【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及肌肉损伤分析，特别是涉及一种用于单兵训练后肌肉损伤分析系统及方法。
技术介绍
1、海军人员在平时的训练过程中，由于不科学的训练如大强度、高密度的训练等原因会出现肌肉损伤情况，若是不及时知晓肌肉损伤情况并施加干预措施，会导致肌肉损伤进一步加重，影响正常的生活和训练，甚至需要进行外科手术干预。
2、专利申请号为201910119807x、专利名称为肌肉损伤的评价方法的专利技术专利，设计了基于医疗数据来评价肌肉损伤情况的技术。专利号为2019101657687、专利名称为一种肌肉状态检测方法、装置及计算机可读存储介质的专利技术专利，设计了基于肌电信号来评估肌肉损伤情况的技术，但是此专利对采集到的肌电信号进行常规预处理后，就利用常规预处理后的肌电信号来评估肌肉损伤情况，此专利并未考虑到肌电信号为非正常肌电信号的情况该如何处理的情况。因此，本专利技术设计了一种结合姿态传感器和阵列式柔性肌电传感器并对采集的肌电信号分级处理的肌肉损伤分析技术。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的问题和不足，提供一种用于单兵训练后肌肉损伤分析系统及方法。
2、本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
3、本专利技术提供一种用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特点在于，其包括贴设于待分析单兵的待分析肢体上的信号采集组件和中央处理器，所述信号采集组件包括姿态传感器、阵列式柔性肌电传感器、控制器、wifi模块和语音发声器，所述阵列式柔性肌电传感器采用
4、所述中央处理器用于下发含有待分析肢体的目标肢体动作的目标个数的指令，所述控制器用于利用wifi模块接收该指令，并利用语音发声器发出待分析肢体需要做目标个数对应的目标肢体动作的信息；
5、所述姿态传感器用于实时采集待分析单兵的待分析肢体的姿态信息，所述阵列式柔性肌电传感器用于按照设定采集频率实时采集待分析单兵的待分析肢体的相应部位的肌电信号；
6、所述控制器用于基于接收到的姿态信息分析出待分析肢体的每个目标肢体动作，一个目标肢体动作作为一个分析单元窗，基于分析单元窗划分出该分析单元窗内阵列式柔性肌电传感器采集到的各个肌电采样点的肌电信号并利用wifi模块上传给中央处理器，并在目标个数达到后发出目标个数已到停止目标肢体动作的信息；
7、所述中央处理器用于对每个分析单元窗内的各个肌电采样点的肌电信号进行信号放大、滤波去噪处理，分析每个分析单元窗内各个肌电采样点经处理后的肌电信号是否具有非正常肌电信号，在分析出不具有非正常肌电信号时进行时域和频域分析以分别获得对应肌电时域特征和肌电频域特征；
8、所述中央处理器用于在分析出具有非正常肌电信号时，将具有非正常肌电信号对应的分析单元窗作为非正常分析单元窗，将所有肌电信号均为正常肌电信号对应的分析单元窗作为正常分析单元窗，统计非正常分析单元窗的个数和正常分析单元窗的个数，分析正常分析单元窗的个数是否≥设定样本数，在为是时仅仅对每一正常分析单元窗内各个肌电采样点的经处理后肌电信号进行时域和频域分析以分别获得对应肌电时域特征和肌电频域特征；
9、所述中央处理器用于在正常分析单元窗的个数＜设定样本数时，分析正常分析单元窗的个数是否＜最低样本数，在为是时向控制器重新发送该指令，在为否时分析最低样本数≤正常分析单元窗的个数＜设定样本数，分析非正常分析单元窗内非正常肌电信号可舍掉的非正常分析单元窗作为可舍后正常分析单元窗，分析是否正常分析单元窗的个数+可舍后正常分析单元窗的个数≥设定样本数，在为是时对可舍后正常分析单元窗内舍掉后的肌电信号和正常分析单元窗内的所有肌电信号进行时域和频域分析以分别获得对应肌电时域特征和肌电频域特征，在为否时分析除可舍后正常分析单元窗外的非正常分析单元窗内非正常肌电信号可纠正的非正常分析单元窗作为可纠后正常分析单元窗，分析是否正常分析单元窗的个数+可舍后正常分析单元窗的个数+可纠后正常分析单元窗的个数≥设定样本数，在为是时将每个可纠后正常分析单元窗内非正常肌电信号纠正为正常肌电信号，对可舍后正常分析单元窗内舍掉后的肌电信号、可纠后正常分析单元窗纠正后的肌电信号和正常分析单元窗内的肌电信号进行时域和频域分析以分别获得对应肌电时域特征和肌电频域特征，在为否时向控制器重新发送该指令，肌电时域特征包括多个肌电时域子特征，肌电频域特征包括多个肌电频域子特征；
10、所述中央处理器用于对每个提取出特征值的分析单元窗内各个肌电采样点对应的肌电时域子特征分别取平均值和肌电频域子特征分别取平均值，将每个分析单元窗内各个肌电时域子特征平均值和肌电频域子特征平均值作为一个输入样本，各个分析单元窗对应的输入样本按照先后时序关系输入至训练好的长短时记忆网络模型中以分析出待分析单兵的待分析肢体的肌肉损伤分析情况。
11、本专利技术还提供一种用于单兵训练后肌肉损伤分析方法，其特点在于，其利用上述肌肉损伤分析系统实现，其包括以下步骤：
