CN111202509A

CN111202509A - 基于听觉表现策略的靶心率监控方法及装置

Info

Publication number: CN111202509A
Application number: CN202010053372.6A
Authority: CN
Inventors: 李延军; 马志庆; 魏本征; 张魁星; 李春娥
Original assignee: Shandong University of Traditional Chinese Medicine
Current assignee: Shandong University of Traditional Chinese Medicine
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2020-05-29
Anticipated expiration: 2040-01-17
Also published as: CN111202509B

Abstract

本发明公开了一种基于听觉表现策略的靶心率监控方法及装置，包括：实时采集被测者的心率数据，将采集到的数据与设定的阈值范围进行比较：当心率数据处于设定的第一阈值范围内时，控制按照正常的播放速度播放设定的歌曲；当心率数据处于设定的第二阈值范围内时，控制按照小于正常播放速度设定值的播放速度播放所述设定的歌曲；当心率数据处于设定的第三阈值范围内时，控制按照大于正常播放速度设定值的播放速度播放所述设定的歌曲。本发明有益效果：根据心率数据所处的阈值范围，调节同一首歌曲的播放速度；使得佩戴者通过辨识音乐的播放速度，实时调整运动策略从而实时维持靶心率，科学锻炼提高运动健身效果。

Description

基于听觉表现策略的靶心率监控方法及装置

技术领域

本发明涉及靶心率检测技术领域，尤其涉及一种基于听觉表现策略的靶心率监控方法及装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

现在人们都关注自己的身体健康，更多的人开始树立每天锻炼一小时，健康工作四十年的理念。不论跑步还是打球，抑或健身房锻炼都不可运动过量，大汗淋漓超负荷会有损健康，而如果锻炼强度不够，花了时间却得不到锻炼的效果。靶心率是反映个人运动时最适宜运动强度范围的客观指标，现实是有很多可穿戴设备可以采集心率，如手环，Polar表，心率带等，但这些穿戴设备只是记录心率，对于采集的心率跟自身的运动强度并没有产生映射，也就是说运动的人还停留在主观感觉累否来判断运动强度的“过”或“不及”，有些手环可以发出报警声，提醒注意。这里会有二个问题：

一是报警心率只是通过大数据推算出心率偏高，它其实并不是量身定制的；

二是报警声在人剧烈运动过程中并不容易听到，不能及时调节或调节滞后都会使心脏负荷恶性循环，糟糕的状态会雪上加霜。

因此，如何监控心率是否在靶心率范围并维持是科学健身的关键；发明人发现，基于靶心率的现阶段研究主要集中在监测所制定的运动方案的有效性和科学性；现有技术构建了以靶心率为参考标准的运动方案，以靶心率不同的范围来对应相对的运动强度，验证了可穿戴心率监测设备监测心率的可行性和正确性，但仅是靶心率的数据挖掘没有提出如何实时监控靶心率。

现有技术利用目标心率和RPE方法对老年人运动量进行监测，预防老年人运动意外的发生，其强调以锻炼时的自身感觉对照“自认的劳累分级表”调整运动处方，这种自身感觉具有滞后性，会带来难以挽回的身体损害。现有技术公开了靶心率可视化的方法：当用户的心率位于最佳心率区间附近时，场景中的花处于最娇艳的状态。生理参数的可视化极大的改善了用户体验，但外围设备多，特别是上位机不便携难于推广。

现有技术通过播放不同类型的音乐来体现运动的状态，不同风格音乐的切换代表不同的运动强度级别；但是，需要使用者在高强度的运动状态或对抗状态下，大脑还要根据听到的歌曲，清晰、灵敏的判断其音乐风格并做出正确的决策，显然并不实用。

发明内容

本发明目的是为了解决上述问题，提出了一种基于听觉表现策略的靶心率监控方法及装置，利用可穿戴设备检测实时心率，用实时心率与设定的靶心率比较，低于设定阈值时音乐慢放，高于设定阈值时快放，介于设定范围之间时正常播放。音乐播放的快慢会影响声调，通过人耳对声调的敏感性实时调整运动策略从而维持靶心率，提高运动健身效果。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

