CN105396279A - 用于实现团体运动成果的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种允许个人远程参与团体运动项目并在未与在线教练位于同一健身房的情况下接收反馈的***和方法。计算机***被用于记录团体运动教练的动作，这些动作随后会在远程参与者的显示器上被播放。远程参与者的动作被网络化的计算机或者集成游戏机采集。采集到的动作数据被发送至远程服务器。远程服务器可以将参与者的形象放置在一个虚拟场景中。虚拟场景和多个参与者的化身将呈现给每一个参与者，其中导师的化身和每个参与者的化身将会在自己的显示器上被放大。一个预先录制的虚拟教练或者在线教练将会被放置在虚拟场景中，用于领导团体。基于生物力学分析获得的运动成果和改进建议会被发送给每一个参与者。个人建议也可以被发送给参与者。

Description

用于实现团体运动成果的***和方法

技术领域

本发明涉及一种网络交互***，尤其涉及一种用于促进团体运动并对一个或多个彼此远离并远离团体运动教练的参与者的生物力学成果进行测量的***。

背景技术

团体运动可以促进社会互动，并且团体运动可以给许多参与者带来比个体运动更好的成果。这些成果涉及到健康的不同方面，包括身体、情感、社会、智力、精神和环境方面的；它们相互关联并在增长和变化的动态过程中彼此影响。因此，随着健康和健身行业努力使每个人变得健康和充满活力，出现了数量持续增长的团体运动项目供选择。尽管个人出于下列原因会发现一些自己最喜欢的特定的团体运动课程，例如：教练、课程风格以及其他参与者，但是参加这些特定的团体运动课程并不总是可行的。因此，一个最佳的解决方案是提供一种方法，使得地处偏远地区的个体可以单独与教练或者与其他参与者一起与教练参与一个由特定的教练和参与者组成并在预定上课时间或者预定安排下进行的课程。这种选择也可以扩展到一种单人练习模式和/或一种预先录制的课程。

Cheung等的美国专利No.8,376,910中描述了一种基于计算机的网络，这种网络用于在团体运动环境中提供远程参与。更具体地描述了一种***，这种***通过监测每个参与者的努力和输出量，并通过在一个视频显示器上显示每个参与者在一个虚拟比赛中的相对位置图标，使得不同的参与者之间可以竞赛。

众所周知，在多人视频游戏中和在线竞技游戏比赛中，普遍使用化身(avatars)或其他形象去刻画个体参与者。在(1)运行有各种不同操作***的个人计算机***中，操作***包括但不限于：Windows，MacOS或Linux操作***家族，或者在(2)常用的集成视频游戏机中，集成视频游戏机包括但不限于Wii、Xbox和PlayStation平台，也可以看到类似的现象。此外，这些***可以给参与者提供视频运动跟踪，用于协助在显示屏上通过化身(avatar)呈现参与者的动作。面向消费者的可穿戴的检测设备(consumerwearabledevices)经连接到包括但不限于手机、平板电脑或数据聚合器等移动设备上，也可以被用来监测参与者的重要的身体统计数据。

但这些***均无法提供一个团体运动教练提供远程反馈所带来的教学好处，这些远程反馈包括但不限于言语和视觉指示、激励性质的鼓励，以及运动成果参数。这些运动成果参数包括但不限于燃烧的卡路里及例如基于参与者的现场或录制的动作、生物力学原理和测量获得的身体重要统计数据的人体力学和身体对准的修正建议。

发明内容

本申请公开了一种新型的***，在这个***中，个人可以参与团体运动项目并在未与在线教练位于一个健身房的情况下收到反馈。本申请所提供的***可以用于向外扩展团体运动教练的教学范围并促使运动参与者可以在方便的时间和私人时间内在家远程参与团体运动课程。

