一种骑行能力分析系统及分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种骑行能力分析系统及分析方法，分析方法包括如下步骤：获取各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间，计算骑行者克服阻力所做的功；获取骑行者在各个骑行阶段的心率，计算各个骑行阶段在单位心率下的功率输出；计算相邻两个骑行阶段的功率输出变化值；骑行系统包括测速码表、加速度传感器、触摸屏、坡度计、姿态传感器、电源、心率带、处理器及存储器。本发明专利技术通过采集骑行过程中的相关参数和骑行数据获取骑行者在不同阶段的骑行功率和骑行时间，计算骑行者克服阻力所做的功、单位心率下的功率输出、相邻两个骑行阶段的功率输出变化值并判断骑行者骑行能力范围，根据骑行者能力范围规划骑行距离和线路。

Riding capacity analysis system and analysis method

The invention discloses a riding ability analysis system and analysis method, analysis method comprises the following steps: obtaining the various stages of riding and riding power riding time, calculating the rider to overcome the resistance of the work done by the rider in each stage; get ride of the heart rate, calculate the riding power output in the unit stage heart rate; calculation of power the output change of two adjacent riding stage; riding system including speed table, acceleration sensor, touch screen, slope meter, sensor, power supply, heart rate, processor and memory. The present invention obtains the rider in the different stages of the riding and riding time by power parameters related to the acquisition process of riding and riding, the rider to overcome the resistance calculation of the work done by the power output, power output, heart rate changes of adjacent units under the two stage of the value and judge the rider riding riding ability, according to the scope of planning the rider riding distance and line.

【技术实现步骤摘要】
一种骑行能力分析系统及分析方法
本专利技术涉及骑行能力分析技术，尤其是涉及一种骑行能力分析系统及分析方法。
技术介绍
随着骑行健身爱好者的日益增多，人们对骑行方式也日益推崇，由于不同人群的骑行能力不同，故骑行过程中经常性因骑行能力不够而导致过渡骑行而影响身体健康，甚至影响生命安全。因此，准确的评价自身的骑行能力以便于规划更加合理的骑行距离和骑行线路对于骑行者来说十分重要，而目前骑行能力均采用计时法、匀速法等，其存在较大的局限性，仅仅只能适用于特定赛场，对于不同线路、不同时间、不同骑行者来说，其评价准确性低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种骑行能力分析系统及分析方法，解决现有技术中骑行能力分析方法局限性较大、准确率低下的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种骑行能力分析方法，包括如下步骤：S1、获取骑行者在各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间，并通过各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间计算骑行者克服阻力所做的功；S2、获取骑行者在各个骑行阶段的心率，计算各个骑行阶段在单位心率下的功率输出；S3、计算相邻两个骑行阶段的功率输出变化值。