可佩戴的体育活动监测系统及监测方法与流程
本申请是发明名称为“可佩戴的体育活动监测系统及监测方法”、申请号为“201310128792.6”、申请日为“2013年04月15日”的申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请是2012年4月13日提交的、发明名称为“可佩戴的体育活动监测系统和方法”的第13/446,986号美国专利申请的继续部分申请。第13/446,986号美国专利申请涉及2012年4月13日提交的、发明名称为“体育活动监测方法和系统”的第13/446,937号共有美国专利申请以及2012年4月13日提交的、发明名称为“运动球类体育活动监测方法和系统”的第13/446,982号共有美国专利申请。在本文中列出的每一申请通过引用其全部内容的方式并入本文。
总体来讲，本发明的实施例涉及可佩戴的体育活动监测方法和系统。更具体地，本发明的实施例涉及用于监测体育活动中参加体育活动的个体的运动的方法和系统。
背景技术：
体育活动对于保持健康的生活方式是重要的，并且是很多人的娱乐资源。有些个体喜欢参加团体体育活动，例如足球或篮球，而其他个体更喜欢参加个体体育活动，例如跑步或滑雪。不管所述活动是团队活动还是个体活动，常见的是人们均参加诸如足球赛或者赛跑比赛的竞技性赛事，以及诸如进行足球训练或者间歇跑冲刺等更多的非正式的培训课程。
技术已经促进了健身监测设备的发展，所述设备能够使用传感器记录有关个体在体育活动中的表现信息，并且在一些情况中提供关于个体表现的反馈。一些便携式健身监测设备使用连接至个体的身体的传感器，而其他便携式健身监测设备依靠连接到运动设备的传感器。这种传感器能够测量与个体的身体活动相关联的各种物理和/或生理参数。
许多现有的健身监测设备不是便携的，因此不适合在许多真实世界的竞技或者培训课程中提供监测。即使是便携式的，但由于往往过重，或者缺乏足够的电池和/或处理能力，以至于不能在严格的竞争或训练条件下长时间使用。此外，尽管一些现有的健身监测设备能够进行相对简单的表现测定，诸如个体在活动中的当前心率或总步数，但通常不能进行更先进的测定或者精度不准确。最后，通过现有设备提供给个体的表现反馈往往不能提供快速、准确、深刻的信息，使他们不能够容易地与过去的表现进行比较，制定改善未来表现的战略，可视化表现，或选择新的培训方案或体育设备。
技术实现要素：
需要一种具有改进的性能的新的体育活动监测方法和系统，从而为参加体育活动的个体提供评估其活动的更好的工具。本发明的至少一些实施例满足上述需求，并且如以下说明所描述地，进一步提供了相关的优势。
本发明的实施例涉及一种用于监测参加体育活动的个体的方法，所述方法包括：使用连接至所述个体的传感器模块检测所述个体在第一时间的运动；确定所述个体的运动是否对应于预定的激活运动；响应所述个体的运动对应于预定的激活运动的确定结果，所述传感器模块进入激活状态；以及使用处于激活状态的所述传感器模块检测所述个体在第二时间的运动。
本发明的实施例涉及一种用于监测参加体育活动的个体的方法，所述方法包括：使用连接至所述个体的传感器模块检测所述个体在第一时间的运动；确定所述个体的运动是否对应于预定的激活运动；以响应所述个体的运动对应于预定的激活运动的确定结果，所述传感器模块进入激活状态；使用处于激活状态的所述传感器模块检测所述个体在第二时间的运动；记录运动数据；参照数据结构，确定所述运动数据与活动度量之间的关联；以及提供传达所述活动度量的输出。
本发明的实施例涉及一种用于识别进行体育活动的个体的运动的方法，所述方法包括：使用连接至所述个体的传感器模块感测磁场数据和加速度数据；将所述磁场数据和加速度数据与查找表进行比较；并且基于所述比较结果，识别所述个体在第二时间的的运动。
本发明的实施例涉及一种用于确定个体的跳跃特性的方法，所述方法包括：识别由所述个体进行的起跳；使用连接至所述个体的传感器模块，基于在跳跃的开始感测到的第一加速度数据确定所述个体的第一竖向速度；基于在跳跃的开始和起跳之间感测到的所述第一竖向速度和第二加速度数据，确定所述个体的第二竖向速度；基于所述第二竖向速度计算最大跳跃高度。
本发明的实施例涉及一种确定个体的跳跃特性的方法，所述方法包括：使用连接到所述个体的传感器模块，在由个体执行的跳跃过程中感测所述个体的加速度数据；接收表示所述个体的质量的数据；以及基于所述个体的加速度数据和质量确定所述个体的跳跃力。
本发明的实施例涉及一种用于确定进行体育活动的个体的反应时间的方法，所述方法包括：在连接至所述个体的传感器模块，接收执行指令运动的指示；使用所述传感器模块，在所述个体的运动中感测磁场数据和加速度数据；将所述磁场数据和所述加速度数据与查找表进行比较，所述查找表包含指令运动的运动数据配置文件；基于所述比较结果，识别所述运动是否对应于指令运动的运动数据配置文件；以及基于从接收所述指示到参考所述个体的运动的时间点所经过的时间，计算反应时间。
本发明的实施例涉及一种限定进行体育活动的个体的动作的方法，所述方法包括：在连接至所述个体的传感器模块接收执行指令运动的指示；使用所述传感器模块感测在个体的运动过程中的磁场数据和加速度数据；将磁场数据和加速度数据的表示存储在与所述指令运动相关联的查找表中。
本发明的实施例涉及一种用于确定参加体育活动的个体施加的力的方法，所述方法包括：使用连接至所述个体的传感器模块感测加速度数据；接收表示所述个体的质量的数据；以及基于所述加速度数据和表示所述个体的质量的数据确定由所述个体施加的力。
本发明的实施例涉及一种传感器服装，其用于监测参加体育活动的个体，所述传感器服装包括：由纺织材料形成的服装；以及不可拆卸地连接至所述服装的纺织材料的传感器模块，其中所述传感器模块包括配置成感测单一特性的单一用途的传感器，其中所述传感器模块包括无线电天线，所述无线电天线配置成传输由所述单一用途的传感器产生的数据，以及其中所述传感器模块不包括外部数据端口。
本发明的附加实施例、特征和优势以及本发明的各种实施例的结构和操作将参考随附的附图在以下详细地描述。
附图说明
作为本说明书一部分而结合于此的附图通过示例以及非限制性的方式示出了本发明，该附图与说明一起，用于更进一步阐述本发明的原理并使得相关领域的技术人员能够实现并使用本发明。
图1示出了使用根据本发明的实施例的体育活动监测系统的个体。
图2示出了使用根据本发明的实施例的体育活动监测系统的个体。
图3是根据本发明的实施例的多种不同的体育设备的图解。
图4是根据本发明的实施例的传感器模块的组件的框图。
图5是根据本发明的实施例的传感器模块的组件的框图。
图6a示出了根据本发明的实施例的配置成监测个体的身体的传感器模块。
图6b示出了根据本发明的实施例的包括用于监测运动球的传感器模块的运动球。
图7示出了根据本发明的实施例通信的体育活动监测系统的各种组件。
图8a示出了根据本发明的实施例通信的体育活动监测系统的各种组件。
图8b示出了根据本发明的实施例通信的两个传感器模块。
图9示出了根据本发明的实施例的组监测系统。
图10示出了根据本发明的实施例的示例的坐标系。
图11示出了根据本发明的实施例的示例的坐标系。
图12是根据本发明的实施例的用于确定活动度量的方法的流程图。
图13是根据本发明的实施例的用于确定活动度量的方法的流程图。
图14是根据本发明的实施例的用于激活传感器模块的方法的流程图。
图15是根据本发明的实施例的用于识别匹配的体育动作的方法的流程图。
图16是根据本发明的实施例的与远程计算机进行通信的方法的流程图。
图17是根据本发明的实施例的用于将活动度量与位置相关联的方法的流程图。
图18示出了根据本发明的实施例的处于校准状态的个体。
图19示出了根据本发明的实施例的在运动中的个体。
图20是根据本发明的实施例的示出了确定涉及个体的动作的数据的操作的流程图。
图21是根据本发明的实施例的示出了识别个体的动作的操作的流程图。
图22是根据本发明的实施例的示出了确定个体的反应时间的操作的流程图。
图23是根据本发明的实施例的示出了限定运动数据配置文件的操作的流程图。
图24是根据本发明的实施例的示出了确定个体的跳跃特性的操作的流程图。
图25是根据本发明的实施例的显示的图解。
图26是根据本发明的实施例的显示的图解。
图27是根据本发明的实施例的显示的图解。
图28是根据本发明的实施例的示出了确定个体的跳跃特性的操作的流程图。
图29是示出了个体和球的特性的表格。
图30是示出了显示关于个体的运动方面的数据表示的操作的流程图。
图31是根据本发明的实施例的显示的图解。
图32是根据本发明的实施例的显示的图解。
图33是根据本发明的实施例的传感器模块的图解。
图34是根据本发明的实施例的传感器模块的图解。
图35是根据本发明的实施例的在传感器服装中使用的传感器模块的图解。
图36是根据本发明的实施例的显示的图解。
具体实施方式
参照附图中示出的本发明的实施例，本发明将得到详细地描述。参照“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等所指的实施例可包括特定特征、结构或特性，但每一个实施例均并非必需包括该特定的特征、结构或特性。此外，上述描述并非必需指向同一实施例。另外，当结合实施例来描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确说明，本领域的技术人员应能够理解也可结合其他实施例来改变上述特征、结构或特性。
在此使用的术语“发明”或“本发明”是非限定术语，并且不用于指特定发明的任何单独的实施例，而是包括在本发明中描述的所有可能的实施例。
本发明的各个方面或者其任何部分或功能可使用硬件、软件、固件、存储有指令的有形的计算机可读或计算机可用的存储介质或者它们的结合来实施，并且可在一个或多个计算机系统或其它处理系统中实施。
本发明通常涉及体育活动监测方法和系统。更具体地，本发明涉及用于监测参加体育活动的个体的身体的运动的方法和系统。参加体育活动的个体(或者另一感兴趣的人诸如教练、队友或观众)可能希望获得关于体育活动过程中的个体的身体的动作或者个体的体育设备的动作的信息。
例如，如果个体正在参加涉及运动球的使用的运动，诸如英式足球(即足球)比赛中，例如，可能希望能够确定个体踢英式足球(即足球)的不同的发射角度，希望能够确定足球被个体踢出后足球的旋转速率，或者希望能够确定足球被个体踢出后，足球所行进的速度峰值。
作为进一步的例子，如果个体正在参加涉及个体的胸部的各种运动的活动，诸如训练篮球技能，例如，当试图绕开防守者运球时可能希望能够识别个体向左转或者向右转的时机，或者当跳投、试图扣篮或者试图盖帽时可能希望能够确定个体所跳的高度和/或个体弹跳时所用的力，或者当进行与篮球有关的反应时间操练时，可能希望能够确定个体的反应时间。
在实施例中，可监测参加体育活动的多个个体(例如团体运动中的队友或对手)的身体运动和/或在体育活动中个体所使用的多个体育设备的运动。在一些实施例中，可提供实时监测和/或反馈，而在其它实施例中可提供活动后的反馈。
