CN110064169A - 一种交互式难度分级颈部训练***及其使用方法 - Google Patents

一种交互式难度分级颈部训练***及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交互式难度分级颈部训练***，包括头颈转动跟踪***和交互***，交互***包括训练设置模块、训练重建模块、训练评估模块、难度分级选择模块以及颈部训练动作库。本发明还公开了一种交互式难度分级颈部训练***的使用方法，包括(1)将头颈转动跟踪***通过无线网络与设置在智能设备上的交互***相连接，并将该头颈转动跟踪***固定在使用者头部等步骤。本发明提供一种交互式难度分级颈部训练***及其使用方法，不仅能够指导使用者进行颈部训练，还能对训练过程中的参数数据进行收集整理，同时增设了交互功能，极大的提高了产品的交互能力，从而能够很好的吸引年轻人进行训练，提高了产品的使用效果，更好的保证了国民的身体健康。

Description

一种交互式难度分级颈部训练***及其使用方法
技术领域
本发明属于颈部运动器具领域，具体是指一种交互式难度分级颈部训练***及其使用方法。
背景技术
颈椎疾病的主要症状包括颈部疼痛、僵硬、头晕、手麻、肩背部沉重、恶心呕吐等。近十年来，颈椎疾病的出现呈现低龄化趋势，常见于长期面对电脑的上班族、长期低头使用手机的年轻人，颈椎疾病因此也成为困扰亚健康人群的常见病症，如不及时介入而任由其进一步恶化，有可能导致颈椎严重移位，压迫颈部神经和椎动脉，诱发耳聋、瘫痪、神经衰弱、中风等严重疾病。在颈椎疾病出现初期，康复医学专家大力推广主动颈部运动训练作为恢复和缓解的手段。目前在网络上有很多颈部拉伸运动、肩颈保健操等视频和软件，使用者可以下载自行训练。但这些已有的视频或软件基本都是非交互、非智能的，使用者只能在观看训练动作提示后自行训练，在训练过程中无法了解当前所作动作是否符合训练要求，软件也不了解使用者的完成情况，无法做出合理的训练规划。此外，非交互的训练手段对年轻人的吸引力不大，很多人开始几天积极模仿训练，后来很快丧失兴趣，不利于长期推广。
鉴于此，采用交互式设备和智能软件进行颈部运动训练对于提升训练依从性、提高训练质量有很大价值。为实现这一目的，专利号为ZL2011205619611的专利公开了一种基于微型传感器的交互式上肢康复设备，采用多个穿戴式传感器对上肢运动进行跟踪，实现交互式训练，也可以对上肢功能进行评定。但这一设备专为上肢运动设计，其监控和评估算法都不适用于颈部训练。具有智能化的颈部训练***必须要考虑颈部运动康复的以下几个特征：首先，颈部训练不只是运动，也包括在某些特定位置的保持，比如斜方肌拉伸、抗阻训练等。使用者必须在这些位置保持足够时间、或者抵抗阻力保持足够时间才能达到拉伸效果；其次，颈部训练必须保持左右两侧强度相同，如果单侧的运动强度长时间超过另一侧，容易导致肌肉损伤甚至颈椎移位。因此在康复专家推荐的肩颈运动中，都是向左和向右的镜像训练动作连续成对出现；第三，颈肩部位的肌肉群相比四肢肌肉更为纤细，牵拉过程的安全性必须要重点考虑，训练时要从低强度开始，充分拉伸后再逐渐过渡到高强度训练。目前，市面上还没有出现考虑到以上因素的交互式智能颈部运动训练的成熟技术或产品。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种交互式难度分级颈部训练***及其使用方法，不仅能够指导使用者进行颈部训练，还能对训练过程中的参数数据进行收集整理，同时增设了交互功能，极大的提高了产品的交互能力，从而能够很好的吸引年轻人进行训练，提高了产品的使用效果，更好的保证了国民的身体健康。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种交互式难度分级颈部训练***，包括头颈转动跟踪***，通过无线网络与该头颈转动跟踪***相连接的交互***；所述交互***主要包括训练设置模块、训练重建模块、训练评估模块和难度分级选择模块，以及同时与难度分级选择模块和训练评估模块相连接的颈部训练动作库。
