基于多元时间序列聚类的6-9岁留守儿童立定跳远动作发展特征研究

作     者：李麟超 

作者单位：武汉体育学院 

学位级别：硕士

导师姓名：茅洁

授予年度：2024年

学科分类：0403[教育学-体育学] 04[教育学] 

主      题：动作发展 留守儿童 人体姿态估计 多元时间序列聚类 

摘      要：动作发展是指人类一生动作行为的变化及这些变化的过程,反映了人类在不同年龄和成熟阶段的动作能力水平,其与儿童的身体健康水平有密切的关系。而目前对于动作发展的研究还存在如下问题:(1)传统的动作发展分析方法采用定性的方式对不同动作发展序列进行界定,该方法在实际分析过程中容易受到测试员的主观影响,部分研究者开始采用横截面数据对其动作发展特征进行研究分析,目前很少对动作全过程数据进行研究分析;(2)目前在儿童动作发展的研究多针对城市儿童群体,很少对留守儿童群体开展研究。 本研究针对上述问题,使用人体姿态估计和多元时间序列聚类分析算法,对留守儿童群体的立定跳远动作发展特征展开研究,主要工作为: 本研究采用“数据采集-姿态估计-时间序列聚类-可视化分析的流程,构建了一种基于多元时间序列聚类的儿童立定跳远动作发展特征分析方法。该方法首先使用人体姿态估计算法提取立定跳远视频中肩、髋、膝关节角度时间序列,再对比了基于DTW和基于soft-DTW两种相似性度量方法的算法聚类效果,择优构建了多元时间序列聚类算法,再对其结果进行了可视化分析。该方法与传统的动作发展特征分析方法相比,摒弃了界定标准中动作幅度“较大、“较小等词汇,在实际分析中不易受到测试员的主观影响,而是采用关节角度可视化曲线图直观地反应其动作发展特征。 本研究采用上述构建的方法对湖北省黄冈市东夹铺小学40名6-9岁(1-3年级)留守儿童的立定跳远动作发展肩、髋、膝关节角度特征进行研究,通过聚类将该群体划分为立定跳远动作发展的“较好组与“较迟缓组,对聚类结果及各簇的肩、髋、膝关节角聚类中心曲线进行一系列对比分析后,得出结论:(1)在6-9岁年龄段留守儿童群体中,女生相比男生随年龄增长其立定跳远动作发展进步较快。(2)留守儿童的立定跳远动作发展特征的差异主要体现在,较好组相比较迟缓组的前后摆臂幅度更大,并且摆臂带动髋、膝关节的动作连贯性较好,并且预摆阶段与起跳阶段的时间在立定跳远全过程时间中占比更大。