通过使用包括一个或多个便携式传感器的体育活动监测系统，以下描述的本发明的实施例可有利地使个体(或其教练、队友或观众)获得在体育活动过程中关于个体身体动作的信息或者关于个体的体育设备的动作的信息。由传感器获得的数据可以多种方式被处理，以得到关于活动中感兴趣的对象的动作的有用的信息。在一些实施例中，传感器数据可被处理以监测个体的身体或者个体的体育设备的空间方位的变化(即相对于地球上的特定位置或者其他参照点的位置和/或方向的变化)。在其他实施例中，传感器数据可参照运动数据与存储在数据结构中的活动度量之间的预先确定的关联进行处理。
在一个实施例中，例如，可使用关于个体的身体动作信息或者个体的体育设备的动作信息为个体提供关于如何能够改进其运动的指导，或者作为对有关个体的身体或体育设备的运动的裁判员、仲裁员或者其他体育竞赛的裁判员的裁判的准确性的检查。
图1示出了使用根据本发明的实施例的体育活动监测系统10的个体100。该个体100可能希望获得关于个体100的身体动作的信息，或者在体育活动过程中使用根据本发明的体育活动监测系统10的个体100的体育设备的动作的信息。
根据本发明实施例的体育活动监控系统10可适合由团体或个体体育活动和竞技性的和非正式的培训赛事中的个体100使用。例如，根据本发明实施例的体育活动监测系统10可适合由参加体育活动的个体100使用或者用于相关的培训赛事过程中，这些体育活动诸如棒球、篮球、保龄球、拳击、板球、自行车、橄榄球(即美式足球)、高尔夫球、曲棍球、长曲棍球、赛艇、橄榄球、跑步、滑板、滑雪、英式足球(即足球)、冲浪、游泳、乒乓球、网球或排球。
根据本发明的实施例的体育活动监测系统10可包括传感器模块102。所述传感器模块102可包括一个或更多个传感器，并且可物理地连接至由个体100所进行的体育活动过程中的对象104。如以下进一步详细解释的，在一些实施例中，传感器模块102可被用作监测个体100的身体106或者个体的体育设备108的空间方位的变化，而在其他实施例中，传感器模块102可与存储在数据结构中的预定的关联数据结合使用，以确定身体106或设备108的运动数据与活动度量之间的关联。
在一个实施例中，如图1所示，被监测对象104可为个体100的身体106，传感器模块102可物理地连接至个体100的身体106。在示出的实施例中，传感器模块102配置成物理地连接至个体100的身体106的一部分，例如胸部。在其他实施例中，传感器模块102可被配置成物理地连接至所述个体100的身体106的其他部分，诸如所述个体的头部、颈部、肩部、背部、臂部、腕部、手部、手指、腰部、臀部、腿部、脚踝、足部或脚趾。
在一些实施例中，所述传感器模块102可被配置成通过一层或多层衣服、鞋类制品、或者存在于所述传感器模块102和所述个体100的身体106之间的体育防护设备而物理地连接至所述个体100的身体106的部分。不论是否存在介于中间的物件，所述传感器模块102可通过多种可拆卸的或不可拆卸的诸如带子、粘合剂、口袋、夹子的连接装置物理地连接至个体100的身体106的部分，或者通过整合至衣物(例如衬衣、裤子、袜子、手套或帽子)、鞋类或者由所述个体100佩戴的体育防护设备而物理地连接至个体100的身体106的部分。
在一个实施例中，所述传感器模块102可被配置成放置在传感器模块102的保持元件中，所述保持元件配置成保持所述传感器模块102。在一些示例的实施例中，保持元件的尺寸和形状可制成对应于所述传感器模块102的尺寸和形状，以能够将传感器模块102镶嵌在其中并且将所述传感器模块102保持就位，从而减小衣服的穿用者的运动对于所述传感器模块102的影响。附加元件可用于帮助减小这种效应，诸如带子或者垫片元件。所述传感器模块102保持元件可例如通过与衣服的纺织层成一体、粘接、缝制、焊接、系住、夹持、扣住或者安装其上或者这些技术或其他技术的组合连接至衣服的纺织层。在一些示例的实施例中，传感器模块102保持元件与所述衣服的纺织层一体地形成。
在一些实施例中，所述传感器模块102保持元件可定位成与所述传感器模块102的佩戴者的上背部相对应。当所述传感器模块102发送或接收数据时，所述传感器模块102保持元件与所述佩戴者的高位置诸如所述上背部相对应，可有助于将干扰最小化并且将所述传感器模块102在所述传感器模块102保持元件中的范围和信号强度最大化。此外，将所述传感器模块102保持元件定位成与上背部相对应，最大限度地减小了传感器模块102对体育运动的干扰。在一些示例性实施例中，传感器模块102保持元件被定位成不与佩戴者的上背部对应。
在另一实施例中，如图2所示，所述对象104可为在体育活动过程中由所述个体100所使用的体育设备108，并且所述传感器模块102可物理地连接至所述体育设备108中。在所示出的实施例中，所述传感器模块102物理地连接至体育设备108中，所述体育设备108为英式足球。在其他实施例中，所述传感器模块102可被配置成物理地连接至其他体育设备108，例如任何类型的运动球、任何类型的运动“棒”(例如曲棍球棒、棒球棒、高尔夫球杆、乒乓球拍、或网球拍)、运动手套、自行车、船桨、鞋、靴子、滑雪橇、有边帽或无边帽、滑板、冲浪板或眼镜或护目镜。
根据体育设备108和体育活动的性质，所述传感器模块102可通过多种连接装置物理地连接至体育设备108。例如，所述传感器模块102可通过附接至所述球的外部、附接至空心球的内表面、由悬挂系统悬挂在空心球的内表面或者整合至多层球的外层或其他层来物理地连接至运动球。还有，所述传感器模块102可物理地连接至非空心运动球(例如棒球、保龄球或者高尔夫球)，例如通过附接至所述球的外部、整合至多层球的层之间或者嵌入所述球的实心部分中。进一步的例子，所述传感器模块102通过围绕所述运动棒的部分缠绕、被夹持到所述运动棒的部分上、被附接至所述运动棒的外表面、被附接至所述空心或非空心运动棒的内表面、或者通过悬挂系统悬挂在中空运动棒的内表面中，或者整合至多层或复合的运动棒的壁或其他层中而可拆卸地或不可拆卸地物理地连接至运动“棒”。所述传感器模块102可通过各种连接装置例如带子、粘合剂或者被整合至体育设备108中而物理地连接至所述体育设备108中。
在其他实施例中，所述传感器模块102可被整合至现有的体育活动监测设备中，例如心率监测设备、计步器和基于加速计的监测设备或者其他便携式健身监测设备，例如德国黑措根奥拉赫的adidasag公司出售的micoach、pacer、zone或者speedcell品牌的设备。
图3示出了根据本发明的所述监测系统10的实施例被使用的多种不同的体育设备108。如所示出的，根据本发明的所述监测系统10可与多种不同的体育设备108一起使用，例如篮球、足球、棒球棍、棒球、保龄球、曲棍球杆、冰球、滑板、冲浪板、自行车、滑雪板、滑雪杆、网球拍、网球、鞋类制品、拳击手套、高尔夫球杆或高尔夫球。
图4是根据本发明的实施例的传感器模块102的组件的框图。在所示出的实施例中，所述传感器模块102包括可操作地彼此连接以执行所述传感器模块102的功能的处理器110、电源112、存储器114、加速度传感器116、磁场传感器118以及收发器122。在其他实施例中，可省略一个或多个传感器模块102的组件，或者可添加一个或多个附加的组件。
所述处理器110可适于执行存储在所述传感器模块102中的存储器114中的应用程序。所述处理器110还能够执行模拟或数字信号处理算法，如减少原始数据和过滤。例如，处理器110可被配置为接收来自传感器的原始数据，并在传感器模块102处理这些数据。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。
所述电源112可适于为所述传感器模块102提供电力。在一个实施例中，所述电源112可为电池。所述电源可被植入所述传感器模块102中或从所述传感器模块102可移除，并且可为可充电或不可充电的。在实施例中，所述电源112可通过接通连接至充电电源的电线，诸如连接至个人计算机的通用串行总线(“usb”)电线进行充电。在另一实施例中，所述电源112可通过感应电荷进行充电，其中当两个电源靠近地放置时，电磁场用于将电能从感应电荷转化至所述电源112，而不需要通过电线插入彼此。在一些实施例中，扩充口可被使用以便于充电。
所述传感器114适于存储应用程序指令以及存储体育活动数据。在实施例中，所述存储器114可存储用于执行在此描述的体育活动监测系统10的功能方面的应用程序。在一个实施例中，所述存储器114可存储原始数据、已记录数据和/或经计算数据。在一些实施例中，如以下详细解释地，所述存储器114可用作数据存储缓存器。所述存储器114可包括只读存储器和随机存取存储器，并且还可包括存储卡或其它可移动的存储设备。
在本发明的一些实施例中，所述存储器114可永久地存储原始数据、已记录数据和/或经计算数据，而在其他实施例中，所述存储器114可仅临时地存储所有或一些数据，诸如缓存器。在本发明的一个实施例中，所述存储器114和/或与其相关的缓存器可在预定大小的存储位置存储数据，从而仅一定量的数据可被保存以用于本发明的特定的应用。
所述加速度传感器116可适于测量所述传感器模块102的加速度。因此，当所述传感器模块102被物理地连接至对象104(诸如个体100的身体106或体育设备108)，所述加速度传感器116能够测量所述对象104的加速度，包括由于地球重力场的加速度。在一个实施例中，所述加速度传感器116可包括三轴加速计，该三轴加速计能够测量三个正交方向上的加速度。在其他实施例中，可使用一个、两个、三个或更多的单独的加速计。在一些实施例中，所述加速计为低质量的加速计。
所述磁场传感器118可适于测量所述传感器模块102附近的磁场的强度和方向。因此，当所述传感器模块102被物理地连接至对象104(诸如个体100的身体106或者体育设备108)时，所述磁场传感器118能够测量在所述对象104附近的磁场的强度和方向，包括所述地球的磁场。在一个实施例中，所述磁场传感器118可为矢量磁力计。在其他的实施例中，所述磁场传感器118可为三轴磁力计，该三轴磁力计能够测量在三个维度上的总的局部磁场的合成的磁场矢量的幅度和方向。在其他实施例中，可使用一个、两个、三个或更多个单独的磁力计。
在本发明的一个实施例中，所述加速度传感器116和磁场传感器118可包含在由瑞士日内瓦意法半导体公司制造的记载(bearing)有型号为lsm303dlhc的单独的加速计-磁力计模块中。在其他实施例中，所述传感器模块102可仅包括所述加速度传感器116和所述磁场传感器118中的一个，可根据需要省略另一个。