进一步的，所述头颈转动跟踪***由三轴转动传感器，与该三轴转动传感器相连接的无线数据传输模块，以及用于对三轴转动传感器和无线数据传输模块供电的电源组成；所述头颈转动跟踪***的作用是用于实时捕获使用者头颈的运动参数，计算并输出用于动作重建和评估的转角。
作为优选，所述交互***设置在智能设备中；所述智能设备包括PC电脑、平板电脑以及智能手机。
再进一步的，所述训练设置模块由训练参数设置模块，以及通过无线网络与无线数据传输模块相连接的校准模块组成；所述训练设置模块的作用是用于获取使用者对训练时间、训练动作数目、训练难度的要求，并引导使用者对***进行校准；
训练重建模块由通过无线网络与无线数据传输模块相连接且同时与校准模块相连接的转角修正模块，以及与转角修正模块相连接的3D运动模型驱动模块组成；所述训练重建模块的作用是根据转角驱动3D运动模型，用于实时重建并在智能设备上显示使用者的头颈动作；
训练评估模块由与转角修正模块相连接的动作完成检测模块，与动作完成检测模块相连接的转动参数统计模块，以及与转动参数统计模块相连接的评分模块组成；所述训练评估模块的作用是用于判断当前动作是否完成，通过智能设备提示动作执行过程中达标的状态节点，并获取动作执行过程中的各项运动参数以及计算动作的完成分数；
难度分级选择模块由与训练参数设置模块相连接的首动作选择模块，与首动作选择模块相连接的关联动作选择模块，同时与关联动作选择模块和训练参数设置模块相连接的训练结束判断模块，以及同时与评分模块和训练结束判断模块相连接的难度分级动作选择模块组成；难度分级选择模块的作用是根据前后训练动作的关联性、难度、完成分数以及使用者的要求对训练动作进行选择，并完成训练动作的结束判定；
颈部训练动作库的作用是用于存储不同难度级别的多个颈部训练动作、每个颈部训练动作的标准参数以及各个颈部训练动作的关联性；所述颈部训练动作库与评分模块、首动作选择模块、关联动作选择模块、训练结束判断模块以及难度分级动作选择模块相连接。
作为优选，所述颈部训练动作库中的关联性的颈部训练动作是指两个训练动作互为左右镜像动作，即一个颈部训练动作向左侧、另一个与该颈部训练动作关联性的颈部训练动作则向右侧，且两个关联性的颈部训练动作处于同一个难度级别中；所述每个颈部训练动作的标准参数包括起始角度、达标角度、终末角度、角速度范围、转角范围、保持角度范围、保持角度静止时间、动作完成参考时间、以及上面各项参数在评分时所占权值。
所述的不同的颈部训练动作评分时的权值不同，权值具体需要根据颈部训练动作的参数在训练中的重要性以及医学实践经验进行设定；
所述评分过程的数学描述如下：
设颈部训练动作完成时测量的起始角度为a1、达标角度为a2、终末角度为a3、角速度范围为a4、转角范围为a5、保持角度范围为a6、保持角度静止时间为a7、动作完成参考时间为a8，矢量表示为a＝(a1,a2,a3,a4a5,a6,a7,a8)；
并设标准颈部训练动作要求的起始角度为s1、达标角度为s2、终末角度为s3、角速度范围为s4、转角范围为s5、保持角度范围为s6、保持角度静止时间为s7、动作完成参考时间为s8，矢量表示为s＝(s1,s2,s3,s4s5,s6,s7,s8)；
设起始角度的评分权值为w1、达标角度的评分权值为w2、终末角度的评分权值为w3、角速度范围的评分权值为w4、转角范围的评分权值为w5、保持角度范围的评分权值为w6、保持角度静止时间的评分权值为w7、动作完成参考时间的评分权值为w8，该评分权值矢量表示为w＝(w1,w2,w3,w4,w5,w6,w7,w8)，且w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8均不小于0；
颈部训练动作得分是按w加权后两矢量a和s之间的欧氏距离计算得出，具体得分计算公式则为：
颈部训练动作得分＝100-Dis<wa,ws>
＝100-sqrt(w1 2(a1-s1)2+w2 2(a2-s2)2+w3 2(a3-s3)2+…+w8 2(a8-s8)2)；
为保证动作得分范围在0～100之内，当得分<0时，赋值得分为0。
一种交互式难度分级颈部训练***的使用方法，包括以下步骤：