基于听觉表现策略的靶心率监控方法，包括：

实时采集被测者的心率数据，将采集到的数据与设定的阈值范围进行比较：当采集心率数据处于设定的第一阈值范围内时，控制按照正常的播放速度播放设定的歌曲；当采集心率数据处于设定的第二阈值范围内时，控制按照小于正常播放速度设定值的播放速度播放所述设定的歌曲；当采集心率数据处于设定的第三阈值范围内时，控制按照大于正常播放速度设定值的播放速度播放所述设定的歌曲。

人耳边听音乐边运动，能够依据音乐的声调表现及时调整运动策略，始终保持心率在设定的靶心率范围内，从而达到科学锻炼目的。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

基于听觉表现策略的靶心率监控装置，包括：

可穿戴设备，被配置为实时检测被测者的心率数据；

控制器，被配置为将接收到的心率数据与内部存储的阈值进行比较，根据检测到的心率数据所处的阈值范围，控制播放器内播放的设定歌曲的播放速度；

播放器，被配置为接收控制器的播放速度指令，根据所述指令，按照设定的播放速度播放设定的歌曲。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种基于听觉表现策略的靶心率监控系统，包括：控制器，所述控制器将接收到的实时心率数据与设定靶心率的阈值范围进行比较，根据所处的阈值范围，控制歌曲的播放速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明装置结构简单，便于携带，能够适应运动人群在运动过程中的佩戴。

本发明利用可穿戴设备检测心率，用实时心率与设定的靶心率阈值范围进行比较，低于设定值时音乐慢放，高于设定值时音乐快放，介于某一范围之间时正常播放。

根据心率数据所处的靶心率阈值范围，调节同一首歌曲的播放速度；音乐播放的快慢会影响声调，通过人耳对声调的敏感性，使得佩戴者通过辨识音乐的播放速度，实时调整运动策略从而实时维持靶心率，提高运动健身效果。

附图说明

图1为本发明实施例一中基于听觉表现策略的靶心率监控方法流程图；

图2为本发明实施例一中基于听觉表现策略的靶心率监控装置结构示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

首先对本实施例中涉及到的名词进行解释说明如下：

靶心率：心率是反应心脏功能的重要指标之一，靶心率(简称THR)可作为评估有氧运动的指标，对于大多数没有明显疾病的人来说，可以把最大心率的 65％～85％确定为靶心率范围。最大心率的预测可采用公式: HR_max＝208-0.7×年龄，如年龄为40岁的健康人，其最大心率为208-0.7×40＝180 次/分钟；适宜运动心率下限为180×65％＝117次/分钟，上限为180×85％＝ 153次/分钟。就是运动时所允许的最大心率值。研究表明，按照靶心率保持运动强度能够确保锻炼的有效性及安全性。

听觉表现策略：音乐的播放速度会影响声调，人耳对声调非常敏感，当音乐播放速度偏慢时，女声会变成男声，而男声会变得更沙哑一些，这是因为频率变慢的缘故；当音乐播放速度偏快时，男声会变成女声，而女声则趋于高频率的尖声，这是因为频率变快的缘故，类似于多普勒效应；人耳根据这种听觉变化感知自己的心率，及其调整运动强度，并维持靶心率。

实施例一

在一个或多个实施方式中，公开了一种基于听觉表现策略的靶心率监控方法，参照图1，包括：

实时采集被测者的心率数据，将采集到的数据与设定的阈值范围进行比较：当心率数据处于设定的第一阈值范围内时，控制按照正常的播放速度播放设定的歌曲；当心率数据处于设定的第二阈值范围内时，控制按照小于正常播放速度设定值的播放速度播放所述设定的歌曲；当心率数据处于设定的第三阈值范围内时，控制按照大于正常播放速度设定值的播放速度播放所述设定的歌曲。

具体地，本实施例中，利用可穿戴设备检测心率，用实时心率与设定的靶心率阈值范围进行比较，选取第一阈值范围为HR_实时∈[60％T，75％T]，其中， T为设定的靶心率值；第二阈值范围为HR_实时＜60％T；第三阈值范围为HR_实时＞75％T。当然，具体的阈值范围可以根据个人的年龄和身体状况自行设置。

根据实时心率所处的阈值范围控制播放器的播放速度，处于第一阈值范围时音乐正常播放，处于第二阈值范围时音乐慢放，处于第三阈值范围时音乐快放；音乐播放的快慢会影响声调，通过人耳对声调的敏感性实时调整运动策略从而实时维持靶心率，提高运动健身效果。

