reducing worker exposure under SMED
HATİCE NİDA CİVAN
Doktora
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE ÇEVİKCAN
- Sporcularda Mcconnell bantlama tekniğinin diz kinematiği ve tek bacak sıçrama performansı üzerine anlık etkileri
Instant effects of Mcconnell taping technique on knee kinematicsand single-leg jump performance in athletes
ORHUN ALP HARBİLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
SporHacettepe ÜniversitesiEgzersiz ve Spor Fizyolojisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ARİF MİTHAT AMCA
- Termoplastik keçe esaslı triboelektrik nanojeneratörlerin çıktı performanslarının incelenmesi
Investigation of the output performances of thermoplastic veil- based triboelectric nanogenerators
ARYA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBingöl ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM YAR
- Teniste servis performansını belirleyen fiziksel uygunluk ve biyomekaniksel faktörlerin incelenmesi
Analysing the fitness and the biomechanical factors determine serve performance in tennis
ERTUĞRUL GELEN
- Thermal drawing of low-dimensional material-integrated triboelectric fibers for healthcare applications
Biyohareket algılama ve sağlık uygulamaları için düşük boyutlu malzemeler entegre triboelektrik fiberlerin termal çizimi
MD SAZID BIN SADEQUE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
Dr. MUSTAFA ORDU