確定個人和運動物體的表現信息的方法
【專利摘要】一種用于確定位于一定區域中的物體的表現信息的方法，其包括：獲得該區域的磁場信息；當物體位于該區域的第一位置時測量第一磁場數據；和基于該區域的磁場信息和第一磁場數據來確定物體在該區域內的表現信息。
【專利說明】確定個人和運動物體的表現信息的方法發明領域
[0001]本發明的實施方案通常涉及基于磁場信息來確定物體表現信息的方法。更具體的，本發明的實施方案涉及如下來確定物體表現信息例如物體的位置或速度的方法:將區域的磁場信息繪圖，并且將物體在該區域周圍移動時所測量的磁場與繪制的磁場信息進行比較。
[0002]發明背景
[0003]例如衛星導航系統技術可用于導航追蹤物體在戶外環境中的移動。但是，這些系統在衛星和接收器之間沒有清晰路徑的區域中不能很好的發揮作用，例如室內、市內、地下和水下環境，這里衛星導航系統信號經常是不能利用的。因此，有利的是具有定位系統，其在戶外和室內環境二者中工作，其可以用于代替或者與衛星導航系統相組合。
[0004]本發明的實施方案基于局部磁場數據確定了物體的表現信息。沿著寬區域的地球磁場通常是相同的，具有很小的變化。因此在大多數情況中，標準羅盤通常將指向地球的磁極。但是在局部水平上，地球的磁場雖然通常是穩定的，但是會是不均勻的。地球磁場的強度和方向二者會局部變化。特別相關的，在人造結構例如建筑物中，磁場變化會受到例如建筑材料的影響。例如在接近于大的鋼架梁處所測量的磁場會不同于在大的房間中央所測量的磁場。因此，磁場的強度和方向會在整個建筑的不同位置測量時發生變化。
[0005]通過測量和記錄局部磁場數據，可以產生區域的磁場“地圖”，其包括整個區域的磁場信息。在隨后的時間點進行的測量可以與該磁場地圖信息比較，來確定物體在繪圖區域中的位置。這可以用于諸多的活動，例如穿過建筑物的導航或者追蹤物體在封閉結構中的移動。更具體的，某些運動活動通常在體育館、訓練設施、競技場或者露天運動場內進行，其是部分或者完全封閉的。例如運動如籃球、足球和英式足球經常在室內進行。在訓練和比賽二者過程中，變得日益重要的是追蹤運動員的表現度量。衛星導航系統基技術，雖然潛在的用于戶外環境中來追蹤參賽者或者運動裝置(例如球)的位置、移動和表現，但是經常在室內環境中遇到精確度問題。因此，有利的是具有定位系統，其能夠基于局部磁場數據來追示參賽者或者運動裝直在室內環境中的位直、移動和表現。


【發明內容】

[0006]這里公開的方法和系統涉及基于局部磁場數據來檢測、確定和追蹤一個或多個物體在區域中的位置。該方法和系統通常在此參考部分或完全封閉的室內環境來描述，但是同樣適于其他環境例如戶外、市區、地下和水下環境。該方法和系統也通常在此涉及運動活動來描述，但是可以用于許多其他用途例如但不限于室內和戶外導航和產品追蹤。雖然這里公開的方法和系統通常使用磁場數據來描述，但是確定和追蹤個人和物體在區域中的位置的其他類型的數據也是可以預期的。其他類型的數據的例子包括但不限于熱(IR)和/或可見光譜數據、光學數據、圖像數據和/或電磁數據。
[0007]本發明的實施方案涉及一種用于確定位于一定區域中的物體的表現信息的方法，該方法包含:獲得該區域的磁場信息；當物體位于該區域的第一位置時測量第一磁場數據，其中該第一磁場數據包含磁場強度數據和磁場方向數據；和基于該區域的磁場信息和第一磁場數據來確定物體在該區域中的表現信息。
[0008]本發明的實施方案還涉及一種用于確定位于運動場區域的物體的表現信息的方法，該方法包含:獲得該運動場區域的磁場地圖數據；當該物體位于該運動場區域時測量磁場數據；過濾(filtering)所測量的磁場數據；和基于該磁場地圖數據和所過濾的測量的磁場數據，來確定物體在該運動場區域內的表現信息。
[0009]本發明的實施方案進一步涉及一種用于確定物體在一定區域內在給定時間的位置的方法，該方法包含:獲得該區域的磁場信息；當該物體位于所述區域的第一位置時測量第一磁場數據；將該第一磁場數據與所述區域的磁場信息進行比較；基于該第一磁場數據與該區域磁場信息的比較，確定該物體在所述區域內的第一位置的一組可能的定位；當該物體位于所述區域內的第二位置時，測量第二磁場數據；將該第二磁場數據與所述區域的磁場信息進行比較；施加限制到該第二磁場數據，基于該限制以及第一磁場數據和第二磁場數據與所述區域的磁場信息的比較，來確定物體第二位置的可能的定位；和重復測量磁場數據和施加限制的步驟，來確定該物體在該區域內在給定時間的位置。
[0010]本發明的實施方案還涉及一種用于確定位于一定區域中的物體的表現信息的方法，該方法包含:當該物體在第一時間位于該區域的第一位置時，測量第一磁場數據；基于該第一磁場數據確定物體在第一時間的第一位置的定位；當該物體在第二時間位于該區域的第二位置時，測量第二磁場數據；基于該第二磁場數據確定物體在第二時間的第二位置的定位；和基于該物體在第一時間的第一位置的定位和該物體在第二時間的第二位置的定位，來確定該物體的表現信息。
[0011]本發明的實施方案進一步涉及一種用于追蹤第一物體和第二物體在一段時間內它們在一定區域周圍移動的方法，該方法包括:獲得第一物體在一段時間內當它在該區域周圍移動的磁場數據；獲得第二物體在一段時間內當它在該區域周圍移動的磁場數據；和基于所獲得的第一物體的磁場數據和所獲得的第二物體的磁場數據，追蹤該第一物體和該第二物體在給定時間當它們在所述時間段在該區域周圍移動時它們的位置。
[0012]本發明的實施方案還涉及一種用于繪制運動場區域的磁場地圖的方法，該方法包含:在繪制賽事地圖期間，測量在該運動場區域內多個定位處的磁場數據；和基于所測量的磁場數據來產生該運動場區域的磁場地圖。
[0013]本發明的實施方案進一步涉及一種用于確定位于一定區域內的物體的表現信息的方法，該方法包含:獲得該區域的磁場信息；對該區域的磁場信息的可變性進行統計分析；在該物體在所述區域內移動時測量磁場數據的統計變化；和基于磁場數據統計變化的測量來確定物體的表現信息。
[0014]本發明的實施方案還涉及用于監控多個參與運動活動的個人的組監控裝置，該裝置包括顯示器，其配置來在運動活動過程中顯示描繪參與該運動活動的多個個人在運動場上的位置和可移動運動物體(例如球)的位置的表示，其中該表示基于通過連接到多個個人的個人上的個人監控器所產生的位置信息，和通過連接到運動物體上的物體監控器所產生的位置信息。
[0015]本發明的實施方案進一步涉及一種用于監控多個參與運動活動的個人的方法，該方法包括在運動活動過程中顯示描繪參與該運動活動的多個個人在運動場上的位置和可移動運動物體的位置的表示，其中該表示基于通過連接到多個個人的個人上的個人監控器所產生的位置信息，和通過連接到運動物體上的物體監控器所產生的位置信息。
[0016]本發明的實施方案還涉及一種定義運動場的方法，該方法包括使用管理裝置顯示指令來查找第一定位上的傳感器，接收來自該傳感器的第一數據，定義該第一數據作為第一定位的位置，使用管理裝置顯示指令來查找第二位置上的傳感器，接收來自該傳感器的第二數據，和定義該第二數據作為第二定位的位置，其中第一定位的位置和第二定位的位置一起定義了該運動場。
[0017]本發明另外的實施方案、特征和優點以及本發明不同的實施方案的結構和運行在下面參考附圖來詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖(其在此引入和形成說明書的一部分)作為例舉來說明本發明，而非限定性的，并且與說明書一起進一步用于解釋本發明的原則和使得本領域技術人員能夠制造和使用本發明。
[0019]圖1是根據本發明的實施方案的使用運動活動監控系統的個人的圖示。
[0020]圖2是根據本發明的實施方案的使用運動活動監控系統的個人的圖示。
[0021]圖3是根據本發明實施方案的多種不同運動裝置的圖示。
[0022]圖4是根據本發明實施方案的傳感器模塊的部件的方塊圖。
[0023]圖5是根據本發明實施方案的傳感器模塊的部件的方塊圖。
[0024]圖6A是根據本發明實施方案的傳感器模塊的圖示，其配置來監控個人的身體。
[0025]圖6B是根據本發明的實施方案的運動球的圖示，其包括傳感器模塊，用于監控運動球。
[0026]圖7是根據本發明的實施方案的運動活動監控系統通訊的不同部件的圖示。
[0027]圖8A是根據本發明的實施方案的運動活動監控系統通訊的不同部件的圖示。
[0028]圖SB是根據本發明實施方案的兩個傳感器模塊通訊的圖示。
[0029]圖9是根據本發明實施方案的組監控系統的圖示。
[0030]圖10是根據本發明實施方案的示例性坐標系的圖示。
[0031]圖11是根據本發明的實施方案的示例性坐標系的圖示。
[0032]圖12是根據本發明實施方案的處于校準態的個人的圖示。
[0033]圖13是根據本發明的實施方案的處于運動中的個人的圖示。
[0034]圖14是根據本發明實施方案的球和裝載基座的圖示。
[0035]圖15是根據本發明實施方案的處于校準態的球的圖示。
[0036]圖16是根據本發明的實施方案的處于運動中的球的圖示。
[0037]圖17是根據本發明的實施方案的監控系統的圖示。
[0038]圖18A是根據本發明的實施方案的個人監控器和相關部件的圖示。
[0039]圖18B是根據本發明的實施方案的物體監控器的圖示。
[0040]圖19是根據本發明實施方案的組監控裝置的圖示。
[0041]圖20是根據本發明實施方案的組監控裝置的圖示。
[0042]圖21是根據本發明實施方案的分析裝置的圖示。
[0043]圖22是根據本發明實施方案的一部分的監控系統的圖解。
[0044]圖23是根據本發明的實施方案的組監控裝置的顯示的圖示。
[0045]圖24是根據本發明的實施方案的組監控裝置的顯示的圖示。
[0046]圖25是根據本發明的實施方案的組監控裝置的顯示的圖示。
[0047]圖26是根據本發明的實施方案的組監控裝置的顯示的圖示。
[0048]圖27是根據本發明的實施方案的組監控裝置的顯示的圖示。
[0049]圖28是根據本發明的實施方案的組監控裝置的顯示的圖示。
[0050]圖29是根據本發明的實施方案的組監控裝置的顯示的圖示。
[0051]圖30是根據本發明的種實施方案的組監控裝置的顯示的圖示。
[0052]圖31是根據本發明的種實施方案的組監控裝置的顯示的圖示。
[0053]圖32是顯示了根據本發明的實施方案用于確定位于一定區域中的物體的表現信息的方法的流程圖。
[0054]圖33是顯示了根據本發明的實施方案用于確定位于一定區域中的物體的表現信息的方法的流程圖。
[0055]圖34是顯示了根據本發明的實施方案用于確定一定區域中的物體的位置的方法的流程圖。
[0056]圖35是顯示了根據本發明的實施方案用于確定位于一定區域中的物體的表現信息的方法的流程圖。
[0057]圖36是顯示了根據本發明的實施方案當第一和第二物體在區域周圍移動時用于追蹤第一和第二物體的方法的流程圖。
[0058]圖37是顯示了根據本發明的實施方案，用于繪制運動場區域的磁場地圖的方法的流程圖。
[0059]圖38是顯示了根據本發明的實施方案，用于確定位于一定區域中的物體的表現信息的方法的流程圖。
[0060]圖39是根據本發明的實施方案的磁場強度地圖的圖示。
[0061]圖40是根據本發明的實施方案，在單位距離上磁場強度測量值的圖形化表示。
[0062]圖41是根據本發明的實施方案，用于在一定區域中單位距離的平均磁場強度分布的圖形化表示。
[0063]圖42是根據本發明的實施方案，在一定距離上的磁場強度分布的圖形化表示。

【具體實施方式】
[0064]本發明現在將參考其如附圖所示的實施方案來詳細描述。提及“一個實施方案”、“實施方案”、“示例實施方案”、“一些實施方案”等表示所述的實施方案可以包括具體的特征、結構或者特性，但是每個實施方案可以不必需包括該具體的特征、結構或特性。此外，這樣的措辭不必需指的是相同的實施方案。此外，當結合實施方案來描述具體的特征、結構或特性時，其指的是在本領域技術人員的知識內結合其他實施方案影響這樣的特征、結構或特性，無論其是否明確描述。
[0065]作為此處使用的，術語“發明”或“本發明”是非限定性術語，并非用于指具體發明的任何單個實施方案，而是包含在申請中所述的全部可能的實施方案。
[0066]本發明的不同方面或者其任何的部分或功能可以使用硬件、軟件、固件、有形的計算機可讀的或者計算機可用的存儲介質(其具有存儲在其上的指令)或者其組合來進行，并且可以在一個或多個計算機系統或其他處理系統中執行。
[0067]本發明通常涉及基于測量局部磁場來確定物體的表現信息的方法。更具體的，本發明的實施方案涉及通過繪制區域的磁場信息地圖，并且將物體在該區域周圍移動時所測量的磁場數據與所繪制的數據進行比較來確定物體在一定區域中的表現信息例如物體的位置或速度的方法。
[0068]例如如果個人參與涉及使用運動球的活動(例如踢足球比賽)，則令人期望的可以是例如能夠確定該個人踢足球時的速度，能夠確定足球在運動場上相對于邊界線或者球門的定位，或者能夠確定在比賽過程中，足球在運動場不同區域中所花費的相對時間量。
[0069]作為另一例子，令人期望的是能夠確定進行運動例如籃球的個人在具體時間或者在比賽過程中的定位。還令人期望的是確定個人在球場移動的速度和比賽過程中當他們在球場周圍移動時個人采取的路徑。
[0070]在一種實施方案中，可以監控參與運動活動的多個個人(例如團體運動的隊友或對手)的身體的位置和移動，和/或在運動活動過程中個人所用的多個運動裝置的移動。在一些實施方案中，可以提供實時監控和/或反饋，而在其他實施方案中可以提供活動后反饋。
[0071]通過使用包括一個或多個便攜式傳感器的運動活動監控系統，下述的本發明的實施方案可以有利的使得個人(或者他們的教練、隊友或者觀眾)獲得這種或者其他關于個人身體位置的信息或者在運動活動過程中個人的運動裝置的位置的信息。通過傳感器獲得的數據可以以多種方式處理來產生關于運動過程中所關注的物體的位置和移動的有用的信息。在一些實施方案中，傳感器數據可以被處理來確定個人的身體或者個人的運動裝置的空間方向的變化(即，相對于地球上的具體定位、運動場或者其他參考點的位置變化)。在其他實施方案中，傳感器數據可以參考用于具體區域例如運動場的所存儲的參考數據來處理。
[0072]在一種實施方案中，例如可以使用關于個人的身體的位置和移動或者個人的運動裝置的位置和移動的信息，來提供給個人關于如何改進它們的位置或移動的指導，或者作為對裁判員、仲裁或者其他運動競賽裁判的關于個人的身體或者運動裝置的位置或移動的判斷的精確度的檢查。
[0073]合適的監控系統和部件可以包括例如在通常屬于美國專利申請N0.13/446937，標題為“ATHLETIC ACTIVITY MONITORING METHODS AND SYSTEMS”、美國專利申請N0.13/446982，標題為“SPORT BALL ATHLETIC ACTIVITY MONITORING METHODS ANDSYSTEMS” 和美國專利申請 N0.13/446986，標題為 “WEARABLE ATHLETIC ACTIVITYMONITORING METHODS AND SYSTEMS”中公開的系統和部件，它的公開內容在此通過引入其全部的方式結合于此。
[0074]圖1是根據本發明的實施方案，使用運動活動監控系統10的個人100的圖示。個人100會希望獲得關于在運動活動過程中使用本發明的運動活動監控系統10的個人100的身體的位置和移動或者個人100的運動裝置的位置和移動的信息。
[0075]根據本發明實施方案的運動活動監控系統10可以適于由用于團體或者個人運動活動和用于競賽和不正式訓練賽事的個人100使用。例如，根據本發明實施方案的運動活動監控系統10可以適于由個人100用于參與運動活動例如棒球，籃球，保齡球，拳擊，板球，自行車，足球(即，美國足球)，高爾夫，曲棍球，長曲棍球，劃船，橄欖球，跑步，溜冰板，滑雪，英式足球(即，足球)，沖浪，游泳，乒乓球，網球，或者排球，或者在其相關的訓練賽事過程中。
[0076]根據本發明的實施方案，運動活動監控系統10可以包括傳感器模塊102。傳感器模塊102可以包括一個或多個傳感器，并且可以在個人100進行的運動活動過程中物理連接到物體104上。如下面將要進一步詳細解釋的，在一些實施方案中，傳感器模塊102可以用于監控個人100的身體106或者個人的運動裝置108在空間方向上的變化，而在其他實施方案中，傳感器模塊102可以與數據結構中存儲的預定的相關數據組合使用，來確定身體106或者裝置108移動數據和活動度量之間的關系。
[0077]在一種實施方案中，如圖1所示，所監控的物體104可以是個人100的身體106，和傳感器模塊102可以物理連接到個人100的身體106。在所示的實施方案中，傳感器模塊102配置來物理結合到稱作胸部的個人100的身體106部位上。在其他實施方案中，傳感器模塊102可以配置來物理結合到個人100的身體106的其他部位，例如諸如個人的頭、頸、肩膀、后背、胳臂、手腕、手、手指、腰、臀部、腿、腳踝、腳或腳趾頭。
[0078]在一些實施方案中，傳感器模塊102可以配置來物理連接到個人100的身體106部位，其穿戴有一層或多層衣服、鞋類制品，或者佩戴有在傳感器模塊102和個人100的身體106之間存在的運動保護裝置。不管是否存在著干涉(intervening)制品，傳感器模塊102可以通過多種可釋放的或者不可釋放的連接裝置來物理結合到個人100的身體106的部位上，例如諸如皮帶、粘結劑、口袋、夾子或者通過整合到衣服制品中(例如襯衫、褲子、短襪、手套或帽子)、鞋類或者個人100所佩戴的運動保護裝置。
[0079]在一種實施方案中，傳感器模塊102可以配置來置于衣服的傳感器模塊102保持元件中，其配置來保持傳感器模塊102。在一些示例性實施方案中，保持元件可以尺寸化和成形來對應于傳感器模塊102的尺寸和形狀，以便能夠將傳感器模塊102嵌套到其中和將傳感器模塊102保持在適當的位置，來使得衣服的穿戴者的移動對于傳感器模塊102的影響最小。另外的元件可以用于幫助使得這種效應最小，例如諸如帶子和隔離元件。傳感器模塊102保持元件可以通過例如整合到其中、粘附、縫合、焊接、打結、夾住、咬合或者安裝到其上或者這些和其他技術的任意組合而連接到衣服的織物層。在一些示例性實施方案中，傳感器模塊102保持元件是與衣服的織物層一體形成的。
[0080]在一些實施方案中，傳感器模塊102保持兀件可以定位來對應于傳感器模塊102的穿戴者上背。傳感器模塊102保持元件(對應于穿戴者的高位置例如上背)可以幫助使得當傳感器模塊102傳送或接收數據時，在傳感器模塊102保持元件內傳感器模塊102的干涉最小和范圍和信號強度最大。另外，定位該傳感器模塊102保持元件來對應于上背使得傳感器模塊102與運動員移動的干涉最小。在一些示例性實施方案中，傳感器模塊102保持元件定位成不對應于穿戴者的上背。
[0081]在另一實施方案中，如圖2所示，物體104可以是由個人100在運動活動過程中使用的運動裝置108，并且傳感器模塊102可以物理結合到運動裝置108上。在所示的實施方案中，傳感器模塊102物理結合到運動裝置108上，其是英式足球。在其他實施方案中，傳感器模塊102可以配置來物理結合到其他塊的運動裝置108上例如諸如任何類型的運動球，任何類型的運動“棒”(例如棒球棒、曲棍球棒、高爾夫桿、乒乓球拍或者網球拍)，手套，自行車，槳，鞋子，靴子，雪橇，帽子，溜冰板，沖浪板或者眼鏡或風鏡。