如以下详细描述的，在图4中绘示的收发器122使所述传感器模块102能够无线地与所述体育活动监测系统10的其他组件进行通信。在一个实施例中，所述传感器模块102和所述体育活动监测系统10的其他局部组件可通过个人区域网络或者局域网进行通信，例如，其使用一种或多种以下协议：ant、通过dynastream创新公司提出的ant+、蓝牙、蓝牙低功耗技术、bluerobin或者适合的无线个人或局域网协议。也可使用其他已知的适于体育活动监测系统10的通信协议。
在一个实施例中，所述收发器122是低功率收发器。在一些实施例中，所述收发器122可为双向通信收发器122，而在其他实施例中，所述收发器122可为单向发送器或者单向接收器。所述传感器模块102和所述体育活动监测系统10的其他组件之间的无线通信在以下详细地描述。在其他实施例中，所述传感器模块102可与不依赖收发器122的体育活动监测系统10的其他组件进行有线通信。
在本发明的一些实施例中，在个体100所实施的体育活动过程中，具有如图4中绘述的组件的传感器模块102可物理地连接至对象104，以监测所述个体100的身体106或者所述个体的体育设备108的空间方位的变化，或者确定身体106或者设备108的运动数据和活动度量之间的关联。在这些实施例中，所述加速度传感器116和所述磁场传感器118可负责收集必要数据进行多种监测计算。
然而，在一些其他实施例中，可能希望将附加的传感器包含在所述传感器模块102中，或者使附加的传感器与所述传感器模块102进行通信。在进一步的实施例中，所述传感器模块102可集成在现有的体育活动监测系统中，该体育活动监测系统可能具有附加的或者不同的传感器，诸如心率监测器、计步器、基于加速计的监测设备或其他便携式健身监测装置，例如德国黑措根奥拉赫的adidasag公司出售的micoach、pacer、zone或者speedcell品牌的设备。
除了所述加速度传感器116和磁场传感器118，其他传感器可为所述传感器模块102的一部分或者与所述传感器模块102分离但与所述传感器模块102通信，所述其他传感器可包括能够测量多种运动员表现参数的传感器。术语“表现参数”可包括与所述个体100的体育活动相关联的物理参数和/或生理参数。所测量的物理参数可包括但不限于时间、距离、速度、步速、脚踏数、轮转数、一般转动(rotationgenerally)、步数、步长、飞行时间(airtime)、步频、高度、张力、冲击力、跳跃力、通常力(forcegenerally)以及弹跳高度。所测得的生理学参数包括但不限于心率、呼吸率、血氧水平、血乳酸水平、血流量、水化程度、燃烧的卡路里或体温。
能够测量这些参数的实际的传感器可包括但不限于计步器、脉搏计、温度计、高度计、压力传感器、应变计、自行车功率计，自行车曲柄或轮位置传感器、磁传感器、角动量传感器(例如陀螺仪)，电阻传感器或力传感器。
图5是根据本发明的又一实施例的传感器模块102的组件的框图，其可结合一些上述的附加的传感器以及其他附加的组件。在示出的实施例中，所述传感器模块102包括可操作地彼此连接以执行所述传感器模块102的功能的处理器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、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以及计时器134。在其它实施例中，可省略一个或多个传感器模块102的组件或可增加一个或多个组件。
图5的实施例中的处理器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可具有与图4中的上述相似组件相似的结构和功能。
所述传感器模块102的用户界面120可被所述个体100用作与传感器模块102进行交互。在实施例中，所述用户界面120可包括一个或多个输入按钮、开关或键，包括图形用户界面的触摸屏表面的虚拟按钮、开关或键。每一按钮、开关或键的功能可基于所述传感器模块102的操作模式而确定。在一个实施例中，用户界面120可包括触摸垫、滚动板和/或触摸屏。在另一实施例中，用户界面120可包括电容开关。在进一步的实施例中，用户界面120可包括语音激活控件。
然而，在一些实施例中，所述传感器模块102可不包括用户界面120。在这些实施例中，所述传感器模块102能够与自包含用户界面的所述体育活动监测系统10的其他组件进行通信。
所述角动量传感器124，例如其可以为陀螺仪，可适于测量所述传感器模块102的角动量或方位。因此，当所述传感器模块102被物理地连接到对象104(例如个体100的身体106或体育设备108)时，所述角动量传感器124能够测量所述对象104的角动量或方位。在一个实施例中，所述角动量传感器124可以是三轴陀螺仪，其能够测量关于三个正交轴的角位移。在其它实施例，可使用一个、两个、三个或多个单独的陀螺仪。在实施例中，所述角动量传感器124可用作校准由一个或多个加速度传感器116和磁场传感器118的测量值。
所述心率传感器125可适于测量个体的心率。所述心率传感器125可放置成与个体100的皮肤相接触，如个体的胸部皮肤，并用带子固定。所述心率传感器125可能够读取个体100的心脏的电活动。
例如，所述温度传感器128可以是温度计、热敏电阻或测量温度变化的热电偶。在一些实施例中，所述温度传感器128可主要用于校准所述体育活动监测系统10的其他传感器，诸如，加速度传感器116和磁场传感器118。
在一个实施例中，所述位置接收器130可以是电子卫星位置接收器，其能够利用从卫星定位系统发出的无线电沿瞄准线(line-of-sight)传送的时间信号确定其位置(即经度、纬度和海拔高度)。已知的卫星定位系统包括gps系统、伽利略系统、北斗系统和格洛纳斯系统。在另一实施例中，位置接收器130可以是能够与本地或远程的基站或无线电传输收发器进行通信的天线，从而使得能够使用无线电信号的三角测量或其它类似的原理确定所述传感器模块102的位置。在一些实施例中，位置接收器130的数据使得所述传感器模块102能够检测可用于测量和/或计算位置航点、时间、定位、行进的距离、速度、步速或高度的信息。
所述数据端口132可有利于信息传送至所述传感器模块102以及从所述传感器模块102发出，并且所述数据端口132例如可以是usb端口。在一些示例性的实施例中，数据端口132可以附加地或可选地促进将电力传输到电源112，从而为电源112充电。
所述计时器134可以是能够跟踪绝对时间和/或确定经过的时间的时钟。在一些实施例中，所述计时器134也用来为特定的数据记录标记时间戳(timestamp)，从而可确定特定数据被测量或记录的时间，并且多种数据的多种时间戳能够彼此相关。
在本发明的一些实施例中，具有如在图5中所示的组件的传感器模块102可被物理地连接到由个体100进行的体育活动中的对象104，以监测个体100的身体106或者个体的体育设备108的空间方位的变化，或者确定身体106或设备108的运动数据和活动度量之间的关联。在这些实施例中，加速度传感器116、磁场传感器118和/或其他包含的传感器可负责收集必要的数据来进行各种监测计算。然而，在其他一些实施例中，可能希望将附加的传感器包含在所述传感器模块102中，或者可能希望所述附加的传感器与所述传感器模块102进行通信，或使所述传感器模块102具有较少的传感器。
图6a是根据本发明的实施例的配置成用于监测所述个体100的身体106的传感器模块102的图解。所示出的传感器模块102可与图1中示出的传感器模块102相似，被配置成物理地连接至所述个体100的身体106的部分，诸如胸部。在本发明的一些实施例中，图6a中的传感器模块102可被物理地连接至体育活动过程中的所述个体100的身体106，以监测所述个体100的身体106的空间方位的变化，或者确定身体106的运动数据与活动度量之间的关联。
如图6a所示，在一个实施例中，所述传感器模块102可包括壳体136。所述壳体136可包含并保护以上参照图4或图5描述的示例的传感器模块102的各种电子组件。虽然在图6a中，所述壳体136示出为圆形的盘形壳体，实际上，所述壳体上可具有任何能够容纳所述传感器模块102的必要组件并且物理地连接至所述个体100的身体106的期望部分的适当的尺寸和形状。在一个实施例中，所述壳体可由塑料制成，诸如tpu或其他合适的耐用材料制成。
在一些实施例中，所述传感器模块102还可包括按钮和/或显示屏。所述按钮可用作所述传感器模块102的用户界面。所述按钮能够将所述传感器模块102开启或关闭、通过各种显示选项进行切换(toggling)或用于多种其他功能。可选择地，可设置多个按钮或没有按钮。在一个实施例中，所述显示器可以是能够向个体100传输所述传感器模块102的状态或电池寿命的相对简单的led显示器。在另一个实施例中，所述显示器可以是能够为所述个体100显示表现参数信息、反馈或其他信息的更高级的显示器，如七段液晶显示器。可替代地，如图6a所示，可以不设置按钮或显示器。
图6b示出了根据本发明的实施例的包括用于监测所述运动球的传感器模块102的运动球。该示出的传感器模块102可与图2中示出的传感器模块102类似，被配置成物理地连接至体育设备108，该体育设备108为英式足球。在本发明的一些实施例中，在体育活动过程中，可使用整合至所述英式足球中的图6b中的传感器模块102进行监测所述英式足球的空间方位的变化，或者确定所述球的运动数据和活动度量之间的关联，作为例如踢球的个体100的结果。
如图6b所示，所述球可包括封闭球的中空空间的外层142。所述外层142可与皮质或者塑料的外皮缝合、粘合和/或胶合在一起，并且用带子束紧以使得能够进入内部气囊，如果必要的话。在其它实施例中，所述球可以是包括单独的、实心层或者多个不同层的非空心的运动球(例如棒球、保龄球或高尔夫球)。在一些实施例中，传感器模块102可在出售给个体之前连接到或结合至所述球，而在其它实施例中，所述个体可在购买所述球后插入所述传感器模块102。在一些实施例中，所述球可包括与以上描述的自安装(body-mounted)的传感器模块102相类似的按钮和显示器，如果存在的话。可替代地，如图6b所示，可不设置按钮或显示器。
在本发明的一些实施例中，所述传感器模块102可通过有线或无线技术与所述体育活动监测系统10的其他组件进行通信。所述传感器模块102和所述体育活动监测系统10的其他组件之间需要进行通信可能有多种原因。例如，在所述传感器模块102记录并存储体育活动信息的方面来讲，将该信息传送到用于附加数据的处理、数据可视化、与他人共享、与过往记录的体育活动信息进行比较或者多种其他用途的另一电子设备可能是有用的。作为进一步的例子，在所述传感器模块102具有不足的处理能力、广域网路传输能力、传感器能力或其他能力的意义上来讲，所述体育活动监测系统10的其他组件可提供这些能力。基于这一点，以下将简略地描述可能的通信装置。
