CN108053864A - 一种用于评价虚拟现实环境下球类运动训练效果的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于评价虚拟现实环境下球类运动训练效果的方法及系统。本系统数据采集单元,用于采集A组待测试者在虚拟现实环境进行训练时的肌电信号及测试成绩、B组待测试者在真实环境进行训练时的肌电信号及测试成绩;以及在真实环境下两组待测试者的考核成绩;数据分析处理单元,用于根据A组待测试者的成绩得到任务绩效Sa;根据B组待测试者的成绩得到任务绩效Sb;根据A组、B组待测试者的肌电信号计算得到对应肌电特征数据;然后根据肌电特征数据的对比结果、任务绩效Sa与任务绩效Sb的对比结果,得到虚拟现实系统的训练效果评价结果。本发明评价结果更全面、客观和可靠,提高了评价效率。
Description
技术领域
本发明属于虚拟现实仿真效果评价技术,具体涉及了用于评价虚拟现实环境下的球类运动训练效果的软硬件系统,以及相应的操作方法。
背景技术
虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。目前,虚拟现实技术得到了飞速的发展,并已经渗透到多个领域与行业的方方面面。虚拟现实可以使用电脑模拟各种条件下的环境并通过多通道交互技术给用户以真实的体验。但是当前的虚拟现实技术还不够成熟,仿真出的系统环境与真实的环境相比还是略显不足,但是虚拟现实系统也体现出了它的优势——低成本,高灵活性。由于在虚拟现实环境下训练在体育训练,特别是球类训练中的应用相关研究较少,在这种情况下,评价该虚拟现实系统是否能够作为实用性的训练系统是非常有必要的。
目前,对在虚拟现实环境下的训练效果的评估主要是通过考察用户的任务绩效来完成,训练效果不仅受到用户基本能力和虚拟环境逼真性的影响,还受到虚拟现实环境的用户体验以及系统交互性的影响。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种用于评价虚拟现实环境下的球类运动训练效果的方法及系统,本系统提供了进行虚拟现实环境下球类运动训练效果评价所需的硬件布局、软件系统以及测量方法。通过本系统及方法,能够简单快速地定量的得到虚拟环境下的训练任务绩效,同时还通过对比真实环境下训练的任务绩效,评价虚拟现实环境下的训练效果,本发明可以被应用到各项球类运动的虚拟训练评价中。
本发明通过训练前后的主观调查问卷、训练过程中的肌电信号以及训练后的任务绩效来评价虚拟现实系统下的训练是否和在真实环境下的训练有相同甚至更好的训练效果。
本发明的技术方案为:
一种用于评价虚拟现实环境下的球类运动训练效果的方法,其步骤为:
1)填写测试前问卷,其中包括视疲劳问卷,身体舒适度问卷。
2)进行虚拟现实环境和真实环境下的测试,记录测试成绩。
3)分别在虚拟现实环境和真实环境下进行训练,同时采集肌电信号。
4)训练后在真实环境下进行考核,记录考核成绩。训练时是自由训练,不规定具体训练内容,完全让用户自由安排,而测试时是按照规定的内容进行考核。
5)填写考核后问卷,问卷包括视疲劳问卷,身体舒适度问卷。
6)根据采集到的问卷数据、肌电数据以及步骤2)和步骤4)对比产生的任务绩效评价虚拟现实系统的训练效果。
进一步的,所述步骤1)和步骤5)中的视疲劳问卷参考SSQ问卷设计,包括14项内容,分别是总体疲劳度、眼痒、畏光、流泪、眼睛干涩、眼睛酸胀、眼睛疼痛、眼睛有异物感、感到头疼、感到恶心、感到眩晕、聚焦困难、视力变模糊、出现复视。舒适度问卷主要包括6项,分别从眼睛,手臂,腰部,头部,腿部以及整体舒适度上进行评估。问卷均采用李克特5度量表,疲劳度问卷中从没有、轻微、中度、明显到严重,依次代表了1-5分;舒适度问卷中从非常不舒适、不舒适、一般、舒适到非常舒适,依次代表了1-5分。
