Nieke Roos
30 January 2015

Big data is booming. Ook in de sport. Tijdens trainingen en wedstrijden verzamelt voetbalclub PSV grote hoeveelheden gegevens van haar spelers met het doel hun ontwikkeling te bevorderen.

‘Bij PSV zijn we dit voetbalseizoen begonnen een bestand op te bouwen van spelersprofielen. Van iedereen houden we onder meer de afgelegde afstanden bij, de snelheden, de versnellingen en hoeveel voetbalacties van welk type, bijvoorbeeld dribbels, passes of schoten op doel’, vertelt Luc van Agt, inspanningsfysioloog bij de Eindhovense club. ‘Dat doen we voor alle conditietrainingen met de bal, waarvan er meerdere per week zijn, tijdens periodieke tests en bij geselecteerde sessies op verzoek van de coach. Voor het eerste elftal nemen we bovendien de wedstijden mee.’

Verantwoordelijk voor de dataverzameling is Ruud van Elk. In zijn kantoor op trainingscomplex De Herdgang zit de bewegingswetenschapper van PSV achter een pc met meerdere schermen. Op een ervan toont hij een 3D-model van een situatie uit een wedstrijd van het eerste team, met een getekend voetbalveld, tweeëntwintig pionnen en een bal, terwijl op de monitor ernaast het overeenkomstige televisiebeeld te zien is. Een druk op de knop zet niet alleen de schematische scène in beweging maar laat ook het reallife verslag synchroon meelopen. Zo zijn alle momenten terug te kijken van alle wedstrijden die het eerste van PSV dit seizoen heeft gespeeld.

Met een druk op een andere knop genereert Van Elk een wedstrijdrapport. ‘Dat begint met een overzicht van de twee teams per kwartier: hoeveel afstand legt PSV af, hoeveel afstand de tegenstander, op welke snelheden doen ze dat. Vervolgens toont het rapport voor al onze spelers de afgelegde weg en speeltijd en gedetailleerdere individuele staatjes met afstanden, snelheden en acties per kwartier. Alles relateren we steeds aan een norm die we de afgelopen maanden zelf met de hand hebben opgesteld op basis van gegevens uit het verleden. In één oogopslag ziet de trainer hoe het team het heeft gedaan en hoe elke speler afzonderlijk heeft gepresteerd.’

PSV Philips stadion
Foto: Pics United

Voor de trainingen en tests produceert Van Elk vergelijkbare overzichten. ‘Daar staat dan niet per kwartier wat de spelers hebben gedaan, maar per oefening. Bijvoorbeeld tijdens een warming-up of een partijtje’, vult de bewegingswetenschapper aan. ‘Van een sprinttest over dertig meter laten de rapporten zien wie de snelste is in een team, van nul tot tien meter, van tien tot twintig meter en op de laatste tien meter.’

 advertorial 

The waves of Agile

Derk-Jan de Grood created a rich source of knowledge for Agile coaches and leaders. With practical tips to create a learning organization that delivers quality solutions with business value. Order The waves of Agile here.

Van Elks programma spuugt ook individuele spelersrapporten uit. ‘Daarin zetten we van één speler de prestaties tijdens trainingen en tests op een rijtje. Voor spelers uit het eerste kunnen we dat uitbreiden met de statistieken uit de wedstrijden die ze hebben meegedaan, met onze norm er weer bij. Uitschieters naar boven of beneden vallen meteen op, waarna de coach kan gaan kijken wat daar de reden voor is.’

