本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)健康，尤其涉及一種最大心率估算方法、估算系統(tǒng)及估算交互系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、最大心率是重要的運(yùn)動(dòng)健康指標(biāo)，一般情況下，進(jìn)行最大強(qiáng)度的極限運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)心率采集設(shè)備(例如心率帶)采集極限狀態(tài)的心率，這是最直接的測(cè)量方法，但這種方法并不適用于所有人(例如用戶患有心臟健康問(wèn)題)。其次，也有提出以年齡估計(jì)最大心率的方法，在年齡小于40歲時(shí)，最大心率等于220減去年齡，在年齡大于等于40歲時(shí)，最大心率等于206.9-0.67與年齡之積，此種方式獲取的最大心率具有一定局限性，在針對(duì)最大心率相差較大而年齡相近的測(cè)試群體時(shí)，解算性能較差。

2、因此，亟需一種不需要極限運(yùn)動(dòng)就可以獲得最大心率的方法，在確保獲取到比較準(zhǔn)確的最大心率的同時(shí)，還能夠避免難度過(guò)大的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種最大心率估算方法，基于運(yùn)動(dòng)用戶的歷史騎行數(shù)據(jù)序列，估算最大心率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本技術(shù)涉及一種最大心率估算方法，包括：

4、從運(yùn)動(dòng)用戶的歷史騎行數(shù)據(jù)序列中獲取所述運(yùn)動(dòng)用戶的功率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)；

5、基于所獲取的功率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)，篩選出功率緩存序列和心率緩存序列；

6、采用篩選出的功率緩存序列和心率緩存序列，擬合最大心率和最大功率之間的函數(shù)關(guān)系；

7、基于預(yù)設(shè)模型，利用所述運(yùn)動(dòng)用戶的體重、身高和功率閾值ftp，估算對(duì)應(yīng)最大有氧功率map；

8、基于所述函數(shù)關(guān)系及所述最大有氧功率map，獲取對(duì)應(yīng)的心率作為所估算的最大心率；

9、其中，基于所述運(yùn)動(dòng)用戶的體能變化更新所述功率閾值ftp；

10、所述預(yù)設(shè)模型描述運(yùn)動(dòng)用戶的最大有氧功率與其體重、身高和功率閾值三者之間的關(guān)系。

11、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，基于所獲取的功率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)，篩選出功率緩存序列和心率緩存序列，具體為：

12、基于所獲取的功率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)，，篩選提取大小達(dá)到第一預(yù)設(shè)值和功率閾值ftp之積的功率數(shù)據(jù)，并同步記錄對(duì)應(yīng)時(shí)刻下的心率數(shù)據(jù)；

13、采用滑動(dòng)窗口的方式，滑動(dòng)采樣每個(gè)窗口內(nèi)平均功率和平均心率，在滑動(dòng)完成整個(gè)數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度后，各窗口下的平均功率形成所述功率緩存序列，且各窗口下的平均心率形成所述心率緩存序列。

14、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述第一預(yù)設(shè)值選擇60％。

15、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述函數(shù)關(guān)系為最大心率和最大功率之間的線性關(guān)系；

16、利用所篩選出的功率緩存序列和心率緩存序列，基于最小二乘法計(jì)算用于擬合所述線性關(guān)系的擬合參數(shù)grad和bias，使得最大心率＝grad*最大功率+bias。

17、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述擬合參數(shù)grad和bias采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

18、

19、其中，power_batch表示功率緩存序列，heatreat_batch表示心率緩存序列，n表示滑動(dòng)窗口的長(zhǎng)度，表示功率緩存序列的平均值，表示心率緩存序列的平均值。

20、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所更新的運(yùn)動(dòng)用戶的ftp應(yīng)用在下一輪的預(yù)設(shè)模型中。

21、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，基于所述運(yùn)動(dòng)用戶的體能變化更新所述功率閾值ftp，具體為：

22、采用如下公式，根據(jù)所估計(jì)的實(shí)時(shí)攝氧量vo2_power對(duì)所述功率閾值ftp進(jìn)行更新；

23、

24、其中，power表示運(yùn)動(dòng)用戶騎行過(guò)程記錄的功率，m表示運(yùn)動(dòng)用戶的體重，hr_max和hr_rest表示運(yùn)動(dòng)用戶的最大心率和靜息心率，k1，k2和k3均為實(shí)驗(yàn)系數(shù)，k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，hr_power為采用滑動(dòng)窗口的方式獲取到的最大平均功率的窗口下對(duì)應(yīng)的平均心率。