优选的，所述步骤S1包括：S11、根据骑行坡度将骑行路程分隔形成连续的多个骑行阶段；S12、获取骑行者在各个骑行阶段的骑行阻力和骑行速度；S13、根据骑行阻力和骑行速度计算各个骑行阶段的骑行功率。优选的，所述骑行功率的计算公式为：Pi＝Fi*Vi(1)其中，Pi为第i阶段的骑行功率，Fi为第i阶段受到的骑行阻力，Vi为第i阶段的骑行速度，i为自然数。优选的，所述骑行阻力由滚动阻力、空气阻力、重力阻力组成，即F＝Fg+Fk+Fz，F为骑行阻力，Fg为骑行受到的滚动阻力，Fk为骑行受到的空气阻力，Fz为骑行受到的重力阻力。优选的，所述滚动阻力的计算公式为：Fg＝Xz*(Mc+Mr)*Xl*Cosα(2)其中，Fg为骑行受到的滚动阻力，Xz是骑行车的滚动阻力系数，Mc为骑行者的重量，Mr为骑行车的重量，Xl为路面的阻力系数，α为路面的坡度角。优选的，所述空气阻力的计算公式为：Fk＝1/16*A*Cw*(Vq+Vz*Cosβ)2(3)其中，Fk为骑行受到的空气阻力，A为迎风截面面积、Cw为风阻系数，Vq为骑行者的骑行速度，Vz是自然界的风速，β风向与骑行方向反向的夹角。优选的，所述重力阻力的计算公式为：Fz＝(Mc+Mr)*g*Sinα(4)其中，Fz为骑行受到的重力阻力，Mc为骑行者的重量，Mr为骑行车的重量，g为重力常数，α为路面的坡度角。优选的，所述功率输出和骑行功率变化值的计算公式分别为：Ni＝Pi/HRi(5)NPi＝(Pi+1-Pi)/(HRi+1-HRi)(6)其中，Ni为第i个骑行阶段的单位心率下的功率输出，Pi为第i阶段的骑行功率，HRi为第i个骑行阶段的心率，NPi为第i个骑行阶段与第i+1个骑行阶段之间的骑行功率变化值，Pi+1为第i+1阶段的骑行功率，HRi+1为第i+1个骑行阶段的心率。同时，本专利技术还提供一种骑行能力分析系统，包括用于测量骑行车速的测速码表、用于测量骑行车在竖直方向上的加速度的加速度传感器、用于输入参数和显示骑行数据的触摸屏、用于测量骑行坡度的坡度计、用于检测人体骑行姿态的姿态传感器、用于供电的电源、用于检测骑行者心率的心率带、用于处理数据的处理器及用于存储数据的存储器；处理器包括用于获取加速度传感器的加速度信号的加速度采集模块、用于识别加速度采集模块采集的加速度信号的变化频率的频率识别模块、用于调用与加速度变化频率相对应的摩擦系数的摩擦系数调用模块、用于采集测速码表检测的速度信号的速度采集模块、用于采集坡度计检测的坡度信号的坡度采集模块、用于采集姿态传感器检测的姿态信号的姿态采集模块、用于根据姿态信号获取与姿态信号相对应的姿态参数的姿态参数调用模块、用于采集心率带的心率信号的心率采集模块及处理运算单元；所述加速度采集模块、频率识别模块、摩擦系数调用模块、触摸屏、速度采集模块、坡度采集模块、姿态采集模块、姿态参数调用模块、电源、存储器、心率采集模块均与所述处理运算单元连接。优选的，所述处理器还包括坡度信号比较模块和骑行阶段调整模块，度信号比较模块用于比较所述坡度采集模块采集的相邻两次坡度信号的大小是否超出设定范围，若超出设定范围则启动骑行阶段调整模块，骑行阶段调整模块则用于驱动当前骑行阶段结束并进入下一骑行阶段。与现有技术相比，本专利技术通过采集骑行过程中的相关参数和骑行数据获取骑行者在不同阶段的骑行功率和骑行时间，计算骑行者克服阻力所做的功、单位心率下的功率输出、相邻两个骑行阶段的功率输出变化值并判断骑行者骑行能力范围，根据骑行者能力范围规划骑行距离和线路。附图说明图1是本专利技术的骑行能力分析方法的流程图；图2是本专利技术的步骤S1的子流程图；图3是本专利技术的骑行能力分析系统的连接结构示意图；图4是本专利技术的骑行能力分析系统的连接框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1～4，本实施例提供了一种骑行能力分析方法，包括如下步骤：S1、获取骑行者在各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间，并通过各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间计算骑行者克服阻力所做的功；为了便于获取各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间，本实施例所述步骤S1包括：S11、根据骑行坡度将骑行路程分隔形成连续的多个骑行阶段；具体骑行时，本实施例根据坡度将骑行线路分隔成多个骑行路段，即当坡度不发生明显变化时，其记作一个骑行路段，该骑行路段的坡度可作为基准坡度，若当前坡度相对基准坡度发生明显变化时，具体可设置一个范围，当坡度变化超过该范围时，则上一骑行路段结束并进入当前骑行路段，然后当前骑行路段的坡度作为基准坡度，当坡度变化再次超过设定范围时，则进入下一骑行路段，且下一骑行路段的坡度作为基准坡度，依次循环至骑行结束。