本发明涉及物电检测领域，具体涉及一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法、装置、设备、介质。
背景技术：
1、传统的配网带电作业主要方式主要有绝缘杆作业法和绝缘手套作业法，绝缘手套、绝缘服、绝缘杆等绝缘工器具的使用，有效保障了配网不停电作业人员的人身安全，促进了配网不停电作业的广泛开展。绝缘杆作业法又称为间接作业法，是指作业人员与带电体保持规定的安全距离，穿戴绝缘防护用具，通过绝缘杆进行作业的方式，绝缘杆作业法既可以在登杆作业中采用，也可以在斗臂车的工作斗内或其他对地绝缘的作业平台上采用。绝缘手套作业法又称直接作业法，是指作业人员使用斗臂车、绝缘梯、绝缘平台等绝缘承载工具与大地保持规定的安全距离，穿戴绝缘防护用具，与周围物体保持绝缘隔离，通过绝缘手套对带电体直接作业的方式。
2、如公开号为cn110289574a的中国专利公开一种10kv绝缘杆带电作业多功能线夹，虽然绝缘杆作业法操作人员不直接接触带电体，有效降低了触电危害风险，但现有绝缘操作杆使用时有效绝缘长度要求不小于0.7m，实际现场需要1.5m甚至更长，绝缘杆法简单类项目作业时间在1-2-小时左右，复杂类项目作业时间在2-3小时左右，作业中需要长时间托举操作，不满足人机工程学特点，作业效率低，体力消耗极大，长期带电作业工普遍存在手关节疼痛、肩关节疼痛、腰椎酸疼、颈椎疼痛等关节肌肉劳损症状，长期作业可能导致肌肉骨骼损伤等慢性职业性伤害，危及人员职业安全与健康。同时，电力外骨骼是助力电力施工行业的重要辅助设备，电力外骨骼的出现，可以有效地减轻工人的劳动强度，降低工作强度，保护工人的身体健康，但是现有电力外骨骼在使用过程中对于作业人员的生物电信号获取误差较大，控制不够精准，因此如何提高上周外骨骼响应速度是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法、装置、设备、介质，能够提高上周外骨骼响应速度，保障带电作业安全。
2、本发明的技术方案为：
3、一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法，包括以下步骤：
4、当外骨骼穿戴在作业人员身上后，按照采样频率fs对作业人员的n个点的生物电信号进行采样得到生物电信号序列，对生物电信号序列加4项余弦窗进行离散傅里叶变换得到离散傅里叶变换结果，对离散傅里叶变换结果进行抽样得到数字频率，根据数字频率，计算相邻两频点的谱线幅值比，根据相邻两频点的谱线幅值比进行频谱分析，利用插值系数对频谱分析结果进行校正，将校正后的频谱分析结果通过全波整流与低通滤波可获得生物电信号的强度特征序列。
5、作为本发明的进一步方案，某含有m个频率分量的生物电信号表达式为：
6、
7、式中：am、fm、分别为第m个生物电信号的幅值、频率和相位。
8、作为本发明的进一步方案，离散傅里叶变换结果为：式中：am为生物电信号频域的幅值，ω-ωm为频率的偏移，ωm为初始频率，w4(ω-ωm)为以数字频率表示的4项矩形窗频谱函数。
9、作为本发明的进一步方案，以2π/n的间隔对离散傅里叶变换结果x(ejw)进行抽样，则得到数字频率表示形式为：
10、
11、式中：λ＝nω/2π，λm＝nωm/2π＝nfm/fs，为以数字频率表示的矩形窗频谱函数，am为频谱函数系数。
12、作为本发明的进一步方案，设频率fm对应的数字频率位置为：λm＝km+δm
13、式中：km为正整数的采样点，δm为插值系数且δm∈[0，1)；在非同步采样的情况下，δm≠0，km处的幅频谱x(km)与真实频率fm存在偏差；
14、作为本发明的进一步方案，令频点附近相邻两频点谱线幅值比为βm，所述βm的表达式为：
15、
16、式中：bi和c2i均为频谱函数系数am的多项式函数，4项5阶nuttall窗的谱线幅值比βm中的bi和c2i均为0。
17、作为本发明的进一步方案，根据所述插值系数δm对频谱分析结果进行校正，所述δm的表达式为：
18、
19、一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知装置，所述装置包括：
20、生物电信号采集模块：用于在带电作业人员穿戴上肢外骨骼后，按照预设的采样频率对作业人员上肢的多个关键点进行生物电信号采样；
21、信号处理模块：对采集到的生物电信号序列进行离散傅里叶变换，并对变换结果进行抽样以获取数字频率；
22、频谱校正模块：根据计算得到的相邻两频点的谱线幅值比，利用插值系数对频谱分析结果进行校正；
23、特征提取模块：对校正后的频谱分析结果进行全波整流与低通滤波处理，以获取生物电信号的强度特征序列；
24、显示与反馈模块：用于展示处理后的生物电信号特征，并根据信号特征提供作业状态反馈或安全警示。
25、一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知计算机设备，所述计算机设备包括至少一个处理器和存储器，处理器和存储器总线连接，所述存储器内存储至少一个程序，实现如权1-7任一所述的带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法。
26、一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知介质，所述介质存有执行程序，所述执行程序被执行时，实现带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法。
27、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
28、1、以双谱线插值校正算法进行频谱结果校正，可以有效确定生物电信号的强度特征，提高外骨骼响应速度；
29、2、4项5阶nuttall窗具有优良的性能，有助于减少频谱泄漏和干扰，提高频谱分析的准确性；
30、3、全波整流能够消除信号的负向部分，使得信号更易于分析和处理；而低通滤波则能够滤除高频噪声，保留有用的低频信息。通过这两种技术的结合，我们可以获得更加清晰、准确的生物电信号强度特征序列，为后续的决策和优化提供有力支持，能够通过获取生物电信号最终确定最终生物电信号，方便根据最终生物电信号来确定作业人员当前的状态，以便及时发现危险。
1.一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法，其特征在于，某含有m个频率分量的生物电信号表达式为：
3.如权利要求2所述的一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法，其特征在于，离散傅里叶变换结果为：式中：am为生物电信号频域的幅值，ω-ωm为频率的偏移，ωm为初始频率，w4(ω-ωm)为以数字频率表示的4项矩形窗频谱函数。
4.如权利要求3所述的一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法，其特征在于，以2π/n的间隔对离散傅里叶变换结果x(ejw)进行抽样，则得到数字频率表示形式为：
5.如权利要求4所述的一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法，其特征在于，设频率fm对应的数字频率位置为：λm＝km+δm
6.如权利要求5所述的一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法，其特征在于，令频点附近相邻两频点谱线幅值比为βm，所述βm的表达式为：
7.如权利要求6所述的一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法，其特征在于，根据所述插值系数δm对频谱分析结果进行校正，所述δm的表达式为：
8.一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知装置，应用权1-7任一所述的带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法，其特征在于，所述装置包括：
9.一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括至少一个处理器和存储器，处理器和存储器总线连接，所述存储器内存储至少一个程序，实现如权1-7任一所述的带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法。
10.一种带电作业人员上肢外骨骼生物电感知介质，其特征在于，所述介质存有执行程序，所述执行程序被执行时，实现如权1-7任一所述的带电作业人员上肢外骨骼生物电感知方法。
