CN104075731A - 确定个人和运动物体的表现信息的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于确定位于一定区域中的物体的表现信息的方法,其包括:获得该区域的磁场信息;当物***于该区域的第一位置时测量第一磁场数据;和基于该区域的磁场信息和第一磁场数据来确定物体在该区域内的表现信息。
Description
发明领域
本发明的实施方案通常涉及基于磁场信息来确定物体表现信息的方法。更具体的,本发明的实施方案涉及如下来确定物体表现信息例如物体的位置或速度的方法:将区域的磁场信息绘图,并且将物体在该区域周围移动时所测量的磁场与绘制的磁场信息进行比较。
发明背景
例如卫星导航***技术可用于导航追踪物体在户外环境中的移动。但是,这些***在卫星和接收器之间没有清晰路径的区域中不能很好的发挥作用,例如室内、市内、地下和水下环境,这里卫星导航***信号经常是不能利用的。因此,有利的是具有定位***,其在户外和室内环境二者中工作,其可以用于代替或者与卫星导航***相组合。
本发明的实施方案基于局部磁场数据确定了物体的表现信息。沿着宽区域的地球磁场通常是相同的,具有很小的变化。因此在大多数情况中,标准罗盘通常将指向地球的磁极。但是在局部水平上,地球的磁场虽然通常是稳定的,但是会是不均匀的。地球磁场的强度和方向二者会局部变化。特别相关的,在人造结构例如建筑物中,磁场变化会受到例如建筑材料的影响。例如在接近于大的钢架梁处所测量的磁场会不同于在大的房间中央所测量的磁场。因此,磁场的强度和方向会在整个建筑的不同位置测量时发生变化。
通过测量和记录局部磁场数据,可以产生区域的磁场“地图”,其包括整个区域的磁场信息。在随后的时间点进行的测量可以与该磁场地图信息比较,来确定物体在绘图区域中的位置。这可以用于诸多的活动,例如穿过建筑物的导航或者追踪物体在封闭结构中的移动。更具体的,某些运动活动通常在体育馆、训练设施、竞技场或者露天运动场内进行,其是部分或者完全封闭的。例如运动如篮球、足球和英式足球经常在室内进行。在训练和比赛二者过程中,变得日益重要的是追踪运动员的表现度量。卫星导航***基技术,虽然潜在的用于户外环境中来追踪参赛者或者运动装置(例如球)的位置、移动和表现,但是经常在室内环境中遇到精确度问题。因此,有利的是具有定位***,其能够基于局部磁场数据来追踪参赛者或者运动装置在室内环境中的位置、移动和表现。
发明内容
这里公开的方法和***涉及基于局部磁场数据来检测、确定和追踪一个或多个物体在区域中的位置。该方法和***通常在此参考部分或完全封闭的室内环境来描述,但是同样适于其他环境例如户外、市区、地下和水下环境。该方法和***也通常在此涉及运动活动来描述,但是可以用于许多其他用途例如但不限于室内和户外导航和产品追踪。虽然这里公开的方法和***通常使用磁场数据来描述,但是确定和追踪个人和物体在区域中的位置的其他类型的数据也是可以预期的。其他类型的数据的例子包括但不限于热(IR)和/或可见光谱数据、光学数据、图像数据和/或电磁数据。
本发明的实施方案涉及一种用于确定位于一定区域中的物体的表现信息的方法,该方法包含:获得该区域的磁场信息;当物***于该区域的第一位置时测量第一磁场数据,其中该第一磁场数据包含磁场强度数据和磁场方向数据;和基于该区域的磁场信息和第一磁场数据来确定物体在该区域中的表现信息。
本发明的实施方案还涉及一种用于确定位于运动场区域的物体的表现信息的方法,该方法包含:获得该运动场区域的磁场地图数据;当该物***于该运动场区域时测量磁场数据;过滤(filtering)所测量的磁场数据;和基于该磁场地图数据和所过滤的测量的磁场数据,来确定物体在该运动场区域内的表现信息。
本发明的实施方案进一步涉及一种用于确定物体在一定区域内在给定时间的位置的方法,该方法包含:获得该区域的磁场信息;当该物***于所述区域的第一位置时测量第一磁场数据;将该第一磁场数据与所述区域的磁场信息进行比较;基于该第一磁场数据与该区域磁场信息的比较,确定该物体在所述区域内的第一位置的一组可能的定位;当该物***于所述区域内的第二位置时,测量第二磁场数据;将该第二磁场数据与所述区域的磁场信息进行比较;施加限制到该第二磁场数据,基于该限制以及第一磁场数据和第二磁场数据与所述区域的磁场信息的比较,来确定物体第二位置的可能的定位;和重复测量磁场数据和施加限制的步骤,来确定该物体在该区域内在给定时间的位置。
本发明的实施方案还涉及一种用于确定位于一定区域中的物体的表现信息的方法,该方法包含:当该物体在第一时间位于该区域的第一位置时,测量第一磁场数据;基于该第一磁场数据确定物体在第一时间的第一位置的定位;当该物体在第二时间位于该区域的第二位置时,测量第二磁场数据;基于该第二磁场数据确定物体在第二时间的第二位置的定位;和基于该物体在第一时间的第一位置的定位和该物体在第二时间的第二位置的定位,来确定该物体的表现信息。
本发明的实施方案进一步涉及一种用于追踪第一物体和第二物体在一段时间内它们在一定区域周围移动的方法,该方法包括:获得第一物体在一段时间内当它在该区域周围移动的磁场数据;获得第二物体在一段时间内当它在该区域周围移动的磁场数据;和基于所获得的第一物体的磁场数据和所获得的第二物体的磁场数据,追踪该第一物体和该第二物体在给定时间当它们在所述时间段在该区域周围移动时它们的位置。
本发明的实施方案还涉及一种用于绘制运动场区域的磁场地图的方法,该方法包含:在绘制赛事地图期间,测量在该运动场区域内多个定位处的磁场数据;和基于所测量的磁场数据来产生该运动场区域的磁场地图。
本发明的实施方案进一步涉及一种用于确定位于一定区域内的物体的表现信息的方法,该方法包含:获得该区域的磁场信息;对该区域的磁场信息的可变性进行统计分析;在该物体在所述区域内移动时测量磁场数据的统计变化;和基于磁场数据统计变化的测量来确定物体的表现信息。
本发明的实施方案还涉及用于监控多个参与运动活动的个人的组监控装置,该装置包括显示器,其配置来在运动活动过程中显示描绘参与该运动活动的多个个人在运动场上的位置和可移动运动物体(例如球)的位置的表示,其中该表示基于通过连接到多个个人的个人上的个人监控器所产生的位置信息,和通过连接到运动物体上的物体监控器所产生的位置信息。
本发明的实施方案进一步涉及一种用于监控多个参与运动活动的个人的方法,该方法包括在运动活动过程中显示描绘参与该运动活动的多个个人在运动场上的位置和可移动运动物体的位置的表示,其中该表示基于通过连接到多个个人的个人上的个人监控器所产生的位置信息,和通过连接到运动物体上的物体监控器所产生的位置信息。
本发明的实施方案还涉及一种定义运动场的方法,该方法包括使用管理装置显示指令来查找第一定位上的传感器,接收来自该传感器的第一数据,定义该第一数据作为第一定位的位置,使用管理装置显示指令来查找第二位置上的传感器,接收来自该传感器的第二数据,和定义该第二数据作为第二定位的位置,其中第一定位的位置和第二定位的位置一起定义了该运动场。
本发明另外的实施方案、特征和优点以及本发明不同的实施方案的结构和运行在下面参考附图来详细描述。
附图说明
附图(其在此引入和形成说明书的一部分)作为例举来说明本发明,而非限定性的,并且与说明书一起进一步用于解释本发明的原则和使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。
图1是根据本发明的实施方案的使用运动活动监控***的个人的图示。
图2是根据本发明的实施方案的使用运动活动监控***的个人的图示。
图3是根据本发明实施方案的多种不同运动装置的图示。
图4是根据本发明实施方案的传感器模块的部件的方块图。
图5是根据本发明实施方案的传感器模块的部件的方块图。
图6A是根据本发明实施方案的传感器模块的图示,其配置来监控个人的身体。
图6B是根据本发明的实施方案的运动球的图示,其包括传感器模块,用于监控运动球。
图7是根据本发明的实施方案的运动活动监控***通讯的不同部件的图示。
图8A是根据本发明的实施方案的运动活动监控***通讯的不同部件的图示。
图8B是根据本发明实施方案的两个传感器模块通讯的图示。
图9是根据本发明实施方案的组监控***的图示。
图10是根据本发明实施方案的示例性坐标系的图示。
图11是根据本发明的实施方案的示例性坐标系的图示。
图12是根据本发明实施方案的处于校准态的个人的图示。
图13是根据本发明的实施方案的处于运动中的个人的图示。
图14是根据本发明实施方案的球和装载基座的图示。
图15是根据本发明实施方案的处于校准态的球的图示。
图16是根据本发明的实施方案的处于运动中的球的图示。
图17是根据本发明的实施方案的监控***的图示。
图18A是根据本发明的实施方案的个人监控器和相关部件的图示。
图18B是根据本发明的实施方案的物体监控器的图示。
图19是根据本发明实施方案的组监控装置的图示。
图20是根据本发明实施方案的组监控装置的图示。
图21是根据本发明实施方案的分析装置的图示。
图22是根据本发明实施方案的一部分的监控***的图解。
图23是根据本发明的实施方案的组监控装置的显示的图示。
图24是根据本发明的实施方案的组监控装置的显示的图示。
图25是根据本发明的实施方案的组监控装置的显示的图示。
图26是根据本发明的实施方案的组监控装置的显示的图示。
图27是根据本发明的实施方案的组监控装置的显示的图示。
图28是根据本发明的实施方案的组监控装置的显示的图示。
图29是根据本发明的实施方案的组监控装置的显示的图示。
图30是根据本发明的种实施方案的组监控装置的显示的图示。
图31是根据本发明的种实施方案的组监控装置的显示的图示。
图32是显示了根据本发明的实施方案用于确定位于一定区域中的物体的表现信息的方法的流程图。
图33是显示了根据本发明的实施方案用于确定位于一定区域中的物体的表现信息的方法的流程图。
图34是显示了根据本发明的实施方案用于确定一定区域中的物体的位置的方法的流程图。
图35是显示了根据本发明的实施方案用于确定位于一定区域中的物体的表现信息的方法的流程图。
图36是显示了根据本发明的实施方案当第一和第二物体在区域周围移动时用于追踪第一和第二物体的方法的流程图。
图37是显示了根据本发明的实施方案,用于绘制运动场区域的磁场地图的方法的流程图。
图38是显示了根据本发明的实施方案,用于确定位于一定区域中的物体的表现信息的方法的流程图。
图39是根据本发明的实施方案的磁场强度地图的图示。
图40是根据本发明的实施方案,在单位距离上磁场强度测量值的图形化表示。
图41是根据本发明的实施方案,用于在一定区域中单位距离的平均磁场强度分布的图形化表示。
图42是根据本发明的实施方案,在一定距离上的磁场强度分布的图形化表示。
具体实施方式
本发明现在将参考其如附图所示的实施方案来详细描述。提及“一个实施方案”、“实施方案”、“示例实施方案”、“一些实施方案”等表示所述的实施方案可以包括具体的特征、结构或者特性,但是每个实施方案可以不必需包括该具体的特征、结构或特性。此外,这样的措辞不必需指的是相同的实施方案。此外,当结合实施方案来描述具体的特征、结构或特性时,其指的是在本领域技术人员的知识内结合其他实施方案影响这样的特征、结构或特性,无论其是否明确描述。
作为此处使用的,术语“发明”或“本发明”是非限定性术语,并非用于指具体发明的任何单个实施方案,而是包含在申请中所述的全部可能的实施方案。
本发明的不同方面或者其任何的部分或功能可以使用硬件、软件、固件、有形的计算机可读的或者计算机可用的存储介质(其具有存储在其上的指令)或者其组合来进行,并且可以在一个或多个计算机***或其他处理***中执行。
本发明通常涉及基于测量局部磁场来确定物体的表现信息的方法。更具体的,本发明的实施方案涉及通过绘制区域的磁场信息地图,并且将物体在该区域周围移动时所测量的磁场数据与所绘制的数据进行比较来确定物体在一定区域中的表现信息例如物体的位置或速度的方法。
例如如果个人参与涉及使用运动球的活动(例如踢足球比赛),则令人期望的可以是例如能够确定该个人踢足球时的速度,能够确定足球在运动场上相对于边界线或者球门的定位,或者能够确定在比赛过程中,足球在运动场不同区域中所花费的相对时间量。
作为另一例子,令人期望的是能够确定进行运动例如篮球的个人在具体时间或者在比赛过程中的定位。还令人期望的是确定个人在球场移动的速度和比赛过程中当他们在球场周围移动时个人采取的路径。
在一种实施方案中,可以监控参与运动活动的多个个人(例如团体运动的队友或对手)的身体的位置和移动,和/或在运动活动过程中个人所用的多个运动装置的移动。在一些实施方案中,可以提供实时监控和/或反馈,而在其他实施方案中可以提供活动后反馈。
通过使用包括一个或多个便携式传感器的运动活动监控***,下述的本发明的实施方案可以有利的使得个人(或者他们的教练、队友或者观众)获得这种或者其他关于个人身***置的信息或者在运动活动过程中个人的运动装置的位置的信息。通过传感器获得的数据可以以多种方式处理来产生关于运动过程中所关注的物体的位置和移动的有用的信息。在一些实施方案中,传感器数据可以被处理来确定个人的身体或者个人的运动装置的空间方向的变化(即,相对于地球上的具体定位、运动场或者其他参考点的位置变化)。在其他实施方案中,传感器数据可以参考用于具体区域例如运动场的所存储的参考数据来处理。
在一种实施方案中,例如可以使用关于个人的身体的位置和移动或者个人的运动装置的位置和移动的信息,来提供给个人关于如何改进它们的位置或移动的指导,或者作为对裁判员、仲裁或者其他运动竞赛裁判的关于个人的身体或者运动装置的位置或移动的判断的精确度的检查。
合适的监控***和部件可以包括例如在通常属于美国专利申请No.13/446937,标题为“ATHLETIC ACTIVITY MONITORING METHODS ANDSYSTEMS”、美国专利申请No.13/446982,标题为“SPORT BALL ATHLETICACTIVITY MONITORING METHODS AND SYSTEMS”和美国专利申请No.13/446986,标题为“WEARABLE ATHLETIC ACTIVITY MONITORING METHODSAND SYSTEMS”中公开的***和部件,它的公开内容在此通过引入其全部的方式结合于此。
图1是根据本发明的实施方案,使用运动活动监控***10的个人100的图示。个人100会希望获得关于在运动活动过程中使用本发明的运动活动监控***10的个人100的身体的位置和移动或者个人100的运动装置的位置和移动的信息。
根据本发明实施方案的运动活动监控***10可以适于由用于团体或者个人运动活动和用于竞赛和不正式训练赛事的个人100使用。例如,根据本发明实施方案的运动活动监控***10可以适于由个人100用于参与运动活动例如棒球,篮球,保龄球,拳击,板球,自行车,足球(即,美国足球),高尔夫,曲棍球,长曲棍球,划船,橄榄球,跑步,溜冰板,滑雪,英式足球(即,足球),冲浪,游泳,乒乓球,网球,或者排球,或者在其相关的训练赛事过程中。
根据本发明的实施方案,运动活动监控***10可以包括传感器模块102。传感器模块102可以包括一个或多个传感器,并且可以在个人100进行的运动活动过程中物理连接到物体104上。如下面将要进一步详细解释的,在一些实施方案中,传感器模块102可以用于监控个人100的身体106或者个人的运动装置108在空间方向上的变化,而在其他实施方案中,传感器模块102可以与数据结构中存储的预定的相关数据组合使用,来确定身体106或者装置108移动数据和活动度量之间的关系。
在一种实施方案中,如图1所示,所监控的物体104可以是个人100的身体106,和传感器模块102可以物理连接到个人100的身体106。在所示的实施方案中,传感器模块102配置来物理结合到称作胸部的个人100的身体106部位上。在其他实施方案中,传感器模块102可以配置来物理结合到个人100的身体106的其他部位,例如诸如个人的头、颈、肩膀、后背、胳臂、手腕、手、手指、腰、臀部、腿、脚踝、脚或脚趾头。
在一些实施方案中,传感器模块102可以配置来物理连接到个人100的身体106部位,其穿戴有一层或多层衣服、鞋类制品,或者佩戴有在传感器模块102和个人100的身体106之间存在的运动保护装置。不管是否存在着干涉(intervening)制品,传感器模块102可以通过多种可释放的或者不可释放的连接装置来物理结合到个人100的身体106的部位上,例如诸如皮带、粘结剂、口袋、夹子或者通过整合到衣服制品中(例如衬衫、裤子、短袜、手套或帽子)、鞋类或者个人100所佩戴的运动保护装置。
在一种实施方案中,传感器模块102可以配置来置于衣服的传感器模块102保持元件中,其配置来保持传感器模块102。在一些示例性实施方案中,保持元件可以尺寸化和成形来对应于传感器模块102的尺寸和形状,以便能够将传感器模块102嵌套到其中和将传感器模块102保持在适当的位置,来使得衣服的穿戴者的移动对于传感器模块102的影响最小。另外的元件可以用于帮助使得这种效应最小,例如诸如带子和隔离元件。传感器模块102保持元件可以通过例如整合到其中、粘附、缝合、焊接、打结、夹住、咬合或者安装到其上或者这些和其他技术的任意组合而连接到衣服的织物层。在一些示例性实施方案中,传感器模块102保持元件是与衣服的织物层一体形成的。
在一些实施方案中,传感器模块102保持元件可以定位来对应于传感器模块102的穿戴者上背。传感器模块102保持元件(对应于穿戴者的高位置例如上背)可以帮助使得当传感器模块102传送或接收数据时,在传感器模块102保持元件内传感器模块102的干涉最小和范围和信号强度最大。另外,定位该传感器模块102保持元件来对应于上背使得传感器模块102与运动员移动的干涉最小。在一些示例性实施方案中,传感器模块102保持元件定位成不对应于穿戴者的上背。
在另一实施方案中,如图2所示,物体104可以是由个人100在运动活动过程中使用的运动装置108,并且传感器模块102可以物理结合到运动装置108上。在所示的实施方案中,传感器模块102物理结合到运动装置108上,其是英式足球。在其他实施方案中,传感器模块102可以配置来物理结合到其他块的运动装置108上例如诸如任何类型的运动球,任何类型的运动“棒”(例如棒球棒、曲棍球棒、高尔夫杆、乒乓球拍或者网球拍),手套,自行车,桨,鞋子,靴子,雪橇,帽子,溜冰板,冲浪板或者眼镜或风镜。
传感器模块102可以通过多种结合手段物理结合到运动装置108上,这取决于运动装置108和运动活动的性质。例如传感器模块102可以如下来物理结合到运动球上:连接到球的外部,连接到空心球的内表面,通过悬浮***悬浮于空心球内部,或者整合到多层球的外层或其他层。同样,传感器模块102可以物理结合到非空心运动球(例如棒球、保龄球或高尔夫球)上,例如连接到球外部,整合到多层球的层之间,植入球的实心部分中。作为另一例子,传感器模块102可以是可释放的或不可释放的如下来物理结合到运动“棒”上:卷绕在一部分的运动棒上,夹持到一部分的运动棒上,连接到运动棒外表面,连接到空心或者非空心运动棒内表面,通过悬浮***悬浮于空心运动棒内部,或者整合到多层或者复合运动棒的壁中或者其他层中。传感器模块102可以通过多种结合手段物理结合到运动装置108上,例如诸如皮带、粘结剂或者通过整合到运动装置108中。
