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CN109641148A - 剩余无氧运动允许量计算方法和剩余无氧运动允许量计算装置 - Google Patents

剩余无氧运动允许量计算方法和剩余无氧运动允许量计算装置 Download PDF

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CN109641148A
CN109641148A CN201780052852.7A CN201780052852A CN109641148A CN 109641148 A CN109641148 A CN 109641148A CN 201780052852 A CN201780052852 A CN 201780052852A CN 109641148 A CN109641148 A CN 109641148A
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樋口雄一
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Abstract

一种剩余无氧运动允许量计算方法，包括：获得心率的步骤(S1)，以及基于所获得的心率和剩余无氧运动允许量与所述心率之间的关系来计算所述剩余无氧运动允许量的步骤(S2、S3)。该方法在计算剩余无氧运动允许量时仅需要测量心率，消除了使用昂贵的动力计来测量动力的需要。

Description

剩余无氧运动允许量计算方法和剩余无氧运动允许量计算 装置
技术领域
本发明涉及一种通过使用心率来计算剩余无氧运动允许量的方法和装置。
背景技术
在诸如自行车比赛之类的运动中，使用无氧运动允许量(anaerobic workcapacity)作为表示运动能力的指标。更具体地，可以通过使用附着到自行车的动力计来测量人通过踏板向自行车提供的动力，并且根据所测量的动力来估计无氧运动允许量，从而比较运动能力。
例如，非专利文献1公开了一种估计当人在锻炼时的无氧运动允许量的剩余量(下文中称为“剩余无氧运动允许量”)的方法。非专利文献1中公开的方法可以根据由动力计测量的动力来计算剩余无氧运动允许量。
遗憾的是，非专利文献1中公开的方法存在的问题是，需要动力计来测量动力，而动力计是非常昂贵的测量装置。
相关技术文献
非专利文献
非专利文献1：Skiba，Philip Friere(2014).The Kinetics of the WorkCapacity Above Critical Power(Doctoral dissertation)，University of Exeter，pp.101-103 and pp.156-157.Retrieved from http://ore.exeter.ac.uk/repository/handle/10871/15727
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的一个目的是在不使用任何昂贵的动力计的情况下计算剩余无氧运动允许量。
解决问题的方案
本发明的剩余无氧运动允许量计算方法包括：使处理器获得心率的步骤；以及使所述处理器基于所获得的心率和剩余无氧运动允许量与所述心率之间的关系来计算所述剩余无氧运动允许量的步骤。
本发明的剩余无氧运动允许量计算装置包括：心率获得单元，被配置为获得心率；以及运算单元，被配置为基于剩余无氧运动允许量与心率之间的关系以及由所述心率获得单元获得的心率来计算所述剩余无氧运动允许量。
本发明的效果
本发明使得可以在不使用任何昂贵的动力计的情况下计算剩余无氧运动允许量。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的剩余无氧运动允许量计算装置的框图；
图2是示出了由图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置执行的剩余无氧运动允许量计算处理的过程的流程图；
图3是示出了图2的步骤S3中的处理过程的流程图；
图4是根据本发明第二实施例的剩余无氧运动允许量计算装置的框图；
