基于人体姿态估计的羽毛球动作评估方法研究

作     者：赵小虎 王轲鑫 孟献峰 石传寿 

作者机构：中国矿业大学信息与控制工程学院 矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室(中国矿业大学) 中国矿业大学体育学院 

出 版 物：《华中科技大学学报(自然科学版)》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0403[教育学-体育学] 04[教育学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助(2020ZDPY0223) 

主　　题：人体姿态估计 羽毛球训练 人体姿态描述 姿态相似度计算 OpenPose 

摘      要：针对传统运动动作捕捉分析方法实时性不足、动作评估准确度低等问题，本文将人体姿态估计技术应用于羽毛球运动教学中，对羽毛球挥拍动作的识别与标准程度评估进行研究。首先，提出了一种基于改进OpenPose的轻量级人体姿态估计模型：将VGG19特征提取网络替换为轻量型的MobileNet网络，并将模型内部的7×7卷积核结构改造为由一个1×1的卷积、一个3×3的深度可分离卷积与一个膨胀系数为2的空洞卷积组成的串联结构，实现了模型的轻量化；然后，针对羽毛球挥拍动作特点，提出了14点人体姿态的稀疏表示模型对挥拍动作标准程度进行评估。实验表明：本文的轻量化OpenPose模型在将性能提升3倍的同时，对人体手臂的骨骼点识别准确率提升了3.57%；14点人体姿态稀疏表示模型在保证精度的前提下，时效性提升了2.98倍。