臂的運(yùn)動(dòng)軌跡,以及由前臂帶動(dòng)的手指的運(yùn)動(dòng)軌跡。運(yùn)動(dòng)軌跡包括一個(gè)完整的投籃動(dòng)作中,上臂與前臂在投籃前、投籃中、投籃后的動(dòng)作姿勢(shì)、相對(duì)位置以及手臂和身體的夾角。由于投籃動(dòng)作從起始至結(jié)束,從抬手開始,直至籃球脫離手指后的手指、手腕與手臂的動(dòng)作,均會(huì)影響投籃質(zhì)量,因此,需要全程完整地檢測(cè)上臂與前臂在整個(gè)完整的投籃動(dòng)作中的狀態(tài)。
[0025]由于單獨(dú)存在的表面肌電信號(hào)并不能直接反應(yīng)投籃動(dòng)作的正確與否,因此,SEMG傳感器檢測(cè)到表面肌電信號(hào)后,與預(yù)設(shè)的肌電流信號(hào)參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,分析得出投籃時(shí)手臂與手指相關(guān)肌肉的發(fā)力大小、發(fā)力先后順序、手指使用情況。
[0026]為了得到更精確的檢測(cè)數(shù)據(jù),表面肌電信號(hào)與預(yù)設(shè)的肌電流信號(hào)參考電壓進(jìn)行對(duì)比前,對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化降噪,防止不必要的雜音也進(jìn)行分析,得到誤差較大的結(jié)果。本發(fā)明中,對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化降噪包括:對(duì)采集的表面肌電信號(hào)經(jīng)帶通濾波器得到選定的頻率范圍,然后再經(jīng)陷波濾波器過濾噪音頻率段,得到優(yōu)選信號(hào)。
[0027]表面肌電信號(hào)表示的是肌肉在發(fā)力時(shí)產(chǎn)生的微電流,呈離散狀態(tài),不能直接反映投籃動(dòng)作的完整與連貫性。因此,本發(fā)明分析得出優(yōu)選信號(hào)的時(shí)域分布,進(jìn)而得到每個(gè)表面肌電信號(hào)的時(shí)間分布,進(jìn)而獲得每個(gè)肌肉的發(fā)力先后順序;再通過肌電流信號(hào)分析模組使用傅里葉轉(zhuǎn)換方法得出優(yōu)選信號(hào)的頻域分布后,進(jìn)行頻域平均分析,再與預(yù)設(shè)的肌電流信號(hào)參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,得到投籃時(shí)手臂與手指相關(guān)肌肉的發(fā)力大小、發(fā)力先后順序、手指使用情況。最后,通過肌肉發(fā)力大小與肌肉發(fā)力先后順序,識(shí)別出一個(gè)完整的投籃動(dòng)作的手臂與手指的發(fā)力與肌肉運(yùn)用是否正確。
[0028]由于表面肌電信號(hào)的微電流較小,不便于直接進(jìn)行處理,為了達(dá)到更優(yōu)的優(yōu)化效果,表面肌電信號(hào)在進(jìn)入帶通濾波器之前先進(jìn)行一次放大,經(jīng)陷波濾波器輸出后進(jìn)行二次放大。
[0029]如圖1所示,本實(shí)施例中,SEMG傳感器采集到表面肌電信號(hào)后,經(jīng)放大器進(jìn)行一次放大后,經(jīng)帶通濾波器(band-pass filter)將表面肌電信號(hào)進(jìn)行過濾,得到選定的頻率范圍,其分布在20Hz到200Hz之間,再通過陷波濾波器(notch filter)濾除頻率55Hz到65Hz的信號(hào),得到優(yōu)選信號(hào)。因?yàn)?0Hz的信號(hào)夾帶著電線與環(huán)境的雜音,將影響最終的分析結(jié)果。優(yōu)選信號(hào)再經(jīng)放大器進(jìn)行二次放大,然后通過ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,得到數(shù)字信號(hào)。然后對(duì)所得的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析,得到時(shí)域分布,通過傅里葉變換算法得出頻域分布,即對(duì)每個(gè)SEMG傳感器采集到的表面肌電信號(hào)進(jìn)行處理提取特征值,再跟預(yù)設(shè)的肌電流信號(hào)參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),進(jìn)而識(shí)別出對(duì)應(yīng)的手臂、手指動(dòng)作。運(yùn)動(dòng)位置傳感器(如九軸傳感器)采集手臂三維方向的信號(hào),通過三維方向的信號(hào)分析判斷手臂姿勢(shì)。