图5是示出了由图4所示的剩余无氧运动允许量计算装置执行的剩余无氧运动允许量计算处理的过程的流程图；
图6是示出了图5的步骤S3A中的处理过程的流程图；
图7是根据本发明第三实施例的剩余无氧运动允许量计算装置的框图；
图8是示出了由图7所示的剩余无氧运动允许量计算装置执行的剩余无氧运动允许量计算处理的过程的流程图；
图9是示出了图8的步骤S3B中的处理过程的流程图；以及
图10是示出了计算机的主要硬件结构的框图。
具体实施方式
在下文中将参考附图说明本发明的实施例。注意，在以下说明中，相同的附图标记表示各实施例共同的构成元素，并且将省略其重复说明。
[第一实施例]
图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置1例如是用于根据正在锻炼的人的心率来估计他或她的剩余无氧运动允许量的装置。剩余无氧运动允许量计算装置1可以实现为可穿戴设备的一个功能单元，该可穿戴设备用于测量穿戴该设备的人的生物信息。剩余无氧运动允许量计算装置1与用于测量心率的心率监测器2一起附着到例如正在进行诸如自行车比赛等无氧运动的人的身体，并基于由心率监测器2测量的心率实时地计算剩余无氧运动允许量。
如图1所示，剩余无氧运动允许量计算装置1包括心率获得单元10、运算单元11和存储单元14。
心率获得单元10是用于顺序地获得心率数据的功能单元，该心率数据由附着到人体等的心率监测器2测量并且从心率监测器2以预定时间间隔(例如，1秒的间隔)输出。由心率获得单元10获得的心率数据141被顺序存储在存储单元14中。注意，剩余无氧运动允许量计算装置1与心率监测器2之间的数据交换可以通过有线通信或无线通信来执行，即，数据交换方法不受特别限制。还要注意，心率数据141可以如上所述直接从心率监测器2输入到剩余无氧运动允许量计算装置1，但由心率监测器2测量的心率数据141也可以存储到诸如个人计算机之类的终端的内部存储设备中，并随后由剩余无氧运动允许量计算装置1从该存储设备中读出。
除了存储上述心率数据141之外，存储单元14还是存储与用于计算剩余无氧运动允许量的关系式有关的各种参数(稍后描述)的功能单元。
运算单元11是用于基于由心率获得单元10获得的心率数据141以及剩余无氧运动允许量与心率之间的关系来计算剩余无氧运动允许量的功能单元。更具体地，运算单元11包括动力计算单元12和剩余无氧运动允许量计算单元13。
动力计算单元12是用于根据心率计算动力的功能单元。这里提到的“动力”是人提供给操作对象的动力。在该实施例中，作为示例，“动力”被解释为踩踏自行车的人提供给自行车的动力。
动力与心率具有相关性。例如，动力P与心率HR之间的关系可以由如方程式(1)所示的线性方程式表示。
P＝a×HR+b...(1)
在方程式(1)中，“a”和“b”是根据作为剩余无氧运动允许量计算对象的人不同而不同的值。
以下方法是计算表示心率与动力之间的关系的关系式的方法的示例。例如，可以通过康科尼试验(Conconi Test)等获得校准曲线，从而计算表示心率与动力之间的关系的关系式。还可以通过在运动期间测量动力和心率并对测量值进行统计分析来获得校准曲线，并根据校准曲线计算关系式。在这种情况下，可以通过使用动力计来测量动力，或者通过在速度与动力之间的关系已知的状态下(例如自行车训练器)测量速度来间接获得动力数据。
在本实施例的剩余无氧运动允许量计算装置1中，通过上述方法获得的表示心率与动力之间的关系的关系式被预先存储在存储单元14中。例如，表示心率与动力之间的关系的方程式(1)以及参数“a”和“b”的值作为关系式数据142被预先存储在存储单元14中。动力计算单元12基于存储在存储单元14中的方程式(1)、“a”和“b”以及由心率获得单元10获得的心率数据141来计算动力。针对顺序获得的每个心率来计算动力。计算出的动力的数据143被顺序存储在存储单元14中，并用于由剩余无氧运动允许量计算单元13执行的运算处理(将在下面描述)。
剩余无氧运动允许量计算单元13是基于动力与剩余无氧运动允许量之间的关系以及由动力计算单元12计算的动力来计算剩余无氧运动允许量W’bal的功能单元。
如非专利文献1中所述，剩余无氧运动允许量W’bal与动力P之间的关系可由方程式(2)至(5)表示。
τ＝546exp(-0.01DCP)+316...(4)
DCP＝CP-Pavg...(5)