进一步的,所述步骤2)和步骤4)中选取各项球类运动中典型的、公认的标准作为考核标准,例如篮球运动中的命中率等。作为评价训练效果的指标之一。
进一步的,所述步骤3)中对于每项设定的运行,针对该项运动的典型发力肌肉进行肌电信号的采集。对采集的肌电信号进行去噪预处理,同时针对该肌电信号提取积分肌电值(Integrated EMG),均方根值(RMS)和平均振幅(ARV)进行分析,其中积分肌电值指肌电信号经过整流滤波后单位时间内曲线下的面积总和,反映了肌电信号随时间的强弱变化;均方根值和积分肌电一样也可以在时间维度上反映肌电信号的振幅变化特征,与肌电信号的电功率相关,具有更加明确的物理意义;平均振幅反映了肌电信号的强度以及参与运动的单元数目。将虚拟现实环境下的训练组与真实环境下的训练组的分析出的三个特征进行分析,作为评价训练效果的指标之一。
进一步的,所述步骤5)中的问卷填写完毕后,同所述步骤1)中的问卷数据一同整理汇总。根据待测试者在虚拟现实环境下进行球类运动前后的问卷对比结果得到待测试者在虚拟现实环境训练前后各项指标的变化值a;根据待测试者真实环境进行球类运动前后的问卷对比结果得到待测试者在真实环境训练前后各项指标的变化值b;根据变化值a与变化值b的对比结果,确定待测试者对虚拟现实系统的接受程度。
进一步的,所述步骤6)中综合考虑用户在虚拟现实环境下与真实环境下训练的问卷数据、肌电数据及训练前后对比产生的任务绩效,分析后得到评价结果。问卷数据的分析在于训练前后问卷打分的对比,虚拟现实系统是基于三维立体显示机理实现的,难免存在视疲劳及晕动症现象,又因为当前的虚拟现实系统交互性还不自然,所以长时间的使用会造成身体的轻微不舒适。采集此问卷数据就是为了探究虚拟现实训练系统的负面效果是否掩盖了它带来的优势。若采用虚拟现实训练系统的训练效果较好,而带来的负面效应较少,在运动员可以接受的范围内,那表明该虚拟现实训练系统还是具有真实训练下所不具有的优势的。从肌电信号中提取出了积分肌电值,均方根值和平均振幅三个特征。三个特征分别从不同方面表征了肌肉的发力状况。三项指标的数值越小,表明肌肉的发力越小,也就说明虚拟现实训练系统对肌肉的刺激小,在同等训练效果的情况下,虚拟现实训练系统更加省力,降低了运动员的身体负担。
为了便于比较训练前后以及虚拟环境下训练组和真实环境下训练组之间的任务绩效,我们对绩效数据进行量化。量化方式如下:
绩效数据从两个指标计算得到,包括是否命中(X)(命中为1,不命中为0)和偏差目标距离(Y)(实际击中位置与理想击中位置的距离),然后根据测试内容的难易程度进行加权,对权值进行统计分析可知,第k个测试项的权值是(其中n为测试中所有测试项的个数)。为了综合二者得分,首先对Y使用Y'=(Y-YMIN)/(YMAX-YMIN)的公式进行归一化,得到Y',然后第k个测试项的绩效数据Sk为Sk=1/(X+Y'),其中命中时X=1,Y’=0;未命中时X=0,Y’为归一化后的偏差距离。最后的绩效数据S为
通过在测试时记录被试是否命中及未命中时的偏差距离,则可计算出具体的绩效数据。
可以通过训练前后的对比及虚拟现实环境下的训练与真实环境下的训练的对比得到结论。若是训练后比训练前任务绩效好且虚拟现实环境下的训练绩效好于真实环境下的训练绩效或与真实环境下的训练绩效持平,那就表明虚拟现实训练系统可以作为真实训练的一种仿真。
