基于智能穿戴装置的心率值校正方法及智能穿戴装置与流程

本发明涉及智能穿戴装置技术领域，尤其涉及一种基于智能穿戴装置的心率值校正方法及智能穿戴装置。

背景技术：

运动过程中的心率变化往往是运动员或者日常健身者比较关心的问题，通常会通过心率来判断自己的运动状态和衡量自己的运动水平。但现有技术的心率测量模块往往由于模块测量精度或者算法等缺陷，出现心率值不准确或者时而出现心率异常值的情况，影响用户掌握自己心率状态的真实性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于智能穿戴装置的心率值校正方法、智能穿戴装置及计算机可读存储介质，能够避免影响用户掌握自己心率状态的真实性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于智能穿戴装置的心率值校正方法，所述智能穿戴装置包括ppg心率模组和ecg心电模组，所述心率值校正方法包括：

通过所述ppg心率模组实时采集用户的ppg心率值；

将所述ppg心率值与用户的当前心率值范围比较；

如果所述ppg心率值不处在所述当前心率值范围内，则生成提醒信息以提醒用户利用所述ecg心电模组采集ecg心率值；

将获取的所述ecg心率值作为校正值进行输出。

与现有技术相比，本发明利用ppg心率模组实时采集用户的ppg心率值，并将采集到的ppg心率值与用户的当前心率值范围比较，在ppg心率值处于当前心率值范围内时，才将ppg心率值输出给用户，而在ppg心率值不处于当前心率值范围内时，则会提醒用户利用ecg心电模组来采集ecg心率值，从而可以将获取到ecg心率值作为校正值输出给用户。也就是说，本发明既可以实时输出ppg心率值给用户，而在ppg心率值出现不准确或异常时，也能够提醒用户使用ecg心电模组来获取校正后的心率值，从而使得用户始终能够真实地掌握自己心率状态。而且，本发明是将ppg心率值与用户的当前心率值范围比较，而当前心率值范围则是根据用户的当前状态实时获取，更加符合用户的当前情况，从而可以更加准确的对ppg心率值作出判断。

可选地，所述当前心率值范围是根据用户的当前摄氧量以及预存的用户的最大摄氧量和最大心率值计算获得。

可选地，所述当前心率值范围的上限值和下限值的计算公式为：

hr＝[(vo2/vo2max)×100％]×(t×hrmax)

其中，hr表示所述当前心率值范围的上限值或下限值，vo2表示所述当前摄氧量，vo2max表示所述最大摄氧量，hrmax表示所述最大心率值，t表示系数。

可选地，当计算所述当前心率值范围的上限值时，t在2与2.2之间取值，当计算所述当前心率值范围的下限值时，t在0.8至1.0之间取值。

可选地，当计算所述当前心率值范围的上限值时，t取值为2，当计算所述当前心率值范围的下限值时，t取值为1.0。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种基于智能穿戴装置的心率值校正方法，所述智能穿戴装置包括ppg心率模组和ecg心电模组，所述心率值校正方法包括：

实时采集用户的运动信息并根据所述运动信息判断用户当前所处的运动模式，以及通过所述ppg心率模组实时采集用户的ppg心率值；

将所述ppg心率值与用户当前所处的运动模式下对应的心率值范围比较；

如果所述ppg心率值不处在对应的所述心率值范围，则生成提醒信息以提醒用户利用所述ecg心电模组采集ecg心率值；

将获取的所述ecg心率值作为校正值进行输出。

与现有技术相比，本发明利用ppg心率模组实时采集用户的ppg心率值，并将采集到的ppg心率值与用户当前所处的运动模式下对应的心率值范围比较，在ppg心率值处于对应的心率值范围内时，才将ppg心率值输出给用户，而在ppg心率值不处于对应的心率值范围内时，则会提醒用户利用ecg心电模组来采集ecg心率值，从而可以将获取到ecg心率值作为校正值输出给用户。也就是说，本发明既可以实时输出ppg心率值给用户，而在ppg心率值出现不准确或异常时，也能够提醒用户使用ecg心电模组来获取校正后的心率值，从而使得用户始终能够真实地掌握自己心率状态。

可选地，根据不同的所述运动模式预存有不同的所述心率值范围。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种智能穿戴装置，包括：

ppg心率模组；

ecg心电模组；

一个或多个处理器；

一个或多个存储器，用于存储一个或多个程序，当一个或多个所述程序被所述处理器执行，使得所述处理器实现如上所述的心率值校正方法。

可选地，所述ecg心电模组包括第一电极和第二电极，所述第一电极位于所述智能穿戴装置的第一位置，所述第二电极位于所述智能穿戴装置的第二位置；

于正常佩戴所述智能穿戴装置时，所述第一电极与用户皮肤保持接触，所述第二电极不与用户皮肤接触；

当用户接触所述第二电极时，所述ecg心电模组通过所述第一电极和第二电极采集ecg信号，所述处理器根据所述ecg信号获取所述ecg心率值。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的心率值校正方法。

