CN117398100B - 下肢力量测试方法、系统、终端设备及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种下肢力量测试方法、系统、终端设备及计算机存储介质，应用于健康数据处理技术领域，下肢力量测试方法包括：在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过三轴加速度计采集测试者产生的三轴加速度数据；在三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度，并基于最大加速度和最小加速度得到测试者的纵跳高度；在预设的下肢力量评估量表中确定与纵跳高度对应的下肢力量测试结果，其中，下肢力量评估量表包括至少一个纵跳高度和与纵跳高度对应的下肢力量测试结果。本发明技术方案能够解决下肢肌肉力量测试过程中测试成本较高的技术问题。

Description

下肢力量测试方法、系统、终端设备及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及健康数据处理技术领域，尤其涉及一种下肢力量测试方法、系统、终端设备及计算机存储介质。

背景技术

力量素质作为一项基础身体素质，是其他各项身体素质的前提和基础，人在成年后随着年龄的增长，人体肌肉量将呈现逐年下降的趋势，肌肉量的下降将导致肌肉力量水平下降，增加运动中受伤风险和中老年人跌倒风险，降低生命质量、增加全因死亡率。而且下肢力量不足会严重影响其他身体素质的发展，因此，对于不同人群下肢力量的测评是迫切需要的。

然而，目前下肢肌肉力量测试方法在大众健康领域的普及程度仍然不高，其主要原因在于：下肢肌肉力量测评设备（等速肌力测量系统、三维测力平台等）主要依赖于进口，且价格十分昂贵，只有专业体育院校、医疗康复机构才有经济能力配备；1RM（RepetitionMaximum）肌肉力量测试法更加适用于具有训练基础人群，对于普通人群或肌力较弱人群具有较高的运动风险。

因此，如何降低下肢肌肉力量测试中的测试成本，是本领域技术人员尚待解决的问题。

发明内容

本发明提出一种下肢力量测试方法、系统、终端设备及计算机存储介质，旨在解决下肢肌肉力量测试过程中测试成本较高的技术问题。

为解决上述问题，本发明提出一种下肢力量测试方法，所述下肢力量测试方法应用于下肢力量测试系统，所述下肢力量测试系统包括：三轴加速度计，所述下肢力量测试方法包括：

在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过所述三轴加速度计采集所述测试者产生的三轴加速度数据；

在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度，并基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度；

在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果，其中，所述下肢力量评估量表包括至少一个纵跳高度和与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果。

可选地，所述在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度的步骤包括：

在单次测试过程中，对所述三轴加速度数据中垂直方向的加速度数据进行排序得到加速度队列，并基于所述加速度队列确定最大加速度和最小加速度。

可选地，所述三轴加速度数据包括：加速度和与所述加速度对应的采集时刻，所述基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度的步骤，包括：

将所述三轴加速度数据中与所述最大加速度对应的采集时刻作为第一采集时刻，并将所述三轴加速度数据中与所述最小加速度对应的采集时刻作为第二采集时刻；

以所述第一采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第一转向时刻，并以所述第二采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第二转向时刻；

根据所述第一转向时刻和所述第二转向时刻确定所述测试者的纵跳高度。

可选地，所述以所述第一采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第一转向时刻的步骤，包括：

以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第一采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

若所述加速度的方向与所述最大加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第一转向时刻。

可选地，所述以所述第二采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第二转向时刻的步骤，包括：

以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第二采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

若所述加速度的方向与所述最小加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第二转向时刻。

可选地，所述根据所述第一转向时刻和所述第二转向时刻确定所述测试者的纵跳高度的步骤，包括：

将所述第一转向时刻和所述第二转向时刻作差得到所述测试者的实际运动时长，并基于所述实际运动时长确定起跳初速度；

将所述起跳初速度输入速度位移公式中以得到所述测试者的纵跳高度。

可选地，所述下肢力量测试方法还包括：

获取所述测试者的性别和年龄；

所述在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果的步骤，包括：

在所述下肢力量评估量表中确定与所述性别、所述年龄和所述纵跳高度均对应的下肢力量测试结果。

此外，为解决上述问题，本发明还提出一种下肢力量测试系统，所述下肢力量测试系统包括：三轴加速度计，所述下肢力量测试系统还包括：

数据获取模块，用于在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过所述三轴加速度计采集所述测试者产生的三轴加速度数据；

