[发明专利]一种基于人体生理调节模型的运动推荐方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机仿真和健康服务的交叉技术领域，尤其涉及一种基于人体生理调节模型的运动推荐方法。

背景技术

随着经济文化发展水平的提高，人们越来越关注自身的健康水平，期望全面提升生活质量。2015年，联合国会议上明确了健康作为未来世界可持续发展的重要目标之一。科学研究表明，坚持体育活动不仅可以增进健康，而且可以预防疾病。然而，不适当的运动不仅不能增进健康，反而会对身体造成重大的危害。因而如何科学的制定合理的运动方案来指导人们进行运动从而达到最好的效果并且能够避免意外事故成为了一个备受关注的热点话题。

人们发现，运动心率，即人体在运动时保持的心率状态对于保证运动效果具有非常重要的作用。不管是有氧运动，还是无氧运动都需要在一个合适的心率范围才能达到较佳的运动效果。保持最佳运动心率对于运动效果和运动安全都很重要。

目前针对运动推荐主要有两种主流方法：第一种是经验推荐法，即是按照历史数据或经验对某特定个体制定合适的运动推荐方案，其主要步骤包括：获取目标用户的健康信息以及运动目标；查找相关数据库和资料进行匹配；推荐合适的运动方案。第二种是实时监测法，即通过在运动过程中佩戴心率监测设备来实时查看心率值来调整运动强度进而达到运动效果，其主要步骤包括：根据运动目标确定合理的运动时长和心率区间；实时运动并监测心率；根据实时心率与目标心率的差异进行动态调整。对于经验推荐法，其依赖于目标用户与历史数据的匹配程度，没有办法充分考虑个体的差异性以及环境等对个体运动过程的影响。对于实时监测法，其只能应用在实时场景中，且需要用户根据实时心率动态去调整运动强度，对运动过程中用户造成更多的困扰且使用不便。

发明内容

本发明的目的是克服现有方法的不足，提出了一种基于人体生理调节模型的运动推荐方法。通过预先收集用户信息并设定运动效果目标，该方法能通过热调节模型和心率调节模型来在计算机中仿真出要达到运动目标的合适的运动强度并推荐给用户。该方法一方面能够考虑个体在生理上的差异性，并且能够考虑运动过程中着装以及环境等因素的影响，另一方面该方法具有预测功能，能够事先在计算机中根据仿真结果制定一套符合用户目标的运动方案，不需要用户实时佩戴心率监测设备并进行动态调整，具有更好的使用便利性。

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于人体生理调节模型的运动推荐方法，所述方法包括：

输入人体生理调节模型相关参数，用户设定运动效果目标、运动总时间。

由所设定的运动效果目标、运动总时间推导出每个运动阶段时长、每个运动阶段目标心率、代谢量初始值。

利用人体生理调节模型的相关参数、每个运动阶段时长、代谢量，进行人体运动热生理状态仿真计算，得到运动条件下人体内核温度的动态变化的仿真结果。

利用仿真得到的动态变化的人体内核温度、代谢量，进行人体心血管功能状态的仿真计算，得到运动条件下心率的动态变化的仿真结果。

把心率的动态变化的仿真结果与目标心率曲线进行比较，如不一致则修改代谢量值然后从人体运动热生理状态仿真开始重新迭代计算，如一致则输出运动方案。

优选地，所述输入人体生理调节模型相关参数，具体为：

获取运动时的环境条件参数和服装物理参数，包括环境温度、辐射温度、空气的相对湿度、风速和服装材质及其物理参数。

获取人体的形体参数信息，包括性别、年龄、身高和体重，并据此计算出人体的表面积。

优选地，所述人体心血管功能状态的仿真计算，具体为：

根据代谢量计算出运动过程中神经调节对心率变化的影响，根据内核温度值计算出运动过程中温度调节对心率变化的影响。由此综合得到整个运动过程中心率的动态变化。

优选地，所述心率仿真结果与目标心率曲线进行比较，具体为：

将仿真得到的心率动态变化结果与预先设定的目标心率曲线进行比较，如比较结果不一致则按照二者的差距去动态调整每个运动阶段的代谢量，并作为输入参数返回人体运动热生理状态仿真步骤开始重新迭代计算；如比较结果一致则输出运动方案。

在本发明实施例中，提出了一种基于人体生理调节模型的运动推荐方法，该方法能够按照预先设定的运动效果在计算机中进行人体生理仿真并确定出合适的运动强度，从而输出合理的运动方案。由于该方法在模型基础上考虑了个体差异、环境以及着装条件，并且无须实时佩戴心率监测设备，具备更高的准确性以及便利性。

附图说明