附图说明

图1是本发明实施例一基于智能穿戴装置的心率值校正方法的流程图。

图2是本发明实施例二基于智能穿戴装置的心率值校正方法的流程图。

图3是本发明实施例三智能穿戴装置的结构框图。

具体实施方式

为详细说明本发明的内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

实施例一

请参阅图1，本发明公开了一种基于智能穿戴装置的心率值校正方法，智能穿戴装置包括ppg心率模组20和ecg心电模组30，心率值校正方法包括：

101、通过ppg心率模组20实时采集用户的ppg心率值。

102、将ppg心率值与用户的当前心率值范围比较。

103、如果ppg心率值不处在当前心率值范围内，则生成提醒信息以提醒用户利用ecg心电模组30采集ecg心率值。

生成的提醒信息可以但不限于是振动、声音、灯光显示或者屏幕显示提示字眼中的一种或多种方式。

104、将获取的ecg心率值作为校正值进行输出。

本发明利用ppg心率模组20实时采集用户的ppg心率值，并将采集到的ppg心率值与用户的当前心率值范围比较，在ppg心率值处于当前心率值范围内时，才将ppg心率值输出给用户，而在ppg心率值不处于当前心率值范围内时，则会提醒用户利用ecg心电模组30来采集ecg心率值，从而可以将获取到ecg心率值作为校正值输出给用户。也就是说，本发明既可以实时输出ppg心率值给用户，而在ppg心率值出现不准确或异常时，也能够提醒用户使用ecg心电模组30来获取校正后的心率值，从而使得用户始终能够真实地掌握自己心率状态。而且，本发明是将ppg心率值与用户的当前心率值范围比较，而当前心率值范围则是根据用户的当前状态实时获取，更加符合用户的当前情况，从而可以更加准确的对ppg心率值作出判断。

一般情况下，用户的心率与运动强度是直接相关的，运动强度越大，心率值也会越大，同时运动强度与当前摄氧量也是相关的，运动强度越大，当前摄氧量也越多。有鉴于此，本发明中的当前心率值范围可以根据用户的当前摄氧量以及预存的用户的最大摄氧量和最大心率值计算获得。当然，并不限于此。

关于当前摄氧量如何获取，可以参考专利号为zl201710817626.5的中国发明专利，本发明不再展开描述。当然，当前摄氧量的获取方式并不做限制。

关于最大心率值的获取，可以采用各种不同的方式。

在一具体方式中，可以采用如下流程：

首先，告知用户流程步骤：a.每3分钟递增一个运动强度；b.按照步骤进行运动20-30分钟。

接着，进行10分钟热身。

接着，以6:00-6:30分钟配速运动第一个3分钟，休息2分钟。

接着，以5:30-6:00分钟配速运动第一个3分钟，休息2分钟。

接着，以5:00-5:30分钟配速运动第一个3分钟，休息2分钟。

接着，以4:30-5:00分钟配速运动第一个3分钟，休息2分钟。

接着，尽全力运动第五个3分钟，休息2分钟。

接着，尽全力运动第六个3分钟。

接着，采用如下判断逻辑进行计算：

1)本次等级负荷前10心率值的平均值与前次等级负荷前10心率值的平均值相比增加小于等于3bpm；

2)测量到的最大心率值大于年龄计算出的最大心率值的90％以上(比如，年龄计算最大心率值的公式为：最大心率值＝208-0.7*年龄)；

3)第六个3分钟运动结束后。

最后，选取所有心率值中前10心率值的平均值作为最大心率值。

通过以上方式得到的最大心率值更加准确。

当然也可以用其他方式得到最大心率值，比如男性最大心率值hrmax＝220-年龄，女性最大心率值hrmax＝226-年龄。或者hrmax＝208.754-0.734*年龄，hrmax＝205.8-0.685*年龄，hrmax＝206.9-年龄*0.67等。也可以是用户在其他平台得知自己的最大心率值，并将该最大心率值输入本发明的智能穿戴装置。

关于最大摄氧量的获取，可以采用各种不同的方式。

比如，在一实施方式中，可以在跑步时间、心率达到要求的前提下，选取一段时间的运动数据，通过乔治推算公式得出最大摄氧量。

具体来讲，可以通过递增负荷测试模式和正常跑步测试模式来进行测试。

在进行递增负荷测试模式时，首先，根据乳酸阈测试模式进行测试，测试完成后计算最大摄氧量结果；然后对每个等级负荷计算一次最大摄氧量，取所有等级负荷计算的最大摄氧量的平均值作为最终的最大摄氧量。