在其他实施方案中,传感器模块102可以整合到现有的运动活动监控装置中例如诸如心率监控装置、计步器、和加速计基监控装置或者其他便携式健康监控装置例如诸如由德国黑措根奥拉赫的adidas AG在MICOACH、PACER、ZONE或者SPEED CELL商标名下销售的装置。
图3是多种不同的运动装置108的例子的图示,其能够根据本发明监控***10的实施方案来使用。如所示的,本发明的监控***10可以与多种不同的运动装置108一起使用,例如诸如篮球、足球、棒球棒、棒球、保龄球、曲棍球棒、曲棍球棒、溜冰板、冲浪板、自行车、一对雪橇、滑雪杖、网球拍、网球、鞋类制品、拳击手套、高尔夫杆或者高尔夫球。
图4是根据本发明的实施方的案传感器模块102部件的方块图。在所示的实施方案中,传感器模块102包括彼此可操作地连接的处理器110、电源112、存储器114、加速度传感器116、磁场传感器118和收发器122,来执行传感器模块102的功能。在其他实施方案中,一个或多个的这些传感器模块102部件可以省略,或者可以添加一个或多个另外的部件。例如在一些主要或者专门的依赖于磁场数据来确定物体104的表现信息如物体104的位置或者速度的实施方案中,传感器模块102可以包括磁场传感器118,但是没有加速度传感器116。
处理器110可以用于执行传感器模块102的存储器114中所存储的应用程序。处理器110也能够执行模拟或数字信号处理算法例如原始数据减少和过滤。例如处理器110可以配置来接收来自传感器的原始数据和在传感器模块102处理这样的数据。处理器110可操作地连接到电源112、存储器114、加速度传感器116、磁场传感器118和收发器122上。
电源112可以用于为传感器模块102提供功率。在一种实施方案中,电源112可以是电池组。电源可以构建到传感器模块102中或者可以从传感器模块102中除去,并且可以是可再充电的或非可再充电的。在一种实施方案中,电源112可以通过***连接到充电源上的电缆中来再充电,例如连接到个人电脑上的通用串行总线(“USB”)电缆。在另一实施方案中,电源112可以通过感应充电来再充电,其中当二者紧邻时使用电子磁场来将能量从感应充电器转移到电源112,但是无需通过电缆来彼此***。在一些实施方案中,可以使用对接口来便于充电。
存储器114可以用于存储应用程序指令和存储运动活动数据。在一种实施方案中,存储器114可以存储应用程序来执行这里所述的运动活动监控***10的功能性方面。在一种实施方案中,存储器114可以存储原始数据、记录的数据和/或计算的数据。在一些实施方案中,如下面将要进一步详细解释的,存储器114可以充当数据存储缓冲器。存储器114可以包括只读存储器和随机存取存储器二者,并且可以进一步包括存储器卡或者其他可移除存储装置。
在本发明的一些实施方案中,存储器114可以永久的存储原始数据、记录的数据和/或计算的数据,而在其他实施方案中存储器114可以仅仅临时存储全部或者一些数据,例如在缓冲器中。在本发明的一种实施方案中,存储器114和/或与之相关的缓冲器可以在预定大小的存储器位置中存储数据,以使得仅仅某些量的数据可被存储,用于本发明的具体应用。
加速度传感器116可以用于测量传感器模块102的加速度。因此当传感器模块102物理结合到物体104(例如个人100的身体106或者运动装置108)上时,加速度传感器116能够测量物体104的加速度,包括由于地球重力场引起的加速度。在一种实施方案中,加速度传感器116可以包括三轴加速计,其能够测量三个正交方向上的加速度。在其他实施方案中,可以使用1、2、3个或更多个分别的加速计。
磁场传感器118可以用于测量在传感器模块102临近的磁场的强度和/或方向。因此,当传感器模块102物理结合到物体104(例如个人100的身体106或者运动装置108)上时,磁场传感器118能够测量物体104临近的磁场的强度和/或方向,包括地球磁场。在一种实施方案中,磁场传感器118可以是矢量磁力计。在其他实施方案中,磁场传感器118可以是三轴磁力计,其能够测量在三维上总的局部磁场的合成磁矢量的大小和方向。在其他实施方案中可以使用1、2、3或更多个分别的磁力计。
在本发明的一种实施方案中,加速度传感器116和磁场传感器118可以包含在单个加速计-磁力计模块中,其带有由瑞士日内瓦的STMicroelectronics所制造的型号编号LSM303DLHC。在其他实施方案中,传感器模块102可以包括加速度传感器116和磁场传感器118仅仅之一,并且如果期望可以省掉另一种。例如在一些主要或专门依赖于磁场数据来确定物体104的表现信息例如物体104的位置或速度的实施方案中,传感器模块102可以包括磁场传感器118,但是省掉加速度传感器116。
图4所示的收发器122使得传感器模块102能够与运动活动监控***10的其他部件无线通讯,例如在下面进一步详细描述的那些。在一种实施方案中,传感器模块102和运动活动监控***10的其他局部部件可以在个人局域网或局域网中,使用例如一种或多种下面的协议来通讯:ANT、ANT+byDynastream Innovations、蓝牙、蓝牙低能技术、BlueRobin或者合适的无线个人或局域网协议。还可以使用其他已知的适于运动活动监控***10的通讯协议。
在一种实施方案中,收发器122是低功率收发器。在一些实施方案中,收发器122可以两路通讯收发器122,而在其他实施方案中收发器122可以是一路发射器或者一路接收器。传感器模块102和运动活动监控***10其他部件之间的无线通讯在下面进一步详述。在其他实施方案中,传感器模块102可以与运动活动监控***10的其他部件有线通讯,其不依赖于收发器122。
在本发明的一些实施方案中,具有部件例如图4所示的那些的传感器模块102可以在个人100进行运动活动的过程中物理结合到物体104,来监控个人100的身体106或者个人的运动装置108的空间方向的变化,来确定身体106或者装置108移动数据和活动度量(metric)之间的关系,或者来比较所测量的数据与以前测量和记录的数据。在这些实施方案中,加速度传感器116和磁场传感器118可以负责收集必需的数据来进行不同的监控计算。
但是在一些其他实施方案中,令人期望的是在传感器模块102中包括另外的传感器,或者具有与传感器模块102通讯的另外的传感器。在另一实施方案中,传感器模块102可以整合到现有的运动活动监控装置中,其可能具有另外的或者不同的传感器例如诸如心率监控装置、计步器、和加速计基监控装置,或者其他便携式健康监控装置例如诸如由德国黑措根奥拉赫的adidas AG在MICOACH、PACER、ZONE或者SPEED CELL商标下销售的装置。
除了加速度传感器116和磁场传感器118之外,其他传感器(其可以是传感器模块102的一部分或者是分别的、但是与传感器模块102通讯的)可以包括能够测量多种运动表现参数的传感器。术语“表现参数”可以包括与个人100的运动活动相关的物理参数和/或生理参数。测量的物理参数可以包括但不限于时间、距离、速度、位置、步伐、踏板数、轮子转数、通常的转动(rotation generally),步伐数,步伐长度,飞行时间(airtime),步频,海拔,应变,冲击力,弹跳力,通常力(forcegenerally)和起跳高度。测量的生理参数可以包括但不限于心率,呼吸率,血氧水平,血液乳酸盐水平,血液流动,水合水平,燃烧的热量或体温。
实际的传感器(其能够测量这些参数)可以包括但不限于计步器、脉搏计、体温计、高度计、压力传感器、应变表、自行车功率计、自行车曲柄或车轮位置传感器、磁传感器、角动量传感器(例如陀螺仪)、阻力传感器或力传感器。
图5是根据本发明另一实施方案的传感器模块102的部件的方块图,其可以包含上述的一些另外的传感器,以及其他另外的部件。在所示的实施方案中,传感器模块102包括彼此操作地连接的处理器110、电源112、存储器114、加速度传感器116、磁场传感器118、用户界面120和收发器122、角动量传感器124、心率传感器126、温度传感器128、位置接收器130、数据端口132和计时器134,来执行传感器模块102的功能。在其他实施方案中,可以省掉一种或多种的这些传感器模块102部件,或者可以加入一种或多种另外的部件。
图5的实施方案的处理器110、电源112、存储器114、加速度传感器116、磁场传感器118和收发器122可以具有类似于上述关于图4的类似部件的那些的结构和功能。
传感器模块102的用户界面120可以由个人100用于与传感器模块102相互作用。在一种实施方案中,用户界面120可以包括一个或多个输入按钮,开关或者键,包括图形用户界面触摸屏表面的虚拟按钮,开关或键。这些按钮,开关或键每个的功能可以基于传感器模块102的运行模式来确定。在一种实施方案中,用户界面120可以包括触摸垫、滚动垫和/或触摸屏。在另一种实施方案中,用户界面120可以包括电容开关。在另一实施方案中,用户界面120可以包括声控开关。
但是在一些实施方案中,传感器模块102可以不包括用户界面120。在这些实施方案中,传感器模块102能够与运动活动监控***10的其他部件通讯,它们本身可以包括用户界面。
角动量传感器124(其可以是例如陀螺仪)可以用于测量传感器模块102的角动量或者方向。因此当传感器模块102物理结合到物体104(例如个人100的身体106或运动装置108)上时,角动量传感器124能够测量物体104的角动量或方向。在一种实施方案中,角动量传感器124可以是三轴陀螺仪,其能够测量关于三个正交轴的角旋转。在其他实施方案中可以使用1,2,3或更多个分别的陀螺仪。在一种实施方案中,角动量传感器124可以用于校正由一个或多个的加速度传感器116和磁场传感器118所进行的测量值。
心率传感器125可以用于测量个人的心率。心率传感器125可以放置成与个人100的皮肤相接触,例如个人的胸部皮肤,并且用带子固定。心率传感器125能够阅读个人100的心脏的电活动。
温度传感器128可以例如是体温计、热控管或热电偶,其测量了温度的变化。在一些实施方案中,温度传感器128可以主要用于校准运动活动监控***10的其他传感器,例如诸如加速度传感器116和磁场传感器118。
在一种实施方案中,位置接收器130可以是电子卫星位置接收器,其能够使用沿着视线由来自卫星定位***卫星的无线电发送的时间信号确定它的定位(即,经度、纬度和高度)。已知的卫星定位***包括GPS***、Galileo***、BeiDou***和GLONASS***。在另一种实施方案中,位置接收器130可以是天线,其能够与本地或者远程基站或者无线电传输收发器通讯,以使得传感器模块102的位置可以使用无线电信号三角测量或者其他类似原则来确定。在一些实施方案中,位置接收器130数据可以允许传感器模块102来检测信息,其可以用于测量和/或计算位置路径点,时间,位置,行进距离,速度,步伐或者高度。
数据端口132可以促进信息从传感器模块102转入和转出,并且可以例如是USB端口。在一些示例性实施方案,数据端口132可以另外的或者可选择的促进功率转移到电源112,来对电源112充电。
计时器134可以是时钟,其能够追踪绝对时间和/或确定流逝的时间。在一些实施方案中,计时器134可以用于时间标记某些数据记录,以便能够确定某些数据测量或记录的时间,并且不同时间标记的多种数据可以彼此相关。
在本发明的一些实施方案中,具有部件例如图5所示那些的传感器模块102可以在个人100进行运动活动过程中物理结合到物体104上,来监控个人100身体106或者个人的运动装置108的空间方向变化,来确定身体106或装置108移动数据和活动度量之间的关系,或者比较所测量的数据与以前测量和记录的数据。在这些实施方案中,加速度传感器116、磁场传感器118和/或其他所包括的传感器可以负责收集必需的数据,来进行不同的监控计算。但是在一些其他实施方案,令人期望的是可以具有包括在传感器模块102内的另外的传感器,具有与传感器模块102通讯的另外的传感器,或者使很少的传感器具有传感器模块102。
图6A是根据本发明的一种实施方案的传感器模块102的图示,其配置来监控个人100的身体106。所示的传感器模块102可以类似于图1所示的传感器模块102,其配置来物理结合到个人100的身体106部位上已知的如胸部。在本发明的一些实施方案中,图6A的传感器模块102可以在运动活动过程中物理结合到个人100的身体106上,来监控个人100的身体106的空间方向的变化,来确定身体106移动数据和活动度量之间的关系,或者来比较所测量的数据与以前测量和记录的数据。
如图6A所示,在一种实施方案中,传感器模块102可以包括外壳136。外壳136可以包含和保护上述参考图4或图5描述的示例性传感器模块102的不同的电子部件。虽然外壳136在图6A中显示为圆形圆盘形外壳,但是该外壳可以采用任何合适的尺寸和形状,其能够容纳传感器模块102必需的部件和物理结合到个人100的身体106的期望的部分上。在一种实施方案中,外壳可以由塑料例如诸如TPU或者其他合适的耐用材料制成。
在一些实施方案中,传感器模块102也可以包括按钮和/或显示器。按钮可以充当传感器模块102的用户界面。按钮能够打开和关闭传感器模块102,通过不同的显示选项来切换(toggling),或者起到多种其他功能。可选择的,可以提供多个按钮或没有按钮。在一种实施方案中,该显示器可以是相对简单的LED显示器,其能够将传感器模块102的状态或电池寿命传送给个人100。在另一种实施方案中,该显示器可以是更高级的显示器,其能够显示表现参数信息,反馈或其他信息到个人100,例如七段LCD显示器。可选择的,可以不提供按钮或显示器,如图6A所示。
图6B是根据本发明的一种实施方案的运动球的图示,其包含传感器模块102用于监控运动球。所示的传感器模块102可以类似于图2的传感器模块102,其配置来物理结合到运动装置108(其是英式足球)。在本发明的一些实施方案中,图6B的传感器模块102(其并入到英式足球中)可以在运动活动中用于监控英式足球空间方向的变化,来确定球移动数据和活动度量之间的关系,或者比较测量的数据与以前测量和记录的数据,作为例如个人100踢英式足球的结果。
如图6B所示,该球可以包括外层142,其包围着球的中间空隙。外层142可以与皮革或塑料的平板缝合、结合和/或胶合在一起,并且如果需要,则镶边来允许接近内部空气泡。在其他实施方案中,该球可以是非空心运动球(例如棒球,保龄球或高尔夫球),包括单个实心层或多个不同的层。在一些实施方案中,在销售给个人之前传感器模块102可以连接到或者并入到球中,而在其他实施方案中,个人可以随后在购买了球之后***传感器模块102。在一些实施方案中,该球可以包括按钮和显示器,其可以类似于上述涉及身体安装的传感器模块102(如果存在)的那些。可选择的,可以不提供按钮或显示器,如图6B所示。
在本发明的一些实施方案中,传感器模块102可以经由有线或无线技术来与运动活动监控***10的其他部件通讯。传感器模块102和运动活动监控***10的其他部件之间的通讯因为多种原因而是令人期望的。例如就传感器模块102记录和存储运动活动信息而言,它可以用于将这种信息传送到另一电子装置,用于另外的数据处理、数据可视化、与他人共享、与以前记录的运动活动信息比较或者多种其他目的。作为另一例子,就传感器模块102具有不足的处理能力而言,可以通过运动活动监控***10的其他部件提供宽的局域网传送能力、传感器能力或者其他能力。基于这一点,下面简要描述可能的通讯手段。
传感器模块102和个人计算机204之间的有线通讯可以如下实现:例如将传感器模块102置于对接装置中,其使用***个人计算机204的通讯端口的通信电线连接到个人计算机204上。在另一种实施方案中,传感器模块102和个人计算机204之间的有线通讯可以例如通过在传感器模块102和计算机204之间连接电缆来实现。传感器模块102的数据端口132和计算机204的通讯端口可以包括USB端口。连接传感器模块102和计算机204的电缆可以是具有合适的USB插头的USB电缆,其包括但不限于USB-A或USB-B正常的、迷你的或微型插头,或者其他合适的电缆例如诸如FireWire、Ethernet或Thunderbolt电缆。如上所述,在一些实施方案中,这样的电缆可以用于促进功率转移到传感器模块102的电源112,来对电源112充电。可选择的,电源112可以通过感应充电来再充电,或者使用对接口再充电。
到个人计算机204的有线连接可以例如用于将来自传感器模块102的运动活动信息加载到个人计算机204,或者从个人计算机204下载应用程序更新或设置到传感器模块102。
传感器模块102和个人计算机204之间的无线通讯可以例如通过无线宽局域网(例如诸如因特网)、无线局域网或者无线个人局域网来实现。作为本领域技术人员公知的,存在着许多已知的标准和私有协议,其适于执行无线局域网(例如TCP/IP、IEEE802.16、蓝牙、蓝牙低能、DynastreamInnovations公司的ANT、ANT+或BlueRobin)。因此本发明的实施方案不限于使用任何具体的协议来在传感器模块102和本发明的运动活动监控***10不同的部件之间通讯。
在一种实施方案中,传感器模块102可以与无线宽局域网通讯***(例如手机所使用的)来通讯。例如无线宽局域网通讯***可以包括多个地理分布的通讯塔和基站***。通讯塔可以包括一个或多个支持长范围两路无线电频率通讯无线装置的天线,如传感器模块102。天线和传感器模块102之间的无线电频率通讯可以按照任何已知的或者将来开发的无线协议来利用无线电频率信号,例如CDMA、GSM、EDGE、3G、4G、IEEE802.x(例如IEEE802.16(WiMAX))等。通过基站***和便携通讯塔在空中传输到传感器模块102的信息可以进一步传输到或者接收自一种或多种另外的线路交换或者包交换的通讯网络,包括例如因特网。
如图7所示,通讯也可以在传感器模块102、个人计算机204和/或远程服务器202之间经由网络200来发生。在一种实施方案中,网络200是因特网。因特网是全球的服务器、路由器、交换和传输线的汇集,其使用因特网协议(TCP/IP)来通讯数据。网络200也可以用于任何两个或多个传感器模块102、个人计算机204、服务器202和对接单元之间的通讯。在本发明的一种实施方案中,信息直接在传感器模块102和服务器202之间经由网络200通讯,因此绕开了个人计算机204。
多种信息可以在任何的传感器模块102、个人计算机204、网络200、服务器202或者其他电子部件例如诸如另一种传感器模块102、手机、台式计算机或者其他便携式电子装置之间通讯。这样的信息可以包括例如表现参数数据、装置设置(包括传感器模块102设置)、软件和固件。