所述传感器模块102和个人计算机204之间的有线通信，例如通过使用插入到所述个人计算机204的通信端口的通信线将所述传感器模块102放置入与所述个人计算机204相连的对接单元来实现。在另一实施例中，例如，所述传感器模块102和所述个人计算机204之间的通信可通过连接所述传感器模块102和所述电脑204之间的电线来实现。所述传感器模块102的数据端口132和所述电脑204的通信端口可包括usb接口。连接所述传感器模块102和所述计算机204的电线可为具有合适的usb插头的usb线，包括但不限于常规的usb-a或usb-b、迷你或微型插头或其他适合的线，例如火线、以太网或雷电接口线。如过往所解释的，在一些实施例中，这种电线可被用作有利于将电力传输到所述传感器模块102的电源112，从而为所述电源112充电。可替代地，所述电源112可通过感应电荷或使用对接站进行充电。
有线连接到个人计算机204可能是有用的，例如，从传感器模块102向个人计算机204上传体育活动信息，或者从个人计算机204向传感器模块102下载应用程序的软件更新或设置。
传感器模块102和个人计算机204之间的无线通信例如可通过无线广域网(诸如因特网)、无线局域网络或无线个人区域网络来实现。如本领域技术人员所熟知的，存在有许多已知的标准和专有协议适合执行无线区域网络(例如tcp/ip、ieee802.16、蓝牙、蓝牙低功耗、ant、由dynastream创新公司提出的ant+或bluerobin)。因此，本发明的实施例并不限于使用任何特定的协议进行所述传感器模块102和本发明的体育活动监测系统10的不同元件之间的通信。
在一个实施例中，所述传感器模块102可与诸如移动电话所使用的无线广域网通信系统进行通信。例如，无线广域网通信系统可包括多个地理上分布的通信塔和基站系统。所述通信塔可包括一个或多个支持远程双向无线电频率通信的无线设备的天线，如传感器模块102。天线与传感器模块102之间的无线电频率通信可利用符合任何已知的或今后开发的无线电协议的无线频电率信号，例如cdma、gsm、edge、3g、4g、ieee的802.x(例如，ieee802.16(wimax的))等。由所述基站系统和蜂窝通信塔向所述传感器模块102无线传送的信息可进一步发送到一个或多个附加的电路交换或分组交换的通信网络(例如包括因特网)或从一个或多个附加的电路交换或分组交换的通信网络(例如包括因特网)接收。
如图7所示，通信也可能会经由网络200在所述传感器模块102、个人计算机204和/或远程服务器202之间发生。在一个实施例中，所述网络200是因特网。英特网是采用internet协议(tcp/ip)进行数据通信的全球范围内的服务器、路由器、交换机和传输线的集合。也可以采用网络200进行任何两个或更多的传感器模块102、个人计算机204、服务器202和对接单元之间的通信。在本发明的实施例中，信息经由网络200在所述传感器模块102和服务器202之间直接进行通信，从而绕过所述个人计算机204。
多种信息可在任何的传感器模块102、个人计算机204、网络200、服务器202或其他的电子组件之间进行通信，其他电子组件例如为另一传感器模块102、移动电话、平板计算机或其它便携式电子设备。这类信息可以包括例如表现参数的数据、设备的设置(包括传感器模块102的设置)、软件和固件。
本发明的各种元件之间的通信可发生在体育活动完成之后或实时地在体育活动期间发生。此外，例如，传感器模块102和个人计算机204之间的交互以及个人计算机204和服务器202之间的交互可发生在不同的时间。
在本发明的一些实施例中，使用体育活动监测系统10的个体100可参与活动，所述传感器模块102物理地连接至个体的身体106或体育设备108，但是在所述个体附近没有构成所述体育活动监测系统10的一部分的其他便携式电子装置。在这种实施例中，所述传感器模块102可使用其传感器监测所述体育活动。所述传感器模块102还可执行必要的计算以监测在所述个体100的身体106或者所述个体的体育设备108的空间方位的变化，或者执行必要的计算以确定身体106或器材108的运动数据与活动度量之间的关联。
替代性地，在这种情况下，可依靠在活动过程中距所述个体100远程定位的所述体育活动监测系统10的其他组件执行必要的计算，以监测所述个体100的身体106或个体的体育设备108的空间方位的变化，或者执行必要的计算以确定身体106或器材108的运动数据和活动度量之间的关联。这种计算可发生在例如在活动期间或者之后，所述体育表现信息直接从所述传感器模块102无线地传送到个人计算机204或服务器202之后，或者活动过后所述体育表现信息直接从所述传感器模块102有线地传送到个人计算机204之后。
然而，在本发明的其它实施例中，如图8a所示，所述传感器模块102可以与在体育活动期间也由所述个体100携带的所述体育活动监测系统10的便携式电子设备206进行通信。在一些实施例中，所述便携式电子设备206可以是手表、移动电话、平板计算机或其它便携式电子装置。
所述便携式电子设备206可用于多种目的，包括例如提供额外的数据处理、提供额外的数据存储、提供数据的可视化、提供额外的传感器功能、将信息转发到网络200或提供音乐的回放。
在本发明的一个实施例中，所述便携式电子设备206可以是专用的便携式电子设备206。术语“专用的便携式电子设备”是指所述便携式电子设备206不能用于本发明的所述体育活动监测系统10以外的用途。例如移动电话、个人数字助理、或者数字音乐文件播放器(例如mp3播放器)可能不被认为是在此所使用的术语“专用的便携式电子监测设备”。以这种方式，所述专用的便携式电子监测设备206可在一些实施例中提供更简单的和/或更有效的设备。
如图8a所示的便携式电子设备206不是专用的便携式电子监测设备，在图8a中所示的所述便携式电子设备206是移动电话。在替代实施例中，将所述传感器模块102本身由移动电话来呈现是可能的。由于移动电话通常地被个体携带，即使在体育活动过程中，因此将便携式电子设备206包含在所述体育活动监测系统10(诸如移动电话)中是令人满意的，并且它们能够在不给所述个体100增加额外成本的情况下，提供显著的额外的计算和通信能力。
鉴于上面的讨论，很明显，根据本发明的特定的实施例的配置，在此引用的各种处理步骤或其他计算能够由在此公开的所述体育活动监测系统10的各种实施例来实现，并且不必限于由所述传感器模块102执行。例如，在多种实施例中，可以通过所述传感器模块102、服务器计算机202、个人计算机204、便携式电子设备206和/或任何其他网络组件或一个以上的组件进行在此引用的任何处理步骤或其他计算。
本发明的实施例可能涉及所谓的“云计算”的使用。云计算可包括将计算作为服务而非产品进行交付，从而可以通过网络(通常是因特网)为计算以及其他实用的设备提供共享资源、软件和信息。云计算可以通过网络委托具有用户数据、软件以及在公共应用程序界面上的计算的服务器(通常是集中的)。终端用户可通过web浏览器或重量轻的台式机或移动应用程序访问基于云的应用程序，而商业软件和数据都存储在远程位置上的服务器上。云应用程序供应商通常努力提供与安装在本地或者终端计算机的软件程序相同或更好的服务和性能。
图8b示出了与第二传感器模块102进行无线通信的第一传感器模块102。在实施例中，这种通信是令人满意的，从而不同的个体100(包括相同的体育团队中的个体100)能够在体育活动中比较他们的表现，或者在不必须通过远程计算机诸如个人计算机204或服务器202首先传送数据的情况下进行数据交换。
图9是根据本发明的实施例的组监测系统的图解。在示例性的实施例中，例如如图9所示，组监测系统250包括便携式电子设备206、基站260以及至少一个组监测设备270。便携式电子设备206可被连接到个体100。便携式电子设备206可包括或与传感器模块102或者个体传感器进行通信，所述个体传感器与个体100或其体育设备108相关联，包括但不限于加速度传感器116、磁场传感器118、计步器、心率监测器、位置传感器、冲击力传感器、相机、陀螺仪、麦克风、温度传感器和风传感器。
在示例性实施例中，所述便携式电子设备206和/或传感器模块102可包括传感器服装、心率监测器以及位置传感器。例如，所述位置传感器可包括用于与基于卫星的定位系统一起使用的位置传感器、用于与信标系统一起使用的位置传感器(例如，使用三角测量和/或由天线在有关场地或活动区域的已知位置接收到的信号的时间差确定位置)、或用于与任何其他合适的位置确定系统一起使用的位置传感器。在一些示例性的实施例中，组监测装置270可由教练使用。
传感器模块102可被安装到体育活动赛事中由所述个体100准备参与的个体100上。安装到特定的个体100的传感器模块102可有线或无线地连接至便携式电子设备206，该便携式电子设备206也安装在特定的个体100上。所述传感器模块102可感测在体育活动赛事中由个体100参加的活动过程中的有关个体100的特性，并将所述特性的数据指征传送给所述便携式电子设备206。接着，体育活动赛事中，所述便携式电子设备206将所述数据传送至基站260。
在一些示例性实施例中，这种传输可实时地发生。本文所使用的“实时”可包括传输技术固有的延迟、旨在优化资源的延迟及其他的对于本领域技术人员来讲是明显的固有的或期望的延迟。在一些示例性的实施例中，该传输可比实际时间延迟或在所述活动完成之后发生。基站260可接收数据，并且可根据该数据确定度量(metrics)，其中所述度量可以是由传感器模块102所测量的特性的表示，或者可以是通过使用算法或者其他数据操作技术而获得的进一步特性的表示。基站260接着可将在体育活动赛事过程中的这些度量传输到组监测设备270，该组监测设备可接收这些度量或者显示这些度量的表示。
组监测设备270可接收与多个个体100相关联的度量，并且可以显示接收到的与所述个体100相关联的度量。以这种方式，在体育活动赛事中观看组监测设备270的教练接收关于多个个体100的详细信息，并且当被确定为有必要或有利时能够处理这些信息，从而能够有效地监测和管理在体育活动赛事中的个体100。
在一些示例性的实施例中，传感器模块102或便携式电子设备206在这些数据的基础上计算度量，并将这些度量随数据一起或者代替数据传送到基站260。在一些示例性的实施例中，基站260将这些数据随度量一起或者代替度量发送到组监测设备270。在一些示例性的实施例中，组监测设备270基于该数据计算度量。
基站260可以是自包含的便携式系统，包含所有执行在此所述的基站260的功能所需或所期望的所有硬件。在一些示例性实施例中，基站260配置成便携式的。在一些示例性的实施例中，基站260被构造成定位在活动站点。在一些示例性实施例中，基站260被配置成能够在活动站点之间移动，从而它能够被定位在不同的活动站点。在一些示例性实施例中，基站260本身包括传感器，例如gps传感器(或其他定位传感器)、陀螺仪、磁强计、温度传感器、湿度传感器和/或风传感器。如下所述，这样的传感器可以提供有价值的数据，所述数据可用在算法中以确定与个体100相关联的度量。