在方程式(2)中，“W0”是无氧运动允许量，“t”和“u”分别是时间，“τ”是时间常数，该时间常数根据无氧运动允许量W0的恢复。
“W’EXP”是所消耗的无氧运动量。如方程式(3)所示，假设“P”为动力并且“CP”为临界动力，如果此时的动力P高于临界动力，则无氧运动量W’EXP为“P-CP”，如果此时的动力P低于临界动力CP，则为“0”。注意，临界动力CP是在不产生疲劳的情况下可以长时间维持的最大动力。
时间常数τ可以由方程式(4)表示。在方程式(4)中，“DCP”是当动力P等于或低于临界动力CP时动力P的平均值Pavg与临界动力CP之间的差，并且可以由方程式(5)表示。
如上面的方程式(2)至(5)所示，剩余无氧运动允许量W’bal表示为动力P的函数。另一方面，动力P可以表示为心率HR的函数，如方程式(1)所示。因此，可以通过使用方程式(1)至(5)，根据所测量的心率HR来计算剩余无氧运动允许量W’bal。
必须预先获得包含在方程式(1)至(5)中的无氧运动量W0和临界动力CP的数据。众所周知，无氧运动允许量W0与临界动力CP之间的关系由方程式(6)表示。
在方程式(6)中，“tlim”是最大持续时间。当一个人以相同动力P持续踩踏自行车时，最大持续时间tlim与动力P成反比。因此，对于作为剩余无氧运动允许量的测量对象的人，“W0”和“CP”的值可以通过以下方式获得：测量等于或高于临界动力CP的两个点中的每一个处的动力P的持续时间tlim，并且对通过将所测量的动力P和持续时间tlim的两组的值代入方程式(6)所获得的两个方程式进行求解。
以此方式计算的表示无氧运动允许量W0和临界动力CP、以及剩余无氧运动允许量W’bal与动力P之间的关系的方程式(2)至(5)作为关系式数据144被预先存储在存储单元14中。
基于预先存储在存储单元14中的关系式数据144和由动力计算单元12计算的动力P，剩余无氧运动允许量计算单元13计算剩余无氧运动允许量W’bal，并将其作为剩余无氧运动允许量数据145存储在存储单元14中。
接着，参考图2说明由图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置1执行的剩余无氧运动允许量计算处理的过程。
在剩余无氧运动允许量计算装置1中，心率获得单元10首先例如从心率监测器2获得心率的测量值，并将该值(心率HR)存储在存储单元14中(步骤S1)。然后，动力计算单元12从存储单元14读出最新的心率HR和方程式(1)，通过将该心率HR代入方程式(1)来计算动力P，并将该动力P存储在存储单元14中(步骤S2)。
随后，剩余无氧运动允许量计算单元13基于方程式(2)至(5)和在步骤S2中计算的动力P，计算剩余无氧运动允许量W’bal(步骤S3)。
更具体地，如图3所示，剩余无氧运动允许量计算单元13首先从存储单元14读出最新的动力P、临界动力CP和方程式(3)，并通过使用该动力P和临界动力CP计算方程式(3)，来计算所消耗的无氧运动量W’EXP(步骤S31)。
此外，剩余无氧运动允许量计算单元13还从存储单元14读出在过去处理中获得的过去的动力P，并且通过使用过去的动力P和最新的动力P，来计算当动力P等于或低于临界动力CP时的动力平均值Pavg。在该计算中，可以使用所有过去的动力P，或者可以从最新的动力开始按顺序使用预定数量的过去的动力P。然后，剩余无氧运动允许量计算单元13从存储单元14读出方程式(5)，并基于方程式(5)计算动力平均值Pavg与临界动力CP之间的差DCP(步骤S32)。
随后，剩余无氧运动允许量计算单元13从存储单元14读出方程式(4)，并通过使用在步骤S32中计算的差DCP计算方程式(4)，从而计算时间常数τ(步骤S33)。之后，剩余无氧运动允许量计算单元13从存储单元14读出无氧运动允许量W0和方程式(2)，通过使用在步骤S31中计算的无氧运动量W’EXP和在步骤S33中计算的时间常数τ计算方程式(2)，来计算剩余无氧运动允许量W’bal，并且将该剩余无氧运动允许量W’bal存储在存储单元14中(步骤S34)。
存储在存储单元14中的剩余无氧运动允许量数据145可以通过无线或有线通信发送到例如外部设备，还可以显示在剩余无氧运动允许量计算装置1所包括的显示设备(未示出)的屏幕上。
