Par Simon Ozan, lauréat de la bourse de participation au congrès SB 2025.
L’analyse biomécanique du service au tennis est essentielle pour comprendre les facteurs de performance et prévenir les blessures. Jusqu’à présent, ces analyses reposent sur l’utilisation de caméras optoélectroniques, permettant de reconstruire les trajectoires des marqueurs placés sur le joueur, la raquette et la balle. Avec l’essor de l’intelligence artificielle, les méthodes de capture du mouvement sans marqueur basées sur la vidéo ont émergé. Si ces méthodes permettent de reconstruire la cinématique du joueur, elles ne permettent pas la reconstruction d’objets tels que la raquette et la balle de tennis. L’objectif de cette étude est de développer et de valider une méthode de reconstruction de la balle et de la raquette à partir de vidéos.
Treize joueurs de tennis ont réalisé 42 services enregistrés simultanément par un système de capture du mouvement avec marqueurs et par un ensemble de 10 caméras vidéo. La méthode développée pour reconstruire la raquette et la balle à partir des vidéos repose sur DeepLabCut, un outil d’apprentissage profond capable d’identifier automatiquement, dans les vidéos, des points d’intérêt définis par l’utilisateur sur la balle et la raquette. Ces points sont ensuite reconstruits en 3D grâce à une étape de triangulation pondérée. Une procédure d’optimisation est ensuite appliquée afin d’assurer la cohérence géométrique de la raquette reconstruite. Cette méthode permet de reconstruire la raquette et la balle, comme illustrée en Figure 1. Ces reconstructions de la balle et de la raquette sont ensuite comparées aux mesures issues du système de référence avec marqueurs. Les résultats montrent un bon niveau d’accord entre les deux méthodes pour plusieurs variables clés issues des reconstructions, en particulier la position de l’impact entre la balle et la raquette, ainsi que la position et la vitesse de la tête de raquette. Les orientations de la raquette mesurées présentent des biais faibles, bien que certaines limites d’accord demeurent élevées. Concernant la vitesse de la balle, les écarts observés s’expliquent notamment par la différence de position des points suivis sur la balle : un marqueur est placé sur la surface de la balle pour la méthode de référence, tandis que le centre de la balle est reconstruit avec la méthode basée sur la vidéo.
En conclusion, les résultats indiquent que la méthode proposée permet une reconstruction robuste de la raquette et de la balle lors du service au tennis. Cette approche ouvre des perspectives pour l’analyse de la performance en contexte de compétition. Elle pourrait permettre d’étudier in situ les effets du temps de jeu et de la pression sur la biomécanique du service.
Figure 1: Reprojection de la raquette et la balle à partir des vidéos.
Publication
Ozan, S., Fourel, L., Touzard, P., Deghaies, K., Arles, L., Martin, C., & Kulpa, R. (2025). Towards in-situ analysis of serving performance in tennis: A video-based method for 3D reconstruction of the ball and racket (Version 2, Vol. 1053, Issue 153). Multidisciplinary Biomechanics Journal. https://doi.org/10.46298/mbj.16198
L'auteur
Simon Ozan, Laboratoire M2S,
Université de Rennes
Simon Ozan est ingénieur de recherche au laboratoire M2S de l’Université Rennes 2. Ses travaux portent sur l’analyse du mouvement à l’aide d’outils de capture avec et sans marqueurs, et s’intéressent principalement au service au tennis.
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