[0082]傳感器模塊102可以通過多種結合手段物理結合到運動裝置108上，這取決于運動裝置108和運動活動的性質。例如傳感器模塊102可以如下來物理結合到運動球上:連接到球的外部，連接到空心球的內表面，通過懸浮系統懸浮于空心球內部，或者整合到多層球的外層或其他層。同樣，傳感器模塊102可以物理結合到非空心運動球(例如棒球、保齡球或高爾夫球)上，例如連接到球外部，整合到多層球的層之間，植入球的實心部分中。作為另一例子，傳感器模塊102可以是可釋放的或不可釋放的如下來物理結合到運動“棒”上:卷繞在一部分的運動棒上，夾持到一部分的運動棒上，連接到運動棒外表面，連接到空心或者非空心運動棒內表面，通過懸浮系統懸浮于空心運動棒內部，或者整合到多層或者復合運動棒的壁中或者其他層中。傳感器模塊102可以通過多種結合手段物理結合到運動裝置108上，例如諸如皮帶、粘結劑或者通過整合到運動裝置108中。
[0083]在其他實施方案中，傳感器模塊102可以整合到現有的運動活動監控裝置中例如諸如心率監控裝置、計步器、和加速計基監控裝置或者其他便攜式健康監控裝置例如諸如由德國黑措根奧拉赫的adidas AG在MIC0ACH、PACER、Z0NE或者SPEED CELL商標名下銷售的裝置。
[0084]圖3是多種不同的運動裝置108的例子的圖示，其能夠根據本發明監控系統10的實施方案來使用。如所示的，本發明的監控系統10可以與多種不同的運動裝置108—起使用，例如諸如籃球、足球、棒球棒、棒球、保齡球、曲棍球棒、曲棍球棒、溜冰板、沖浪板、自行車、一對雪橇、滑雪杖、網球拍、網球、鞋類制品、拳擊手套、高爾夫桿或者高爾夫球。
[0085]圖4是根據本發明的實施方的案傳感器模塊102部件的方塊圖。在所示的實施方案中，傳感器模塊102包括彼此可操作地連接的處理器110、電源112、存儲器114、加速度傳感器116、磁場傳感器118和收發器122，來執行傳感器模塊102的功能。在其他實施方案中，一個或多個的這些傳感器模塊102部件可以省略，或者可以添加一個或多個另外的部件。例如在一些主要或者專門的依賴于磁場數據來確定物體104的表現信息如物體104的位置或者速度的實施方案中，傳感器模塊102可以包括磁場傳感器118，但是沒有加速度傳感器116。
[0086]處理器110可以用于執行傳感器模塊102的存儲器114中所存儲的應用程序。處理器110也能夠執行模擬或數字信號處理算法例如原始數據減少和過濾。例如處理器110可以配置來接收來自傳感器的原始數據和在傳感器模塊102處理這樣的數據。處理器110可操作地連接到電源112、存儲器114、加速度傳感器116、磁場傳感器118和收發器122上。
[0087]電源112可以用于為傳感器模塊102提供功率。在一種實施方案中，電源112可以是電池組。電源可以構建到傳感器模塊102中或者可以從傳感器模塊102中除去，并且可以是可再充電的或非可再充電的。在一種實施方案中，電源112可以通過插入連接到充電源上的電纜中來再充電，例如連接到個人電腦上的通用串行總線(“USB”)電纜。在另一實施方案中，電源112可以通過感應充電來再充電，其中當二者緊鄰時使用電子磁場來將能量從感應充電器轉移到電源112，但是無需通過電纜來彼此插入。在一些實施方案中，可以使用對接口來便于充電。
[0088]存儲器114可以用于存儲應用程序指令和存儲運動活動數據。在一種實施方案中，存儲器114可以存儲應用程序來執行這里所述的運動活動監控系統10的功能性方面。在一種實施方案中，存儲器114可以存儲原始數據、記錄的數據和/或計算的數據。在一些實施方案中，如下面將要進一步詳細解釋的，存儲器114可以充當數據存儲緩沖器。存儲器114可以包括只讀存儲器和隨機存取存儲器二者，并且可以進一步包括存儲器卡或者其他可移除存儲裝置。
[0089]在本發明的一些實施方案中，存儲器114可以永久的存儲原始數據、記錄的數據和/或計算的數據，而在其他實施方案中存儲器114可以僅僅臨時存儲全部或者一些數據，例如在緩沖器中。在本發明的一種實施方案中，存儲器114和/或與之相關的緩沖器可以在預定大小的存儲器位置中存儲數據，以使得僅僅某些量的數據可被存儲，用于本發明的具體應用。
[0090]加速度傳感器116可以用于測量傳感器模塊102的加速度。因此當傳感器模塊102物理結合到物體104 (例如個人100的身體106或者運動裝置108)上時，加速度傳感器116能夠測量物體104的加速度，包括由于地球重力場引起的加速度。在一種實施方案中，加速度傳感器116可以包括三軸加速計，其能夠測量三個正交方向上的加速度。在其他實施方案中，可以使用1、2、3個或更多個分別的加速計。
[0091]磁場傳感器118可以用于測量在傳感器模塊102臨近的磁場的強度和/或方向。因此，當傳感器模塊102物理結合到物體104 (例如個人100的身體106或者運動裝置108)上時，磁場傳感器118能夠測量物體104臨近的磁場的強度和/或方向，包括地球磁場。在一種實施方案中，磁場傳感器118可以是矢量磁力計。在其他實施方案中,磁場傳感器118可以是三軸磁力計，其能夠測量在三維上總的局部磁場的合成磁矢量的大小和方向。在其他實施方案中可以使用1、2、3或更多個分別的磁力計。
[0092]在本發明的一種實施方案中，加速度傳感器116和磁場傳感器118可以包含在單個加速計-磁力計模塊中，其帶有由瑞士日內瓦的STMicroelectronics所制造的型號編號LSM303DLHC。在其他實施方案中，傳感器模塊102可以包括加速度傳感器116和磁場傳感器118僅僅之一，并且如果期望可以省掉另一種。例如在一些主要或專門依賴于磁場數據來確定物體104的表現信息例如物體104的位置或速度的實施方案中，傳感器模塊102可以包括磁場傳感器118,但是省掉加速度傳感器116。
[0093]圖4所示的收發器122使得傳感器模塊102能夠與運動活動監控系統10的其他部件無線通訊，例如在下面進一步詳細描述的那些。在一種實施方案中，傳感器模塊102和運動活動監控系統10的其他局部部件可以在個人局域網或局域網中，使用例如一種或多種下面的協議來通訊:ANT、ANT+by Dynastream Innovat1ns、藍牙、藍牙低能技術、BlueRobin或者合適的無線個人或局域網協議。還可以使用其他已知的適于運動活動監控系統10的通訊協議。
[0094]在一種實施方案中，收發器122是低功率收發器。在一些實施方案中，收發器122可以兩路通訊收發器122，而在其他實施方案中收發器122可以是一路發射器或者一路接收器。傳感器模塊102和運動活動監控系統10其他部件之間的無線通訊在下面進一步詳述。在其他實施方案中，傳感器模塊102可以與運動活動監控系統10的其他部件有線通訊，其不依賴于收發器122。
[0095]在本發明的一些實施方案中，具有部件例如圖4所示的那些的傳感器模塊102可以在個人100進行運動活動的過程中物理結合到物體104，來監控個人100的身體106或者個人的運動裝置108的空間方向的變化，來確定身體106或者裝置108移動數據和活動度量(metric)之間的關系，或者來比較所測量的數據與以前測量和記錄的數據。在這些實施方案中，加速度傳感器116和磁場傳感器118可以負責收集必需的數據來進行不同的監控計算。
[0096]但是在一些其他實施方案中，令人期望的是在傳感器模塊102中包括另外的傳感器，或者具有與傳感器模塊102通訊的另外的傳感器。在另一實施方案中，傳感器模塊102可以整合到現有的運動活動監控裝置中，其可能具有另外的或者不同的傳感器例如諸如心率監控裝置、計步器、和加速計基監控裝置，或者其他便攜式健康監控裝置例如諸如由德國黑措根奧拉赫的adidas AG在MICOACH、PACER、ZONE或者SPEED CELL商標下銷售的裝置。
[0097]除了加速度傳感器116和磁場傳感器118之外，其他傳感器(其可以是傳感器模塊102的一部分或者是分別的、但是與傳感器模塊102通訊的)可以包括能夠測量多種運動表現參數的傳感器。術語“表現參數”可以包括與個人100的運動活動相關的物理參數和/或生理參數。測量的物理參數可以包括但不限于時間、距離、速度、位置、步伐、踏板數、輪子轉數、通常的轉動(rotat1n generally),步伐數,步伐長度，飛行時間(airtime),步頻，海拔，應變，沖擊力，彈跳力，通常力(force generally)和起跳高度。測量的生理參數可以包括但不限于心率，呼吸率，血氧水平，血液乳酸鹽水平，血液流動，水合水平，燃燒的熱量或體溫。
[0098]實際的傳感器(其能夠測量這些參數)可以包括但不限于計步器、脈搏計、體溫計、高度計、壓力傳感器、應變表、自行車功率計、自行車曲柄或車輪位置傳感器、磁傳感器、角動量傳感器(例如陀螺儀)、阻力傳感器或力傳感器。
[0099]圖5是根據本發明另一實施方案的傳感器模塊102的部件的方塊圖，其可以包含上述的一些另外的傳感器，以及其他另外的部件。在所示的實施方案中，傳感器模塊102包括彼此操作地連接的處理器110、電源112、存儲器114、加速度傳感器116、磁場傳感器118、用戶界面120和收發器122、角動量傳感器124、心率傳感器126、溫度傳感器128、位置接收器130、數據端口 132和計時器134，來執行傳感器模塊102的功能。在其他實施方案中，可以省掉一種或多種的這些傳感器模塊102部件，或者可以加入一種或多種另外的部件。
[0100]圖5的實施方案的處理器110、電源112、存儲器114、加速度傳感器116、磁場傳感器118和收發器122可以具有類似于上述關于圖4的類似部件的那些的結構和功能。
[0101]傳感器模塊102的用戶界面120可以由個人100用于與傳感器模塊102相互作用。在一種實施方案中，用戶界面120可以包括一個或多個輸入按鈕，開關或者鍵，包括圖形用戶界面觸摸屏表面的虛擬按鈕，開關或鍵。這些按鈕，開關或鍵每個的功能可以基于傳感器模塊102的運行模式來確定。在一種實施方案中，用戶界面120可以包括觸摸墊、滾動墊和/或觸摸屏。在另一種實施方案中，用戶界面120可以包括電容開關。在另一實施方案中，用戶界面120可以包括聲控開關。
[0102]但是在一些實施方案中，傳感器模塊102可以不包括用戶界面120。在這些實施方案中，傳感器模塊102能夠與運動活動監控系統10的其他部件通訊，它們本身可以包括用戶界面。
[0103]角動量傳感器124(其可以是例如陀螺儀)可以用于測量傳感器模塊102的角動量或者方向。因此當傳感器模塊102物理結合到物體104 (例如個人100的身體106或運動裝置108)上時，角動量傳感器124能夠測量物體104的角動量或方向。在一種實施方案中，角動量傳感器124可以是三軸陀螺儀，其能夠測量關于三個正交軸的角旋轉。在其他實施方案中可以使用1，2，3或更多個分別的陀螺儀。在一種實施方案中，角動量傳感器124可以用于校正由一個或多個的加速度傳感器116和磁場傳感器118所進行的測量值。
[0104]心率傳感器125可以用于測量個人的心率。心率傳感器125可以放置成與個人100的皮膚相接觸，例如個人的胸部皮膚，并且用帶子固定。心率傳感器125能夠閱讀個人100的心臟的電活動。
[0105]溫度傳感器128可以例如是體溫計、熱控管或熱電偶，其測量了溫度的變化。在一些實施方案中，溫度傳感器128可以主要用于校準運動活動監控系統10的其他傳感器，例如諸如加速度傳感器116和磁場傳感器118。
[0106]在一種實施方案中，位置接收器130可以是電子衛星位置接收器，其能夠使用沿著視線由來自衛星定位系統衛星的無線電發送的時間信號確定它的定位(即，經度、緯度和高度)。已知的衛星定位系統包括GPS系統、Galileo系統、BeiDou系統和GL0NASS系統。在另一種實施方案中，位置接收器130可以是天線，其能夠與本地或者遠程基站或者無線電傳輸收發器通訊，以使得傳感器模塊102的位置可以使用無線電信號三角測量或者其他類似原則來確定。在一些實施方案中，位置接收器130數據可以允許傳感器模塊102來檢測信息，其可以用于測量和/或計算位置路徑點，時間，位置，行進距離，速度，步伐或者高度。
[0107]數據端口 132可以促進信息從傳感器模塊102轉入和轉出，并且可以例如是USB端口。在一些示例性實施方案，數據端口 132可以另外的或者可選擇的促進功率轉移到電源112，來對電源112充電。
[0108]計時器134可以是時鐘，其能夠追蹤絕對時間和/或確定流逝的時間。在一些實施方案中，計時器134可以用于時間標記某些數據記錄，以便能夠確定某些數據測量或記錄的時間，并且不同時間標記的多種數據可以彼此相關。
[0109]在本發明的一些實施方案中，具有部件例如圖5所示那些的傳感器模塊102可以在個人100進行運動活動過程中物理結合到物體104上，來監控個人100身體106或者個人的運動裝置108的空間方向變化，來確定身體106或裝置108移動數據和活動度量之間的關系，或者比較所測量的數據與以前測量和記錄的數據。在這些實施方案中，加速度傳感器116、磁場傳感器118和/或其他所包括的傳感器可以負責收集必需的數據，來進行不同的監控計算。但是在一些其他實施方案，令人期望的是可以具有包括在傳感器模塊102內的另外的傳感器，具有與傳感器模塊102通訊的另外的傳感器，或者使很少的傳感器具有傳感器模塊102。
[0110]圖6A是根據本發明的一種實施方案的傳感器模塊102的圖示，其配置來監控個人100的身體106。所示的傳感器模塊102可以類似于圖1所示的傳感器模塊102，其配置來物理結合到個人100的身體106部位上已知的如胸部。在本發明的一些實施方案中，圖6A的傳感器模塊102可以在運動活動過程中物理結合到個人100的身體106上，來監控個人100的身體106的空間方向的變化，來確定身體106移動數據和活動度量之間的關系，或者來比較所測量的數據與以前測量和記錄的數據。
[0111]如圖6A所不,在一種實施方案中，傳感器模塊102可以包括外殼136。外殼136可以包含和保護上述參考圖4或圖5描述的示例性傳感器模塊102的不同的電子部件。雖然外殼136在圖6A中顯不為圓形圓盤形外殼,但是該外殼可以米用任何合適的尺寸和形狀，其能夠容納傳感器模塊102必需的部件和物理結合到個人100的身體106的期望的部分上。在一種實施方案中，外殼可以由塑料例如諸如TPU或者其他合適的耐用材料制成。
[0112]在一些實施方案中，傳感器模塊102也可以包括按鈕和/或顯示器。按鈕可以充當傳感器模塊102的用戶界面。按鈕能夠打開和關閉傳感器模塊102，通過不同的顯示選項來切換(toggling)，或者起到多種其他功能?？蛇x擇的，可以提供多個按鈕或沒有按鈕。在一種實施方案中，該顯示器可以是相對簡單的LED顯示器，其能夠將傳感器模塊102的狀態或電池壽命傳送給個人100。在另一種實施方案中，該顯示器可以是更高級的顯示器，其能夠顯示表現參數信息，反饋或其他信息到個人100，例如七段LCD顯示器?？蛇x擇的，可以不提供按鈕或顯示器，如圖6A所示。
[0113]圖6B是根據本發明的一種實施方案的運動球的圖示，其包含傳感器模塊102用于監控運動球。所示的傳感器模塊102可以類似于圖2的傳感器模塊102，其配置來物理結合到運動裝置108 (其是英式足球)。在本發明的一些實施方案中，圖6B的傳感器模塊102 (其并入到英式足球中)可以在運動活動中用于監控英式足球空間方向的變化，來確定球移動數據和活動度量之間的關系，或者比較測量的數據與以前測量和記錄的數據，作為例如個人100踢英式足球的結果。
[0114]如圖6B所示，該球可以包括外層142，其包圍著球的中間空隙。外層142可以與皮革或塑料的平板縫合、結合和/或膠合在一起，并且如果需要，則鑲邊來允許接近內部空氣泡。在其他實施方案中，該球可以是非空心運動球(例如棒球，保齡球或高爾夫球)，包括單個實心層或多個不同的層。在一些實施方案中，在銷售給個人之前傳感器模塊102可以連接到或者并入到球中，而在其他實施方案中，個人可以隨后在購買了球之后插入傳感器模塊102。在一些實施方案中，該球可以包括按鈕和顯示器，其可以類似于上述涉及身體安裝的傳感器模塊102 (如果存在)的那些?？蛇x擇的，可以不提供按鈕或顯示器，如圖6B所
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[0115]在本發明的一些實施方案中，傳感器模塊102可以經由有線或無線技術來與運動活動監控系統10的其他部件通訊。傳感器模塊102和運動活動監控系統10的其他部件之間的通訊因為多種原因而是令人期望的。例如就傳感器模塊102記錄和存儲運動活動信息而言，它可以用于將這種信息傳送到另一電子裝置，用于另外的數據處理、數據可視化、與他人共享、與以前記錄的運動活動信息比較或者多種其他目的。作為另一例子，就傳感器模塊102具有不足的處理能力而言，可以通過運動活動監控系統10的其他部件提供寬的局域網傳送能力、傳感器能力或者其他能力?；谶@一點，下面簡要描述可能的通訊手段。
[0116]傳感器模塊102和個人計算機204之間的有線通訊可以如下實現:例如將傳感器模塊102置于對接裝置中，其使用插入個人計算機204的通訊端口的通信電線連接到個人計算機204上。在另一種實施方案中，傳感器模塊102和個人計算機204之間的有線通訊可以例如通過在傳感器模塊102和計算機204之間連接電纜來實現。傳感器模塊102的數據端口 132和計算機204的通訊端口可以包括USB端口。連接傳感器模塊102和計算機204的電纜可以是具有合適的USB插頭的USB電纜，其包括但不限于USB-A或USB-B正常的、迷你的或微型插頭，或者其他合適的電纜例如諸如FireWire、Ethernet或Thunderbolt電纜。如上所述，在一些實施方案中，這樣的電纜可以用于促進功率轉移到傳感器模塊102的電源112，來對電源112充電?？蛇x擇的，電源112可以通過感應充電來再充電，或者使用對接口再充電。
[0117]到個人計算機204的有線連接可以例如用于將來自傳感器模塊102的運動活動信息加載到個人計算機204，或者從個人計算機204下載應用程序更新或設置到傳感器模塊102。
[0118]傳感器模塊102和個人計算機204之間的無線通訊可以例如通過無線寬局域網(例如諸如因特網)、無線局域網或者無線個人局域網來實現。作為本領域技術人員公知的，存在著許多已知的標準和私有協議，其適于執行無線局域網(例如TCP/IP、IEEE802.16、藍牙、藍牙低能、Dynastream Innovat1ns 公司的 ANT、ANT+ 或 BlueRobin)。因此本發明的實施方案不限于使用任何具體的協議來在傳感器模塊102和本發明的運動活動監控系統10不同的部件之間通訊。
[0119]在一種實施方案中，傳感器模塊102可以與無線寬局域網通訊系統(例如手機所使用的)來通訊。例如無線寬局域網通訊系統可以包括多個地理分布的通訊塔和基站系統。通訊塔可以包括一個或多個支持長范圍兩路無線電頻率通訊無線裝置的天線，如傳感器模塊102。天線和傳感器模塊102之間的無線電頻率通訊可以按照任何已知的或者將來開發的無線協議來利用無線電頻率信號，例如CDMA、GSM、EDGE、3G、4G、IEEE802.x(例如IEEE802.16 (WiMAX))等。通過基站系統和便攜通訊塔在空中傳輸到傳感器模塊102的信息可以進一步傳輸到或者接收自一種或多種另外的線路交換或者包交換的通訊網絡，包括例如因特網。
[0120]如圖7所示，通訊也可以在傳感器模塊102、個人計算機204和/或遠程服務器202之間經由網絡200來發生。在一種實施方案中，網絡200是因特網。因特網是全球的服務器、路由器、交換和傳輸線的匯集，其使用因特網協議(TCP/IP)來通訊數據。網絡200也可以用于任何兩個或多個傳感器模塊102、個人計算機204、服務器202和對接單元之間的通訊。在本發明的一種實施方案中，信息直接在傳感器模塊102和服務器202之間經由網絡200通訊，因此繞開了個人計算機204。