如上所述，图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置1可以基于所测量的心率、预先存储在存储单元14中的无氧运动允许量W0和临界动力CP的数据、以及剩余无氧运动允许量与心率之间的关系(方程式(1)至(5))，来估计剩余无氧运动允许量。即，剩余无氧运动允许量计算装置1在计算剩余无氧运动允许量时仅需要测量心率，这消除了使用昂贵的动力计测量动力的需要。
<第二实施例>
图4所示的剩余无氧运动允许量计算装置1A与图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置1的不同之处在于，剩余无氧运动允许量计算装置1A在不将心率转换为动力的情况下，计算剩余无氧运动允许量相对于无氧运动允许量的比率(下文称为“剩余无氧运动允许量比率”)。更具体地，剩余无氧运动允许量计算装置1A包括运算单元11A，该运算单元包括用于计算剩余无氧运动允许量相对于无氧运动允许量的比率的剩余无氧运动允许量计算单元13A。
如前面描述的非专利文献1中所公开的，作为用于估计剩余无氧运动允许量的另一近似式，存在方程式(7)。
方程式(7)表示剩余无氧运动允许量与动力之间的关系，并且根据时间u处的剩余无氧运动允许量W’(u)来估计时间t处的剩余无氧运动允许量W’(t)。在方程式(7)中，“K”为常数，其根据无氧运动允许量W0的恢复，一般而言，K＝1成立。
通过用无氧运动允许量W0定义表示剩余无氧运动允许量与动力之间的关系的方程式(7)，来导出方程式(8)。
假设“F”为剩余无氧运动允许量W’与无氧运动允许量W0的比率，则方程式(8)可由方程式(9)表示。
“HRCP”是当动力P是临界动力CP时的HR。在本说明书中，HR将被解释为心率，但是通过将心率转换为百分比而获得的值也可以用作HR。“HRrecovery”是当动力P等于或低于临界动力CP时的心率HR的平均值，即，等于或低于HRCP的心率HR的平均值。“HRn”是当人以等于或高于HRCP的恒定运动强度运动时的心率，并且“tnlim”是当人以等于或高于HRCP的恒定运动强度运动时的最大持续时间。
通过用心率HR转换无氧运动允许量W0而获得的值WOHR与HRCP、HRn以及tnlim之间的关系可以由方程式(10)表示。
通过对方程式(10)进行变形，得到“W0HR＝(HRn-HRCP)tnlim”。W0HR的值，即“(HRn-HRCP)tnlim”的值可以通过例如以恒定的运动强度踩踏自行车达最大持续时间tnlim来获得。
W0HR也可以用方程式(11)代替。在这种情况下，方程式(8)可以由方程式(12)表示，其中“Δt”是数据间隔。
注意，HRCP的值可以根据方程式(10)估计，也可以根据下面的方程式(13)计算。在方程式(13)中，“HRmax”是心率的最大值，“HRmin”是心率的最小值。
HRCP＝(HRmax-HRmin)×(70％～80％)+HRmin...(13)
在上面的方程式(9)所包含的参数中，常数K、HRCP和“(HRn-HRCP)tnlim”的数据通过上述方法预先获得，并与方程式(9)或(12)一起作为关系式数据146存储在存储单元14中。在方程式(13)中，“70％至80％”是一般值，该值有时会因人而异。
HRrecovery是基于由心率获得单元10获得的心率数据141计算的数据。例如，剩余无氧运动允许量计算单元13A基于顺序获得的心率数据141计算等于或低于HRCP的心率HR的平均值，并将该值作为HRrecovery数据147存储在存储单元14中。
剩余无氧运动允许量计算单元13A通过基于存储在存储单元14中的关系式数据146和HRrecovery的计算值计算方程式(9)，从而计算剩余无氧运动允许量W’(t)与无氧运动允许量W0的比率(剩余无氧运动允许量比率)F(t)，并将该比率F(t)作为剩余无氧运动允许量比率数据148存储在存储单元14中。
下面参考图5说明由图4所示的剩余无氧运动允许量计算装置1A执行的剩余无氧运动允许量计算处理的过程。
在剩余无氧运动允许量计算装置1A中，与图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置1同样，心率获得单元10首先例如从心率监测器2获得心率的测量值，并将该值(心率HR)存储在存储单元14中(步骤S1)。