(1)将头颈转动跟踪***通过无线网络与设置在智能设备上的交互***相连接，并将该头颈转动跟踪***固定在使用者头部；
(2)通过智能设备在训练设置模块中进行初始设置，该初始设置包括训练时间、训练动作数目以及训练难度；
(3)使用者根据智能设备上训练设置模块的提示内容转动头颈至规定的位置并保持静止，训练设置模块则对头颈转动跟踪***中三轴转动传感器反馈的三轴转角数据进行记录，校准模块将记录的三轴转角数据作为角度偏移量修正值进行***校准；
(4)难度分级选择模块根据初始设置中的训练难度进行首次动作选择，首次动作选择时该难度分级选择模块从颈部训练动作库中与选择的训练难度相配的颈部训练动作中随机选取一个作为首次动作进行呈现以开始训练；
(5)使用者根据智能设备呈现的动作开始训练，训练重建模块将会持续接收头颈转动跟踪***反馈的三轴转角数据以及训练设置模块反馈的角度偏移量修正值，训练重建模块中的转角修正模块根据三轴转角数据和角度偏移量修正值计算得出三轴转角修正值，并将三轴转角修正值发送给3D运动模型驱动模块和训练评估模块，驱动3D运动模型驱动模块根据三轴转角修正值进行3D模型的建立与显示，进而完成动作的重建过程；
(6)训练评估模块持续接收三轴转角修正值，其中动作完成检测模块根据三轴转角修正值判断使用者当前头颈转动位置是否达到起始角度、是否达到达标角度、是否达到终末角度、是否在保持角度范围以内、是否在保持角度静止了足够的时间，且在上述任意判断条件满足时通过智能设备对使用者进行提示，同时通过上述的判断条件最终判断当前动作是否完成，并通过转动参数统计模块对当前动作的完成情况、各项运动参数进行统计和初步评分，同时还将记录当前动作的重复执行次数；若当前动作重复执行次数未达到规定次数则返回步骤(5)；若当前动作重复执行次数达到规定次数则通过评分模块对该动作历次完成的初步评分进行平均评分并显示，同时进入步骤(7)；
(7)难度分级选择模块将会判断是否需要进行新的动作或者是否需要结束训练，若判断需要进行新的动作则通过该难度分级选择模块选择新的动作并返回步骤(5)，若判断需要结束训练则通过智能设备显示结束训练。
步骤(7)中的具体判断流程为：
(7.1)通过关联动作选择模块判断当前完成的动作是否为拥有关联性的颈部训练动作，若判断结果为不拥有关联性的颈部训练动作则进入步骤(7.3)，若判断结果为拥有关联性的颈部训练动作则进入(7.2)；
(7.2)通过关联动作选择模块判断上一个动作是否是当前完成动作的关联性颈部训练动作，是则进入步骤(7.3)，否则选择当前完成动作的关联性颈部训练动作作为新的动作在智能设备上进行呈现并返回步骤(5)；
(7.3)通过训练结束判断模块判断当前训练时间是否超过初始设置的训练时间或是否超过初始设置的训练动作数目，训练时间和训练动作数目的判断结果任意一个为是则结束训练；否则进入步骤(7.4)；
(7.4)难度分级动作选择模块判断当前动作是否为最高难度级别的颈部训练动作，若判断结果为是则在当前难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)；否则进入步骤(7.5)；
(7.5)难度分级动作选择模块判断当前动作是否是本次训练完成的本难度级别的第N个以上的动作，是则进入步骤(7.6)；否则在当前难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)；
(7.6)难度分级动作选择模块判断完成的当前难度级别动作的平均评分的总平均分值是否达到M，若是则进入步骤(7.7)；否则在当前难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)；
(7.7)难度分级动作选择模块在比当前难度级别更高一级的难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)。
步骤(7.4)中的N和步骤(7.5)中的M均为预设参数，该N和M为正数，且N和M均为可进行更改的预设参数。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明设置有头颈转动跟踪***，能够很好的对使用者的训练参数进行采集，进而使得产品能够在使用的过程中获取使用者的训练情况。
