Περιπτωσιολογική μελέτη στον αθλητισμό: ανάλυση κινηματικών πολυμεταβλητών δεδομένων και χρονοσειρών
Creators: name: Γρηγορίου, Ραφαήλα Αγγελου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Ανάλυση χροσειρών
Ανάλυση κινηματικών δεδομένων
Εξαγωγή χαρακτηριστικών
Επιλογή χαρακτηριστικών
Μοτίβο κίνησης στην κολύμβηση
Επίδραση βατραχοπέδιλων στο μοτίβο κολύμβησης
Μείωση διάστασης
Ταξινόμηση πολλών μεταβλητών
Ταξιμόμηση πολλαπλών κλάσεων
Case study in athletics
Time-series analysis
Kinematic data analysis
Feature extraction
Feature selection
Swimming movement pattern
Influence of fins in swimming pattern
Dimensionality Reduction
Multivariate classification
9. Multiclass classification

description: Η κίνηση του κάθε αθλητή χαρακτηρίζεται από ένα μοναδικό στυλ και ρυθμό κολύμβησης. Στην συγκεκριμένη εργασία, εξετάσαμε σε τι βαθμό η χρήση βατραχοπέδιλων επηρεάζει το μοτίβο κολύμβησης στο χρόνο και αν τα σημάδια της επίδρασης είναι κοινά για όλους τους αθλητές, προκαλώντας αναγνωρίσιμα χαρακτηριστικά στις χρονοσειρές της κίνησης, πέρα από την προσωπική τεχνική κολύμβησης του κάθε αθλητή. Ένα σετ μετρήσεων από αισθητήρες που εφαρμόστηκαν στον αυχένα και στη μέση κολυμβητών χρησιμοποιήθηκε για αυτό τον σκοπό. Χρονοσειρές από τρεις προσπάθειες κολύμβησης ανά αθλητή - χρησιμοποιώντας μεγάλα, μικρά και καθόλου βατραχοπέδιλα – χρησιμοποιήθήκαν για την εξαγωγή περιγραφικών χαρακτηριστικών, προσπαθώντας να συλλάβουμε τις στατικές και δυναμικές ιδιότητές τους. Τα εξαγώμενα χαρακτηριστικά προσεγγίστηκαν αρχικά με στατιστική ανάλυση, ώστε να εντοπιστούν αυτά που επηρεάστηκαν από την ύπαρξη βατραχοπέδιλων. Εμβαθύνοντας την ανάλυση, χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές μείωσης διάστασης και ταξινόμησης, για την ταξινόμηση των προσπαθειών κολύμβησης με βάση τα εξαγόμενα χαρακτηριστικά, ανάλογα με τη χρήση βατραχοπέδιλων. Η ύπαρξη επιτυχημένου μοντέλου ταξινόμησης μπορεί να αποτελέσει απόδειξη ότι η χρήση βατραχοπέδιλων επηρεάζει το μοτίβο κολύμβησης με αναγνωρίσιμο τρόπο και ότι η επίδρασή τους αποτυπώθηκε επιτυχώς από τους εξαγώμενα χαρακτηριστικά. Η μεθοδολογία εφαρμόστηκε στο πλήρες πρόβλημα 3-κλάσεων (μεγάλα, μικρά, χωρίς βατραχοπέδιλα) και μια απλοποιημένη παραλαγή του, όπου ελήφθησαν υπόψει μόνο οι περιπτώσεις με μεγάλα και χωρίς βατραχοπέδιλα (με, χωρίς βατραχοπέδιλα). Τα αποτελέσματα υπέδειξαν ότι η ύπαρξη των βατραχοπέδιλων είναι πιθανώς αναγνωρίσιμη από τα μοτίβα κολύμβησης των αθλητών
description: It is common knowledge that each athlete has a unique swimming style and tempo that characterises his movement. In the current thesis we examine in which degree the use or absence of fins influences athletes' swimming pattern in time and whether the signs of this influence are common for all athletes, in a way that it causes recognisable characteristics on the movement time-series, beyond the personalised swimming technique of each athlete. A set of swimming measurements from sensors applied to the trunk and pelvis of swimming athletes has been used for this purpose. Time-series from three swimming attempts per athlete - using long fins, small fins and without fins - have been used for extracting descriptive features, trying to capture their static and time-evolving characteristics. The dataset was first approached with statistical analysis of the features, to identify the ones that are impacted by the existence of fins. Deepening the analysis, dimensionality reduction and classification techniques have been used to classify swimming attempts based on the extracted features, according to the use of fins. The existence of a successful classification model can serve as a proof that the use of fins indeed influences swimming pattern of athletes in a recognisable way and that this impact was captured by the extracted features. The methodology has been applied to train classification models for the full 3-class problem (long, small, no fins) and a 2-class simplified version, where only the cases with long fins and without fins were taken under consideration (with, without fins). Results from both scenarios showed a high potential, indicating that the existence of fins is probably recognisable from the athletes' swimming patterns