在一些示例性的实施例中，基站260包括基准传感器(例如gps基准传感器)，其可物理地包含在基站260内，或独立于并远离基站260定位在与其相关的已知位置上。基准传感器可以有线地或无线地连接到基站300。基准传感器可用于检测偏差信号，并使用它来计算接收到的位置信号(例如gps数据)的校正信号。该校正信号可被发送到传感器模块102或便携式电子设备206(例如通过基站300)。这种校正信号可以被用来校正传感器模块102或便携式电子设备206的位置确定，从而提高其准确性。因为传感器模块102或便携式电子设备206本身不负责确定校正信号，而是简单地接收和使用在基站260或基准传感器处确定的校正信号，因此确定这样的校正信号，然后把它发送到传感器模块102或便携式电子设备206实现了有效地利用处理能力。
基站260可通过天线从传感器模块102或便携式电子设备206发送和接收数据，该天线配置成一个或多个rf通信、wlan通信、ism通信、蜂窝(例如gsm宽带2.5g或3g)通信、其他合适的通信或它们的组合。基站260和传感器模块102或便携式电子装置206之间的通信可以是双向的或单向的。接着，基站300根据接收到的数据确定度量。如上所述，基站260接收来自传感器模块102或便携式电子设备206的数据。基站260的数据接收模块可与每个激活的传感器模块102或便携式电子设备206进行通信。
组监测设备270能够从基站260无线地接收度量、提醒以及其他信息(例如个体100的识别信息和属性或有关个体100或通常的体育活动的统计)。单独的组监测设备270可与基站260进行通信，或多个组监测设备270可同时与基站260进行通信。组监测设备270相对于基站260可为便携式的并且与基站260进行通信，例如通过wlan(无线局域网)、2.4ghzism(工业、科学和医疗)频段，蓝牙(蓝牙低能耗(btle))或蜂窝协议。
在一些示例性的实施例中，组监测设备270包括模块选择元件，该模块选择元件使得能够选择一个或多个将被显示的操作模块。所述操作模块可使用操作模块图标来进行选择。在一些示例性的实施例中，计划模块图标的选择可触发计划模块显示，该计划模块包括设计用于计划体育活动赛事的特征。在一些示例性的实施例中，如下文所述，选择监测器模块图标可触发监测模块显示，该监测模块包括设计用于在体育活动赛事过程中实时地监测体育活动赛事的特征。在一些示例性的实施例中，选择分析模块图标可触发分析模块显示，如下文所示，该分析模块包括设计用于在体育活动赛事期间实时地或者体育活动竞赛之后分析体育活动赛事的特征。在一些示例性的实施例中，选择报告模块图标可触发报告模块显示，该报告模块包括设计用于形成与体育活动赛事相关的报告的特征(例如打印或显示选定信息的概要)。
在一些示例性的实施例中，组监测设备270包括显示器和输入单元。在优选的实施例中，组监测设备270是平板电脑式的设备(如平板个人电脑或由苹果公司销售的ipad品牌的平板电脑)。然而，组监测设备270可以是任何其它合适的设备，诸如，例如，膝上型电脑、智能电话、个人计算机、移动电话、电子阅读器、pda(个人数字助理)、智能电话或其他能够接收和显示信息和接收输入的类似的装置。
在一些实施例中，传感器模块102被结合到传感器服装500(例如运动衫、手套、帽子)，该传感器服装由可由纺织材料530形成，例如羊毛、棉、丙烯酸、聚酯、尼龙、弹性纤维/氨纶、丝、醋酸酯、聚丙烯、人造纤维、粘胶纤维、聚乳酸(pla)和生物聚合物。这种传感器模块102与传感器服装500的平衡是不可分离的。换言之，传感器模块102可连接到传感器服装500的材料，从而在传感器服装500的使用寿命中，传感器模块102不会在正常使用中从传感器服装中脱离而损坏该传感器服装500。例如，传感器模块102可为小的、重量轻的和柔性的，从而其能够被结合到该传感器服装500的纺织材料中，当穿着该传感器服装500时，不对传感器服装500的穿用者的舒适性或使用产生负面影响。换句话说，传感器模块102结合到传感器服装500可不被穿用者触觉感知到，或者仅可最低限度地触觉感知到。例如，为了最大限度地减小触觉的影响，该传感器模块102可全部地或部分地由柔性印刷电路板(pcb)制成。在一些实施例中，传感器模块102与典型的服装的商标或标签具有类似的大小和柔性。
例如，在一些实施例中，传感器模块102可以适合保持该传感器模块102的灵敏的电子设备的操作的方式被缝制、激光焊接或粘附到衣物中。例如，在一些实施例中，将传感器模块102超声波焊接至传感器服装500的纺织材料可能是不适合的，因为这种技术可能会损坏或破坏传感器模块102的灵敏的电子设备。
在一些实施例中，传感器模块102可在制造传感器服装或者用于制成该传感器服装500的材料时封装在传感器服装500中。例如，在一些实施例中，传感器模块102可被布置在传感器服装500的针织或机织口袋中(例如，围绕传感器模块102针织或机织以将其固定到位，包括三维针织或机织)。又例如，在一些实施例中，传感器模块102可通过编织保持在传感器服装500中(例如，形成传感器服装500的编织可跨越传感器模块102延伸，以将其固定就位)。
在一些实施例中，传感器模块102(或其组件)可印刷到传感器服装500上。例如，在一些实施例中，传感器模块102的电路可以直接印刷在形成传感器服装500的材料上，例如包括传感器服装500的热塑性聚氨酯或聚氨酯补丁(patch)。在一些实施例中，传感器模块102可层叠在传感器服装500的层上或层之间。
在一些实施例中，特别是在传感器模块102被结合到传感器服装500的实施例中，传感器模块102可以具有简化的电子结构，以便优化小型化、功耗以及电路的复杂性。例如，在一些实施例中，传感器模块102可不包括磁场传感器。在一些实施例中，传感器模块102可不包括除加速度传感器(例如加速度传感器116)以外的传感器。这种简化的传感器布置使得能够将关注的数据组传送到便携式电子设备206或基站260(即只有加速度数据)，从而进一步提高操作效率(例如能量、尺寸、重量、复杂性)。例如，在传感器模块102包括配置成感测单一特性的单一用途的传感器的情况中(例如加速度传感器116配置成感测加速度，磁场传感器118配置成感测磁场)，传感器模块102可具有有限的计算要求(例如由于只从单一用途的传感器接收输入)，并且也因此将处理器能力要求最小化，使得能够使用最小尺寸的电源112，从而优化传感器模块102的尺寸。例如，为了优化传感器模块102的尺寸，传感器模块102的电源112可以是薄膜电池或超级电容器。这种薄膜电池可为例如固态的、柔性的、可充电薄膜微能量电池，例如由无限电力解决方案公司(infinitepower
特别是在传感器以对穿用者有最小限度的触觉感知的方式永久地结合至服装中时(在这种情况下，传感器不会显著地影响穿用者的运动性能)，有用的生理参数可从单个传感器接收到的数据能够推导出。例如，仅包含加速度传感器116的传感器模块102可被用于测量穿用者100的跳跃高度。根据加速度数据得出跳跃高度的计算将在下面更详细地描述。在一些实施例中，传感器模块102可包括可替代的加速度传感器116和磁场传感器118或者除加速度传感器116和磁场传感器118以外的额外的传感器。例如，传感器模块102可包括温度传感器、湿度传感器、心率传感器或非侵入性的乳酸传感器来测量温度、湿度、心率或乳酸水平。
传感器模块102可被放置在服装的任何需要的位置上。例如，传感器模块可被定位在个体100的预期质量中心或者其附近，或沿个体100的躯干的中心线定位(例如参见图35)。
在一些实施例中，传感器模块102可感测参数，以确定活动时穿用者100所穿的传感器服装500的合身度和通风水平。例如，在传感器服装102包括加速度传感器116的情况中，根据加速度传感器116的程度(degree)和样式，感测到的加速度数据可被用来确定服装是否是太紧或太松，或提供足够的通风。例如，表示加速度的大小和/或频率高于或低于阈值水平的加速度数据可能表示不正确的穿着或通风不足。例如，在体育运动过程中从服装织物“拍打”中感测到的高的加速度可能表明该服装穿得过于松散，或可表明高水平的通风。这些信息对于帮助选择合适大小的服装，特别是应当具有一定的合身度的表现或治疗性的服装(例如压缩服装)时，是有用的。多个加速度传感器116(例如低质量的加速度计)可定位在整个传感器服装500中，以提供显示传感器服装500的不同区域的合身度或通风的数据。
在一些实施例中，传感器模块102并不物理地连接到另一设备，而是与这种设备(例如便携式电子设备206)无线地通信。例如，传感器模块102的加速度传感器116可感测加速度数据，该加速度数据可由传感器模块102无线地发送至成对的便携式电子设备206，该便携式电子设备206可处理数据、存储数据，和/或将数据与用于处理和/或存储的又一接收器(例如基站206或互联网连接的设备或服务器)进行通信(例如无线地)。
便携式电子设备206可结合至传感器服装500中或由其携带，或可安装在穿该传感器服装500的个体100上或由其携带(其中传感器服装500具有结合在其中的传感器模块102)。例如，便携式电子设备206可以是智能电话、平板电脑或其他的个人电子设备。在一些实施例中，便携式电子设备是服装500的另一传感器模块102。在传感器服装500包括一个以上的传感器模块102的实施例中，每个传感器模块102可以包括用于在不同位置感测相同参数的相同的传感器，或至少两个包括用于感测不同的参数的不同传感器(例如一个加速度传感器116和一个磁场传感器118)的传感器模块102。
在一些实施例中，传感器模块102的收发器122包括无线电天线(例如nfc天线)，其被配置成使用近场通信(nfc)或其他的低功率无线通信协议(例如有源的射频识别(rfid)、蓝牙、btle或任何基于电磁场的通信协议)与便携式电子设备206进行双向通信。例如，在一些实施例中，便携式电子设备206可被用于激活或暂停(例如“开启””或“关闭”)传感器模块102或其组件/功能，接收来自于传感器模块102的传感器数据(例如用于存储、处理或重发)，输出从传感器模块102中接收的表现数据或者根据从传感器模块102接收的数据推导出的表现数据(例如，在便携式电子设备206显示屏上)，或向进一步的接收器发送传感器数据或表现数据(例如基站206或互联网连接的设备或服务器)。例如，图36示出了输出表示被监测个体100的跳跃高度的便携式电子设备206，其中跳跃高度根据从传感器模块102接收到的加速度数据推导出，该传感器模块不具有除加速度传感器116以外的传感器。
在一些实施例中，传感器模块102与特定的便携式电子设备206是成对的，从而该配对的便携式电子设备206仅从与其配对的传感器模块102接收数据。这有利于在相同的范围内(例如在同一比赛场地)的多个用户使用体育活动监测系统10，因为来自于特定用户100的传感器模块的数据将不会被其他用户的便携式电子设备206接收。
