[发明专利]基于个性化热调节模型的实时内核温度估计方法及系统

权利要求书

1.一种基于个性化热调节模型的实时内核温度估计方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所有个体特征参数、环境条件参数、服装物理参数以及个性化定义热调节模型的出汗率；

通过获取实时心率值以及个体特征参数获取机体的实时新陈代谢率的预测结果；

根据环境条件以及服装物理参数计算服装内部的热湿传输过程，确定热调节模型的外边界条件；

进行个性化的人体热生理仿真，获得个体化的实时内核温度估计结果。

2.如权利要求1所述的基于个性化热调节模型的实时内核温度估计方法，其特征在于，所述获取所有个体特征参数、环境条件参数、服装物理参数以及个性化定义热调节模型的出汗率的步骤，包括：

获取人体的个体特征参数，包括：性别、年龄、体重、最大耗氧量VO2max和对环境的热适应状态；

获取当前的环境条件参数，包括：空气温度、相对湿度以及风速；

获取当前人体的服装物理参数，包括：服装样式、材质及各部分的覆盖率；

根据个体特征参数定义25节点热调节模型的出汗率计算公式。

3.如权利要求1所述的基于个性化热调节模型的实时内核温度估计方法，其特征在于，所述通过获取实时心率值以及个体特征参数获取机体的实时新陈代谢率的预测结果的步骤，包括：

由人体佩戴心率监测设备获取实时心率值并传输给新陈代谢预测模型；

利用实时心率值和个体特征参数进行新陈代谢率的预测；

将预测的新陈代谢速率值进行单位转换。

4.如权利要求1所述的基于个性化热调节模型的实时内核温度估计方法，其特征在于，所述根据环境条件以及服装物理参数计算服装内部的热湿传输过程，确定热调节模型的外边界条件的步骤，包括：

计算服装中水蒸气的质量平衡方程；

计算服装中液态水的质量平衡方程；

计算服装整体的能量守恒方程。

5.如权利要求1所述的基于个性化热调节模型的实时内核温度估计方法，其特征在于，所述进行个性化的人体热生理仿真，获得个体化的实时内核温度估计结果的步骤，包括：

由25节点热调节模型各节点的热平衡方程分别计算出每一节点的温度在一个仿真计算步长内的温度改变量；

根据每一节点的温度改变量计算出任意时刻各节点的温度；

根据任意时刻各节点的温度计算出机体的热控制信号，根据该热控制信号对机体的颤抖产热量、出汗率及皮肤血流速率进行调节；

将人体热调节机制的更新值代入到各节点热平衡方程中，计算下一仿真步长的服装热湿传输过程。

6.一种基于个性化热调节模型的实时内核温度估计系统，其特征在于，所述系统包括：

出汗率定义模块，用于获取所有个体特征参数、环境条件参数、服装物理参数以及个性化定义热调节模型的出汗率；

新陈代谢率预测模块，用于通过获取实时心率值以及个体特征参数获取机体的实时新陈代谢率的预测结果；

服装热湿传输仿真模块，用于根据环境条件以及服装物理参数计算服装内部的热湿传输过程，确定热调节模型的外边界条件；

仿真模块，用于进行个性化的人体热生理仿真，获得个体化的实时内核温度估计结果。

7.如权利要求6所述的基于个性化热调节模型的实时内核温度估计系统，其特征在于，所述出汗率定义模块包括：

个体特征参数获取单元，用于获取人体的个体特征参数，包括：性别、年龄、体重、最大耗氧量VO2max和对环境的热适应状态；

环境条件参数获取单元，用于获取当前的环境条件参数，包括：空气温度、相对湿度以及风速；

服装物理参数获取单元，用于获取当前人体的服装物理参数，包括：服装样式、材质及各部分的覆盖率；

定义单元，用于根据个体特征参数定义25节点热调节模型的出汗率计算公式。