在本发明不同元件中的通讯可以在已经完成运动活动后发生或者在运动活动过程中实时发生。另外,例如传感器模块102和个人计算机204之间的相互作用和个人计算机204和服务器202之间的相互作用可以在不同的时间发生。
在本发明的一些实施方案中,使用运动活动监控***10的个人100可以参与活动,带有物理结合到个人的身体106或运动装置108上的传感器模块102,但是在个人的紧邻没有构成运动活动监控***10的一部分的其他便携式电子装置。在这样一种实施方案中,传感器模块102将使用它的传感器监控运动活动。传感器模块102也可以进行必要的计算来监控个人100身体106或者个人的运动装置108的空间方向的变化,进行必要的计算来确定身体106或者装置108移动数据和活动度量之间的关系,或者比较测量的数据和以前测量和记录的数据。
可选择的,在这种情况中,运动活动监控***10的其他部件(其在活动过程中远离个人100布置)将依靠进行必要的计算来监控个人100的身体106或者个人的运动装置108的空间方向的变化,进行必要的计算来确定身体106或者装置108移动数据和活动度量之间的关系。这可以例如在活动之中或之后,在运动表现信息从传感器模块102直接无线传输到个人计算机204或服务器202之后发生,或者在活动后在运动表现信息直接从传感器模块102有线传输到个人计算机204之后发生。
但是在本发明的其他实施方案中,如图8A所示,传感器模块102可以与运动活动监控***10的便携式电子装置206通讯,其也被个人100在运动活动过程中携带。在一些实施方案中,便携式电子装置206可以是手表、手机、台式计算机或其他便携式电子装置。
便携式电子装置206可以用作许多目的,包括例如提供另外的数据处理,提供另外的数据存储,提供数据可视化,提供另外的传感器能力,将信息传递到网络200,或者提供音乐重播。
在本发明的一种实施方案中,便携式电子装置206可以是专用的便携式电子装置206。术语“专用便携式电子装置”表示便携式电子装置206不能用于本发明的运动活动监控***10之外的另一目的。例如手机、个人数字助理或者数字音乐文件播放器(例如MP3播放器)不能被认为是这里所用的术语的“专用便携式电子监控装置”。在这种方式中,该专用便携式电子监控装置206在一些实施方案中可以提供更简单和/或更有效的装置。
图8A所示的便携式电子装置206不是专用的便携式电子监控装置;图8A所示的便携式电子装置206是手机。在可选择的实施方案中,对于传感器模块102来说可能的它本身体现为手机。在运动活动监控***10中包括便携式电子装置206例如手机会是令人期望的,因为手机通常由个人携带,甚至当参与运动活动时也是如此,并且它们能够提供明显的另外的计算和通讯能力给个人100,无需另外的成本。
由于上面的讨论,很显然这里所述的不同的处理步骤或者其他计算能够通过这里公开的运动活动监控***10的不同的实施方案来进行,并且不必局限于由传感器模块102进行,这取决于本发明具体实施方案的构造。例如这里所述的任何的处理步骤或者其他计算可以在不同的实施方案中通过传感器模块102,通过服务器计算机202,通过个人计算机204,通过便携式电子装置206和/或任何其他网络部件,或者通过大于一个部件来进行。
本发明的实施方案可以包括使用所谓的“云计算”。云计算可以包括计算是作为服务而非产品来传输的,由此将资源、软件和信息共享提供给计算机和其他装置作为在网络(典型的因特网)上的效用。云计算可以在网络上的公开的应用程序界面上用用户数据、软件和计算委托服务(典型的集中)。终端用户可以通过网络浏览器或者轻型桌上型或者移动应用访问云基应用,同时将商业软件和数据存储在远程位置的服务器上。云应用提供者经常争取给予与软件程序局部安装到终端用户计算机上的相同或更好的服务和性能。
图8B示意了第一传感器模块102,其与第二传感器模块102无线通讯。在一种实施方案中,这样的通讯会是令人期望的,以使得不同的个人100,包括同一运动队的个人100,可以比较他们在运动活动中的表现或者交换数据,而不必首先通过远程计算机例如个人计算机204或服务器202传输数据。
图9是根据本发明的一种实施方案的组监控***的图示。在一种示例性实施方案中,例如图9所示的组监控***250包括便携式电子装置206、基站260和至少一个组监控装置270。便携式电子装置206可以结合到个人100上。便携式电子装置206可以包括或者与传感器模块102或者个人100相关的个人传感器或者它们的运动装置108进行通讯,包括但不限于加速度传感器116、磁场传感器118、计步器、心率监控器、位置传感器、冲击传感器、照相机、陀螺仪、麦克风、温度传感器和风传感器。
在一种示例性实施方案中,便携式电子装置206和/或传感器模块102可以包括传感器衣服、心率监控器和位置传感器。位置传感器可以包括例如与卫星基定位***一起使用的位置传感器,与信标***(例如使用三角测量和/或在场或者活动区域周围的已知位置上的天线接收的信号的时间差)一起使用的位置传感器,或者与任何其他合适的位置确定***一起使用的位置传感器。在一些示例性实施方案中,组监控设备270可以由教练使用。
传感器模块102可以在运动活动期间,在个人100准备参与时安装到个人100上。安装到具体个人100上的传感器模块102可以经由有线或无线连接到便携式电子装置206上(其也安装到具体的个人100上)。传感器模块102可以传感个人100参与运动活动期间关于个人100的特性,和传输该特性指示数据到便携式电子装置206。在运动活动期间便携式电子装置206依次传输数据到基站260。
在一些示例性实施方案中,这种传输实时发生。作为此处使用的,“实时”可以包括传输技术固有的延迟,设计来优化资源的延迟和其他固有的或者期望的延迟,其将是本领域技术人员显而易见的。在一些示例性实施方案中,这种传输是实时延迟的,或者可以在活动完成后发生。基站260可以接收数据和可以确定来自该数据的度量,这里度量可以代表传感器模块102所测量的特性,或者可以代表通过使用算法和其他数据处理技术从所述数据推导出的进一步的性质。基站260依次可以在运动活动期间传输度量到组监控装置270,其可以接收该度量和显示度量的表示。
组监控装置270可以接收与多个个人100相关的度量,和可以显示所接收的与它们相连的个人100有关的度量。以此方式,在运动活动期间观看组监控装置270的教练接收了关于多个个人100的详细信息,并且可以根据该信息被确定为必需或者有利而作用于该信息,由此有效监控和管理运动活动期间的个人100。
合适的组监控***和部件可以包括例如下面公开的***和部件:通常属于美国专利申请No.13/077494,标题为“Group Performance MonitoringSystem and Method”,美国专利申请No.13/077510,标题为“GroupPerformance Monitoring System and Method”和美国专利申请No.13/543428,标题为“Group Performance Monitoring System andMethod”,它的公开内容以参考其全部的方式结合于此。
上面已经提供了本发明的运动活动监控***10的部件的示例性实施方案的概述,包括示例性传感器模块102。现在在下面提供这样的不同的示例性方法的说明,即,使用本发明的运动活动监控***10来监控个人100的身体106或者个人的运动装置108空间方向的变化,来确定身体106或者装置108移动数据和活动度量之间的关系,或者比较测量的数据与以前测量和记录的数据。
参与运动活动的个人100(或者另一个感兴趣的人例如教练、队友或观众)会期望获得在运动活动期间关于个人100的身体106的位置和移动或者个人的运动装置108的位置和移动的信息。
例如如果个人100参与这样的活动,其包括使用运动球如进行英式足球比赛,则令人期望的是例如能够确定个人100所踢的英式足球(即,足球)的不同发射角,能够确定在个人100踢球之后英式足球的转速,能够确定英式足球在场地上的不同位置,或者能够确定英式足球在被个人100踢之后行进的峰值速度。
作为另一例子,如果个人100参与这样的活动,其包括个人100的胸部不同的移动如参与篮球技能,则令人期望的是例如能够确定当个人100在试图摆脱防守者时向左急转或者向右急转时的情况,能够确定个人100在球场的某些位置所用的时间量和位置,能够确定个人100起跳高度或者当跳起进攻、试图扣篮或者试图阻挡进攻时个人100起跳的力,或者能够确定当进行篮球相关的反应时间训练时个人100的反应时间。
通过使用上述包括传感器模块102的运动活动监控***10,本发明的实施方案可以有利的使得个人100(或者它们的教练、队友或观众)能够获得在运动活动之中或之后,关于个人100的身体106的位置和移动或者个人100的运动装置108的位置和移动的这种或其他信息。
虽然本发明的不同的实施方案是在英式足球(即,足球)和篮球运动的情况中描述的,但是本发明不限于此,并且可以用于多种不同的运动或者运动活动,包括例如棒球,保龄球,拳击,板球,自行车,足球(即,美国足球),高尔夫,曲棍球,长曲棍球,划船,橄榄球,跑步,溜冰板,滑雪,冲浪,游泳,乒乓球,网球或者排球,或者用于与之相关的训练赛事。另外当适当时,能够在英式足球中确定的所述的活动度量也能够在篮球中确定,反之亦然。
通过传感器模块102所获得的数据可以以多种方式处理,来产生关于在活动过程中,所关注的物体104的运动的有用信息。在一些实施方案中,传感器模块102数据可被处理以监控个人100的身体106或者个人100的运动装置108的空间方向的变化。在其他实施方案中,传感器模块102数据可被处理来参考移动数据和数据结构中所存储的活动度量之间预定的关系。在其他实施方案中,测量的数据可以与以前测量和记录的数据进行比较。
在本发明的实施方案中(这里期望的是监控个人100的身体106或者个人100的运动装置108的空间方向或者移动的变化),不管运动活动监控***10和传感器模块102是否用于监控个人100的身体106或者个人100的运动装置108,通常的分析框架可以用于进行监控。在这样的一种实施方案中,个人100可以使用运动活动监控***10中的传感器模块102,来确定物体104的空间方向或者移动的变化。传感器模块102可以检测物体104的移动。在一种实施方案中,物体104的移动是基于传感器模块102的加速度传感器116所捕集的加速度数据来检测的。在另外一种实施方案中,物体104的移动是基于传感器模块102的磁场传感器118所捕集的磁场数据来检测的。在仍然的另一种实施方案中,物体104的移动是基于加速度数据和磁场数据二者来检测的。在一些实施方案中,物体104的移动可以基于卫星定位***数据来检测。
在一种实施方案中,磁场传感器118可以用于测量传感器模块102邻近的磁场强度和/或方向。在另外一种实施方案中,磁场传感器118可以用于测量传感器模块102邻近的地球磁场的强度和/或方向。在一些实施方案中,磁场传感器118能够测量总的局部磁场和/或局部地球磁场的合成的磁矢量的大小和/或方向。
如果所监控的物体104是英式足球,则所检测的移动可以由作为个人100带球的结果,英式足球在地面上的滚动组成。如果所监控的物体104是打篮球的个人100的胸部,则所检测的移动可以由个人运篮球在球场向下时个人胸部向前移动组成。
在一些实施方案中,传感器模块102因此可以确定物体104的移动表示追踪的移动的发生。在一种实施方案中,物体104的移动表示追踪移动的发生出现在当阈值数据值达到预定的时间段时。例如,传感器模块102可以确定物体104的移动已经导致了阈值加速和/或磁场变化持续出现了预定的时间段。
在一些实施方案中,确定追踪移动的发生是追踪移动在确定之前已经开始的指示。在这种情况中,仍然可能的是捕集全部的涉及移动的相关数据,因为传感器模块102可以临时地将数据流记录在缓冲器中,如果最近已经记录的数据可能需要检查或者更永久的记录,来响应发现出现了追踪移动的确定。在其他实施方案中,确定追踪移动的发生是追踪移动即将开始的标志。在一些实施方案中,传感器模块102用于永久或临时存储数据,并且可以进一步适于在某些情况中将数据存储预定时间段,例如当填充数据缓冲区时。
如果所监控的物体104是英式足球,则由于个人100快速踢球来尝试射门而导致的英式足球的移动会引起这样的确定,即,应当追踪球响应所述踢的运动(其可以包括在确定之前、之中和/或之后球的运动)。如果所监控的物体104是打篮球的个人100的胸部,则当进行进攻移动时,个人100的胸部通过180度旋转的旋转会导致这样的确定,即,应当追踪个人胸部的旋转(其可以包括个人100的胸部在确定之前、之中和/或之后的旋转)。
为了响应追踪移动的出现的确定,可以确定物体104的初始空间方向,其可以包括物体的位置。在一些实施方案中,物体104的初始空间方向的确定可以参考坐标轴***来确定。
坐标轴***是用于监控物体104空间方向的变化的有用的分析工具。图10显示了示例性三维笛卡尔坐标轴***300,具有三个轴—X轴、Y轴和Z轴。两个矢量“G”和“B”叠加在图10所示的坐标轴***300上。在Y方向指向的G-矢量302代表重力矢量。B-矢量304代表了合成的磁场矢量。
图11显示了另一种示例性三维笛卡尔坐标轴***350。这个***350定义了刚性体例如物体104的六个自由度。六个自由度指的是刚性体在三维空间中的运动,即,向前/向后,向上/向下,向左/向右移动(在三个垂直轴上平移)并且结合有关于三个垂直轴旋转(俯仰、偏航、横滚)的能力,如图11所示。
在一种实施方案中,物体104的初始空间方向的确定可以参考重力矢量302来进行,如图10所示。在另一种实施方案中,物体104的初始空间方向的确定可以参考地球磁场矢量304来进行,如图10所示。在其他实施方案中,物体104的初始空间方向的确定可以参考该物体在具有六个自由度的三维空间中平移和旋转的方式的特性来进行,如参考图11所解释的。
在第一时间已经确定了物体104的初始方向之后,可以确定物体104空间方向的变化。在一种实施方案中,确定物体104的空间方向的变化可以类似于确定物体104的初始方向来进行,除了在物体移动时,可额外地考虑在重力矢量302和/或磁场矢量304的方向上的变化的另外的信息。
活动度量可以基于所确定的物体104空间方向的变化来确定。该活动度量的性质可以基于个人100参与的运动活动,以及被监控的特定物体104而变化。在一种实施方案中,该活动度量会涉及到例如发射角、转速、速度、位置、起跳高度、起跳力、起跳距离、踢力、踢距、具体类型的运动移动的特性或者反应时间测量。在其他实施方案中,活动度量可以例如是转速、旋转平面、起跳力、力曲线(作用于运动员的身体或者地面或者物体上的力)、网球的撞击信息、高尔夫、棒球、曲棍球棒的挥杆曲线,腿的踢力曲线、自行车踏板的角度位置、骑车人的功率输出、疲劳(在重复运动,即,跑步、举重、游泳、划船等中开始出现战栗)、姿势、投掷或者胳臂的摆动技术和射击技术。
可以提供将活动度量传送给个人100、教练、队友、观众或者任何其他感兴趣的人的输出。在一种实施方案中,该输出可以是听觉、视觉和/或触觉输出。
在本发明的一些实施方案中,传感器模块102能够补偿可以存在于包含在或者与传感器模块102通讯的不同类型的传感器中固有的缺陷。大多数真实世界的传感器具有局限。例如加速计、磁力计、陀螺仪和卫星定位***接收器会具有精度问题,特别是当在不同于它们的初始校准条件的速度或者在其他条件下使用时更是如此。
在一些***中,如果传感器数据例如加速度传感器116或磁场传感器118数据临时丢失或者不可利用,来自不可利用的传感器的数据不能用于随后的处理或者计算。在其他***中,丢失的数据可以通过“直线”方法来估计,这里例如它假定数据保持恒定或者以恒定的速率变化。但是在本发明的一些实施方案中,传感器数据例如加速度传感器116或磁场传感器118数据之一可以用于基于两种类型的数据之间已知的、导出的或者估计的关系,或者数据外推,来补偿和/或估计其他的加速度传感器116或磁场传感器118数据中的变化。
通过将例如由加速度传感器116和磁场传感器118所产生的数据相组合,根据本发明的实施方案的***和方法能够更精确的确定绝对数据值或者活动度量,甚至当来自加速度传感器116或磁场传感器118之一的数据因为任何原因丢失时也是如此。使用没有损失的数据,***能够持续的提供数据值或者活动度量来填充“空洞”,直到重新获得丢失的数据或者重新取样。
在本发明的其他实施方案中,角动量传感器124数据,例如陀螺仪数据,可以与一种或多种的加速度传感器116或者磁场传感器118数据一起用于数据校准和/或外推。
在本发明的一些实施方案中,用于加速度传感器116或磁场传感器118基传感器模块102校准和/或产生校正因子数据可以在多种不同的使用条件下进行,例如校准数据或者校正因子可以产生用于不同的移动速度,用于个人100的身体106,用于运动装置108,用于不同的运动中,用于在不同的风条件下使用,用于在不同的球场或者场地条件下使用等。此外,由于个人100持续使用所述***,在该背景下,可以随时间收集这种校正因子和/或校准数据。以此方式,可以在监控***(任选的在***的便携式部分中)中建立或存储校准数据或者校正因子的“查询表”或其他“全集(universe)”或图书馆,以便能够产生适当的校正因子,并且施用到全部范围的个人100或者运动装置108速度和/或其他使用条件。
具有所述***(任选的处于***的便携式部分中,处于个人计算机中等)的微处理器可以编程来在已知的校准或者校正因子之间内插和/或外推,来实现用于任何速度或其他使用条件的最适当的校准或校正因子。同样,在这种方式中,不同的校准或者校正因子可以在单个运动进行过程中在不同的时间施用,例如基于在进行期间在给定时间所确定的速度或其他使用条件,来进一步帮助改进速度和距离监控的整体精确度。通过在不同的进行条件下具有多种可利用的校正或校准因子,传感器模块102将倾向于变得更精确,特别是随着时间的变化和随着使用的增加,因为随着使用的增加产生了校准和校正因子数目的增加。
在本发明的一种实施方案中,传感器模块102会受到局部磁场动摇的影响,例如地球磁场。该局部磁场在接近于地球表面处比远离地球的其他距离上是更为多变的。例如局部磁场在距地球表面大约三英尺内比离开地球表面大于大约三英尺是更为多变的或者紊乱。因此在一些实施方案中,如果来自物体104处于距地球表面大约三英尺内时的磁场传感器118数据被认为不可靠时(这归因于接近地球表面的局部磁场例如地球磁场的相对高的可变性),则物体104远离地球表面大于大约三英尺时获自物体104的磁场传感器118数据可以用于外推或者评估物体104处于地球表面内大约三英尺时正确的或可能的磁场传感器118数据。
