[发明专利]一种基于共同收缩率的动作识别系统及方法

权利要求书

1.一种基于共同收缩率的动作识别系统，其特征在于，所述动作识别系统包括：

获取装置，用于获取运动过程中运动肌肉释放的生理肌电信号；

滤波器，用于采用滤波算法对所述生理肌电信号进行预处理；

处理器，用于通过平均肌电算法从预处理后的生理肌电信号中提取所述运动肌肉的共同收缩率；

所述处理器，还用于根据所述共同收缩率进行特征识别以识别所述运动肌肉对应的动作；

所述处理器具体用于：

通过平均肌电算法从生理肌电信号中提取所述运动肌肉的拮抗肌的肌电值与主动肌的肌电值；

根据所述拮抗肌的肌电值与主动肌的肌电值计算共同收缩率，计算公式包括：

其中，CCR为共同收缩率，AEMG_拮抗肌为拮抗肌的肌电值，AEMG_主动肌为主动肌的肌电值；

所述拮抗肌的肌电值与主动肌的肌电值分别为拮抗肌的平均肌电值与主动肌的平均肌电值，所述处理器采用的计算公式包括：

其中，n为大于0的自然数，|data[i]|为第i次拮抗肌的肌电值，|data[j]|或第j次主动肌的肌电值。

2.根据权利要求1所述的动作识别系统，其特征在于，所述获取装置具体用于：

获取运动过程中运动肌肉释放的拮抗肌的肌电值与主动肌的肌电值。

3.根据权利要求2所述的动作识别系统，其特征在于，所述获取装置具体用于：

当进行前倾运动时，获取的主动肌包括：左、右侧腹外斜肌，腹内斜肌/腹横肌，获取的拮抗肌包括：左、右侧竖脊肌/多裂肌；

当进行后仰运动时，获取的主动肌包括：左、右侧竖脊肌/多裂肌，获取的拮抗肌包括：左、右侧腹外斜肌，腹内斜肌/腹横肌；

当进行左倾运动时，获取的主动肌包括：左侧竖脊肌/多裂肌，腹外斜肌，腹内斜肌/腹横肌，获取的拮抗肌包括：右侧竖脊肌/多裂肌，腹外斜肌，腹内斜肌/腹横肌；

当进行右倾运动时，获取的主动肌包括：右侧竖脊肌/多裂肌，腹外斜肌，腹内斜肌/腹横肌，获取的拮抗肌包括：左侧竖脊肌/多裂肌，腹外斜肌，腹内斜肌/腹横肌。

4.根据权利要求3所述的动作识别系统，其特征在于，所述处理器根据所述共同收缩率进行特征识别以识别所述运动肌肉对应的动作，具体包括：

当所述共同收缩率约等于0.2986时，识别所述运动肌肉对应的动作为前倾运动；

当所述共同收缩率约等于0.7219时，识别所述运动肌肉对应的动作为后仰运动；

当所述共同收缩率约等于0.5255时，识别所述运动肌肉对应的动作为左倾运动；

当所述共同收缩率约等于0.4723时，识别所述运动肌肉对应的动作为右倾运动；

其中，若识别为前倾运动，则包括特征：主动肌收缩水平显著大于后仰运动、左倾运动和右倾运动的主动肌收缩水平，并且大于自身的拮抗肌收缩水平；若识别为后仰运动，则包括特征：主动肌收缩水平显著小于拮抗肌收缩水平；若识别为左倾运动或右倾运动，则包括特征：主动肌和拮抗肌收缩水平基本一致。

5.根据权利要求2所述的动作识别系统，其特征在于，所述获取装置，具体用于：

获取符合年龄、身高和体重指标的标准对象的腰椎肌肉群在进行标准动作时的拮抗肌的肌电值与主动肌的肌电值。

6.根据权利要求5所述的动作识别系统，其特征在于，所述获取装置获取符合年龄、身高和体重指标的标准对象的腰椎肌肉群的拮抗肌的肌电值与主动肌的肌电值，具体包括：

采用一次性电极片沿肌肉纤维方向粘贴于所述标准对象的腰部竖脊肌/多裂肌，腹外斜肌，和腹内斜肌/腹横肌的腰椎肌肉群上。

7.根据权利要求1所述的动作识别系统，其特征在于，所述滤波器采用35～500Hz的带通滤波器，用于去除供电电压220伏对应的50Hz工频信号干扰噪音，以及去除心电信号0.25～35Hz频段干扰噪音。

8.一种基于共同收缩率的动作识别方法，其特征在于，所述动作识别方法包括：

获取运动过程中运动肌肉释放的生理肌电信号；

采用滤波算法对所述生理肌电信号进行预处理；

通过平均肌电算法从预处理后的生理肌电信号中提取所述运动肌肉的共同收缩率；

根据所述共同收缩率进行特征识别以识别所述运动肌肉对应的动作；

所述通过平均肌电算法从预处理后的生理肌电信号中提取所述运动肌肉的共同收缩率，具体包括：

通过平均肌电算法从生理肌电信号中提取所述运动肌肉的拮抗肌的肌电值与主动肌的肌电值；

根据所述拮抗肌的肌电值与主动肌的肌电值计算共同收缩率，计算公式包括：

其中，CCR为共同收缩率，AEMG_拮抗肌为拮抗肌的肌电值，AEMG_主动肌为主动肌的肌电值；

所述拮抗肌的肌电值与主动肌的肌电值分别为拮抗肌的平均肌电值与主动肌的平均肌电值，计算公式包括：

其中，n为大于0的自然数，|data[i]|为第i次拮抗肌的肌电值，|data[j]|或第j次主动肌的肌电值。