高度计算模块，用于在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度，并基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度；

测试结果确定模块，用于在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果，其中，所述下肢力量评估量表包括至少一个纵跳高度和与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果。

此外，为解决上述问题，本发明还提出一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的下肢力量测试程序，所述下肢力量测试程序被所述处理器执行时实现如上所述的下肢力量测试方法的步骤。

此外，本发明还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有下肢力量测试程序，所述下肢力量测试程序被处理器执行时实现如上所述的下肢力量测试方法的步骤。

本发明提出一种下肢力量测试方法、系统、终端设备及计算机存储介质，其中，下肢力量测试方法应用于下肢力量测试系统，并且下肢力量测试系统中包括三轴加速度计，其中，在测试者进行下蹲纵跳时，三轴加速度计被固定在测试者第三骶椎上缘前方7厘米左右处。下肢力量测试系统在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过三轴加速度计采集测试者产生的三轴加速度数据，然后在三轴加速度数据中筛选出垂直方向的最大加速度和最小加速度，进而根据最大加速度和最小加速度确定测试者的纵跳高度，最后在预设的下肢力量评估量表中确定与纵跳高度对应的下肢力量测试结果。

相比传统通过价格高档的测试设备，或者，通过1RM肌肉力量测试法对测试者进行肌肉测试的方式来说，本发明通过三轴加速度计采集三轴加速度数据，并基于三轴加速度数据确定最大加速度和最小加速度，进而根据最大加速度和最小加速度计算纵跳高度，然后以纵跳高度为依据得到下肢肌肉力量结果的方式，不仅能够减少下肢力量测试的经济成本，还能够降低测试者的运动风险，从而能够达到降低测试成本的目的。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例方案涉及的终端设备硬件运行环境的设备结构示意图；

图2为本发明下肢力量测试方法第一实施例的流程示意图;

图3为本发明下肢力量测试方法一实施例的实施场景示意图;

图4为本发明下肢力量测试方法一实施例的流程示意图;

图5为本发明下肢力量测试方法一实施例的可穿戴传感器结构组成图;

图6为本发明下肢力量测试方法一实施例的纵跳高度计算流程示意图;

图7为本发明下肢力量测试系统一实施例的功能模块示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的终端设备硬件运行环境的设备结构示意图。

需要说明的是，本发明实施例涉及的终端设备可以是执行本申请下肢力量测试方法的下肢力量测试系统中的数据存储控制终端、PC或者便携计算机等终端。

如图1所示，在终端设备的硬件运行环境中，该终端设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及下肢力量测试程序。

在图1所示的设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端（用户端），与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的下肢力量测试程序，并执行以下操作：

在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过所述三轴加速度计采集所述测试者产生的三轴加速度数据；

在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度，并基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度；

在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果，其中，所述下肢力量评估量表包括至少一个纵跳高度和与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果。

基于上述硬件结构，提出本发明下肢力量测试方法各个实施例的整体构思。

现如今，下肢肌肉力量测试方法在大众健康领域的普及程度仍然不高，其主要原因在于：下肢肌肉力量测评设备（等速肌力测量系统、三维测力平台等）主要依赖于进口，且价格十分昂贵，只有专业体育院校、医疗康复机构才有经济能力配备；1RM肌肉力量测试法仅适用于具有训练基础人群，对于普通人群或肌力较弱人群具有较高的运动风险。