在一些实施方案中,监控***10的传感器模块102可以安装到个人100上。在一些实施方案中,多个传感器模块102可以安装到个人100上(例如一个传感器模块具有与另一传感器模块成一个或多个斜角的轴)。在一些实施方案中,传感器模块102可以安装到个人100的不同位置(例如在个人100的躯干上,在个人100的一个或多个附属体上)。例如个人100可以是进行运动活动的运动员。包括安装到个人100上的传感器模块102的监控***10被称作监控***30。传感器模块102可以使用任何合适的技术安装到个人100上。例如传感器模块102可以如下来由个人100穿戴:结合到个人100的外部或内部,使用个人100穿戴的背带***安装到个人100上,携带在个人100所穿的衣服口袋中,固定到个人100的皮肤上(例如使用粘结剂),通过个人100所携带或所穿的装置制品来携带(例如头盔、口罩、运动员皮带、护垫、鞋类制品),或者***个人100的身体内(例如外科手术、口服)。可以用于将传感器模块102安装到个人100上的示例性技术描述在通常属于2011年3月31日申请的美国专利申请No.13/077520中,它的公开内容通过引入其全部的方式结合于此。
在一些实施方案中,传感器模块102可以被激活(即,进入活动状态),以响应感测个人100的活动运动或移动(术语“运动”和“移动”在此是可互换使用的)。在一些实施方案中,活动运动可以例如跳过预定的高度,在预定的时间内跳预定的次数,行走预定的步数。在一些实施方案中,活动运动可以例如是一系列的动作(例如的响应快速连续进行的三次跳跃,或者在预定的时期内例如诸如3秒内的运动)。通过激活,传感器模块102开始存储(例如在存储器114中)和/或转移所感测的数据到远程装置,如这里所述的。在一些实施方案中,在激活态时,传感器模块102可以连续传感数据(例如加速度数据(代表加速度的数据)是由传感器模块102的加速度传感器116测定的,和磁场数据(代表磁场的数据)是由传感器模块102的磁场传感器118测定的)。在一些实施方案中,数据是由传感器模块102定期(例如每50毫秒(ms),每10ms,每1ms)感测的。
在一些实施方案中,传感器模块102可以在预定的时间期间(例如30分钟)失活(例如进入低功率备用态,在相对于激活态的低频率检测加速度),以响应传感传感器模块102的无运动。在一些实施方案中,传感器模块102可以失活,以响应传感不活动的运动个人100。在一些实施方案中,失活运动可以例如是上述活动运动那样的任何运动。在一些实施方案中,失活运动可以与活动运动相同。在一些实施方案中,失活运动可以不同于活动运动。
在一些实施方案中,传感器模块102所传感的数据可以是时间相关的(例如与时间数据相关来存储,其代表了数据传感时的时间)。数据传感时的时间可以经由计时器134提供。在运行中,监控***30的传感器模块102传感和处理了这里所述的信号,来输出个人100活动度量的表示。在一些实施方案中,活动度量的表示可以输出到例如显示装置(例如个人计算机204,便携式电子装置206或者传感器模块102的显示器)。传感器模块102可以由任何合适的技术来提供功率,包括这里所述的那些。
在一些实施方案中,包括安装到个人100上的传感器模块102的监控***30可以用于确定关于个人100的多种活动度量,包括与个人100运动相关的特性。例如监控***30可以用于确定个人100的运动特性(例如个人100或其部分的位置,个人100或其部分的方向,个人100或其部分的速度方向和/或大小,个人100或其部分的加速度方向和/或大小,施加到个人100或其部分上的力的方向和/或量级,个人100或其部分的移动持续时间,个人100或其部分的姿势,和/或个人100或其部分的旋转);来确定个人100所进行的运动;来确定个人100的跳跃特性(例如最大跳跃高度、起跳力);或者确定个人100的反应时间(例如在指导后进行所指导的运动的时间,或者达到目标例如达到最大速度,从蹲伏达到完全直立的位置,从笔直的位置倒伏的时间)。在一些实施方案中,监控***30可以用于定义运动。例如监控***30可以用于在进行运动过程中由传感器模块102所传感的数据方面,定义个人100所进行的运动。监控***30可以使用任何合适的部件进行这里所述的操作,来确定这样的活动度量。例如所述的传感操作可以通过监控***30的传感器模块102的传感器(例如作为适当的,加速度传感器116或者磁场传感器118)来进行。同样例如涉及数据处理的操作(例如鉴别、确定、计算、存储)可以通过传感器模块102的处理器110进行,或者通过监控***30的任何其他装置或者与之通讯的装置的处理器(例如服务器202、个人计算机204或便携式电子装置206)进行。
在一些实施方案中,当个人100(或者至少传感器模块102)处于校准态时,校准数据是通过传感器模块102传感的。在一些实施方案中,当传感器模块102是静止的(例如相对于外部坐标系(即,独立于传感器模块102的坐标系)例如诸如图12所示的坐标系600,在一段时间内(例如10ms或更长))时,传感器模块102处于校准态。在一些实施方案中,当传感器模块102传感大约1G的合成加速度(即,处于1G的阈值容差内的合成加速度,例如处于1G的5%内),传感器模块102可以被认为是静止的。在一些实施方案中,传感器模块102可以在个人正在进行移动时被认为在时间上是静止的。例如传感器模块102可以在篮球参赛者跳跃的时期内的一段时间是静止的(例如连接从个人100向下运动弯曲起跳到个人100向上运动来开始跳起的跨越转变的时间段内,传感器模块102可以被认为是静止的,这里传感器模块102所传感的合成加速度是大约1G)。同样例如传感器模块102可以由于它在个人100上的位置而是静止的,虽然个人100正在进行运动(例如连接到个人100足部的传感器模块102可以在个人100跑步移动过程中站立的每个时间被认为是静止的,这里传感器模块102所传感的合成加速度是大约1G)。
传感器模块102在图12中显示为处于校准态。传感器模块102可以在相对于运动活动的任何点(例如在运动活动之前、之中或之后)处于校准态。在一些实施方案中,传感器模块102被确定为处于校准态,并且可以传感校准数据,每个时间传感器模块102是静止的。在一些实施方案中,传感器模块102被确定为处于校准态,并且可以传感校准数据,每个时间传感器模块102在大于阈值持续期内(例如1秒)是静止的,这里在阈值持续期间内(例如1分钟、10分钟、30分钟)没有感测到校准数据。
在一些实施方案中,在校准态,传感器模块102的加速度传感器116传感加速度数据。在一些实施方案中,传感器模块102的磁场传感器118传感磁场数据(例如与地球磁场有关的数据)。在一些实施方案中,校准数据包括加速度数据和磁场数据二者。在一些实施方案中,校准数据包括加速度数据和磁场数据之一。
在一些实施方案中,在校准态中,传感器模块102的加速度传感器116所传感的加速度数据由于重力而加速,其可以由监控***30用于确定由重力引起的相对于传感器模块102的加速度方向和由于重力引起的传感器模块102处的加速度大小(一起的重力矢量302)的之一或之二。
在一些实施方案中,在校准态中,传感器模块102的磁场传感器118传感了关于传感器模块102的磁场方向和在传感器模块102处的磁场大小(一起的,磁场矢量304)的之一或之二。
在一些实施方案中,传感器模块102传感校准数据,其依赖于一种或多种随后的计算。在一些实施方案中,当传感器模块102处于校准态时所传感的校准数据可以用于建立外部坐标系600。在一些实施方案中,外部坐标系600可以参考重力矢量302的方向来建立(例如建立“向下”的方向,因为已知的是重力引起向下的加速度)。在一些实施方案中,外部坐标系600可以参考磁场矢量304方向来建立(例如建立恒定的参考方向,因为磁场典型的将在运动活动的典型的比赛区域的区域中是略微恒定的)。在一些实施方案中,外部坐标系600可以参考重力矢量302的方向和磁场矢量304的方向来建立。
在运动过程中,个人100(和传感器模块102)可以在任何或全部的六个自由度-三个线性度上移动:(1)上/下(例如沿着外部坐标系600的Y轴),(2)左/右(例如沿着外部坐标系600的X轴),和(3)向后/向前,例如沿着外部坐标系600的Z轴);和三个旋转度:(1)偏航(例如在外部坐标系600的角度α方向上),(2)横滚(例如在外部坐标系600的角度β方向上)和(3)俯仰(例如在外部坐标系600的角度γ方向上)。
个人100或者其他人会期望知道个人100的活动度量,例如知悉个人100动作的效果。监控***30可以确定这样的活动度量(例如鉴别作用于或者由个人100所施加的力,鉴别个人100所进行的运动,确定个人100的跳跃特性,和确定个人100的反应时间)。传感器模块102可以输出代表这样的活动度量的数据(例如输出到个人计算机204或者便携式电子装置206的显示装置)。这样的数据可以从传感器模块102以原始形式(例如来自于加速度传感器116和/或磁场传感器118的未处理的信号)或者以代表性的形式(例如由加速度传感器116和/或磁场传感器118的处理信号所产生的数据)输出。在一些实施方案中,监控***30以个人100和/或其他人可察觉的方式输出了一种或多种活动度量的表示。
这样的活动度量的代表数据可以以任何合适的方式例如诸如此处所述的那些来处理和/或输出。
在一些实施方案中,用于一种或多种移动的移动数据曲线(即,一种或多种的传感的加速度数据和磁场数据,其定义了移动)可以存储在或者由监控***30存取,以使得监控***30可以比较所传感的加速度数据和磁场数据与该移动数据曲线。
在一些实施方案中,监控***30可以比较所传感的个人100的加速度数据和磁场数据与一种或多种移动数据曲线。在一些实施方案中,监控***30可以连续进行这样的比较。
在一些实施方案中,通过确定所传感的加速度数据和磁场数据与移动数据曲线或者其部分之间的足够的对应度,监控***30鉴别了对应于在个人100进行移动时的移动数据曲线的运动。在一些实施方案中,当所传感的加速度数据和磁场数据与移动数据曲线之间的差值小于预定的阈值(对于不同的移动数据曲线,该阈值可以不同于),确定足够的对应度。
在一些实施方案中,移动数据曲线可以包括加速度数据和磁场数据的表达,和从其推导出来的变量(例如力、加速度大小、加速度方向、磁场大小、磁场方向),并且可以作为监控***30内的数据结构来表达和/或存储,例如作为算法,作为图形曲线或者作为查询表。
在一些实施方案中,活动度量的表示可以作为彼此的函数来表现,或者其他变量的函数。例如跳跃高度可以作为躯干方向或者球发射角的函数来表现。同样例如活动度量可以作为位置的函数(例如在运动场上的位置,接近参赛者的位置,接近球门的位置),作为事件的函数(例如射门得分,犯规),作为环境条件的函数(例如环境温度,降雨雪),或者作为个人生理条件的函数(例如心率,身体温度)。与这样的变量有关的信息(例如位置信息,事件信息,环境条件信息和生理条件信息)可以从结合于此的适当的传感器,或者从监控***30之外的元件(其与监控***30通讯)提供到监控***30。
在一些实施方案中,如图12所示,外部坐标系(例如外部坐标系600)是在第一时间确定的,这里传感器模块102在第一时间处于校准态。在一些实施方案中,关于传感器模块102固定的内部坐标系(例如内部坐标系650)的方向是相对于外部坐标系确定的。为了易于说明,内部坐标系650在此描述为在第一时间与外部坐标系600对齐,但是应当明白内部坐标系650不必须与外部坐标系600对齐(例如内部坐标系650可以通过外部坐标系600角偏移来建立),和内部坐标系600不必通过传统的坐标分量来表征,而是可以通过建立传感器模块102关于外部坐标系(例如外部坐标系600)的相对方向的一些参考来简单表征。内部坐标系650的分量在图中称作X’(例如左/右),Y’(例如上/下),Z’(例如向后/向前),α’(例如偏航),β’(例如横滚)和γ(例如俯仰),并且坐标分量的变化分别称作△X,△Y,△Z,△α,△β和△γ(参见例如图13)。
例如如图12所示,在一些实施方案中,加速度传感器116被用于确定在第一时间重力矢量302相对于传感器模块102(即,相对于内部坐标系650)的方向,和在一些实施方案中磁场传感器118被用于确定在第一时间磁场矢量304相对于传感器模块102的方向。在一些实施方案中,内部坐标系650相对于外部坐标系600的方向可以基于重力矢量302和磁场矢量304之一或之二来确定。在这种方式中,个人100的初始方向可以基于外部坐标系600内的传感器模块102(包括内部坐标系650)的初始方向来确定。
在一些实施方案中,监控装置30确定和/或输出了一种或多种所传感的个人100的运动特性,包括例如个人100或其部分的位置,个人100或其部分的方向,个人100或其部分的速度的方向和/或大小,个人100或其部分的加速度的方向和/或大小,施加到个人100或其部分的力的方向和/或大小,个人100或其部分的移动的持续期间,个人100或其部分的姿势,个人100或其部分的旋转和/或与移动数据曲线的对应度,或者其中的变化。
在一些实施方案中,例如(参见图13),个人100的旋转(例如三维旋转)(包括例如个人100作为一个整体或者个人100的一个或多个被监控的部分的旋转,要认可的是个人100的部分可以相对于彼此移动)可以在第一时间和第二时间之间确定,这里个人在第二时间是运动的。在一些实施方案中,这样的旋转可以通过监控***30输出和/或通过监控***30用于进一步的操作。
例如在一些实施方案中,在第一时间和第二时间之间个人100方向的变化是基于磁场传感器118从第一时间到第二时间所传感的磁场数据来确定的。例如在第一时间和第二时间之间个人100方向的变化可以通过该第一时间和第二时间之间相对于外部坐标系600的轴X’、Y’和Z’的角度差(表示为△α,△β和△γ)来表达。
在一些实施方案中,例如(参见图13),在第一时间和第二时间之间个人100位置的变化是基于加速度传感器116从第一时间到第二时间所传感的加速度数据来确定的。在一些实施方案中,这样的位置变化可以通过监控***30输出和/或通过监控***30用于进一步的操作。
例如个人100在第一时间和第二时间之间的位置变化可以通过在第一时间和第二时间之间,相对于外部坐标系600沿着轴X、Y和Z的传感器模块102位置的线性差来表达(表示为△X、△Y和△Z)。
如所述的,在两个时间点之间个人100的运动可以通过传感器模块102在两个时间点之间的位置变化和方向变化来表征。在一些实施方案中,个人100的运动的更完全的表示可以通过监控传感器模块1112在多个连续的时间点之间的位置变化和方向变化来表征。换句话说,上述用于表征在两个点之间的个人100运动的技术可以从第二时间到第三时间重复。位置变化和方向变化可以绝对测量(例如在第一时间连续参考传感器模块的位置和方向(其可以是校准态),或者相对测量(例如参考紧邻的前面的位置和方向,或者任何其他所传感的位置和方向)。如将理解的,位置和方向的取样速率越大,个人100的运动的表示将越完全。在一些实施方案中,这里位置变化和方向变化是相对测量的,传感器模块102不能相对于外部坐标系来校准。
在一些实施方案中,如上所述,监控***10的传感器模块102可以安装到物体104中,其可以是一块运动装置108例如诸如球500。在一些实施方案中,多个传感器模块102可以安装在球500中(例如一个传感器模块具有与另一种传感器模块成一个或多个斜角的轴)。球500可以是任何的球,例如诸如典型的用于运动活动中的球,例如诸如英式足球、篮球、棒球、美国足球、橄榄球、网球、乒乓球、保龄球、高尔夫球、台球、槌球、弹球、绳球或者沙滩球。包括安装到球500上的传感器模块102的监控***10被称作监控***20。传感器模块102可以使用任何合适的技术安装到球500上。例如传感器模块102可以连接到球500的外表面或内表面,可以使用背带***安装在球500内(例如远离球500的内壁悬浮,例如在球500的中心),或者可以植入球500的材料中。可以用于将传感器模块102安装到球500上的示例性技术公开在通常属于2009年11月18日提交的美国专利No.7740551中,它的公开内容在此以引入它的全部的方式结合于此。
在一些实施方案中,传感器模块102可以激活(即,进入活动状态),以响应传感球500的活动运动。在一些实施方案中,该活动运动可以例如是响应踢球500的运动(例如所传感的加速度脉冲高于阈值,或者所传感的加速度降低到接近零)。在一些实施方案中,该活动运动可以例如是投射踢,这导致球500行进了至少阈值距离或高度(例如2米)(例如所传感的加速度对应于这样的运动)。在一些实施方案中,该活动运动可以例如是一系列运动(例如响应踢球500的动作,随后球500行进了至少阈值距离或高度)。通过激活,传感器模块102开始存储(例如在存储器114中)和/或转移所传感的数据到远程装置,如这里所述。在一些实施方案中,在激活态,传感器模块102可以连续传感数据(例如加速度数据(代表加速度的数据)是通过传感器模块102的加速度传感器116确定的,和磁场数据(代表磁场的数据)是通过传感器模块102的磁场传感器118确定的)。在一些实施方案中,数据是通过传感器模块102定期(例如每50毫秒(ms),每10ms,每1ms)感测的。
在一些实施方案中,传感器模块102可以是失活的(例如进入低功率备用态,在相对于激活态的低频率检测加速度),以响应传感器模块102在预定的一段时间(例如30分钟)不能感测到运动。在一些实施方案中,传感器模块102可以失活,以响应传感球500的不活动。在一些实施方案中,失活运动可以例如是上述活动运动那样的任何运动。在一些实施方案中,失活运动可以与活动运动相同。在一些实施方案中,失活运动可以不同于活动运动。
在一些实施方案中,传感器模块102所传感的数据可以是时间相关的(例如与时间数据相关来存储,其代表了数据传感时的时间)。数据传感时的时间可以经由计时器134提供。在运行中,监控***20的传感器模块102传感和处理了这里所述的信号,来输出球500活动度量的表示。在一些实施方案中,活动度量的表示可以输出到例如显示装置(例如个人计算机204、便携式电子装置206或者传感器模块102的显示器)。
传感器模块102可以由任何合适的技术来提供功率,包括这里所述的那些。例如传感器模块102可以经由充电基底502(参见例如图14)充电来提供功率。例如传感器模块102的电源112可以通过感应充电来提供功率,在该情况中,感应线圈可以安装在球500中和连接到传感器模块102的电源112上。在一些实施方案中,当球500放置成感应线圈足够接近于感应线圈充电装置时,感应线圈可以接收来自感应充电装置(例如充电基底502)的功率。在一些实施方案中,球500具有外部标记(例如标记504)来指示感应线圈的位置,以促进球500的最佳方向(即,感应线圈最接近感应线圈充电装置的方向)。在一些实施方案中,传感器模块102连接到视觉指示器上,例如诸如外部发光二极管(LED),其给出了通过感应线圈所接收的电荷强度的指示(例如LED发光、LED发光变色,LED闪烁变化速度),来促进球500的最佳方向。