本实施例中，通过控制同一首歌曲的不同播放速度来调节运动策略，同一音乐的不同频率的变化会直接刺激大脑产生应激反应，这种反应是一种自动化输出，像低频是舒缓的、懒洋洋的感觉，中频是悦耳动听的，高频是节奏快，催人奋进的感觉，这些都是普适性的主观体验，不需要大脑进行过多的思考和判断。

实施例二

在一个或多个实施方式中，公开了一种基于听觉表现策略的靶心率监控装置，参照图2，包括：

可穿戴设备，被配置为实时检测被测者的心率数据；可穿戴设备可以是心率带、手环或者手表等，可穿戴设备内设置心率传感器，用于实时检测心率。

另外，播放器可以与蓝牙耳机进行通信，被测者将靶心率监控装置佩戴在身上，然后带上蓝牙耳机，不会影响被测者的正常运动，同时结构简单易携带。

可穿戴设备可以实时采集心率数据，由控制器控制音乐播放器快速或慢速播放音乐，人耳通过蓝牙耳机边听音乐边运动，心率等级高或低都会影响音乐的声调，当心率在第一阈值范围以内时，音乐的声调是悦耳动听的，个体感觉最佳；心率过大或者过小，音乐的声调都会使个体感觉变差，甚至不能容忍，促使个体调整运动策略使心率重新落回靶心率范围。

这种声调的变化能够促使健身者及时调整运动策略，始终保持心率在设定的靶心率范围内，达到科学锻炼目的。

在另外一些实施方式中，公开了一种基于听觉表现策略的靶心率监控系统，包括：控制器，控制器将接收到的实时心率数据与设定的阈值范围进行比较，根据心率数据所处的阈值范围，控制设定歌曲的播放速度。

具体地，可以采用在智能手机中安装靶心率监控APP，该APP可以根据接收到的数据变速播放音乐；同时可以实现靶心率个性化定制，配置参数可调，响应灵敏。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.基于听觉表现策略的靶心率监控方法，其特征在于，包括：

实时采集被测者的心率数据，设定靶心率的阈值范围，将采集到的心率值与设定的阈值范围进行比较：当心率数据处于设定的第一阈值范围内时，控制按照正常的播放速度播放设定的歌曲；当心率数据处于设定的第二阈值范围内时，控制按照小于正常播放速度设定值的播放速度播放所述设定的歌曲；当心率数据处于设定的第三阈值范围内时，控制按照大于正常播放速度设定值的播放速度播放所述设定的歌曲。

2.如权利要求1所述的基于听觉表现策略的靶心率监控方法，其特征在于，所述的第一阈值范围、第二阈值范围和第三阈值范围根据实际需要进行设定。

3.如权利要求1所述的基于听觉表现策略的靶心率监控方法，其特征在于，实时采集被测者的心率数据，具体为：

通过心率传感器实时采集被测者的心率数据；所述心率传感器设置在穿戴设备上。

4.如权利要求1所述的基于听觉表现策略的靶心率监控方法，其特征在于，将实时采集到的心率数据传送至控制器，所述控制器与音乐播放器连接，所述控制器根据接收到的数据与设定的阈值范围进行比较：

当心率数据M处于A≤M≤B时，控制器控制播放器按照正常的播放速度播放设定歌曲；当心率数据M＜A时，控制器控制播放器按照播放速度小于正常播放速度的设定播放设定歌曲；当心率数据M＞B时，控制器控制播放器按照播放速度大于正常播放速度的设定播放速度，播放设定歌曲。

5.如权利要求4所述的基于听觉表现策略的靶心率监控方法，其特征在于，所述音乐播放器通过蓝牙传输方式与耳机连接。

6.基于听觉表现策略的靶心率监控装置，其特征在于，包括：

可穿戴设备，被配置为实时检测被测者的心率数据；

7.如权利要求6所述的基于听觉表现策略的靶心率监控装置，其特征在于，所述可穿戴设备包括：手环或者手表或者心率带。

8.一种基于听觉表现策略的靶心率监控系统，其特征在于，包括：控制器，所述控制器将接收到的实时心率数据与设定的阈值范围进行比较，根据所述心率数据所处的阈值范围，控制设定歌曲的播放速度。