在一个优选的实施例中，一个计算机***被用来记录团体运动教练的动作，这些动作随后会以录制的画面的形式、并以化身或者其他动画形象呈现在如电视、计算机显示屏等显示器上。在有实际课程的时候，所述计算机***还可以用来以图像的形式实时传输这些团体运动教练的动作，在这些图像中，团体运动教练用化身或者其他的动画形象表示。在团体环境中的远程参与者的动作将会被网络化的计算机或者集成游戏机采集。网络化的计算机或集成游戏机配置有动作感应设备、采集软件和动作采集摄像机，动作采集摄像机包括但不限于XboxKinect和PlayStation摄像机。摄像机***采集到的动作数据通过通信网络被发送至一个服务器。服务器将会把参与者放入一个参与者选择的虚拟场景中，这个虚拟场景可以是但不限于健身房、室外环境(例如：海滩或者像泰姬陵、长城一样的历史古迹)和/或室内环境(例如：中央车站或者百老汇舞台上)。虚拟场景和所有参与者的化身都将呈现在每个参与者的电脑显示器或电视上，其中参与者自己的化身将会被放大呈现在自己的显示器上。一个预先录制的虚拟教练或者一个站在动作跟踪计算机和摄像***前的在线教练，将会被放置在一个虚拟场景中，领导参与者或团体完成预先录制或即时的运动程序。为了使得运动程序更真实，音乐或其他音效也会被传送。基于生物力学原理和测量获得的身体重要统计数据(如果可用或者适当)的运动成果和改进建议，是由一个存储在服务器和/或远程计算机上的应用程序根据算法决定的。这些成果和建议可以实时或在课程结束后通过计算机程序、email、门户网站、手机应用程序(app)、其他通信装置或其他组合一并发送给每一个参与者和团体。针对后续运动项目(例如，增加灵活性的瑜伽、或者可以改善呼吸的太极)或产品(如保健品或运动器材)的个人建议也可以被发送给参与者，用来提高运动成果或者加速达到预期目标。为了增强团体凝聚力、增加动力和增进友谊，多个参与者可以通过动作或声音彼此互动。参与者还可以与朋友在社交媒体或视频分布渠道的公共网页上分享他们的私人课程录像。

尽管，在健身场所由一个现场教练教授的团体课程具有最佳的教学效果，但出于例如费用、安排、时间等原因，这种方式也许并不能满足参与者的需求。因此，在本发明提供的另一个实施例中，提供了一个位于跟踪计算机和摄像机***前的在线教练在健身场所同时对现场参与者和远程参与者进行教学。此外，在感兴趣的参与者的当地可能无法提供某些特殊运动项目的教练，或者，在当地无法提供足够的参与者来维持一个由教练现场教授的课程。为了允许参与者在方便的时间及地点参与这些课程，这些课程都可以远程参与并存档以备将来使用。

本发明所使用的团体运动项目包括但不限于有氧舞蹈、民间舞蹈、古典舞蹈、现代舞蹈、瑜伽、武术包括太极、瑜伽、拉伸(stretching)、特殊体能训练项目，等等。

附图说明

参照附图，其中在各个附图中，相同部件使用相同的附图标记：

图1是一个优选实施例中，用于在团体运动事件中实现远程参与的***的方框图；

图2是另一个优选实施例中，用于在团体运动事件中实现远程参与的***的方框图；

图3是一个优选实施例中，在一个团体运动事件中实现远程参与的流程图；

图4A-4C显示了在团体运动事件中，用于发起远程参与的显示屏窗口样例；

图5示出了一个用于在远程参与者***中呈现的，显示有团体运动事件样例的用户界面屏幕。

具体实施方式

根据附图中所示的实施例，团体运动事件中的远程参与者根据其表现数据，可以实时和/或在线接收到发给参与者的反馈。团体运动事件向参与者提供了各种各样的可以在方便的时间和私人时间内在家远程参与的体育运动项目，并提供了在一个虚拟环境中参与社会互动的机会。