[0121]多種信息可以在任何的傳感器模塊102、個人計算機204、網絡200、服務器202或者其他電子部件例如諸如另一種傳感器模塊102、手機、臺式計算機或者其他便攜式電子裝置之間通訊。這樣的信息可以包括例如表現參數數據、裝置設置(包括傳感器模塊102設置)、軟件和固件。
[0122]在本發明不同元件中的通訊可以在已經完成運動活動后發生或者在運動活動過程中實時發生。另外，例如傳感器模塊102和個人計算機204之間的相互作用和個人計算機204和服務器202之間的相互作用可以在不同的時間發生。
[0123]在本發明的一些實施方案中，使用運動活動監控系統10的個人100可以參與活動，帶有物理結合到個人的身體106或運動裝置108上的傳感器模塊102，但是在個人的緊鄰沒有構成運動活動監控系統10的一部分的其他便攜式電子裝置。在這樣一種實施方案中，傳感器模塊102將使用它的傳感器監控運動活動。傳感器模塊102也可以進行必要的計算來監控個人100身體106或者個人的運動裝置108的空間方向的變化，進行必要的計算來確定身體106或者裝置108移動數據和活動度量之間的關系，或者比較測量的數據和以前測量和記錄的數據。
[0124]可選擇的，在這種情況中，運動活動監控系統10的其他部件(其在活動過程中遠離個人100布置)將依靠進行必要的計算來監控個人100的身體106或者個人的運動裝置108的空間方向的變化，進行必要的計算來確定身體106或者裝置108移動數據和活動度量之間的關系。這可以例如在活動之中或之后，在運動表現信息從傳感器模塊102直接無線傳輸到個人計算機204或服務器202之后發生，或者在活動后在運動表現信息直接從傳感器模塊102有線傳輸到個人計算機204之后發生。
[0125]但是在本發明的其他實施方案中，如圖8A所示，傳感器模塊102可以與運動活動監控系統10的便攜式電子裝置206通訊，其也被個人100在運動活動過程中攜帶。在一些實施方案中，便攜式電子裝置206可以是手表、手機、臺式計算機或其他便攜式電子裝置。
[0126]便攜式電子裝置206可以用作許多目的，包括例如提供另外的數據處理，提供另外的數據存儲，提供數據可視化，提供另外的傳感器能力，將信息傳遞到網絡200，或者提供音樂重播。
[0127]在本發明的一種實施方案中，便攜式電子裝置206可以是專用的便攜式電子裝置206。術語“專用便攜式電子裝置”表示便攜式電子裝置206不能用于本發明的運動活動監控系統10之外的另一目的。例如手機、個人數字助理或者數字音樂文件播放器(例如MP3播放器)不能被認為是這里所用的術語的“專用便攜式電子監控裝置”。在這種方式中，該專用便攜式電子監控裝置206在一些實施方案中可以提供更簡單和/或更有效的裝置。
[0128]圖8A所示的便攜式電子裝置206不是專用的便攜式電子監控裝置；圖8A所示的便攜式電子裝置206是手機。在可選擇的實施方案中，對于傳感器模塊102來說可能的它本身體現為手機。在運動活動監控系統10中包括便攜式電子裝置206例如手機會是令人期望的，因為手機通常由個人攜帶，甚至當參與運動活動時也是如此，并且它們能夠提供明顯的另外的計算和通訊能力給個人100，無需另外的成本。
[0129]由于上面的討論，很顯然這里所述的不同的處理步驟或者其他計算能夠通過這里公開的運動活動監控系統10的不同的實施方案來進行，并且不必局限于由傳感器模塊102進行，這取決于本發明具體實施方案的構造。例如這里所述的任何的處理步驟或者其他計算可以在不同的實施方案中通過傳感器模塊102，通過服務器計算機202，通過個人計算機204，通過便攜式電子裝置206和/或任何其他網絡部件，或者通過大于一個部件來進行。
[0130]本發明的實施方案可以包括使用所謂的“云計算”。云計算可以包括計算是作為服務而非產品來傳輸的，由此將資源、軟件和信息共享提供給計算機和其他裝置作為在網絡(典型的因特網)上的效用。云計算可以在網絡上的公開的應用程序界面上用用戶數據、軟件和計算委托服務(典型的集中)。終端用戶可以通過網絡瀏覽器或者輕型桌上型或者移動應用訪問云基應用，同時將商業軟件和數據存儲在遠程位置的服務器上。云應用提供者經常爭取給予與軟件程序局部安裝到終端用戶計算機上的相同或更好的服務和性能。
[0131]圖SB示意了第一傳感器模塊102，其與第二傳感器模塊102無線通訊。在一種實施方案中，這樣的通訊會是令人期望的，以使得不同的個人100，包括同一運動隊的個人100，可以比較他們在運動活動中的表現或者交換數據，而不必首先通過遠程計算機例如個人計算機204或服務器202傳輸數據。
[0132]圖9是根據本發明的一種實施方案的組監控系統的圖示。在一種示例性實施方案中，例如圖9所示的組監控系統250包括便攜式電子裝置206、基站260和至少一個組監控裝置270。便攜式電子裝置206可以結合到個人100上。便攜式電子裝置206可以包括或者與傳感器模塊102或者個人100相關的個人傳感器或者它們的運動裝置108進行通訊，包括但不限于加速度傳感器116、磁場傳感器118、計步器、心率監控器、位置傳感器、沖擊傳感器、照相機、陀螺儀、麥克風、溫度傳感器和風傳感器。
[0133]在一種示例性實施方案中，便攜式電子裝置206和/或傳感器模塊102可以包括傳感器衣服、心率監控器和位置傳感器。位置傳感器可以包括例如與衛星基定位系統一起使用的位置傳感器，與信標系統(例如使用三角測量和/或在場或者活動區域周圍的已知位置上的天線接收的信號的時間差)一起使用的位置傳感器，或者與任何其他合適的位置確定系統一起使用的位置傳感器。在一些示例性實施方案中，組監控設備270可以由教練使用。
[0134]傳感器模塊102可以在運動活動期間，在個人100準備參與時安裝到個人100上。安裝到具體個人100上的傳感器模塊102可以經由有線或無線連接到便攜式電子裝置206上(其也安裝到具體的個人100上)。傳感器模塊102可以傳感個人100參與運動活動期間關于個人100的特性，和傳輸該特性指示數據到便攜式電子裝置206。在運動活動期間便攜式電子裝置206依次傳輸數據到基站260。
[0135]在一些示例性實施方案中，這種傳輸實時發生。作為此處使用的，“實時”可以包括傳輸技術固有的延遲，設計來優化資源的延遲和其他固有的或者期望的延遲，其將是本領域技術人員顯而易見的。在一些示例性實施方案中，這種傳輸是實時延遲的，或者可以在活動完成后發生。基站260可以接收數據和可以確定來自該數據的度量，這里度量可以代表傳感器模塊102所測量的特性，或者可以代表通過使用算法和其他數據處理技術從所述數據推導出的進一步的性質?；?60依次可以在運動活動期間傳輸度量到組監控裝置270，其可以接收該度量和顯示度量的表示。
[0136]組監控裝置270可以接收與多個個人100相關的度量，和可以顯示所接收的與它們相連的個人100有關的度量。以此方式，在運動活動期間觀看組監控裝置270的教練接收了關于多個個人100的詳細信息，并且可以根據該信息被確定為必需或者有利而作用于該信息，由此有效監控和管理運動活動期間的個人100。
[0137]合適的組監控系統和部件可以包括例如下面公開的系統和部件:通常屬于美國專利申請 N0.13/077494,標題為 “Group Performance Monitoring System and Method”，美國專利申請N0.13/077510,標題為“Group Performance Monitoring System and Method”和美國專利申請 N0.13/543428,標題為 “Group Performance Monitoring System andMethod”，它的公開內容以參考其全部的方式結合于此。
[0138]上面已經提供了本發明的運動活動監控系統10的部件的示例性實施方案的概述，包括示例性傳感器模塊102。現在在下面提供這樣的不同的示例性方法的說明，S卩，使用本發明的運動活動監控系統10來監控個人100的身體106或者個人的運動裝置108空間方向的變化，來確定身體106或者裝置108移動數據和活動度量之間的關系，或者比較測量的數據與以前測量和記錄的數據。
[0139]參與運動活動的個人100(或者另一個感興趣的人例如教練、隊友或觀眾)會期望獲得在運動活動期間關于個人100的身體106的位置和移動或者個人的運動裝置108的位置和移動的信息。
[0140]例如如果個人100參與這樣的活動，其包括使用運動球如進行英式足球比賽，則令人期望的是例如能夠確定個人100所踢的英式足球(S卩，足球)的不同發射角，能夠確定在個人100踢球之后英式足球的轉速，能夠確定英式足球在場地上的不同位置，或者能夠確定英式足球在被個人100踢之后行進的峰值速度。
[0141]作為另一例子，如果個人100參與這樣的活動,其包括個人100的胸部不同的移動如參與籃球技能，則令人期望的是例如能夠確定當個人100在試圖擺脫防守者時向左急轉或者向右急轉時的情況，能夠確定個人100在球場的某些位置所用的時間量和位置，能夠確定個人100起跳高度或者當跳起進攻、試圖扣籃或者試圖阻擋進攻時個人100起跳的力，或者能夠確定當進行籃球相關的反應時間訓練時個人100的反應時間。
[0142]通過使用上述包括傳感器模塊102的運動活動監控系統10，本發明的實施方案可以有利的使得個人100(或者它們的教練、隊友或觀眾)能夠獲得在運動活動之中或之后，關于個人100的身體106的位置和移動或者個人100的運動裝置108的位置和移動的這種或其他信息。
[0143]雖然本發明的不同的實施方案是在英式足球(即，足球)和籃球運動的情況中描述的，但是本發明不限于此，并且可以用于多種不同的運動或者運動活動，包括例如棒球，保齡球，拳擊，板球，自行車，足球(即，美國足球)，高爾夫，曲棍球，長曲棍球，劃船，橄欖球，跑步，溜冰板，滑雪，沖浪，游泳，乒乓球，網球或者排球，或者用于與之相關的訓練賽事。另外當適當時，能夠在英式足球中確定的所述的活動度量也能夠在籃球中確定，反之亦然。
[0144]通過傳感器模塊102所獲得的數據可以以多種方式處理，來產生關于在活動過程中，所關注的物體104的運動的有用信息。在一些實施方案中，傳感器模塊102數據可被處理以監控個人100的身體106或者個人100的運動裝置108的空間方向的變化。在其他實施方案中，傳感器模塊102數據可被處理來參考移動數據和數據結構中所存儲的活動度量之間預定的關系。在其他實施方案中，測量的數據可以與以前測量和記錄的數據進行比較。
[0145]在本發明的實施方案中(這里期望的是監控個人100的身體106或者個人100的運動裝置108的空間方向或者移動的變化)，不管運動活動監控系統10和傳感器模塊102是否用于監控個人100的身體106或者個人100的運動裝置108，通常的分析框架可以用于進行監控。在這樣的一種實施方案中，個人100可以使用運動活動監控系統10中的傳感器模塊102，來確定物體104的空間方向或者移動的變化。傳感器模塊102可以檢測物體104的移動。在一種實施方案中，物體104的移動是基于傳感器模塊102的加速度傳感器116所捕集的加速度數據來檢測的。在另外一種實施方案中，物體104的移動是基于傳感器模塊102的磁場傳感器118所捕集的磁場數據來檢測的。在仍然的另一種實施方案中，物體104的移動是基于加速度數據和磁場數據二者來檢測的。在一些實施方案中，物體104的移動可以基于衛星定位系統數據來檢測。
[0146]在一種實施方案中，磁場傳感器118可以用于測量傳感器模塊102鄰近的磁場強度和/或方向。在另外一種實施方案中，磁場傳感器118可以用于測量傳感器模塊102鄰近的地球磁場的強度和/或方向。在一些實施方案中，磁場傳感器118能夠測量總的局部磁場和/或局部地球磁場的合成的磁矢量的大小和/或方向。
[0147]如果所監控的物體104是英式足球，則所檢測的移動可以由作為個人100帶球的結果，英式足球在地面上的滾動組成。如果所監控的物體104是打籃球的個人100的胸部，則所檢測的移動可以由個人運籃球在球場向下時個人胸部向前移動組成。
[0148]在一些實施方案中，傳感器模塊102因此可以確定物體104的移動表示追蹤的移動的發生。在一種實施方案中，物體104的移動表示追蹤移動的發生出現在當閾值數據值達到預定的時間段時。例如，傳感器模塊102可以確定物體104的移動已經導致了閾值加速和/或磁場變化持續出現了預定的時間段。
[0149]在一些實施方案中，確定追蹤移動的發生是追蹤移動在確定之前已經開始的指示。在這種情況中，仍然可能的是捕集全部的涉及移動的相關數據，因為傳感器模塊102可以臨時地將數據流記錄在緩沖器中，如果最近已經記錄的數據可能需要檢查或者更永久的記錄，來響應發現出現了追蹤移動的確定。在其他實施方案中，確定追蹤移動的發生是追蹤移動即將開始的標志。在一些實施方案中，傳感器模塊102用于永久或臨時存儲數據，并且可以進一步適于在某些情況中將數據存儲預定時間段，例如當填充數據緩沖區時。
[0150]如果所監控的物體104是英式足球，則由于個人100快速踢球來嘗試射門而導致的英式足球的移動會引起這樣的確定，即，應當追蹤球響應所述踢的運動(其可以包括在確定之前、之中和/或之后球的運動)。如果所監控的物體104是打籃球的個人100的胸部，則當進行進攻移動時，個人100的胸部通過180度旋轉的旋轉會導致這樣的確定，即，應當追蹤個人胸部的旋轉(其可以包括個人100的胸部在確定之前、之中和/或之后的旋轉)。
[0151]為了響應追蹤移動的出現的確定，可以確定物體104的初始空間方向，其可以包括物體的位置。在一些實施方案中，物體104的初始空間方向的確定可以參考坐標軸系統來確定。
[0152]坐標軸系統是用于監控物體104空間方向的變化的有用的分析工具。圖10顯示了示例性三維笛卡爾坐標軸系統300，具有三個軸一X軸、Y軸和Z軸。兩個矢量“G”和“B”疊加在圖10所示的坐標軸系統300上。在Y方向指向的G-矢量302代表重力矢量。B-矢量304代表了合成的磁場矢量。
[0153]圖11顯示了另一種示例性三維笛卡爾坐標軸系統350。這個系統350定義了剛性體例如物體104的六個自由度。六個自由度指的是剛性體在三維空間中的運動，S卩，向前/向后，向上/向下，向左/向右移動(在三個垂直軸上平移)并且結合有關于三個垂直軸旋轉(俯仰、偏航、橫滾)的能力，如圖11所示。
[0154]在一種實施方案中，物體104的初始空間方向的確定可以參考重力矢量302來進行，如圖10所示。在另一種實施方案中，物體104的初始空間方向的確定可以參考地球磁場矢量304來進行，如圖10所示。在其他實施方案中，物體104的初始空間方向的確定可以參考該物體在具有六個自由度的三維空間中平移和旋轉的方式的特性來進行，如參考圖11所解釋的。
[0155]在第一時間已經確定了物體104的初始方向之后，可以確定物體104空間方向的變化。在一種實施方案中，確定物體104的空間方向的變化可以類似于確定物體104的初始方向來進行，除了在物體移動時，可額外地考慮在重力矢量302和/或磁場矢量304的方向上的變化的另外的信息。
[0156]活動度量可以基于所確定的物體104空間方向的變化來確定。該活動度量的性質可以基于個人100參與的運動活動，以及被監控的特定物體104而變化。在一種實施方案中，該活動度量會涉及到例如發射角、轉速、速度、位置、起跳高度、起跳力、起跳距離、踢力、踢距、具體類型的運動移動的特性或者反應時間測量。在其他實施方案中，活動度量可以例如是轉速、旋轉平面、起跳力、力曲線(作用于運動員的身體或者地面或者物體上的力)、網球的撞擊信息、高爾夫、棒球、曲棍球棒的揮桿曲線，腿的踢力曲線、自行車踏板的角度位置、騎車人的功率輸出、疲勞(在重復運動，即，跑步、舉重、游泳、劃船等中開始出現戰栗)、姿勢、投擲或者胳臂的擺動技術和射擊技術。
[0157]可以提供將活動度量傳送給個人100、教練、隊友、觀眾或者任何其他感興趣的人的輸出。在一種實施方案中，該輸出可以是聽覺、視覺和/或觸覺輸出。
[0158]在本發明的一些實施方案中，傳感器模塊102能夠補償可以存在于包含在或者與傳感器模塊102通訊的不同類型的傳感器中固有的缺陷。大多數真實世界的傳感器具有局限。例如加速計、磁力計、陀螺儀和衛星定位系統接收器會具有精度問題，特別是當在不同于它們的初始校準條件的速度或者在其他條件下使用時更是如此。
[0159]在一些系統中，如果傳感器數據例如加速度傳感器116或磁場傳感器118數據臨時丟失或者不可利用，來自不可利用的傳感器的數據不能用于隨后的處理或者計算。在其他系統中，丟失的數據可以通過“直線”方法來估計，這里例如它假定數據保持恒定或者以恒定的速率變化。但是在本發明的一些實施方案中，傳感器數據例如加速度傳感器116或磁場傳感器118數據之一可以用于基于兩種類型的數據之間已知的、導出的或者估計的關系，或者數據外推，來補償和/或估計其他的加速度傳感器116或磁場傳感器118數據中的變化。
[0160]通過將例如由加速度傳感器116和磁場傳感器118所產生的數據相組合，根據本發明的實施方案的系統和方法能夠更精確的確定絕對數據值或者活動度量，甚至當來自加速度傳感器116或磁場傳感器118之一的數據因為任何原因丟失時也是如此。使用沒有損失的數據，系統能夠持續的提供數據值或者活動度量來填充“空洞”，直到重新獲得丟失的數據或者重新取樣。
[0161]在本發明的其他實施方案中，角動量傳感器124數據，例如陀螺儀數據，可以與一種或多種的加速度傳感器116或者磁場傳感器118數據一起用于數據校準和/或外推。
[0162]在本發明的一些實施方案中，用于加速度傳感器116或磁場傳感器118基傳感器模塊102校準和/或產生校正因子數據可以在多種不同的使用條件下進行，例如校準數據或者校正因子可以產生用于不同的移動速度，用于個人100的身體106，用于運動裝置108，用于不同的運動中，用于在不同的風條件下使用，用于在不同的球場或者場地條件下使用等。此外，由于個人100持續使用所述系統，在該背景下，可以隨時間收集這種校正因子和/或校準數據。以此方式，可以在監控系統(任選的在系統的便攜式部分中)中建立或存儲校準數據或者校正因子的“查詢表”或其他“全集(universe)”或圖書館，以便能夠產生適當的校正因子，并且施用到全部范圍的個人100或者運動裝置108速度和/或其他使用條件。
[0163]具有所述系統(任選的處于系統的便攜式部分中，處于個人計算機中等)的微處理器可以編程來在已知的校準或者校正因子之間內插和/或外推，來實現用于任何速度或其他使用條件的最適當的校準或校正因子。同樣，在這種方式中，不同的校準或者校正因子可以在單個運動進行過程中在不同的時間施用，例如基于在進行期間在給定時間所確定的速度或其他使用條件，來進一步幫助改進速度和距離監控的整體精確度。通過在不同的進行條件下具有多種可利用的校正或校準因子，傳感器模塊102將傾向于變得更精確，特別是隨著時間的變化和隨著使用的增加，因為隨著使用的增加產生了校準和校正因子數目的增加。
[0164]在本發明的一種實施方案中，傳感器模塊102會受到局部磁場動搖的影響,例如地球磁場。該局部磁場在接近于地球表面處比遠離地球的其他距離上是更為多變的。例如局部磁場在距地球表面大約三英尺內比離開地球表面大于大約三英尺是更為多變的或者紊亂。因此在一些實施方案中，如果來自物體104處于距地球表面大約三英尺內時的磁場傳感器118數據被認為不可靠時(這歸因于接近地球表面的局部磁場例如地球磁場的相對高的可變性),則物體104遠離地球表面大于大約三英尺時獲自物體104的磁場傳感器118數據可以用于外推或者評估物體104處于地球表面內大約三英尺時正確的或可能的磁場傳感器118數據。