12、s1、所述中央处理器下发含有待分析肢体的目标肢体动作的目标个数的指令，所述控制器利用wifi模块接收该指令，并利用语音发声器发出待分析肢体需要做目标个数对应的目标肢体动作的信息；
13、s2、所述姿态传感器实时采集待分析单兵的待分析肢体的姿态信息，所述阵列式柔性肌电传感器按照设定采集频率实时采集待分析单兵的待分析肢体的相应部位的肌电信号；
14、s3、所述控制器基于接收到的姿态信息分析出待分析肢体的每个目标肢体动作，一个目标肢体动作作为一个分析单元窗，基于分析单元窗划分出该分析单元窗内阵列式柔性肌电传感器采集到的各个肌电采样点的肌电信号并利用wifi模块上传给中央处理器，并在目标个数达到后发出目标个数已到停止目标肢体动作的信息；
15、s4、所述中央处理器对每个分析单元窗内的各个肌电采样点的肌电信号进行信号放大、滤波去噪处理，分析每个分析单元窗内各个肌电采样点经处理后的肌电信号是否具有非正常肌电信号，在分析出不具有非正常肌电信号时进行时域和频域分析以分别获得对应肌电时域特征和肌电频域特征；
16、s5、所述中央处理器在分析出具有非正常肌电信号时，将具有非正常肌电信号对应的分析单元窗作为非正常分析单元窗，将所有肌电信号均为正常肌电信号对应的分析单元窗作为正常分析单元窗，统计非正常分析单元窗的个数和正常分析单元窗的个数，分析正常分析单元窗的个数是否≥设定样本数，在为是时仅仅对每一正常分析单元窗内各个肌电采样点的经处理后肌电信号进行时域和频域分析以分别获得对应肌电时域特征和肌电频域特征；
17、s6、所述中央处理器在正常分析单元窗的个数＜设定样本数时，分析正常分析单元窗的个数是否＜最低样本数，在为是时向控制器重新发送该指令，在为否时分析最低样本数≤正常分析单元窗的个数＜设定样本数，分析非正常分析单元窗内非正常肌电信号可舍掉的非正常分析单元窗作为可舍后正常分析单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，其包括贴设于待分析单兵的待分析肢体上的信号采集组件和中央处理器，所述信号采集组件包括姿态传感器、阵列式柔性肌电传感器、控制器、WIFI模块和语音发声器，所述阵列式柔性肌电传感器采用m*n阵列肌电电极，每个所述肌电电极的肌电采样点之间的间距相等，m和n均为正整数；
2.如权利要求1所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，所述中央处理器用于分析非正常分析单元窗内存在非正常肌电信号出现在不同肌电采样点的同一采样时刻下的非正常分析单元窗作为可舍后正常分析单元窗，分析是否正常分析单元窗的个数+可舍后正常分析单元窗的个数≥设定样本数，在为是时将每一可舍后正常分析单元窗内此同一采样时刻下的肌电信号均舍掉、舍掉后的肌电信号均为正常肌电信号，对可舍后正常分析单元窗内不同肌电采样点的同一采样时刻下均为正常肌电信号和正常分析单元窗内的所有肌电信号进行时域和频域分析以分别获得对应肌电时域特征和肌电频域特征。
3.如权利要求1所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，所述中央处理器用于判断非正常分析单元窗内与非正
4.如权利要求3所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，所述中央处理器用于利用此可纠正正常分析单元窗内此非正常肌电信号所处的肌电采样点、横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点在同一采集时刻下的正常肌电信号，以横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点对应的各个采样时刻下的正常肌电信号为输入，以非正常肌电信号对应的肌电采样点对应的同一采样时刻下的正常肌电信号为输出，构建多项式函数，将与非正常肌电信号处于同一采样时刻下的横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点对应的正常肌电信号输入至构建好的多项式函数关系中以输出一个肌电信号，此输出的肌电信号用于替换掉对应的非正常肌电信号。
5.如权利要求1所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，所述肌肉损伤分析情况包括无肌肉损伤分析情况、轻级肌肉损伤分析情况、中级肌肉损伤分析情况和重级肌肉损伤分析情况。
6.一种用于单兵训练后肌肉损伤分析方法，其特征在于，其利用如权利要求1所述的肌肉损伤分析系统实现，其包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析方法，其特征在于，在步骤S6中，所述中央处理器分析非正常分析单元窗内存在非正常肌电信号出现在不同肌电采样点的同一采样时刻下的非正常分析单元窗作为可舍后正常分析单元窗，分析是否正常分析单元窗的个数+可舍后正常分析单元窗的个数≥设定样本数，在为是时将每一可舍后正常分析单元窗内此同一采样时刻下的肌电信号均舍掉、舍掉后的肌电信号均为正常肌电信号，对可舍后正常分析单元窗内不同肌电采样点的同一采样时刻下均为正常肌电信号和正常分析单元窗内的所有肌电信号进行时域和频域分析以分别获得对应肌电时域特征和肌电频域特征。