综合三方面的情况,若在虚拟现实环境下训练的绩效数据大于在真实环境下训练的绩效数据且绩效提升等于或者大于在真实环境下训练的绩效提升,肌电数据与主观问卷数据均小于或者未显著性大于在真实环境下训练的相关数据;或者在虚拟现实环境下训练的绩效数据等于在真实环境下训练的绩效数据且绩效提升等于或者大于在真实环境下训练的绩效提升,肌电数据小于在真实环境下训练的肌电数据,主观问卷数据小于或者未显著性大于在真实环境下训练的主观问卷数据;都表明该虚拟现实环境可以作为真实环境的一种仿真与替代。其余情况则表明该虚拟现实环境不适合作为真实环境的仿真与替代。
本发明中的评价虚拟现实环境下的球类运动训练效果的系统包括硬件和软件两大部分。
系统中需要用到的硬件包括计算机、生理记录仪肌电采集模块、虚拟现实头戴式显示器等设备和仪器。在用户使用虚拟现实头戴式显示器在虚拟现实系统训练的过程中,生理记录仪肌电采集模块全程采集用户的肌电信号。
系统中的软件则能够存储记录并分析处理问卷数据、任务绩效与肌电信号。其中,问卷数据既包括视疲劳,身体舒适度的总体评分,也包括多项更具体的症状评价。
由于本系统的操作既包括软件的运行,也包括仪器设备的使用,因此本发明设计了一套操作方法来配合软硬件系统,能够在软件系统的运行过程中流畅的完成整个的评价流程。
与现有技术相比,本发明具有下列增益效果:
1)本发明既使用主观问卷、绩效数据、又使用肌肉电信号中的积分肌电值,均方根值和平均振幅作为评价虚拟现实环境下训练效果好坏的指标,使得评价结果更加全面,更加客观,更加可靠。
2)本发明针对量化球类运动的绩效数据,提出了一个简约的计算公式。
3)本发明通过软件系统和操作方法相结合,将整个评价过程流程化,使整个评价系统变得易学易用。
4)本发明中的系统搭建简单,方法简单易学,流程简约不复杂,对于虚拟现实系统下训练效果进行了定性定量的评价,同时还大大的减少了评价的时间,提高了评价效率。
5)本发明中的软件支持肌电信号的一键化处理,对于复杂的肌电信号可以简约的分析,方便易用。
6)系统的数据存储层支持中间数据的永久性存储,可以随时查找和导出,便于检查及进一步分析结果。
附图说明
图1为本系统的软件架构图;
图2为评价流程图;
图3为桌球考核位置示意图;
图4为虚拟现实环境下被试主观问卷对比图;
图5为真实环境下被试主观问卷对比图;
图6为肱桡肌的平均幅值对比图;
图7为肱二头肌的平均幅值对比图;
图8为肱桡肌的均方根值对比图;
图9为肱二头肌的均方根值对比图;
图10为肱桡肌的积分肌电值对比图;
图11为肱二头肌的积分肌电值对比图;
图12为任务绩效对比图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图及具体的对虚拟现实桌球训练系统的评价对本发明做进一步的详细描述。
本发明公开了一套用于评价虚拟现实环境下球类运动训练效果的系统及方法,该系统提供了进行虚拟现实环境下球类运动训练效果评价所需的硬件布局、软件系统以及评价方法,能够简单快速地定量评价虚拟现实环境下球类运动训练效果。
本发明将硬件系统布置在空间足够的房间内,且房间内的湿度,温度和光照条件均符合一般性进行球类训练的室内环境情况。为了保证用户的状态良好,建议将实验安排在上午九点和下午三点进行;此时刻可以保证用户具有最佳的身体状态。当然,在条件一致的前提下,或者仅仅出于实验的目的,也可以安排在其它时间进行。实验时尽量找多个被试进行评价,这样可以帮助提高评价结论的可靠性,减少因个人原因导致的偏差。本次实验要求被试22名参与,对于桌球的熟练程度为入门。
