[发明专利]基于RSVP与电刺激手套的射击运动员反应训练系统及方法

权利要求书

1.一种基于RSVP与电刺激手套的射击运动员反应训练系统，其特征在于，其包括上位机组件和下位机组件，所述上位机组件和所述下位机组件通信连接；

所述上位机组件包括脑电采集单元、信号处理单元及反应训练单元；所述脑电采集单元包括脑电帽、脑电信号放大器及脑电信号采集软件；所述脑电帽佩戴于射击运动员头部；所述脑电信号放大器设置于脑电帽上；所述脑电信号采集软件、信号处理单元及反应训练单元均设置在主控计算机上；所述脑电信号放大器与脑电帽电连接，所述脑电信号放大器与主控计算机通信连接；脑电信号采集软件根据快速序列视觉呈现RSVP实验标准采集射击运动员所有通道的脑电信号，得到RSVP图像集；所述信号处理单元包括预处理模块、特征提取模块及分类识别模块；所述反应训练单元用于通过射击运动员脑电信号经过预处理之后提取的特征结果、提取特征的分类识别的结果和手部弯曲角度信息对射击运动员的训练效果做出评估；

所述下位机组件包括微控制单元MCU、电刺激发生器及电刺激手套；所述电刺激手套包括手套主体、电极贴片与手部弯曲角度传感器；所述微控制单元MCU安装在所述电刺激手套手背内侧，所述电刺激发生器、所述电极贴片与所述手部弯曲角度传感器安装在所述电刺激手套食指上；所述微控制单元MCU与电刺激发生器电连接，所述电刺激发生器与电极贴片电连接。

2.根据权利要求1所述的基于RSVP与电刺激手套的射击运动员反应训练系统，其特征在于，所述脑电信号放大器设置于所述脑电帽尾端的凹槽处。

3.根据权利要求1所述的基于RSVP与电刺激手套的射击运动员反应训练系统，其特征在于，所述通信连接通过蓝牙完成。

4.根据权利要求1所述的基于RSVP与电刺激手套的射击运动员反应训练系统，其特征在于，所述脑电帽采集的脑电信号为弱小目标识别产生的脑电信号。

5.一种使用权利要求1所述系统的射击运动员反应训练方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、进行训练前准备工作；

射击运动员佩戴脑电帽，将脑电信号放大器、电刺激手套分别通过蓝牙与主控计算机相连；

步骤2、射击运动员开始射击，脑电信号采集软件根据快速序列视觉呈现RSVP实验标准采集射击运动员所有通道的脑电信号，得到RSVP图像集；

步骤3、对采集到的脑电信号RSVP图像集进行预处理；

步骤4、对预处理后的脑电信号进行特征提取，并发送到反应训练单元；

步骤5、利用SVM算法对脑电信号提取后的特征进行分类识别，得到SVM识别结果并传输到微控制单元MCU及反应训练单元；

步骤6、MCU接收到数据后，发送刺激指令给电刺激发生器，电刺激发生器控制电极贴片产生电刺激，射击运动员受到电刺激之后，做出射击动作，手部弯曲角度传感器采集射击运动员的手部运动信息并发送到反应训练单元；

步骤7：反应训练单元根据射击运动员的脑电信号提取的特征、SVM识别结果、手部弯曲角度信息指标建立射击运动员反应训练模型：

其中，t为时间；M_t为任意t时刻目标特征的值，N_t为任意t时刻非目标特征的值，M_t的绝对值与N_t的绝对值的差值的绝对值越大证明脑电特征越明显；SVM_t为t时刻SVM识别结果，当SVM_t＝1时，射击运动员识别到正确目标；SWQ_t为t时刻手指弯曲角度信息,当SWQ_t＝1时，射击运动员有射击动作；

步骤8：根据建立的射击运动员反应训练模型，对射击运动员的训练效果做出评估，进行训练；

若任意t时刻反应训练模型中特征明显、射击运动员识别到正确目标且进行了射击动作，则评估射击运动员训练效果较好，能够停止训练，否则评估训练效果不达标需继续进行训练。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤2中快速序列视觉呈现RSVP实验标准为脑电采样频率为1000Hz，脑电采集实验格式为RSVP实验，采集通道为64全通道，图像呈现速率为1秒钟10张。