The use of technology and computer science is transforming the field of sports. Combined with the explosion of data science and machine learning, models can be built to evaluate an athlete's performance and extract useful information. This diploma thesis uses a data recording system,the REMEDES, in the field of football. Using REMEDES, a testing battery is developed, experimental measurements are performed on athletes and with the use of data science, a system of evaluation and direct comparison is created, as well as a model of prediction of player’s position based on performance.

1. 1
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση του
συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
Διπλωματική Εργασία
Εκπόνηση:
Δομπάζης Χρήστος
ΑΕΜ : 7677
Επίβλεψη:
Καθηγητής Ανδρέας Συμεωνίδης
Μεταδιδακτορικός ερευνητής
Τσαρδούλιας Εμμανουήλ

2. 2
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Εισαγωγή
Αντικείμενο:
 Αποτίμηση αθλητικών επιδόσεων αθλητών ποδοσφαίρου με τη χρήση του
συστήματος REMEDES
Extras:
• Χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Python για ανάλυση δεδομένων
• Σύστημα αξιολόγησης επιδόσεων
• Χρήση τεχνικών μηχανικής μάθησης για εξαγωγή συμπερασμάτων

3. 3
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Εισαγωγή
Επιστήμη δεδομένων:
• Εφαρμογή αλγορίθμων σε δεδομένα για εξαγωγή γνώσης
• Συνδυασμός στατιστικής, μηχανικής μάθησης και ανάπτυξης λογισμικού.
Ποδόσφαιρο & επιστήμη δεδομένων:
• Χρήση Computer Vision για λήψη στατιστικών μεγεθών(μεγάλο κόστος, ισχύ)
• Wearable αισθητήρες (μικρό φάσμα μετρήσεων-εργομετρικά μεγέθη)
Football analytics:
• Ανάλυση αντιπάλων
• Προετοιμασία αγώνα
• Επιλογή παικτών
• Αποφυγή τραυματισμών
• Λήψη αποφάσεων κατά την διάρκεια του αγώνα

4. 4
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Σκοπός της διπλωματικής εργασίας
Μοντελοποίηση ενός
αθλητή ποδοσφαίρου
Καθορισμός τομέων
που τον συνθέτουν
Ανάπτυξη ενός
ασκησιολογίου για
αξιοποίηση του
συστήματος
REMEDES
Εκτέλεση πειραμάτων
σε αθλητές του χώρου
Δημιουργία
συστήματος
αξιολόγησης
επιδόσεων
Ανάπτυξη μοντέλου
πρόβλεψης
αγωνιστικής θέσης
βάσει επιδόσεων

5. 5
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Ποδόσφαιρο & Σύστημα REMEDES- Τομείς Μέτρησης

6. 6
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Θεωρητικό υπόβαθρο
REMEDES : Reflexes Measuring
Devices
• Καταγραφή μετρήσεων
αντανακλαστικών με χρήση
οπτικής ή/και ακουστικής
διέγερσης
Τύποι ασκήσεων:
• Ασκήσεις κατά βήμα
• Αυτοματοποιημένες ασκήσεις
• Ασκήσεις με πρότυπο

7. 7
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Τεχνολογικό υπόβαθρο-Προεπεξεργασία Δεδομένων
• Καθαρισμός δεδομένων (Data cleaning):Εντοπισμός και διαγραφή εξωκείμενων
τιμών (IQR αλγόριθμος)
• Μείωση σετ δεδομένων (Dataset Reduction ή Instance Selection):Μείωση αρχικού
σετ δεδομένων σε ένα πιο ουσιώδες και εύκολο στη χρήση
• Κανονικοποίηση (Normalization): Μετασχηματισμός δεδομένων σε μία πιο εύληπτη
μορφή από τον άνθρωπο [0,1]
 Ενδοτεταρτομοριακό εύρος 𝐼𝑄𝑅 = 𝑄75 − 𝑄25
 Παρατήρηση εκτός διαστήματος
[𝑄25 − 1.5 ∗ 𝐼𝑄𝑅, 𝑄75 + 1.5 ∗ 𝐼𝑄𝑅] Outlier