在一些实施方案中,包括安装到球500上的传感器模块102的监控***20可以用于确定关于球500(和/或与球500相互作用的个人100)的多种活动度量,包括与球500运动相关的特性。例如监控***20可以用于确定球500的位置,球500的轨迹,球500的发射角,球500的转速,球500的旋转平面的方向,球500的旋转轴的方向,球500的行进速度,球500的发射速度,作用于球500上的踢或其他冲击力,球500的行进距离和球500的最大加速度。监控***20可以使用任何合适的部件进行这里所述的操作,来确定这样的活动度量。例如所述的传感操作可以通过监控***20的传感器模块102的传感器(例如作为适当的,加速度传感器116或者磁场传感器118)来进行。同样例如涉及数据处理的操作(例如鉴别、确定、计算、存储)可以通过传感器模块102的处理器110进行,或者通过监控***20的任何其他装置或者与之通讯的装置的处理器(例如服务器202、个人计算机204或便携式电子装置206)进行。
在一些实施方案中,当球500处于校准态时,校准数据是通过传感器模块102传感的。在一些实施方案中,当球500是静止时(例如相对于外部坐标系(即,独立于传感器模块102的坐标系)例如诸如坐标系600(图15所示的),在一段时间内(例如10ms或更长))时,球500处于校准态。在一些实施方案中,当球500的传感器模块102传感大约1G的合成加速度(即,在1G的阈值容差内的合成加速度,例如处于1G的5%内),球500可以被认为是静止的。在一些实施方案中,当个人正在运球时可以认为在该时间是静止的。例如球500可以在篮球参赛者用球500跳投的时期内的一段时间是静止的(例如在球500从个人的手中释放之前,球500可以被认为是静止的,这里传感器模块102所传感的合成加速度是大约1G)。同样例如球500可以在棒球参赛者进行投掷球500的时间期间内(例如个人的投掷动作从向后到向前运动的过渡期间内,这里传感器模块102所传感的合成加速度是大约1G)的一段时间内静止的。
球500(包括传感器模块102)在图16的时间t00时显示为处于校准态。球500可以在相对于运动活动的任何点(例如在运动活动之前、之中或之后)处于校准态。在一些实施方案中,球500被确定为处于校准态,并且可以传感校准数据,每个时间球500在大于阈值的持续期间(例如1秒)是静止的。在一些实施方案中,球500被确定为处于校准态,并且可以传感校准数据,每个时间球500是静止的。
在一些实施方案中,在校准态,传感器模块102的加速度传感器116传感加速度数据。在一些实施方案中,传感器模块102的磁场传感器118传感磁场数据(例如与地球磁场有关的数据)。在一些实施方案中,校准数据包括加速度数据和磁场数据二者。在一些实施方案中,校准数据包括加速度数据和磁场数据之一。
在一些实施方案中,在校准态中,传感器模块102的加速度传感器116所传感的加速度数据由于重力而加速,其可以由监控***20用于确定由重力引起的相对于传感器模块102的加速度方向和由于重力引起的在传感器模块102处的加速度大小(一起的重力矢量302)的之一或之二。
在一些实施方案中,在校准态中,传感器模块102的磁场传感器118传感关于传感器模块102的磁场方向和在传感器模块102处的磁场大小(一起的,磁场矢量304)的之一或之二。
在一些实施方案中,传感器模块102传感校准数据,其依赖于一种或多种随后的计算。在一些实施方案中,当传感器模块102处于校准态时所传感的校准数据可以用于建立外部坐标系600。在一些实施方案中,外部坐标系600可以参考重力矢量302的方向来建立(例如建立“向下”的方向,因为已知的是重力引起向下的加速度)。在一些实施方案中,外部坐标系600可以参考磁场矢量304方向来建立(例如建立恒定的参考方向,因为磁场典型的将在运动活动的典型的比赛区域的区域中是略微恒定的)。在一些实施方案中,外部坐标系600可以参考重力矢量302的方向和磁场矢量304的方向来建立。
在球的运动过程中(例如在球500被踢或击打之后),球500可以在任何或全部的六个自由度-三个线性度上移动:(1)上/下(例如沿着外部坐标系600的Y轴),(2)左/右(例如沿着外部坐标系600的X轴),和(3)向后/向前,例如沿着外部坐标系600的Z轴);和三个旋转度:(1)偏航(例如在外部坐标系600的角度α方向上),(2)横滚(例如在外部坐标系600的角度β方向上)和(3)俯仰(例如在外部坐标系600的角度γ方向上)。
个人100或者其他人会期望知道球500的活动度量,例如知悉个人100作用在球500上的效果(例如个人100踢或者投掷球500)。监控***20可以确定这样的活动度量(例如球500的位置,球500的轨迹,球500的发射角,球500的转速,球500的旋转平面的方向,球500的旋转轴的方向,球500的行进速度,球500的发射速度,球500上的踢或其他冲击力,球500的行进距离和球500的最大加速度)。传感器模块102可以输出代表这样的活动度量的数据(例如到个人计算机204或者便携式电子装置206的显示装置)。这样的数据可以从传感器模块102以原始形式(例如来自于加速度传感器116和/或磁场传感器118的未处理的信号)或者以代表性的形式(例如由加速度传感器116和/或磁场传感器118的处理信号所产生的数据)输出。在一些实施方案中,监控***20以个人100和/或其他人可察觉的方式输出了一种或多种活动度量的表示。
这样的活动度量的代表数据可以以任何合适的方式例如诸如此处所述的那些来处理和/或输出。
如这里所述的,在一些实施方案中,监控***20可以确定和/或输出了球500在一段时间或者在具体时间点的瞬间轨道606的表示(瞬间轨道是运动中球500运动方向的表示)。在一些实施方案中,监控***20可以确定和/或输出球500位置的表示。在一些实施方案中,监控***20可以确定和/或输出球500发射角604的表示。在一些实施方案中,在足够接近于球500运动开始的时间点(例如在球500刚刚被踢或被击打之后),发射角604可以确定为对应于球500的瞬间轨道606。在一些实施方案中,球500运动的开始是基于所传感的超过阈值的脉冲加速度来确定的。在一些实施方案中,发射角604可以确定为对应于在球500开始运动后小于150ms(例如100ms-150ms)时的球500的瞬间轨道606。在一些实施方案中,发射角604可以确定为对应于在球500开始运动后,在可以感测到加速度大小时最早时间的球500的瞬间轨道606。在一些实施方案中,这个时间可以紧随一段时间的不太可靠的加速度传感器116的数据输出(这里这样的数据输出相比于在其他时间的加速度传感器116的数据输出是不太可靠的)。这样的不太可靠的数据输出可以是例如所传感的加速度数据中的干扰(例如栅形railing干扰)(例如归因于加速度的突然变化,例如受到冲击时)或者加速度传感器信号的增益饱和(例如一段时间,在其间加速度传感器输出了它的最大加速信号,因为加速度高于它能够传感的最大加速度)引起的,其可以由例如球500在对冲击(例如踢、投掷、投射)做出反应时的高初始加速度引起的。在一些实施方案中,这样的不太可靠的加速度数据输出在踢的冲击之后会经历一段时间(例如100-150ms)(例如踢冲击持续期间大约10ms,和冲击后大约90ms-140ms)。
当自由飞行的球500的行进方向的垂直分量的角度足够接近于球500运动开始时,发射角604可以对应于瞬间轨道606。在一些实施方案中,自由飞行是基于加速度数据来确定的。通过刚刚进入自由飞行(例如通过投掷或踢球500),加速度传感器116所传感的加速度数据表现为小于1G的合成加速度(即,小于重力引起的加速度)。例如合成加速度可以从1G(例如在静止或者非自由飞行状态)降低到0.5G(例如处于自由飞行中)。这种降低发生的时间可以在自由飞行开始时确定。当合成加速度保持低于1G,可以确定连续的自由飞行。在一些实施方案中,可以预定义由于重力引起的加速度大小,或者可以基于当球是静止时(例如处于校准态)所传感的加速度数据来确定。
所确定的自由飞行的球500的行进方向的垂直分量的角度越接近于运动开始,其发射角就越具有代表性。超过运动开始时,自由飞行的球500的行进方向的垂直分量的角度会变化(例如降低)。在一些实施方案中,这种变化可以使用基于瞬间轨道、速度(见下面)和时间(运动开始后)的公式进行补偿,来提高发射角测定的精度。在一些实施方案中,在增益饱和期间球500的路径(即,当加速度传感器栅形干扰时)可以基于该时间过程中所传感的磁场数据来确定。在一些实施方案中,在冲击时刻的发射角可以基于这个路径来确定。
在一些实施方案中,球500的瞬间轨道606(和/或发射角604)可以基于在第一较早时间的一种或多种的加速度数据和磁场数据(例如加速度传感器116和/或磁场传感器118所传感的),和在第二较晚时间的一种或多种的加速度数据和磁场数据(例如加速度传感器116和磁场传感器118所传感的)来确定。在一些实施方案中,在该第一时间球500是静止的(例如处于校准态中),和在该第二时间球500处于运动中(例如球500的运动是在第一时间和第二时间之间开始的)。
在一些实施方案中,如图15所示,外部坐标系(例如外部坐标系600)是在第一时间确定的,这里球500在第一时间处于校准态。在一些实施方案中,参考传感器模块102确定的内部坐标系(例如内部坐标系650)的方向是相对于外部坐标系600确定的。为了易于说明,内部坐标系650在此描述为在第一时间与外部坐标系600对齐,但是应当明白内部坐标系650不必须与外部坐标系600对齐(例如内部坐标系650可以通过外部坐标系600角偏移来建立),和内部坐标系600不必通过传统的坐标分量来表征,而是可以通过建立传感器模块102关于外部坐标系(例如外部坐标系600)的相对方向的一些参考来简单表征。内部坐标系650的分量在图中称作X’(例如左/右),Y’(例如上/下),Z’(例如向后/向前),α’(例如偏航),β’(例如横滚)和γ(例如俯仰),并且坐标分量的变化分别称作△X,△Y,△Z,△α,△β和△γ(参见例如图16)。
例如如图15所示,在一些实施方案中,加速度传感器116被用于确定在第一时间重力矢量302相对于传感器模块102(即,相对于内部坐标系650)的方向,和在一些实施方案中磁场传感器118被用于确定在第一时间磁场矢量304相对于传感器模块102的方向。在一些实施方案中,内部坐标系650相对于外部坐标系600的方向可以基于重力矢量302和磁场矢量304之一或之二来确定。在这种方式中,球500的初始方向可以基于外部坐标系600内的传感器模块102(包括内部坐标系650)的初始方向来确定。
在一些实施方案中,例如参见图16,球500的旋转(例如三维旋转)被传感和在第一时间和第二时间之间测量,这里球500在第二时间是运动的(例如在运动开始后短期内,例如诸如运动后100ms检测)。在一些实施方案中,这样的旋转可以通过监控***20输出和/或通过监控***20用于进一步的操作。
例如在一些实施方案中,球500在第一时间和第二时间之间的方向的变化是基于磁场传感器118从第一时间到第二时间所传感的磁场数据来确定的。例如球500在第一时间和第二时间之间方向的变化可以通过该第一时间和第二时间之间相对于外部坐标系600的轴X’、Y’和Z’的角度差(表示为△α,△β和△γ)来表达。
同样例如在一些实施方案中,球500在第一时间和第二时间之间位置的变化可以基于从第一时间到第二时间数据加速度传感器116所传感的加速度和/或磁场传感器118所传感的磁场数据来确定。在一些实施方案中,这样的位置变化可以通过监控***20输出和/或由监控***20用于进一步操作。
例如球500在第一时间和第二时间之间位置的变化可以通过在第一时间和第二时间之间,相对于外部坐标系600沿着轴X、Y和Z的传感器模块102位置的线性差来表达(表示为△X、△Y和△Z)。
在一些实施方案中,在第二时间,传感器模块102的加速度传感器116传感了传感器模块1112(和因此球500)相对于传感器102的加速度的方向(即,加速度方向)和传感器模块102的加速度大小(一起的,合成加速矢量602)的之一或之二。在一些实施方案中,传感器模块102所传感的加速度是基本完全的,这归因于球500上的拖曳效应(即,由于拖曳力引起的降低)。(在一些实施方案中加速度传感器116是惯性***,和因此不传感由于自由飞行时重力引起的加速度。)
在一些实施方案中,可以监控多个个人100。例如多个个人100可以经由多个传感器模块102,通过多个监控***30来监控,或者多个个人100可以经由多个传感器模块102通过相同的监控***30被监控。这样的个人100可以以任何期望的方式来监控,例如同时、在不同的时间,当参与不同的运动活动时,当参与相同的运动活动时。来源于多个个人每个的活动度量和活动度量可以进行类似的比较、组合和/或表示,如上所述。这样的比较、组合和/或表示可以基于被认为是分别的每个个人,基于组成一个团体的个人的子集(例如队,中场队)或者基于全部所监控的个人来进行。在游戏设定中,这样的比较、组合和/或表示会与比赛事件有关,例如射门、球出界、罚球或跳球,其可以与所述的个人100的同时期的活动度量相比来输出。
来源于监控个人100和/或监控物体的这样的比较、组合和/或表示性数据可以为例如参与运动活动的个人、教练、观众、医师和游戏官员提供益处。这样的人可以出于多种原因而在运动活动期过程中相互作用或一起工作。
例如可以期望的是教练监控所监控的个人100的表现和进行推荐或者影响他们的表现来使得个人100的健康水平最大化。可选择的或另外,可以期望的是教练监控和影响个人100来帮助使得个人100在运动活动中的效应最大化。此外,可以期望的是教练监控和影响个人100来帮助使得运动活动中的成功几率最大化(这里成功可以例如是在游戏中例如诸如英式足球中击败对手,或者实现/保持参与运动活动的一个或多个个人100期望的健康水平)。运动活动赛事可以包括例如训练赛事(例如田赛赛事、体操赛事、径赛赛事)或者竞技赛事(例如英式足球比赛或者篮球赛)。
在一些示例性实施方案中,教练可以监控一个或多个个人100和/或所监控的物体和可以提供反馈给个人100来追踪和保持或改进个人100的健康、安全和/或表现。
教练必须考虑这些和其他目标,监控个人100和/或所监控的物体的活动,和决定以单个的和作为成组的二者来影响个人100的表现。在这样做中,教练依赖于在参与运动活动期的同时关于个人100和他们的表现的信息。监控***(例如监控***30)(其提供了关于个人100(和/或与个人相交互的所监控的物体)的数据)可以为教练提供关于参与运动活动的个人的易懂的信息,超过了可以直接观察的,由此促进教练快速和有效的决定来使得运动活动中取得成功的可能性最大化。
如上所述,多种信息可以在监控***30的任何元件之间通讯,包括例如传感器模块102、个人计算机204、便携式电子装置206、网络200和服务器202。这样的信息可以包括例如活动度量,装置设定(包括传感器模块102设定),软件和固件。
本发明不同元件间的通讯可以在运动活动已经完成或者在运动活动过程中实时发生。另外,例如传感器模块102和个人计算机204之间的相互作用和例如个人计算机204和服务器202之间的相互作用可以在不同的时间发生。
在多个所监控的个人100和/或所监控的物体的情况中,在一些实施方案中,与每个所监控的个人100和/或物体相关的传感器装置(例如传感器模块102)可以每个传输数据到不同的相关的远程装置(例如个人计算机204和/或便携式电子装置206)。在一些实施方案中,多个与所监控的个人100和/或物体相关的传感器装置(例如传感器模块102)可以传输数据到相同的相关远程装置。在一些实施方案中,与所监控的个人100和/或物体相关的多个传感器装置(例如传感器模块102)可以传输数据到中间装置(例如充当“基站”的计算机来接收本地数据和传输这样的数据到一个或多个外部装置,处理或者不处理这样的数据,例如如此处所述),用于再传输给远程装置(例如经由网络200和/或服务器202)。所述的这样的数据传输可以基本实时发生(例如在运动活动过程中,用于实时分析),或者可以在运动活动完成后发生(例如用于后比赛分析)。所传输的数据可以为从传感器(例如传感器模块102的加速度传感器116和磁场传感器118)所传感的原始数据或者由任何处理操作所形成的数据(例如这里所述的这样的鉴别、确定、计算或存储)的任何形式。此处所述的数据的任何处理可以在任何装置(其如接收所述的数据传输)中进行。
参与运动活动的个人和训练者(例如教练、医师或者其他权威个人)可以由于多种原因而在运动活动期间一起工作。例如期望的是训练者可以监控个人的表现和进行推荐或影响他们的表现,来使得个人的健康水平最大化。可选择的或另外,期望的是训练者可以监控和影响个人来帮助将个人在运动活动中的效应最大化。此外,期望的是训练者可以监控和影响个人来帮助使得在运动活动过程中成功几率最大化(这里成功可以是例如在比赛例如诸如英式足球中击败对手,或者使得参与运动活动的一个或多个个人实现/保持期望的健康水平)。运动活动赛事可以包括例如训练赛事(例如田赛赛事、体操赛事、径赛赛事)或者竞技赛事(例如英式足球比赛或者篮球赛)。
在一些示例性实施方案中,训练者可以监控和影响个人来追踪和保持个人的健康和安全。在这样的一种实施方案中,对于训练者有益的是可以提供涉及健康和安全的信息,例如受伤、疾病和有害条件。
训练者必须考虑这些和其他目标,监控个人,和决定以单个地和作为成组地二者来影响个人的表现。在这样做中,训练者依赖于在参与运动活动赛事的同时关于个人和他们的表现的信息。训练者可以受益于除了训练者直接可观察到的信息之外的接收信息。根据本发明一种示例性实施方案的组监控***可以为训练者提供关于参与运动活动的个人的易懂的信息,超过了可以直接观察的,由此促进训练者快速和有效的决定来使得运动活动中取得成功的可能性最大化。可以产生和保持具有经时表现度量的详细的参赛者曲线。通过使用由组监控***提供的信息,训练者可以观察经时倾向,其会帮助鉴别例如不合适的运动员,训练过度的运动员和具有相对高的受伤风险的运动员。特定的训练程序可以计划来用于这些条件,使得能够获得峰值表现(例如在比赛时间)。
传统上,训练者将计划希望将某些工作量(例如一种或多种度量的目标值所代表的)传递给队伍或具体的个人或者其子集的运动活动赛事,但是如果目标的工作量是实际上传递时,却不具有可靠的方式来测量。具有根据本发明的实施方案的组监控***,训练者现在能够确定是否目标工作量已经实际传递(例如通过直接测量一种或多种度量,其指示了或者提供了总工作量确定的基础)。这使得训练者能够通过基于这样的计划和调整代表个人或队伍表现的测量值来更精确的计划和调整运动活动赛事。这样的组监控***可以提供反馈,即,训练者可以采取行动来根据需要修订训练。在一种示例性实施方案中,组监控***可以为训练者提供警报来标记关键的或重要的条件,其是训练者不能直接观察的,例如诸如个人疲劳或者个人心率高于阈值。