25、本技術(shù)提供的一些實(shí)施例涉及的最大心率估算方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

26、(1)基于運(yùn)動(dòng)用戶的歷史騎行數(shù)據(jù)序列進(jìn)行最大心率估計(jì)，無(wú)需極限運(yùn)動(dòng)，避免高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的心率健康隱患；

27、(2)最大心率估計(jì)只關(guān)心歷史騎行數(shù)據(jù)序列，與年齡無(wú)關(guān)，因此，避免造成以年齡估算心率造成的心率解算不準(zhǔn)確問(wèn)題(例如，年齡相仿且心率相差較大的情況)，提高心率解算可靠性及準(zhǔn)確性；

28、(3)以功率和心率成正相關(guān)出發(fā)，利用最大有氧功率反算最大心率，且最大有氧功率與用戶的功率閾值有相關(guān)性，因此，根據(jù)運(yùn)動(dòng)用戶的多次騎行的體能數(shù)據(jù)變化對(duì)功率閾值進(jìn)行更新，從而更可靠估算最大心率。

29、本技術(shù)的一些實(shí)施例還涉及一種最大心率估算系統(tǒng)，包括：

30、數(shù)據(jù)獲取模塊，其從運(yùn)動(dòng)用戶的歷史騎行數(shù)據(jù)序列中獲取所述運(yùn)動(dòng)用戶的功率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)；

31、數(shù)據(jù)篩選模塊，其基于所獲取的功率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)，篩選出功率緩存序列和心率緩存序列；

32、函數(shù)擬合模塊，其采用篩選出的功率緩存序列和心率緩存序列，擬合最大心率和最大功率之間的函數(shù)關(guān)系；

33、功率估算模塊，其基于預(yù)設(shè)模型，利用所述運(yùn)動(dòng)用戶的體重、身高和功率閾值ftp，估算對(duì)應(yīng)最大有氧功率map；

34、最大心率反算模塊，其基于所述函數(shù)關(guān)系及所述最大有氧功率map，獲取對(duì)應(yīng)的心率作為所估算的最大心率；

35、其中，基于所述運(yùn)動(dòng)用戶的體能變化更新所述功率閾值ftp；

36、所述預(yù)設(shè)模型描述運(yùn)動(dòng)用戶的最大有氧功率與其體重、身高和功率閾值三者之間的關(guān)系。

37、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)篩選模塊包括：

38、數(shù)據(jù)提取單元，其基于基于所獲取的功率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)，篩選提取大小達(dá)到第一預(yù)設(shè)值和功率閾值ftp之積的功率數(shù)據(jù)，并同步記錄對(duì)應(yīng)時(shí)刻下的心率數(shù)據(jù)；

39、數(shù)據(jù)采樣單元，采用滑動(dòng)窗口的方式，滑動(dòng)采樣每個(gè)窗口內(nèi)平均功率和平均心率，在滑動(dòng)完成整個(gè)數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度后，各窗口下的平均功率形成所述功率緩存序列，且各窗口下的平均心率形成所述心率緩存序列。

40、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述最大心率估算系統(tǒng)還包括：

41、更新模塊，其基于所述運(yùn)動(dòng)用戶的體能變化更新所述功率閾值ftp，具體為：

42、采用如下公式，根據(jù)所估計(jì)的實(shí)時(shí)攝氧量vo2_power對(duì)所述功率閾值ftp進(jìn)行更新；

43、

44、其中，power表示運(yùn)動(dòng)用戶騎行過(guò)程記錄的功率，m表示運(yùn)動(dòng)用戶的體重，hr_max和hr_rest表示運(yùn)動(dòng)用戶的最大心率和靜息心率，k1，k2和k3均為實(shí)驗(yàn)系數(shù)，k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，hr_power為采用滑動(dòng)窗口的方式獲取到的最大平均功率的窗口下對(duì)應(yīng)的平均心率。

45、本技術(shù)的一些實(shí)施例還涉及一種最大心率估算交互系統(tǒng)，包括：

46、心率采集設(shè)備，其用于采集運(yùn)動(dòng)用戶的心率數(shù)據(jù)；

47、功率采集設(shè)備，其用于采集運(yùn)動(dòng)用戶的功率數(shù)據(jù)；

48、終端，其接收所述心率數(shù)據(jù)和所述功率數(shù)據(jù)，且用于執(zhí)行如上所述的最大心率估算方法，并在所述終端的前端顯示所估算的最大心率。

49、結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實(shí)施方式后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。