[發明專利]一種評價人體運動協調性的方法

有效

• 申請號: 201710362928.8
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN108937847B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 賈凡;安健;楊梅;張玨;方競
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/11
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 賈曉玲

本發明公開了一種評價人體運動協調性的方法，該方法根據不同人體部位的加速度信號的時序序列進行相空間重構并完成去噪處理后，再根據任意一個相空間的局部流形特征結構對其他相空間分別進行預測，得到人體部位彼此的協調性指數；最終構建形成人體運動協調性矩陣，并將運動協調性矩陣的跡作為人體的運動協調性指標；并將該人體的運動協調性指標結果通過與數據庫不同人體的結果進行比對匹配，輸出該人體不同部位之間的運動協調性水平以及整體運動協調性水平。本發明解決無法客觀量化人體在運動過程中人體不同區域協調程度的問題，進而彌補目前人體協調性客觀量化的空白。

技術領域

本發明涉及一種評價人體運動協調性的方法。

背景技術

隨著數字健康戰略的普及，人們對日常運動數據關注越來越多，這些數據能夠讓人們了解到在運動過程中自身的運動狀態。其中，人體協調性評價意義重大，一方面這種評價能夠從系統角度反映人體運動自適應能力，另一方面也能為大眾日常鍛煉提供靶向目標。

人體運動過程中協調性指的是在特定運動過程中，通過分析人體不同區域的運動狀態，獲得不同區域的配合程度。然而，由于人體協調性是一個全新的概念，國內外在人體運動評價協調性尚無明確客觀量化標準。目前，人體調性評價方法主要采用主觀評價方法和動態平衡學評價方法進行評估。主觀評價方法根據受試者的身體四肢在運動過程中的狀態來判斷的，主要通過專家用量表的形式來進行，但其評分標準不易統一、且易受主觀因素的影響，無法對協調性進行客觀評定。動態平衡學評價方法根據人體總體運動的統計學指標間接反映出協調程度，無法直接反映人體在運動過程中不同區域協調程度。

發明內容

本發明的目的是解決無法客觀量化人體在運動過程中人體不同區域協調程度的問題，進而彌補目前人體協調性客觀量化的空白。

為達到上述目的，本發明提供一種基于相空間分析的評價人體運動協調性的方法，能夠對人體四肢、腰腹部區域和上軀干進行耦合度分析，并輸出評價人體運動協調性結果，該方法的步驟包括：

步驟1：獲得人體運動姿態信號，并對其進行預處理。人體姿態信號采集模塊負責實時記錄人體在運動過程中佩戴在左、右手腕，左、右腳踝、頸部以及腰腹部的加速度信號，形成6路時間序列S_i(i＝1,2,…,6)；

步驟2：信號預處理模塊將記錄得到的各路加速度信號進行相空間重構并完成去噪處理，得到人體在運動過程中6個部位的加速度信號所對應的6個高維相空間吸引子A_i(i＝1,2,…,6)；

步驟3：時序序列進行相空間并進行個體運動的肢體協調性分析。運動協調性指標分析模塊是對任意一個相空間A_i的局部流形特征結構對其他相空間A_j(i≠j)分別進行預測得到A_ij，進一步通過A_ij和A_j相空間對應的時間序列之間的相關系數C_ij得到人體部位彼此的協調性指數；最終構建形成人體運動協調性矩陣C＝{C_ij}，并將運動協調性矩陣C的跡作為人體的運動協調性指標；

步驟4：對輸入的運動數據進行總體協調性評價，并輸出人體不同區域的協調性結果。將人體的運動協調性指標結果通過與數據庫不同人體的結果進行比對匹配，輸出該人體不同部位之間的運動協調性水平以及整體運動協調性水平。

有益效果：

本發明首先根據不同人體部位的加速度信號的時序序列進行相空間重構并完成去噪處理然后，根據任意一個相空間的局部流形特征結構對其他相空間分別進行預測得到人體部位彼此的協調性指數；最終構建形成人體運動協調性矩陣，將運動協調性矩陣的跡作為人體的整體運動協調性指標，并將該人體的運動協調性指標結果通過與數據庫不同人體的結果進行比對匹配，輸出該人體不同部位之間的運動協調性水平以及整體運動協調性水平。本發明具有以下優點：