一种用于手部运动机能分析的检测方法与流程

技术特征：

1.一种用于手部运动机能分析的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

11)样本数据的定义和获取，定义样本数据的数据类型并获取用户的样本数据；所述的样本数据的定义和获取包括以下步骤：

111)用户在手写输入设备上执行检测直线类绘画任务和曲线类绘画任务；

112)使用4*n的矩阵数据结构表示样本数据，其中矩阵维度4表示采样通道个数，分别为X位置通道、Y位置通道、Fx力通道和Fy力通道，n表示采样点个数，形成样本数据矩阵则：

其中，k∈[1,m]，m是检测任务执行的次数；j∈[1,2],其中j＝1表示直线类检测任务、j＝2表示曲线类检测任务；

12)样本数据的预处理，对采集到的样本数据进行低通滤波和高斯平滑处理；

13)获取手部运动机能检测指标，通过对预处理后的样本数据进行计算，得出手部直线运动机能检测指标和手部曲线运动机能检测指标；所述的获取手部直线运动机能检测指标包括以下步骤：

131)计算直线类绘画任务中若干个样本数据的Fxy极小值个数平均值ExtremNum^j＝1；

132)计算直线类绘画任务中若干个样本数据的Fxy极小值位置比率平均值ExtremRatio^j＝1；

133)计算直线类绘画任务中若干个样本数据的直线拟合系数平均值R_LinearFit^j＝1。

2.根据权利要求1所述的一种用于手部运动机能分析的检测方法，其特征在于，所述的获取手部曲线运动机能检测指标包括以下步骤：

21)计算曲线类绘画任务中若干个样本数据的Fxy极小值个数平均值ExtremNum^j＝2；

22)计算曲线类绘画任务中若干个样本数据的Fxy极小值位置比率平均值ExtremRatio^j＝2；

23)计算曲线类绘画任务中半径标准差平均值STD_radius^j＝2。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于手部运动机能分析的检测方法，其特征在于，所述的计算若干个样本数据的Fxy极小值个数平均值包括以下步骤：

31)计算单个样本数据的力值Fxy，其计算公式如下：

其中：(Fx)i为第i个采集点x轴力，(Fy)i为第i个采集点y轴力；

32)使用一维矩阵表示样本数据若干个采集点的Fxy时间序列，

[(Fxy)1 (Fxy)2 ... (Fxy)i ... (Fxy)n]，

其中：n为样本的采样点个数；

33)计算单个样本数据的Fxy极小值个数其具体步骤如下：

331)计算Fxy一阶差分Diff(Fxy)，其计算公式如下：

Diff(Fxy)＝[(Fxy)2-(Fxy)1 (Fxy)3-(Fxy)2 ... (Fxy)i+1-(Fxy)i ... (Fxy)n-(Fxy)n-1]，

332)将一阶差分Diff(Fxy)根据数值正负情况进行标记，形成标记矩阵S(Diff)，其中数值为正标记为+1，数值为负标记为-1，其计算公式如下：

S(Diff)＝[Sign((Fxy)2-(Fxy)1) Sign((Fxy)3-(Fxy)2) ... Sign((Fxy)i+1-(Fxy)i) ... Sign((Fxy)n-(Fxy)n-1)

333)对标记矩阵S(Diff)进行一阶差分计算，形成一维矩阵Diff(S)；

334)统计一维矩阵Diff(S)中数值为“+2”的个数，作为Fxy的极小值个数

34)对若干个样本数据的Fxy极小值个数 进行平均计算，其计算公式如下：

其中，j＝1或2。

4.根据权利要求3所述的一种用于手部运动机能分析的检测方法，其特征在于，所述的计算若干个样本数据的Fxy极小值位置比率平均值包括以下步骤：

41)计算单个样本数据的Fxy极小值位置比率其计算公式如下：

其中：Pi为Diff(S)一维矩阵中数值为“+2”的元素所在的位置序号，i∈[1,q]，q为极小值个数；n为样本采样点个数；

42)对若干个样本数据的Fxy极小值位置比率进行平均计算，其计算公式如下：

其中，j＝1或2。

5.根据权利要求1所述的一种用于手部运动机能分析的检测方法，其特征在于，所述的计算直线类绘画任务中若干个样本数据的直线拟合系数平均值包括以下步骤：

51)计算单个样本数据的直线拟合系数其计算公式如下：

其中，和的计算公式如下：

其中：xi为第i个采集点的X轴座标值，yi为第i个采集点的Y轴座标值；

52)对若干个样本数据的直线拟合系数进行平均计算，其计算公式如下：

6.根据权利要求2所述的一种用于手部运动机能分析的检测方法，其特征在于，所述的计算曲线类绘画任务中半径标准差平均值STD_radius^j＝2包括以下步骤：

61)计算单个样本数据的半径标准差其计算公式如下：

其中Ri为各采样点的半径，

62)对若干个样本数据的半径标准差进行平均计算，其计算公式如下：

7.根据权利要求1所述的一种用于手部运动机能分析的检测方法，其特征在于：所述的直线类绘画任务为在规定尺寸的正方形区域中绘制若干个相同直线，绘制直线的数量大于8个；所述的曲线类绘画任务为在规定尺寸的正方形区域中绘制若干个相同圆，绘制圆的数量大于8个。