Gedaan met zuigen aan het wiel van je voorganger!

De laatste jaren hebben verschillende sporten voordeel gehaald uit de introductie van slimme technologie, zoals de videoscheidsrechter of de Video Assisted Referee (VAR) bij het voetbal. In de triatlon is er tot op vandaag geen uitgewerkt systeem op de markt dat drafting detecteert bij de fietsdiscipline. Als een wielrenner draft, dan fietst hij dicht achter iemand aan en heeft op die manier oneerlijk voordeel, want hij geniet van verminderde luchtweerstand. Hoe kunnen we dat voordeel vastleggen? De scriptie beschrijft een concept om drafting te detecteren aan de hand van een slimme camera.

Wat is draften?

Wielrenners, duatleten of triatleten proberen tijdens wedstrijden zo snel mogelijk de finish te bereiken. Ze trainen zo veel mogelijk, rusten voldoende en eten zo gezond mogelijk, maar er is meer. Deze renners kunnen beter en sneller fietsen als hun houding gestroomlijnd is. Daarnaast zullen ze ook minder energie verbruiken als ze tijdens een wedstrijd kort achter de voorligger fietsen. Op die manier vormt de fietser voor hen een soort windscherm. Deze techniek wordt drafting, slipstreaming of stayeren genoemd. Figuur 1 toont enkele atleten in een lange-afstandstriatlon die, zoals het hoort, niet aan het draften zijn.

Figuur 1: Niet-draftende atleten in een lange-afstandstriatlon (© Getty Images)

Triatleten en duatleten mogen dus, in tegenstelling tot wielrenners, niet in peloton rijden, omdat triatlon en duatlon individuele sporten zijn. Volgens de officiële triatlonregels mogen atleten, in het geval van non-draftingwedstrijden, niet langer dan 20 seconden in de draftingzone van 10 meter op 3 meter blijven (zie Figuur 2).

Figuur 2: Officiële draftingzone waarbij renner C aan het draften is bij renner B

Deze afstand wordt gemeten van voorwiel tot voorwiel, aangeduid in het geel in Figuur 2. In deze figuur is renner B niet aan het draften, omdat deze zich niet in de draftingzone van renner A bevindt. Renner C is echter wel aan het draften bij renner B. Renner C mag zich dus maximaal 20 seconden in de draftingzone van B bevinden, gekleurd in het blauw in Figuur 2, om renner B eventueel in te halen. Als renner C renner B heeft voorbijgestoken, dan moet renner B zich binnen de 5 seconden laten uitzakken tot buiten de draftingzone van C. Op die manier voorkomt renner B een straftijd.

Waarom automatische draftingdetectie?

Heden wordt de toegelaten afstand op triatlonwedstrijden gecontroleerd door scheidsrechters op motors. Toch wordt vaak in de praktijk tegen deze regels gezondigd, omdat deze moeilijk te bewaken zijn.

89,40 % van de triatleten vindt dat drafting strenger gecontroleerd moet worden

Vooreerst zijn er te weinig scheidsrechters beschikbaar om alle atleten altijd en overal te controleren. Bovendien zijn hun beslissingen subjectief, aangezien ze de afstanden tussen de atleten alleen ruwweg kunnen schatten. Een eigen gevoerde enquête leert ons trouwens dat 89,40 % van de triatleten vindt dat drafting strenger gecontroleerd moet worden. Naast subjectiviteit en mogelijks gevaarlijke situaties op het parcours zijn de motors waarop de scheidsrechters rijden ook hoorbaar waardoor ze zichzelf verraden. Op die manier kan men minder renners op heterdaad betrappen op drafting om hen zo een gepaste straftijd toe te kennen. Ten slotte is het voor de atleten zelf niet altijd gemakkelijk om de afstand tussen de voorganger goed in te schatten. In diezelfde enquête geeft 45,10 % van de sporters aan dat hij of zij vermoedt wel eens onbewust gedraft te hebben.

Hoewel het dus in praktijk vaak moeilijk is voor de scheidsrechters om de draftingregels te controleren, is het van groot belang dat zij dit op een eerlijke en transparante manier doen. Hoe kan dat? Wij vonden een oplossing.

Automatische draftingdetectie geeft een melding op het moment dat een wielrenner aan het draften is. In een vroeger onderzoek werd een draftingdetectiesysteem voorgesteld op basis van gps. Gps is echter maar tot 5 meter nauwkeurig, wat niet voldoende is voor een professionele wedstrijd. Om drafting gemakkelijker en nauwkeuriger op te sporen hebben we daarom de "draftcam" ontwikkeld. De draftcam werkt niet met gps maar analyseert camerabeelden: een camera gemonteerd onder het zadel van een atleet neemt videobeelden op, zoals weergegeven in Figuur 3.

Figuur 3: Principe van draftingdetectie op basis van een camera aan het zadel gemonteerd die een afstand meet

Werking van de draftcam

Een slimme camera detecteert drafting in verschillende stappen. Figuur 4 toont hoe de draftcam werkt:

Figuur 4: Schema van de werking van de draftcam

De draftcam detecteert eerst elke fietser in het beeld, zoals aangegeven met de twee gekleurde vensters in Figuur 4. Daarna wordt de fietser die zich het dichtst bevindt bij de camera minutieus gevolgd. Dit is echter niet zo evident, omdat er tijdens een wedstrijd onverwachte moeilijkheden optreden. Fietsers of medefietsers zijn namelijk vaak niet eenvoudig te onderscheiden van de achtergrond of van toeschouwers. Soms beweegt de fiets veel of is het wegdek niet vlak genoeg, zodat er trillingen of schommelingen in het beeld optreden.

Daarna bepalen we uit de grootte en positie van het venster de afstand tussen de camera en de dichtste renner. Uitgebreide en herhaaldelijke testen tonen aan dat de draftcam tot op 0,47 meter nauwkeurig detecteert in een gesimuleerde wedstrijd. De resultaten met de slimme camera zijn bijgevolg veel accurater dan bij een gps-gebaseerd systeem, waar een foutmarge van 5 meter vaak de norm is.

Na de afstand tot de achterliggende renner wordt nu ook de tijd tussen beide renners intelligent gecontroleerd conform de wedstrijdregels. In de ene situatie is 20 seconden toegestaan, in de andere 5 seconden. Als de sporter de aanvaardbare tijdsspanne overschrijdt, wordt een signaal zichtbaar. Er zal bijvoorbeeld een ledlamp knipperen of er wordt een foto van de overtreder genomen.

Vanaf nu hebben de wieltjeszuigers geen kans meer. De nieuwe slimme camera in de vorm van de draftcam legt op een accurate en onbetwistbare manier vast wanneer renners te dicht bij hun voorganger rijden om zo te profiteren van een mindere luchtweerstand. Alle triatlon- en duatlonwedstrijden kunnen nu op een eerlijke manier verlopen. Na de VAR bij de voetbal, nu ook de draftcam bij triatlon en duatlon!