实验需要通过计算机来搭建虚拟现实的训练环境,通过虚拟现实头戴式显示器来体验虚拟环境下的训练。虚拟现实设备型号不限,HTC vive、Oculus Rift等都可以,用与虚拟现实设备配套的两个手柄来模拟真实场景下的桌球杆。
待评价的虚拟现实训练系统尽量选择成熟的,大众认可度较高的训练系统,因为虚拟现实系统场景的真实性、画面渲染水平,交互水平的高低直接影响着用户的体验,在体验较差的情况下,用户会产生抵触情绪,此时该虚拟现实系统的训练效果会大打折扣。
无论在虚拟现实环境下训练,还是在真实环境下训练,都需要生理记录仪肌电采集模块对用户的肌肉信号进行采集。待采集肌电的肌肉为对应项运动的典型发力肌,同时该肌肉体积不能太小,否则采集会比较困难,同时采集的肌电信号噪声会较大,导致最后的分析结果偏差较大。通常采集一到两块主要发力肌即可。本次桌球评价选取肱二头肌和肱桡肌作为典型发力肌肉,采集其肌电信号。本系统的肌电采集模块的采样频率为1000Hz,高采样频率能够提供高精确度,对于后期肌电信号的分析有很大的帮助。
测试前后的主观问卷由计算机展示,用户可以直接在计算机上填写,便于本发明系统的软件进行汇总、分析、处理。
本发明中的软件系统为整个评价操作提供了集成框架和各种运行模块,其架构图如图1所示,由上到下可划分为三层,分别为输入输出层、数据处理层和数据存储层。输入输出层将测试前考核后的主观问卷数据、训练过程中的肌电信号和训练前后的绩效数据输入系统,通过数据处理层进行整理分析。
在系统内部,对于以上输入数据会采用不同的处理方法。系统会对主观问卷的数据进行汇总整理,然后将问卷中的每一项数据一一对应,求出相对应的问题分数的均值及方差,最后将训练前后的分值进行对比。针对输入的肌电信号,系统首先进行滤波处理,清除信号中的噪声,保留肌电信号;因为人体在做一个动作时是几个肌群共同发力完成的,肌肉之间又是相互关联的,所以即使单单采集一块肌肉的肌电信号,也会有很多其他肌肉的信号夹杂其中。独立成分分析是信号盲源分离的一种方法,它可以将混合的信号分离成潜在的信息成分。软件会使用独立成分分析方法筛选出目标肌电信号。筛选后的肌电信号通过软件的自动分析,得到很多项相关特征。经过分析,积分肌电值,均方根值和平均振幅作为特征可以明显的反应不同情形下的肌肉发力的变化,所以将这三项特征作为评价指标进行对比分析。绩效数据会通过计算公式求出具体的数值。
以上的三种数据无论是原始的输入数据、中间的过程数据还是最终的输出数据,都会在数据存储层进行存储,便于查询及导出后进一步分析。
分析好的主观问卷数据、肌电特征数据和绩效数据最终通过数据处理层分析处理,之后将这三个方面的数据针对虚拟现实环境下训练组和真实环境下训练组进行对比,最后综合三个指标的对比结果得到最终的评价结果。
首先对比虚拟现实环境下训练组与真实环境下训练组训练前后的主观问卷数据。通过对比可知,在虚拟现实环境下训练与在真实环境下训练相比,会给用户带来一些额外的生理负担,所以其训练前后的分值差会高于在真实环境下训练的分值差。此时需要通过单因素方差分析计算两组分值差是否有显著性区分。若计算结果的p值大于0.05,则表明两者无显著性区别,即虚拟现实训练虽然给用户带来了稍许生理负担,但是与用户在真实环境下的带来的负担并无显著性区别,是在用户可接受的范围内。若计算结果的p值小于0.05,则表明虚拟现实训练与真实环境下训练相比,给用户带来了显著的额外负担,不可作为真实环境训练的替代品。