[0165]在一些實施方案中，監控系統10的傳感器模塊102可以安裝到個人100上。在一些實施方案中，多個傳感器模塊102可以安裝到個人100上(例如一個傳感器模塊具有與另一傳感器模塊成一個或多個斜角的軸)。在一些實施方案中，傳感器模塊102可以安裝到個人100的不同位置(例如在個人100的軀干上，在個人100的一個或多個附屬體上)。例如個人100可以是進行運動活動的運動員。包括安裝到個人100上的傳感器模塊102的監控系統10被稱作監控系統30。傳感器模塊102可以使用任何合適的技術安裝到個人100上。例如傳感器模塊102可以如下來由個人100穿戴:結合到個人100的外部或內部，使用個人100穿戴的背帶系統安裝到個人100上，攜帶在個人100所穿的衣服口袋中，固定到個人100的皮膚上(例如使用粘結劑)，通過個人100所攜帶或所穿的裝置制品來攜帶(例如頭盔、口罩、運動員皮帶、護墊、鞋類制品)，或者插入個人100的身體內(例如外科手術、口服)。可以用于將傳感器模塊102安裝到個人100上的示例性技術描述在通常屬于2011年3月31日申請的美國專利申請N0.13/077520中，它的公開內容通過引入其全部的方式結合于此。
[0166]在一些實施方案中，傳感器模塊102可以被激活(S卩，進入活動狀態)，以響應感測個人100的活動運動或移動(術語“運動”和“移動”在此是可互換使用的)。在一些實施方案中，活動運動可以例如跳過預定的高度，在預定的時間內跳預定的次數，行走預定的步數。在一些實施方案中，活動運動可以例如是一系列的動作(例如的響應快速連續進行的三次跳躍，或者在預定的時期內例如諸如3秒內的運動)。通過激活，傳感器模塊102開始存儲(例如在存儲器114中)和/或轉移所感測的數據到遠程裝置，如這里所述的。在一些實施方案中，在激活態時，傳感器模塊102可以連續傳感數據(例如加速度數據(代表加速度的數據)是由傳感器模塊102的加速度傳感器116測定的，和磁場數據(代表磁場的數據)是由傳感器模塊102的磁場傳感器118測定的)。在一些實施方案中，數據是由傳感器模塊102定期(例如每50毫秒(ms),每1ms,每Ims)感測的。
[0167]在一些實施方案中，傳感器模塊102可以在預定的時間期間(例如30分鐘)失活(例如進入低功率備用態，在相對于激活態的低頻率檢測加速度)，以響應傳感傳感器模塊102的無運動。在一些實施方案中，傳感器模塊102可以失活，以響應傳感不活動的運動個人100。在一些實施方案中，失活運動可以例如是上述活動運動那樣的任何運動。在一些實施方案中，失活運動可以與活動運動相同。在一些實施方案中，失活運動可以不同于活動運動。
[0168]在一些實施方案中，傳感器模塊102所傳感的數據可以是時間相關的(例如與時間數據相關來存儲，其代表了數據傳感時的時間)。數據傳感時的時間可以經由計時器134提供。在運行中，監控系統30的傳感器模塊102傳感和處理了這里所述的信號，來輸出個人100活動度量的表示。在一些實施方案中，活動度量的表示可以輸出到例如顯示裝置(例如個人計算機204，便攜式電子裝置206或者傳感器模塊102的顯示器)。傳感器模塊102可以由任何合適的技術來提供功率，包括這里所述的那些。
[0169]在一些實施方案中，包括安裝到個人100上的傳感器模塊102的監控系統30可以用于確定關于個人100的多種活動度量，包括與個人100運動相關的特性。例如監控系統30可以用于確定個人100的運動特性(例如個人100或其部分的位置，個人100或其部分的方向，個人100或其部分的速度方向和/或大小，個人100或其部分的加速度方向和/或大小，施加到個人100或其部分上的力的方向和/或量級，個人100或其部分的移動持續時間，個人100或其部分的姿勢，和/或個人100或其部分的旋轉)；來確定個人100所進行的運動；來確定個人100的跳躍特性(例如最大跳躍高度、起跳力)；或者確定個人100的反應時間(例如在指導后進行所指導的運動的時間，或者達到目標例如達到最大速度，從蹲伏達到完全直立的位置，從筆直的位置倒伏的時間)。在一些實施方案中，監控系統30可以用于定義運動。例如監控系統30可以用于在進行運動過程中由傳感器模塊102所傳感的數據方面，定義個人100所進行的運動。監控系統30可以使用任何合適的部件進行這里所述的操作，來確定這樣的活動度量。例如所述的傳感操作可以通過監控系統30的傳感器模塊102的傳感器(例如作為適當的，加速度傳感器116或者磁場傳感器118)來進行。同樣例如涉及數據處理的操作(例如鑒別、確定、計算、存儲)可以通過傳感器模塊102的處理器110進行，或者通過監控系統30的任何其他裝置或者與之通訊的裝置的處理器(例如服務器202、個人計算機204或便攜式電子裝置206)進行。
[0170]在一些實施方案中，當個人100 (或者至少傳感器模塊102)處于校準態時，校準數據是通過傳感器模塊102傳感的。在一些實施方案中，當傳感器模塊102是靜止的(例如相對于外部坐標系(即，獨立于傳感器模塊102的坐標系)例如諸如圖12所示的坐標系600,在一段時間內(例如1ms或更長))時,傳感器模塊102處于校準態。在一些實施方案中，當傳感器模塊102傳感大約IG的合成加速度(即，處于IG的閾值容差內的合成加速度，例如處于IG的5%內)，傳感器模塊102可以被認為是靜止的。在一些實施方案中，傳感器模塊102可以在個人正在進行移動時被認為在時間上是靜止的。例如傳感器模塊102可以在籃球參賽者跳躍的時期內的一段時間是靜止的(例如連接從個人100向下運動彎曲起跳到個人100向上運動來開始跳起的跨越轉變的時間段內，傳感器模塊102可以被認為是靜止的，這里傳感器模塊102所傳感的合成加速度是大約1G)。同樣例如傳感器模塊102可以由于它在個人100上的位置而是靜止的，雖然個人100正在進行運動(例如連接到個人100足部的傳感器模塊102可以在個人100跑步移動過程中站立的每個時間被認為是靜止的，這里傳感器模塊102所傳感的合成加速度是大約1G)。
[0171]傳感器模塊102在圖12中顯示為處于校準態。傳感器模塊102可以在相對于運動活動的任何點(例如在運動活動之前、之中或之后)處于校準態。在一些實施方案中，傳感器模塊102被確定為處于校準態，并且可以傳感校準數據，每個時間傳感器模塊102是靜止的。在一些實施方案中，傳感器模塊102被確定為處于校準態，并且可以傳感校準數據，每個時間傳感器模塊102在大于閾值持續期內(例如I秒)是靜止的，這里在閾值持續期間內(例如I分鐘、10分鐘、30分鐘)沒有感測到校準數據。
[0172]在一些實施方案中，在校準態，傳感器模塊102的加速度傳感器116傳感加速度數據。在一些實施方案中，傳感器模塊102的磁場傳感器118傳感磁場數據(例如與地球磁場有關的數據)。在一些實施方案中，校準數據包括加速度數據和磁場數據二者。在一些實施方案中，校準數據包括加速度數據和磁場數據之一。
[0173]在一些實施方案中，在校準態中，傳感器模塊102的加速度傳感器116所傳感的加速度數據由于重力而加速，其可以由監控系統30用于確定由重力引起的相對于傳感器模塊102的加速度方向和由于重力引起的傳感器模塊102處的加速度大小(一起的重力矢量302)的之一或之二。
[0174]在一些實施方案中，在校準態中，傳感器模塊102的磁場傳感器118傳感了關于傳感器模塊102的磁場方向和在傳感器模塊102處的磁場大小(一起的，磁場矢量304)的之一或之二。
[0175]在一些實施方案中，傳感器模塊102傳感校準數據，其依賴于一種或多種隨后的計算。在一些實施方案中，當傳感器模塊102處于校準態時所傳感的校準數據可以用于建立外部坐標系600。在一些實施方案中，夕卜部坐標系600可以參考重力矢量302的方向來建立(例如建立“向下”的方向，因為已知的是重力引起向下的加速度)。在一些實施方案中，外部坐標系600可以參考磁場矢量304方向來建立(例如建立恒定的參考方向，因為磁場典型的將在運動活動的典型的比賽區域的區域中是略微恒定的)。在一些實施方案中，夕卜部坐標系600可以參考重力矢量302的方向和磁場矢量304的方向來建立。
[0176]在運動過程中，個人100(和傳感器模塊102)可以在任何或全部的六個自由度-三個線性度上移動:(I)上/下(例如沿著外部坐標系600的Y軸)，(2)左/右(例如沿著外部坐標系600的X軸)，和(3)向后/向前，例如沿著外部坐標系600的Z軸)；和三個旋轉度:(I)偏航(例如在外部坐標系600的角度α方向上)，(2)橫滾(例如在外部坐標系600的角度β方向上)和(3)俯仰(例如在外部坐標系600的角度Y方向上)。
[0177]個人100或者其他人會期望知道個人100的活動度量，例如知悉個人100動作的效果。監控系統30可以確定這樣的活動度量(例如鑒別作用于或者由個人100所施加的力，鑒別個人100所進行的運動，確定個人100的跳躍特性，和確定個人100的反應時間)。傳感器模塊102可以輸出代表這樣的活動度量的數據(例如輸出到個人計算機204或者便攜式電子裝置206的顯示裝置)。這樣的數據可以從傳感器模塊102以原始形式(例如來自于加速度傳感器116和/或磁場傳感器118的未處理的信號)或者以代表性的形式(例如由加速度傳感器116和/或磁場傳感器118的處理信號所產生的數據)輸出。在一些實施方案中，監控系統30以個人100和/或其他人可察覺的方式輸出了一種或多種活動度量的表示。
[0178]這樣的活動度量的代表數據可以以任何合適的方式例如諸如此處所述的那些來處理和/或輸出。
[0179]在一些實施方案中，用于一種或多種移動的移動數據曲線(即，一種或多種的傳感的加速度數據和磁場數據，其定義了移動)可以存儲在或者由監控系統30存取，以使得監控系統30可以比較所傳感的加速度數據和磁場數據與該移動數據曲線。
[0180]在一些實施方案中，監控系統30可以比較所傳感的個人100的加速度數據和磁場數據與一種或多種移動數據曲線。在一些實施方案中，監控系統30可以連續進行這樣的比較。
[0181]在一些實施方案中，通過確定所傳感的加速度數據和磁場數據與移動數據曲線或者其部分之間的足夠的對應度，監控系統30鑒別了對應于在個人100進行移動時的移動數據曲線的運動。在一些實施方案中，當所傳感的加速度數據和磁場數據與移動數據曲線之間的差值小于預定的閾值(對于不同的移動數據曲線，該閾值可以不同于)，確定足夠的對應度。
[0182]在一些實施方案中，移動數據曲線可以包括加速度數據和磁場數據的表達，和從其推導出來的變量(例如力、加速度大小、加速度方向、磁場大小、磁場方向)，并且可以作為監控系統30內的數據結構來表達和/或存儲，例如作為算法，作為圖形曲線或者作為查詢表。
[0183]在一些實施方案中，活動度量的表示可以作為彼此的函數來表現,或者其他變量的函數。例如跳躍高度可以作為軀干方向或者球發射角的函數來表現。同樣例如活動度量可以作為位置的函數(例如在運動場上的位置，接近參賽者的位置，接近球門的位置)，作為事件的函數(例如射門得分，犯規)，作為環境條件的函數(例如環境溫度，降雨雪)，或者作為個人生理條件的函數(例如心率，身體溫度)。與這樣的變量有關的信息(例如位置信息，事件信息，環境條件信息和生理條件信息)可以從結合于此的適當的傳感器，或者從監控系統30之外的元件(其與監控系統30通訊)提供到監控系統30。
[0184]在一些實施方案中，如圖12所不,外部坐標系(例如外部坐標系600)是在第一時間確定的，這里傳感器模塊102在第一時間處于校準態。在一些實施方案中，關于傳感器模塊102固定的內部坐標系(例如內部坐標系650)的方向是相對于外部坐標系確定的。為了易于說明，內部坐標系650在此描述為在第一時間與外部坐標系600對齊，但是應當明白內部坐標系650不必須與外部坐標系600對齊(例如內部坐標系650可以通過外部坐標系600角偏移來建立)，和內部坐標系600不必通過傳統的坐標分量來表征，而是可以通過建立傳感器模塊102關于外部坐標系(例如外部坐標系600)的相對方向的一些參考來簡單表征。內部坐標系650的分量在圖中稱作X’(例如左/右)，Y’(例如上/下)，Ζ’(例如向后/向前)，α ’ (例如偏航)，β ’(例如橫滾)和Y (例如俯仰)，并且坐標分量的變化分別稱作Λ Χ,Δ Υ,Δ Ζ,Δ α，Λ β和Λ Y(參見例如圖13)。
[0185]例如如圖12所示，在一些實施方案中，加速度傳感器116被用于確定在第一時間重力矢量302相對于傳感器模塊102 (即，相對于內部坐標系650)的方向，和在一些實施方案中磁場傳感器118被用于確定在第一時間磁場矢量304相對于傳感器模塊102的方向。在一些實施方案中，內部坐標系650相對于外部坐標系600的方向可以基于重力矢量302和磁場矢量304之一或之二來確定。在這種方式中，個人100的初始方向可以基于外部坐標系600內的傳感器模塊102(包括內部坐標系650)的初始方向來確定。
[0186]在一些實施方案中，監控裝置30確定和/或輸出了一種或多種所傳感的個人100的運動特性，包括例如個人100或其部分的位置，個人100或其部分的方向，個人100或其部分的速度的方向和/或大小，個人100或其部分的加速度的方向和/或大小，施加到個人100或其部分的力的方向和/或大小，個人100或其部分的移動的持續期間，個人100或其部分的姿勢，個人100或其部分的旋轉和/或與移動數據曲線的對應度，或者其中的變化。
[0187]在一些實施方案中，例如(參見圖13)，個人100的旋轉(例如三維旋轉)(包括例如個人100作為一個整體或者個人100的一個或多個被監控的部分的旋轉，要認可的是個人100的部分可以相對于彼此移動)可以在第一時間和第二時間之間確定，這里個人在第二時間是運動的。在一些實施方案中，這樣的旋轉可以通過監控系統30輸出和/或通過監控系統30用于進一步的操作。
[0188]例如在一些實施方案中，在第一時間和第二時間之間個人100方向的變化是基于磁場傳感器118從第一時間到第二時間所傳感的磁場數據來確定的。例如在第一時間和第二時間之間個人100方向的變化可以通過該第一時間和第二時間之間相對于外部坐標系600的軸V、Y’和V的角度差(表示為Λ α，Λ β和Λ y)來表達。
[0189]在一些實施方案中，例如(參見圖13)，在第一時間和第二時間之間個人100位置的變化是基于加速度傳感器116從第一時間到第二時間所傳感的加速度數據來確定的。在一些實施方案中，這樣的位置變化可以通過監控系統30輸出和/或通過監控系統30用于進一步的操作。
[0190]例如個人100在第一時間和第二時間之間的位置變化可以通過在第一時間和第二時間之間，相對于外部坐標系600沿著軸X、Y和Z的傳感器模塊102位置的線性差來表達(表示為Δ Χ、Λ Y和Λ Ζ)。
[0191]如所述的，在兩個時間點之間個人100的運動可以通過傳感器模塊102在兩個時間點之間的位置變化和方向變化來表征。在一些實施方案中，個人100的運動的更完全的表示可以通過監控傳感器模塊1112在多個連續的時間點之間的位置變化和方向變化來表征。換句話說，上述用于表征在兩個點之間的個人100運動的技術可以從第二時間到第三時間重復。位置變化和方向變化可以絕對測量(例如在第一時間連續參考傳感器模塊的位置和方向(其可以是校準態)，或者相對測量(例如參考緊鄰的前面的位置和方向，或者任何其他所傳感的位置和方向)。如將理解的，位置和方向的取樣速率越大，個人100的運動的表示將越完全。在一些實施方案中，這里位置變化和方向變化是相對測量的，傳感器模塊102不能相對于外部坐標系來校準。
[0192]在一些實施方案中，如上所述，監控系統10的傳感器模塊102可以安裝到物體104中，其可以是一塊運動裝置108例如諸如球500。在一些實施方案中，多個傳感器模塊102可以安裝在球500中(例如一個傳感器模塊具有與另一種傳感器模塊成一個或多個斜角的軸)。球500可以是任何的球，例如諸如典型的用于運動活動中的球，例如諸如英式足球、籃球、棒球、美國足球、橄欖球、網球、乒乓球、保齡球、高爾夫球、臺球、槌球、彈球、繩球或者沙灘球。包括安裝到球500上的傳感器模塊102的監控系統10被稱作監控系統20。傳感器模塊102可以使用任何合適的技術安裝到球500上。例如傳感器模塊102可以連接到球500的外表面或內表面,可以使用背帶系統安裝在球500內(例如遠離球500的內壁懸浮，例如在球500的中心)，或者可以植入球500的材料中?？梢杂糜趯鞲衅髂K102安裝到球500上的示例性技術公開在通常屬于2009年11月18日提交的美國專利N0.7740551中，它的公開內容在此以引入它的全部的方式結合于此。
[0193]在一些實施方案中，傳感器模塊102可以激活(S卩，進入活動狀態)，以響應傳感球500的活動運動。在一些實施方案中，該活動運動可以例如是響應踢球500的運動(例如所傳感的加速度脈沖高于閾值，或者所傳感的加速度降低到接近零)。在一些實施方案中，該活動運動可以例如是投射踢，這導致球500行進了至少閾值距離或高度(例如2米)(例如所傳感的加速度對應于這樣的運動)。在一些實施方案中，該活動運動可以例如是一系列運動(例如響應踢球500的動作，隨后球500行進了至少閾值距離或高度)。通過激活，傳感器模塊102開始存儲(例如在存儲器114中)和/或轉移所傳感的數據到遠程裝置，如這里所述。在一些實施方案中，在激活態，傳感器模塊102可以連續傳感數據(例如加速度數據(代表加速度的數據)是通過傳感器模塊102的加速度傳感器116確定的，和磁場數據(代表磁場的數據)是通過傳感器模塊102的磁場傳感器118確定的)。在一些實施方案中，數據是通過傳感器模塊102定期(例如每50毫秒(ms)，每1ms,每Ims)感測的。
[0194]在一些實施方案中，傳感器模塊102可以是失活的(例如進入低功率備用態，在相對于激活態的低頻率檢測加速度)，以響應傳感器模塊102在預定的一段時間(例如30分鐘)不能感測到運動。在一些實施方案中，傳感器模塊102可以失活，以響應傳感球500的不活動。在一些實施方案中，失活運動可以例如是上述活動運動那樣的任何運動。在一些實施方案中，失活運動可以與活動運動相同。在一些實施方案中，失活運動可以不同于活動運動。
[0195]在一些實施方案中，傳感器模塊102所傳感的數據可以是時間相關的(例如與時間數據相關來存儲，其代表了數據傳感時的時間)。數據傳感時的時間可以經由計時器134提供。在運行中，監控系統20的傳感器模塊102傳感和處理了這里所述的信號，來輸出球500活動度量的表示。在一些實施方案中，活動度量的表示可以輸出到例如顯示裝置(例如個人計算機204、便攜式電子裝置206或者傳感器模塊102的顯示器)。
[0196]傳感器模塊102可以由任何合適的技術來提供功率，包括這里所述的那些。例如傳感器模塊102可以經由充電基底502 (參見例如圖14)充電來提供功率。例如傳感器模塊102的電源112可以通過感應充電來提供功率，在該情況中，感應線圈可以安裝在球500中和連接到傳感器模塊102的電源112上。在一些實施方案中，當球500放置成感應線圈足夠接近于感應線圈充電裝置時，感應線圈可以接收來自感應充電裝置(例如充電基底502)的功率。在一些實施方案中，球500具有外部標記(例如標記504)來指示感應線圈的位置，以促進球500的最佳方向(即，感應線圈最接近感應線圈充電裝置的方向)。在一些實施方案中，傳感器模塊102連接到視覺指示器上，例如諸如外部發光二極管(LED)，其給出了通過感應線圈所接收的電荷強度的指示(例如LED發光、LED發光變色，LED閃爍變化速度)，來促進球500的最佳方向。