8. 8
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Τεχνολογικό υπόβαθρο-Μηχανική Μάθηση
Ταξινόμηση (Classification): ταξινόμηση εγγραφών σε κλάσεις με τη μεγαλύτερη δυνατή
ακρίβεια
• SVR: Αλγόριθμος παλινδρόμησης
• Συνεχείς τιμές στα δεδομένα,
όχι διακριτές τιμές
Ακρίβεια μοντέλου (Accuracy):
(TP+TN) /(TP+FP+FN+TN)

9. 9
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Ασκησιολόγιο

10. 10
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Άσκηση 1-Γρήγορα Πόδια(1)
(Α). Χρόνοι αντίδρασης αναγνώρισης και επιλογής
(Recognition & Choice RT)
• Πράσινο δεξί πόδι
• Μπλε αριστερό πόδι
• Κόκκινο καμία αντίδραση
(Β). Χρόνοι αντίδρασης αναγνώρισης (Recognition
RT)
• Πράσινο οποιοδήποτε πόδι
• Κόκκινο καμία αντίδραση

11. 11
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Άσκηση 2 – Γρήγορα Πόδια(2)
(Α). Χρόνοι αντίδρασης αναγνώρισης και
επιλογής (Recognition & Choice RT)
• Πράσινο δεξί πόδι
• Μπλε αριστερό πόδι
• Κόκκινο καμία αντίδραση
(Β). Χρόνοι αντίδρασης αναγνώρισης
(Recognition RT)
• Πράσινο οποιοδήποτε πόδι
• Κόκκινο καμία αντίδραση

12. 12
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Άσκηση 3 – Πλάγια Βήματα
(Α). Χρόνοι αντίδρασης αναγνώρισης και
επιλογής (Recognition & Choice RT)
• Πράσινο δεξί πόδι
• Μπλε αριστερό πόδι
• Κόκκινο καμία αντίδραση
Ο αθλητής κινείται παράλληλα με την
γραμμή των pads και αντιδράει στα
ερεθίσματα που λαμβάνει.

13. 13
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Άσκηση 4 – Ταχυδύναμη
• (Α). Χρόνοι απλής αντίδρασης (Simple RT)
Ο αθλητής εκτελεί διαδοχικά σπριντ από pad
σε pad.

14. 14
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Άσκηση 5 - Τρίπλα
(Α). Χρόνοι αντίδρασης αναγνώρισης και επιλογής
(Recognition & Choice RT)
• Πράσινο απενεργοποίηση
• Μπλε απενεργοποίηση μετά από
περιστροφή
• Κόκκινο καμία αντίδραση
Ο αθλητής κινείται στο χώρο ελέγχοντας την
μπάλα και εκτελεί την κίνηση βάσει του
ερεθίσματος που δέχεται.

15. 15
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Άσκηση 6 - Δύναμη
(Α). Χρόνοι αντίδρασης αναγνώρισης και
επιλογής (Recognition & Choice RT)
• Πράσινο σανίδα
• Μπλε κάμψη και απενεργοποίηση
• Κίτρινο burpee και απενεργοποίηση
• Κόκκινο καμία αντίδραση
Ο αθλητής βρίσκεται σε στάση σανίδας και
αντιδράει στα ερεθίσματα.

16. 16
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Άσκηση 7 - Ισορροπία
(Α). Χρόνοι αντίδρασης αναγνώρισης (Recognition
RT)
• Πράσινο ελεύθερο πόδι
• Κόκκινο καμία αντίδραση
Ο αθλητής ισορροπεί στο ένα πόδι
και εκτελεί την άσκηση δυναμικής
αντιδραστικής ευστάθειας.