在一种示例性实施方案中,组监控***700,如图17所示,包括个人监控器712(参见图18A),物体监控器750,基站705和至少一个组监控装置760(参见图19)。个人监控器712可以结合到个人710,如图18A所示。物体监控器750可以结合到运动物体740,如图18B所示。个人710可以例如是运动活动的参与者(例如参赛者;裁判;或者支持的人例如球童,高尔夫助理或者巡线员)。运动物体740可以例如是个人(例如个人710)在运动活动过程中所使用的运动物体,例如任何类型的运动球,任何类型的运动“棒”(例如棒球棒,曲棍球棍,高尔夫杆,乒乓球拍或者网球拍),运动手套(例如拳击手套),自行车,桨,鞋子,靴子,雪橇,帽子,头盔,带子,溜冰板,冲浪板或者一副眼镜或风镜)。在某些实施方案中,可以监控一个或多个个人710和/或一个或多个运动物体740。个人监控器712和/或物体监控器750可以包括或者与多个传感器702通讯,包括但不限于加速计、计步器、心率监控器、位置传感器、冲击传感器、照相机、磁力计、陀螺仪、麦克风、温度传感器、压力传感器、呼吸传感器、姿势传感器、乳酸盐传感器和风传感器。组监控***700可以包括任何或全部的这些或其他传感器,这消除了对于分别的***来监控不同的特性的需要。此外,通过整合和处理来自多个不同的传感器的数据流,组监控***700可以基于代表不同的监控特性的数据来确定和提供度量。这消除了对于手动合并数据流来确定基于多数据流确定度量(例如来确定高水平训练观察)的需要。
在一种示例性实施方案中,个人监控器712可以包括传感器衣服704,心率监控器706,位置传感器708,加速度传感器710或任何其他传感器(例如磁力计)。在一种示例性实施方案中,物体监控器750可以包括位置传感器708,加速度传感器710和磁力计。位置传感器708可以包括例如与卫星基定位***(例如GPS(全球定位***))一起使用的位置传感器,与信标***(例如使用三角测量和/或通过天线在场地或者活动区域周围的已知位置接收的信号时间差)一起使用的位置传感器,或者与任何其他合适的位置确定***一起使用的位置传感器。在某些实施方案中,位置传感器708可以是与磁力计相同的装置。
在一些示例性实施方案中,组监控装置760可以由训练者720使用,如图19所示。在一种示例性实施方案中,组监控***700和/或其部件(例如个人监控器712、物体监控器750)可以包括或者与另一种监控***的元件一起使用,例如诸如公开在下面中的那些:2009年5月18日提交的美国专利申请No.12/467944;2009年5月18日提交的美国专利申请No.12/467948;2011年3月31日提交的美国专利申请No.13/077494;2011年3月31日提交的美国专利申请No.13/077520;2011年3月31日提交的美国专利申请No.13/077510;2012年4月13日提交的美国专利申请No.13/446937;2012年4月13日提交的美国专利申请No.13/446982;和2012年4月13日提交的美国专利申请No.13/446986,它的公开内容以参考其全部内容的方式结合于此。
通常,传感器702在个人710准备参与运动活动赛事时安装到个人710。安装到具体个人710的传感器702是经由有线或无线连接到个人监控器712上,也安装到具体的个人710上。与个人710的个人监控器712通讯的传感器702可以在个人710参与运动活动赛事过程中传感关于个人710的特性,和可以传输显示个人监控器712特性的数据。个人监控器712依次可以在运动活动赛事之中或之后将数据传输到基站705。
与物体740的物体监控器750通讯的传感器702可以传感关于物体740的特性,例如当在运动活动赛事期间使用物体740时(例如由个人710使用),并且可以传输显示物体监控器750特性的数据。物体监控器750依次可以在运动活动赛事之中或之后将该数据传输到基站705。
在一些实施方案中,第一个人监控器712可以传输显示关于它所监控的个人710的特性的数据到第二监控器(例如个人监控器712监控不同的个人710,或者物体监控器750监控运动物体740)。在一些实施方案中,第一物体监控器750可以传输表示关于它所监控的物体740特性的数据到第二监控器(例如个人监控器712监控个人710,或第二物体监控器750监控不同的运动物体740)。在监控器712,750间的这样通讯可以是根据任何合适的协议的无线通讯。例如这样的通讯可以基于RFID(无线电频率识别)信号、磁性信号、WLAN(无线局域网)信号、ISM(工业、科学和医学)带信号、(或者Low Energy(BTLE))信号或者蜂窝信号。
监控器712,750间的这样的通讯可以基于多于一种来源的数据促进确定和计算。例如,如果两个所监控的个人710踢运动物体740(例如球),运动物体740的物体监控器750可以接收来自于个人710的每个个人监控器712的数据。这样的数据可以与来自于运动物体740的物体监控器750的数据比较,和用于确定(例如在运动物体740、基站705或访问装置处)两个个人哪个首先踢运动物体740。同样例如如果所监控的个人710踢运动物体740(例如球),个人710的个人监控器712可以接收来自于运动物体740的物体监控器750的数据,其指示了运动物体740受到的踢力或速度,或者由于踢所形成的运动物体740的速度、运动方向或预测的着地位置。这样的数据可以通过运动物体740的压力传感器来传感,和无线传输到所监控的个人710的个人监控器712。这样的数据可以与来自于个人监控器712的数据比较,和可以用于确定个人710的踢球特性。在一些实施方案中,基于这样的数据,组监控***700可以提供关于个人710如何能够改进他的或者她的踢(例如实现更大的距离、速度、高度)的建议。
在一些示例性实施方案中,在组监控***700的***部件间的一些或全部的数据传输可以实时发生。作为此处使用的,“实时”可以包括传输技术固有的延迟,设计来优化资源的延迟,和其他固有的或令人期望的延迟,其是本领域技术人员显而易见的。在一些示例性实施方案中,一些或全部的这些传输可以实时延迟,或者可以在活动完成后发生。基站705接收该数据和从该数据确定度量,这里该度量可以是传感器702所测量的特性的代表,或者可以是通过使用算法或者其他数据处理技术而来源于该数据的另外的特性的代表。度量可以基于仅仅来自于个人监控器712的数据,仅仅来自于物体监控器750的数据或者来自于个人监控器712和物体监控器750二者的数据。基站705依次在运动活动赛事期间传输所述度量到组监控装置760,其接收了该度量和显示了度量的表示。
组监控装置760可以接收与多个个人710和/或一个或多个物体740有关的度量,并且可以显示与个人710和/或物体740相关的所接收的度量(它们连接到其上)。以此方式,在运动活动赛事期间观看组监控装置760的训练者720接收了关于多个个人710和/或物体740的详细信息,并且当它确定为必需的或者有利的时可以作用于该信息,由此在运动活动赛事期间有效监控和管理个人710。
度量的显示可以代表个人710或者其组的实时汇总,和可以促进一个或多个个人710或者其组与一个或多个其他个人710或者其组的比较,或者来自第一时间的一个或多个个人710或者其组与来自第二时间的一个或多个种个人710或者其组的比较。
在一些示例性实施方案中,个人监控器712和/或物体监控器750基于数据(例如传感器702产生的数据)计算度量,和将这些度量与数据一起或者代替数据转移到基站705。在一些示例性实施方案中,基站705传输数据以及度量或者代替度量到组监控装置760。在一些示例性实施方案中,组监控装置760基于该数据计算度量。
个人监控器712(或物体监控器750)的元件可以使用多种技术来彼此互连,例如诸如导线、印刷线路板、传导纱线、传导织物、织物上的印刷传导层、印刷(导线)背带、无线通讯技术、串行端口、串行***接口、其他连接技术或者其组合。每个监控器712,750相对于基站705是便携式的。在一些实施方案中,每个个人监控器712可以由参与运动活动的个人710携带。每个监控器712,750本身可以包括传感器702,和/或可以与个人710和/或运动物体740所携带的传感器702通讯,并且其位于远离监控器712,750之处。每个监控器712,750可以与基站705成对和与个人710和/或运动物体740相连。每个监控器712,750可以包括唯一标示符。该唯一标示符可以例如用印到个人监控器712和/或物体监控器750可见表面(或者与其相连的制品,例如诸如衣服或运动物体)上的数字来表示,或者当按压与个人监控器712和/或物体监控器750相连的按钮时所通讯或显示的数据或者当请求信号接收自基站705来表示的。
在一种示例性实施方案中,个人监控器712是豆荚状装置,并且包括位置模块,用于确定表示个人监控器712位置(和因此携带个人监控器712的个人710位置)的数据,心率监控模块,用于确定表示个人710心率的数据,三轴加速度传感器模块,用于确定表示个人710加速度的数据,陀螺仪模块,用于确定表示个人710相对于例如运动场和/或基站305方向的数据,和磁力计模块,用于测量局部磁场数据和校正由陀螺仪模块和加速度传感器模块所确定的身体运动数据。这样的豆荚状装置可以由个人710例如在个人710所穿戴的衬衣、鞋子或其他衣服或装置中携带。在一些实施方案中,个人监控器712可以是近场通讯(NFC)装置(例如无线电频率识别(RFID)标志)或者任何主动或被动通讯装置。
类似的,在一种示例性实施方案中,物体监控器750是这样的装置,其包括位置模块,用于确定表示物体监控器750位置(和因此带有物体监控器750的运动物体740位置)的数据,心率监控模块,用于确定表示与运动物体740互动的个人(例如个人710)心率的数据(例如抓握或者持有运动物体740,以使得物体监控器750的心率传感器能够传感个人的脉搏),三轴加速度传感器模块,用于确定表示运动物体740加速度的数据,陀螺仪模块,用于确定表示运动物体740相对于例如运动场和/或基站705的方向的数据,和磁力计模块,用于测量局部磁场数据和校正陀螺仪模块和加速度传感器模块所确定的运动数据。在一些实施方案中,物体监控器750是豆荚状装置,其可以配置连接到运动物体740(例如通过其外表面结合到球拍或球棒)上。在一些实施方案中,物体监控器750是整合在运动物体740内的夹子(例如结合到球其外表面下面)。在一些实施方案中,物体监控器750可以是近场通讯(NFC)装置(例如无线电频率识别(RFID)标志)或者任何主动或被动通讯装置。
此外,该加速度传感器模块可以与磁力计模块和陀螺仪模块一起使用,来校正运动和位置的确定。例如表示冲击、运动变化、重力和方向变化的信息可以使用加速度传感器模块来获得。角度移动可以使用陀螺仪模块获得,和绝对“北方”方向或局部磁场数据例如磁场强度和/或方向可以使用磁力计模块获得。这些传感器读数可以用于确定例如个人710的姿势、重力、个人710和/或物体740在空间中的位置和方向,和个人710和/或物体740的前进方向。
基站705可以自含便携式***,其含有进行这里所述的基站705功能所需的或所期望的全部硬件。在一些示例性实施方案中,基站705重量不大于25kg。在一些示例性实施方案中,将基站705尺寸化来更易于安装到轿车的车身中或者客运飞机的头顶存储区中。在一些示例性实施方案中,基站705包括在一端的一对轮子和在另一端的把手,来便于基站705的迁移。在一些示例性实施方案中,基站705是防水的,并且可以经受与正规使用和运输有关的冲击。在一些示例性实施方案中,基站705包含在硬壳形盒子中。在一些示例性实施方案中,基站705包含在软粗呢袋形的盒子中。
在一些示例性实施方案中,基站705配置为便携式的。在一些示例性实施方案中,基站705配置为布置在活动场合。在一些示例性实施方案中,基站705配置来在活动地点之间是可移动的,以使得它可以布置在不同的活动地点。在一些示例性实施方案中,基站705配置为对于个人监控器712、物体监控器750和组监控装置760之一是便携式的。在一些示例性实施方案中,基站705配置为对于个人监控器712、物体监控器750和组监控装置760的每个是便携式的。
在一些示例性实施方案中,基站705本身包括传感器,例如诸如GPS传感器(或其他位置传感器),陀螺仪,磁力计,温度传感器,湿度传感器和/或风传感器。这样的传感器可以提供有价值的数据,其可以用于算法中来确定与个人710和/或运动物体740有关的度量,如下面将描述的那样。
在一些示例性实施方案中,基站705包括参考传感器(例如GPS参考传感器),其可以物理包括在基站705中或者独立的和位于基站705远程相对于其已知的位置上。参考传感器可以经由有线或无线连接到基站705。参考传感器可以用于检测偏离信号和使用它计算所接收的位置信号(例如GPS数据)的校正信号。这种校正信号可以送到监控器712,750(例如经由基站705)。这种校正信号可以用于校正监控器712,750的位置确定,由此增加它们的精确度。确定这样的校正信号,然后将它送到监控器712,750实现了处理能力的有效使用,因为监控器712,750没有它们本身确定校正信号的负担,而是简单的接收和使用在基站705或参考传感器处所确定的校正信号。
基站705可以经由天线来传输和接收来自监控器712,750的数据,该天线配置用于一种或多种的RF通讯,WLAN通讯,ISM通讯,蜂窝(例如GSM宽带2.5G或3G)通讯,其他合适的通讯或者其组合。基站705和监控器712,750之间的通讯可以是双向的或单向的。该天线可以是高增益天线,和在一些示例性实施方案中基站705包括多个(例如2个)这样的天线。在一些示例性实施方案中,基站705包括天线,其配置来传送和/或接收定位信号例如卫星基定位***(例如GPS的信号)。基站705因此可以由所接收数据确定度量。基站705可以包括数据接收模块,数据处理模块,中心同步(sync)模块,逻辑模块,网服务器模块和基站数据库。
如上所述,基站705接收来自监控器712,750的数据。基站705的数据接收模块可以与每个活动监控器712,750通讯。在一些示例性实施方案中,数据接收模块经由天线接收来自监控器712,750的数据,该天线通过上述RF连接与监控器712,750通讯。数据接收模块将所接收的数据写到数据文件中,其可以例如是逗号分隔的数值文件或者制表符分隔的文件。该文件可以例如是用于写入数据的单个文件,或者滚动文件(文件卷),基于例如时间、登录数或者大小。数据文件可以使用任何合适的间隔和参数来更新。例如30监控器712,750可以是获得的,并且在2Hz更新5数据点,来接近实时的更新数据文件。
数据接收模块可以对所接收的数据进行数据完整性检查。在一些示例性实施方案中,数据接收模块解码所接收的数据。在一些示例性实施方案中,数据接收模块诊断所接收的数据,并且不解码所接收的数据。在一些示例性实施方案中,数据接收模块根据需要缓存内容。
数据接收模块可以包括数据读取模块,其读取来自数据文件的数据和将它传输到数据处理模块。数据读取模块可以以任何合适的间隔例如诸如500ms(毫秒)运行,来读取写入数据文件的数据的变化。
在监控器712,750用于运动活动赛事期间之前,每个监控器712,750可以连接到基站705(例如通过对接端口对接,或者无线连接),并且可以由数据处理模块赋值加密键。监控器712,750可以使用这个加密键来安全的传输数据到数据接收模块。如上所述,数据处理模块接收来自数据接收模块的数据,并且如果加密,则使用赋予具体的监控器712,750的独特的加密键来解码该数据。数据处理模块传输解码的数据到基站数据库来存储。
基站数据库优选配置用于短期存储运动活动赛事期间产生的数据,而长期存储是通过网络服务器***来实现。基站数据库可以包括足够的存储空间,用于至少全部预期在1场运动活动赛事中产生的数据。在一些示例性实施方案中,基站数据库包括足够的存储空间,用于至少全部预期在3场运动活动赛事中产生的数据(例如大于大约2GB)。在一些示例性实施方案中,基站数据库配置用于长期存储,并且包括足够的存储空间,例如用于至少全部的预期在10年内使用监控运动活动所产生数据(例如大于大约600GB)。
在一些示例性实施方案中,组监控装置760包括显示器762和输入764,如图20所示。在一种优选的实施方案中,组监控装置760是台式计算机类型的装置(例如台式个人计算机或者,由Apple 销售)。但是,组监控装置760可以是任何其他合适的装置,例如诸如膝上型计算机,智能手机,个人计算机,手机,电子阅读器,PDA(个人数字助理),智能手机,手表装置,整合到衣服中的显示器(例如整合到袖子或袖管中),或者其他类似装置,其能够接收和显示信息和接收输入。在一些实施方案中,组监控***700包括多个组监控装置760,其可以由个人710携带(例如在参与所监控的运动活动过程中)。为了简单和清楚的解释,组监控装置760在此主要描述为由训练者720使用。但是组监控装置可以类似的由任何人使用,包括个人710。
在一些示例性实施方案中,在运动活动赛事期间,训练者720可以使用组监控装置760来接收关于个人710和/或运动物体740的实时信息。这个信息会使得训练者720更容易的完成多个目标。在运动活动是健康锻炼的情况中,训练者720可以利用所接收的关于具体个人710或个人710组的疲劳的实时数据,来例如通知数据驱动的实时决定,其优化了个人710的表现和降低了受伤的潜力。例如训练者720可以基于接收自组监控装置760的信息来改变目前的运动活动赛事(例如缩短、延迟、中断、结束或改变所述赛事的活动进程)。训练者720可以改变用于具体个人710或者用于个人710组的赛事。在目前的运动活动赛事已经使用监控装置760的计划模块(如这里进一步所述的)来预定的情况下,该计划进程可以实时改变,来对应于训练者720的决定。类似的,在运动活动是竞赛(例如英式足球比赛)的情况中,训练者720可以利用所接收的关于具体个人710和/或运动物体740或个人710和/或运动物体740组的表现的实时数据,来例如通知数据驱动的实时决定,其优化了竞赛成功的机会。在一种示例性实施方案中,组监控装置760可以用于监控单个个人710和/或单个运动物体740,以及个人710和/或运动物体740的组。
在一些示例性实施方案中,组监控装置760可以由运动活动的播音员使用,来例如确定和将关于参与运动活动的个人710和/或用于该运动活动的运动物体740的信息转播给他们的观众。
显示器762用于在个人710和/或运动物体740参与运动活动赛事期间,显示个人监控器712,个人710,物体监控器750和/或运动物体740的表示(包括例如身份信息,性格,度量和警报)。该表示可以采用许多形式,包括例如图表、仪表板、图形、地图、颜色、符号、文字、图像和肖像。
在此详细描述显示器762能够显示的不同的表示。为了解释的简单和清楚,许多表示是参考个人710来描述的,并且可以不提及运动物体740。涉及一种或多种运动物体740的信息可以在任何的这些表示中显示,或者以类似于任何的这些表示的形式,类似于用于个人710所述的来显示。涉及这样的运动物体740的信息(包括度量)可以与涉及个人710的信息分开显示,或者可以与涉及个人710的信息一起显示。涉及运动物体740的显示信息可以与用于个人710所显示的信息是相同或不同的类型(例如不同的度量),无论是分开还是一起显示。