然后，剩余无氧运动允许量计算单元13A基于在步骤S1中获得的心率HR，计算剩余无氧运动允许量W’(t)与无氧运动允许量W0的比率F(t)(步骤S3A)。更具体地，如图6所示，剩余无氧运动允许量计算单元13A首先从存储单元14读出在过去的处理中获得的过去的心率HR、在步骤S1中获得的最新的心率HR、以及HRCP，并计算等于或低于HPCP的心率HR的平均值HRrecovery(步骤S31A)。在该步骤中，可以使用所有过去的心率HR，或者可以从最新的心率HR开始按顺序使用预定数量的过去的心率HR。随后，剩余无氧运动允许量计算单元13A从存储单元14读出K、HRCP和“(HRn-HRCP)tnlim”的值、以及方程式(9)或(12)，通过使用在步骤S31A中计算的HRrecovery的值计算方程式(9)或(12)，来计算剩余无氧运动允许量比率F(t)，并将该剩余无氧运动允许量比率F(t)存储在存储单元14中(步骤S32A)。
存储在存储单元14中的剩余无氧运动允许量比率数据148可以通过无线或有线通信发送到例如外部设备，还可以显示在剩余无氧运动允许量计算装置1A所包括的显示设备(未示出)的屏幕上。
与图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置1同样，图4所示的剩余无氧运动允许量计算装置1A可以基于所测量的心率来估计剩余无氧运动允许量。
此外，剩余无氧运动允许量计算装置1A通过使用由无氧运动允许量W0标准化的数学公式(方程式(9)或(12))来计算剩余无氧运动允许量比率F(t)。因此，可以在不将心率转换为动力的情况下估计剩余无氧运动允许量。
此外，可以通过在不使用任何动力计的情况下测量心率来获得要预先存储在存储单元14中的K、HRCP和“(HRn-HRCP)tnlim”等各种参数的值。这允许以更低的成本计算剩余无氧运动允许量。
[第三实施例]
图7所示的剩余无氧运动允许量计算装置1B与图4所示的剩余无氧运动允许量计算装置1A的不同之处在于，剩余无氧运动允许量计算装置1B基于差分方程计算剩余无氧运动允许量比率。更具体地，剩余无氧运动允许量计算装置1B包括运算单元11B，该运算单元包括用于基于差分方程计算剩余无氧运动允许量比率的剩余无氧运动允许量计算单元13B。
作为用于估计剩余无氧运动允许量的其他近似式，存在方程式(14)和(15)。方程式(14)是P＞CP时的近似式，方程式(15)是CP＞P时的近似式。
方程式(14)和(15)表示剩余无氧运动允许量与动力之间的关系。方程式(14)右边的第一项表示所使用的无氧运动量，第二项表示无氧运动允许量W0的恢复量。
通过使用无氧运动允许量W0对表示剩余无氧运动允许量与动力之间的关系的方程式(14)和(15)进行标准化，可以获得方程式(16)和(17)。方程式(16)是P＞CP时的方程式，方程式(17)是CP＞P时的方程式。
假设F是剩余无氧运动允许量W’与无氧运动允许量W0的比率(剩余无氧运动允许量比率)，则方程式(16)和(17)可以分别由方程式(18)和(19)表示。方程式(18)是P＞CP时的方程式，方程式(19)是CP＞P时的方程式。
此外，通过用差分方程式表示方程式(18)和(19)，来获得方程式(20)和(21)。方程式(20)是P＞CP时的方程式，方程式(21)是CP＞P时的方程式。
在方程式(20)和(21)中，与第二实施例同样，预先获得常数K、HRCP和“(HRn-HRCP)tnlim”的数据，并将它们与方程式(20)和(21)一起作为关系式数据149存储在存储单元14中。
此外，与第二实施例同样，当使用方程式(11)时，方程式(18)可以由方程式(22)和(23)表示。方程式(22)是P＞CP时的方程式，方程式(23)是CP＞P时的方程式。此外，“Δt”是数据间隔。代替方程式(20)和(21)，方程式(22)和(23)可以作为关系式数据149被预先存储在存储单元14中。
与图4所示的剩余无氧运动允许量计算装置1A同样，剩余无氧运动允许量计算单元13B通过计算等于或低于HRCP的心率HR的平均值来获得HRrecovery的数据147。
剩余无氧运动允许量计算单元13B通过使用存储在存储单元14中的K、HRCP、“(HRn-HRCP)tnlim”的值、以及HRrecovery的计算值来计算方程式(17)或(18)，从而计算剩余无氧运动允许量比率Fn，并且将计算出的剩余无氧运动允许量比率Fn作为剩余无氧运动允许量比率的数据150存储在存储单元14中。
