I primi sistemi di misurazione dagli anni '30

I primi sistemi per determinare la velocità di partenza delle palline da golf risalgono agli anni '30. All'epoca venivano utilizzati sistemi a fotocellula. Due fotocellule venivano posizionate a una distanza di diversi metri. Si misurava il tempo impiegato dalla pallina per superare la distanza tra le due fotocellule. Dalla distanza e dal tempo si poteva calcolare la velocità, ad esempio con una distanza di 10 metri e un tempo di misurazione di 1 millisecondo. La velocità risultava dalla distanza divisa per il tempo, moltiplicata per 3600, corrispondente a una velocità di 36 km/h.

Parallelamente, venivano sviluppati sistemi di misurazione acustica. Un microfono sensibile registrava il momento dell'impatto tra la testa del bastone e la pallina da golf come segnale di avvio. Un secondo microfono registrava l'impatto della pallina su una superficie solida dopo circa 10 metri. Il tempo di volo veniva convertito in velocità con la stessa formula utilizzata per la misurazione a fotocellula. I risultati erano già relativamente precisi, ma l'attrezzatura utilizzata era grande e ingombrante.

Il progresso della tecnologia radar negli anni '90

Un progresso significativo si è avuto negli anni '90 con il passaggio della tecnologia radar da applicazioni militari a civili. Il catalizzatore decisivo è stata lo sviluppo di amplificatori a transistor sensibili, in grado di amplificare segnali in millivolt e microvolt delle antenne radar in modo che potessero essere ulteriormente elaborati, calcolati e visualizzati. I display Nixie e successivamente i display a LED a 7 segmenti hanno ridotto notevolmente il costo elettronico e finanziario.

Microprocessori e modelli complessi di traiettoria

Con l'avvento della tecnologia dei microprocessori si è raggiunto un altro traguardo. Ora era possibile eseguire calcoli complessi delle traiettorie, in cui venivano considerati l'angolo di partenza, la resistenza dell'aria e la velocità di partenza nel calcolo della distanza di volo. I microprocessori erano in grado di calcolare formule matematiche complesse in millisecondi e visualizzare in tempo reale la velocità di partenza e la distanza di volo calcolata. Erano necessari calcoli in virgola mobile e aritmetica per elevare al quadrato, estrarre radici, moltiplicare e dividere.

I moderni moduli radar dispongono oggi di potenti processori di segnale, che utilizzano la trasformata di Fourier veloce per determinare con grande precisione la velocità della pallina da un mix di segnali complessi e calcolare da essa la distanza di volo. La tolleranza di velocità è, nel peggior caso, di circa lo 0,5 percento.

I limiti del calcolo della distanza di volo

Il calcolo della distanza di volo è fondamentalmente sempre un'approssimazione. Per un calcolo fisicamente corretto dovrebbero essere considerati circa dieci parametri diversi. Questi includono la velocità della pallina, l'angolo di partenza, il rotazione della pallina, la temperatura dell'aria, l'altitudine del terreno, la pressione atmosferica, la densità dell'aria, la situazione del vento con vento a favore, controvento e vento laterale, nonché le proprietà fisiche della pallina da golf stessa e il profilo del terreno.

Telecamere ad alta velocità sui Driving Ranges

Un ulteriore passo nello sviluppo è l'uso di sistemi di telecamere ad alta velocità sui Driving Ranges. Due telecamere registrano simultaneamente le traiettorie di fino a dieci postazioni di partenza. Le traiettorie di volo vengono calcolate e visualizzate su monitor. Ogni golfista dispone di un proprio monitor, su cui vengono mostrati la traiettoria di volo, la velocità, il rotazione della pallina, la deviazione laterale e persino il roll-out. Inoltre, è possibile accedere ai profili del terreno di centinaia di campi da golf in tutto il mondo, consentendo di effettuare round virtuali su campi reali senza essere fisicamente presenti.

Sistemi di misurazione del golf importanti al 2025

Top Tracer

Questo sistema traccia la palla con due telecamere ad alta velocità montate a un'altezza di quattro o cinque metri. Utilizzando la triangolazione e uno spazio virtuale tridimensionale, la palla viene tracciata in tempo reale fino al contatto con il suolo. La traiettoria e numerosi altri dati vengono visualizzati direttamente sul monitor. Ogni giocatore riceve uno schermo personale sulla Driving Range. Top Tracer rende l'allenamento interattivo e consente di giocare virtualmente su famosi campi da golf in tutto il mondo, da soli o contro altri giocatori. La deviazione della distanza di volo misurata è di massimo quattro-sei metri, mentre la deviazione di velocità è di circa 1,5-3 km/h.