输入764是一个界面,其允许用户例如训练者720操作显示器762所显示的表示。在一种优选的实施方案中,输入764是触摸屏输入。但是,输入764可以是任何其他合适的输入,例如诸如键盘,声音识别音频输入,或者按钮输入。输入764可以进一步包括不同类型输入的组合。输入764可以由训练者720操作,来引起显示器762显示期望的表示。该表示可以在运动活动期间通过组监控装置760与基站705的通讯来实时更新,其依次与参与运动活动的个人710所穿戴的个人监控器712和/或用于运动活动的运动物体740所携带的物体监控器750通讯,如上所述。
远程装置(分析装置770)显示在图21中,并且包括显示器772和输入774。在一种示例性实施方案中,分析装置770是台式计算机类型装置(例如台式个人计算机或者,由Apple 销售)。但是分析装置770可以是任何其他合适的装置,例如诸如膝上型计算机,智能手机或个人计算机。分析装置770可以存取网络服务器数据库中的数据,和显示信息给分析装置770的用户(例如训练者720)。在一些实施方案中,该信息可以使用专用的或通用软件来显示(例如专用软件界面、网络浏览器)。虽然分析装置770和组监控装置760在此是分别描述的,在一些示例性实施方案中,组监控装置760和分析装置770是相同的装置。
在一些示例性实施方案中,分析装置770可以位于相对于基站705或相关的运动活动的远程位置,并且可以用于存取和实时显示数据和度量。在这样的一种实施方案中,基站705可以将数据和度量实时转移到网络服务器,以使得该数据和度量可以由分析装置770存取用于显示,如上所述。这样的一种实施方案可以用于用户来监控远程位置的正在进行的运动活动赛事(例如没有出席比赛的训练者720,或者球队老板,其期望监控训练会,而无需身体上出席该训练会)。
在一些实施方案中,个人监控器712和/或物体监控器750每个包括位置模块,用于确定表示个人监控器712和/或物体监控器750位置(和因此携带个人监控器712的个人710和/或携带物体监控器750的运动物体740的位置)的信息。在一些实施方案中,组监控装置760的显示器762基于表示个人监控器712和/或物体监控器750位置的数据,显示了个人710和/或运动物体740的位置。
在一些实施方案中,个人710和/或运动物体740位置这样的显示可以处于图示的形式,例如诸如地图(例如个人710和/或物体740位于其上的运动场的地图,其显示了个人710和/或物体740涉及运动场特征例如诸如边界线和球门的位置)。例如可以显示运动场上的个人710和运动物体740,这里个人710是用它们的识别数字来表示的。个人710和/或运动物体740相对于运动场特征的显示会有助于显示器762的观察者(例如裁判或者负责监视运动活动的官员)来监控该活动(例如来确定是否个人710出界,或者是否球进入了球门区)。
在一些实施方案中,组监控装置760的显示器762显示了个人710和/或运动物体740明确的位置。在一些实施方案中,组监控装置760的显示器762显示了个人710和/或运动物体740过去的位置(例如所述位置的重播显示)。在一些实施方案中,组监控装置760的显示器762在运动活动期间显示了过去的位置。在一些实施方案中,组监控装置760的显示器762在运动活动后显示了过去的位置。
在一些示例性实施方案中,组监控装置760的显示器762显示了个人710和/或运动物体740的位置,同时还显示了个人710和/或运动物体740的方向。
在一些示例性实施方案中,组监控装置760的显示器762基于度量显示了建议。例如显示器762可以基于一个或多个个人710的位置信息来显示建议(例如基于显示一个区域中个人710的疏密的位置信息,显示器762可以显示个人710在运动场上展开的建议)。这样的建议可以根据期望来调节(例如根据具体的情形,比赛类型,比赛的具体对手球队或运动员,具体情形)。
在一些示例性实施方案中,组监控装置760的显示器762可以基于一个或多个个人710和/或运动物体740的位置信息显示一个或多个警报。警报可以基于确定了一个或多个个人710和/或运动物体740的位置满足警报条件时触发。例如,警报可以响应个人的位置大于距离目标位置的阈值距离时触发,这里目标位置可以相对于例如运动场或其特征、另一个人710或者运动物体740来定义。同样例如,警报可以基于这样的决定来触发,即,在球门的阈值距离内没有个人710(例如球门区域是无人防守的)。同样例如,警报可以基于这样的确定来触发,即,个人710已经横穿过边界线(例如走出边界)。同样例如,警报可以基于这样的确定来触发,即,运动物体740处于球门区域中(例如已经得分)。同样例如,警报可以基于个人710的位置的移动特性来触发(例如在个人710的较快和较慢移动之间的快速改变会触发警报,指示个人710是跛行的,并且可能受伤了;显示个人710是倾斜的或者向后靠的组合有方向数据的最小移动会触发警报,指示个人710已经倒下,并且可能受伤。显示器762可以显示这里所述的这样的警报的表示。在一些实施方案中,与警报不施加相比,当警报施加时,主动警报施加到其的个人710的表示可以以不同的颜色来表示。在一些实施方案中,这样的警报本身可以包括基于警报的特定的指导建议。例如指示个人710大于距离目标位置阈值距离的警报会伴随着对于个人710移动接近目标位置的建议。同样例如,指示在具体区域的阈值距离内不存在个人710(即,在视野内存在着“间隙”)会伴随着对于一个或多个个人710移动接近该具体区域的建议(例如,消除或减小间隙的尺寸)。
同样例如,警报可以基于多个个人710和/或运动物体740的位置而触发。例如,警报可以这样触发,这里第一个人710处于距运动物体740的阈值距离中(例如第一个人可以处置该球),和其中第二个人710大于距任何对手个人710的阈值距离。警报可以提供通知(例如给训练者720,第一个人710)所述的第二个人710没有被防守,其可以用于(例如使得训练者720,第一个人710)来提示考虑是否第一个人710应当将球传给第二个人710。在一些实施方案中,这样的警报本身可以包括用于战略比赛或者用于改变目前的战略(例如计算的“最佳比赛”或者新目标位置,用于一个或多个个人710,给定已知的度量,包括位置信息)的建议。例如,警报可以提供这样的建议,即,将球从第一个人710传给第二个人710。这样的警报可以定义和调节到任何期望的比赛情形,来促进在运动活动期间分析和进行速度决定。
在一些实施方案中,组监控装置760的显示器762显示了一个或多个个人710或者运动物体740的路径。该路径可以是在运动场的地图上曲线描绘一个或多个个人710或者运动物体740过去的位置。所显示的路径可以是静态的(即,显示一段时间的曲线,具有所定义的开头和结尾)或者动态的(例如显示一段时间的曲线,这里开头和结尾的任一个或者二者取决于例如当前的时间)。在显示一个或多个个人710或者运动物体740的路径中,显示器762可以显示一个或多个个人710或者运动物体740的位置,作为时间的函数。
如例如图22所示,组监控***700可以包括上述部件的组合。连接到多个个人监控器712和物体监控器750上的传感器702可以提供数据到基站705。在某些实施方案中,其他信息可以提供到基站705,例如来自于照相机***780的视频或图像。由照相机监控***780所产生的数据可以通过基站705接收和分析来确定个人710和/或所关注的其他物体/面积(例如运动物体740)的位置。基站705可以提供全部的这种信息到组监控装置760,来显示在显示器762上。
在一些示例性实施方案中,如例如图23-27所示,显示器762包括热图415,其可以提供一个或多个个人710在运动场的区域中所花费的时间的目视。这样的目视可以包括表示运动场的着色区域,其对应于个人710在这里花费了较多的时间的区域,不同于该运动场表示的着色区域的着色对应于个人710在这里花费了不太多的时间的区域。在一些实施方案中(参见例如图23),热图415可以代表单个个人710。在一些实施方案中(参见例如图24-27),热图415可以代表多个个人710,这里不同的个人710所花费的时间的目视是通过不同颜色来表示的,或者这里一个队伍的个人710是用相同的颜色来表示的,而来自于对手队伍的个人710是通过不同颜色表示的。在一些实施方案中,热图415可以代表一种或多种运动物体740,类似于关于个人710所述的。在一些实施方案中,这里个人710穿着具有可照明区域的衣服,该可照明区域可以以这样的颜色来照明,其对应于在显示器762上用于代表个人710的颜色(例如在热图415上)。
可选择的或者另外,热图415可以提供例如下面的区域的目视:参赛者710在这里进行某些类型的活动(例如跑步,跳跃)的运动场区域,参赛者710在这里具有高于或低于阈值的度量值的运动场区域,或者参赛者710在这里拥有或者与运动物体(例如球)接触的运动场区域。在一些实施方案中,热图415可以提供例如一个或多个参赛者710在运动场上最佳定位的目视。
在一些实施方案中,组监控装置760的显示器762显示了个人710或运动物体740相对于一些其他特征(其可以例如是另一个人710或运动物体740,或者在运动场上的点)的位置。这样的显示可以采取在(即,分离的量级)个人710或者运动物体740和其他特征之间的距离测量的形式,其可以表示为例如间距历史(例如,显示时间与间距的图)或者具有在一组时间上间距的积分地图(例如柱状图)。
个人710和/或运动物体740位置的不同显示可以帮助观察者(例如训练者720,个人710)来分析在运动活动赛事期间进行的比赛。例如该显示可以用于促进战术训练或者策略发展,通过促进设计和监控预计划的比赛,或者分析成功的或者失败的比赛来寻找改进的区域。同样例如,该显示可以用于确定在一个队中相同角色的两个个人710(例如两个后卫)之间的间距程度,来优化他们在运动场上的覆盖(例如来确保两个后卫在比赛过程中保持至少阈值间距,来确保场地区域不留下防守漏洞)。同样例如,该显示可以用于分析个人710在比赛事件上定位的作用,包括比赛结果(例如后卫偏离受罚席的新来者的距离和频率,或者两个后卫和守门员之间的距离可以在关键点分析,如当球门已经失分时,来帮助鉴别和改进不理想的定位和帮助防止未来的失分)。同样例如,该显示可以用于确定由个人710对运动物体740(例如球)的拥有或其变化(例如成功的突破)(例如通过鉴别个人710和运动物体740之间的间距低于阈值距离一段阈值时间)。
在一些实施方案中,由照相机监控***所产生的图像数据可以用这里所述的数据和度量来覆盖或者鉴别。在这样一种实施方案中,图像数据可以用数据和度量通过或者与显示装置(例如组监控装置760或分析装置770)组合来同步显示。这会帮助使得数据和度量与个人710和/或运动物体740的实际图像相关联。
在一些实施方案中,如上所述,一种或多种度量可以基于个人710和/或运动物体740相对于运动场或其特征的位置来确定。例如在一些实施方案中,位置信号(例如位置模块所产生的信号)是使用以前绘制的磁场数据来与运动场430上的位置相关的,这里运动场的磁场数据通过组监控***700已知的。同样例如在一些实施方案中,位置信号是使用相关的位置数据(例如表示相对于参照的相对位置的数据,其可以例如是基站705或者连接到其上的一些其他固定信标)来与运动场上的位置相关联,这里该运动场的相对位置是通过组监控***700已知的。在一些实施方案中,运动场的位置通过用户的定义而变成组监控***已知的。
在一些实施方案中,便携式***部件(例如个人监控器712,物体监控器750或者组监控装置760)可以用于定义运动场(其可以例如是英式足球场,田径比赛或者其他区域)。例如在场定义模式中,组监控装置760或其他管理装置的显示器762可以显示指令来查找运动场上第一位置的位置传感器。例如如图28所示,显示器762可以指示用户查找在英式足球场中线位置处的位置传感器,其可以是磁场传感器。显示器762可以显示运动场430的图示,并且指令标记432显示给用户传感器位置所在的位置。该用户可以将组监控装置760定位在运动场上这样的位置,其对应于所显示的位置,并且可以任选的通过组监控装置760的输入764提供输入来显示组监控装置760位于所教导的位置。可选择的或者另外,在一些实施方案中,组监控装置760的用户可以将与组监控装置通讯连接的相关的其他便携式装置(例如另一人所携带的个人监控器712或物体监控器750)导向运动场上对应于所显示的位置的位置,并且可以任选的通过组监控装置760的输入764提供输入来显示在所教导的位置上定位的相关的其他便携式装置。组监控装置760然后可以接收鉴别位置传感器位置的位置数据,并且可以将这个位置数据定义为对应于所教导的位置。如所述的,这样的位置数据可以基于事先绘制的磁场数据与所测量的磁场数据或者数据(其代表了相对于参考的相对位置)的比较来确定。
组监控装置760的显示器762因此可以显示指令来查找在运动场430另外的位置处的位置传感器,其可以是磁场传感器,其可以类似于用于第一所述的来定义。例如如图29所示,显示器762可以显示确认标记434,其显示了第一点已经定义,并且可以显示指令标记432,其显示了用户待定义的第二位置(例如英式足球场的第一角)。组监控装置760的显示器762可以继续显示另外的指令来定义运动场430上另外的位置(参见例如图30,其显示了三个确认标记434,其指示了四个定义的位置,并且一个指令标记432指示了待定义的最终位置)。不同的所定义的场所的位置可以一起定义该运动场。
组监控***700可以如所述的施用,来定义任何运动场或其他区域,无论是规则的还是不规则的形状。例如组监控***700可以用于定义英式足球场,网球场,田径跑步,足球场,篮球场,棒球场,高尔夫场,滑雪斜坡或者山地自行车比赛。完全定义运动场430所需的位置的数目可以变化,并且会取决于待定义的运动场的几何形状。例如典型的英式足球场(或其他对称的矩形场)可以被认为是用最小三个所定义的位置来完全定义的(例如三个角落,这里第四个角落可以基于所定义的三个角落的位置来确定)。完全定义运动场430所需的最少位置可以随着场形状的几何复杂性以及待定义的场地特征的程度和几何形状复杂性的增加而增加。在一些情况中,定义一些场地特征可以是任选的,或者可以通过组监控***基于已知的与所定义的位置的关系来确定。
例如定义棒球场或者高尔夫场可以包括定义比定义英式足球场或者网球场更大数目的位置。例如当定义棒球场时,期望的是可以定义它的比赛场(其经常是不规则的,并且可以在场与场之间变化),它的边界,它的基本位置,它的警告追踪和它在场内和场外之间的边界。当定义英式足球场或者网球场时,简单定义该场地或球场的三个角落足以使得组监控***来确定其余的场地特征。组监控***700可以教导所需的最小位置的定义,或者所需的大于最小位置的定义(包括任选的位置)。定义所需的大于最小数目的位置会增加场定义的精度。此外,组监控***700可以一次或大于一次教导相同位置的定义。大于一次定义相同位置可以增加位置定义的精度,由此提高场定义的精度。
一旦定义或获得,则运动场可以保持在任何***部件(例如组监控装置760,基站305,网络服务器***)的存储介质中。所定义的场的属性可以与之相关来保存。例如场存储屏幕显示在图31的组监控装置760的显示器762上。该场存储屏幕包括字段,用于用户输入场名、场尺寸、场位置、场比赛表面和任何期望的关于场的备注。在一些实施方案中,某些场属性可以由组监控***700确定(例如经由***部件例如诸如组监控装置760确定)。例如一旦定义了场,则组监控***700可以计算它的尺寸或位置(例如使用磁场数据)。
如上所述,组监控***700是便携式的,因此它可以在不同的运动活动赛事期间在不同的区域之间运输和使用。组监控***700定义新的运动场和其上的监控活动促进了这种便携能力。例如同一个组监控***700可以用于在队伍的训练设施,队伍的主场和队伍旅行去对手队伍的赛场中监控训练期。每个不同的球场可以如上所述定义。这促进了组监控***700穿过不同的运动场的使用,和给予了训练者720保持一致的可重复的测量设置,甚至当运动活动赛事在不同的位置发生时也是如此(例如在赛季过程中)。许多常规的监控技术需要固定的装置,其防止了训练者收集数据或者需要他们在运动活动期间在远离他们的装置(例如当他们旅行时)使用不同的技术。
在一些实施方案中,一旦组监控***700接收来自监控个人710或运动物体740在所定义的运动场上的运动的个人监控器712或物体监控器750的信号时,组监控***700可以基于接收自个人监控器712或者物体监控器750的运动信号的性质来确定所定义的运动场比赛表面的类型。例如监控运动物体740以给定速度朝着地面行进的物体监控器750可以在运动物体740撞击到地面时传感它的不同的冲击特性,这取决于场地的类型,并且可以基于这些特性来确定场地的类型。例如,与软表面运动场(例如草地、沙地)相比,硬表面运动场(例如粘土、硬木或沥青)的冲击的持续期可以更短和弹跳高度可以更高。同样例如,监控在地面跑步的个人710的个人监控器712可以传感个人710脚步的不同冲击特性,这取决于场地类型,并且可以基于这些特性来确定场地的类型。
在一些实施方案中,代替或者除了基于多个位置定义场地之外,运动场可以通过这样的线来定义,其对应于便携式***部件沿着运动场边界移动的路径。这样的线的定义可以类似于上述关于相对于运动场位置的定义来进行。线基定义技术会例如在定义具有复杂的或者非标准形状的场地中是有益的。
保存的场可以存储和再使用,并且可以共享或销售(例如经由网址或者社交网服务,如别处所述)。在一些实施方案中,组监控***700可以下载这样的数据,其代表了预定义的场地(例如经由***部件,例如诸如组监控装置760)。定义这样的预定义场地的数据可以例如从数据库下载获得,或者直接从另一用户或网址下载获得。这样的预定义场地可以事先已经通过例如相同或不同的组监控***700的用户或者任何其他合适的***(例如位置记录或者测量***)的用户进行了定义。在一些实施方案中,组监控***700可以提供界面,用于搜索代表具体的预定义场地(例如经由组监控装置760)的数据,或者可以建议下载代表具体的预定义场地的数据,基于一种或多种***部件的位置。例如如果基站705被确定为具有最接近于运动场A的那些的坐标,这里代表运动场A的数据是预定义的和可以通过组监控***700下载获得,组监控***700会建议这样的下载(例如经由例如组监控装置760的界面),由此消除了在其上举办运动活动赛事之前重新定义运动场A的需要。
例如组监控***700可以监控这样的数据流,其代表了心率、功率、速度、距离、加速度和在运动场上的位置。通过合并这些数据流和基于大于仅仅单个数据流的计算,组监控***可以确定和输出新观察的表示,例如诸如个人710或其团队的强度和效率。组监控装置760的显示器762可以显示这样的实时表示,因此使得训练者能够在训练期间按照这些观察行动,来确保他们满足他们的训练目标。
同样例如,速度典型的用作强度的度量。速度是许多运动活动的一个重要部分。通过监控个人的速度,训练者可以观察个人是否在目标水平上训练(例如被认为对应于比赛中成功的水平)。当训练者计划速度训练期时,他或她可以定制直播的仪表板(例如在显示器762上显示),来观察速度相关的数据,包括峰值速度、平均速度和高强度疾跑的数目。仔细管理速度训练的能力会有助于防止训练过度和可以降低受伤的风险。
