基于表面肌电信号的健身辅助系统设计

程绍珲，张元良，孙 源

（大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116023）

0 引言

健身有助于预防多种疾病，近年来越来越多的人意识到健身的重要性，健身行业发展迅速，已渗透到各个年龄阶段的人群。然而不规范的健身动作会使健身效果不佳，严重时还会造成肌肉拉伤。近年来国内外学者针对健身辅助方法展开了很多研究。李卓茹[1]通过心率监控反映健美操运动员的训练强度与疲劳程度，但只能从宏观上判断运动员的情况，并且信息量较少，不足以监督健身运动；吴海龙[2]通过加速度传感器结合支持向量机(support vector machines，SVM)算法对游泳姿态进行检测与分析，但加速度传感器的频率不稳定，需要重复采样，使得信息量过多，处理时间过长，并且SVM算法在多元分类问题上表现不是很好；Depari等[3]通过陀螺仪惯性测量单元对身体姿态数据进行采集，以姿态信息作为健身监督信息，结合机器学习进行数据处理，可以对健身动作进行分类并计数，但姿态信息数据量较大，干扰数据较多，容易产生误判，并且姿态信息无法直接反映肌肉状态。以上研究中均通过身体某些信息间接反映肌肉状态，这种间接的方式无法直接反映肌肉信息，可信度相对较低。

针对上述现状，设计一套能有效规范健身动作的健身辅助系统具有重要意义。表面肌电信号是一种可以反映肌肉状态的微弱信号，目前医疗领域对于肌电信号的研究较为成熟。本文设计一套基于表面肌电信……