17. 17
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Συλλογή δεδομένων
Μ.Γ.Σ Ορέστης
Ορεστιάδος
• Ανδρική ομάδα
• Α’ τοπικό
πρωτάθλημα Έβρου
• 15 ερασιτέχνες
αθλητές

18. 18
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Σύστημα αξιολόγησης επιδόσεων
• 𝑆𝑐𝑜𝑟𝑒 = 1 − 𝑛𝑜𝑟𝑚 𝑚𝑒𝑎𝑛_𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑠𝑒 ∗
𝑆𝑢𝑐𝑐𝑒𝑠𝑠𝑒𝑠+𝐺𝑜𝑜𝑑𝑀𝑖𝑠𝑠𝑒𝑠− 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟𝑠−𝐹𝑎𝑖𝑙𝑠−𝐼𝑛𝑣𝑎𝑙𝑖𝑑𝑠
𝑆𝑡𝑒𝑝𝑠
 mean_response: Μέσος χρόνος αντίδρασης
 Successes: Επιτυχείς απενεργοποιήσεις
 Errors: Λανθασμένες απενεργοποιήσεις
 Fails: Αποτυχημένες απενεργοποιήσεις
 Invalids: Μη έγκυρες απενεργοποιήσεις
 Good Misses: ορθές παραλείψεις
 Steps: πλήθος βημάτων της άσκησης

19. 19
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Σύστημα αξιολόγησης επιδόσεων
• Δημιουργία ξεχωριστών πινάκων για κάθε άσκηση
• Επιλογή χαρακτηριστικών
• Αφαίρεση εξωκείμενων τιμών βάσει μέσου χρόνου αντίδρασης - IQR algorithm
• Εξαγωγή μετρικής Score σε κάθε άσκηση
Πριν

20. 20
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Σύστημα αξιολόγησης επιδόσεων
Μετά
Συγκεντρωτικό dataset επιδόσεων

21. 21
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Σύστημα αξιολόγησης επιδόσεων

22. 22
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Μοντέλο αγωνιστικής ζώνης
• Δημιουργία κλάσης ζώνης (0 αμυντικός, 1 επιθετικός)
• Κατώφλι 0.5
• 1000 random states, με διαφορετική είσοδο
• 75% train, 25% test
Accuracy = 0.74
SVR

23. 23
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Σενάρια χρήσης συστήματος REMEDES
1. Παρακολούθηση εξέλιξης αθλητών
• Εύρεση αδυναμιών
• Στοχευμένη προπόνηση στους
αδύναμους τομείς
• Επιβράβευση προσπάθειας
2. Ατομική βελτίωση
• Ανεξαρτητοποίηση αθλητή
• Έξτρα προπόνηση
• Βαθμό ελευθερίας
3. Αποκατάσταση τραυματισμών
• Ελεγχόμενο περιβάλλον
• Προσομοίωση πραγματικών κινήσεων
• Ομαλή επάνοδος
4. Ανίχνευση ταλέντων
• Αξιολόγηση βάσει επιδόσεων
• Αντιστοίχιση θέσης βάσει επιδόσεων

24. 24
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Προβλήματα που παρουσιάσθηκαν
Covid-19
• Απώλεια πρόσβασης στον εξοπλισμό
για μεγάλο χρονικό διάστημα
• Κλειστοί αγωνιστικοί χώροι
Μικρό δείγμα
Λειτουργικά προβλήματα
• Κακές καιρικές συνθήκες (βροχή,
υγρασία)
• Πολλές επισκέψεις στο γήπεδο

25. 25
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Μελλοντική εργασία
• Δημιουργία μοντέλου μηχανικής μάθησης επαγγελματίες/ερασιτέχνες
• Δημιουργία εφαρμογής Εύκολη και καθολική προσβασιμότητα
• Ενσωμάτωση φορετών αισθητήρων στο σύστημα Αξιολόγηση εργομετρικών
σε πραγματικό χρόνο
• Περεταίρω ενίσχυση pads Αντοχή σε ατυχήματα και σε κακές καιρικές
συνθήκες

26. 26
Ανάλυση αθλητικών επιδόσεων με τη χρήση
του συστήματος REMEDES - Ποδόσφαιρο
29/3/2022
Ευχαριστώ!