在进行正常跑步测试模式时，按照以下原则进行测试：

出值条件：运动时间大于15分钟且心率值大于70％最大心率值；

心率选取窗口：以2分钟为一个窗口，记录最近2分钟的心率值和配速均值；

有效心率数据选取：选取的心率需连续2分钟大于70％最大心率值且小于95％最大心率值；

运动时间选取：选取运动时间在10-40分钟之间的数据进行分析；

结果计算：选择满足要求的心率值进行计算，取各计算结果的平均值作为本次计算的结果。

在该具体实施方式中，最大摄氧量采用如下公式进行计算：

vo2max＝54.07+7.062*性别-0.1938*体重+4.47*速度-0.1453*心率-2(年龄-26)/5

注：性别：男＝1，女＝0；体重的单位为kg；速度的单位为mi/h；心率的单位为bpm；vo2max的单位为ml/kg*min。

在该具体实施方式中，最大摄氧量最终显示的计算逻辑为：

首先，在模型开始建立时，最大摄氧量显示的逻辑是前5次最大摄氧量的移动平均值。

在5次之后更新的逻辑为：最近5次最大摄氧量移动平均值大于前一个最大摄氧量显示值才更新；以及连续5次最大摄氧量小于前一个显示值才更新。

如果60天没有计算出一笔最大摄氧量，最大摄氧量模型重新开始计算，之前的运动数据不做参考。

在该具体实施方式中，需要排除某些情况下异常数据。

比如，排除有海拔明显变化的数据(除了排除海拔明显变化段数据，还需要排除海拔明显变化后1分钟的数据)；

又比如，排除本次测量的最大摄氧量与最近一次最大摄氧量显示值相差超过正负5的数据。

采用上述实施方式中的测量方法可以得到更为准确的最大摄氧量。

当然，也可以用其他方式得到最大摄氧量。比如，提示用户运动，直到心率值出现180次/分时，vo2max＝6.70-2.28*性别+0.056*时间(秒)，其中对于健康成人来讲，性别为：男＝1，女＝2。

又比如，也可以在受试者竭尽全力跑12分钟，记录完成的距离，vo2max＝35.97*距离(mi)-11.29。

具体而言，本发明通过深入分析当前心率值、当前摄氧量、最大心率值及最大摄氧量之间的关系，通过如下公式来计算当前心率值范围的上限值和下限值。

hr＝[(vo2/vo2max)×100％]×(t×hrmax)

其中，hr表示当前心率值范围的上限值或下限值，vo2表示当前摄氧量，vo2max表示最大摄氧量，hrmax表示最大心率值，t表示系数。

优选地，当计算当前心率值范围的上限值时，t在2与2.2之间取值，当计算当前心率值范围的下限值时，t在0.8至1.0之间取值。

更具体地，当计算当前心率值范围的上限值时，t取值为2，当计算当前心率值范围的下限值时，t取值为1.0。

实施例二

请参阅图2，本发明公开一种基于智能穿戴装置的心率值校正方法，智能穿戴装置包括ppg心率模组20和ecg心电模组30，心率值校正方法包括：

201、实时采集用户的运动信息并根据运动信息判断用户当前所处的运动模式，以及通过ppg心率模组20实时采集用户的ppg心率值。

202、将ppg心率值与用户当前所处的运动模式下对应的心率值范围比较。

203、如果ppg心率值不处在对应的心率值范围，则生成提醒信息以提醒用户利用ecg心电模组30采集ecg心率值。

204、将获取的ecg心率值作为校正值进行输出。

本发明利用ppg心率模组20实时采集用户的ppg心率值，并将采集到的ppg心率值与用户当前所处的运动模式下对应的心率值范围比较，在ppg心率值处于对应的心率值范围内时，才将ppg心率值输出给用户，而在ppg心率值不处于对应的心率值范围内时，则会提醒用户利用ecg心电模组30来采集ecg心率值，从而可以将获取到ecg心率值作为校正值输出给用户。也就是说，本发明既可以实时输出ppg心率值给用户，而在ppg心率值出现不准确或异常时，也能够提醒用户使用ecg心电模组30来获取校正后的心率值，从而使得用户始终能够真实地掌握自己心率状态。

本发明中的“运动模式”主要是通过运动的激烈程度等进行划分，为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

通常而言，根据不同的运动模式预存有不同的心率值范围。

实施例三

请结合图1至图3，本发明公开了一种智能穿戴装置，包括：

ppg心率模组20；

ecg心电模组30；

一个或多个处理器40；

一个或多个存储器50，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被处理器40执行，使得处理器40实现如实施例一或实施例二的心率值校正方法。

本发明的智能穿戴装置可以是智能手表、眼镜等，在此不作限制。

通常而言，ecg心电模组30包括第一电极和第二电极，第一电极位于智能穿戴装置的第一位置，第二电极位于智能穿戴装置的第二位置。于正常佩戴智能穿戴装置时，第一电极与用户皮肤保持接触，第二电极不与用户皮肤接触。当用户接触第二电极时，ecg心电模组30通过第一电极和第二电极采集ecg信号，处理器40根据ecg信号获取ecg心率值。

具体地，处理器40在获取ecg信号后，根据相邻心电图波形每个主波波峰同一特征点位置的时间差t计算出心率值hr。

实施例四

本发明公开一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，程序被处理器40执行时实现如实施例一或实施例二的心率值校正方法。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。