如图1所示，远程参与***100向用户提供用户界面，其中，远程参与***100包括配置有动作采集摄像机和/或全身动作感应设备110的游戏机，还包括通信设备120例如与游戏机配套使用的话筒，和应用软件140。电视机或计算机显示屏可以提供一个用于呈现虚拟场景中的教练和参与者并提供反馈的图像显示器130。或者，也可以是个人电脑，个人电脑配置有具有动作检测功能的摄像机和采集软件110、通信设备120例如或内置于计算机中的麦克风或其他可商购的麦克风、和集成为用户界面的一部分的应用程序140。移动设备，例如移动电话或移动平板，可用于扩展团体运动事件的范围。在图2所示的可选实施例中，团体运动事件中还包括在线教练***240。在线教练***240的用户界面与远程参与***100的用户界面类似。在该实施例中，还包括配置有用于处理不同项目(图中未示)的应用程序220和存储设备230的主机服务器210。

正如图3方框310所示，远程参与者***100和/或在线教练***240均可通过启动适当应用程序发起团体运动事件。远程参与者和/或在线教练在如图4A-4C所示的显示屏窗口410、420和430中的程序的引导下输入适当的数据。由在线教练发起的团体运动事件的在线指导文件可以由在线教练***240通过网络150发送至远程参与者***100。在图3中，方框320显示了：由远程参与者发起的经过选择的指导文件，从存储于主机服务器210中的应用程序220中或者从存储于远程参与者***100中的应用程序140中，通过网络150发送至远程参与者***100。用户的身体动作可以由动作采集摄像机和/或全身动作感应设备110采集，并作为一个参与者文件发送至远程参与者***100中的应用程序140，和/或通过网络150发送至另一个远程参与者***100或者主机服务器210中的应用程序220，用于进行生物力学分析和解析。

应用程序140和220的一个实施例基于Kinesiologic模型(DiagnosisandTreatmentofMovementImpairmentSyndromes，Sahrmann，2002，pp9-10)。它将运动描述为一个由多种元素组成的***，典型地，包括(1)基体，(2)调制器，(3)生物力学和(4)支持。每个元素的组成如下：

(1)基体：肌肉和骨骼***；

(2)调制器：神经***；

(3)生物力学：静态的和动态的；

(4)支持：心脏、肺和代谢***。

对于运动来说，每个组件以及组件之间的交互过程同等重要。当完成周期性的运动并且特定关节的运动方向变化时，运动***可以保持最佳功能。由动作采集设备110和/或其他可穿戴设备采集的表现数据，例如关节位置和心率等，将基于正常的或理想的关节运动算法法则被生物力学分析。例如，肩胛带的运动和运动范围(以角度表示)如下：弯曲到180°，延伸到45°-65°，外展到180°，内收到0°，外旋到90°，和内旋到70°。应用程序140和220使用量规实时评价运动，量规包括但不限于运动过程中相对于其他关节的关节定位，瞬时的旋转中心的轨迹，异常活动和用户提供的健康史。包括但不限于关节对准、身体姿势、人体力学和技术的修正和调整的反馈将会被提供。例如，在***深蹲跳(splitsquatjump)的执行过程中的一个常见的错误是肩部未保持在后方与臀部平齐从而导致降低稳定性(NCSA’sEssentialsofPersonalTraining，2ndedition，p.443)。基于对参与者文件的分析获知参与者正在使用不恰当关节对准执行动作，应用程序140和220将会向图5所示的反馈区域520中或者向参与者发送语音反馈。文字或语音反馈信息将类似于“请在起跳前和着地时，将肩部保持在臀部后方，这将改善你的稳定性”。此外，改进之处以及有关于对参与者有益的其他运动项目和产品的推荐，可以由教练实时提供，在某些情况下在线提供。针对个体和团体的反馈或辅导还可以以语音或视觉方式提供给使用远程参与者***100的参与者。区域520代表了一种向使用远程参与者***100的参与者给出视觉反馈的选项。或者，反馈也可以通过通信装置120口头给出。

此外，激励鼓励，口头和非口头的指导提示，口头和非口头的传输提示，以及运动成果数据可以在实时的基础上被提供。参与者也可以在远程参与者***100中采集并存储他们的在线图像，并通过例如微信、微博、优酷网等社交媒体渠道向外发布。

