Построение средней кривой в R

У меня есть данные о тестировании вертикального прыжка со спортсменами. Я создаю петли силы-перемещения — сила откладывается по оси Y, а смещение центра масс тела — по оси X.

Результирующая кривая, которая выглядит как петля (читается по часовой стрелке), начинается с массы тела спортсмена (сила системы). Затем сила уменьшается по мере их опускания, а смещение вниз увеличивается. Затем следует фаза подъема, когда смещение спортсмена вверх увеличивается до точки отталкивания с неуклонно уменьшающейся силой до точки отталкивания, где сила теперь равна нулю. Затем спортсмен поднимался вверх в воздух.

Я хотел бы построить кривую смещения средней силы для каждого спортсмена, полученную в результате серии прыжков. Я также хотел бы построить доверительный интервал 95% вокруг средней кривой. Данные отбираются с частотой 1500 Гц, и, естественно, каждый скачок имеет изменчивость, поэтому векторы для каждого скачка имеют разную длину.

Я пытался использовать различные функции суммирования и сглаживания в ggplots, но поскольку кривая или «петля» сильно отличаются от линейных и/или полиномиальных моделей, я не придумал, как это сделать. Я также пытался найти функции в других пакетах, решающие проблемы такого типа, но безуспешно.

Я надеюсь, что у кого-то могут быть идеи о том, как определить среднюю кривую для этого типа данных с помощью R (по сути, это очень неловко нарисованный круг). Я знаю, что это можно сделать в Matlab, но я бы предпочел найти решение на основе R. Это также стало чем-то вроде личного вызова.

Я предоставил образец представления того, как выглядит фрейм данных ниже. Очевидно, что фрейм данных ниже значительно меньше, чем фактические фреймы данных, но, тем не менее, он дает хорошее представление для разработки работоспособного решения.

Заранее спасибо за любые мысли или творческие решения!

Athlete Jump.Number      Displacement      Force
   1        1                 0              800
   1        1              -16.6667          400
   1        1              -33.3334           50
   1        1              -50.0001          400
   1        1              -66.6668          800
   1        1              -83.3335         1000
   1        1              -100.000         1600
   1        1                   -50         1400
   1        1                    62            0
   1        2                     0          802
   1        2                -18.75          479
   1        2                 -37.5           49
   1        2                -56.25          514
   1        2                   -75          900
   1        2                -93.75         1500
   1        2                   -40         1200
   1        2                    60            0
   1        3                     0          806
   1        3                -13.64          379
   1        3                -27.28           46
   1        3                -40.92          367
   1        3                -54.56          700
   1        3                 -68.2         1167
   1        3                -81.84         1400
   1        3                -95.48         1700
   1        3                  -100         2000
   1        3                   -40         1567
   1        3                    59            0
   2        1                     0          900
   2        1              -16.6667          500
   2        1              -33.3334           90
   2        1              -50.0001          500
   2        1              -66.6668          900
   2        1              -83.3335         1100
   2        1              -100.000         1700
   2        1                   -50         1500
   2        1                    62            0
   2        2                     0          902
   2        2                -18.75          579
   2        2                 -37.5          139
   2        2                -56.25          514
   2        2                   -75         1000
   2        2                -93.75         1600
   2        2                   -40         1300
   2        2                    60            0
   2        3                     0          906
   2        3                -13.64          479
   2        3                -27.28          116
   2        3                -40.92          467
   2        3                -54.56          800
   2        3                 -68.2         1267
   2        3                -81.84         1500
   2        3                -95.48         1800
   2        3                  -100         2100
   2        3                   -40         1667
   2        3                    59            0

person Matt Jordan    schedule 16.03.2018    source источник
comment
Может быть полезно - stackoverflow.com/questions/27169122/   -  person thelatemail    schedule 16.03.2018
comment
Я думаю, что аналитический метод для этого усреднения слишком расплывчатый, чтобы начинать беспокоиться о его программировании. Например, вы, вероятно, захотите рассматривать это как временной ряд, но ничто в данных не определяет какой-либо временной шаг. Кроме того, даже когда вы получаете кривую среднего, я не думаю, что очевидно, как вы обеспечиваете двумерный доверительный интервал вокруг этой кривой.   -  person r2evans    schedule 16.03.2018
comment
Я согласен с доверительным интервалом, но я думаю, что есть способ показать меру вариации. Что касается временной области, это точная проблема, поскольку временная область не является важным аспектом для этого типа сюжета. Важным аспектом является то, как создается сила во всем диапазоне движений, что влияет на такие процессы, как восстановление после травмы. Если бы это был анализ во временной области, все стандартные подходы были бы простыми.   -  person Matt Jordan    schedule 16.03.2018