[0030]上述實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明,而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定。只要是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì),對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、變型等都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,在每一次完整的投籃動(dòng)作過程中,通過SEMG傳感器檢測(cè)手臂肌肉的表面肌電信號(hào),通過運(yùn)動(dòng)位置傳感器檢測(cè)手臂的運(yùn)動(dòng)軌跡;通過分析采集的表面肌電信號(hào)得到投籃時(shí)手臂與手指相關(guān)肌肉的發(fā)力大小、發(fā)力先后順序、手指使用情況,并結(jié)合采集的手臂的運(yùn)動(dòng)軌跡,得出一個(gè)完整的投籃動(dòng)作的投籃動(dòng)作采樣數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,SEMG傳感器檢測(cè)到表面肌電信號(hào)后,與預(yù)設(shè)的肌電流信號(hào)參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,分析投籃時(shí)手臂與手指相關(guān)肌肉的發(fā)力大小、發(fā)力先后順序、手指使用情況。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,表面肌電信號(hào)與預(yù)設(shè)的肌電流信號(hào)參考電壓進(jìn)行對(duì)比前,對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化降噪。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化降噪包括:對(duì)采集的表面肌電信號(hào)經(jīng)帶通濾波器得到選定的頻率范圍,然后再經(jīng)陷波濾波器過濾噪音頻率段,得到優(yōu)選信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,分析得出優(yōu)選信號(hào)的時(shí)域分布,進(jìn)而得到每個(gè)表面肌電信號(hào)的時(shí)間分布,進(jìn)而獲得每個(gè)肌肉的發(fā)力先后順序;再通過肌電流信號(hào)分析模組使用傅里葉轉(zhuǎn)換方法得出優(yōu)選信號(hào)的頻域分布后,進(jìn)行頻域平均分析,再與預(yù)設(shè)的肌電流信號(hào)參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,得到表面肌電信號(hào)表示的肌肉發(fā)力大小。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,通過肌肉發(fā)力大小與肌肉發(fā)力先后順序,識(shí)別出一個(gè)完整的投籃動(dòng)作的手臂與手指的肌肉發(fā)力與肌肉運(yùn)用是否正確。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,表面肌電信號(hào)在進(jìn)入帶通濾波器之前,與經(jīng)陷波濾波器輸出后均進(jìn)行放大,經(jīng)陷波濾波器放大后的表面肌電信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,運(yùn)動(dòng)位置傳感器檢測(cè)上臂與前臂的運(yùn)動(dòng)軌跡,進(jìn)而判斷手臂的姿勢(shì)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,運(yùn)動(dòng)軌跡包括一個(gè)完整的投籃動(dòng)作中,上臂與前臂在投籃前、投籃中、投籃后的動(dòng)作姿勢(shì)、相對(duì)位置以及上臂與前臂的夾角。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,其特征在于,SEMG傳感器檢測(cè)上臂、前臂與手指參與投籃動(dòng)作的肌肉的表面肌電信號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種檢測(cè)投籃時(shí)手臂的SEMG與動(dòng)作軌跡的方法,在每一次完整的投籃動(dòng)作過程中,通過SEMG傳感器檢測(cè)手臂肌肉的表面肌電信號(hào),通過運(yùn)動(dòng)位置傳感器檢測(cè)手臂的運(yùn)動(dòng)軌跡;通過分析采集的表面肌電信號(hào)得到投籃時(shí)手臂與手指相關(guān)肌肉的發(fā)力大小、發(fā)力先后順序、手指使用情況,并結(jié)合采集的手臂的運(yùn)動(dòng)軌跡,得出一個(gè)完整的投籃動(dòng)作的投籃動(dòng)作采樣數(shù)據(jù)。本發(fā)明所述的方法中,投籃動(dòng)作采樣數(shù)據(jù)真實(shí)地反映球員投籃過程中的動(dòng)作要領(lǐng)對(duì)應(yīng)的肌肉相關(guān)信息,可用于對(duì)球員的投籃動(dòng)作及肌肉使用情況進(jìn)行分析與建議,從人體的生理上進(jìn)行投籃的訓(xùn)練,針對(duì)性強(qiáng),檢測(cè)結(jié)果可用于直觀地觀察,有助于快速糾正動(dòng)作要領(lǐng),訓(xùn)練成果與效率均有極大的提高。
【IPC分類】A61B5/22, A63B71/06, G01P13/02
【公開號(hào)】CN105181998
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510472691
【發(fā)明人】吳建成
【申請(qǐng)人】廈門市簡(jiǎn)極科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年8月3日