其次对比两个环境下训练时的肌电特征数据。本次特征数据为肱二头肌和肱桡肌的积分肌电值,均方根值和平均振幅。若在虚拟现实训练中的肌电特征数据要比在真实环境训练中的肌电特征数据低时,表明虚拟现实训练与真实环境训练相比,更加省力,更具有优势。若相反,在虚拟现实训练中的肌电特征数据要比在真实环境训练中的肌电特征数据高,则需要进一步采用单因素方差分析来计算虚拟现实训练中的肌电数据是否比真实环境训练的肌电数据显著性增高。若计算结果p值小于0.05,则表明虚拟现实训练和真实环境训练相比虽在身体上有额外的负担,但是不显著,在用户的可接受范围内。若计算结果p值大于0.05,则表明虚拟现实训练和真实环境训练相比,更加费力,给用户带来了额外的身体负担,不可作为真实环境训练的替代品。
最后对比绩效数据。绩效数据是评价整个虚拟环境下训练效果的核心。若在虚拟现实训练下的绩效数据低于在真实环境下训练的绩效数据,则表明该虚拟训练效果较差,不适合作为真实环境训练的替代。若其绩效数据与在真实环境下训练持平或者更高,则接着使用单因素方差分析计算虚拟现实训练后与真实环境训练后的绩效数据是否显著性提升。若结果表明虚拟现实选举训练后的绩效提升与真实环境训练后的绩效提升具有显著性差异,且是虚拟现实环境下的绩效提升差,则表明该虚拟训练效果较差,不适合作为真实环境训练的替代。否则表明该虚拟现实训练效果较好,可以作为真实环境训练的替代。
综合以上三方面的对比结果,若在虚拟现实环境下训练的绩效数据大于在真实环境下训练的绩效数据且绩效提升等于或者大于在真实环境下训练的绩效提升,肌电数据与主观问卷数据均小于或者未显著性大于在真实环境下训练的相关数据;或者在虚拟现实环境下训练的绩效数据等于在真实环境下训练的绩效数据且绩效提升等于或者大于在真实环境下训练的绩效提升,肌电数据小于在真实环境下训练的肌电数据,主观问卷数据小于或者未显著性大于在真实环境下训练的主观问卷数据;都表明该虚拟现实环境可以作为真实环境的一种仿真与替代。其余情况则表明该虚拟现实环境不适合作为真实环境的仿真与替代。
当采用本发明来进行评价时,整个评价流程如图2所示:
首先,由评价主试人员讲解整个评价流程及注意事项,特别是需要考核的项目的要求要和被试讲解清楚,避免因被试理解错误而导致结果偏差较大。对于采用虚拟现实训练的被试,主试要讲解虚拟现实环境下如何操作,并给予被试练习时间,确保被试可以熟练操作、不会因系统交互方式不熟悉而导致训练效果不好。
被试熟悉实验流程及操作之后需要在系统上填写主观问卷,包括视疲劳问卷和身体舒适度问卷。问卷填写完毕后需要针对该项运动确定考核标准,并就此标准进行训练前测试,此测试是在真实环境下进行的,因为虚拟现实训练系统的意义就在于通过在虚拟现实环境下的训练可以提高在真实环境下的水平,所以测试及考核都是在真实环境下进行。测出的结果当作基础绩效数据,后可根据绩效公式计算出训练前的绩效数据。虚拟现实桌球训练系统考核标准为不同难度的击球位置下是否进球及未进球时的偏差距离。经过实验前与多名经验丰富用户询问,选取了球桌上的7个不同的位置,如图3所示,0号为击球初始位置,进球难度随1-7序号的增加而依次递增。在击球后若进球则标注为进球,否则记录被击打的目标球撞击的球桌边缘的点与目标洞口中心的偏差距离。
问卷填写完毕后需要将被试随机的分为两组,其中一组在真实环境下训练,另一组在虚拟现实环境下训练,两组都自由训练30分钟,在训练过程中,肌电信号将会被系统实时采集并记录。
训练时间结束后,对被试进行考核,考核标准是训练前就确定好的。与训练前的考核相同,考核的数据会被记录,当作训练后的基础绩效数据,后可根据绩效公式计算出训练后的绩效数据。绩效的提升与否取决于同样位置的球是否进球及未进球时的偏差距离是否减小。
考核完毕后填写问卷,依旧是视疲劳问卷和身体舒适度问卷。