下面参考图8说明由图7所示的剩余无氧运动允许量计算装置1B执行的剩余无氧运动允许量计算处理的过程。
在剩余无氧运动允许量计算装置1B中，与图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置1同样，心率获得单元10首先例如从心率监测器2获得心率的测量值，并将该值(心率HR)存储在存储单元14中(步骤S1)。然后，剩余无氧运动允许量计算单元13B基于在步骤S1中获得的心率HR，计算剩余无氧运动允许量比率Fn(步骤S3B)。
更具体地，如图9所示，与剩余无氧运动允许量计算单元13A同样，剩余无氧运动允许量计算单元13B首先基于过去的心率HR、最新的心率HR、以及HRCP计算HRrecovery(步骤S31A)。随后，剩余无氧运动允许量计算单元13B从存储单元14读出K、HRCP和“(HRn-HRCP)tnlim”的值、以及方程式(20)至(23)之一，通过使用在步骤S31A中计算的HRrecovery的值计算方程式(20)至(23)之一，来计算剩余无氧运动允许量比率Fn，并将计算出的剩余无氧运动允许量比率Fn存储在存储单元14中(步骤S32B)。
存储在存储单元14中的剩余无氧运动允许量比率Fn的数据150可以通过无线或有线通信发送到例如外部设备，还可以显示在剩余无氧运动允许量计算装置1B所包括的显示设备(未示出)的屏幕上。
如上所述，与图4所示的剩余无氧运动允许量计算装置1A同样，图7所示的剩余无氧运动允许量计算装置1B通过使用由无氧运动允许量W0标准化的数式(方程式(20)至(23)之一)，计算剩余无氧运动允许量比率Fn。因此，要预先存储在存储单元14中的各种参数可以通过在不使用任何动力计的情况下测量心率来获得，因此可以以更低的成本计算剩余无氧运动允许量。
另外，剩余无氧运动允许量计算装置1B使用差分方程式(方程式(20)至(23)之一)作为用于计算剩余无氧运动允许量比率Fn的数式。这便于在产品中安装用于计算剩余无氧运动允许量的程序。
《硬件结构》
图1、图4或图7所示的剩余无氧运动允许量计算装置1、1A或1B的各功能单元通过加载到计算机中的软件与计算机的硬件资源的协作来实现。作为计算机，可以使用诸如智能手机之类的便携式终端。
图10示出了计算机的主要硬件结构。计算机3包括MPU(微处理单元)31、ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、输入/输出接口(I/F)34、通信电路35、显示器36和输入设备37。这些装置通过总线38进行连接。
MPU 31是用于控制整个计算机3的操作的处理器。还可以使用CPU(中央处理单元)来代替MPU 31。
ROM 32是用于存储操作系统、由计算机3执行的控制程序、以及各种数据的存储器。控制程序包括用于实现剩余无氧运动允许量计算装置1、1A或1B的各功能单元的剩余无氧运动允许量计算程序。当实现图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置1的各功能单元时，ROM 32存储数据141至145。当实现图4所示的剩余无氧运动允许量计算装置1A的各功能单元时，ROM 32存储数据141和数据146至148。当实现图7所示的剩余无氧运动允许量计算装置1B的各功能单元时，ROM 32存储数据141、147、149和150。
RAM 33是作为MPU 31的工作区域使用的存储器，其临时存储执行程序所需的各种数据。当执行剩余无氧运动允许量计算程序时，RAM 33临时存储在计算剩余无氧运动允许量W’bal或剩余无氧运动允许量比率F(t)和Fn期间获得的值。当实现图1所示的剩余无氧运动允许量计算装置1的各功能单元时，RAM33存储心率HR、动力P、无氧运动量W’EXP、动力平均值Pavg、动力平均值Pavg与临界动力CP之间的差DCP、时间常数τ和剩余无氧运动允许量W’bal。当实现图4所示的剩余无氧运动允许量计算装置1A的各功能单元时，RAM 33存储心率HR、心率HR的平均值HRrecovery和剩余无氧运动允许量比率F(t)。当实现图7所示的剩余无氧运动允许量计算装置1B的各功能单元时，RAM 33存储心率HR、心率HR的平均值HRrecovery和剩余无氧运动允许量比率Fn。
