[发明专利]一种运动训练评估方法及装置

权利要求书

1.一种运动训练评估方法，其特征在于，包括：

脑-机接口系统利用虚拟现实中的触觉仿真与交互反馈的方式，建立三维运动训练场景；

通过检测和分析受试者在所述三维运动训练场景中进行运动训练时的脑电信号变化，从而对交互系统中的触觉反馈进行定量化评估，包括：在三维虚拟运动训练场景中，采集受试者执行有触觉反馈和无触觉反馈的运动训练任务时大脑感觉运动感觉区域产生的脑电信号数据；根据所述脑电信号数据，对交互系统中的视/触觉反馈进行定量化评估，包括：建立脑电信号时频特征模型，所述脑电信号时频特征模型，具体为：其中，ERSP为脑电信号时频特征，F_k(f,t)表示在给定频率f和时间t相对于事件前基线的单个运动训练任务k的频谱估计，n为运动训练任务k的执行次数；利用预建的脑电信号时频特征生成模型以及受试者执行有触觉反馈的运动训练任务时产生的脑电信号数据，生成有触觉反馈的脑电信号时频特征；利用预建的脑电信号时频特征生成模型以及受试者执行无触觉反馈的运动训练任务时产生的脑电信号数据，生成无触觉反馈的脑电信号时频特征；

统计所述有触觉反馈的脑电信号时频特征、所述无触觉反馈的脑电信号时频特征，并统计两者之间的差异；评估在三维虚拟运动训练场景中设置不同的视/触觉反馈对所述受试者训练效果的影响。

2.如权利要求1所述的运动训练评估方法，其特征在于，所述利用虚拟现实中的触觉仿真与交互反馈的方式，建立三维运动训练场景，具体为：

设置白球对应触觉设备中触笔的当前位置，设置黑球对应移动控制的目标位置，设置灰球对应触笔移动过程中的跟踪点位置，以在三维虚拟运动训练场景中融合实时的视觉反馈；

监控所述触笔沿着管道的中心线在牵引力的作用下跟踪灰球的操作，若所述牵引力反馈所述触笔的当前位置偏离中心线并超出管道范围，则将产生引导力将白球拉回到中心线，同时管道的颜色发生改变，以在三维虚拟运动训练场景中融合实时的触觉反馈。

3.一种运动训练评估装置，其特征在于，包括：

融合模块，用于利用虚拟现实中的触觉仿真与交互反馈的方式，建立三维运动训练场景；

评估模块，用于通过检测和分析受试者在所述三维运动训练场景中进行运动训练时的脑电信号变化，从而对交互系统中的触觉反馈进行定量化评估，采集单元，用于在三维虚拟运动训练场景中，采集受试者执行有触觉反馈和无触觉反馈的运动训练任务时大脑感觉运动感觉区域产生的脑电信号数据；评估单元，用于根据所述脑电信号数据，对交互系统中的视/触觉反馈进行定量化评估，包括：触觉反馈评估单元，用于利用预建的脑电信号时频特征生成模型以及受试者执行有触觉反馈的运动训练任务时产生的脑电信号数据，生成有触觉反馈的脑电信号时频特征；无触觉反馈评估单元，用于利用预建的脑电信号时频特征生成模型以及受试者执行无触觉反馈的运动训练任务时产生的脑电信号数据，生成无触觉反馈的脑电信号时频特征；统计所述有触觉反馈的脑电信号时频特征、所述无触觉反馈的脑电信号时频特征，并统计两者之间的差异；评估在三维虚拟运动训练场景中设置不同的视/触觉反馈对所述受试者训练效果的影响；

脑电信号时频特征模型建立模块，用于建立脑电信号时频特征模型，

所述脑电信号时频特征模型，具体为：

其中，ERSP为脑电信号时频特征，F_k(f,t)表示在给定频率f和时间t相对于事件前基线的单个运动训练任务k的频谱估计，n为运动训练任务k的执行次数。

4.如权利要求3所述的运动训练评估装置，其特征在于，所述融合模块，包括：

视觉反馈融合单元，用于设置白球对应触觉设备中触笔的当前位置，设置黑球对应移动控制的目标位置，设置灰球对应触笔移动过程中的跟踪点位置，以在三维虚拟运动训练场景中融合实时的视觉反馈；

触觉反馈融合单元，用于监控所述触笔沿着管道的中心线在牵引力的作用下跟踪灰球的操作，若所述牵引力反馈所述触笔的当前位置偏离中心线并超出管道范围，则将产生引导力将白球拉回到中心线，同时管道的颜色发生改变，以在三维虚拟运动训练场景中融合实时的触觉反馈。