之后将所有的数据输入系统,系统自行整理、分析数据。
图4及图5分别为虚拟现实环境下训练后与真实环境训练后的问卷的前后对比数据,可以看出来,虽然使用虚拟现实的环境会给被试带来视疲劳和身体的不舒适,但是与真实环境下的被试结果对比,差值较小,不符合统计学意义上的显著区别。故可以断定该虚拟现实系统带给用户的负面效果处于用户可以接受的范畴之内。
图6、图7分别为肱二头肌和肱桡肌的平均振幅对比,图8、图9是肱二头肌和肱桡肌的均方根值对比,图10、图11是肱二头肌和肱桡肌的积分肌电值的对比。可以从图中看出,基于虚拟现实的训练的被试与真实环境下训练的被试相比,发力更少,若任务绩效相同,虚拟现实系统的训练优势更大。
图12为任务绩效对比,可以看出来,在训练前,虚拟现实训练组的被试的桌球水平会比在真实环境下训练的组要高一些,经过训练后,两组的绩效都有所提升。在真实环境下训练的组比虚拟现实训练组的提升要略高,但总体来讲,虚拟现实训练组的任务绩效要更好一些。这是因为考核时是在真实环境下进行的,而真实环境和虚拟现实环境是有较大差别的,同时虚拟现实的交互手段也只是用手柄模拟而非真正的桌球杆,所以相较于真实环境下的训练,训练效果的提升会稍差一些,但通过统计学方法分析,p值大于0.05,并未出现统计学意义上的显著性差异,表明在虚拟现实训练系统下训练与在真实环境下训练的效果略有差异但基本一致。所以评价结果为在训练效果持平的基础上,虚拟现实训练系统具有训练无需场地和时间的要求、省时省力、成本低廉、操作便捷、满足各种不同场景下的训练要求等优势,完全可以替代真实环境下的训练。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于评价虚拟现实环境下球类运动训练效果的方法,其步骤为:
1)将待测试者分为两组,即A组和B组;分别采集A组待测试者在虚拟现实系统提供的虚拟现实环境进行训练时的肌电信号及测试成绩、B组待测试者在真实环境进行训练时的肌电信号及测试成绩;
2)训练后在真实环境下对两组待测试者进行考核,记录考核成绩;
3)根据A组待测试者的所述测试成绩和所述考核成绩得到待测试者在虚拟现实环境训练的任务绩效Sa;根据B组待测试者的所述测试成绩和所述考核成绩得到待测试者在真实环境训练的任务绩效Sb;根据A组待测试者的肌电信号计算得到待测试者在虚拟现实环境训练的肌电特征数据,根据B组待测试者的肌电信号计算得到待测试者在真实环境训练的肌电特征数据;
4)根据待测试者在虚拟现实环境训练的肌电特征数据与真实环境训练的肌电特征数据的对比结果、任务绩效Sa与任务绩效Sb的对比结果,得到虚拟现实系统的训练效果评价结果。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述肌电特征数据包括肌电信号的积分肌电值、均方根值和平均振幅。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采集待测试者在虚拟现实环境下进行球类运动前后的问卷,根据问卷对比结果得到待测试者在虚拟现实环境训练前后各项指标的变化值a;采集待测试者真实环境进行球类运动前后的问卷,根据问卷对比结果得到待测试者在真实环境训练前后各项指标的变化值b;根据变化值a与变化值b的对比结果,确定待测试者对虚拟现实系统的接受程度;根据待测试者在虚拟现实环境训练的肌电数据与真实环境训练的肌电特征数据的对比结果、任务绩效Sa与任务绩效Sb的对比结果、待测试者对虚拟现实系统的接受程度,得到虚拟现实系统的训练效果评价结果。