(2)本发明通过头颈转动跟踪***与交互***的配合，能够在智能设备上进行3D模型呈现，并通过提示的方式使得使用者在训练时拥有更好的浸入性和趣味性，使用者可以在类似游戏的情境下完成训练，能够更好的为年轻人所接受，从而更好的提高了用户的体验性以及对训练的依从性。
(3)本发明的方法可以根据使用者的训练完成情况自行调整颈部训练动作的难度，以更好的起到训练的效果，进一步提高了产品的智能性。
附图说明
图1为本发明的颈部训练***的组成结构框图。
图2为本发明的难度分级选择模块的具体判断流程框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种交互式难度分级颈部训练***，包括头颈转动跟踪***，通过无线网络与该头颈转动跟踪***相连接的交互***；所述交互***主要包括训练设置模块、训练重建模块、训练评估模块和难度分级选择模块，以及同时与难度分级选择模块和训练评估模块相连接的颈部训练动作库。
所述头颈转动跟踪***由三轴转动传感器，与该三轴转动传感器相连接的无线数据传输模块，以及用于对三轴转动传感器和无线数据传输模块供电的电源组成；所述头颈转动跟踪***的作用是用于实时捕获使用者头颈的运动参数，计算并输出用于动作重建和评估的转角。
头颈转动跟踪***的作用是捕捉头颈运动时的各项运动参数，且该头颈转动跟踪***为现有技术，选用无锡微感科技有限公司的型号为MMocap的头颈转动跟踪***或四川旭康医疗电器有限公司的型号为YD122的头颈转动跟踪***，本领域技术人员根据上述描述无需通过创造性的劳动便可以完成该头颈转动跟踪***的设置与使用，在此便不进行赘述。
所述交互***设置在智能设备中；所述智能设备包括PC电脑、平板电脑以及智能手机。
训练设置模块由训练参数设置模块，以及通过无线网络与无线数据传输模块相连接的校准模块组成；所述训练设置模块的作用是用于获取使用者对训练时间、训练动作数目、训练难度的要求，并引导使用者对***进行校准；
该训练设置模块用于以交互方式获取使用者对训练时间、训练动作数目、训练难度的要求，引导使用者转动头颈至规定位置并保持静止，记录此时的三轴转角，作为角度偏移量修正值。
训练重建模块由通过无线网络与无线数据传输模块相连接且同时与校准模块相连接的转角修正模块，以及与转角修正模块相连接的3D运动模型驱动模块组成；所述训练重建模块的作用是根据转角驱动3D运动模型，用于实时重建并在智能设备上显示使用者的头颈动作；
训练评估模块由与转角修正模块相连接的动作完成检测模块，与动作完成检测模块相连接的转动参数统计模块，以及与转动参数统计模块相连接的评分模块组成；所述训练评估模块的作用是用于判断当前动作是否完成，通过智能设备提示动作执行过程中达标的状态节点，并获取动作执行过程中的各项运动参数以及计算动作的完成分数；
该训练评估模块用于判断当前头颈转动状态并做出提示、记录训练动作完成时的各项运动参数、计算动作完成分数。训练评估模块以训练重建模块输出的三轴转角修正值为主要处理对象，结合当前训练动作的标准运动参数，主要包括起始角度、达标角度、终末角度、保持角度范围、保持角度静止时间，判断是否达到各个规定的条件，确定动作是否完成。如判断动作已完成，统计完成过程中的各项运动参数，根据颈部训练动作库里此动作各项参数的评分权值及动作完成参考时间计算完成分数。训练评估模块包括彼此连接的动作完成检测模块、转动参数统计模块与评分模块。
难度分级选择模块由与训练参数设置模块相连接的首动作选择模块，与首动作选择模块相连接的关联动作选择模块，同时与关联动作选择模块和训练参数设置模块相连接的训练结束判断模块，以及同时与评分模块和训练结束判断模块相连接的难度分级动作选择模块组成；难度分级选择模块的作用是根据前后训练动作的关联性、难度、完成分数以及使用者的要求对训练动作进行选择，并完成训练动作的结束判定；
