基于单姿态传感组件的游泳动作识别方法

针对游泳运动数字化监测系统中游泳动作识别的关键问题，提出了一种基于单姿态传感器与决策树分类思想的游泳动作自主识别方法。首先采用单个无线姿态传感器实时监测游泳运动的三轴加速度与角速度数据，提取游泳动作数据对应的48维统计学特征，并结合实际动作标签生成游泳动作数据库；然后利用训练数据与留一交叉验证构建并优化决策树分类器；最后利用分类识别器对测试数据进行游泳动作识别，并根据识别结果对游泳动作切换点进行估计。结果表明：该方法可准确识别四种泳姿的划水和转弯动作，对训练数据和测试数据的平均识别准确率分别可达96.4%和94.8%，平均综合评价指标F1-score分别为0.916和0.902；根据分类识别结果也可准确估计游泳动作切换点的时刻，对训练数据和测试数据的平均估计时间误差分别为0.186s和0.209s。该方法全面解决了游泳运动中的动作识别问题，为进一步全面评估游泳运动奠定了研究基础。