输入/输出接口34是用于将外围设备连接到计算机3的接口，并用于例如通过有线连接将心率监测器2连接到计算机3。通信电路35是用于交换数据的设备。显示器36由触摸板等构成，输入设备7由操作按钮等构成。
MPU 31从ROM 32读出剩余无氧运动允许量计算程序，并通过按照该程序操作来控制计算机3的每个单元，从而实现剩余无氧运动允许量计算装置1、1A或1B的各功能单元。
以上基于实施例详细说明了本发明人做出的发明，但是本发明不限于这些实施例，当然可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变。
在上述每个实施例中，作为示例，已经说明了通过由MPU等执行的程序处理来实现计算剩余无氧运动允许量的处理的情况。然而，上述处理的一部分或全部也可以用专用硬件电路实现。例如，还可以通过使用可编程控制器分离地构成心率获得单元10、动力计算单元12和剩余无氧运动允许量计算单元13、13A或13B。此外，剩余无氧运动允许量计算装置1、1A和1B中的每一个已经被说明为与心率监测器2不同的装置，但是剩余无氧运动允许量计算装置也可以包括心率监测器2。在这种情况下，由心率监测器2构成心率获得单元10。
工业实用性
不仅在自行车比赛中，而且在进行无氧运动的一般运动中，根据本发明的剩余无氧运动允许量计算方法和装置都可以广泛应用于获得并管理人类生物信息的技术。
附图标记说明
1、1A、1B...剩余无氧运动允许量计算装置，2...心率监测器，10...心率获得单元，11、11A、11B...运算单元，12...动力计算单元，13、13A、13B...剩余无氧运动允许量计算单元，14...存储单元，141...心率数据，142、144、146、149......关系式数据，143...动力数据，145...剩余无氧运动允许量数据，147...HRrecovery数据，148、150...剩余无氧运动允许量比率数据。

Claims (15)

1.一种剩余无氧运动允许量计算方法，其特征在于，包括：
使处理器获得心率的步骤；以及
使所述处理器基于所获得的心率和剩余无氧运动允许量与所述心率之间的关系来计算所述剩余无氧运动允许量的步骤。
2.根据权利要求1所述的剩余无氧运动允许量计算方法，其特征在于，所述计算的步骤包括：
使所述处理器基于所获得的心率和表示所述心率与动力之间的关系的第一关系式来计算所述动力的步骤；以及
使所述处理器基于所计算的动力和表示所述剩余无氧运动允许量与所述动力之间的关系的第二关系式来计算所述剩余无氧运动允许量的步骤。
3.根据权利要求1所述的剩余无氧运动允许量计算方法，其特征在于，所述计算的步骤包括以下步骤：使所述处理器基于通过无氧运动允许量对所述剩余无氧运动允许量与动力之间的关系进行标准化而得到的关系式、以及所获得的心率，计算所述剩余无氧运动允许量与所述无氧运动允许量的比率。
4.根据权利要求2所述的剩余无氧运动允许量计算方法，其特征在于，假设W’bal是剩余无氧运动允许量，W’0是无氧运动允许量，t和u是时间，τ是根据无氧运动允许量W0的恢复的时间常数，W’EXP是消耗了的无氧运动量，P是动力，CP是临界动力，并且Pavg是当动力等于或低于临界动力时动力的平均值，则所述第二关系式包括方程式(A)、(B)、(C)和(D)：
τ＝546exp(-0.01DCP)+316 ...(C)
DCP＝CP-Pavg ...(D)。
5.根据权利要求3所述的剩余无氧运动允许量计算方法，其特征在于，假设F是剩余无氧运动允许量与无氧运动允许量的比率，t和u是时间且u＜t，Δ是数据间隔，K是根据无氧运动允许量W0的恢复的系数，HRCP是当动力是临界动力时的心率，HRrecovery是当动力等于或低于临界动力时的心率的平均值，HRn是当人以等于或高于HRCP的恒定的运动强度运动时的心率，并且tnlim是当人以该恒定的运动强度运动时的最大持续时间，则所述关系式由方程式(E)和(E’)之一表示：