因此，如何降低下肢肌肉力量测试中的测试成本，是本领域技术人员尚待解决的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提出一种下肢力量测试方法、系统、终端设备及计算机存储介质，其中，下肢力量测试方法应用于下肢力量测试系统，并且下肢力量测试系统中包括三轴加速度计，其中，在测试者进行下蹲纵跳时，三轴加速度计被固定在测试者第三骶椎上缘前方7厘米左右处。下肢力量测试系统在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过三轴加速度计采集测试者产生的三轴加速度数据，然后在三轴加速度数据中筛选出最大加速度和最小加速度，进而根据最大加速度和最小加速度确定测试者的纵跳高度，最后在预设的下肢力量评估量表中确定与纵跳高度对应的下肢力量测试结果。

相比传统通过价格高档的测试设备，或者，通过1RM肌肉力量测试法对测试者进行肌肉测试的方式来说，本发明通过三轴加速度计采集三轴加速度数据，并基于三轴加速度数据确定最大加速度和最小加速度，进而根据最大加速度和最小加速度计算纵跳高度，然后以纵跳高度为依据得到下肢肌肉力量结果的方式，不仅能够减少下肢力量测试的经济成本，还能够降低测试者的运动风险，从而能够达到降低测试成本的目的。

基于上述本发明下肢力量测试方法各个实施例的整体构思，提出本发明下肢力量测试方法的各个实施例。

请参照图2，图2为本发明下肢力量测试方法第一实施例的流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，当然可以以不同于此处的顺序执行本发明下肢力量测试方法的各个步骤。

在本实施例中，下肢力量测试方法应用于下肢力量测试系统，所述下肢力量测试系统包括：三轴加速度计，所述下肢力量测试方法包括：

步骤S10：在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过所述三轴加速度计采集所述测试者产生的三轴加速度数据；

需要说明的是，技术人员在通过下肢力量测试系统对测试者进行测试前，测试者在PC端、移动终端或测试平板电脑上向下肢力量测试系统中注册录入个人信息，而技术人员通过在测试平板电脑app中选中测试者的账号并选择已无线连接的三轴加速度计与测试者进行绑定。

而技术人员通过下肢力量测试系统对测试者进行测试时，将要求测试者按照下蹲纵跳动作规范进行测试，具体测试方法为测试者双手叉腰，向下预蹲到半蹲位置（膝关节角度为90度），然后不停顿进行最大努力地向上垂直跳起，之后正常缓冲落地。

作为一种示例，下肢力量测试系统在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过固定在测试者第三骶椎上缘前方7厘米左右处的三轴加速度计采集测试者中心位置的三轴加速度数据，并通过蓝牙传输的方式，将三轴加速度计传递至预设的数据处理终端中。

步骤S20：在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度，并基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度；

作为一种示例，下肢力量测试系统通过蓝牙通信获取固定在测试者身体上的三轴加速度计采集的三轴加速度数据后，将对三轴加速度数据中的Z轴数据，即，对三轴加速度数据中的垂直方向加速度进行相关处理，从而确定测试者在起跳到落地过程中垂直方向加速度中的最大加速度和最小加速度，并基于加速度与时间的关系式，以及时间与位移的关系确定测试者的纵跳高度。其中，纵跳高度为测试者跳起的高度。

作为另一种示例，为得到测试者下肢力量的综合评价，技术人员将要求测试者进行3次下蹲纵跳测试，而下肢力量测试系统也将得到三组三轴加速度数据，并对每组三轴加速度数据进行确定最大加速度和最小加速度的处理，进而确定每组三轴加速度数据对应的纵跳高度，即，下肢力量测试系统能够得到3个纵跳高度。

步骤S30：在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果，其中，所述下肢力量评估量表包括至少一个纵跳高度和与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果。

作为一种示例，下肢力量测试系统在得到测试者的纵跳高度后，将在技术人员预先设计的下肢力量评估量表中确定与纵跳高度对应的下肢力量测试结果。其中，在下肢力量评估量表中，存储有与不同纵跳高度对应的下肢力量测试结果，而下肢力量测试结果可以包括：不合格、合格、中等、良好和优秀。

