[发明专利]一种固定式智能骑行台档位划分和功率拟合方法

说明书

一种固定式智能骑行台档位划分和功率拟合方法，首先对固定式智能骑行台控制线路板的PWM波百分比进行调整；然后，通过功率测试机对智能骑行台不同PWM波百分比时的速度值和相应的功率值进行测试和记录，每次测试前需要对骑行台的初始温度进行测量和记录，使初始温度的差值控制在预设的范围内。其次，对调整后的PWM波百分比、测试后记录的速度值、相应的功率值、温度值再利用机器学习之无监督学习中的K‑means算法进行聚类，聚类前先对数据进行异常处理，和标准化处理，然后再利用K‑means算法进行聚类，再根据聚类得到的权重，获取PWM波的分类的类别数，即档位数，最后再根据权重对数据进行局部加权多项式回归计算功率速度曲线，由曲线获得骑行台的最终输出功率。

技术领域

本发明涉及一种固定式智能骑行台档位划分和功率拟合方法，具体涉及为：通过固定式智能骑行台的PWM波百分比，结合速度-功率测试机对固定式智能骑行台的速度和功率进行测试和记录，并利用工业级温度计对每次测试前的骑行台内部温度值进行测量和记录；再使用K-means聚类算法对固定式智能骑行台进行档位划分，根据K-means聚类算法的结果进行PWM波百分比权重计算，最后使用多项式回归的方法对固定式智能骑行台的输出功率进行拟合。

背景技术

随着社会的发展，人们生活水平的提高，越来越多的人开始关注如何提高自己的生活品质，骑行运动渐渐受到越来越多的人的青睐。骑行不但可以减肥，而且还可以使身材匀称。由于骑行是需要大量氧气的运动，可以起到强化心脏功能、预防高血压的功效。但是骑行常常受到天气等状况的影响，使越来越多的人趋向于使用自行车骑行台进行室内骑行锻炼，不仅可以起到健身的作用还能够避免天气原因对户外骑行运动的影响。

目前，室内健身者在选择骑行台时，越来越多的人倾向于使用固定式智能骑行台进行健身骑行训练，因为固定式智能骑行台携带方便，体积小，质量轻，并且固定式智能骑行台不需要像直驱式骑行台安装时将自行车的后轮胎拆除；而是可以直接将自行车固定在固定式智能骑行台的支架上，安装方便，并且由于固定式智能骑行台的功率是通过速度转换功率实现，而不需要使用昂贵的功率计，极大的降低了固定式智能骑行台的生产成本，同时使固定式智能骑行台的售价也远低于直驱式智能骑行台的市场售价，使室内骑行健身者更加青睐于使用固定式智能骑行台进行骑行健身运动。

对于目前的智能健身骑行台行业，禹鑫燚、陈伟提出了一种自行车健身器无级调节磁控装置(禹鑫燚，陈伟.自行车健身器无级调节磁控装置：中国，204447224[P].2015-07-08)，其详细介绍了自行车健身器档位控制的无级调节，以及内部机械结构和驱动方式，并没有对档位如何划分以及功率如何获得进行研究；朱翊、曹一聪提出的多功能体感同步自行车健身娱乐系统(朱翊，曹一聪.多功能体感同步自行车健身娱乐系统:中国，204073263[P].2015-01-07),实现了健身与娱乐为一体，但是其仅介绍了自行车与计算机相连接实现娱乐效果；孔繁斌、于锋、孟令刚提出了一种电磁加阻的超静音智能功率骑行台(孔繁斌、于锋、孟令刚.一种电磁加阻的超静音智能功率骑行台：中国，106890444A.2017-06-27)，这是一种直驱式的智能骑行台，安装不方便，并且内置了功率计，价格比较昂贵，而且它也没有对骑行台档位的划分方法进行研究。

在智能健身骑行台行业中，对于如何在固定式智能骑行台中引入机器学习之无监督学习方法对不同PWM波百分比控制下骑行时的速度和功率进行K-means聚类实现档位的划分；再结合K-means聚类后得到每个类中相对于重心的权重以及曲线拟合方法进行固定式智能骑行台功率的合成，从而尽可能的使档位划分合理、输出功率误差尽可能的减小显得至关重要。

发明内容

本发明克服现有方法上的缺点，提出一种固定式智能骑行台档位划分和功率拟合方法，具体方法流程图如图1所示。