Bewegungsprofil

Bewegungsprofil bezeichnet in der Regel den zeitlichen Verlauf einer Bewegung oder eines Bewegungsvorgangs in Form von Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und ggf. der Änderungsrate der Beschleunigung (Jerk, auch Ruck) über die Zeit. Es beschreibt, wie sich ein Bewegungsparameter entlang eines Pfades verändert, z. B. die Position eines Gelenks oder die Bahn eines Motors. Es dient dazu, Bewegungsabläufe zu analysieren, zu planen, zu steuern oder zu optimieren.

In der Biomechanik und Bewegungsanalyse wird das Bewegungsprofil aus Messdaten gewonnen, etwa via Bewegungsaufnahmetechnik (Motion Capture), Kraftmessplatten oder Inertialsensoren. Es wird genutzt, um Bewegungsmuster zu charakterisieren, Effekte von Therapien zu bewerten, Verletzungsrisiken zu beurteilen oder Trainingspläne zu entwickeln.

Im Bereich der Trajektorienplanung und Regelung beschreibt das Bewegungsprofil die zeitliche Veränderung eines oder mehrerer Stellgrößen (typisch Geschwindigkeit, Beschleunigung) mit Blick auf Zielpositionen und Randbedingungen. Typische Profile sind trapezförmige oder S-förmige (S-Kurven) Geschwindigkeitsverläufe, oft mit Begrenzungen für Höchstgeschwindigkeit, maximale Beschleunigung und maximalen Jerk. Die Profile werden durch Polynom- oder Splines-Interpolation, Optimierung oder spezialisierte Trajektorienplanungsalgorithmen erzeugt.

Anwendungsbeispiele umfassen Robotik, CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Fahrzeug- und Schienenverkehrsführung sowie sportliche Bewegungsoptimierung. Die Qualität eines Bewegungsprofils wird unter anderem anhand Dauer, Glätte (Ruck/Jerk), Energieaufnahme und Einhaltung der Grenzwerte bewertet.