作为另一种示例，在测试者进行多次下蹲纵跳，而下肢力量测试系统得到多次下蹲纵跳各自对应的纵跳高度后，能够计算出各个纵跳高度之间的中位数，进而将下肢力量评估量表中与中位数对应的下肢力量测试结果作为该测试者的下肢力量测试结果。而本方案通过中位数综合评定测试者的下肢力量的方式，能够避免因测试者纵跳高度的偶然性导致测试结果不准确的问题。

请参照图3，图3为本发明下肢力量测试方法一实施例的实施场景示意图，其中，传感器（三轴加速度计）采集的数据将通过无线连接传递至测试平板电脑，而测试平板电脑将测试数据（三轴加速度数据和纵跳高度）传递至云服务器，并且云服务器基于测试数据和测试者信息向测试平板电脑输出用户信息评估结果，以便测试者查看测试结果，同时，云服务器还能将测试成绩和评估报告传递至PC端和移动端，以便查看。

请参照图4，图4为本发明下肢力量测试方法一实施例的流程示意图，其中，技术人员可通过平板电脑选择测试者信息，并将传感器绑定至测试者，然后，测试者在正确佩戴传感器后，根据语音提示进行3次下蹲纵跳，下肢力量测试系统进而采集下蹲纵跳过程中人体中心的三轴加速度数据并传递至平板电脑，然后下肢力量测试系统控制平板电脑根据预设的算法处理三轴加速度数据，从而得到三次下蹲纵跳过程中的最大纵跳高度，并将测试数据（最大纵跳高度）传递至云服务器，使得云服务器基于用户基本信息和最大纵跳高度确定下肢力量水平，然后将评估结果传递至平板电脑或移动终端，以便查看测试结果。

在本实施例中，本发明通过三轴加速度计采集三轴加速度数据，并基于三轴加速度数据确定最大加速度和最小加速度，进而根据最大加速度和最小加速度计算纵跳高度，然后以纵跳高度为依据得到下肢肌肉力量结果的方式，不仅能够减少下肢力量测试的经济成本，还能够降低测试者的运动风险，从而能够达到降低测试成本的目的。

进一步地，基于上述本发明下肢力量测试方法的第一实施例，提出本发明下肢力量测试方法的第二实施例。

在本实施例中，所述三轴加速度数据包括：加速度和与所述加速度对应的采集时刻，上述步骤S20中，基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度的步骤，包括：

步骤S201：将所述三轴加速度数据中与所述最大加速度对应的采集时刻作为第一采集时刻，并将所述三轴加速度数据中与所述最小加速度对应的采集时刻作为第二采集时刻；

作为一种示例，在测试者进行下蹲纵跳时，三轴加速度计能够采集到测试者在跳跃过程中三个方向的加速度（X轴、Y轴和Z轴），由于跳跃高度为垂直方向的，故而下肢力量测试系统仅对Z轴方向（垂直方向）的加速度进行处理。下肢力量测试系统在确定垂直方向加速度中最大加速度和最小加速度后，将最大加速度的采集时刻作为第一采集时刻，并将最小加速度的采集时刻作为第二采集时刻。

步骤S202：以所述第一采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第一转向时刻；

步骤S203：以所述第二采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第二转向时刻；

需要说明的是，下肢力量测试系统依据采集时刻的由小到大的顺序对垂直方向的各个加速度进行排序，而时间轴为采集时刻的有序集合。相对应地，向左步进指的是以某个时刻为基点，向时刻减小的方向进行相关处理。

需要理解的是，垂直方向加速度有方向之分，例如，将重力加速度的方向作为负向，则与重力加速度方向相反的加速度为正向。也就是说，在测试者足底未离开地面前，垂直方向加速度为正向，在测试者足尖离开地面后，垂直方向加速度为负向。