颈部训练动作库的作用是用于存储不同难度级别的多个颈部训练动作、每个颈部训练动作的标准参数以及各个颈部训练动作的关联性；所述颈部训练动作库与评分模块、首动作选择模块、关联动作选择模块、训练结束判断模块以及难度分级动作选择模块相连接。
该颈部训练动作库中设置有多个难度级别，且每个难度级别里都有一定数目的训练动作。
所述颈部训练动作库中的关联性的颈部训练动作是指两个训练动作互为左右镜像动作，即一个颈部训练动作向左侧、另一个与该颈部训练动作关联性的颈部训练动作则向右侧，且两个关联性的颈部训练动作处于同一个难度级别中；所述每个颈部训练动作的标准参数包括起始角度、达标角度、终末角度、角速度范围、转角范围、保持角度范围、保持角度静止时间、动作完成参考时间、以及上面各项参数在评分时所占权值。
所述的不同的颈部训练动作评分时的权值不同，权值具体需要根据颈部训练动作的参数在训练中的重要性以及医学实践经验进行设定；
所述评分过程的数学描述如下：
设颈部训练动作完成时测量的起始角度为a1、达标角度为a2、终末角度为a3、角速度范围为a4、转角范围为a5、保持角度范围为a6、保持角度静止时间为a7、动作完成参考时间为a8，矢量表示为a＝(a1,a2,a3,a4a5,a6,a7,a8)；
并设标准颈部训练动作要求的起始角度为s1、达标角度为s2、终末角度为s3、角速度范围为s4、转角范围为s5、保持角度范围为s6、保持角度静止时间为s7、动作完成参考时间为s8，矢量表示为s＝(s1,s2,s3,s4s5,s6,s7,s8)；
设起始角度的评分权值为w1、达标角度的评分权值为w2、终末角度的评分权值为w3、角速度范围的评分权值为w4、转角范围的评分权值为w5、保持角度范围的评分权值为w6、保持角度静止时间的评分权值为w7、动作完成参考时间的评分权值为w8，该评分权值矢量表示为w＝(w1,w2,w3,w4,w5,w6,w7,w8)，且w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8均不小于0；
颈部训练动作得分是按w加权后两矢量a和s之间的欧氏距离计算得出，具体得分计算公式则为：
颈部训练动作得分＝100-Dis<wa,ws>
＝100-sqrt(w1 2(a1-s1)2+w2 2(a2-s2)2+w3 2(a3-s3)2+…+w8 2(a8-s8)2)；
为保证动作得分范围在0～100之内，当得分<0时，赋值得分为0。
实施例2
一种交互式难度分级颈部训练***的使用方法，包括以下步骤：
(1)将头颈转动跟踪***通过无线网络与设置在智能设备上的交互***相连接，并将该头颈转动跟踪***固定在使用者头部；
(2)通过智能设备在训练设置模块中进行初始设置，该初始设置包括训练时间、训练动作数目以及训练难度；
(3)使用者根据智能设备上训练设置模块的提示内容转动头颈至规定的位置并保持静止，训练设置模块则对头颈转动跟踪***中三轴转动传感器反馈的三轴转角数据进行记录，校准模块将记录的三轴转角数据作为角度偏移量修正值进行***校准；
(4)难度分级选择模块根据初始设置中的训练难度进行首次动作选择，首次动作选择时该难度分级选择模块从颈部训练动作库中与选择的训练难度相配的颈部训练动作中随机选取一个作为首次动作进行呈现以开始训练；
(5)使用者根据智能设备呈现的动作开始训练，训练重建模块将会持续接收头颈转动跟踪***反馈的三轴转角数据以及训练设置模块反馈的角度偏移量修正值，训练重建模块中的转角修正模块根据三轴转角数据和角度偏移量修正值计算得出三轴转角修正值，并将三轴转角修正值发送给3D运动模型驱动模块和训练评估模块，驱动3D运动模型驱动模块根据三轴转角修正值进行3D模型的建立与显示，进而完成动作的重建过程；
(6)训练评估模块持续接收三轴转角修正值，其中动作完成检测模块根据三轴转角修正值判断使用者当前头颈转动位置是否达到起始角度、是否达到达标角度、是否达到终末角度、是否在保持角度范围以内、是否在保持角度静止了足够的时间，且在上述任意判断条件满足时通过智能设备对使用者进行提示，同时通过上述的判断条件最终判断当前动作是否完成，并通过转动参数统计模块对当前动作的完成情况、各项运动参数进行统计和初步评分，同时还将记录当前动作的重复执行次数；若当前动作重复执行次数未达到规定次数则返回步骤(5)；若当前动作重复执行次数达到规定次数则通过评分模块对该动作历次完成的初步评分进行平均评分并显示，同时进入步骤(7)；