6.根据权利要求3所述的剩余无氧运动允许量计算方法，其特征在于，假设F是剩余无氧运动允许量与无氧运动允许量的比率，t和u是时间且u＜t，Δ是数据间隔，K是根据无氧运动允许量W0的恢复的系数，HRCP是当动力是临界动力时的心率，HRrecovery是当动力等于或低于临界动力时的心率的平均值，HRn是当人以等于或高于HRCP的恒定的运动强度运动时的心率，并且tnlim是当人以该恒定的运动强度运动时的最大持续时间，则当P＞CP时所述关系式由方程式(F)和(G)之一表示，当CP＞P时由方程式(H)和(I)之一表示：
7.一种剩余无氧运动允许量计算装置，其特征在于，包括：
心率获得单元，被配置为获得心率；以及
运算单元，被配置为基于剩余无氧运动允许量与所述心率之间的关系以及由所述心率获得单元获得的心率来计算所述剩余无氧运动允许量。
8.根据权利要求7所述的剩余无氧运动允许量计算装置，其特征在于，所述运算单元包括：
动力计算单元，被配置为基于表示所述心率与动力之间的关系的第一关系式和由所述心率获得单元获得的心率来计算所述动力；以及
剩余无氧运动允许量计算单元，被配置为基于表示所述动力与所述剩余无氧运动允许量之间的关系的第二关系式和由所述动力计算单元计算的动力来计算所述剩余无氧运动允许量。
9.根据权利要求7所述的剩余无氧运动允许量计算装置，其特征在于，所述运算单元包括：剩余无氧运动允许量计算单元，被配置为基于通过无氧运动允许量对所述剩余无氧运动允许量与动力之间的关系进行标准化而得到的关系式、以及由所述心率获得单元获得的心率，计算所述剩余无氧运动允许量与所述无氧运动允许量的比率。
10.根据权利要求8所述的剩余无氧运动允许量计算装置，其特征在于，假设W’bal是剩余无氧运动允许量，W’0是无氧运动允许量，t和u是时间，τ是根据无氧运动允许量W0的恢复的时间常数，W’EXP是消耗了的无氧运动量，P是动力，CP是临界动力，并且Pavg是当动力等于或低于临界动力时动力的平均值，则所述第二关系式包括方程式(A)、(B)、(C)和(D)：
τ＝546exp(-0.01DCP)+316 ...(C)
DCP＝CP-Pavg ...(D)。
11.根据权利要求9所述的剩余无氧运动允许量计算装置，其特征在于，假设F是剩余无氧运动允许量与无氧运动允许量的比率，t和u是时间且u＜t，Δ是数据间隔，K是根据无氧运动允许量W0的恢复的系数，HRCP是当动力是临界动力时的心率，HRrecovery是当动力等于或低于临界动力时的心率的平均值，HRn是当人以等于或高于HRCP的恒定的运动强度运动时的心率，并且tnlim是当人以该恒定的运动强度运动时的最大持续时间，则所述关系式由方程式(E)和(E’)之一表示：
12.根据权利要求9所述的剩余无氧运动允许量计算装置，其特征在于，假设F是剩余无氧运动允许量与无氧运动允许量的比率，t和u是时间且u＜t，Δ是数据间隔，K是根据无氧运动允许量W0的恢复的系数，HRCP是当动力是临界动力时的心率，HRrecovery是当动力等于或低于临界动力时的心率的平均值，HRn是当人以等于或高于HRCP的恒定的运动强度运动时的心率，并且tnlim是当人以该恒定的运动强度运动时的最大持续时间，则当P＞CP时所述关系式由方程式(F)和(G)之一表示，当CP＞P时由方程式(H)和(I)之一表示：
13.一种剩余无氧运动允许量计算装置，其特征在于，包括：
存储器，被配置为存储剩余无氧运动允许量与心率之间的关系；以及
处理器，被配置为获得心率，并基于所获得的心率和存储在所述存储器中的所述关系来计算所述剩余无氧运动允许量。
14.根据权利要求13所述的剩余无氧运动允许量计算装置，其特征在于，
所述存储器被配置为存储表示所述心率与动力之间的关系的第一关系式、以及表示所述动力与所述剩余无氧运动允许量之间的关系的第二关系式，以及
所述处理器被配置为基于所获得的心率和存储在所述存储器中的所述第一关系式来计算所述动力，并且基于所计算的动力和存储在所述存储器中的所述第二关系式来计算所述剩余无氧运动允许量。
15.根据权利要求13所述的剩余无氧运动允许量计算装置，其特征在于，
所述存储器被配置为存储通过无氧运动允许量对所述剩余无氧运动允许量与动力之间的关系进行标准化而得到的关系式，以及
所述处理器被配置为基于所获得的心率和存储在所述存储器中的所述关系式来计算所述剩余无氧运动允许量与所述无氧运动允许量的比率。
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