【技术实现步骤摘要】
本申请涉及肌肉力量评估，更具体地说，它涉及一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、每条肌纤维横截面积之和为肌肉的生理横截面积。肌肉的横截面积表明了肌肉中肌纤维的数量和肌纤维的粗细，因而可以反映肌肉的发达程度。单位生理横截面积所能产生的最大肌力称为绝对肌力；肌肉的横截面积越大，肌肉收缩所产生的力量也越大。由于直接测量人体肌肉的生理横断面积较为困难，而身体某一部位的净围度与该部位肌肉的生理横断面积成正相关，因此通过测量身体某部位的净围度，可间接了解该部位肌肉的生理横断面积大小，进而利用人工智能的算法评估肌肉力量的大小。
2、肌肉力量不均衡会造成运动损伤倍增等多种不良后果，包括关节疼痛、人体力线失衡等问题。首先，肌肉不平衡会导致力量作用于关节，使关节保持在不正常的范围内活动，造成肌肉或软组织出现继发性挛缩，阻止关节回到正常的解剖位置，进而产生关节疼痛。此外，还会导致一侧肌肉因使用频繁而过度紧张，另一侧肌肉因缺乏使用而动员不足，造成人体力线失衡，向肌肉发达的一侧偏移，提高了运动损伤发生的风险。此外，习惯姿势和优势侧等因素，会导致部分肌肉过度代偿工作，会出现肌肉力量不均衡。综上所述，及时精准地评估肌肉力量，对避免运动损伤风险发生和改善人体力线是至关重要的。
3、现有技术中已经将光纤或光栅应用于肌肉生理参数的测量中，然而大多是基于光强度检测，这会引入光源波动带来的误差，导致无法准确预测肌肉力量的变化，进而无法准确的评估出在力量训练过程中是否存在肌力不均衡的情况。
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1、本申请的目的是提供一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法、装置、设备及介质，解决了现有技术对于肌肉力量的评估不准确的问题。
2、本申请的第一方面，提供了一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，方法包括：
3、在检测到绑缚肌肉区域的光纤光栅被拉长时，确定光纤光栅的周期变化量；
4、依据光纤光栅的周期变化量和光纤光栅对自由空间中心波长的折射率，计算出反射光谱的中心波长的平移变化量；
5、获取光纤光栅反射回来的入射光在自由空间中的中心波长和光纤光栅的周期，依据中心波长的平移变化量、入射光在自由空间中的中心波长和光纤光栅的周期，计算出肌肉围度的变化量；
6、将肌肉围度的变化量输入至预先训练好的肌肉力量预测模型中，预测出肌肉区域的力量评估结果。
7、在本申请的第一方面的一种实现方式中，计算光纤光栅中心波长的平移变化量的计算式为：δλb＝2neffδλ，其中，δλ表示光纤光栅的周期变化量，neff表示光纤光栅中心波长的折射率，δλb表示光纤光栅中心波长的平移变化量。
8、在本申请的第一方面的一种实现方式中，计算肌肉围度的变化量的计算式为：其中，λ表示光纤光栅的周期，λb表示光纤布拉格光栅反射回来的入射光在自由空间中的中心波长。
9、在本申请的第一方面的一种实现方式中，所述肌肉力量预测模型为支持向量回归模型。
10、在本申请的第一方面的一种实现方式中，采用肌肉围度的变化量和极限最大力量作为数据标签对所述支持向量回归模型的训练，获得训练完成的肌肉力量预测模型。
11、在本申请的第一方面的一种实现方式中，所述支持向量回归模型的核函数选择径向基函数，并优化支持向量回归模型的参数；其中，参数包括惩罚系数、核函数参数、训练次数、学习率和误差容忍度。
12、在本申请的第一方面的一种实现方式中，采用网格搜索法确定核函数参数的最优值，以控制核函数的宽度；
13、采用自适应算法调整所述学习率，以优化训练过程中的收敛速度，同时采用自适应衰减权重算法调整权重。
14、本申请的第二方面，提供了一种基于光栅光纤的肌肉力量评估装置，装置包括：
15、周期变化量确定模块，用于在检测到绑缚肌肉区域的光纤光栅被拉长时，确定光纤光栅的周期变化量；
16、平移变换量确定模块，用于依据光纤光栅的周期变化量和光纤光栅对自由空间中心波长的折射率，计算出反射光谱的中心波长的平移变化量；
17、围度变化量确定模块，用于获取光纤光栅反射回来的入射光在自由空间中的中心波长和光纤光栅的周期，依据中心波长的平移变化量、入射光在自由空间中的中心波长和光纤光栅的周期，计算出肌肉围度的变化量；
18、肌肉力量评估模块，用于将肌肉围度的变化量输入至预先训练好的肌肉力量预测模型中，预测出肌肉区域的力量评估结果。
19、本申请的第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如本申请的第一方面提供的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法的步骤。
20、本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被处理器执行时，实现如本申请的第一方面提供的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法的步骤。
21、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
22、在本申请提供的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法中，首先结合力量训练过程中光纤光栅的变化量，用以表征肢体的围度变化特征，其次，根据预先训练好的肌肉力量预测模型对变化量进行预测，从而精准预测肌肉力量的变化，进而分析出两侧肢体在完成力量训练过程中，是否存在肌力不均衡的情况，实现对肌肉力量的实时评估，并且提高评估的准确性。
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1.一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，计算光纤光栅中心波长的平移变化量的计算式为：ΔλB＝2neffΔΛ，其中，ΔΛ表示光纤光栅的周期变化量，neff表示光纤光栅中心波长的折射率，ΔλB表示光纤光栅中心波长的平移变化量。
3.根据权利要求2所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，计算肌肉围度的变化量的计算式为：其中，Λ表示光纤光栅的周期，λB表示光纤布拉格光栅反射回来的入射光在自由空间中的中心波长。
4.根据权利要求1所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，所述肌肉力量预测模型为支持向量回归模型。
5.根据权利要求4所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，采用肌肉围度的变化量和极限最大力量作为数据标签对所述支持向量回归模型的训练，获得训练完成的肌肉力量预测模型。
6.根据权利要求5所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，所述支持向量回归模型的核函数选择径向基函数，并优化
7.根据权利要求6所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，采用网格搜索法确定核函数参数的最优值，以控制核函数的宽度；
8.一种基于光栅光纤的肌肉力量评估装置，其特征在于，装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，计算光纤光栅中心波长的平移变化量的计算式为：δλb＝2neffδλ，其中，δλ表示光纤光栅的周期变化量，neff表示光纤光栅中心波长的折射率，δλb表示光纤光栅中心波长的平移变化量。
3.根据权利要求2所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，计算肌肉围度的变化量的计算式为：其中，λ表示光纤光栅的周期，λb表示光纤布拉格光栅反射回来的入射光在自由空间中的中心波长。
4.根据权利要求1所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，所述肌肉力量预测模型为支持向量回归模型。
5.根据权利要求4所述的一种基于光栅光纤的肌肉力量评估方法，其特征在于，采用肌肉围度的变化量和极限最大力量作为数据标签对所述支持向量回归模型的训练，获得训练完成的肌肉力量预测模型。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李慧，郭丞，王震，宋英哲，庞磊，
申请(专利权)人：首都体育学院，
类型：发明
国别省市：
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