(7)难度分级选择模块将会判断是否需要进行新的动作或者是否需要结束训练，若判断需要进行新的动作则通过该难度分级选择模块选择新的动作并返回步骤(5)，若判断需要结束训练则通过智能设备显示结束训练。
步骤(7)中的具体判断流程为：
(7.1)通过关联动作选择模块判断当前完成的动作是否为拥有关联性的颈部训练动作，若判断结果为不拥有关联性的颈部训练动作则进入步骤(7.3)，若判断结果为拥有关联性的颈部训练动作则进入(7.2)；
(7.2)通过关联动作选择模块判断上一个动作是否是当前完成动作的关联性颈部训练动作，是则进入步骤(7.3)，否则选择当前完成动作的关联性颈部训练动作作为新的动作在智能设备上进行呈现并返回步骤(5)；
(7.3)通过训练结束判断模块判断当前训练时间是否超过初始设置的训练时间或是否超过初始设置的训练动作数目，训练时间和训练动作数目的判断结果任意一个为是则结束训练；否则进入步骤(7.4)；
(7.4)难度分级动作选择模块判断当前动作是否为最高难度级别的颈部训练动作，若判断结果为是则在当前难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)；否则进入步骤(7.5)；
(7.5)难度分级动作选择模块判断当前动作是否是本次训练完成的本难度级别的第N个以上的动作，是则进入步骤(7.6)；否则在当前难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)；
(7.6)难度分级动作选择模块判断完成的当前难度级别动作的平均评分的总平均分值是否达到M，若是则进入步骤(7.7)；否则在当前难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)；
(7.7)难度分级动作选择模块在比当前难度级别更高一级的难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)。
步骤(7.4)中的N和步骤(7.5)中的M均为预设参数，该N和M为正数，且N和M均为可进行更改的预设参数。
本发明主要为受颈椎疾病早期症状困扰的亚健康人群设计，这些人不需要入院治疗，但需要在日常生活中积极进行主动颈椎运动训练，以缓解症状，恢复颈椎健康。考虑到这一庞大人群的需求，本发明首先在交互性上进行了创新，采用互动的3D运动模型重建使用者头颈运动状态，并在满足某一条件时给出多媒体提示，使得训练过程具有很强的浸入性和趣味性，提升了训练依从性。此外，具有智能化的动作评估算法和动作选择算法融合了大量康复医学的专业知识，模拟出了专业康复医师在实际康复实践中的考量和策略。因此，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著进步。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (9)

1.一种交互式难度分级颈部训练***，其特征在于：包括头颈转动跟踪***，通过无线网络与该头颈转动跟踪***相连接的交互***；所述交互***主要包括训练设置模块、训练重建模块、训练评估模块和难度分级选择模块，以及同时与难度分级选择模块和训练评估模块相连接的颈部训练动作库。
2.根据权利要求1所述的一种交互式难度分级颈部训练***，其特征在于：所述头颈转动跟踪***由三轴转动传感器，与该三轴转动传感器相连接的无线数据传输模块，以及用于对三轴转动传感器和无线数据传输模块供电的电源组成；所述头颈转动跟踪***的作用是用于实时捕获使用者头颈的运动参数，计算并输出用于动作重建和评估的转角。
3.根据权利要求2所述的一种交互式难度分级颈部训练***，其特征在于：所述交互***设置在智能设备中；所述智能设备包括PC电脑、平板电脑以及智能手机。