8.如权利要求7所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析方法，其特征在于，在步骤S6中，所述中央处理器判断非正常分析单元窗内与非正常肌电信号所处的肌电采样点横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点在同一采样时刻下的肌电信号是否均为正常肌电信号，在为是时则判定出此非正常分析单元窗内此非正常肌电信号可纠正，在为否时则判定出此非正常分析单元窗内此非正常肌电信号不可矫正。
9.如权利要求8所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析方法，其特征在于，在步骤S6中，所述中央处理器利用此可纠正正常分析单元窗内此非正常肌电信号所处的肌电采样点、横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点在同一采集时刻下的正常肌电信号，以横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点对应的各个采样时刻下的正常肌电信号为输入，以非正常肌电信号对应的肌电采样点对应的同一采样时刻下的正常肌电信号为输出，构建多项式函数，将与非正常肌电信号处于同一采样时刻下的横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点对应的正常肌电信号输入至构建好的多项式函数关系中以输出一个肌电信号，此输出的肌电信号用于替换掉对应的非正常肌电信号。
10.如权利要求6所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析方法，其特征在于，在步骤S7中，所述肌肉损伤分析情况包括无肌肉损伤分析情况、轻级肌肉损伤分析情况、中级肌肉损伤分析情况和重级肌肉损伤分析情况。
...【技术特征摘要】
1.一种用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，其包括贴设于待分析单兵的待分析肢体上的信号采集组件和中央处理器，所述信号采集组件包括姿态传感器、阵列式柔性肌电传感器、控制器、wifi模块和语音发声器，所述阵列式柔性肌电传感器采用m*n阵列肌电电极，每个所述肌电电极的肌电采样点之间的间距相等，m和n均为正整数；
2.如权利要求1所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，所述中央处理器用于分析非正常分析单元窗内存在非正常肌电信号出现在不同肌电采样点的同一采样时刻下的非正常分析单元窗作为可舍后正常分析单元窗，分析是否正常分析单元窗的个数+可舍后正常分析单元窗的个数≥设定样本数，在为是时将每一可舍后正常分析单元窗内此同一采样时刻下的肌电信号均舍掉、舍掉后的肌电信号均为正常肌电信号，对可舍后正常分析单元窗内不同肌电采样点的同一采样时刻下均为正常肌电信号和正常分析单元窗内的所有肌电信号进行时域和频域分析以分别获得对应肌电时域特征和肌电频域特征。
3.如权利要求1所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，所述中央处理器用于判断非正常分析单元窗内与非正常肌电信号所处的肌电采样点横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点在同一采样时刻下的肌电信号是否均为正常肌电信号，在为是时则判定出此非正常分析单元窗内此非正常肌电信号可纠正，在为否时则判定出此非正常分析单元窗内此非正常肌电信号不可矫正。
4.如权利要求3所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，所述中央处理器用于利用此可纠正正常分析单元窗内此非正常肌电信号所处的肌电采样点、横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点在同一采集时刻下的正常肌电信号，以横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点对应的各个采样时刻下的正常肌电信号为输入，以非正常肌电信号对应的肌电采样点对应的同一采样时刻下的正常肌电信号为输出，构建多项式函数，将与非正常肌电信号处于同一采样时刻下的横向相邻的肌电采样点和纵向相邻的肌电采样点对应的正常肌电信号输入至构建好的多项式函数关系中以输出一个肌电信号，此输出的肌电信号用于替换掉对应的非正常肌电信号。
5.如权利要求1所述的用于单兵训练后肌肉损伤分析系统，其特征在于，所述肌肉损伤分析情况包括无肌肉损伤分析情...
【专利技术属性】
技术研发人员：满真真，骆星九，邵壮超，牛振，李雅琼，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军特色医学中心，
类型：发明
国别省市：
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