在线教练可以位于远程位置和/或与其他现场参与者位于同一健身设施中。在这两种情况下，远程参与者***100中的动画指导文件例如化身，将会被投射到一个显示屏上。而多个远程参与者***100采集到的参与者文件将会通过网络150被发送至主机服务器210。主机服务器210中的应用程序220将会集中分析从各个远程参与者***100发送来的参与者文件。这些文件和信息将会被存储于主机服务器210的存储设备230中。包括并不限于上面描述的适当反馈将会被给出。此外，在团体运动事件中，在线教练***240可以通过一个类似于通信设备120的通信设备向单一远程参与者***100或者向所有远程参与者***100发送实时在线反馈。一个或多个远程参与者***100也可以使用通信设备120向彼此发送反馈或支持信息，例如：鼓励的话语、祝贺和挑战，或者分享运动经历或者健康信息。

图4A-4C显示了用于发起团体运动事件的用户界面示例。用户界面中的领域包括但不限于选择化身，设定个人或团体目标，组织团体或远程参与者社区，组内交流，通过社交网络招聘新的参与者，制定运动日期和时间，以及选择事件主题和播放列表。由一系列音乐和指令和教练动作以及语音命令组成的，或者仅由一系列指令和教练动作以及语音命令组成的指导文件，可以预先录制或者由在线教练实时发送。教练可以使用计算机录制***预先录制指导文件，计算机录制***包括但不限于配置有动作感应设备的电脑游戏机。一系列音乐和指令(或者仅含指令)和任何在线课程期间由教练演示的动作将会被记录下来并作为一个预先录制的指导文件进行存储。预先录制的指导文件将会被分类并存储于一个数据库(the"Codex")中。指导文件将会根据兴趣、运动类型、持续时间、难易程度或其他选择标准从已分类的数据库中被选择。

其他用户界面(图中未示)可以允许用户在不同模式的使用选项中选择，例如“训练”模式(离线模式，其中，采集的数据将不通过网络150被发送)或者“团体”模式(在线模式，其中，采集的数据将通过网络150以参与者文件的形式被发送)。在“训练”模式中，用户可以参与从“团体”模式中下载的指导文件的课程，或者回顾之前的课程并比较一段时间内的进步和改进。在“团体”模式下，用户可以参与在线训练活动，在线训练活动播放实时运行的指导文件，同时显示课程剩余时间和给予参与者加入运动的选项。一旦“在线训练”结束，将会存档并存入数据库中。这将允许用户在适当的时间观看存档的(已结束)指导文件并自己参与或与朋友一起参与存储的指导文件中的课程。用户界面提供给参与者的另一个选项是创建一个课程。如图4B所示，这个选项可以使参与者具有如下权限：(1)设置课程的开始时间和结束时间，(2)选择教练，(3)选择指导文件，(4)是否使课程保密或者公开。私人课程仅允许被邀请的人群参与，而公开课程则允许普通人群自由参与。进一步的选项用于回顾之前的课程并比较随着时间推移的运动成果是否有所改进以及改进程度。与“训练”模式的回顾功能不同，“团体”模式中的回顾功能还具有以参加相同项目的多个参与者为基准，对用户的运动成绩进行基准测试的功能。

当用户从数据库中选择一个指导文件时，他们可能会被给予如下选项：(1)马上开始播放指导文件，(2)进入教学模式，其中，教练将会分步骤演示动作(作为一个举例：在瑜伽中，教学模式将会向用户显示最佳姿势，而用户可以模仿和反复练习同一姿势)；或者，(3)为了用户在“训练”模式下使用，将指导文件下载到远程参与者***100中的存储器中。

主机服务器210和/或远程参与者***100中的数据处理器，可以生成团体运动事件的虚拟场景，将在线的参与者530和/或教练540以例如化身的动画形象放置在虚拟场景中，并通过网络150向远程参与者***100发送指导文件。当从远程参与者***100中接收到动画参与者文件时，基于全身动作感应设备100采集到的动作数据，主机服务器210和/或远程参与者***100将会在与其他参与者和/或教练相关的虚拟场景中呈现参与者的动画形象的动作。图5显示了一个可以在远程参与者***100上播放的虚拟场景示例。参与者文件可以存储在存储设备230和/或远程参与者***100中供未来分析或辅导。如上所述，教练反馈和辅导是实时的，并且，某些情况下是在线的。教练反馈和辅导包括但不限于运动成果度量，基于生物力学的动作调整，改进点，以及对参与者有益的关于其他运动项目或者产品的建议。