[0197]在一些實施方案中，包括安裝到球500上的傳感器模塊102的監控系統20可以用于確定關于球500 (和/或與球500相互作用的個人100)的多種活動度量，包括與球500運動相關的特性。例如監控系統20可以用于確定球500的位置，球500的軌跡，球500的發射角，球500的轉速，球500的旋轉平面的方向，球500的旋轉軸的方向，球500的行進速度，球500的發射速度，作用于球500上的踢或其他沖擊力，球500的行進距離和球500的最大加速度。監控系統20可以使用任何合適的部件進行這里所述的操作，來確定這樣的活動度量。例如所述的傳感操作可以通過監控系統20的傳感器模塊102的傳感器(例如作為適當的，加速度傳感器116或者磁場傳感器118)來進行。同樣例如涉及數據處理的操作(例如鑒別、確定、計算、存儲)可以通過傳感器模塊102的處理器110進行，或者通過監控系統20的任何其他裝置或者與之通訊的裝置的處理器(例如服務器202、個人計算機204或便攜式電子裝置206)進行。
[0198]在一些實施方案中，當球500處于校準態時，校準數據是通過傳感器模塊102傳感的。在一些實施方案中，當球500是靜止時(例如相對于外部坐標系(即，獨立于傳感器模塊102的坐標系)例如諸如坐標系600 (圖15所示的)，在一段時間內(例如1ms或更長))時，球500處于校準態。在一些實施方案中，當球500的傳感器模塊102傳感大約IG的合成加速度(即，在IG的閾值容差內的合成加速度，例如處于IG的5%內)，球500可以被認為是靜止的。在一些實施方案中，當個人正在運球時可以認為在該時間是靜止的。例如球500可以在籃球參賽者用球500跳投的時期內的一段時間是靜止的(例如在球500從個人的手中釋放之前，球500可以被認為是靜止的，這里傳感器模塊102所傳感的合成加速度是大約1G)。同樣例如球500可以在棒球參賽者進行投擲球500的時間期間內(例如個人的投擲動作從向后到向前運動的過渡期間內，這里傳感器模塊102所傳感的合成加速度是大約1G)的一段時間內靜止的。
[0199]球500 (包括傳感器模塊102)在圖16的時間t00時顯示為處于校準態。球500可以在相對于運動活動的任何點(例如在運動活動之前、之中或之后)處于校準態。在一些實施方案中，球500被確定為處于校準態，并且可以傳感校準數據，每個時間球500在大于閾值的持續期間(例如I秒)是靜止的。在一些實施方案中，球500被確定為處于校準態，并且可以傳感校準數據，每個時間球500是靜止的。
[0200]在一些實施方案中，在校準態，傳感器模塊102的加速度傳感器116傳感加速度數據。在一些實施方案中，傳感器模塊102的磁場傳感器118傳感磁場數據(例如與地球磁場有關的數據)。在一些實施方案中，校準數據包括加速度數據和磁場數據二者。在一些實施方案中，校準數據包括加速度數據和磁場數據之一。
[0201]在一些實施方案中，在校準態中，傳感器模塊102的加速度傳感器116所傳感的加速度數據由于重力而加速，其可以由監控系統20用于確定由重力引起的相對于傳感器模塊102的加速度方向和由于重力引起的在傳感器模塊102處的加速度大小(一起的重力矢量302)的之一或之二。
[0202]在一些實施方案中，在校準態中，傳感器模塊102的磁場傳感器118傳感關于傳感器模塊102的磁場方向和在傳感器模塊102處的磁場大小(一起的，磁場矢量304)的之一或之二。
[0203]在一些實施方案中，傳感器模塊102傳感校準數據，其依賴于一種或多種隨后的計算。在一些實施方案中，當傳感器模塊102處于校準態時所傳感的校準數據可以用于建立外部坐標系600。在一些實施方案中，夕卜部坐標系600可以參考重力矢量302的方向來建立(例如建立“向下”的方向，因為已知的是重力引起向下的加速度)。在一些實施方案中，外部坐標系600可以參考磁場矢量304方向來建立(例如建立恒定的參考方向，因為磁場典型的將在運動活動的典型的比賽區域的區域中是略微恒定的)。在一些實施方案中，夕卜部坐標系600可以參考重力矢量302的方向和磁場矢量304的方向來建立。
[0204]在球的運動過程中(例如在球500被踢或擊打之后)，球500可以在任何或全部的六個自由度-三個線性度上移動:(I)上/下(例如沿著外部坐標系600的Y軸)，(2)左/右(例如沿著外部坐標系600的X軸)，和(3)向后/向前，例如沿著外部坐標系600的Z軸)；和三個旋轉度:(I)偏航(例如在外部坐標系600的角度α方向上)，(2)橫滾(例如在外部坐標系600的角度β方向上)和(3)俯仰(例如在外部坐標系600的角度Y方向上)。
[0205]個人100或者其他人會期望知道球500的活動度量，例如知悉個人100作用在球500上的效果(例如個人100踢或者投擲球500)。監控系統20可以確定這樣的活動度量(例如球500的位置，球500的軌跡，球500的發射角，球500的轉速，球500的旋轉平面的方向，球500的旋轉軸的方向，球500的行進速度，球500的發射速度，球500上的踢或其他沖擊力，球500的行進距離和球500的最大加速度)。傳感器模塊102可以輸出代表這樣的活動度量的數據(例如到個人計算機204或者便攜式電子裝置206的顯示裝置)。這樣的數據可以從傳感器模塊102以原始形式(例如來自于加速度傳感器116和/或磁場傳感器118的未處理的信號)或者以代表性的形式(例如由加速度傳感器116和/或磁場傳感器118的處理信號所產生的數據)輸出。在一些實施方案中，監控系統20以個人100和/或其他人可察覺的方式輸出了一種或多種活動度量的表示。
[0206]這樣的活動度量的代表數據可以以任何合適的方式例如諸如此處所述的那些來處理和/或輸出。
[0207]如這里所述的，在一些實施方案中，監控系統20可以確定和/或輸出了球500在一段時間或者在具體時間點的瞬間軌道606的表示(瞬間軌道是運動中球500運動方向的表不)。在一些實施方案中，監控系統20可以確定和/或輸出球500位置的表不。在一些實施方案中，監控系統20可以確定和/或輸出球500發射角604的表不。在一些實施方案中，在足夠接近于球500運動開始的時間點(例如在球500剛剛被踢或被擊打之后)，發射角604可以確定為對應于球500的瞬間軌道606。在一些實施方案中，球500運動的開始是基于所傳感的超過閾值的脈沖加速度來確定的。在一些實施方案中，發射角604可以確定為對應于在球500開始運動后小于150ms (例如100ms-150ms)時的球500的瞬間軌道606。在一些實施方案中，發射角604可以確定為對應于在球500開始運動后,在可以感測到加速度大小時最早時間的球500的瞬間軌道606。在一些實施方案中，這個時間可以緊隨一段時間的不太可靠的加速度傳感器116的數據輸出(這里這樣的數據輸出相比于在其他時間的加速度傳感器116的數據輸出是不太可靠的)。這樣的不太可靠的數據輸出可以是例如所傳感的加速度數據中的干擾(例如柵形railing干擾)(例如歸因于加速度的突然變化，例如受到沖擊時)或者加速度傳感器信號的增益飽和(例如一段時間，在其間加速度傳感器輸出了它的最大加速信號，因為加速度高于它能夠傳感的最大加速度)引起的，其可以由例如球500在對沖擊(例如踢、投擲、投射)做出反應時的高初始加速度引起的。在一些實施方案中，這樣的不太可靠的加速度數據輸出在踢的沖擊之后會經歷一段時間(例如100-150ms)(例如踢沖擊持續期間大約10ms，和沖擊后大約90ms-140ms)。
[0208]當自由飛行的球500的行進方向的垂直分量的角度足夠接近于球500運動開始時，發射角604可以對應于瞬間軌道606。在一些實施方案中，自由飛行是基于加速度數據來確定的。通過剛剛進入自由飛行(例如通過投擲或踢球500)，加速度傳感器116所傳感的加速度數據表現為小于IG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從IG(例如在靜止或者非自由飛行狀態)降低到0.5G(例如處于自由飛行中)。這種降低發生的時間可以在自由飛行開始時確定。當合成加速度保持低于1G，可以確定連續的自由飛行。在一些實施方案中，可以預定義由于重力引起的加速度大小，或者可以基于當球是靜止時(例如處于校準態)所傳感的加速度數據來確定。
[0209]所確定的自由飛行的球500的行進方向的垂直分量的角度越接近于運動開始，其發射角就越具有代表性。超過運動開始時，自由飛行的球500的行進方向的垂直分量的角度會變化(例如降低)。在一些實施方案中，這種變化可以使用基于瞬間軌道、速度(見下面)和時間(運動開始后)的公式進行補償，來提高發射角測定的精度。在一些實施方案中，在增益飽和期間球500的路徑(即，當加速度傳感器柵形干擾時)可以基于該時間過程中所傳感的磁場數據來確定。在一些實施方案中，在沖擊時刻的發射角可以基于這個路徑來確定。
[0210]在一些實施方案中，球500的瞬間軌道606 (和/或發射角604)可以基于在第一較早時間的一種或多種的加速度數據和磁場數據(例如加速度傳感器116和/或磁場傳感器118所傳感的)，和在第二較晚時間的一種或多種的加速度數據和磁場數據(例如加速度傳感器116和磁場傳感器118所傳感的)來確定。在一些實施方案中，在該第一時間球500是靜止的(例如處于校準態中)，和在該第二時間球500處于運動中(例如球500的運動是在第一時間和第二時間之間開始的)。
[0211]在一些實施方案中，如圖15所不,外部坐標系(例如外部坐標系600)是在第一時間確定的，這里球500在第一時間處于校準態。在一些實施方案中，參考傳感器模塊102確定的內部坐標系(例如內部坐標系650)的方向是相對于外部坐標系600確定的。為了易于說明，內部坐標系650在此描述為在第一時間與外部坐標系600對齊，但是應當明白內部坐標系650不必須與外部坐標系600對齊(例如內部坐標系650可以通過外部坐標系600角偏移來建立)，和內部坐標系600不必通過傳統的坐標分量來表征，而是可以通過建立傳感器模塊102關于外部坐標系(例如外部坐標系600)的相對方向的一些參考來簡單表征。內部坐標系650的分量在圖中稱作V (例如左/右)，Y’ (例如上/下)，Z’ (例如向后/向前)，α ’ (例如偏航)，β ’(例如橫滾)和Y (例如俯仰)，并且坐標分量的變化分別稱作Λ X，Λ Y，Λ Ζ，Λ α ,Δ β和Λ y (參見例如圖16)。
[0212]例如如圖15所不,在一些實施方案中,加速度傳感器116被用于確定在第一時間重力矢量302相對于傳感器模塊102 (即，相對于內部坐標系650)的方向，和在一些實施方案中磁場傳感器118被用于確定在第一時間磁場矢量304相對于傳感器模塊102的方向。在一些實施方案中，內部坐標系650相對于外部坐標系600的方向可以基于重力矢量302和磁場矢量304之一或之二來確定。在這種方式中，球500的初始方向可以基于外部坐標系600內的傳感器模塊102 (包括內部坐標系650)的初始方向來確定。
[0213]在一些實施方案中，例如參見圖16，球500的旋轉(例如三維旋轉)被傳感和在第一時間和第二時間之間測量，這里球500在第二時間是運動的(例如在運動開始后短期內，例如諸如運動后10ms檢測)。在一些實施方案中，這樣的旋轉可以通過監控系統20輸出和/或通過監控系統20用于進一步的操作。
[0214]例如在一些實施方案中，球500在第一時間和第二時間之間的方向的變化是基于磁場傳感器118從第一時間到第二時間所傳感的磁場數據來確定的。例如球500在第一時間和第二時間之間方向的變化可以通過該第一時間和第二時間之間相對于外部坐標系600的軸X’、Y’和Z’的角度差(表示為Λ α，Λ β和厶Υ )來表達。
[0215]同樣例如在一些實施方案中，球500在第一時間和第二時間之間位置的變化可以基于從第一時間到第二時間數據加速度傳感器116所傳感的加速度和/或磁場傳感器118所傳感的磁場數據來確定。在一些實施方案中，這樣的位置變化可以通過監控系統20輸出和/或由監控系統20用于進一步操作。
[0216]例如球500在第一時間和第二時間之間位置的變化可以通過在第一時間和第二時間之間，相對于外部坐標系600沿著軸X、Y和Z的傳感器模塊102位置的線性差來表達(表示為ΛΧ、ΛΥ和ΛΖ)。
[0217]在一些實施方案中，在第二時間，傳感器模塊102的加速度傳感器116傳感了傳感器模塊1112 (和因此球500)相對于傳感器102的加速度的方向(即，加速度方向)和傳感器模塊102的加速度大小(一起的，合成加速矢量602)的之一或之二。在一些實施方案中，傳感器模塊102所傳感的加速度是基本完全的，這歸因于球500上的拖曳效應(S卩，由于拖曳力引起的降低)。(在一些實施方案中加速度傳感器116是慣性系統，和因此不傳感由于自由飛行時重力引起的加速度。)
[0218]在一些實施方案中，可以監控多個個人100。例如多個個人100可以經由多個傳感器模塊102，通過多個監控系統30來監控，或者多個個人100可以經由多個傳感器模塊102通過相同的監控系統30被監控。這樣的個人100可以以任何期望的方式來監控，例如同時、在不同的時間，當參與不同的運動活動時，當參與相同的運動活動時。來源于多個個人每個的活動度量和活動度量可以進行類似的比較、組合和/或表示，如上所述。這樣的比較、組合和/或表示可以基于被認為是分別的每個個人，基于組成一個團體的個人的子集(例如隊，中場隊)或者基于全部所監控的個人來進行。在游戲設定中，這樣的比較、組合和/或表示會與比賽事件有關，例如射門、球出界、罰球或跳球，其可以與所述的個人100的同時期的活動度量相比來輸出。
[0219]來源于監控個人100和/或監控物體的這樣的比較、組合和/或表示性數據可以為例如參與運動活動的個人、教練、觀眾、醫師和游戲官員提供益處。這樣的人可以出于多種原因而在運動活動期過程中相互作用或一起工作。
[0220]例如可以期望的是教練監控所監控的個人100的表現和進行推薦或者影響他們的表現來使得個人100的健康水平最大化?？蛇x擇的或另外，可以期望的是教練監控和影響個人100來幫助使得個人100在運動活動中的效應最大化。此外，可以期望的是教練監控和影響個人100來幫助使得運動活動中的成功幾率最大化(這里成功可以例如是在游戲中例如諸如英式足球中擊敗對手，或者實現/保持參與運動活動的一個或多個個人100期望的健康水平)。運動活動賽事可以包括例如訓練賽事(例如田賽賽事、體操賽事、徑賽賽事)或者競技賽事(例如英式足球比賽或者籃球賽)。
[0221]在一些示例性實施方案中，教練可以監控一個或多個個人100和/或所監控的物體和可以提供反饋給個人100來追蹤和保持或改進個人100的健康、安全和/或表現。
[0222]教練必須考慮這些和其他目標，監控個人100和/或所監控的物體的活動，和決定以單個的和作為成組的二者來影響個人100的表現。在這樣做中，教練依賴于在參與運動活動期的同時關于個人100和他們的表現的信息。監控系統(例如監控系統30)(其提供了關于個人100(和/或與個人相交互的所監控的物體)的數據)可以為教練提供關于參與運動活動的個人的易懂的信息，超過了可以直接觀察的，由此促進教練快速和有效的決定來使得運動活動中取得成功的可能性最大化。
[0223]如上所述，多種信息可以在監控系統30的任何元件之間通訊，包括例如傳感器模塊102、個人計算機204、便攜式電子裝置206、網絡200和服務器202。這樣的信息可以包括例如活動度量，裝置設定(包括傳感器模塊102設定)，軟件和固件。
[0224]本發明不同元件間的通訊可以在運動活動已經完成或者在運動活動過程中實時發生。另外,例如傳感器模塊102和個人計算機204之間的相互作用和例如個人計算機204和服務器202之間的相互作用可以在不同的時間發生。
[0225]在多個所監控的個人100和/或所監控的物體的情況中，在一些實施方案中，與每個所監控的個人100和/或物體相關的傳感器裝置(例如傳感器模塊102)可以每個傳輸數據到不同的相關的遠程裝置(例如個人計算機204和/或便攜式電子裝置206)。在一些實施方案中，多個與所監控的個人100和/或物體相關的傳感器裝置(例如傳感器模塊102)可以傳輸數據到相同的相關遠程裝置。在一些實施方案中，與所監控的個人100和/或物體相關的多個傳感器裝置(例如傳感器模塊102)可以傳輸數據到中間裝置(例如充當“基站”的計算機來接收本地數據和傳輸這樣的數據到一個或多個外部裝置，處理或者不處理這樣的數據，例如如此處所述)，用于再傳輸給遠程裝置(例如經由網絡200和/或服務器202)。所述的這樣的數據傳輸可以基本實時發生(例如在運動活動過程中，用于實時分析)，或者可以在運動活動完成后發生(例如用于后比賽分析)。所傳輸的數據可以為從傳感器(例如傳感器模塊102的加速度傳感器116和磁場傳感器118)所傳感的原始數據或者由任何處理操作所形成的數據(例如這里所述的這樣的鑒別、確定、計算或存儲)的任何形式。此處所述的數據的任何處理可以在任何裝置(其如接收所述的數據傳輸)中進行。
[0226]參與運動活動的個人和訓練者(例如教練、醫師或者其他權威個人)可以由于多種原因而在運動活動期間一起工作。例如期望的是訓練者可以監控個人的表現和進行推薦或影響他們的表現，來使得個人的健康水平最大化?？蛇x擇的或另外，期望的是訓練者可以監控和影響個人來幫助將個人在運動活動中的效應最大化。此外，期望的是訓練者可以監控和影響個人來幫助使得在運動活動過程中成功幾率最大化(這里成功可以是例如在比賽例如諸如英式足球中擊敗對手，或者使得參與運動活動的一個或多個個人實現/保持期望的健康水平)。運動活動賽事可以包括例如訓練賽事(例如田賽賽事、體操賽事、徑賽賽事)或者競技賽事(例如英式足球比賽或者籃球賽)。
[0227]在一些示例性實施方案中，訓練者可以監控和影響個人來追蹤和保持個人的健康和安全。在這樣的一種實施方案中，對于訓練者有益的是可以提供涉及健康和安全的信息，例如受傷、疾病和有害條件。
[0228]訓練者必須考慮這些和其他目標，監控個人，和決定以單個地和作為成組地二者來影響個人的表現。在這樣做中，訓練者依賴于在參與運動活動賽事的同時關于個人和他們的表現的信息。訓練者可以受益于除了訓練者直接可觀察到的信息之外的接收信息。根據本發明一種示例性實施方案的組監控系統可以為訓練者提供關于參與運動活動的個人的易懂的信息，超過了可以直接觀察的，由此促進訓練者快速和有效的決定來使得運動活動中取得成功的可能性最大化?？梢援a生和保持具有經時表現度量的詳細的參賽者曲線。通過使用由組監控系統提供的信息，訓練者可以觀察經時傾向，其會幫助鑒別例如不合適的運動員，訓練過度的運動員和具有相對高的受傷風險的運動員。特定的訓練程序可以計劃來用于這些條件，使得能夠獲得峰值表現(例如在比賽時間)。
[0229]傳統上，訓練者將計劃希望將某些工作量(例如一種或多種度量的目標值所代表的)傳遞給隊伍或具體的個人或者其子集的運動活動賽事，但是如果目標的工作量是實際上傳遞時，卻不具有可靠的方式來測量。具有根據本發明的實施方案的組監控系統，訓練者現在能夠確定是否目標工作量已經實際傳遞(例如通過直接測量一種或多種度量，其指示了或者提供了總工作量確定的基礎)。這使得訓練者能夠通過基于這樣的計劃和調整代表個人或隊伍表現的測量值來更精確的計劃和調整運動活動賽事。這樣的組監控系統可以提供反饋，即，訓練者可以采取行動來根據需要修訂訓練。在一種示例性實施方案中，組監控系統可以為訓練者提供警報來標記關鍵的或重要的條件，其是訓練者不能直接觀察的，例如諸如個人疲勞或者個人心率高于閾值。