通过上述坡度变化将整个骑行线路分隔为多个骑行路段，而每个骑行路段则为一个骑行阶段，由于每个骑行阶段的坡度不同，故骑行过程中每个骑行阶段的阻力不同，其对应的骑行克服阻力做功也是不同。故本实施例获取每个骑行阶段的骑行功率和骑行时间，从而计算骑行过程克服阻力做功，其准确性高。S12、获取骑行者在各个骑行阶段的骑行阻力和骑行速度；由于骑行阻力主要由滚动阻力、空气阻力、重力阻力组成，具体可采用以下公式计算，即F＝Fg+Fk+Fz，F为骑行阻力，Fg为骑行受到的滚动阻力，Fk为骑行受到的空气阻力，Fz为骑行受到的重力阻力。其中，滚动阻力主要为骑行过程中骑行车在地面滚动形成的阻力，其具体计算公式为：Fg＝Xz*(Mc+Mr)*Xl*Cosα(2)其中，Fg为骑行受到的滚动阻力，Xz是骑行车的滚动阻力系数，Mc为骑行者的重量，Mr为骑行车的重量，Xl为路面的阻力系数，α为路面的坡度角。滚动阻力系数Xz可根据车辆的车型、轮胎类型确定；骑行者和骑行车的重量则可通过称重获取；路面的阻力系统一般通过路面状况确定，例如水泥路面、沥青路面、土路和石子路等路面状况不同，其摩擦系数也明显不同，故为了便于获取路面的阻力系数，本实施例通过加速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种骑行能力分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取骑行者在各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间，并通过各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间计算骑行者克服阻力所做的功；S2、获取骑行者在各个骑行阶段的心率，计算各个骑行阶段在单位心率下的功率输出；S3、计算相邻两个骑行阶段的功率输出变化值。

【技术特征摘要】
1.一种骑行能力分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取骑行者在各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间，并通过各个骑行阶段的骑行功率和骑行时间计算骑行者克服阻力所做的功；S2、获取骑行者在各个骑行阶段的心率，计算各个骑行阶段在单位心率下的功率输出；S3、计算相邻两个骑行阶段的功率输出变化值。2.根据权利要求1所述的骑行能力分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、根据骑行坡度将骑行路程分隔形成连续的多个骑行阶段；S12、获取骑行者在各个骑行阶段的骑行阻力和骑行速度；S13、根据骑行阻力和骑行速度计算各个骑行阶段的骑行功率。3.根据权利要求2所述的骑行能力分析方法，其特征在于，所述骑行功率的计算公式为：Pi＝Fi*Vi(1)其中，Pi为第i阶段的骑行功率，Fi为第i阶段受到的骑行阻力，Vi为第i阶段的骑行速度，i为自然数。4.根据权利要求3所述的骑行能力分析方法，其特征在于，所述骑行阻力由滚动阻力、空气阻力、重力阻力组成，即F＝Fg+Fk+Fz，F为骑行阻力，Fg为骑行受到的滚动阻力，Fk为骑行受到的空气阻力，Fz为骑行受到的重力阻力。5.根据权利要求4所述的骑行能力分析方法，其特征在于，所述滚动阻力的计算公式为：Fg＝Xz*(Mc+Mr)*Xl*Cosα(2)其中，Fg为骑行受到的滚动阻力，Xz是骑行车的滚动阻力系数，Mc为骑行者的重量，Mr为骑行车的重量，Xl为路面的阻力系数，α为路面的坡度角。6.根据权利要求5所述的骑行能力分析方法，其特征在于，所述空气阻力的计算公式为：Fk＝1/16*A*Cw*(Vq+Vz*Cosβ)2(3)其中，Fk为骑行受到的空气阻力，A为迎风截面面积、Cw为风阻系数，Vq为骑行者的骑行速度，Vz是自然界的风速，β风向与骑行方向反向的夹角。7.根据权利要求6所述的骑行能力分析方法，其特征在于，所述重力阻力的计算公式为：Fz＝(Mc+Mr)*g*Sinα(4)其中，Fz为骑行受到的重力阻力，Mc为骑行者的重量，Mr为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小清，陈昆，耿玉银，
申请(专利权)人：武汉齐物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42