CN110141256B - 基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，包括设定、击打地鼠、统计、数据处理以及判断、受试者测试等步骤。本发明的测试方法首选选择适合受试者承受的时间阈值，在该时间阈值内选择击打时间，避免因受试者长时间进行打地鼠动作而影响反应速度，提高试验数据的准确性；其次，通过反应时间方差和预设阈值比较，不断剔除误差较大的试验及其对应数据，使最终所得数据更趋向于实际数据；最后，通过对比和计算受试者及对比机器人在相同的击打时间内的击打数据，得出受试者的反应时间，结果准确性高，可应用于人机工程、特职培训、事故调查、心理评价、医学诊断等领域。

Description

基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法

技术领域

本发明涉及人体反应时间测试技术领域，尤其涉及一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法。

背景技术

人体反应时间是评估体质的最要指标之一，反应时间是指从机体接受刺激到做出反应动作所需的时间。在现代社会的生产和生活中，人体的判断正确性、反应快速性和动作及时性越来越受到关注，反应时间的测定已经延展到了人机工程、特职培训、事故调查、心理评价、医学诊断等领域。但是，本发明的发明人经过研究发现，现有的人体反应时间测试设备，普遍采用带颜色的灯光作为视觉刺激，测试客观性差。如何设计一种试验数据准确的基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种试验数据准确的基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，所述打地鼠试验装置包括打击平台和对比机器人，所述打击平台上设置两个打击区域，两个所述打击区域内都放置有打击锤，两个所述打击区域内均设置若干升降地鼠，其中一个所述打击区域和对比机器人对应，供对比机器人实施打地鼠动作，另一个所述打击区域和受试者对应，供受试者实施打地鼠动作，所述测试方法包括以下步骤：

Ⅰ.设定：设定击打时间最小阈值为t_min、最大阈值为t_max，在最小阈值t_min和最大阈值t_max之间选择n个击打时间t₁、t₂、…t_n；

Ⅱ.击打地鼠：满足启动条件后，对比机器人在选择的n个击打时间t₁、t₂、…t_n内分别进行打地鼠动作；

Ⅲ.统计：分别统计对比机器人在n个击打时间t₁、t₂、…t_n内完成打地鼠的次数，并分别设定为X₁、X₂…X_n；

Ⅳ.数据处理：设对比机器人完成一次打地鼠的反应时间为∂，对比机器人在各个击打时间t₁、t₂、…t_n内完成一次打地鼠所对应的反应时间分别为∂₁、∂₂…∂_n，对比机器人进行一次打地鼠所需动作时间为T，则对比机器人各个击打时间t₁、t₂…t_n内，完成一次打地鼠所对应的反应时间为：

∂₁=

_—T

∂₂₌

_—T

……

∂_n=

_—T，

则各组试验中，对比机器人完成一次打地鼠的平均反应时间∂_均=

，

对比机器人各个击打时间t₁、t₂…t_n内完成一次打地鼠所对应的反应时间∂₁、∂₂…∂_n和各组试验中对比机器人完成一次打地鼠的平均反应时间∂_均之差设为∅₁、∅₂…∅_n，则

∅₁=|∂₁﹣∂_均|

∅₂=|∂₂﹣∂_均|

……

∅_n=|∂_n﹣∂_均|，

根据公式

得出试验数据反应时间的方差，比较所得方差与预设阈值大小，所述预设阈值大小为0.01；

Ⅴ.判断、受试者测试：比较所得方差与预设阈值大小并分为以下两种情况：

①若所得方差小于预设阈值，则比较∅₁、∅₂…∅_n间的大小，并挑选出最小值∅_m，∅_m所对应试验的击打时间设为t_m，t_m时间内对比机器人完成打地鼠的次数设为X_m，t_m时间内对比机器人完成一次打地鼠的反应时间设为∂_m，然后受试者进行反应时间测试，对比机器人进行一次打地鼠所需动作时间预设为和受试者进行一次打地鼠所需动作时间相同，即受试者完成一次打地鼠所需动作时间为T，受试者测试时的击打时间设定为和t_m相等，统计受试者在t_m时间内完成的打地鼠次数并设为X_受，设受试者完成一次打地鼠的反应时间为∂_受，则X_受·∂_受+X_受·T=t_m=X_m·∂_m+X_m·T，得受试者完成一次打地鼠的反应时间∂_受=

，并比较∂_受和∂_m的大小；

②若所得方差大于预设阈值，则比较∅₁、∅₂…∅_n间的大小，并挑选出最大值∅_s，舍弃最大值∅_s所对应的试验数据，并重新取一个击打时间t_替进行打地鼠试验，所得数据用以替换∅_s所对应的试验数据，并重新计算反应时间方差，并与预设阈值比较，比较结果分为以下两种情况：a若小于预设阈值则进行步骤①操作；b若大于预设阈值则重复步骤②操作，直至反应时间方差小于预设阈值，然后进行步骤①操作。