PSV De Herdgang
Foto: Pics United

Van de B-jeugd, onder zeventien jaar, tot en met het eerste elftal kan PSV zijn spelers zo beter trainen en hun ontwikkeling beter volgen, aldus Luc van Agt. ‘Vanuit de theorie en onze ervaring weten we wel ongeveer wat een oefening doet, maar met deze aanvullende informatie kunnen we het effect veel preciezer zien. Van ‘We hebben aardig getraind of gespeeld’ gaan we naar ‘Deze training of wedstrijd heeft dit rendement gehad’, met als vervolgvragen ‘Hebben we het beoogde resultaat geboekt?’ en ‘Wat kunnen we doen om dat wel te halen?’. Daarnaast wordt inzichtelijk wat dezelfde training bij verschillende mensen doet. Bij een zestienjarige, bij een achttienjarige, bij een twintigjarige. Het uiteindelijke doel is om het trainingsproces te optimaliseren.’

Complete plaatje

Voor de verzameling van spelersdata tijdens trainingen hangen er rond een van de velden op De Herdgang tien rf-zendontvangers aan palen: op de vier hoeken, op twee punten daartussenin aan de beide lange zijdes en in het midden van de twee korte zijdes. Deze basisstations sturen duizend keer per seconde een radiosignaal het veld in. De te volgen spelers dragen hesjes met een transponder die het signaal oppikt en een seintje terugzendt waaraan het systeem hem kan herkennen.

‘Net als bij gps moet het positiesignaal van een hesje bij minimaal drie stations binnenkomen, willen we de bijbehorende speler via triangulatie kunnen lokaliseren’, legt Van Elk uit. ‘De samplefrequentie van 1000 Hz wordt wel gedeeld door het aantal te volgen spelers. Met twintig hesjes op het veld blijft er slechts 50 Hz per persoon over. Maar dat is nog altijd veel nauwkeuriger dan gps, dat zelfs met veel kunst- en vliegwerk niet verder komt dan 5 Hz.’

PSV tracking op De Herdgang
Een van de velden op trainingscomplex De Herdgang heeft PSV uitgerust met het trackingsysteem van Inmotio.

De hesjes registreren ook de hartslag. En er zitten accelerometers in, maar die gebruiken ze niet bij PSV. ‘Het is veel meer werk om daarmee goede versnellingsdata te verkrijgen. Je hebt veel meer ruis en je hebt veel meer filtering nodig’, verklaart Van Elk. ‘Die versnellingsdata kunnen we bovendien heel betrouwbaar uit de positiegegevens halen. Daar hebben we 30 à 40 Hz voor nodig, maar dat is geen probleem omdat we dus altijd minimaal met zo’n 50 Hz meten.’

De tien basisstations sturen hun data via een glasvezelnetwerk naar een centrale server, die er de benodigde informatie uit haalt en deze opslaat in een database. ‘Dat is eigenlijk niet meer dan een lijst van spelers-id’s, met telkens een aantal time stamps en bijbehorende x-, y- en z-coördinaten’, verduidelijkt Van Elk. ‘Handmatig voegen we daar nog codes aan toe ter aanduiding van belangrijke acties en momenten. Met de analysesoftware kunnen we alle gegevens ophalen, via ethernet of internet, en omzetten in een 3D-beeld.’

Aan acht van de tien palen hangen boven de basisstations nog camera’s. Die volgen de bal. ‘Dat zijn er twaalf in totaal: in het midden van de twee korte zijdes en aan de lange zijde aan de overkant twee per paal en in elk van de vier hoeken eentje’, beschrijft Van Elk de opstelling. De opnames gaan over dezelfde glasvezel naar hetzelfde centrale rek, waar zes ball tracking-servers, een per twee camera’s, de beelden afspeuren naar een bewegend pixelblok dat qua kleur en structuur overeenkomt met de bal. De resulterende stroom x-, y- en z-coördinaten mondt eveneens uit in de centrale database. De analysesoftware gebruikt deze data weer om de bal in te tekenen in de animatie.

Voor het complete plaatje zijn de data alleen echter niet voldoende, benadrukt Van Elk. ‘Een speler die terugkomt van een blessure mag zich vaak nog niet volledig inspannen, dus die traint dan bijvoorbeeld maar de helft van een blokje mee. Als je in zo’n geval sec op de getallen zou afgaan, zie je niet dat het een bewuste keuze is dat die de helft minder doet dan de rest. Daarom heb je ook een beeld nodig van de training.’ Dat beeld komt van twee domecamera’s aan de lange overzijde. ‘Die kunnen bewegen en spelers automatisch volgen, maar meestal zetten we ze vast om het beeld rustig te houden.’

