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动态获取最大摄氧量的方法及电子设备


技术摘要:
本发明公开了一种动态获取最大摄氧量的方法及电子设备,其中该方法包括:获取用户的年龄、性别、体重、静息心率和最大心率;通过检测用户运动过程中的实时心率和实时运动速度,以得到用户运动过程中的基础心率数据和基础速度数据;从用户的运动时长中选取一预设时间长  全部
背景技术:
物质代谢和能量代谢是机体内各组织器官机能活动的基础,而运动能力是身体各 种机能活动的集中表现。根据能量方式的不同,运动能力可以划分为有氧运动和无氧运动。 而有氧供能的能力是基础,其中最大摄氧量是评价有氧能力最常用和最有效的方法。最大 摄氧量(maximal  oxygen  consumption,VO2max)是指在人体进行最大强度的运动,当机体 出现无力继续支撑接下来的运动时,所能摄入的氧气含量,是反映人体有氧运动能力的重 要指标。 目前,测定最大摄氧量一般有两种方法,即直接测试法和间接测试法。直接测试法 需通过实验室测试,让受试者带上专门的仪器在跑台上跑步或者骑功率自行车,通过调动 速度级别使得受试者运动至力竭,同时配备专门仪器收集受试者呼吸的气体进行分析,从 而确定最大摄氧量。间接测试法依据人体的耗氧量与本身完成的功率和运动时的心率密切 相关,因而通过运动时的心率和运动完成的功率推测受试者的最大摄氧量。另外,还可以通 过Bruce方法或者12分钟跑等测试获取最大摄氧量。 通过直接测试法检测最大摄氧量是最准确的,然后由于检测设备的制约,不能被 用户随身携带,不能实时测出用户在每一次运动过程中的最大摄氧量,使用不便;另外,由 于最大摄氧量受年龄因素、性别因素、遗传因素、训练因素、环境因素和体脂率因素的影响, 现在通过简单的计算公式间接的计算最大摄氧量的方法得到的结果普遍误差比较大,不能 准确地体现出用户在当前运动过程中所具有的最大摄氧量,因此可参考性有限。 鉴于此,需要对现有的通过间接的方式获得最大摄氧量的方式进行改进,以提高 计算的准确性。
技术实现要素:
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足而提供一种动态获取最大摄氧量的 方法,以对运动过程中的最大摄氧量提供检测,使得用户准确评估当下自己的有氧能力水 平。 本发明的另一目的是,提供一种动态获取最大摄氧量的电子设备,以对运动过程 中的最大摄氧量提供检测,使得用户准确评估当下自己的有氧能力水平。 为了实现上述目的,本发明公开了一种动态获取最大摄氧量的方法,其包括: 获取用户的年龄、性别、体重、静息心率和最大心率,所述最大心率可预先设置或 根据用户的年龄特征实时生成; 通过检测用户运动过程中的实时心率和反映身体移动的实时运动速度,以得到用 户运动过程中的基础心率数据和基础速度数据; 4 CN 111599471 A 说 明 书 2/7 页 从用户的运动时长中选取一预设时间长度的特征时间段,以所述基础心率数据和 所述基础速度数据为基础数据,计算出所述特征时间段内的特征平均心率和特征平均速 度; 根据下述第一公式计算出当前用户的最大摄氧量 第一公式: 其中,A为40~50的常数,P1为7至~8的常数,S为性别常数,男性为1,女性为0;P2 为0.1~0.2的常数,G为用户体重;P3为4~5的常数,V为特征平均速度,P4为3~4的常数,B 为1~2的常数;C为15~20的常数,HR特征为特征平均心率,HR静息为用户在清醒、安静状态下的 静息心率,HRmax为最大心率;a为用户年龄。 