本发明涉及颈椎评估训练设备，具体是一种颈椎评估训练设备及其使用方法。
背景技术：
1、颈椎评估训练设备是一种专门用于评估和改善颈椎健康状况的设备，它可以帮助用户通过科学的方法来进行颈部锻炼，减轻疼痛，预防颈椎疾病，或者在受伤后辅助恢复，但是，现有的颈椎评估训练设备在使用的过程中存在识别玩家的操作意图准确性较差，且无法有效监测用户颈部健康状况，易使用户在未察觉的情况下持续采取不恰当的姿态，加剧颈部疼痛或其他相关健康问题，且如果控制系统无法准确捕捉和理解玩家的操作意图，可能会导致游戏控制不精确，增加用户的挫败感和不满，从而降低整体的游戏体验。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种颈椎评估训练设备及其使用方法，包括安装框和控制件，所述安装框的底部设置有防护软垫，所述安装框的两侧均活动连接有连接轴，所述连接轴的末端设置有连接框，所述连接框的末端固定安装有活动轴，所述活动轴的末端固定连接有安装件，所述安装件的末端固定连接有固定架，所述固定架的内侧通过调节轴固定连接有耳机壳，所述耳机壳的内侧固定连接有连接件，所述连接件的内侧固定安装有耳机罩；
4、所述控制件的输出端通信连接有蓝牙模块，所述蓝牙模块的输出端通信连接有电脑设备端。
5、作为本发明再进一步的方案：所述电脑设备端内部设置有软件层和存储层，所述软件层还包括设备驱动程序、校准软件模块、数据采集与处理模块、评估算法模块、训练模块以及用户界面。
6、作为本发明再进一步的方案：所述存储层还包括用户数据存储模块以及训练数据库模块，所述用户数据、立式数据和训练计划需存储在数据库里并由软件层进行调用和更新。
7、作为本发明再进一步的方案：所述评估算法模块中采用svm监督学习模型，用于分类和回归分析，其具体的算法步骤如下：
8、数据采集：首先，耳机型控制设备中的imu收集用户头部运动的数据；
9、数据传输：通过蓝牙模块，将采集的数据无线传输给电脑或移动设备；
10、数据预处理：设备驱动程序接收原始数据，可能需要进行噪声过滤以及归一化预处理；
11、特征提取：从处理后的imu数据中提取出头部运动的关键特征，特征包括但不限于运动速度、角度变化以及稳定性；
12、svm训练与模型构建：svm算法利用历史数据集，包含了已知分类(健康/不健康或准确/不准确的颈椎运动)和对应的特征向量，在训练阶段，找到一个最优超平面，使得两类数据之间的间隔最大化。
13、作为本发明再进一步的方案：所述svm训练与模型构建中计算公式如下：
14、minimize:(1/2)*||w||^2；
15、subjectto:yi*(w·xi+b)≥1foralli；
16、其中，"w"是垂直于决策面的权重向量，"xi"是样本的特征向量，"yi"是样本的标签(+1或-1)，"b"是偏差项。
17、作为本发明再进一步的方案：所述评估算法模块中，svm应用如下：
18、新收集的用户数据经过预处理和特征提取后，用于已建立的svm模型进行分类；
19、对于每个新的特征向量"x"，svm模型会计算一个决策函数值"f(x)＝w·x+b"；
20、根据这个值的符号(正或负)，模型会判断当前颈椎运动属于哪一类(是否健康或者是否达到了运动要求)。
21、作为本发明再进一步的方案：所述训练模块中，采用动态时间规整(dtw)算法，比较用户执行的头部运动和预设的标准运动模式，帮助评估用户的执行质量，并提供建议以改进颈部健康训练，其具体算法公式如下：
22、假定有两个时间序列：
23、x＝x1,x2,...,xn；
24、y＝y1,y2,...,ym；
25、其中n和m分别是这两个序列的长度，dtw算法的目标是找到这两个序列之间的最佳对应路径，使得这两个序列在某种距离度量下的总距离最小；
26、为了实现这一目标，首先构造一个n×m的矩阵d，其中矩阵的元素di,j
27、代表序列x中的第i个元素和序列y中的第j个元素之间的距离，距离是欧氏距离，即：di,j＝(xi-yj)2；
28、接着，使用下面的递推公式来填充矩阵d的每一个元素：
29、d(i,j)＝di,j+min(d(i-1,j),d(i,j-1),d(i-1,j-1))；
30、公式含义是，当前点的累计距离等于当前点的距离加上到达当前点的最短路径(即左方、上方和左上方三个邻居点中累计距离最小的路径)的累计距离；
31、开始时，d(0,0)＝d0,0，并且矩阵的边界(即第一行和第一列)需要被适当初始化；
32、最后的步骤从d(n,m)开始，回溯找到最小成本路径，路径反映了两个时间序列之间的最佳对应关系。
33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
34、通过集成蓝牙模块，该设备无线连接至电脑或移动设备，极大地提高了使用的灵活性和便捷性，软件层的组成复杂而全面，包括设备驱动、校准软件模块、数据采集与处理、评估算法等多个模块，使得设备不仅可以用于日常游戏控制，还能够进行颈椎健康训练，具有高度的实用性，同时通过机器学习的方法对头部运动数据进行分析和分类，使得设备可以更精确地评估颈椎健康状态，为用户提供专业的颈部健康建议。
1.一种颈椎评估训练设备及其使用方法，包括安装框(1)和控制件(2)，其特征在于：所述安装框(1)的底部设置有防护软垫(3)，所述安装框(1)的两侧均活动连接有连接轴(4)，所述连接轴(4)的末端设置有连接框(5)，所述连接框(5)的末端固定安装有活动轴(6)，所述活动轴(6)的末端固定连接有安装件(7)，所述安装件(7)的末端固定连接有固定架(8)，所述固定架(8)的内侧通过调节轴固定连接有耳机壳(9)，所述耳机壳(9)的内侧固定连接有连接件(10)，所述连接件(10)的内侧固定安装有耳机罩(11)；
2.根据权利要求1所述的一种颈椎评估训练设备及其使用方法，其特征在于：所述电脑设备端内部设置有软件层和存储层，所述软件层还包括设备驱动程序、校准软件模块、数据采集与处理模块、评估算法模块、训练模块以及用户界面。
3.根据权利要求1所述的一种颈椎评估训练设备及其使用方法，其特征在于：所述存储层还包括用户数据存储模块以及训练数据库模块，所述用户数据、立式数据和训练计划需存储在数据库里并由软件层进行调用和更新。
4.根据权利要求1所述的一种颈椎评估训练设备及其使用方法，其特征在于：所述评估算法模块中采用svm监督学习模型，用于分类和回归分析，其具体的算法步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种颈椎评估训练设备及其使用方法，其特征在于：所述svm训练与模型构建中计算公式如下：
6.根据权利要求2所述的一种颈椎评估训练设备及其使用方法，其特征在于：所述评估算法模块中，svm应用如下：
7.根据权利要求2所述的一种颈椎评估训练设备及其使用方法，其特征在于：所述训练模块中，采用动态时间规整(dtw)算法，比较用户执行的头部运动和预设的标准运动模式，帮助评估用户的执行质量，并提供建议以改进颈部健康训练，其具体算法公式如下：