作为一种示例，下肢力量测试系统在确定第一采集时刻和第二采集时刻后，将以第一采集时刻为基点，在采集时刻的有序集合中向时刻减小的方向对加速度进行相关处理从而得到第一转向时刻。相似地，下肢力量测试系统还将以第二采集时刻为基点，在采集时刻的有序集合中向时刻减小的方向对加速度进行相关处理从而得到第二转向时刻。其中，相关处理为判断采集时刻对应的加速度的方向是否与基点对应的加速度方向相反，而转向时刻指的是加速度方向发生改变的时刻。

步骤S204：根据所述第一转向时刻和所述第二转向时刻确定所述测试者的纵跳高度。

作为一种示例，下肢力量测试系统在得到第一转向时刻和第二转向时刻后，将根据第一转向时刻和第二转向时刻确定测试者的速度，进而基于速度、时间和位移的关系确定测试者的纵跳高度。

可选地，在一种可行的实施例中，上述步骤S202：以所述第一采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第一转向时刻，包括：

步骤S2021：以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第一采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

步骤S2022：若所述加速度的方向与所述最大加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第一转向时刻。

需要说明的是，时间顺序正向遍历为按照采集时刻的由小到大的顺序进行遍历，时间顺序反向遍历则指的是与时间顺序正向遍历相反的方向进行遍历。

作为一种示例，下肢力量测试系统在确定第一采集时刻后，将对三轴加速度数据中垂直方向的各个加速度以采集时间为依据进行排序以得到时间轴，即，将采集时刻数值小的排在时间轴中靠前的位置，将采集时刻数值大的排在时间轴中靠后的位置，然后下肢力量测试系统将查找到第一采集时刻在时间轴中的位置，并按照采集时刻小于第一采集时刻的方向，以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，反向遍历三轴加速度数据中的加速度，若遍历得到的加速度的方向与最大加速度的方向相反，则将与该加速度对应的采集时刻作为第一转向时刻，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率。

可选地，在一种可行的实施例中，上述步骤S203：以所述第二采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第二转向时刻，包括：

步骤S2031：以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第二采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

步骤S2032：若所述加速度的方向与所述最小加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第二转向时刻。

作为一种示例，下肢力量测试系统在确定第一采集时刻后，将对三轴加速度数据中垂直方向的各个加速度以采集时间为依据进行排序以得到时间轴，即，将采集时刻数值小的排在时间轴中靠前的位置，将采集时刻数值大的排在时间轴中靠后的位置，然后下肢力量测试系统将查找到第二采集时刻在时间轴中的位置，并按照采集时刻小于第二采集时刻的方向，以1/Fs为步长，2/Fs为窗口反向遍历三轴加速度数据中的加速度，若遍历得到的加速度的方向与最小加速度的方向相反，则将与该加速度对应的采集时刻作为第二转向时刻。

可选地，在一种可行的实施例中，上述步骤S204：根据所述第一转向时刻和所述第二转向时刻确定所述测试者的纵跳高度，包括：

步骤S2041：将所述第一转向时刻和所述第二转向时刻作差得到所述测试者的实际运动时长，并基于所述实际运动时长确定起跳初速度；

步骤S2042：将所述起跳初速度输入速度位移公式中以得到所述测试者的纵跳高度。

需要说明的是，以垂直向上为正方向，起跳过程中足底离开地面的初速度为：

，

其中，

纵跳的高度为：

，

将两式结合可得纵跳高度为：

，

其中，测试者在下蹲纵跳过程中足底离开地面的时刻为（第一转向时刻）和下落足底接触地面的时刻为/>（第二转向时刻）。

作为一种示例，下肢力量测试系统还将对第一转向时刻和第二转向时刻作差得到测试者进行下蹲纵跳过程的实际运动时长，即为t，然后根据实际运动时长、重力加速度与起跳初速度的关系确定测试者的起跳初速度，然后，下肢力量测试系统再基于起跳初速度与垂直方向位移（纵跳高度）的关系确定测试者的纵跳高度h。