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述问卷包括视疲劳问卷和身体舒适度问卷;所述视疲劳问卷的内容包括总体疲劳度、眼痒、畏光、流泪、眼睛干涩、眼睛酸胀、眼睛疼痛、眼睛有异物感、感到头疼、感到恶心、感到眩晕、聚焦困难、视力变模糊、出现复视;所述舒适度问卷的内容包括眼睛舒适度、手臂舒适度、腰部舒适度、头部舒适度、腿部舒适度以及整体舒适度。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述任务绩效第k个测试项的权值第k个测试项的绩效数据为Sk=1/(X+Y');其中,命中时X=1、Y’=0,未命中时X=0、Y’取值为归一化后的偏差距离,n为测试项的总数。
6.一种用于评价虚拟现实环境下球类运动训练效果的系统,其特征在于,包括数据采集单元和数据分析处理单元,其中,
所述数据采集单元,用于采集A组待测试者在虚拟现实系统提供的虚拟现实环境进行训练时的肌电信号及测试成绩、B组待测试者在真实环境进行训练时的肌电信号及测试成绩;以及训练后在真实环境下对两组待测试者进行考核,记录考核成绩;
所述数据分析处理单元,用于根据A组待测试者的所述测试成绩和所述考核成绩得到待测试者在虚拟现实环境训练的任务绩效Sa;根据B组待测试者的所述测试成绩和所述考核成绩得到待测试者在真实环境训练的任务绩效Sb;根据A组待测试者的肌电信号计算得到待测试者在虚拟现实环境训练的肌电特征数据,根据B组待测试者的肌电信号计算得到待测试者在真实环境训练的肌电特征数据;然后根据待测试者在虚拟现实环境训练的肌电特征数据与真实环境训练的肌电特征数据的对比结果、任务绩效Sa与任务绩效Sb的对比结果,得到虚拟现实系统的训练效果评价结果。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述肌电特征数据包括肌电信号的积分肌电值、均方根值和平均振幅。
8.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述数据采集单元采集待测试者在虚拟现实环境下进行球类运动前后的问卷、待测试者真实环境进行球类运动前后的问卷;所述数据分析处理单元根据问卷对比结果得到待测试者在虚拟现实环境训练前后各项指标的变化值a以及在真实环境训练前后各项指标的变化值b,然后根据变化值a与变化值b的对比结果,确定待测试者对虚拟现实系统的接受程度;然后根据待测试者在虚拟现实环境训练的肌电数据与真实环境训练的肌电特征数据的对比结果、任务绩效Sa与任务绩效Sb的对比结果、待测试者对虚拟现实系统的接受程度,得到虚拟现实系统的训练效果评价结果。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述问卷包括视疲劳问卷和身体舒适度问卷;所述视疲劳问卷的内容包括总体疲劳度、眼痒、畏光、流泪、眼睛干涩、眼睛酸胀、眼睛疼痛、眼睛有异物感、感到头疼、感到恶心、感到眩晕、聚焦困难、视力变模糊、出现复视;所述舒适度问卷的内容包括眼睛舒适度、手臂舒适度、腰部舒适度、头部舒适度、腿部舒适度以及整体舒适度。
10.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述任务绩效第k个测试项的权值第k个测试项的绩效数据为Sk=1/(X+Y');其中,命中时X=1、Y’=0,未命中时X=0、Y’取值为归一化后的偏差距离,n为测试项的总数。
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