与现有技术相比,本发明动态获取最大摄氧量的方法,不但需要采集用户的年龄、 性别、体重、静息心率、最大心率等静态数据,还需要采集用户当前运动过程中的基础心率 数据和身体移动的基础速度数据等动态数据,并通过平均算法对从用户当前运动时长中选 取的特征时间段内的基础心率数据和基础速度数据进行处理,以得到特征平均心率和特征 平均速度,然后将年龄、性别、体重、静息心率、最大心率、特征平均心率和特征平均速度代 入公式,得出用户在当前运动过程中的最大摄氧量值;由此可知,首先,通过上述方法,可动 态地计算出每一次运动过程中的最大摄氧量,以为用户对当前自己的有氧能力水平的评估 提供准确参考数据;其次,通过上述方法中的公式进行计算最大摄氧量,充分考虑到用户自 身的静态数据和动态数据对当前检测的影响,检测结果准确性高。 较佳地,所述基础心率数据和所述基础速度数据的筛选方法包括: S1:判断用户单次连续运动时长T2是否大于设定时长T1,如果是,则进入S2;如果 否,则返回; S2:以一定的移动周期,按照时间顺序,移动提取并判断每个连续的单位时间段内 的所有实时心率是否在设定的最大心率的一段数值区间D1内,如果是,将当前单位时间段 内的所述实时心率归入所述基础心率数据,同时将当前单位时间段内的所述实时运动速度 归入所述基础速度数据。 较佳地,所述特征平均心率和特征平均速度的计算方法包括: 分别对所述特征时间段内筛选出的每个所述单位时间段中的所述基础心率数据 进行平均运算,得到单位平均心率; 分别对所述特征时间段内筛选出的每个所述单位时间段中的所述基础速度数据 进行平均运算,得到单位平均速度; 对计算出的多个所述单位平均心率进行平均运算,得到所述特征平均心率; 对计算出的多个所述单位平均速度进行平均运算,得到所述特征平均速度。 较佳地,当根据年龄特征实时生成所述最大心率时,所述最大心率的计算公式为: HRmax=208-0.7*a。 较佳地,所述数值区间D1为:70%*HRmax<D1<95%*HRmax。 较佳地,所述设定时长T1大于或等于10分钟,当用户的连续运动时长T2大于30分 钟时,所述特征时间段为运动时间在10~30分钟的一段时间,当用户的连续运动时长T2小 5 CN 111599471 A 说 明 书 3/7 页 于或等于30分钟时,所述特征时间段为运动时间在10~T2的一段时间。 较佳地,还包括对计算出的最大摄氧量的显示方法: 当连续N次计算最大摄氧量时,根据下述第二公式计算显示值XN,第二公式: N≥1, 为第N次计算出的最大 摄氧量。 较佳地,所述显示方法还包括:判断当前连续计算最大摄氧量的次数N是否超过预 设值M,如果否,则以所述第二公式计算显示值;如果是,采用移动平均算法,以固定的计算 长度M,连续计算后续产生的最大摄氧量的移动平均值Xy,并判断Xy是否大于当前显示值,如 果是,使用Xy对当前显示值进行更新。 较佳地,所述显示方法还包括:判断连续M次最大摄氧量是否小于当前显示值,如 果是,采用当前M次的最大摄氧量的平均值对当前显示值进行更新。 本发明还公开一种动态获取最大摄氧量的电子设备,其包括一便携式基体,所述 基体上设置有心率检测模块、速度检测模块、静态数据获取模块、动态数据获取模块和计算 模块; 所述心率检测模块,用于检测用户的实时心率; 所述速度检测模块,用于检测用户身体移动的实时运动速度; 所述静态数据获取模块,用于获取用户的年龄、性别、体重、静息心率和最大心率; 所述静息心率为用户在清醒、安静状态下的心率值,所述最大心率可预先设置或根据用户 的年龄特征实时生成; 所述动态数据获取模块,用于根据所述心率检测模块和所述速度检测模块获取用 户运动过程中的基础心率数据和基础速度数据; 所述计算模块,用于从用户的运动时长中选取一预设时间长度的特征时间段,以 所述基础心率数据和所述基础速度数据为基础数据,计算出所述特征时间段内的特征平均 心率和特征平均速度,并根据下述第一公式计算出当前用户的最大摄氧量 第一公 式: 其中,A为40~50的常数,P1为7至~8的常数,S为性别常数,男性为1,女性为0;P2 为0.1~0.2的常数,G为用户体重;P3为4~5的常数,V为特征平均速度,P4为3~4的常数,B 为1~2的常数;C为15~20的常数,HR特征为特征平均心率,HR静息为用户在清醒、安静状态下的 静息心率,HRmax为最大心率;a为用户年龄。 