[0230]在一種示例性實施方案中，組監控系統700，如圖17所示，包括個人監控器712 (參見圖18A)，物體監控器750，基站705和至少一個組監控裝置760 (參見圖19)。個人監控器712可以結合到個人710，如圖18A所示。物體監控器750可以結合到運動物體740，如圖18B所示。個人710可以例如是運動活動的參與者(例如參賽者；裁判；或者支持的人例如球童，高爾夫助理或者巡線員)。運動物體740可以例如是個人(例如個人710)在運動活動過程中所使用的運動物體，例如任何類型的運動球，任何類型的運動“棒”(例如棒球棒，曲棍球棍，高爾夫桿，乒乓球拍或者網球拍)，運動手套(例如拳擊手套)，自行車，槳，鞋子，靴子，雪橇，帽子，頭盔，帶子，溜冰板，沖浪板或者一副眼鏡或風鏡)。在某些實施方案中，可以監控一個或多個個人710和/或一個或多個運動物體740。個人監控器712和/或物體監控器750可以包括或者與多個傳感器702通訊，包括但不限于加速計、計步器、心率監控器、位置傳感器、沖擊傳感器、照相機、磁力計、陀螺儀、麥克風、溫度傳感器、壓力傳感器、呼吸傳感器、姿勢傳感器、乳酸鹽傳感器和風傳感器。組監控系統700可以包括任何或全部的這些或其他傳感器，這消除了對于分別的系統來監控不同的特性的需要。此外，通過整合和處理來自多個不同的傳感器的數據流，組監控系統700可以基于代表不同的監控特性的數據來確定和提供度量。這消除了對于手動合并數據流來確定基于多數據流確定度量(例如來確定高水平訓練觀察)的需要。
[0231]在一種示例性實施方案中，個人監控器712可以包括傳感器衣服704，心率監控器706，位置傳感器708，加速度傳感器710或任何其他傳感器(例如磁力計)。在一種示例性實施方案中，物體監控器750可以包括位置傳感器708，加速度傳感器710和磁力計。位置傳感器708可以包括例如與衛星基定位系統(例如GPS (全球定位系統))一起使用的位置傳感器，與信標系統(例如使用三角測量和/或通過天線在場地或者活動區域周圍的已知位置接收的信號時間差)一起使用的位置傳感器，或者與任何其他合適的位置確定系統一起使用的位置傳感器。在某些實施方案中，位置傳感器708可以是與磁力計相同的裝置。
[0232]在一些示例性實施方案中，組監控裝置760可以由訓練者720使用，如圖19所示。在一種示例性實施方案中，組監控系統700和/或其部件(例如個人監控器712、物體監控器750)可以包括或者與另一種監控系統的元件一起使用，例如諸如公開在下面中的那些:2009年5月18日提交的美國專利申請N0.12/467944 ;2009年5月18日提交的美國專利申請N0.12/467948 ;2011年3月31日提交的美國專利申請N0.13/077494 ;2011年3月31日提交的美國專利申請N0.13/077520 ;2011年3月31日提交的美國專利申請N0.13/077510 ；2012年4月13日提交的美國專利申請N0.13/446937 ;2012年4月13日提交的美國專利申請N0.13/446982 ;和2012年4月13日提交的美國專利申請N0.13/446986，它的公開內容以參考其全部內容的方式結合于此。
[0233]通常，傳感器702在個人710準備參與運動活動賽事時安裝到個人710。安裝到具體個人710的傳感器702是經由有線或無線連接到個人監控器712上，也安裝到具體的個人710上。與個人710的個人監控器712通訊的傳感器702可以在個人710參與運動活動賽事過程中傳感關于個人710的特性，和可以傳輸顯示個人監控器712特性的數據。個人監控器712依次可以在運動活動賽事之中或之后將數據傳輸到基站705。
[0234]與物體740的物體監控器750通訊的傳感器702可以傳感關于物體740的特性，例如當在運動活動賽事期間使用物體740時(例如由個人710使用)，并且可以傳輸顯示物體監控器750特性的數據。物體監控器750依次可以在運動活動賽事之中或之后將該數據傳輸到基站705。
[0235]在一些實施方案中，第一個人監控器712可以傳輸顯不關于它所監控的個人710的特性的數據到第二監控器(例如個人監控器712監控不同的個人710，或者物體監控器750監控運動物體740)。在一些實施方案中，第一物體監控器750可以傳輸表示關于它所監控的物體740特性的數據到第二監控器(例如個人監控器712監控個人710，或第二物體監控器750監控不同的運動物體740)。在監控器712，750間的這樣通訊可以是根據任何合適的協議的無線通訊。例如這樣的通訊可以基于RFID(無線電頻率識別)信號、磁性信號、WLAN(無線局域網)信號、ISM(工業、科學和醫學)帶信號、Bluetooth? (或者BI ue100til? Low Energy (BTLE))信號或者蜂窩信號。
[0236]監控器712，750間的這樣的通訊可以基于多于一種來源的數據促進確定和計算。例如，如果兩個所監控的個人710踢運動物體740 (例如球)，運動物體740的物體監控器750可以接收來自于個人710的每個個人監控器712的數據。這樣的數據可以與來自于運動物體740的物體監控器750的數據比較，和用于確定(例如在運動物體740、基站705或訪問裝置處)兩個個人哪個首先踢運動物體740。同樣例如如果所監控的個人710踢運動物體740 (例如球)，個人710的個人監控器712可以接收來自于運動物體740的物體監控器750的數據，其指示了運動物體740受到的踢力或速度，或者由于踢所形成的運動物體740的速度、運動方向或預測的著地位置。這樣的數據可以通過運動物體740的壓力傳感器來傳感，和無線傳輸到所監控的個人710的個人監控器712。這樣的數據可以與來自于個人監控器712的數據比較，和可以用于確定個人710的踢球特性。在一些實施方案中，基于這樣的數據，組監控系統700可以提供關于個人710如何能夠改進他的或者她的踢(例如實現更大的距離、速度、高度)的建議。
[0237]在一些示例性實施方案中，在組監控系統700的系統部件間的一些或全部的數據傳輸可以實時發生。作為此處使用的，“實時”可以包括傳輸技術固有的延遲，設計來優化資源的延遲，和其他固有的或令人期望的延遲，其是本領域技術人員顯而易見的。在一些示例性實施方案中，一些或全部的這些傳輸可以實時延遲，或者可以在活動完成后發生。基站705接收該數據和從該數據確定度量，這里該度量可以是傳感器702所測量的特性的代表，或者可以是通過使用算法或者其他數據處理技術而來源于該數據的另外的特性的代表。度量可以基于僅僅來自于個人監控器712的數據，僅僅來自于物體監控器750的數據或者來自于個人監控器712和物體監控器750 二者的數據。基站705依次在運動活動賽事期間傳輸所述度量到組監控裝置760，其接收了該度量和顯示了度量的表示。
[0238]組監控裝置760可以接收與多個個人710和/或一個或多個物體740有關的度量，并且可以顯示與個人710和/或物體740相關的所接收的度量(它們連接到其上)。以此方式，在運動活動賽事期間觀看組監控裝置760的訓練者720接收了關于多個個人710和/或物體740的詳細信息，并且當它確定為必需的或者有利的時可以作用于該信息，由此在運動活動賽事期間有效監控和管理個人710。
[0239]度量的顯示可以代表個人710或者其組的實時匯總，和可以促進一個或多個個人710或者其組與一個或多個其他個人710或者其組的比較，或者來自第一時間的一個或多個個人710或者其組與來自第二時間的一個或多個種個人710或者其組的比較。
[0240]在一些示例性實施方案中，個人監控器712和/或物體監控器750基于數據(例如傳感器702產生的數據)計算度量，和將這些度量與數據一起或者代替數據轉移到基站705。在一些示例性實施方案中，基站705傳輸數據以及度量或者代替度量到組監控裝置760。在一些示例性實施方案中，組監控裝置760基于該數據計算度量。
[0241]個人監控器712 (或物體監控器750)的元件可以使用多種技術來彼此互連，例如諸如導線、印刷線路板、傳導紗線、傳導織物、織物上的印刷傳導層、印刷(導線)背帶、無線通訊技術、串行端口、串行外圍接口、其他連接技術或者其組合。每個監控器712，750相對于基站705是便攜式的。在一些實施方案中，每個個人監控器712可以由參與運動活動的個人710攜帶。每個監控器712，750本身可以包括傳感器702，和/或可以與個人710和/或運動物體740所攜帶的傳感器702通訊，并且其位于遠離監控器712，750之處。每個監控器712，750可以與基站705成對和與個人710和/或運動物體740相連。每個監控器712,750可以包括唯一標示符。該唯一標示符可以例如用印到個人監控器712和/或物體監控器750可見表面(或者與其相連的制品，例如諸如衣服或運動物體)上的數字來表示，或者當按壓與個人監控器712和/或物體監控器750相連的按鈕時所通訊或顯示的數據或者當請求信號接收自基站705來表示的。
[0242]在一種示例性實施方案中，個人監控器712是豆莢狀裝置，并且包括位置模塊，用于確定表示個人監控器712位置(和因此攜帶個人監控器712的個人710位置)的數據，心率監控模塊,用于確定表不個人710心率的數據,三軸加速度傳感器模塊,用于確定表不個人710加速度的數據，陀螺儀模塊，用于確定表示個人710相對于例如運動場和/或基站305方向的數據，和磁力計模塊，用于測量局部磁場數據和校正由陀螺儀模塊和加速度傳感器模塊所確定的身體運動數據。這樣的豆莢狀裝置可以由個人710例如在個人710所穿戴的襯衣、鞋子或其他衣服或裝置中攜帶。在一些實施方案中，個人監控器712可以是近場通訊(NFC)裝置(例如無線電頻率識別(RFID)標志)或者任何主動或被動通訊裝置。
[0243]類似的，在一種示例性實施方案中，物體監控器750是這樣的裝置，其包括位置模塊，用于確定表示物體監控器750位置(和因此帶有物體監控器750的運動物體740位置)的數據，心率監控模塊，用于確定表示與運動物體740互動的個人(例如個人710)心率的數據(例如抓握或者持有運動物體740，以使得物體監控器750的心率傳感器能夠傳感個人的脈搏)，三軸加速度傳感器模塊，用于確定表示運動物體740加速度的數據，陀螺儀模塊，用于確定表示運動物體740相對于例如運動場和/或基站705的方向的數據，和磁力計模塊，用于測量局部磁場數據和校正陀螺儀模塊和加速度傳感器模塊所確定的運動數據。在一些實施方案中，物體監控器750是豆莢狀裝置，其可以配置連接到運動物體740(例如通過其外表面結合到球拍或球棒)上。在一些實施方案中，物體監控器750是整合在運動物體740內的夾子(例如結合到球其外表面下面)。在一些實施方案中，物體監控器750可以是近場通訊(NFC)裝置(例如無線電頻率識別(RFID)標志)或者任何主動或被動通訊裝置。
[0244]此外，該加速度傳感器模塊可以與磁力計模塊和陀螺儀模塊一起使用，來校正運動和位置的確定。例如表示沖擊、運動變化、重力和方向變化的信息可以使用加速度傳感器模塊來獲得。角度移動可以使用陀螺儀模塊獲得，和絕對“北方”方向或局部磁場數據例如磁場強度和/或方向可以使用磁力計模塊獲得。這些傳感器讀數可以用于確定例如個人710的姿勢、重力、個人710和/或物體740在空間中的位置和方向，和個人710和/或物體740的前進方向。
[0245]基站705可以自含便攜式系統，其含有進行這里所述的基站705功能所需的或所期望的全部硬件。在一些不例性實施方案中，基站705重量不大于25kg。在一些不例性實施方案中，將基站705尺寸化來更易于安裝到轎車的車身中或者客運飛機的頭頂存儲區中。在一些不例性實施方案中，基站705包括在一端的一對輪子和在另一端的把手,來便于基站705的遷移。在一些示例性實施方案中，基站705是防水的，并且可以經受與正規使用和運輸有關的沖擊。在一些不例性實施方案中，基站705包含在硬殼形盒子中。在一些不例性實施方案中，基站705包含在軟粗呢袋形的盒子中。
[0246]在一些不例性實施方案中，基站705配置為便攜式的。在一些不例性實施方案中，基站705配置為布置在活動場合。在一些示例性實施方案中，基站705配置來在活動地點之間是可移動的，以使得它可以布置在不同的活動地點。在一些示例性實施方案中，基站705配置為對于個人監控器712、物體監控器750和組監控裝置760之一是便攜式的。在一些示例性實施方案中，基站705配置為對于個人監控器712、物體監控器750和組監控裝置760的每個是便攜式的。
[0247]在一些示例性實施方案中，基站705本身包括傳感器，例如諸如GPS傳感器(或其他位置傳感器)，陀螺儀，磁力計，溫度傳感器，濕度傳感器和/或風傳感器。這樣的傳感器可以提供有價值的數據，其可以用于算法中來確定與個人710和/或運動物體740有關的度量，如下面將描述的那樣。
[0248]在一些示例性實施方案中，基站705包括參考傳感器(例如GPS參考傳感器)，其可以物理包括在基站705中或者獨立的和位于基站705遠程相對于其已知的位置上。參考傳感器可以經由有線或無線連接到基站705。參考傳感器可以用于檢測偏離信號和使用它計算所接收的位置信號(例如GPS數據)的校正信號。這種校正信號可以送到監控器712，750 (例如經由基站705)。這種校正信號可以用于校正監控器712，750的位置確定，由此增加它們的精確度。確定這樣的校正信號，然后將它送到監控器712，750實現了處理能力的有效使用，因為監控器712，750沒有它們本身確定校正信號的負擔，而是簡單的接收和使用在基站705或參考傳感器處所確定的校正信號。
[0249]基站705可以經由天線來傳輸和接收來自監控器712，750的數據，該天線配置用于一種或多種的RF通訊，WLAN通訊，ISM通訊，蜂窩(例如GSM寬帶2.5G或3G)通訊，其他合適的通訊或者其組合。基站705和監控器712，750之間的通訊可以是雙向的或單向的。該天線可以是高增益天線，和在一些示例性實施方案中基站705包括多個(例如2個)這樣的天線。在一些示例性實施方案中，基站705包括天線，其配置來傳送和/或接收定位信號例如衛星基定位系統(例如GPS的信號)。基站705因此可以由所接收數據確定度量。基站705可以包括數據接收模塊，數據處理模塊，中心同步(sync)模塊，邏輯模塊，網服務器模塊和基站數據庫。
[0250]如上所述，基站705接收來自監控器712，750的數據?；?05的數據接收模塊可以與每個活動監控器712，750通訊。在一些示例性實施方案中，數據接收模塊經由天線接收來自監控器712，750的數據，該天線通過上述RF連接與監控器712，750通訊。數據接收模塊將所接收的數據寫到數據文件中，其可以例如是逗號分隔的數值文件或者制表符分隔的文件。該文件可以例如是用于寫入數據的單個文件，或者滾動文件(文件卷)，基于例如時間、登錄數或者大小。數據文件可以使用任何合適的間隔和參數來更新。例如30監控器712，750可以是獲得的，并且在2Hz更新5數據點，來接近實時的更新數據文件。
[0251]數據接收模塊可以對所接收的數據進行數據完整性檢查。在一些示例性實施方案中，數據接收模塊解碼所接收的數據。在一些示例性實施方案中，數據接收模塊診斷所接收的數據，并且不解碼所接收的數據。在一些示例性實施方案中，數據接收模塊根據需要緩存內容。
[0252]數據接收模塊可以包括數據讀取模塊，其讀取來自數據文件的數據和將它傳輸到數據處理模塊。數據讀取模塊可以以任何合適的間隔例如諸如500ms (毫秒)運行，來讀取寫入數據文件的數據的變化。
[0253]在監控器712，750用于運動活動賽事期間之前，每個監控器712，750可以連接到基站705 (例如通過對接端口對接，或者無線連接)，并且可以由數據處理模塊賦值加密鍵。監控器712，750可以使用這個加密鍵來安全的傳輸數據到數據接收模塊。如上所述，數據處理模塊接收來自數據接收模塊的數據，并且如果加密，則使用賦予具體的監控器712，750的獨特的加密鍵來解碼該數據。數據處理模塊傳輸解碼的數據到基站數據庫來存儲。
[0254]基站數據庫優選配置用于短期存儲運動活動賽事期間產生的數據，而長期存儲是通過網絡服務器系統來實現?；緮祿炜梢园ㄗ銐虻拇鎯臻g，用于至少全部預期在I場運動活動賽事中產生的數據。在一些示例性實施方案中，基站數據庫包括足夠的存儲空間，用于至少全部預期在3場運動活動賽事中產生的數據(例如大于大約2GB)。在一些示例性實施方案中，基站數據庫配置用于長期存儲，并且包括足夠的存儲空間，例如用于至少全部的預期在10年內使用監控運動活動所產生數據(例如大于大約600GB)。
[0255]在一些示例性實施方案中，組監控裝置760包括顯示器762和輸入764，如圖20所示。在一種優選的實施方案中，組監控裝置760是臺式計算機類型的裝置(例如臺式個人計算機或者iPad?,由Apple Inc.?銷售)。但是，組監控裝置760可以是任何其他合適的裝置，例如諸如膝上型計算機，智能手機，個人計算機，手機，電子閱讀器，PDA(個人數字助理)，智能手機，手表裝置，整合到衣服中的顯示器(例如整合到袖子或袖管中)，或者其他類似裝置，其能夠接收和顯示信息和接收輸入。在一些實施方案中，組監控系統700包括多個組監控裝置760，其可以由個人710攜帶(例如在參與所監控的運動活動過程中)。為了簡單和清楚的解釋，組監控裝置760在此主要描述為由訓練者720使用。但是組監控裝置可以類似的由任何人使用，包括個人710。
[0256]在一些示例性實施方案中，在運動活動賽事期間，訓練者720可以使用組監控裝置760來接收關于個人710和/或運動物體740的實時信息。這個信息會使得訓練者720更容易的完成多個目標。在運動活動是健康鍛煉的情況中，訓練者720可以利用所接收的關于具體個人710或個人710組的疲勞的實時數據，來例如通知數據驅動的實時決定，其優化了個人710的表現和降低了受傷的潛力。例如訓練者720可以基于接收自組監控裝置760的信息來改變目前的運動活動賽事(例如縮短、延遲、中斷、結束或改變所述賽事的活動進程)。訓練者720可以改變用于具體個人710或者用于個人710組的賽事。在目前的運動活動賽事已經使用監控裝置760的計劃模塊(如這里進一步所述的)來預定的情況下，該計劃進程可以實時改變，來對應于訓練者720的決定。類似的，在運動活動是競賽(例如英式足球比賽)的情況中，訓練者720可以利用所接收的關于具體個人710和/或運動物體740或個人710和/或運動物體740組的表現的實時數據，來例如通知數據驅動的實時決定，其優化了競賽成功的機會。在一種示例性實施方案中，組監控裝置760可以用于監控單個個人710和/或單個運動物體740，以及個人710和/或運動物體740的組。
[0257]在一些示例性實施方案中，組監控裝置760可以由運動活動的播音員使用，來例如確定和將關于參與運動活動的個人710和/或用于該運動活動的運動物體740的信息轉播給他們的觀眾。
[0258]顯示器762用于在個人710和/或運動物體740參與運動活動賽事期間，顯示個人監控器712，個人710，物體監控器750和/或運動物體740的表示(包括例如身份信息，性格，度量和警報)。該表示可以采用許多形式，包括例如圖表、儀表板、圖形、地圖、顏色、符號、文字、圖像和肖像。
[0259]在此詳細描述顯示器762能夠顯示的不同的表示。為了解釋的簡單和清楚，許多表示是參考個人710來描述的，并且可以不提及運動物體740。涉及一種或多種運動物體740的信息可以在任何的這些表示中顯示，或者以類似于任何的這些表示的形式，類似于用于個人710所述的來顯示。涉及這樣的運動物體740的信息(包括度量)可以與涉及個人710的信息分開顯示，或者可以與涉及個人710的信息一起顯示。涉及運動物體740的顯示信息可以與用于個人710所顯示的信息是相同或不同的類型(例如不同的度量)，無論是分開還是一起顯示。