请参照图5，图5为本发明下肢力量测试方法一实施例的可穿戴传感器结构组成图，其中该可穿戴传感器中集成有三轴加速度传感器，并且还设有纽扣电池给三轴加速度传感器提供电源，设有蓝牙模块用于连接三轴加速度传感器和平板电脑。

请参照图6，图6为本发明下肢力量测试方法一实施例的纵跳高度计算流程示意图，其中，加速度数据的最大值accmax=acc(tmax)和最小值accmin=acc(tmin)，其中tmax和tmin分别为加速度最大值和最小值对应的采集时刻,acc表示加速度大小；下肢力量测试系统分别以tmax和tmin为起点，1/Fs为步长（Fs为传感器采样频率），在时间轴上向左步进检测各个时间点数据，即，当acc(t0)*acc(t0-i)>0时，向左步进检测，在acc(t1)*acc(t1-i)>0时，向左步进检测，而时刻（第一转向时刻）和时刻/>（第二转向时刻）分别为测试者在下蹲纵跳过程中足底离开地面的时刻和下落过程中足底接触地面的时刻，然后再根据时间位移公式计算得到测试者下蹲纵跳的高度h。其中，时间位移公式的内容如下：

，

其中，g为重力加速度。

在本实施例中，本发明通过以第一采集时刻和第二采集时刻为基准，从而确定第一转向时刻和第二转向时刻，进而通过第一转向时刻和第二转向时刻的差值与重力加速度的关系确定纵跳高度的方式，能够准确直接的得到测试者的纵跳高度，进而通过准确的纵跳高度得到准确的下肢力量评估结果。

进一步地，基于上述本发明下肢力量测试方法的第一实施例和第二实施例，提出本发明下肢力量测试方法的第三实施例。

在本实施例中，上述步骤S20中，在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度的步骤，包括：

步骤S205：在单次测试过程中，对所述三轴加速度数据中垂直方向的加速度数据进行排序得到加速度队列，并基于所述加速度队列确定最大加速度和最小加速度。

在本实施例中，由于加速度有方向之分，故而在规定加速度的正方向后，即可根据单次测试过程中的加速度的数值大小对三轴加速度数据中垂直方向的各个加速度进行排序以得到加速度队列，并根据加速度队列中队首和队尾的数值大小确定最大加速度和最小加速度。

作为一种示例，假设与重力加速度相反的方向为正向，单次纵跳过程中三轴加速度计z轴方向数据最大值为{采集时刻：16:13:53.548，z轴的加速度：23.63m/t2}，最小值为{采集时刻：16:13:54.059，加速度：-49.5m/t2},时刻（第一转向时刻）和时刻/>（第二转向时刻）分别为{采集时刻：16:13:54.053，加速度：-4.76m/t2}和{采集时刻：16:13:53.547，z轴的加速度：9.75m/t2}，h=（16:13:54.053-16:13:53.547）*g/8≈0.314m。

可选地，在一种可行的实施例中，所述下肢力量测试方法还包括：

步骤S50：获取所述测试者的性别和年龄；

在本实施例中，下肢力量测试系统在得到纵跳高度后，还将获取测试者的性别和年龄数据，以便综合评定测试者的下肢力量。

基于此，上述步骤S30：在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果，包括：

步骤S301：在所述下肢力量评估量表中确定与所述性别、所述年龄和所述纵跳高度均对应的下肢力量测试结果。

请参照表1，表1为本发明下肢力量测试方法一实施例的下肢力量评估量表。在表1中，18-25岁男性的合格纵跳高度为24.9-32.3cm，即，若下肢力量测试系统得到的测试者基本信息为20岁，男性，且纵跳高度低于24.9cm,则该测试者的下肢力量测试结果为不合格。