较佳地,所述动态数据获取模块通过以下方式获取基础心率数据和基础速度数 据: S1:判断用户单次连续运动时长T2是否大于设定时长T1,如果是,则进入S2;如果 否,则返回; S2:以一定的移动周期,按照时间顺序,移动提取并判断每个连续的单位时间段内 的所有实时心率是否在设定的最大心率的一段数值区间D1内,如果是,将当前单位时间段 内的所述实时心率归入所述基础心率数据,同时将当前单位时间段内的所述实时运动速度 6 CN 111599471 A 说 明 书 4/7 页 归入所述基础速度数据。 较佳地,所述计算模块计算所述特征平均心率和所述特征平均速度的方式为: 分别对所述特征时间段内筛选出的每个所述单位时间段中的所述基础心率数据 进行平均运算,得到单位平均心率; 分别对所述特征时间段内筛选出的每个所述单位时间段中的所述基础速度数据 进行平均运算,得到单位平均速度; 对计算出的多个所述单位平均心率进行平均运算,得到所述特征平均心率; 对计算出的多个所述单位平均速度进行平均运算,得到所述特征平均速度。 较佳地,当根据年龄特征实时生成所述最大心率时,所述最大心率的计算公式为: HRmax=208-0.7*a。 较佳地,所述数值区间D1为:70%*HRmax<D1<95%*HRmax。 较佳地,所述设定时长T1大于或等于10分钟,当用户的连续运动时长T2大于30分 钟时,所述特征时间段为运动时间在10~30分钟的一段时间,当用户的连续运动时长T2小 于或等于30分钟时,所述特征时间段为运动时间在10~T2的一段时间。 较佳地,还包括显示模块和显示控制模块,所述显示模块用于显示最大摄氧量,所 述显示控制模块包括第一控制模块,当连续N次计算最大摄氧量时,所述第一控制模块以下 述第二公式计算所述显示模块的显示值XN,第二公式: N≥1, 为第N次计算出的最大 摄氧量。 较佳地,所述显示控制模块还包括第二控制模块,当所述第二控制模块检测到当 前连续计算最大摄氧量的次数N超过预设值M时,采用移动平均算法,以固定的计算长度M, 连续计算后续产生的最大摄氧量的移动平均值Xy,并判断Xy是否大于当前显示值,如果是, 使用Xy对当前显示值进行更新;当所述第二控制模块检测到当前连续计算最大摄氧量的次 数N未超过预设值M时,以所述第二公式计算所述显示模块的显示值。 较佳地,所述显示控制模块还包括第三控制模块,当所述第三控制模块检测到连 续M次最大摄氧量小于当前显示值时,采用当前M次的最大摄氧量的平均值对当前显示值进 行更新。 本发明还公开一种动态获取最大摄氧量的电子系统,其包括: 一个或多个处理器; 存储器: 及一个或多个程序,其中一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置成 由所述一个或多个处理器执行,所述程序包括用于执行如上所述的动态获取最大摄氧量的 方法的指令。 本发明还公开一计算机可读存储介质,其包括计算机程序,所述计算机程序可被 处理器执行以完成如上所述的动态获取最大摄氧量的动态获取最大摄氧量的方法。 附图说明 图1为本发明实施例中动态获取最大摄氧量的电子设备的原理结构示意图。 图2为本发明实施例中电子设备的工作流程示意图。 7 CN 111599471 A 说 明 书 5/7 页 图3为本发明实施例中获得基础心率数据和基础速度数据的筛选流程示意图。
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