Kalibrierung eines Leistungs-Geschwindigkeits-Modells für Rennradfahrten mit realen Leistungs- und Höhendaten - Dahmen, T. (Sportinformatik trifft Sporttechnologie. 8. Symposium der dvs-Sektion Sportinformatik in Kooperation mit der Deutschen Interdisziplinären Vereinigung für Sporttechnologie vom 15.-17. September in Darmstadt, 2011)
Im Rahmen des Powerbike-Projekts wird an der Universität Konstanz ein Rennradsimulator zur Analyse und optimalen Steuerung von Leistungsparametern (Wolf et al., 2010) für reale Rennradstrecken entwickelt. Zur Regelung des Simulatorwiderstands und zur Vorhersage der Fahrgeschwindigkeit bei gegebener Trittleistung wird ein mathematisches Modell (Martin et al., 1998) verwendet. Das Gleichgewicht der Pedalkraft, Gravitationskraft, Windwiderstandskraft, Rollreibungskraft, Lagerreibungskraft, Kettenreibungskraft sowie der Trägheitskraft führt zu einem Zusammenhang zwischen Pedalleistung und Fahrgeschwindigkeit in Form einer Differentialgleichung. Diese enthält das Steigungsprofil und 13 physikalische Parameter, von denen sieben bekannt oder leicht messbar sind. Die übrigen sechs sind zwar konstant, können aber nur mit großem technischen Aufwand ermittelt werden: Kettenwirkungsgrad, Formfaktor und Querschnittsfläche für den Luftwiderstands, Koeffizienten für den Lagerreibungswiderstand (2) und für den Rollwiderstand (1). Alle Parameter sind spezifisch für den Fahrer, das Rad oder die Rennstrecke. Um ein möglichst genaues, spezifisches Modell zu bestimmen, werden in dieser Arbeit Höhenprofile mit einem Differential-GPS Gerät (Leica GPS 900) gemessen, und es wird untersucht, inwieweit die sechs unbekannten Parameter aus gemessenen Leistungs- und Geschwindigkeitsdaten, geschätzt werden können (Kalibrierung).