PSV rapportage
Met een druk op de knop kan PSV rapportages genereren van trainingen en wedstrijden en voor individuele spelers.

Hoewel alle gegevens vanzelf de server in lopen, is het zeker nog geen kwestie van aanzetten en koffiedrinken, lacht Van Elk. ‘Als we op een kwart veld in kleine groepjes een specifieke partijvorm trainen, dan zouden we het systeem gewoon kunnen laten lopen. In principe ben ik er echter altijd bij, om haperingen in de techniek te verhelpen, om de domecamera’s opnieuw te richten als de training zich verplaatst en om alvast wat te coderen.’

Beeldanalisten

De dataverzameling tijdens de wedstrijden van het eerste elftal gebeurt enkel op basis van beelden; andere elektronische hulpmiddelen mogen clubs daarvoor nog niet inzetten van de wereldvoetbalbond Fifa. Van Elk: ‘Twee uur voor een wedstrijd stellen we drie eigen camera’s op in het stadion waar PSV speelt, thuis of uit. Om het hele veld te kunnen beslaan, moeten we een minimale hoogte hebben van tien meter, liefst zelfs veertien meter. Niet alle stadions zijn daar groot genoeg voor; in de huidige Eredivisie kunnen we bij vijftien van de achttien clubs meten. Meestal zitten we in de buurt van het televisieplatform, omdat de kijkhoek daar vaak het best is.’

De drie camera’s staan maximaal een meter uit elkaar en coveren ieder een deel van de grasmat. ‘Nadat we ze hebben neergezet, kalibreren we ze: we stellen in hoe groot het veld is, normaal gesproken 105 bij 68 meter, waar de lijnen liggen en waar de drie beelden elkaar overlappen’, loopt Van Elk de procedure door. ‘Vervolgens geven we aan welke kleuren de shirts en rugnummers van PSV hebben en vanaf welke kant we spelen, en dan gaat het systeem langzaam de poppetjes herkennen.’

PSV tracking in stadion
Voor de dataverzameling tijdens de wedstrijden van het eerste elftal volgt PSV zijn spelers met drie eigen camera’s.

Voor die herkenning passen de Eindhovenaren dezelfde trackingtechnologie met bewegende pixelblokken toe als ze op De Herdgang gebruiken om de bal te volgen. ‘Het resultaat bij de wedstrijdbeelden is wel een stuk minder nauwkeurig’, tekent Van Elk aan. ‘De camera’s waarmee we de opnames in het stadion maken, zijn namelijk eigenlijk geen camera’s maar image processing units die zestien foto’s per seconde schieten. We meten dus met 16 Hz, tegen 50 Hz op het trainingsveld.’

Een ander nadeel is dat het wedstrijdsysteem snel in de war raakt. ‘Als er een heleboel voetballers op een hoopje staan, dan weet het systeem niet meer wie wie is’, illustreert Van Elk. ‘En als iedereen na een hoekschop terugloopt, raakt het vaak zes of zeven spelers kwijt. Dat moeten we dan handmatig herstellen.’

Even lekker een potje voetbal kijken is er niet bij voor de drie analisten die PSV naar een wedstrijd van het eerste stuurt. Voor elk team is er iemand negentig minuten lang bezig om het trackingsysteem in goede banen te leiden. De derde moet alle hoofdmomenten in de videobeelden coderen. Dat zijn doelpunten, hoekschoppen, ingooien en uittrappen van de keeper, maar bijvoorbeeld ook de momenten dat het team pressing speelt of omschakelt van verdedigen naar aanvallen.

PSV 3D beeld
De analysesoftware vertaalt de vergaarde data in een 3D-model van een spelsituatie.