表1

在本实施例中，本发明通过对加速度进行排序的方式，能够减少下肢力量测试系统在获取最大加速度和最小加速度时的计算量，并且，本发明还基于测试者的性别、年龄综合评判纵跳高度对应的下肢力量测试结果，能够提高下肢力量测试结果与测试者的实际匹配程度。

此外，本发明还提出一种下肢力量测试系统，所述下肢力量测试系统包括：三轴加速度计。

请参照图7，所述下肢力量测试系统还包括：

数据获取模块10，用于在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过所述三轴加速度计采集所述测试者产生的三轴加速度数据；

高度计算模块20，用于在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度，并基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度；

测试结果确定模块30，用于在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果，其中，所述下肢力量评估量表包括至少一个纵跳高度和与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果。

可选地，所述高度计算模块20包括：

加速度排序单元，用于在单次测试过程中，对所述三轴加速度数据中垂直方向的加速度数据进行排序得到加速度队列，并基于所述加速度队列确定最大加速度和最小加速度。

可选地，所述三轴加速度数据包括：加速度和与所述加速度对应的采集时刻，所述高度计算模块20还包括：

采集时刻确定单元，用于将所述三轴加速度数据中与所述最大加速度对应的采集时刻作为第一采集时刻，并将所述三轴加速度数据中与所述最小加速度对应的采集时刻作为第二采集时刻；

第一转向时刻确定单元，用于以所述第一采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第一转向时刻；

第二转向时刻确定单元，用于以所述第二采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第二转向时刻；

计算单元，用于根据所述第一转向时刻和所述第二转向时刻确定所述测试者的纵跳高度。

可选地，所述第一转向时刻确定单元，包括：

第一遍历子单元，用于以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第一采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

时刻确定子单元，用于若所述加速度的方向与所述最大加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第一转向时刻。

可选地，所述第二转向时刻确定单元，包括：

第二遍历子单元，用于以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第二采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

第二时刻确定子单元，用于若所述加速度的方向与所述最小加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第二转向时刻。

可选地，所述计算单元包括：

初速度计算子单元，用于将所述第一转向时刻和所述第二转向时刻作差得到所述测试者的实际运动时长，并基于所述实际运动时长确定起跳初速度；

公式计算子单元，用于将所述起跳初速度输入速度位移公式中以得到所述测试者的纵跳高度。

可选地，所述下肢力量测试系统还包括：

基础信息获取模块，用于获取所述测试者的性别和年龄；

所述测试结果确定模块30还用于在所述下肢力量评估量表中确定与所述性别、所述年龄和所述纵跳高度均对应的下肢力量测试结果。

其中，上述下肢力量测试系统中各个模块的功能实现与上述下肢力量测试方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。

此外，本发明还提出一种终端设备，该终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的下肢力量测试程序，所述下肢力量测试程序被所述处理器执行时实现如上所述本发明下肢力量测试方法的步骤。

本发明终端设备的具体实施例与上述下肢力量测试方法各实施例基本相同，在此不作赘述。

此外，本发明还提出一种计算机存储介质，该计算机存储介质上存储有下肢力量测试程序，该下肢力量测试程序被处理器执行时实现如上所述本发明下肢力量测试方法的步骤。

本发明计算机存储介质的具体实施例与上述下肢力量测试方法各实施例基本相同，在此不作赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是车载电脑，智能手机，计算机，或者服务器等）执行本申请各个实施例所述的方法。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种下肢力量测试方法，其特征在于，所述下肢力量测试方法应用于下肢力量测试系统，所述下肢力量测试系统包括：三轴加速度计，所述下肢力量测试方法包括：

在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过所述三轴加速度计采集所述测试者产生的三轴加速度数据；

在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度，并基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度；

在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果，其中，所述下肢力量评估量表包括至少一个纵跳高度和与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果；