[0260]輸入764是一個界面，其允許用戶例如訓練者720操作顯示器762所顯示的表示。在一種優選的實施方案中，輸入764是觸摸屏輸入。但是，輸入764可以是任何其他合適的輸入，例如諸如鍵盤，聲音識別音頻輸入，或者按鈕輸入。輸入764可以進一步包括不同類型輸入的組合。輸入764可以由訓練者720操作，來引起顯示器762顯示期望的表示。該表示可以在運動活動期間通過組監控裝置760與基站705的通訊來實時更新，其依次與參與運動活動的個人710所穿戴的個人監控器712和/或用于運動活動的運動物體740所攜帶的物體監控器750通訊，如上所述。
[0261]遠程裝置(分析裝置770)顯示在圖21中，并且包括顯示器772和輸入774。在一種示例性實施方案中，分析裝置770是臺式計算機類型裝置(例如臺式個人計算機或者iPad?,由Apple Inc.?銷售)。但是分析裝置770可以是任何其他合適的裝置，例如諸如膝上型計算機，智能手機或個人計算機。分析裝置770可以存取網絡服務器數據庫中的數據，和顯示信息給分析裝置770的用戶(例如訓練者720)。在一些實施方案中，該信息可以使用專用的或通用軟件來顯示(例如專用軟件界面、網絡瀏覽器)。雖然分析裝置770和組監控裝置760在此是分別描述的，在一些示例性實施方案中，組監控裝置760和分析裝置770是相同的裝置。
[0262]在一些示例性實施方案中，分析裝置770可以位于相對于基站705或相關的運動活動的遠程位置，并且可以用于存取和實時顯示數據和度量。在這樣的一種實施方案中，基站705可以將數據和度量實時轉移到網絡服務器，以使得該數據和度量可以由分析裝置770存取用于顯示，如上所述。這樣的一種實施方案可以用于用戶來監控遠程位置的正在進行的運動活動賽事(例如沒有出席比賽的訓練者720，或者球隊老板，其期望監控訓練會，而無需身體上出席該訓練會)。
[0263]在一些實施方案中，個人監控器712和/或物體監控器750每個包括位置模塊，用于確定表示個人監控器712和/或物體監控器750位置(和因此攜帶個人監控器712的個人710和/或攜帶物體監控器750的運動物體740的位置)的信息。在一些實施方案中，組監控裝置760的顯示器762基于表示個人監控器712和/或物體監控器750位置的數據，顯示了個人710和/或運動物體740的位置。
[0264]在一些實施方案中，個人710和/或運動物體740位置這樣的顯示可以處于圖示的形式，例如諸如地圖(例如個人710和/或物體740位于其上的運動場的地圖，其顯示了個人710和/或物體740涉及運動場特征例如諸如邊界線和球門的位置)。例如可以顯示運動場上的個人710和運動物體740，這里個人710是用它們的識別數字來表示的。個人710和/或運動物體740相對于運動場特征的顯示會有助于顯示器762的觀察者(例如裁判或者負責監視運動活動的官員)來監控該活動(例如來確定是否個人710出界，或者是否球進入了球門區)。
[0265]在一些實施方案中，組監控裝置760的顯示器762顯示了個人710和/或運動物體740明確的位置。在一些實施方案中，組監控裝置760的顯示器762顯示了個人710和/或運動物體740過去的位置(例如所述位置的重播顯示)。在一些實施方案中，組監控裝置760的顯示器762在運動活動期間顯示了過去的位置。在一些實施方案中，組監控裝置760的顯示器762在運動活動后顯示了過去的位置。
[0266]在一些示例性實施方案中，組監控裝置760的顯示器762顯示了個人710和/或運動物體740的位置，同時還顯示了個人710和/或運動物體740的方向。
[0267]在一些示例性實施方案中，組監控裝置760的顯示器762基于度量顯示了建議。例如顯不器762可以基于一個或多個個人710的位置信息來顯不建議(例如基于顯不一個區域中個人710的疏密的位置信息，顯示器762可以顯示個人710在運動場上展開的建議)。這樣的建議可以根據期望來調節(例如根據具體的情形，比賽類型，比賽的具體對手球隊或運動員，具體情形)。
[0268]在一些示例性實施方案中，組監控裝置760的顯示器762可以基于一個或多個個人710和/或運動物體740的位置信息顯示一個或多個警報。警報可以基于確定了一個或多個個人710和/或運動物體740的位置滿足警報條件時觸發。例如，警報可以響應個人的位置大于距離目標位置的閾值距離時觸發，這里目標位置可以相對于例如運動場或其特征、另一個人710或者運動物體740來定義。同樣例如，警報可以基于這樣的決定來觸發，即，在球門的閾值距離內沒有個人710(例如球門區域是無人防守的)。同樣例如，警報可以基于這樣的確定來觸發，即，個人710已經橫穿過邊界線(例如走出邊界)。同樣例如，警報可以基于這樣的確定來觸發，即，運動物體740處于球門區域中(例如已經得分)。同樣例如，警報可以基于個人710的位置的移動特性來觸發(例如在個人710的較快和較慢移動之間的快速改變會觸發警報，指示個人710是跛行的，并且可能受傷了 ；顯示個人710是傾斜的或者向后靠的組合有方向數據的最小移動會觸發警報，指示個人710已經倒下，并且可能受傷。顯示器762可以顯示這里所述的這樣的警報的表示。在一些實施方案中，與警報不施加相比，當警報施加時，主動警報施加到其的個人710的表示可以以不同的顏色來表示。在一些實施方案中，這樣的警報本身可以包括基于警報的特定的指導建議。例如指示個人710大于距離目標位置閾值距離的警報會伴隨著對于個人710移動接近目標位置的建議。同樣例如，指示在具體區域的閾值距離內不存在個人710(即，在視野內存在著“間隙”)會伴隨著對于一個或多個個人710移動接近該具體區域的建議(例如，消除或減小間隙的尺寸)。
[0269]同樣例如，警報可以基于多個個人710和/或運動物體740的位置而觸發。例如，警報可以這樣觸發，這里第一個人710處于距運動物體740的閾值距離中(例如第一個人可以處置該球)，和其中第二個人710大于距任何對手個人710的閾值距離。警報可以提供通知(例如給訓練者720，第一個人710)所述的第二個人710沒有被防守，其可以用于(例如使得訓練者720，第一個人710)來提示考慮是否第一個人710應當將球傳給第二個人710。在一些實施方案中，這樣的警報本身可以包括用于戰略比賽或者用于改變目前的戰略(例如計算的“最佳比賽”或者新目標位置，用于一個或多個個人710，給定已知的度量，包括位置信息)的建議。例如，警報可以提供這樣的建議，即，將球從第一個人710傳給第二個人710。這樣的警報可以定義和調節到任何期望的比賽情形，來促進在運動活動期間分析和進行速度決定。
[0270]在一些實施方案中，組監控裝置760的顯示器762顯示了一個或多個個人710或者運動物體740的路徑。該路徑可以是在運動場的地圖上曲線描繪一個或多個個人710或者運動物體740過去的位置。所顯示的路徑可以是靜態的(即，顯示一段時間的曲線，具有所定義的開頭和結尾)或者動態的(例如顯示一段時間的曲線，這里開頭和結尾的任一個或者二者取決于例如當前的時間)。在顯示一個或多個個人710或者運動物體740的路徑中，顯示器762可以顯示一個或多個個人710或者運動物體740的位置，作為時間的函數。
[0271]如例如圖22所示，組監控系統700可以包括上述部件的組合。連接到多個個人監控器712和物體監控器750上的傳感器702可以提供數據到基站705。在某些實施方案中，其他信息可以提供到基站705，例如來自于照相機系統780的視頻或圖像。由照相機監控系統780所產生的數據可以通過基站705接收和分析來確定個人710和/或所關注的其他物體/面積(例如運動物體740)的位置?；?05可以提供全部的這種信息到組監控裝置760，來顯示在顯示器762上。
[0272]在一些示例性實施方案中，如例如圖23-27所示，顯示器762包括熱圖415，其可以提供一個或多個個人710在運動場的區域中所花費的時間的目視。這樣的目視可以包括表示運動場的著色區域，其對應于個人710在這里花費了較多的時間的區域，不同于該運動場表示的著色區域的著色對應于個人710在這里花費了不太多的時間的區域。在一些實施方案中(參見例如圖23)，熱圖415可以代表單個個人710。在一些實施方案中(參見例如圖24-27)，熱圖415可以代表多個個人710，這里不同的個人710所花費的時間的目視是通過不同顏色來表示的，或者這里一個隊伍的個人710是用相同的顏色來表示的，而來自于對手隊伍的個人710是通過不同顏色表不的。在一些實施方案中，熱圖415可以代表一種或多種運動物體740，類似于關于個人710所述的。在一些實施方案中，這里個人710穿著具有可照明區域的衣服，該可照明區域可以以這樣的顏色來照明，其對應于在顯示器762上用于代表個人710的顏色(例如在熱圖415上)。
[0273]可選擇的或者另外，熱圖415可以提供例如下面的區域的目視:參賽者710在這里進行某些類型的活動(例如跑步，跳躍)的運動場區域，參賽者710在這里具有高于或低于閾值的度量值的運動場區域，或者參賽者710在這里擁有或者與運動物體(例如球)接觸的運動場區域。在一些實施方案中，熱圖415可以提供例如一個或多個參賽者710在運動場上最佳定位的目視。
[0274]在一些實施方案中，組監控裝置760的顯示器762顯示了個人710或運動物體740相對于一些其他特征(其可以例如是另一個人710或運動物體740，或者在運動場上的點)的位置。這樣的顯示可以采取在(即，分離的量級)個人710或者運動物體740和其他特征之間的距離測量的形式，其可以表示為例如間距歷史(例如，顯示時間與間距的圖)或者具有在一組時間上間距的積分地圖(例如柱狀圖)。
[0275]個人710和/或運動物體740位置的不同顯示可以幫助觀察者(例如訓練者720，個人710)來分析在運動活動賽事期間進行的比賽。例如該顯示可以用于促進戰術訓練或者策略發展，通過促進設計和監控預計劃的比賽，或者分析成功的或者失敗的比賽來尋找改進的區域。同樣例如，該顯示可以用于確定在一個隊中相同角色的兩個個人710 (例如兩個后衛)之間的間距程度，來優化他們在運動場上的覆蓋(例如來確保兩個后衛在比賽過程中保持至少閾值間距，來確保場地區域不留下防守漏洞)。同樣例如，該顯示可以用于分析個人710在比賽事件上定位的作用，包括比賽結果(例如后衛偏離受罰席的新來者的距離和頻率，或者兩個后衛和守門員之間的距離可以在關鍵點分析，如當球門已經失分時，來幫助鑒別和改進不理想的定位和幫助防止未來的失分)。同樣例如，該顯示可以用于確定由個人710對運動物體740 (例如球)的擁有或其變化(例如成功的突破)(例如通過鑒別個人710和運動物體740之間的間距低于閾值距離一段閾值時間)。
[0276]在一些實施方案中，由照相機監控系統所產生的圖像數據可以用這里所述的數據和度量來覆蓋或者鑒別。在這樣一種實施方案中，圖像數據可以用數據和度量通過或者與顯示裝置(例如組監控裝置760或分析裝置770)組合來同步顯示。這會幫助使得數據和度量與個人710和/或運動物體740的實際圖像相關聯。
[0277]在一些實施方案中，如上所述，一種或多種度量可以基于個人710和/或運動物體740相對于運動場或其特征的位置來確定。例如在一些實施方案中，位置信號(例如位置模塊所產生的信號)是使用以前繪制的磁場數據來與運動場430上的位置相關的，這里運動場的磁場數據通過組監控系統700已知的。同樣例如在一些實施方案中，位置信號是使用相關的位置數據(例如表示相對于參照的相對位置的數據，其可以例如是基站705或者連接到其上的一些其他固定信標)來與運動場上的位置相關聯，這里該運動場的相對位置是通過組監控系統700已知的。在一些實施方案中，運動場的位置通過用戶的定義而變成組監控系統已知的。
[0278]在一些實施方案中，便攜式系統部件(例如個人監控器712，物體監控器750或者組監控裝置760)可以用于定義運動場(其可以例如是英式足球場，田徑比賽或者其他區域)。例如在場定義模式中，組監控裝置760或其他管理裝置的顯示器762可以顯示指令來查找運動場上第一位置的位置傳感器。例如如圖28所示，顯示器762可以指示用戶查找在英式足球場中線位置處的位置傳感器，其可以是磁場傳感器。顯示器762可以顯示運動場430的圖示，并且指令標記432顯示給用戶傳感器位置所在的位置。該用戶可以將組監控裝置760定位在運動場上這樣的位置，其對應于所顯示的位置，并且可以任選的通過組監控裝置760的輸入764提供輸入來顯示組監控裝置760位于所教導的位置。可選擇的或者另外，在一些實施方案中，組監控裝置760的用戶可以將與組監控裝置通訊連接的相關的其他便攜式裝置(例如另一人所攜帶的個人監控器712或物體監控器750)導向運動場上對應于所顯示的位置的位置，并且可以任選的通過組監控裝置760的輸入764提供輸入來顯示在所教導的位置上定位的相關的其他便攜式裝置。組監控裝置760然后可以接收鑒別位置傳感器位置的位置數據，并且可以將這個位置數據定義為對應于所教導的位置。如所述的，這樣的位置數據可以基于事先繪制的磁場數據與所測量的磁場數據或者數據(其代表了相對于參考的相對位置)的比較來確定。
[0279]組監控裝置760的顯示器762因此可以顯示指令來查找在運動場430另外的位置處的位置傳感器，其可以是磁場傳感器，其可以類似于用于第一所述的來定義。例如如圖29所示，顯示器762可以顯示確認標記434，其顯示了第一點已經定義，并且可以顯示指令標記432，其顯示了用戶待定義的第二位置(例如英式足球場的第一角)。組監控裝置760的顯示器762可以繼續顯示另外的指令來定義運動場430上另外的位置(參見例如圖30，其顯示了三個確認標記434，其指示了四個定義的位置，并且一個指令標記432指示了待定義的最終位置)。不同的所定義的場所的位置可以一起定義該運動場。
[0280]組監控系統700可以如所述的施用，來定義任何運動場或其他區域，無論是規則的還是不規則的形狀。例如組監控系統700可以用于定義英式足球場，網球場，田徑跑步，足球場，籃球場，棒球場，高爾夫場，滑雪斜坡或者山地自行車比賽。完全定義運動場430所需的位置的數目可以變化，并且會取決于待定義的運動場的幾何形狀。例如典型的英式足球場(或其他對稱的矩形場)可以被認為是用最小三個所定義的位置來完全定義的(例如三個角落，這里第四個角落可以基于所定義的三個角落的位置來確定)。完全定義運動場430所需的最少位置可以隨著場形狀的幾何復雜性以及待定義的場地特征的程度和幾何形狀復雜性的增加而增加。在一些情況中，定義一些場地特征可以是任選的，或者可以通過組監控系統基于已知的與所定義的位置的關系來確定。
[0281]例如定義棒球場或者高爾夫場可以包括定義比定義英式足球場或者網球場更大數目的位置。例如當定義棒球場時，期望的是可以定義它的比賽場(其經常是不規則的，并且可以在場與場之間變化)，它的邊界，它的基本位置，它的警告追蹤和它在場內和場外之間的邊界。當定義英式足球場或者網球場時，簡單定義該場地或球場的三個角落足以使得組監控系統來確定其余的場地特征。組監控系統700可以教導所需的最小位置的定義，或者所需的大于最小位置的定義(包括任選的位置)。定義所需的大于最小數目的位置會增加場定義的精度。此外，組監控系統700可以一次或大于一次教導相同位置的定義。大于一次定義相同位置可以增加位置定義的精度，由此提高場定義的精度。
[0282]一旦定義或獲得，則運動場可以保持在任何系統部件(例如組監控裝置760，基站305，網絡服務器系統)的存儲介質中。所定義的場的屬性可以與之相關來保存。例如場存儲屏幕顯示在圖31的組監控裝置760的顯示器762上。該場存儲屏幕包括字段，用于用戶輸入場名、場尺寸、場位置、場比賽表面和任何期望的關于場的備注。在一些實施方案中，某些場屬性可以由組監控系統700確定(例如經由系統部件例如諸如組監控裝置760確定)。例如一旦定義了場，則組監控系統700可以計算它的尺寸或位置(例如使用磁場數據)。
[0283]如上所述，組監控系統700是便攜式的，因此它可以在不同的運動活動賽事期間在不同的區域之間運輸和使用。組監控系統700定義新的運動場和其上的監控活動促進了這種便攜能力。例如同一個組監控系統700可以用于在隊伍的訓練設施，隊伍的主場和隊伍旅行去對手隊伍的賽場中監控訓練期。每個不同的球場可以如上所述定義。這促進了組監控系統700穿過不同的運動場的使用，和給予了訓練者720保持一致的可重復的測量設置，甚至當運動活動賽事在不同的位置發生時也是如此(例如在賽季過程中)。許多常規的監控技術需要固定的裝置，其防止了訓練者收集數據或者需要他們在運動活動期間在遠離他們的裝置(例如當他們旅行時)使用不同的技術。
[0284]在一些實施方案中，一旦組監控系統700接收來自監控個人710或運動物體740在所定義的運動場上的運動的個人監控器712或物體監控器750的信號時，組監控系統700可以基于接收自個人監控器712或者物體監控器750的運動信號的性質來確定所定義的運動場比賽表面的類型。例如監控運動物體740以給定速度朝著地面行進的物體監控器750可以在運動物體740撞擊到地面時傳感它的不同的沖擊特性，這取決于場地的類型，并且可以基于這些特性來確定場地的類型。例如，與軟表面運動場(例如草地、沙地)相比，硬表面運動場(例如粘土、硬木或浙青)的沖擊的持續期可以更短和彈跳高度可以更高。同樣例如，監控在地面跑步的個人710的個人監控器712可以傳感個人710腳步的不同沖擊特性，這取決于場地類型，并且可以基于這些特性來確定場地的類型。
[0285]在一些實施方案中，代替或者除了基于多個位置定義場地之外，運動場可以通過這樣的線來定義，其對應于便攜式系統部件沿著運動場邊界移動的路徑。這樣的線的定義可以類似于上述關于相對于運動場位置的定義來進行。線基定義技術會例如在定義具有復雜的或者非標準形狀的場地中是有益的。
[0286]保存的場可以存儲和再使用，并且可以共享或銷售(例如經由網址或者社交網服務，如別處所述)。在一些實施方案中，組監控系統700可以下載這樣的數據，其代表了預定義的場地(例如經由系統部件，例如諸如組監控裝置760)。定義這樣的預定義場地的數據可以例如從數據庫下載獲得，或者直接從另一用戶或網址下載獲得。這樣的預定義場地可以事先已經通過例如相同或不同的組監控系統700的用戶或者任何其他合適的系統(例如位置記錄或者測量系統)的用戶進行了定義。在一些實施方案中，組監控系統700可以提供界面，用于搜索代表具體的預定義場地(例如經由組監控裝置760)的數據，或者可以建議下載代表具體的預定義場地的數據，基于一種或多種系統部件的位置。例如如果基站705被確定為具有最接近于運動場A的那些的坐標，這里代表運動場A的數據是預定義的和可以通過組監控系統700下載獲得，組監控系統700會建議這樣的下載(例如經由例如組監控裝置760的界面)，由此消除了在其上舉辦運動活動賽事之前重新定義運動場A的需要。
[0287]例如組監控系統700可以監控這樣的數據流，其代表了心率、功率、速度、距離、力口速度和在運動場上的位置。通過合并這些數據流和基于大于僅僅單個數據流的計算，組監控系統可以確定和輸出新觀察的表示，例如諸如個人710或其團隊的強度和效率。組監控裝置760的顯示器762可以顯示這樣的實時表示，因此使得訓練者能夠在訓練期間按照這些觀察行動，來確保他們滿足他們的訓練目標。
[0288]同樣例如，速度典型的用作強度的度量。速度是許多運動活動的一個重要部分。通過監控個人的速度，訓練者可以觀察個人是否在目標水平上訓練(例如被認為對應于比賽中成功的水平)。當訓練者計劃速度訓練期時，他或她可以定制直播的儀表板(例如在顯示器762上顯示)，來觀察速度相關的數據，包括峰值速度、平均速度和高強度疾跑的數目。仔細管理速度訓練的能力會有助于防止訓練過度和可以降低受傷的風險。