Direct na afloop van de wedstrijd worden de coördinaatstromen van spelers en bal samen met de coderingen geëxporteerd naar een bestand, in een formaat dat compatibel is met de analysesoftware. Op De Herdgang wordt de file vervolgens ingelezen in de database en worden de overige momenten en individuele spelersacties gemerkt, gebruikmakend van de coderingen die PSV krijgt aangeleverd van het Zoetermeerse Ortec. Hierna is de wedstrijd beschikbaar in de analyseomgeving.

Verlanglijstje

De Eindhovense trainersstaf heeft door alle extra data al een flinke stap vooruit kunnen zetten, maar er valt altijd nog wat te wensen. ‘Een nadeel van de domecamera’s die wij momenteel gebruiken, is dat ze niet in één keer een heel voetbalveld kunnen filmen; daar hebben ze een te kleine kijkhoek voor. Om alles te zien, moeten we ze draaien, maar er blijft steeds een deel uit zicht’, noemt Van Elk een verbeterpunt. ‘Er is nu echter een techniek om de output van verschillende camera’s aan elkaar te naaien tot één groot beeld. Als je dat doet in 4K, kun je achteraf inzoomen zonder kwaliteitsverlies. We zijn aan het bekijken of we dat kunnen gebruiken.’

De huidige trackingtechnologie vindt Van Elk evenmin je van het. ‘De bal en spelers volgen met camera’s is niet top. Het kan, maar het is niet heel nauwkeurig. Stop gewoon een chip in de bal en de shirtjes. Dan zouden we nog grote stappen kunnen maken, zeker ook op tactisch gebied.’ Struikelblok hier is weer de Fifa, die op zijn zachtst gezegd vrij terughoudend is in het toelaten van technologie tot het voetbal.

PSV rapportage 02
Met een druk op de knop kan PSV rapportages genereren van trainingen en wedstrijden en voor individuele spelers.

Verder zou Van Elk de analysemogelijkheden graag al tijdens de wedstrijd benutten. ‘We kunnen live 3D-beelden maken. We moeten alleen even verzinnen hoe we daar informatie uit kunnen halen waar we op dat moment in de wedstrijd wat aan hebben. Bovendien moeten we een slimme manier bedenken om die informatie bij de trainer te krijgen, want op de bank mag je geen tv-beelden gebruiken. Regels van de Fifa.’

‘Op mijn verlanglijstje staat meer inzicht krijgen in de relatie tussen belasting en belastbaarheid’, voegt Luc van Agt toe. ‘We kunnen de hartslag meten, de snelheid, maar we zoeken nog steeds naar een grootheid waarin we al dat soort waardes kunnen combineren. Een maat waarin we zoiets kunnen uitdrukken als: die training heeft belasting 100 en die oefening heeft belasting 60. Dat zouden we vervolgens willen matchen aan de belastbaarheid van spelers. Want die komen allemaal anders binnen: de een heeft de bus gemist en hard moeten fietsen, de ander heeft gisteren een zware training gehad, een derde is pas ziek geweest. Die geven we nu allemaal dezelfde belasting, maar idealiter snijden we dat toe op de persoon: die kan vandaag belasting 100 aan, die maar belasting 60, dus die 60 doen ze samen en de andere 40 doet die eerste alleen. Dat is de heilige graal. Bij PSV zijn we ervan overtuigd dat technologie dit mogelijk gaat maken.’

‘Maar die technologie kun je pas ten volle benutten met de juiste mensen, die aan de knoppen kunnen draaien, de data kunnen interpreteren en bespreken’, besluit Van Agt. ‘Dat zie je nu langzaam komen, in de hele sportwereld eigenlijk. In het voetbal hebben steeds meer clubs prestatieanalisten in dienst, de grote hebben zelfs science departments. Wij hadden twee jaar terug niemand, toen kwam Ruud en nu hebben we een pooltje van mensen die de spelers analyseren. De sport en de wetenschap beginnen elkaars taal te spreken.’