4.根据权利要求3所述的一种交互式难度分级颈部训练***，其特征在于：所述训练设置模块由训练参数设置模块，以及通过无线网络与无线数据传输模块相连接的校准模块组成；所述训练设置模块的作用是用于获取使用者对训练时间、训练动作数目、训练难度的要求，并引导使用者对***进行校准；
训练重建模块由通过无线网络与无线数据传输模块相连接且同时与校准模块相连接的转角修正模块，以及与转角修正模块相连接的3D运动模型驱动模块组成；所述训练重建模块的作用是根据转角驱动3D运动模型，用于实时重建并在智能设备上显示使用者的头颈动作；
训练评估模块由与转角修正模块相连接的动作完成检测模块，与动作完成检测模块相连接的转动参数统计模块，以及与转动参数统计模块相连接的评分模块组成；所述训练评估模块的作用是用于判断当前动作是否完成，通过智能设备提示动作执行过程中达标的状态节点，并获取动作执行过程中的各项运动参数以及计算动作的完成分数；
难度分级选择模块由与训练参数设置模块相连接的首动作选择模块，与首动作选择模块相连接的关联动作选择模块，同时与关联动作选择模块和训练参数设置模块相连接的训练结束判断模块，以及同时与评分模块和训练结束判断模块相连接的难度分级动作选择模块组成；难度分级选择模块的作用是根据前后训练动作的关联性、难度、完成分数以及使用者的要求对训练动作进行选择，并完成训练动作的结束判定；
颈部训练动作库的作用是用于存储不同难度级别的多个颈部训练动作、每个颈部训练动作的标准参数以及各个颈部训练动作的关联性；所述颈部训练动作库与评分模块、首动作选择模块、关联动作选择模块、训练结束判断模块以及难度分级动作选择模块相连接。
5.根据权利要求4所述的一种交互式难度分级颈部训练***，其特征在于：所述颈部训练动作库中的关联性的颈部训练动作是指两个训练动作互为左右镜像动作，即一个颈部训练动作向左侧、另一个与该颈部训练动作关联性的颈部训练动作则向右侧，且两个关联性的颈部训练动作处于同一个难度级别中；所述每个颈部训练动作的标准参数包括起始角度、达标角度、终末角度、角速度范围、转角范围、保持角度范围、保持角度静止时间、动作完成参考时间、以及上面各项参数在评分时所占权值。
6.根据权利要求5所述的一种交互式难度分级颈部训练***，其特征在于：所述的不同的颈部训练动作评分时的权值不同，权值具体需要根据颈部训练动作的参数在训练中的重要性以及医学实践经验进行设定；
所述评分过程的数学描述如下：
设颈部训练动作完成时测量的起始角度为a1、达标角度为a2、终末角度为a3、角速度范围为a4、转角范围为a5、保持角度范围为a6、保持角度静止时间为a7、动作完成参考时间为a8，矢量表示为a＝(a1,a2,a3,a4 a5,a6,a7,a8)；
并设标准颈部训练动作要求的起始角度为s1、达标角度为s2、终末角度为s3、角速度范围为s4、转角范围为s5、保持角度范围为s6、保持角度静止时间为s7、动作完成参考时间为s8，矢量表示为s＝(s1,s2,s3,s4 s5,s6,s7,s8)；
设起始角度的评分权值为w1、达标角度的评分权值为w2、终末角度的评分权值为w3、角速度范围的评分权值为w4、转角范围的评分权值为w5、保持角度范围的评分权值为w6、保持角度静止时间的评分权值为w7、动作完成参考时间的评分权值为w8，该评分权值矢量表示为w＝(w1,w2,w3,w4,w5,w6,w7,w8)，且w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8均不小于0；
颈部训练动作得分是按w加权后两矢量a和s之间的欧氏距离计算得出，具体得分计算公式则为：
颈部训练动作得分＝100-Dis<wa,ws>
＝100-sqrt(w1 2(a1-s1)2+w2 2(a2-s2)2+w3 2(a3-s3)2+…+w8 2(a8-s8)2)；
为保证动作得分范围在0～100之内，当得分<0时，赋值得分为0。
7.基于权利要求1-6所述的一种交互式难度分级颈部训练***的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将头颈转动跟踪***通过无线网络与设置在智能设备上的交互***相连接，并将该头颈转动跟踪***固定在使用者头部；
