[发明专利]一种健身跑运动方案生成方法

摘要

本发明涉及一种健身跑运动方案生成方法，包括以下步骤S1. 采集运动者健身跑过程中的速度和心率数据；S2. 基于步骤S1采集的速度和心率数据，运用遗传算法对运动者的健身跑运动模型进行参数整定，建立运动者的健身跑运动模型；S3. 基于步骤S2建立的健身跑运动模型，以及给定运动时间和安全有效心率区间参数，以在给定运动时间的健身跑过程中，心率落在安全有效心率区间内的时长最长为优化目标，建立运动者的健身跑最优运动方案。该方法可以为运动者建立个性化的健身跑最优运动方案，从而为指导运动者进行安全、有效的健身跑提供了有用的技术手段。

主权项

一种健身跑运动方案生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.采集运动者健身跑过程中的速度和心率数据；S2.基于步骤S1采集的速度和心率数据，运用遗传算法对运动者的健身跑运动模型进行参数整定，建立运动者的健身跑运动模型；S3.基于步骤S2建立的健身跑运动模型，以及给定运动时间和安全有效心率区间参数，以在给定运动时间的健身跑过程中，心率落在安全有效心率区间内的时长最长为优化目标，建立运动者的健身跑最优运动方案；在步骤S3中，基于步骤S2建立的健身跑运动模型，将求解运动者的健身跑最优运动方案抽象为一个带约束的优化问题：在给定运动时间Ts和采样周样T下，在速度值u(t)中找出最优的速度值u*(t)，使其满足健身跑过程中心率不超过预设的最大值Vmax，且心率达到安全有效心率区间[a,b]的次数N(t)最多；u(t)和N(t)的定义如式(2)和式(3)：其中，表示对TS除于T的值向下取整，对应TS时间内的采样次数，si(t)表示在第i个采样周期内其速度值为1，而在其它采样周期内其速度值为0；ci为待估参数，按如下步骤估计个参数ci的值：S301.种群初始化：设置种群规模、交叉概率、变异概率、最大进化代数，随机生成初始种群Q(t)，t＝0，初始化参数个体编码采用实数编码，编码长度为S302.适应度计算：以式(3)作为适应度函数，首先估计速度值u(t)，然后将该值代入健身跑运动模型，得到心率值x1(t)，最后将计算结果输入适应度函数，计算各个体的适应度，对于x1(t)的值超过Vmax的个体，将其适应度赋值为0；S303.采用整体算术杂交算子对种群进行交叉操作，然后采用自适应变异算子对种群进行变异操作，再采用带精英保留策略的轮盘赌方法选择下一代种群；S304.判断是否满足终止条件：最优个体的适应度达到给定的阈值，或者经过多次迭代后最优个体的适应度不再发生变化，或者迭代次数达到最大进化代数，是则输出最优个体的优化结果，计算结束，否则基于步骤S303得到的下一代种群，返回步骤S302进行下一次迭代；将求得的参数的值代入式(2)，得到运动者的健身跑最优运动方案。