所述在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度的步骤包括：

在单次测试过程中，对所述三轴加速度数据中垂直方向的加速度数据进行排序得到加速度队列，并基于所述加速度队列确定最大加速度和最小加速度，其中，所述垂直方向的加速度数据具有方向上的区别；

其中，所述三轴加速度数据包括：加速度和与所述加速度对应的采集时刻，所述基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度的步骤，包括：

将所述三轴加速度数据中与所述最大加速度对应的采集时刻作为第一采集时刻，并将所述三轴加速度数据中与所述最小加速度对应的采集时刻作为第二采集时刻；

以所述第一采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第一转向时刻；

以所述第二采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第二转向时刻；

根据所述第一转向时刻和所述第二转向时刻确定所述测试者的纵跳高度；

所述以所述第一采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第一转向时刻的步骤，包括：

以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第一采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

若所述加速度的方向与所述最大加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第一转向时刻；

所述以所述第二采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第二转向时刻的步骤，包括：

以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第二采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

若所述加速度的方向与所述最小加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第二转向时刻。

2.如权利要求1所述的下肢力量测试方法，其特征在于，所述根据所述第一转向时刻和所述第二转向时刻确定所述测试者的纵跳高度的步骤，包括：

将所述第一转向时刻和所述第二转向时刻作差得到所述测试者的实际运动时长，并基于所述实际运动时长确定起跳初速度；

将所述起跳初速度输入速度位移公式中以得到所述测试者的纵跳高度。

3.如权利要求1所述的下肢力量测试方法，其特征在于，所述下肢力量测试方法还包括：

获取所述测试者的性别和年龄；

所述在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果的步骤，包括：

在所述下肢力量评估量表中确定与所述性别、所述年龄和所述纵跳高度均对应的下肢力量测试结果。

4.一种下肢力量测试系统，其特征在于，所述下肢力量测试系统包括：三轴加速度计，所述下肢力量测试系统还包括：

数据获取模块，用于在检测到测试者进行下蹲纵跳时，通过所述三轴加速度计采集所述测试者产生的三轴加速度数据；

高度计算模块，用于在所述三轴加速度数据中确定垂直方向的最大加速度和最小加速度，并基于所述最大加速度和所述最小加速度得到所述测试者的纵跳高度；

测试结果确定模块，用于在预设的下肢力量评估量表中确定与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果，其中，所述下肢力量评估量表包括至少一个纵跳高度和与所述纵跳高度对应的下肢力量测试结果；

其中，所述高度计算模块，还用于：

在单次测试过程中，对所述三轴加速度数据中垂直方向的加速度数据进行排序得到加速度队列，并基于所述加速度队列确定最大加速度和最小加速度，其中，所述垂直方向的加速度数据具有方向上的区别；

所述三轴加速度数据包括：加速度和与所述加速度对应的采集时刻，所述高度计算模块，还用于；

将所述三轴加速度数据中与所述最大加速度对应的采集时刻作为第一采集时刻，并将所述三轴加速度数据中与所述最小加速度对应的采集时刻作为第二采集时刻；

以所述第一采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第一转向时刻；

以所述第二采集时刻为基准，在时间轴上对所述三轴加速度数据进行向左步进处理得到第二转向时刻；

根据所述第一转向时刻和所述第二转向时刻确定所述测试者的纵跳高度；

所述高度计算模块，还用于；

以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第一采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

若所述加速度的方向与所述最大加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第一转向时刻；

所述高度计算模块，还用于：

以1/Fs为步长，2/Fs为窗口，按照时间顺序反向遍历所述三轴加速度数据中采集时刻小于所述第二采集时刻的加速度，其中，Fs为所述三轴加速度计的采样频率；

若所述加速度的方向与所述最小加速度的方向相反，则将所述加速度对应的采集时刻作为第二转向时刻。

5.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的下肢力量测试程序，所述下肢力量测试程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的下肢力量测试方法的步骤。

6.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有下肢力量测试程序，所述下肢力量测试程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的下肢力量测试方法的步骤。