[发明专利]一种多模态力量训练辅助方法和系统

说明书

本发明公开了一种多模态力量训练辅助方法和系统。该方法：获取用户在力量训练过程的肌电信号和姿态信号，识别动作起始点，并根据提取的肌电信号特征和姿态信号特征确定力量训练信息，所述力量训练信息包括动作类型和肌群发力强度；获取用户在力量训练过程的脑电波信号，并根据识别出的动作起始点提取频域信号特征，进而根据所述频域信号特征确定脑部注意力强度信息；基于所述力量训练信息和脑部注意力强调信息，结合真实的训练力量进行分析，向用户反馈力量训练结果。本发明检测使用者的脑力程度并通过视觉反馈帮助使用者进入专注模式，可以自动识别和纠正常见的健身动作，提升了使用者进行力量训练动作的正确性和效率。

技术领域

本发明涉及力量训练技术领域，更具体地，涉及一种多模态力量训练辅助方法和系统。

背景技术

随着社会的发展和进步，人们对于强健的身躯和体态有了更高的追求，力量训练可以帮助减肥，改善平衡，防止摔倒，对身心健康都至关重要。近年来，自由力量训练已经成为吸引人的锻炼方式，能够增加肌肉力量，肌肉质量和关节力量。自由力量训练由于不需要太多的器材而被广泛应用于健身和锻炼中，例如，一个哑铃可以用于各种练习。

事实上，尽管每个人锻炼目的不同，但共同的目标“高效的训练”是一致的。在力量训练中，根据所涉及的肌肉、使用的器材、动作的节奏、持续时间和复杂程度，有许多力量训练的条件。并且，在力量训练中正确的技巧和正确的姿势对于避免力量训练造成的潜在损伤至关重要。另一方面，由于没有精神集中的正确姿势并不能保证训练效果。在力量训练中，精神集中的运动，可以全方位地增强激活肌肉纤维，称为“大脑-肌肉连接”，它比一个人能举起的重量更重要，比熟练使用设备更有价值，甚至比重复的节奏更为关键。

研究表明，在肌肉收缩时，将注意力集中在目标肌肉上可以显著促进力的产生。因此，对于有效的训练来说，精神集中无疑是至关重要的。当生物体肌肉收缩时，会产生微弱的电流，通过附着在生物体表面的肌电极可以捕获这种生物电信号。并且，该信号和肌体运动的强度有关，肌电图可以用于记录生物体的肌肉负荷。

脑电是一种大脑皮层在脑活动时产生的电信号，脑电波可以记录大脑活动的电信号变化，从而推算大脑的状态。脑电波的监测广泛应用于临床实践中。当前研究表明，脑电波按频率可以分为四个重要的波段：δ(1～3Hz)，θ(4～7Hz)，α(8～13Hz)和β(14～30Hz)，不同的波段代表不同的脑活动特征，例如当人体放松时α波占比升高，而当人体集中精力时，β波占比提高。

在现有技术中，虽然新兴的在线平台和移动应用程序可以指导和跟踪力量训练，但目前还没有切实可行的方法来利用大脑-肌肉连接进行监控并辅助用户的锻炼情况。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种多模态力量训练辅助方法和系统，是使用可穿戴的脑电波传感器和肌电传感器辅助力量训练的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供一种多模态力量训练辅助方法。该方法包括以下步骤：

获取用户在力量训练过程的肌电信号和姿态信号，识别动作起始点，并根据提取的肌电信号特征和姿态信号特征确定力量训练信息，所述力量训练信息包括动作类型和肌群发力强度；

获取用户在力量训练过程的脑电波信号，并根据识别出的动作起始点提取频域信号特征，进而根据所述频域信号特征确定脑部注意力强度信息；

基于所述力量训练信息和脑部注意力强调信息，结合真实的训练力量进行分析，向用户反馈力量训练结果。

根据本发明的第二方面，提供一种多模态力量训练辅助系统。该系统包括：

肌电信号处理模块：用于获取用户在力量训练过程的肌电信号和姿态信号，识别动作起始点，并根据提取的肌电信号特征和姿态信号特征确定力量训练信息，所述力量训练信息包括动作类型和肌群发力强度；