[0289]同樣例如，經過的距離長期來已經成為訓練量的參考。在運動活動期(例如比賽或者并列爭球)期間個人經過(例如跑過)的距離可以變化。實時測量經過的距離可以允許訓練者設定個人或隊伍的距離目標，并且確保了全部的個人達到目標。在運動活動期結束時，訓練者可以參考直播儀表板來檢查經過的距離。沒有達到目標的個人會被要求繼續跑。
[0290]同樣例如，加速度(包括減速)會是表現的一個重要度量。加速度在這樣的運動中會是重要的，這里需要快速改變方向。要理解的是加速的速率和頻率會影響整個訓練負擔的確定。
[0291]同樣例如，在場地上位置的知識會允許訓練者觀察所監控的個人在哪里或者已經在場地上。這會促進對于參賽者戰術移動的洞察。如上所述，這樣的定位可以顯示在地圖上，例如熱圖，這里位置是使用以前繪制的磁場數據與測量的磁場數據的比較來確定的。
[0292]上述原理、部件和系統可以用于確定位于一定區域內的物體的表現信息，例如位于被稱作主運動活動的區域中的參賽者或者運動球的位置。在某些實施方案中，局部磁場數據可以測量和與以前測量和記錄的該區域的磁場信息比較，來確定物體在該區域內的位置。
[0293]例如，圖32顯示了根據一種實施方案的方法，用于確定位于一定區域內的物體的表現信息。在某些實施方案中，該區域可以是室內區域，例如稱作主運動活動的區域。在步驟910中，可以獲得該區域的磁場信息。在某些實施方案中，該區域的磁場信息可以包括磁場的強度和/或方向。
[0294]在某些實施方案中，可以收集磁場信息來產生磁場數據地圖。磁場數據可以在該區域內的多個位置上測量。在某些實施方案中，該區域的磁場信息可以在繪制期內記錄。繪制期可以手工進行的，例如由在該區域內行走的人繪制，并且在該區域的某些位置上用手持裝置來進行磁場數據測量。繪制期也可以自動進行，例如通過設計來在該區域內移動的機器人進行，并且在預定的時間和/或距離間隔記錄磁場數據。在某些實施方案中，磁場地圖數據可以通過移動傳感器模塊102，由該區域內離散的位置來獲得，其可以包括磁場傳感器118。例如傳感器模塊102可以以柵格狀圖案送過沿著運動場的位置，并且可以例如每一米來記錄磁場數據。也可以使用任何其他距離或者測量增量，例如每半米或每10cm。已知的點例如邊界線和球門可以作為該磁場信息記錄。在某些實施方案中，磁場信息可以存儲例如在計算機裝置的存儲器或數據庫中。該磁場信息可以在隨后的時間訪問，來與所測量的物體在該區域內的磁場數據比較。
[0295]在某些實施方案中，磁場信息的繪制可以通過用攝影機記錄繪制期來增強。例如使用位于傳感器模塊102的高架照相機和間歇閃光閃光燈，可以將該視頻數據與傳感器模塊102記錄的磁場數據比較，來定義該區域的虛擬圖像。
[0296]繼續參考圖32，在步驟912，磁場數據可以在該區域內物體的一定位置上測量。如上所述，該物體可以例如是個人100或者一塊運動裝置108 (例如球)，和該磁場數據可以通過例如傳感器模塊102來測量和記錄，其可以包括磁場傳感器118(例如磁力計)。在某些實施方案中，傳感器模塊102可以結合到物體上。磁場強度數據和/或磁場方向數據可以通過傳感器模塊102測量和記錄。
[0297]在步驟914，物體的表現信息可以基于該區域的磁場信息和所測量的磁場數據來確定。例如物體在該區域內的位置可以通過將測量的磁場數據與該區域的磁場信息比較來確定，并且確定了匹配位置。
[0298]在某些實施方案中，如例如圖33的步驟924中所示，測量的磁場數據可以過濾來改進確定物體表現信息的精度。圖33顯示了一種方法，用于通過獲得運動場區域的磁場地圖數據(步驟920)和測量位于該運動場區域內的物體的磁場數據(步驟922)，來確定位于運動場區域內的物體的表現信息。所測量的磁場數據可以過濾(步驟924)來基于該磁場地圖數據和過濾的測量的磁場數據確定物體的表現信息(步驟926)。
[0299]參考圖34，在某些實施方案中，物體的表現信息例如物體的位置可以通過重復方法來確定。在獲得該區域的磁場信息(步驟930)后，可以在第一位置測量物體的第一磁場數據(步驟931)。這個第一磁場數據可以與所在繪制期間所記錄的該區域的磁場信息比較(步驟932)。這個比較會導致確定了物體在該區域內的幾個可能的位置(步驟933)。因此，物體磁場數據的第二測量可以在第二位置進行(步驟934)，并且這個數據也可以與該區域的磁場信息進行比較(步驟935)。
[0300]如圖34的步驟936所示，所測量的磁場數據然后可以通過施加限制(例如使用計算機算法)過濾，來減少所考慮的數據，以確定物體的位置。該過濾可以包括限制例如物理空間限制，例如焊接尺寸。該過濾也可以包括人移動限制，例如運動動態極限。類似的限制可以用于一塊運動裝置(例如球)的運動動態極限。這些限制可以使用來消除不可靠的物體位置。例如如果兩組磁場數據采用了第二小數部分，則當人不可能在給定時間經過該距離時，包括50米遠的第二位置點是不合邏輯的。可以根據需要進行磁場數據測量和過濾進一步的迭代，來進一步降低物體在所述區域內可能的位置，直到該物體的位置確定為具有接近確定性。在該迭代方法的整個中，基于在每個迭代步驟每個潛在的位置與限制的匹配程度，可以為物體的每個潛在位置賦予概率值。具有低匹配概率的位置可以在每個迭代時消除，這降低了物體潛在位置的數目。
[0301]一旦使用上面的步驟確定了物體的位置，則預測和確定物體的位置變得更容易，因為物體的移動必須落入物理空間和物體移動限制內。因此物體可能的位置的數目小于首先確定的物體在該區域中的位置。在某些實施方案中，為了進一步改進物體位置確定的準確度，另外的傳感器數據可以與該磁場數據測量一起使用。例如來自于加速計、陀螺儀、紅外(IR)裝置、成像裝置(例如照相機)或者任何其他合適的傳感器的數據可以用于幫助接近于物體移動的方向。物體可能的位置因此通過方向限制而變窄，所以進一步增加了該區域中物體位置確定的準確度。
[0302]類似于上面的方法，圖35顯示了一種方法，用于確定物體在某些時間的表現信息。在步驟940和942，第一磁場數據可以在第一時間測量來確定物體在第一時間的第一位置。在步驟944和946，第二磁場數據可以在第二時間測量來確定物體在第二時間的第二位置。一旦確定了第一和第二位置，則在步驟948中可以確定表現數據(例如行進的距離和速度)。
[0303]如圖36所示，上述方法可以用于團體運動情形中。在步驟950，用于第一物體例如參賽者的磁場數據可以(例如使用傳感器模塊102)在參賽者在運動場內移動時獲得。在步驟952，用于第二物體例如隊友、對手或運動球的磁場數據可以在該第二物體在該區域內移動時獲得。在某些實施方案中，在多個物體在該區域周圍移動時可以對它們進行監控。在步驟954，第一和第二物體二者的位置可以在該區域內基于所測量的磁場數據來追蹤。在某些實施方案中，第一和第二物體可以在它們在該區域周圍移動時基本上實時追蹤。在其他實施方案中，第一和第二物體可以在它們完成了在該區域周圍的移動之后，例如在團體運動事件的時間過去后，在隨后的時間內追蹤。位置信息可以使用上述系統和方法來分析和顯示。例如顯示參賽者在球場的某些位置所花費的時間量的“熱圖”可以顯示在監控裝置上。
[0304]圖37顯示了一種方法，用于繪制運動場區域的磁場。運動場區域可以位于戶外和室內二者。運動場區域的例子可以包括但不限于足球場、英式足球場、棒球場、田徑場、籃球館、網球場、游泳池和道路(例如用于跑步或者自行車賽事)。非傳統的運動場區域例如建筑內，包括樓梯，例如用于室內跑步賽事，也是在運動場區域寬范圍內可以預期的。在步驟960，磁場信息可以通過在繪制期間，測量運動場內多個位置的磁場數據來收集。在某些實施方案中，測量位置可以彼此等間距隔開，例如以網格圖案。在某些實施方案中，該區域內的測量位置可以與運動場結構例如邊界和球門相關聯。在某些實施方案中，繪制期可以使用攝影機記錄，來產生用于運動場的視頻數據，其會與該磁場數據有關。在步驟962，可以基于所測量的磁場數據來產生(例如通過計算機裝置)用于運動場區域的測量的磁場數據的地圖。如上所述，該磁場地圖可以隨后與位于該區域內的物體所測量的磁場數據比較，來確定物體在該區域內的位置。在某些實施方案中，所測量的磁場數據可以記錄和用于更新該磁場地圖。
[0305]如例如圖38所示，在某些實施方案中，可以確定物體在區域內的表現信息例如速度和行進距離。類似于上面的方法，該區域的磁場信息可以例如在繪制期獲得(步驟970)。在某些清洗中(例如小籃球館)，磁場信息會是足夠類似的，以使得該區域不需要繪制，而是與以前繪制的類似區域相關。該區域磁場信息可變性的統計分析因此可以進行(步驟972)。例如可以確定在相鄰點之間在給定距離上磁場強度和/或方向的變化。在某些實施方案中，可以確定該區域的磁場強度和/或方向的可變性的統計分布。然后可以在物體在該區域內移動時測量磁場數據的可變性(步驟974)，來基于該磁場數據可變性來確定物體的表現信息(步驟976)。
[0306]圖39-42顯示了數據和圖示的例子，其可以產生和用于上面解釋的方法。圖39顯示了磁場強度地圖的一個例子。在某些實施方案中，每個像素可以對應于在所繪制的區域內(例如籃球館)在特定坐標所進行的離散的磁場強度測量。磁場強度的變化可以例如通過顏色或者色調來顯示。例如白色區域可以表示最小的磁場強度和黑色區域可以表示最大的磁場強度，并且變化的灰度梯度表示了最小和最大磁場強度之間的磁場強度。
[0307]圖39中的實線可以表示樣品在該區域內的單位距離移動(例如lm)。當沿著這些單位距離之一移動時，傳感器可以記錄磁場強度的波動，其可以通過局部最大值(峰值)來表征，如圖40中的示意圖所示。可以記錄多個樣品來確定該區域的磁場強度的平均分布(和/或磁場強度的波動)，如圖41的示意圖所示。然后可以使用與平均分布的比較來確定物體在該區域內在未知距離上的移動。當物體在該區域內移動時，傳感器可以記錄磁場強度(和/或磁場強度的波動)和確定分布，如例如圖42的示意圖所示。對于圖42所示的例子，出現不同的磁場強度測量(其補足了所述的分布)的計數值是圖41所示的平均分布的計數值的大約一半。因此，可以確定該物體在大約一半的單位距離(即，0.5m)上移動。當與計時信息相組合時，也可以確定物體在該區域內移動的速度。
[0308]前述參考附圖描述的本發明具體實施方案的說明書因此將完全揭示本發明的一般性質，其他人通過使用本領域技術人員的技術知識，可以容易的改變和/或適應不同的應用這樣的具體實施方案，而無需過度實驗，不脫離本發明的一般概念。
[0309]雖然已經在上面描述了本發明不同的實施方案，但是它們僅僅是作為示例來提出的，而非限制。很顯然改變和變化目的是處于所公開的實施方案等價的含義和范圍內，基于這里提出的教導和導向。所以對本領域技術人員來說很顯然可以對這里公開的實施方案進行形式和細節的不同變化，而不脫離本發明的主旨和范圍。上面提出的實施方案的元件不必是互斥的，而是可以互換來滿足不同的需要，如本領域技術人員理解的那樣。
[0310]要理解這里所用的措辭或術語目的是說明而非限制。本發明的寬度和范圍不應當局限于任何上述示例性實施方案，而是應當僅僅根據下面的權利要求和它們的等價物來定義。
【權利要求】
1.一種用于確定位于一定區域中的物體的表現信息的方法，該方法包含: 獲得該區域的磁場信息； 當物體位于該區域的第一位置時測量第一磁場數據，其中該第一磁場數據包含磁場強度數據和磁場方向數據之一；和 基于該區域的磁場信息和第一磁場數據來確定物體的表現信息。
2.根據權利要求1所述的方法，其中該磁場數據包含磁場強度數據和磁場方向數據。
3.根據權利要求1所述的方法，其中該區域的磁場信息包含磁場地圖數據。
4.根據權利要求1所述的方法，其中獲得該區域的磁場信息包含確定該區域的磁場地圖數據。
5.根據權利要求1所述的方法，其中獲得該區域的磁場信息包含訪問該區域以前確定的磁場地圖數據。
6.根據權利要求1所述的方法，其中該第一磁場數據是使用連接到物體上的磁力計來測量的。
7.根據權利要求1所述的方法,其中該物體包含人。
8.根據權利要求1所述的方法，其中該物體包含運動裝置。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述運動裝置包含球。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所確定的物體的表現信息包含物體在該區域中的第一位置定位。
11.根據權利要求1所述的方法，其中所確定的物體的表現信息包含當物體在該區域中移動時它的行進速度。
12.根據權利要求1所述的方法，其中該區域包含室內區域。
13.根據權利要求1所述的方法，其中該區域包含被設計為主運動活動的區域。
14.根據權利要求1所述的方法，其進一步包含當物體位于該區域的第二位置時測量第二磁場數據，其中確定物體在該區域中的表現信息進一步基于該第二磁場數據。
15.一種用于確定位于運動場區域的物體的表現信息的方法，該方法包含: 獲得該運動場區域的磁場地圖數據； 當該物體位于該運動場區域時測量磁場數據； 過濾所測量的磁場數據；和 基于該磁場地圖數據和所過濾的測量的磁場數據，來確定物體在該運動場區域內的表現信息。
16.根據權利要求15的方法，其中該磁場地圖數據包含關于運動場的場地特征定位的數據。
17.根據權利要求15所述的方法，其中過濾所測量的磁場數據包含考慮該運動場的物理空間限制因素。
18.根據權利要求15所述的方法，其中過濾所測量的磁場數據包含考慮該物體的動作動態限制因素。
19.根據權利要求18所述的方法，其中該物體包含人和動作動態限制基于人的動作動態。
20.根據權利要求18所述的方法，其中該物體包含球和動作動態限制基于球的動作動態。
21.根據權利要求15所述的方法，其中所測量的磁場數據包含磁場強度數據和磁場方向數據。
22.一種用于確定物體在一定區域內在給定時間的位置的方法，該方法包含: 獲得該區域的磁場信息； 當該物體位于所述區域的第一位置時測量第一磁場數據； 將該第一磁場數據與所述區域的磁場信息進行比較； 基于該第一磁場數據與該區域磁場信息的比較，確定該物體在所述區域內的第一位置的一組可能的定位； 當該物體位于所述區域內的第二位置時，測量第二磁場數據； 將該第二磁場數據與所述區域的磁場信息進行比較； 施加限制到該第二磁場數據，基于該限制以及第一磁場數據和第二磁場數據與所述區域的磁場信息的比較，來確定物體第二位置的可能的定位；和 重復測量磁場數據和施加限制的步驟，來確定該物體在該區域內在給定時間的位置。
23.根據權利要求22 所述的方法，其中該區域的磁場信息包含該區域的磁場地圖數據。
24.根據權利要求22所述的方法，其中施加限制到第二磁場數據來確定物體第二位置的可能的定位包含考慮將該區域的物理空間限制因素。
25.根據權利要求22所述的方法，其中施加限制到第二磁場數據來確定物體第二位置的可能的定位包含考慮物體的動作動態限制因素。
26.根據權利要求22所述的方法，其中該第一磁場數據和該第二磁場數據都包含磁場強度數據和磁場方向數據之一。
27.一種用于確定位于一定區域中的物體的表現信息的方法，該方法包含: 當該物體在第一時間位于該區域的第一位置時，測量第一磁場數據； 基于該第一磁場數據確定物體在第一時間的第一位置的定位； 當該物體在第二時間位于該區域的第二位置時，測量第二磁場數據； 基于該第二磁場數據確定物體在第二時間的第二位置的定位；和基于該物體在第一時間的第一位置的定位和該物體在第二時間的第二位置的定位，來確定該物體的表現信息。
28.根據權利要求27所述的方法，其中該物體在第一時間的第一位置的定位是通過參考該區域的磁場地圖數據來確定的，和其中該物體在第二時間的第二位置的定位也是參考該區域的磁場地圖數據來確定的。
29.根據權利要求27所述的方法，其中所確定的表現信息包含物體在第一位置和第二位置之間行進時它的速度。
30.根據權利要求27所述的方法，其中該表現信息包含當物體在第一位置和第二位置之間行進時它行進的距離。
31.一種用于追蹤第一物體和第二物體在一段時間內在一定區域周圍移動的方法，該方法包括: 獲得第一物體在一段時間內在該區域周圍移動的磁場數據；獲得第二物體在一段時間內在該區域周圍移動的磁場數據；和基于所獲得的第一物體的磁場數據和所獲得的第二物體的磁場數據，追蹤該第一物體和該第二物體在給定時間當它們在所述時間段在該區域周圍移動時它們的位置。
32.根據權利要求31所述的方法，其中該第一物體和第二物體是當它們在所述區域周圍移動時被基本上實時追蹤的。
33.根據權利要求31所述的方法，其中該第一物體和第二物體是在它們完成了在所述區域周圍移動之后在隨后的時間被追S示的。
34.根據權利要求31所述的方法，其中該區域包含團體運動運動場。
35.根據權利要求31所述的方法，其中該時間段包含用于團體運動事件的占用時間。
36.根據權利要求31所述的方法，其中該第一物體和第二物體是在運動隊的人類隊友。
37.根據權利要求31所述的方法，其進一步包含顯示熱圖，其顯示了該第一物體和第二物體在所述區域的不同位置所花費的時間。
38.一種用于繪制運動場區域的磁場地圖的方法，該方法包含: 在繪制賽事地圖期間，測量在該運動場區域內多個位置上的磁場數據；和 基于所測量的磁場數據來產生該運動場區域的磁場地圖。
39.根據權利要求38所述的方法，其中該多個定位是彼此等間距的。
40.根據權利要求38所述的方法，其中該區域內多個定位的至少一個與該運動場區域的場地特征有關的。
41.根據權利要求40所述的方法，其中該場地特征包含賽場邊界。
42.根據權利要求40所述的方法，其中該場地特征包含球門。
43.根據權利要求38所述的方法，其進一步包含: 使用攝影機記錄該繪制賽事地圖，來產生該運動場區域的視頻數據；和 將該磁場數據和視頻數據相關聯。
44.根據權利要求38所述的方法，其進一步包含: 當物體在運動場區域周圍移動時收集另外的磁場數據；和 使用該另外的磁場數據來更新該運動場區域的磁場地圖。
45.一種用于確定位于一定區域內的物體的表現信息的方法，該方法包含: 獲得該區域的磁場信息； 對該區域的磁場信息的可變性進行統計分析； 在該物體在所述區域內移動時測量磁場數據的統計變化；和 基于磁場數據統計變化的測量來確定物體的表現信息。
46.根據權利要求45所述的方法，其中對該區域的磁場信息的可變性進行統計分析包含確定該區域內的點之間的磁場強度變化，和其中在該物體在所述區域內移動時測量磁場數據的統計變化包含確定在該物體在所述區域內移動時磁場強度的多個變化。
47.根據權利要求45所述的方法，其中對該區域的磁場信息的可變性進行統計分析包含確定該區域內的點之間的磁場方向變化，和其中在該物體在所述區域內移動時測量磁場數據的統計變化包含確定在該物體在所述區域內移動時，磁場方向的許多變化。
48.根據權利要求45所述的方法，其中對該區域的磁場信息的可變性進行統計分析包含創建磁場數據地圖。
49.根據權利要求45所述的方法，其中對該區域的磁場信息的可變性進行統計分析包含確定磁場數據在該區域內的分布可能性。
50.根據權利要求45所述的方法，其中確定該物體的表現信息包含確定該物體在所述區域內移動時它的速度。
51.根據權利要求45所述的方法，其中確定該物體的表現信息包含確定該物體在所述區域內移動時它的行 進距離。
【文檔編號】G01C23/00GK104075731SQ201410088927
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2013年3月12日
【發明者】奧瑞爾·寇扎 申請人:阿迪達斯股份公司