在一些实施例中，特别是在传感器模块102被结合到传感器服装500的实施例中，传感器模块102可在结构上配置成耐受运动服装通常经受的条件。例如，传感器模块102可被配置承受由于运动使用而产生的撞击(例如，由于穿用者的动作例如弹跳、跑步、下落而产生的撞击、由于诸如英式足球、棒球、高尔夫球杆的运动设备的打击而产生的撞击、由于与其他运动员的接触或碰撞而产生的撞击、由于服装的维护而产生的撞击，例如在洗衣机或干燥机中翻滚)。要承受这样的撞击，传感器模块102可为柔性的，从而该传感器模块102可吸收由于弯曲而产生的撞击，而不再断裂。
又例如，传感器模块102可配置成耐受容易发生在运动使用中的高湿度环境条件(例如，由于穿用者的流汗、在雨中使用、浸泡在水中、在潮湿的环境中使用或在洗衣机中使用而产生的高湿度条件)。为了承受这样的高湿度环境，传感器模块102可被密封在防水膜的里面(例如外壳136可由防水膜形成)。例如，如图33和图34所示，传感器模块102或其组件(例如其印刷电路板和电子元件)可密封在热塑性聚氨酯(tpu)中或薄膜夹层中(即密封在两个热成型薄膜/基底520之间)，以使它们能够防水和经洗。该热成型的薄膜/基底520可具有延伸超出传感器模块102并围绕传感器模块102的周边522，从而顶层的热成型薄膜/基底520的周边522与底层热成型薄膜/基底520的周边522相接触和结合(例如通过热焊接)。通过限制传感器模块102的组件暴露，防水膜也可通过保护传感器模块102免受机械损伤而提高传感器模块102的机械耐久性。
又例如，传感器模块102可配置成经受容易发生在运动员使用中的高温或低温的环境条件(例如由于穿用者的身体和/或使用位置的环境温度而产生的高温或低温、或者由于施加到干燥服装中的热量而产生的高温，如在干燥机中使用的)。
在一些实施例中，特别是在传感器模块102结合到传感器服装500中的实施例中，传感器模块102可不包括外部端口(例如，没有外部的数据端口，没有外部电源端口，或两者都没有)。换言之，传感器模块的外部可能是无端口的。在这样的实施例中，传感器模块102的电源112可通过感应电荷进行充电，其中，当感应充电器和电源足够靠近时，电磁场被用于将能量从感应电荷器转换到电源112。在一些实施例中，外部电源可使用nfc无线电向电源112传送电力。例如，在nfc无线电紧密地靠近nfc电源时，nfc电源可被用于连续补充充电电源112。在一些实施例中，感应电荷器或其它外部电源可被集成到衣架上，传感器服装500可被存放在该衣架上，从而当传感器的服装500被存放时，传感器模块102的电源可被充电或保持充电。
在一些实施例中，传感器模块102与成对的便携式电子设备206实时地通信感测的数据。在一些实施例中，传感器模块102周期性地将感测到的数据与便携式电子设备206或其它接收器(例如，基站260)交替地进行通信(例如，在由传感器模块102感测的体育活动完成之后)。在这样的实施例中，传感器模块102可将传感器数据存储在内部存储器114中，直到该传感器数据被发送到便携式电子设备206或其它接收器。在一些实施例中，传感器模块102可不包括内部存储器。在一些实施例中，传感器服装500包括结合至传感器服装500或由其携带的外部存储器设备512，该外部存储器设备512可从传感器模块102接收传感器数据。传感器模块102可使用任何已知或未来开发的无线协议(包括本文所述的那些)将这些传感器数据有线或无线地(例如通过nfc)发送到外部存储器设备512。在传感器模块102不包括内部存储器并且传感器模块102感测传感器数据但不将这种传感器数据实时地与便携式电子设备206或其他接收器进行通信的实施例中，该外部存储装置512可用于存储传感器数据。另外，在传感器模块102包括内部存储器114的实施例中，外部存储设备512可被用于有效地增加传感器模块102的内部存储器114的容量，从而使得传感器模块102可使用更长的时间或收集更多的数据，而无需将数据传送到便携式电子设备206或其它接收器。
在一些实施例中，传感器服装500包括结合至传感器服装500或由其携带的外部电源514，以与本文中其他地方中描述的相同的方式，该外部电源514可为整合至传感器服装500或由其携带的传感器模块102或其他组件提供电力(例如通过感应式充电或nfc功率传输)。该外部电源514可延长传感器模块102的内部电源112的有效电池寿命，从而使得用户100能够连续地使用传感器服装500，而不需要停止体育活动来为内部电源112重新充电。
在一些实施例中，传感器服装500包括结合至传感器服装500或由其携带的外部无线电天线516，该外部无线电天线516可比与传感器模块102成一体的无线电天线更强，并且因此使传感器数据的传输跨越更远的距离(例如直接向运动场边界线上的基站260传输)。例如，外部无线电天线516可使用任何已知或未来开发的无线协议进行通信，该无线协议例如为cdma、gsm、edge、3g、4g、ieee802.x(例如ieee802.16(wimax)。该外部无线电天线516可从传感器模块102无线地(例如通过nfc)接收传感器数据。
任何外部组件510(例如外部存储设备512、外部电源514或外部无线电天线516)可用机械附连机构(例如磁性附接、搭钩和环紧固件、钮扣、按扣、拉链)可拆卸地连接到传感器服装500，或者将传感器模块102放置到传感器服装500的口袋内。任何外部组件510可配置成例如通过有线或者无线(使用已知或未来开发的无线协议，包括本文所述的那些)与传感器模块102进行电连接(例如发送电力或发送和/或接收数据)。另外，任何一个或多个外部组件510可以是单独的个人电子设备，例如智能电话或平板电脑。
例如，合适的组监测系统和组件可包括通过引用方式全部并入本文的发明名称为“组表现监测系统和方法”的第13/077,494号共有美国专利申请中公开的系统和组件。
以上提供了包含示例的传感器模块102的本发明的体育活动监测系统10的组件的示例性实施例的概述。以下将提供使用本发明的体育活动监测系统10的各种示例性的方法的说明，从而监测所述个体100的身体106或者所述个体的体育设备108的空间方位的改变，或者确定身体106或设备108的运动数据和活动度量之间的关联。
参加体育活动的个体100(或另一感兴趣的人，如教练、队友或观众)可能希望获取有关个体100的身体106或个体的体育设备108在体育活动过程中的动作的信息。
例如，如果个体100正在参加涉及运动球的使用的活动，如在足球比赛中，可能希望能够确定所述个体100踢英式足球(即足球)的多种发射角度，确定足球被个体100踢出后所述英式足球的旋转速率，或者是能够确定足球被所述个体100踢出后，所述英式足球行进的峰值速度。
作为进一步的例子，如果个体100正在参加涉及个体100的胸部的各种运动的活动，诸如训练篮球技能，例如，当试图绕开防守者运球时可能希望能够识别个体100向左转或者向右转的时机，或者当跳投、试图扣篮或者试图盖帽时可能希望能够确定个体100所跳的高度或个体100弹跳时所用的力，或者当进行篮球有关的反应时间操练时，可能希望能够确定个体100的反应时间。
通过使用包含上述的传感器模块102的所述体育活动监测系统10，本发明的实施例可有利地使，所述个体100(或他们的教练、队友或观众)在所述体育活动过程中或者之后能够获取关于所述个体100的身体106的动作或者所述个体100的体育设备108的动作的信息。
虽然本发明的多种实施例在英式足球(即足球)运动、篮球运动的背景下被描述，本发明不限于此，而是可应用于多种不同的运动或者体育活动中，例如棒球、保龄球、拳击、板球、自行车、橄榄球(即美式足球)、高尔夫球、曲棍球、长曲棍球、赛艇、橄榄球、跑步、滑板、滑雪、冲浪、游泳、乒乓球、网球、排球或者与此有关的培训赛事。此外，如果适当的话，在此描述的能够在足球比赛中被确定的活动度量也能够在篮球运动中确定，反之亦然。
通过所述传感器模块102获得的数据可通过多种方式进行处理，以获得关于兴趣对象104在所述活动中的动作的有用信息。在一些实施例中，传感器模块102的数据可被处理，以监测所述个体100的身体106或个体100的体育设备108的空间方位的变化。在其它实施例中，传感器模块102的数据可参照运动数据和存储在数据结构中的活动度量的之间的预定关联进行处理。
无论所述体育活动监测系统10和传感器模块102被用于监测个体100的身体106还是所述个体100的体育设备108，在本发明的实施例中，当需要监测所述个体100的身体106或者个体100的体育设备108的空间方位的变化时，可使用共同的分析框架进行所述监测。这种分析框架在图12示出。
参照图12，在这样的实施例中，所述个体100可使用体育活动监测系统10中的传感器模块102，根据如下的空间方位处理过程400确定所述对象104的空间方位的变化。
首先，在步骤402中，所述传感器模块102可检测对象104的运动。在一个实施例中，对象104的运动基于由所述传感器模块102的加速度传感器116获取的加速度数据进行检测。在另一实施例中，对象104的运动基于由所述传感器模块102的所述磁场传感器118获取的磁场数据进行检测。在又一个实施例中，对象104的运动基于加速度数据和磁场数据进行检测。
在一个实施例中，磁场传感器118可适于测量传感器模块102附近的磁场的强度和方向。在另一实施例中，磁场传感器118可适于测量传感器模块102附近的地球磁场的强度和方向。在一些实施例中，所述磁场传感器118可能够测量总的本地磁场和/或本地地球磁场的合成的磁矢量的大小和方向。
如果被监测对象104是英式足球，所测得的运动可包括由于个体100的运球而英式足球在地面上的滚动。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，所测得的运动可包括当所述个体在球场上运球时所述个体的胸部向前移动。
在一些实施例中，传感器模块102可接着确定所述对象104的运动指示着发生跟踪运动。在一个实施例中，当阈值数据值达到预定的时间段时，所述对象104的运动指示着确定发生跟踪运动的开始。例如，传感器模块102可确定对象104的运动已导致阈值加速度和/或磁场变化持续出现了预定的时间段。
在一些实施例中，确定发生跟踪运动指示着所跟踪的运动已经在这种确定之前开始。在这种情况下，如果最近已记录的数据需要进行检查或者更永久地记录以响应确定发生跟踪运动时，因为所述传感器模块102可暂时地将数据流记录在缓存器中，仍可能捕捉与运动相关的所有相关数据。在其它实施例中，确定发生跟踪运动指示着跟踪运动将会在不久的将来开始。在一些实施例中，传感器模块102适于永久或暂时地存储数据，并且可进一步适于在特定环境中预定的时间段内存储数据，例如当填充数据缓冲器时。
如果被监测对象104是英式足球，由于所述个体100试图得分迅速踢球而导致的英式足球的运动可得出确定应当跟踪所述球响应踢球的动作，其可包括在该确定作出之前、之中和/或之后的球的动作。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，当进行进攻运动时所述个体100的胸部通过180度的转动可得出确定应当跟踪所述个体的胸部的转动，其可包括在确定作出之前、之中和/或之后所述个体的胸部的动作。