(2)通过智能设备在训练设置模块中进行初始设置，该初始设置包括训练时间、训练动作数目以及训练难度；
(3)使用者根据智能设备上训练设置模块的提示内容转动头颈至规定的位置并保持静止，训练设置模块则对头颈转动跟踪***中三轴转动传感器反馈的三轴转角数据进行记录，校准模块将记录的三轴转角数据作为角度偏移量修正值进行***校准；
(4)难度分级选择模块根据初始设置中的训练难度进行首次动作选择，首次动作选择时该难度分级选择模块从颈部训练动作库中与选择的训练难度相配的颈部训练动作中随机选取一个作为首次动作进行呈现以开始训练；
(5)使用者根据智能设备呈现的动作开始训练，训练重建模块将会持续接收头颈转动跟踪***反馈的三轴转角数据以及训练设置模块反馈的角度偏移量修正值，训练重建模块中的转角修正模块根据三轴转角数据和角度偏移量修正值计算得出三轴转角修正值，并将三轴转角修正值发送给3D运动模型驱动模块和训练评估模块，驱动3D运动模型驱动模块根据三轴转角修正值进行3D模型的建立与显示，进而完成动作的重建过程；
(6)训练评估模块持续接收三轴转角修正值，其中动作完成检测模块根据三轴转角修正值判断使用者当前头颈转动位置是否达到起始角度、是否达到达标角度、是否达到终末角度、是否在保持角度范围以内、是否在保持角度静止了足够的时间，且在上述任意判断条件满足时通过智能设备对使用者进行提示，同时通过上述的判断条件最终判断当前动作是否完成，并通过转动参数统计模块对当前动作的完成情况、各项运动参数进行统计和初步评分，同时还将记录当前动作的重复执行次数；若当前动作重复执行次数未达到规定次数则返回步骤(5)；若当前动作重复执行次数达到规定次数则通过评分模块对该动作历次完成的初步评分进行平均评分并显示，同时进入步骤(7)；
(7)难度分级选择模块将会判断是否需要进行新的动作或者是否需要结束训练，若判断需要进行新的动作则通过该难度分级选择模块选择新的动作并返回步骤(5)，若判断需要结束训练则通过智能设备显示结束训练。
8.根据权利要求7所述的一种交互式难度分级颈部训练***的使用方法，其特征在于：步骤(7)中的具体判断流程为：
(7.1)通过关联动作选择模块判断当前完成的动作是否为拥有关联性的颈部训练动作，若判断结果为不拥有关联性的颈部训练动作则进入步骤(7.3)，若判断结果为拥有关联性的颈部训练动作则进入(7.2)；
(7.2)通过关联动作选择模块判断上一个动作是否是当前完成动作的关联性颈部训练动作，是则进入步骤(7.3)，否则选择当前完成动作的关联性颈部训练动作作为新的动作在智能设备上进行呈现并返回步骤(5)；
(7.3)通过训练结束判断模块判断当前训练时间是否超过初始设置的训练时间或是否超过初始设置的训练动作数目，训练时间和训练动作数目的判断结果任意一个为是则结束训练；否则进入步骤(7.4)；
(7.4)难度分级动作选择模块判断当前动作是否为最高难度级别的颈部训练动作，若判断结果为是则在当前难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)；否则进入步骤(7.5)；
(7.5)难度分级动作选择模块判断当前动作是否是本次训练完成的本难度级别的第N个以上的动作，是则进入步骤(7.6)；否则在当前难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)；
(7.6)难度分级动作选择模块判断完成的当前难度级别动作的平均评分的总平均分值是否达到M，若是则进入步骤(7.7)；否则在当前难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)；
(7.7)难度分级动作选择模块在比当前难度级别更高一级的难度级别的其他颈部训练动作中随机选择一个未选择过的颈部训练动作作为新的动作在智能设备上呈现并返回步骤(5)。
9.根据权利要求8所述的一种交互式难度分级颈部训练***的使用方法，其特征在于：步骤(7.4)中的N和步骤(7.5)中的M均为预设参数，该N和M为正数，且N和M均为可进行更改的预设参数。
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