SkyTrak

SkyTrak combina telecamere ad alta velocità con radar Doppler. L'accuratezza della velocità della palla è indicata con un margine di errore di più/meno 1 mph. La deviazione della distanza di volo Carry è di massimo tre percento. Inoltre, vengono visualizzati angolo di partenza, backspin, sidespin, deviazione laterale, traiettoria e altezza massima di volo.

FlightScope

FlightScope è uno dei pionieri del settore e produce sistemi di misurazione compatti e molto precisi per professionisti e giocatori ambiziosi a prezzi inferiori a 600 euro. La curva di volo della palla e numerosi dati rilevanti vengono visualizzati su un iPad. Il sistema è adatto per Full Swing, Chipping e Putting ed è progettato anche per impianti indoor. La varietà di dati raccolti supererebbe l'ambito di questo articolo.

TrackMan

I sistemi di misurazione di TrackMan sono considerati il gold standard dell'analisi golfistica. Per ogni colpo vengono registrati fino a 40 parametri. Viene utilizzata la tecnologia radar dual e una telecamera ad alta velocità. Un radar misura il movimento della testa del bastone al momento dell'impatto e registra la velocità della testa del bastone, l'angolo di attacco, l'angolo della faccia del bastone e la traiettoria del colpo. Un secondo radar segue la palla fino al contatto con il suolo durante i sei-otto secondi di volo. La telecamera integrata sincronizza visivamente il momento dell'impatto con i dati radar. La deviazione della distanza di volo a 150 metri è di più/meno 0,5 metri. TrackMan è disponibile in versione indoor e outdoor, nonché in versione Pro e portatile.

Escursione: Problematica della misurazione radar

La maggior parte dei sistemi radar opera nella gamma di frequenza tra 12 e 24 gigahertz. Queste onde elettromagnetiche sono in gran parte permeabili a legno, plastica e vetro. Solo una piccola parte dell'energia radiante viene riflessa dalla palla da golf. L'intensità del segnale riflesso è proporzionale alla superficie dell'oggetto e diminuisce quadraticamente con l'aumentare della distanza. Una palla da golf con un diametro di 45 millimetri ha una superficie circolare di 141 millimetri quadrati, di cui circa il 90 percento è curvo. A causa della legge dell'angolo di incidenza uguale all'angolo di uscita, solo circa il dieci percento dell'energia riflessa torna all'antenna radar. A distanze di misurazione di 10-15 metri, i segnali ricevuti si trovano nell'area dei micro o millivolt. Per un'elaborazione stabile è necessaria un'amplificazione da 10 a 100.000 volte. Allo stesso tempo, viene amplificato anche il segnale di rumore, il che rende difficile la separazione tra segnale utile e segnale di rumore. I sistemi radar lavorano quindi con filtri di frequenza che attenuano fortemente le componenti a bassa frequenza e elaborano solo le frequenze rilevanti.

EASY Track di IBS Sensor & Systemtechnik

Per i golfisti con un budget limitato, IBS Sensor & Systemtechnik offre con il sistema EASY Track una soluzione compatta e a batteria. Il dispositivo misura la velocità della palla con una deviazione di più/meno 0,5 percento e mostra anche la distanza di volo della palla. Anche in condizioni di scarsa visibilità sulla Driving Range, velocità e distanza rimangono visibili. Il sistema è adatto anche per l'allenamento in spazi chiusi, ad esempio con una rete in garage. Il misuratore è contenuto in una compatta valigetta in alluminio, facilmente trasportabile anche come bagaglio a mano. L'autonomia della batteria è di circa 18 ore. L'adattatore di ricarica e il dispositivo sono integrati nella valigetta. Le versioni avanzate dispongono di un'interfaccia wireless per la trasmissione dei dati a grandi schermi LED. Il sistema può essere utilizzato anche in altri sport come calcio, pallamano, tennis o bob per misurare con precisione le velocità degli oggetti.

Foto di IBS Sensor & Systemtechnik