接下来，在步骤406中，为了响应确定发生跟踪运动，可确定所述对象104的初始的空间方位。在一些实施例中，确定所述对象104的初始的空间方位可参照坐标轴系统进行。
坐标轴系统是用于监测对象104的空间方位变化的有用的分析工具。图10示出了示例性的三维笛卡尔坐标轴系统300，其具有三个轴-x轴、y轴和z轴。两个矢量“g”和“b”被叠加在图10中示出的坐标轴系统300中。指向y方向的g-矢量302代表重力矢量。b-矢量304表示合成的磁场矢量。
图11示出了另一示例性的三维笛卡尔坐标轴系统350。该系统350限定诸如对象104的刚性体的六自由度。如图11所示，六自由度是指刚性体三维空间中的动作，即结合围绕三个互相竖向的轴(俯仰(pitch)、偏航(yaw)、滚转(roll))的转动向前/向后、向上/向下、向左/向右移动(三个竖向轴中的移动)的能力。
回到步骤406的讨论中，在一个实施例中，确定对象104的初始的空间方位可参照诸如图10中示出的重力矢量302来进行。在另一个实施例中，确定对象104的初始的空间方位可参照诸如图10中所示的地球磁场矢量304来进行。在其它实施例中，确定对象104的初始的空间方位可参照图11中所示的所述对象在具有六自由度的三维空间中平移和转动的方式的特征来进行。
如果被监测对象104是英式足球，确定该英式足球相对于将被跟踪的特定运动(即由踢球所造成的球的运动)的初始的空间方位可根据特定的应用和算法限定为，例如在该英式足球被所述个体100的脚部迅速踢开之前、之中或之后的所述英式足球的空间方位。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，确定该个体100的胸部相对于将被跟踪的特定动作(即180度的转动)的初始的空间方位可根据特定的应用和算法限定为，例如在该个体100的胸部开始转动之前、之中或之后的所述个体100的胸部的空间方位。
在步骤408中，确定所述对象104在第一时间的初始方位之后，可确定所述对象104的空间方位的变化。在一个实施例中，在步骤408中确定所述对象104的空间方位的改变可类似于步骤406中确定初始方位，除了将有关当所述对象移动时重力矢量302和/或磁场矢量304的方位变化的附加信息考虑进去之外。
如果被监测对象104是英式足球，确定该英式足球相对于将被跟踪的特定运动(即由踢球所造成的球的运动)的初始的空间方位的变化可根据特定的应用和算法限定为，例如从该英式足球的初始方位被确定时到所述球仍在移动或已停止移动时的后一时间点的所述英式足球的空间方位的变化。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，确定该个体100的胸部相对于将被跟踪的特定运动(即180度的转动)的初始的空间方位可根据特定的应用和算法限定为，例如从该个体100的胸部的初始方位被确定时到所述个体100的胸部仍在移动或已停止移动时的后一时间点的所述个体100的胸部的空间方位的变化。
在步骤410中，在步骤408中确定的所述对象104的空间方位的变化的基础上确定活动度量。活动度量的性质可基于所述个体100正在参加的体育活动以及被监测的特定对象104而改变。在一个实施例中，活动度量可涉及例如发射角度、旋转速率、速度、跳跃高度、跳跃力、跳跃距离、踢力、踢的距离、具体类型的体育运动的特征或反应时间的测量。在其它实施例中，所述活动度量可为例如旋转速率、旋转平面、跳跃力、力的分布(作用在运动员的身体或地面或所述对象上的力)，网球中的击打(stroke)信息、高尔夫球的挥杆配置文件、棒球、曲棍球、腿踢的配置文件、自行车踏板的角度位置、骑自行车的输出功率、疲劳(出现在如跑步、举重游泳、划船等反复运动中的震颤)、姿势、投掷或手臂摆动的技术和射击技术。
如果被监测对象104是英式足球，由踢球所导致的球的空间方位的变化可用于确定例如所述球的发射角度、球的旋转速率、发射速度、估计的速度或类似的度量。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，所述个体100的胸部在180度转动过程中的空间方位的变化可用于确定例如所述个体已经从防守者那里护球并且接着旋转180度而绕开所述防守者的操作或者类似的度量。在其它实施例中，所述个体100的胸部的空间方位的变化可被用于确定跳跃的高度或力。
最后，在步骤412中，向所述个体100、教练、队友、观众或任何其他感兴趣的人提供传达所述活动度量的输出。在一个实施例中，输出可能是听觉输出、视觉输出和/或触觉输出。
在本发明的一些实施例中，代替需要监测感兴趣的对象104的空间方位的变化的需求，而存在将所述对象104(诸如所述个体100的身体106或者所述个体100的体育设备108)的运动与基于存储在数据结构中的预定关联的活动度量相关联的需求。可使用普通的分析框架来执行这种关联。这种分析框架在图13中所示。
参照图13，在这种实施例中，所述个体100可使用在体育活动监测系统10中的传感器模块102，根据以下所述的运动关联处理过程420确定与对象104运动的这种关联。
首先，在步骤422中，所述传感器模块102可检测所述对象104的运动。如上所述，此步骤可与所述空间方位处理过程400中的步骤402类似地执行。
如果被监测对象104是英式足球，所测得的运动可包括由于个体100的运球而英式足球在地面上的滚动。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，所测得的运动可包括当所述个体在球场上运球时所述个体的胸部向前移动。
在一些实施例中，传感器模块102可接着确定所述对象104的运动指示着发生跟踪运动。如上所述，这一步骤可与空间方位处理过程400中的步骤404类似地执行。
如果被监测对象104是英式足球，由于所述个体100试图破门得分迅速踢球而导致的英式足球的运动可得出确定应当跟踪所述球响应踢球的动作，其可包括在该确定作出之前、之中和/或之后的球的动作。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，由于所述个体跳跃例如跳投、试图扣篮或者试图盖帽时的所述个体100的胸部突然向上远离地面的运动可得出确定应当跟踪所述个体胸部的向上运动，其可包括在确定作出之前、之中和/或之后所述个体100的胸部的动作。
接下来，在步骤426中，所述传感器模块102可记录运动数据以响应确认跟踪运动。在一个实施例中，所述对象104的运动基于由所述传感器模块102的加速度传感器116获取的加速度数据进行记录。在另一实施例中，对象104的运动基于由所述传感器模块102的所述磁场传感器118获取的磁场数据进行记录。在又一个实施例中，对象104的运动基于加速度数据和磁场数据进行记录。
如果被监测对象104是英式足球，可记录由于个体100的迅速踢球而导致的英式足球的运动。如果被检测对象104是打篮球的个体100的胸部，可记录所述个体100的胸部突然向上的运动。
接着，在步骤428中，所述传感器模块102可确定所记录的运动数据与活动度量之间的关联。在一个实施例中，这种确定可基于存储在诸如查找表的数据结构中的相关信息。
查找表是数据结构，通常是数组或关联数组，经常用于用简单的数组索引操作代替运行计算。因为从内存中检索值的速度往往快于经过相对多步骤的计算或输入/输出操作，其在处理时间方面的节省是显著的。查找表的数字可能被预先计算并存储在静态程序存储器或者或预取出作为程序的初始化阶段的一部分。
所述关联的性质取决于用于创建这种关联的特定应用和算法。还有，活动度量的性质可基于所述个体100正在参加的体育活动以及被监测的特定对象104而改变。在一个实施例中，活动度量可涉及例如发射角度、旋转速率、速度、跳跃高度、跳跃力、具体类型的体育运动的特征或反应时间的测量。在其它实施例中，所述活动度量可为例如旋转速率、旋转平面、跳跃力、力的分布(作用在运动员的身体或地面或所述对象上的力)，网球中的一击信息、高尔夫球的挥杆配置文件、棒球、曲棍球、腿踢的配置文件、自行车踏板的角度位置、骑自行车的输出功率、疲劳(出现在如跑步、举重游泳、划船等反复运动中的震颤)、姿势、投掷或手臂摆动的技术和射击技术。
如果被监测对象104是英式足球，所记录的运动数据和活动度量之间的关联可依赖于存储在数据结构中的相关数据，该相关数据来源于表现所述英式足球的加速度数据和英式足球发射速度度量之间的关系的函数。在一些实施例中，体现英式足球加速度数据和英式足球发射速度之间的关系的函数可基于具体模型英式足球的经验数据。
如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，所记录的运动数据和活动度量之间的关联可依赖于存储在数据结构中的相关数据结构，该相关数据结构来源于表现胸部加速度数据和例如弹跳高度或跳跃力度量之间的关系的函数。在一些实施例中，体现胸部加速度数据和弹跳高度之间的关系的函数可基于诸如所述个体的体重的数据。
最后，在步骤430中，向个体100、教练、队友、观众或任何其他感兴趣的人提供传送活动度量的输出。如上所述，该步骤可类似于空间方位处理过程400中的步骤412进行。
参照图12和图13概括出的分析框架图详细说明了基本的空间方位处理过程400和基本的运动关联处理过程420，其分别可被用于本发明的实施例中，以使用传感器模块102来监测个体100的身体106或个体100体育设备108。然而，在本发明的一些实施例中，这些基本的分析框架可包括提供改进功能的额外步骤，从而为参加体育活动的个体100提供更好的工具去评估其活动。
图14示出了激活状态处理过程440，其可被用于补充以上概括的基本的空间方位处理过程400或者基本的动作关联处理过程420。所述激活状态处理过程440可使传感器模块102在多个状态中运行，其中一个状态可被认为是激活状态。在一个实施例中，所述激活状态的特征在于所述传感器模块102在激活状态中比在激活状态之前消耗更多的电力。在另一实施例中，所述激活状态的特征在于，所述传感器模块102在激活状态中比在激活状态之前能够以较高的速率从所述加速度传感器116进行数据采样。在又一实施例中，所述激活状态的特征在于，所述传感器模块102在激活状态能够永久地保存数据，与之相反，在激活状态之前所述传感器模块102只能暂时记录数据。以这种方式，各种状态使所述传感器模块102能够以更低的电池电力、减小的处理能力或者更有效地进行运作。
参考图14，所述激活状态处理过程440以步骤442开始。在一个实施例中，所述激活状态处理过程440的步骤可出现在所述基本的空间方位处理过程400或者基本的运动关联处理过程420之前，从而使这些处理过程能够在具有更高效的传感器模块102功能的情况下进行。