优选的，所述的一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，所述步骤Ⅰ中，在最小阈值t_min和最大阈值t_max之间，击打时间t₁、t₂、…t_n按相同的时间间隔从小至大依次选择。

优选的，所述的一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，所述步骤Ⅱ中，启动条件为：首先，调整设定对比机器人完成一次打地鼠所需动作时间，使其和当前受试者完成一次打地鼠所需动作时间相同；其次，对比机器人握住打击锤，且打击锤的锤面和打击区域31相距10cm。

优选的，所述的一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，步骤Ⅴ中，受试者在进行反应时间测试前，先做好击打姿势，所述击打姿势为：受试者握住打击锤，且打击锤的锤面和打击区域32相距10cm。

本发明的优点在于：本发明的测试方法首选选择适合受试者承受的时间阈值，在该时间阈值内选择击打时间，避免因受试者长时间进行打地鼠动作而影响反应速度，提高试验数据的准确性；其次，通过反应时间方差和预设阈值比较，不断剔除误差较大的试验及其对应数据，使最终所得数据更趋向于实际数据；最后，通过对比和计算受试者及对比机器人在相同的击打时间内的击打数据，得出受试者的反应时间，结果准确性高，可应用于人机工程、特职培训、事故调查、心理评价、医学诊断等领域。

附图说明

图1为打地鼠试验装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，所述打地鼠试验装置包括打击平台1和对比机器人2，所述打击平台1上设置两个打击区域31、32，两个所述打击区域31、32内都放置有打击锤4，两个所述打击区域31、32内均设置若干升降地鼠5，其中一个所述打击区域31和对比机器人2对应，供对比机器人2实施打地鼠动作，另一个所述打击区域32和受试者对应，供受试者实施打地鼠动作，所述测试方法包括以下步骤：

Ⅰ.设定：设定击打时间最小阈值为t_min、最大阈值为t_max，在最小阈值t_min和最大阈值t_max之间选择n个击打时间t₁、t₂、…t_n；

最小阈值设定为0s，最大阈值设定为120s，通过设定最大阈值和最小阈值，使对比机器人2的击打时间在最大阈值和最小阈值之间选择，进而在测试出最优的击打时间后，其在受试者的可承受范围，即不会因受试者长时间进行打击动作因影响反应速度，保证受试者测试的准确性。

Ⅱ.击打地鼠：满足启动条件后，对比机器人2在选择的n个击打时间t₁、t₂、…t_n内分别进行打地鼠动作；

上述启动条件为：首先，调整设定对比机器人2完成一次打地鼠所需动作时间，使其和当前受试者完成一次打地鼠所需动作时间相同；其次，对比机器人2握住打击锤4，且打击锤4的锤面和打击区域31相距10cm；

在对比机器人2做好打击准备后再启动进行打地鼠，避免了准备时间对试验数据的干扰，对比机器人2完成一次打地鼠所需动作时间设计为和当前受试者完成一次打地鼠所需动作时间相同，避免因对比机器人2和受试者完成击打动作时间不同而影响试验数据的准确性，打击锤4和打击区域31相距10cm，高度设计合理，即可保证打击力量，又不会因打击锤4和打击区域31相距太远因影响初始打击速度，保证试验数据准确性。

Ⅲ.统计：分别统计对比机器人（2）在n个击打时间t₁、t₂、…t_n内完成打地鼠的次数，并分别设定为X₁、X₂…X_n；

Ⅳ.数据处理：设对比机器人2完成一次打地鼠的反应时间为∂，对比机器人2在各个击打时间t₁、t₂、…t_n内完成一次打地鼠所对应的反应时间分别为∂₁、∂₂…∂_n，对比机器人2进行一次打地鼠所需动作时间为T，则对比机器人2各个击打时间t₁、t₂…t_n内，完成一次打地鼠所对应的反应时间为：

∂₁=

_—T

∂₂₌

_—T

……

∂_n=

_—T，

则各组试验中，对比机器人2完成一次打地鼠的平均反应时间∂_均=

，

对比机器人2各个击打时间t₁、t₂…t_n内完成一次打地鼠所对应的反应时间∂₁、∂₂…∂_n和各组试验中对比机器人2完成一次打地鼠的平均反应时间∂_均之差的绝对值设为∅₁、∅₂…∅_n，则