同样例如,经过的距离长期来已经成为训练量的参考。在运动活动期(例如比赛或者并列争球)期间个人经过(例如跑过)的距离可以变化。实时测量经过的距离可以允许训练者设定个人或队伍的距离目标,并且确保了全部的个人达到目标。在运动活动期结束时,训练者可以参考直播仪表板来检查经过的距离。没有达到目标的个人会被要求继续跑。
同样例如,加速度(包括减速)会是表现的一个重要度量。加速度在这样的运动中会是重要的,这里需要快速改变方向。要理解的是加速的速率和频率会影响整个训练负担的确定。
同样例如,在场地上位置的知识会允许训练者观察所监控的个人在哪里或者已经在场地上。这会促进对于参赛者战术移动的洞察。如上所述,这样的定位可以显示在地图上,例如热图,这里位置是使用以前绘制的磁场数据与测量的磁场数据的比较来确定的。
上述原理、部件和***可以用于确定位于一定区域内的物体的表现信息,例如位于被称作主运动活动的区域中的参赛者或者运动球的位置。在某些实施方案中,局部磁场数据可以测量和与以前测量和记录的该区域的磁场信息比较,来确定物体在该区域内的位置。
例如,图32显示了根据一种实施方案的方法,用于确定位于一定区域内的物体的表现信息。在某些实施方案中,该区域可以是室内区域,例如称作主运动活动的区域。在步骤910中,可以获得该区域的磁场信息。在某些实施方案中,该区域的磁场信息可以包括磁场的强度和/或方向。
在某些实施方案中,可以收集磁场信息来产生磁场数据地图。磁场数据可以在该区域内的多个位置上测量。在某些实施方案中,该区域的磁场信息可以在绘制期内记录。绘制期可以手工进行的,例如由在该区域内行走的人绘制,并且在该区域的某些位置上用手持装置来进行磁场数据测量。绘制期也可以自动进行,例如通过设计来在该区域内移动的机器人进行,并且在预定的时间和/或距离间隔记录磁场数据。在某些实施方案中,磁场地图数据可以通过移动传感器模块102,由该区域内离散的位置来获得,其可以包括磁场传感器118。例如传感器模块102可以以栅格状图案送过沿着运动场的位置,并且可以例如每一米来记录磁场数据。也可以使用任何其他距离或者测量增量,例如每半米或每10cm。已知的点例如边界线和球门可以作为该磁场信息记录。在某些实施方案中,磁场信息可以存储例如在计算机装置的存储器或数据库中。该磁场信息可以在随后的时间访问,来与所测量的物体在该区域内的磁场数据比较。
在某些实施方案中,磁场信息的绘制可以通过用摄影机记录绘制期来增强。例如使用位于传感器模块102的高架照相机和间歇闪光闪光灯,可以将该视频数据与传感器模块102记录的磁场数据比较,来定义该区域的虚拟图像。
继续参考图32,在步骤912,磁场数据可以在该区域内物体的一定位置上测量。如上所述,该物体可以例如是个人100或者一块运动装置108(例如球),和该磁场数据可以通过例如传感器模块102来测量和记录,其可以包括磁场传感器118(例如磁力计)。在某些实施方案中,传感器模块102可以结合到物体上。磁场强度数据和/或磁场方向数据可以通过传感器模块102测量和记录。
在步骤914,物体的表现信息可以基于该区域的磁场信息和所测量的磁场数据来确定。例如物体在该区域内的位置可以通过将测量的磁场数据与该区域的磁场信息比较来确定,并且确定了匹配位置。
在某些实施方案中,如例如图33的步骤924中所示,测量的磁场数据可以过滤来改进确定物体表现信息的精度。图33显示了一种方法,用于通过获得运动场区域的磁场地图数据(步骤920)和测量位于该运动场区域内的物体的磁场数据(步骤922),来确定位于运动场区域内的物体的表现信息。所测量的磁场数据可以过滤(步骤924)来基于该磁场地图数据和过滤的测量的磁场数据确定物体的表现信息(步骤926)。
参考图34,在某些实施方案中,物体的表现信息例如物体的位置可以通过重复方法来确定。在获得该区域的磁场信息(步骤930)后,可以在第一位置测量物体的第一磁场数据(步骤931)。这个第一磁场数据可以与所在绘制期间所记录的该区域的磁场信息比较(步骤932)。这个比较会导致确定了物体在该区域内的几个可能的位置(步骤933)。因此,物体磁场数据的第二测量可以在第二位置进行(步骤934),并且这个数据也可以与该区域的磁场信息进行比较(步骤935)。
如图34的步骤936所示,所测量的磁场数据然后可以通过施加限制(例如使用计算机算法)过滤,来减少所考虑的数据,以确定物体的位置。该过滤可以包括限制例如物理空间限制,例如焊接尺寸。该过滤也可以包括人移动限制,例如运动动态极限。类似的限制可以用于一块运动装置(例如球)的运动动态极限。这些限制可以使用来消除不可靠的物***置。例如如果两组磁场数据采用了第二小数部分,则当人不可能在给定时间经过该距离时,包括50米远的第二位置点是不合逻辑的。可以根据需要进行磁场数据测量和过滤进一步的迭代,来进一步降低物体在所述区域内可能的位置,直到该物体的位置确定为具有接近确定性。在该迭代方法的整个中,基于在每个迭代步骤每个潜在的位置与限制的匹配程度,可以为物体的每个潜在位置赋予概率值。具有低匹配概率的位置可以在每个迭代时消除,这降低了物体潜在位置的数目。
一旦使用上面的步骤确定了物体的位置,则预测和确定物体的位置变得更容易,因为物体的移动必须落入物理空间和物体移动限制内。因此物体可能的位置的数目小于首先确定的物体在该区域中的位置。在某些实施方案中,为了进一步改进物***置确定的准确度,另外的传感器数据可以与该磁场数据测量一起使用。例如来自于加速计、陀螺仪、红外(IR)装置、成像装置(例如照相机)或者任何其他合适的传感器的数据可以用于帮助接近于物体移动的方向。物体可能的位置因此通过方向限制而变窄,所以进一步增加了该区域中物***置确定的准确度。
类似于上面的方法,图35显示了一种方法,用于确定物体在某些时间的表现信息。在步骤940和942,第一磁场数据可以在第一时间测量来确定物体在第一时间的第一位置。在步骤944和946,第二磁场数据可以在第二时间测量来确定物体在第二时间的第二位置。一旦确定了第一和第二位置,则在步骤948中可以确定表现数据(例如行进的距离和速度)。
如图36所示,上述方法可以用于团体运动情形中。在步骤950,用于第一物体例如参赛者的磁场数据可以(例如使用传感器模块102)在参赛者在运动场内移动时获得。在步骤952,用于第二物体例如队友、对手或运动球的磁场数据可以在该第二物体在该区域内移动时获得。在某些实施方案中,在多个物体在该区域周围移动时可以对它们进行监控。在步骤954,第一和第二物体二者的位置可以在该区域内基于所测量的磁场数据来追踪。在某些实施方案中,第一和第二物体可以在它们在该区域周围移动时基本上实时追踪。在其他实施方案中,第一和第二物体可以在它们完成了在该区域周围的移动之后,例如在团体运动事件的时间过去后,在随后的时间内追踪。位置信息可以使用上述***和方法来分析和显示。例如显示参赛者在球场的某些位置所花费的时间量的“热图”可以显示在监控装置上。
图37显示了一种方法,用于绘制运动场区域的磁场。运动场区域可以位于户外和室内二者。运动场区域的例子可以包括但不限于足球场、英式足球场、棒球场、田径场、篮球馆、网球场、游泳池和道路(例如用于跑步或者自行车赛事)。非传统的运动场区域例如建筑内,包括楼梯,例如用于室内跑步赛事,也是在运动场区域宽范围内可以预期的。在步骤960,磁场信息可以通过在绘制期间,测量运动场内多个位置的磁场数据来收集。在某些实施方案中,测量位置可以彼此等间距隔开,例如以网格图案。在某些实施方案中,该区域内的测量位置可以与运动场结构例如边界和球门相关联。在某些实施方案中,绘制期可以使用摄影机记录,来产生用于运动场的视频数据,其会与该磁场数据有关。在步骤962,可以基于所测量的磁场数据来产生(例如通过计算机装置)用于运动场区域的测量的磁场数据的地图。如上所述,该磁场地图可以随后与位于该区域内的物体所测量的磁场数据比较,来确定物体在该区域内的位置。在某些实施方案中,所测量的磁场数据可以记录和用于更新该磁场地图。
如例如图38所示,在某些实施方案中,可以确定物体在区域内的表现信息例如速度和行进距离。类似于上面的方法,该区域的磁场信息可以例如在绘制期获得(步骤970)。在某些清洗中(例如小篮球馆),磁场信息会是足够类似的,以使得该区域不需要绘制,而是与以前绘制的类似区域相关。该区域磁场信息可变性的统计分析因此可以进行(步骤972)。例如可以确定在相邻点之间在给定距离上磁场强度和/或方向的变化。在某些实施方案中,可以确定该区域的磁场强度和/或方向的可变性的统计分布。然后可以在物体在该区域内移动时测量磁场数据的可变性(步骤974),来基于该磁场数据可变性来确定物体的表现信息(步骤976)。
图39-42显示了数据和图示的例子,其可以产生和用于上面解释的方法。图39显示了磁场强度地图的一个例子。在某些实施方案中,每个像素可以对应于在所绘制的区域内(例如篮球馆)在特定坐标所进行的离散的磁场强度测量。磁场强度的变化可以例如通过颜色或者色调来显示。例如白色区域可以表示最小的磁场强度和黑色区域可以表示最大的磁场强度,并且变化的灰度梯度表示了最小和最大磁场强度之间的磁场强度。
图39中的实线可以表示样品在该区域内的单位距离移动(例如1m)。当沿着这些单位距离之一移动时,传感器可以记录磁场强度的波动,其可以通过局部最大值(峰值)来表征,如图40中的示意图所示。可以记录多个样品来确定该区域的磁场强度的平均分布(和/或磁场强度的波动),如图41的示意图所示。然后可以使用与平均分布的比较来确定物体在该区域内在未知距离上的移动。当物体在该区域内移动时,传感器可以记录磁场强度(和/或磁场强度的波动)和确定分布,如例如图42的示意图所示。对于图42所示的例子,出现不同的磁场强度测量(其补足了所述的分布)的计数值是图41所示的平均分布的计数值的大约一半。因此,可以确定该物体在大约一半的单位距离(即,0.5m)上移动。当与计时信息相组合时,也可以确定物体在该区域内移动的速度。
前述参考附图描述的本发明具体实施方案的说明书因此将完全揭示本发明的一般性质,其他人通过使用本领域技术人员的技术知识,可以容易的改变和/或适应不同的应用这样的具体实施方案,而无需过度实验,不脱离本发明的一般概念。
虽然已经在上面描述了本发明不同的实施方案,但是它们仅仅是作为示例来提出的,而非限制。很显然改变和变化目的是处于所公开的实施方案等价的含义和范围内,基于这里提出的教导和导向。所以对本领域技术人员来说很显然可以对这里公开的实施方案进行形式和细节的不同变化,而不脱离本发明的主旨和范围。上面提出的实施方案的元件不必是互斥的,而是可以互换来满足不同的需要,如本领域技术人员理解的那样。
要理解这里所用的措辞或术语目的是说明而非限制。本发明的宽度和范围不应当局限于任何上述示例性实施方案,而是应当仅仅根据下面的权利要求和它们的等价物来定义。
Claims (51)
1.一种用于确定位于一定区域中的物体的表现信息的方法,该方法包含:
获得该区域的磁场信息;
当物***于该区域的第一位置时测量第一磁场数据,其中该第一磁场数据包含磁场强度数据和磁场方向数据之一;和
基于该区域的磁场信息和第一磁场数据来确定物体的表现信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其中该磁场数据包含磁场强度数据和磁场方向数据。
3.根据权利要求1所述的方法,其中该区域的磁场信息包含磁场地图数据。
4.根据权利要求1所述的方法,其中获得该区域的磁场信息包含确定该区域的磁场地图数据。
5.根据权利要求1所述的方法,其中获得该区域的磁场信息包含访问该区域以前确定的磁场地图数据。
6.根据权利要求1所述的方法,其中该第一磁场数据是使用连接到物体上的磁力计来测量的。
7.根据权利要求1所述的方法,其中该物体包含人。
8.根据权利要求1所述的方法,其中该物体包含运动装置。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述运动装置包含球。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所确定的物体的表现信息包含物体在该区域中的第一位置定位。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所确定的物体的表现信息包含当物体在该区域中移动时它的行进速度。
12.根据权利要求1所述的方法,其中该区域包含室内区域。
13.根据权利要求1所述的方法,其中该区域包含被设计为主运动活动的区域。
14.根据权利要求1所述的方法,其进一步包含当物***于该区域的第二位置时测量第二磁场数据,其中确定物体在该区域中的表现信息进一步基于该第二磁场数据。
15.一种用于确定位于运动场区域的物体的表现信息的方法,该方法包含:
获得该运动场区域的磁场地图数据;
当该物***于该运动场区域时测量磁场数据;
过滤所测量的磁场数据;和
基于该磁场地图数据和所过滤的测量的磁场数据,来确定物体在该运动场区域内的表现信息。
16.根据权利要求15的方法,其中该磁场地图数据包含关于运动场的场地特征定位的数据。
17.根据权利要求15所述的方法,其中过滤所测量的磁场数据包含考虑该运动场的物理空间限制因素。
18.根据权利要求15所述的方法,其中过滤所测量的磁场数据包含考虑该物体的动作动态限制因素。
19.根据权利要求18所述的方法,其中该物体包含人和动作动态限制基于人的动作动态。
20.根据权利要求18所述的方法,其中该物体包含球和动作动态限制基于球的动作动态。
21.根据权利要求15所述的方法,其中所测量的磁场数据包含磁场强度数据和磁场方向数据。
22.一种用于确定物体在一定区域内在给定时间的位置的方法,该方法包含:
获得该区域的磁场信息;
当该物***于所述区域的第一位置时测量第一磁场数据;
将该第一磁场数据与所述区域的磁场信息进行比较;
基于该第一磁场数据与该区域磁场信息的比较,确定该物体在所述区域内的第一位置的一组可能的定位;
当该物***于所述区域内的第二位置时,测量第二磁场数据;
将该第二磁场数据与所述区域的磁场信息进行比较;
施加限制到该第二磁场数据,基于该限制以及第一磁场数据和第二磁场数据与所述区域的磁场信息的比较,来确定物体第二位置的可能的定位;和
重复测量磁场数据和施加限制的步骤,来确定该物体在该区域内在给定时间的位置。
23.根据权利要求22所述的方法,其中该区域的磁场信息包含该区域的磁场地图数据。
24.根据权利要求22所述的方法,其中施加限制到第二磁场数据来确定物体第二位置的可能的定位包含考虑将该区域的物理空间限制因素。
25.根据权利要求22所述的方法,其中施加限制到第二磁场数据来确定物体第二位置的可能的定位包含考虑物体的动作动态限制因素。
26.根据权利要求22所述的方法,其中该第一磁场数据和该第二磁场数据都包含磁场强度数据和磁场方向数据之一。
27.一种用于确定位于一定区域中的物体的表现信息的方法,该方法包含:
当该物体在第一时间位于该区域的第一位置时,测量第一磁场数据;
基于该第一磁场数据确定物体在第一时间的第一位置的定位;
当该物体在第二时间位于该区域的第二位置时,测量第二磁场数据;
基于该第二磁场数据确定物体在第二时间的第二位置的定位;和
基于该物体在第一时间的第一位置的定位和该物体在第二时间的第二位置的定位,来确定该物体的表现信息。
28.根据权利要求27所述的方法,其中该物体在第一时间的第一位置的定位是通过参考该区域的磁场地图数据来确定的,和其中该物体在第二时间的第二位置的定位也是参考该区域的磁场地图数据来确定的。
29.根据权利要求27所述的方法,其中所确定的表现信息包含物体在第一位置和第二位置之间行进时它的速度。
30.根据权利要求27所述的方法,其中该表现信息包含当物体在第一位置和第二位置之间行进时它行进的距离。
31.一种用于追踪第一物体和第二物体在一段时间内在一定区域周围移动的方法,该方法包括:
获得第一物体在一段时间内在该区域周围移动的磁场数据;
获得第二物体在一段时间内在该区域周围移动的磁场数据;和
基于所获得的第一物体的磁场数据和所获得的第二物体的磁场数据,追踪该第一物体和该第二物体在给定时间当它们在所述时间段在该区域周围移动时它们的位置。
32.根据权利要求31所述的方法,其中该第一物体和第二物体是当它们在所述区域周围移动时被基本上实时追踪的。
33.根据权利要求31所述的方法,其中该第一物体和第二物体是在它们完成了在所述区域周围移动之后在随后的时间被追踪的。
34.根据权利要求31所述的方法,其中该区域包含团体运动运动场。
35.根据权利要求31所述的方法,其中该时间段包含用于团体运动事件的占用时间。
36.根据权利要求31所述的方法,其中该第一物体和第二物体是在运动队的人类队友。
37.根据权利要求31所述的方法,其进一步包含显示热图,其显示了该第一物体和第二物体在所述区域的不同位置所花费的时间。
38.一种用于绘制运动场区域的磁场地图的方法,该方法包含:
在绘制赛事地图期间,测量在该运动场区域内多个位置上的磁场数据;和
基于所测量的磁场数据来产生该运动场区域的磁场地图。
39.根据权利要求38所述的方法,其中该多个定位是彼此等间距的。
40.根据权利要求38所述的方法,其中该区域内多个定位的至少一个与该运动场区域的场地特征有关的。
41.根据权利要求40所述的方法,其中该场地特征包含赛场边界。
42.根据权利要求40所述的方法,其中该场地特征包含球门。
43.根据权利要求38所述的方法,其进一步包含:
使用摄影机记录该绘制赛事地图,来产生该运动场区域的视频数据;和
将该磁场数据和视频数据相关联。
44.根据权利要求38所述的方法,其进一步包含:
当物体在运动场区域周围移动时收集另外的磁场数据;和
使用该另外的磁场数据来更新该运动场区域的磁场地图。
45.一种用于确定位于一定区域内的物体的表现信息的方法,该方法包含:
获得该区域的磁场信息;
对该区域的磁场信息的可变性进行统计分析;
在该物体在所述区域内移动时测量磁场数据的统计变化;和
基于磁场数据统计变化的测量来确定物体的表现信息。
46.根据权利要求45所述的方法,其中对该区域的磁场信息的可变性进行统计分析包含确定该区域内的点之间的磁场强度变化,和其中在该物体在所述区域内移动时测量磁场数据的统计变化包含确定在该物体在所述区域内移动时磁场强度的多个变化。
47.根据权利要求45所述的方法,其中对该区域的磁场信息的可变性进行统计分析包含确定该区域内的点之间的磁场方向变化,和其中在该物体在所述区域内移动时测量磁场数据的统计变化包含确定在该物体在所述区域内移动时,磁场方向的许多变化。
48.根据权利要求45所述的方法,其中对该区域的磁场信息的可变性进行统计分析包含创建磁场数据地图。
49.根据权利要求45所述的方法,其中对该区域的磁场信息的可变性进行统计分析包含确定磁场数据在该区域内的分布可能性。
50.根据权利要求45所述的方法,其中确定该物体的表现信息包含确定该物体在所述区域内移动时它的速度。
51.根据权利要求45所述的方法,其中确定该物体的表现信息包含确定该物体在所述区域内移动时它的行进距离。
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