除了在虚拟场景中播放参与者的动画形象外，对参与者和/或教练的动画形象510进行放大的选项也可供选择。远程参与者***100的显示器中的区域还可以使参与者监视并追踪自己随着教练的动作而进行的动作。如图5所示的反馈区域520显示了一个在显示器的虚拟场景中用于显示从教练和/或其他参与者发送来的视觉反馈的区域。

在视频游戏产业中使用的技术，包括但不限于竞赛、赚取积分，和速度，可以在本发明中使用，用于激励参与者。本发明的竞赛方面来自于将参与者的成绩(参与者动作匹配的准确度，以及参与者跟随教练的系列动作的能力)和身体数据(例如：图4A中所示的重量、身高等)与之前的数据或其他参与者的数据进行对比。通过上述比较结果或者其他参数可以赚取积分，并换取道具和服装作为奖励。

Claims (10)

1.一种用于提供分布式团体运动指导的方法，其特征在于包括如下步骤：

使用具有视频采集功能和通信功能的教练组件采集领导团体运动事件的教练的图像；

从所述采集图像中生成一个指导文件；

发送所述指导文件到至少一个远程参与者计算器，用于在参与者显示器上播放所述指导文件；

教练服务器接收参与者文件，所述参与者文件代表至少一个参与者的采集图像，所述参与者的所述采集图像是从所述参与者参与所述团体运动事件的过程中采集得到的；

从所述参与者文件中对参与者进行生物力学分析；并向所述参与者提供有关于所述生物力学分析的反馈。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括如下步骤：

将领导团体运动事件的所述教练的所述采集图像转化为动画指导文件，将所述参与者的所述采集图像转化为动画参与者文件。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括如下步骤：

所述生物力学分析包括对所述参与者在运动过程中的关节对准进行分析；基于所述生物力学分析，向所述参与者提供有关于调整表现的建议的指导。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括如下步骤：

在所述至少一个参与者的位置播放所述指导文件，并在所述至少一个参与者的位置的显示器上播放团体运动事件中的其他参与者的图像。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述参与者的位置的显示器上播放所述指导文件的步骤还包括在所述显示器上播放进行运动的所述参与者的化身。

6.一种用于提供分布式团体运动指导的***，其特征在于包括：

教练组件，包括用于采集领导团体运动事件的教练的图像并生成相应指导文件的视频采集设备；

用于发送所述指导文件到至少一个远程参与者计算机的通信组件，用于在参与者显示器上播放所述指导文件；

用于接收参与者文件的教练服务器，所述参与者文件代表至少一个参与者的采集图像，所述参与者的所述采集图像是从所述参与者参与所述团体运动事件的过程中采集得到的；

在教练计算机上运行的用于从所述参与者文件中对参与者进行生物力学分析的应用程序；

并且，所述通信组件进一步具有向所述参与者发送关于所述生物力学分析的反馈的功能。

7.如权利要求6所述的***，其特征在于：

还包括用于将领导团体运动事件的所述教练的所述采集图像转化为动画指导文件的装置，以及将所述参与者的所述采集图像转化为动画参与者文件的装置。

8.一种如权利要求6所述的***，其特征在于：

还包括在所述教练计算机上运行的用于对所述参与者文件进行生物力学分析的装置；和，

基于所述生物力学分析，向所述参与者提供关于调整表现的建议的指导装置。

9.一种如权利要求6所述的***，其特征在于：

所述教练组件包括服务器和与所述服务器连接的教练计算机，其中，所述生物力学分析的步骤通过在所述教练计算机上运行的软件执行，所述生物力学分析包括对所述参与者在运动过程中的关节点对准进行分析。

10.一种如权利要求7所述的***，其特征在于：

所述动画参与者文件包括在所述显示器上进行运动的至少一个所述参与者的由参与者选择的化身。