∅₁=|∂₁﹣∂_均|

∅₂=|∂₂﹣∂_均|

……

∅_n=|∂_n﹣∂_均|，

根据公式

得出试验数据反应时间的方差，比较所得方差与预设阈值大小，所述预设阈值大小为0.01；

在计算出对比机器人2各个击打时间完成一次打地鼠所对应的反应时间后，通过计算反应时间的方差，并与预设阈值进行比较，可判断反应时间的离散度，即上述试验数据的可靠性，若所得方差小于预设阈值，说明上述反应时间离散度较小，可在各个反应时间所对应的击打时间中选择出最佳的击打时间；若所得方差大于预设阈值，说明上述反应时间离散度较大，即部分数据误差较大，应剔除该部分试验数据并重新进行试验作为替换，直至所得方差小于预设阈值。

Ⅴ.判断、受试者测试：比较所得方差与预设阈值大小并分为以下两种情况：

①若所得方差小于预设阈值，则比较∅₁、∅₂…∅_n间的大小，并挑选出最小值∅_m，∅_m所对应试验的击打时间设为t_m，t_m时间内对比机器人2完成打地鼠的次数设为X_m，t_m时间内对比机器人2完成一次打地鼠的反应时间设为∂_m，然后受试者进行反应时间测试，对比机器人2进行一次打地鼠所需动作时间预设为和受试者进行一次打地鼠所需动作时间相同，即受试者完成一次打地鼠所需动作时间为T，受试者测试时的击打时间设定为和t_m相等，统计受试者在t_m时间内完成的打地鼠次数并设为X_受，设受试者完成一次打地鼠的反应时间为∂_受，则X_受·∂_受+X_受·T=t_m=X_m·∂_m+X_m·T，得受试者完成一次打地鼠的反应时间∂_受=

，并比较∂_受和∂_m的大小；

在反应时间方差小于预设阈值时，则可在各个反应时间所对应的击打时间中选择出最佳的击打时间，选择方法为：计算各个反应时间和平均反应时间之差的绝对值，所得最小绝对值所对应的击打时间即为误差最小的击打时间，即最佳的击打时间，可用以作为受试者的击打时间；受试者在该击打时间内完成打地鼠，所得数据与该最佳击打时间内对比机器人2打地鼠所得数据进行比较计算，得出受试者反应时间，通过上述方法得出的反应时间最为接近受试者实际反应时间，试验数据准确度高，可应用于各个需要的领域；

②若所得方差大于预设阈值，则比较∅₁、∅₂…∅_n间的大小，并挑选出最大值∅_s，舍弃最大值∅_s所对应的试验数据，并重新取一个击打时间t_替进行打地鼠试验，所得数据用以替换∅_s所对应的试验数据，并重新计算反应时间方差，并与预设阈值比较，比较结果分为以下两种情况：a若小于预设阈值则进行步骤①操作；b若大于预设阈值则重复步骤②操作，直至反应时间方差小于预设阈值，然后进行步骤①操作。

同样，在反应时间方差大于预设阈值时，通过不断优化击打时间的选择，最终使得计算出的反应时间方差小于预设阈值，然后再进行受试者击打时间的确定以及受试者击打试验，保证了受试者击打试验数据的准确性。

优选的，所述步骤Ⅰ中，在最小阈值t_min和最大阈值t_max之间，击打时间t₁、t₂、…t_n按相同的时间间隔从小至大依次选择，即若时间间隔设计为10s，则按t₁、t₁+10、t₁+20、…t₁+（n-1）10的顺序选择击打时间。

时间间隔的数值根据n的大小选择，n较大时，时间间隔数值相对设置较小，n较小时，时间间隔数值相对设置较大，此种时间间隔设置可使击打时间t₁、t₂、…t_n均匀的分布在最小阈值t_min和最大阈值t_max之间，进而方便对比机器人2测试出最优的击打时间，保证试验的准确性。

优选的，步骤Ⅴ中，受试者在进行反应时间测试前，先做好击打姿势，所述击打姿势为：受试者握住打击锤4，且打击锤4的锤面和打击区域32相距10cm。

受试者测试前先做好打击姿势，其打击姿势和对比机器人2相同，一方面不会因受试者和对比机器人2的姿势差异而导致测试误差，提高测试准确性，另一方面避免因打击锤4和打击区域32相距太远因影响受试者初始打击速度，保证测试准确性。

本发明的测试方法首选选择适合受试者承受的时间阈值，在该时间阈值内选择击打时间，避免因受试者长时间进行打地鼠动作而影响反应速度，提高试验数据的准确性；其次，通过反应时间方差和预设阈值比较，不断剔除误差较大的试验及其对应数据，使最终所得数据更趋向于实际数据；最后，通过对比和计算受试者及对比机器人在相同的击打时间内的击打数据，得出受试者的反应时间，结果准确性高，可应用于人机工程、特职培训、事故调查、心理评价、医学诊断等领域。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，所述打地鼠试验装置包括打击平台（1）和对比机器人（2），所述打击平台（1）上设置两个打击区域（31）、（32），两个所述打击区域（31）、（32）内都放置有打击锤（4），两个所述打击区域（31）、（32）内均设置若干升降地鼠（5），其中一个所述打击区域（31）和对比机器人（2）对应，供对比机器人（2）实施打地鼠动作，另一个所述打击区域（32）和受试者对应，供受试者实施打地鼠动作，其特征在于：所述测试方法包括以下步骤：

Ⅰ.设定：设定击打时间最小阈值为t_min、最大阈值为t_max，在最小阈值t_min和最大阈值t_max之间选择n个击打时间t₁、t₂、…t_n；

Ⅱ.击打地鼠：满足启动条件后，对比机器人（2）在选择的n个击打时间t₁、t₂、…t_n内分别进行打地鼠动作；

Ⅲ.统计：分别统计对比机器人（2）在n个击打时间t₁、t₂、…t_n内完成打地鼠的次数，并分别设定为X₁、X₂…X_n；

Ⅳ.数据处理：设对比机器人（2）完成一次打地鼠的反应时间为∂，对比机器人（2）在各个击打时间t₁、t₂、…t_n内完成一次打地鼠所对应的反应时间分别为∂₁、∂₂…∂_n，对比机器人（2）进行一次打地鼠所需动作时间为T，则对比机器人（2）各个击打时间t₁、t₂…t_n内，完成一次打地鼠所对应的反应时间为：

∂₁=

_—T

∂₂₌

_—T

……

∂_n=

_—T，

则各组试验中，对比机器人（2）完成一次打地鼠的平均反应时间∂_均=

，

对比机器人（2）各个击打时间t₁、t₂…t_n内完成一次打地鼠所对应的反应时间∂₁、∂₂…∂_n和各组试验中对比机器人（2）完成一次打地鼠的平均反应时间∂_均之差设为∅₁、∅₂…∅_n，则

∅₁=|∂₁﹣∂_均|

∅₂=|∂₂﹣∂_均|

……

∅_n=|∂_n﹣∂_均|，

根据公式

得出试验数据反应时间的方差，比较所得方差与预设阈值大小，所述预设阈值大小为0.01；

Ⅴ.判断、受试者测试：比较所得方差与预设阈值大小并分为以下两种情况：

①若所得方差小于预设阈值，则比较∅₁、∅₂…∅_n间的大小，并挑选出最小值∅_m，∅_m所对应试验的击打时间设为t_m，t_m时间内对比机器人（2）完成打地鼠的次数设为X_m，t_m时间内对比机器人（2）完成一次打地鼠的反应时间设为∂_m，然后受试者进行反应时间测试，对比机器人（2）进行一次打地鼠所需动作时间预设为和受试者进行一次打地鼠所需动作时间相同，即受试者完成一次打地鼠所需动作时间为T，受试者测试时的击打时间设定为和t_m相等，统计受试者在t_m时间内完成的打地鼠次数并设为X_受，设受试者完成一次打地鼠的反应时间为∂_受，则X_受·∂_受+X_受·T=t_m=X_m·∂_m+X_m·T，得受试者完成一次打地鼠的反应时间∂_受=

，并比较∂_受和∂_m的大小；

②若所得方差大于预设阈值，则比较∅₁、∅₂…∅_n间的大小，并挑选出最大值∅_s，舍弃最大值∅_s所对应的试验数据，并重新取一个击打时间t_替进行打地鼠试验，所得数据用以替换∅_s所对应的试验数据，并重新计算反应时间方差，并与预设阈值比较，比较结果分为以下两种情况：a若小于预设阈值则进行步骤①操作；b若大于预设阈值则重复步骤②操作，直至反应时间方差小于预设阈值，然后进行步骤①操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，其特征在于：所述步骤Ⅰ中，在最小阈值t_min和最大阈值t_max之间，击打时间t₁、t₂、…t_n按相同的时间间隔从小至大依次选择。

3.根据权利要求1所述的一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，启动条件为：首先，调整设定对比机器人（2）完成一次打地鼠所需动作时间，使其和当前受试者完成一次打地鼠所需动作时间相同；其次，对比机器人（2）握住打击锤（4），且打击锤（4）的锤面和打击区域31相距10cm。

4.根据权利要求1所述的一种基于打地鼠试验装置的人体反应时间测试方法，其特征在于：步骤Ⅴ中，受试者在进行反应时间测试前，先做好击打姿势，所述击打姿势为：受试者握住打击锤（4），且打击锤（4）的锤面和打击区域32相距10cm。

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