在步骤442中，所述传感器模块102可第一时间检测所述对象104的运动。如上所述，此步骤可以以类似于空间方位处理过程400的步骤402或者运动关联处理过程420中的步骤422被执行。
如果被监测对象104是英式足球，所测得的运动可包括由于个体100的运球而英式足球在地面上的滚动。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，所测得的运动可包括当所述个体在球场上运球时所述个体的胸部向前移动。
接下来，在步骤444中，传感器模块102可确定所述对象104的运动对应于预定的激活运动。在一些实施例中，预定的激活运动可包括一系列不连续的运动，诸如球被连续三次弹起，球被抛出预定的高度，球被一定程度的力踢，所述个体100连续三次向上跳或向下跳，或使所述传感器模块102的加速度超出和/或低于以绝对值计算的预定的阈值或者使所述传感器模块102在预定的时间段内加速。在一个实施例中，所述对象104的运动基于由传感器模块102的加速度传感器116所捕获的加速度数据进行检测。在另一实施例中，所述对象104的运动基于由传感器模块102的磁场传感器118所捕获的磁场数据进行检测。在又另一个实施例中，所述对象104的移动基于加速度数据和磁场数据进行检测。
确定所述对象的运动对应于预先确定的激活运动的步骤可包括将与所述预定的激活运动相关联的加速度数据与检测到的与所述对象的运动相关联的加速度数据进行比较。可替代地，确定所述对象的运动对应于预先确定的激活运动的步骤可包括将与所述预定的激活运动相关联的计时数据与检测到的与所述对象的运动相关联的计时数据进行比较。
如果被监测对象104是英式足球，预定的激活运动可以是，例如英式足球静止预定的时间段之后所述英式足球的运动，英式足球反弹三次，英式足球被扔到空中一段时间的特定高度或各种其他可能的激活运动。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，预定的激活运动可以是，例如，所述个体100静止一段预定的时间(例如坐在长凳上)之后的所述个体100的运动，所述个体100连续三次向上跳或向下跳，所述个体100连续地蹲坐三次或者多种其他可能的激活运动。
在一些实施例中，当被监测对象104的所述传感器模块102感测到大约1g的合成加速度(即1g的阈值公差之内的合成加速度，例如1g的5％之内)，所述被监测对象104可被看作是静止的。在一些实施例中，当被监测对象104偶尔被个体操作时，所述被监测对象104可被看作是静止的。例如，在篮球运动员带球跳投的一段时间内，球在这段时间可以是静止的(例如，在球从所述个体的手中释放之前，所述球可被看作是静止的，其中由传感器模块102感测到的合成加速度为大约1g)。还例如，篮球运动员执行投掷球的时间段内，球在这段时间可以是静止的(例如，从向后的动作过渡到所述个体投掷动作的向前动作的时间段内，其中由传感器模块102感受到的合成加速度为大约1g)。
接下来，在步骤446中，确定已经出现激活运动之后，所述传感器模块102可进入激活状态。如前所述，所述激活状态的特征在于，例如所述传感器模块102在激活状态中比激活状态之前消耗更多的电力或者以更高的速率进行数据采样。
最后，在步骤448中，当所述传感器模块102进入激活状态，如在基本的空间方位处理过程400中的步骤402或者基本的运动关联处理过程420的步骤422中详细说明的，在第二时间检测所述对象的运动。以这种方式，各种状态使所述传感器模块102能够以更低的电池电力、减小的处理电力或者更有效地进行运作。
图15示出了参考动作处理过程450，其可用于补充以上概述的所述基本的运动关联处理过程420。所述参考动作处理过程450可使传感器模块102通过比较运动数据从多个参考动作中识别匹配的体育动作，其中多个参考动作在本质上是多种多样的。以这种方式，通过使能识别和跟踪在活动中执行的多种类型的动作可加强所述运动关联处理过程420中的运动员动作的识别能力。
参照图15，所述参考动作过程450从步骤452开始。在一个实施例中，所述参考动作处理过程450的步骤可被以上概述的基本的运动关联处理过程420的步骤426、428和430有效地代替，从而增强所述关联和识别的能力。
在步骤452中，所述传感器模块102可记录运动数据(如以上概述，可能地响应在前述步骤中的识别跟踪运动)。在一个实施例中，对象104的运动基于由所述传感器模块102的加速度传感器116获取的加速度数据进行记录。在另一实施例中，对象104的运动基于由所述传感器模块102的所述磁场传感器118获取的磁场数据进行记录。在又另一个实施例中，对象104的运动基于加速度数据和磁场数据进行记录。
如果被监测对象104是英式足球，可记录由于个体100的迅速踢球而导致的英式足球的运动。如果被监测对象104是打篮球的个体100的胸部，可记录所述个体100的胸部突然向上的运动。
接下来，在步骤454中，所述传感器模块102可通过将运动数据和与多个参考动作相关联的数据进行比较从多个参考动作中识别匹配的体育动作。在一个实施例中，如所述基本的运动关联处理过程420的步骤428，所述识别至少部分地基于存储在数据结构诸如查找表中的关联信息做出。
特别到步骤428，识别匹配的体育动作可通过参考多个参考动作进行。换言之，在步骤428中，该系统并不限于寻找与单一动作(例如努力进球破门得分地踢足球)相匹配的动作。在一些实施例中，该系统并不限于寻找与单一种类的动作(例如进攻的足球动作)相匹配的动作。在其它实施例中，该系统并不限于寻找与单一运动(例如足球动作)相匹配的动作。可替代地，当所述活动是团体运动时，匹配的体育动作可为在团体运动中通常由个人执行的动作。
在一个实施例中，一个或多个参考动作可包括一系列不连续的动作。在一些实施例中，与多个参考动作相关联的数据可包括加速度数据、磁场数据和/或计时数据。当然，识别匹配的体育动作的性质可依赖于创建这种匹配所用的特定的应用程序和算法。此外，匹配的体育动作的性质可在所述个体100正在参与的体育活动以及被监测的特定对象104的基础上进行改变。在一个涉及篮球的实施例中，所述匹配的体育动作可以为，例如传球动作、投篮动作、跳投动作、扣篮运动、护球动作、交叉运球动作、盖帽动作、抢球动作或抢篮板动作。
最后，在步骤456中，向个体100、教练、队友、观众或任何其他感兴趣的人提供传送匹配的体育动作的输出。如上所述，该步骤可类似于运动关联处理过程420中的步骤430进行。以这种方式，所述运动关联处理过程420中的所述体育动作的识别能力通过使得能够识别和跟踪活动过程中所执行的不同类型的动作而得到加强。
图16示出了远程空间处理过程460，其可用于补充以上概述的基本空间方位处理过程400。该远程空间处理过程460可使传感器模块102以无线方式将空间方位数据发送到用于处理的远程计算机。与体育活动监测系统10的其他元件的无线通信通常参照图7的上述描述。以这种方式，通过将特定的处理过程和分析任务转移到具有更大的计算能力的位于远处的计算机(诸如服务器计算机)，并且在一些实施例中，访问附加数据或其他资源，所述体育活动监测系统10的空间处理能力或运动关联能力得到增强。
参照图16，所述远程空间处理过程或关联处理过程460从步骤462开始。在一个实施例中，所述远程空间处理过程或关联处理过程460的步骤可被以上概述的基本的空间方位处理过程400的步骤410或者基本的运动关联处理过程420的步骤426有效地代替，从而可以远程地发现活动度量确定。
在步骤462中，可确定所述对象104的空间方位的变化或可记录运动数据。在实施例中，步骤462中的确定所述对象104的空间方位的变化以及记载运动数据可类似于上述在基本的空间方位处理过程400的步骤408中确定所述对象104的空间方位的变化，或者基本的运动关联处理过程420的步骤426中的记载运动数据。
接着，在步骤464中，传感器模块102可将涉及空间方位变化或者运动的数据无线地发送到计算机，其中所述计算机距体育活动中的用户远程地定位。例如，远程计算机可以是服务器202。在一个实施例中，有关空间方位变化或者运动的数据可在体育活动过程中发送到远程计算机。在另一个实施例中，有关空间方位变化或者运动的数据可在体育活动完成之后发送到远程计算机。
接着，在步骤466中，传感器模块102可以无线地从远程计算机接收活动度量数据，其中，所述活动度量数据是基于被传送的涉及空间方位变化的数据或者运动数据。因此，如所概述的，例如在基本的空间方位处理过程400的步骤410中确定活动度量，如所概述的，例如在基本的运动关联处理过程420的步骤428中确定基于关联数据的活动度量，可能地参照查找表，可由远程计算机进行处理。在一个实施例中，活动度量数据可在体育活动过程中从远程计算机接收。在另一实施例中，活动度量数据可在完成体育活动之后从远程计算机接收。
此外，在某些实施例中，因为远程计算机具有更大的处理能力和资源，远程计算机可以是能够为所述传感器模块102提供额外的信息。在一个实施例中，所述传感器模块102可从远程计算机接收除活动度量数据之外的培训推荐数据。在另一个实施例中，传感器模块102可从远程计算机接收除活动度量数据之外的激励内容数据。
在一个实施例中，从远程计算机接收到的所述活动度量数据可包括将与用户当前体育活动相关联的数据和与用户之前的体育活动的相关联的数据之间的比较。在另一实施例中，从远程计算机接收的活动度量数据可包括将与用户当前体育活动相关联的数据和与不同个体的体育活动相关联的数据之间的比较。
最后，在步骤468中，向个体100、教练、队友、观众或任何其他感兴趣的人提供传达活动度量的输出。如上所述，该步骤可类似于空间方位处理过程400的步骤412或者运动关联处理过程420中的步骤430进行。以这种方式，通过将特定的处理和分析任务转移到具有更大的计算能力的位于远处的计算机(诸如服务器计算机)，并且在一些实施例中，访问附加数据或其他资源，可提高所述体育活动监测系统10的空间处理能力或运动确定能力。
图17示出了定位处理过程480，其可用于补充上述的基本的空间方位处理过程400或基本的运动关联处理过程420。所述定位处理过程480可使个体能够确定在体育活动过程中多种被监测的体育动作发生的精确的地理位置。以这种方式，定位处理过程480可为个体、教练、队友、观众或任何感兴趣的人提供与基于运动的活动度量信息本身有关的附加信息。
参考图17，定位处理过程480从步骤482开始。在一个实施例中，定位处理过程480的步骤可发生在基本的空间方位处理过程400或者基本的运动关联处理过程420的步骤之后，或者刚好在这些处理过程的输出步骤之前。
在步骤482中，确定所述活动度量可基于如空间方位处理过程400中的步骤410中描述的所述对象104的空间方位的变化，或者基于运动关联处理过程420的步骤428中描述的关联。所述活动度量的性质可基于所述个体100正在参加的体育活动以及特别是被监测的特定对象104而变化。在一个实施例中，活动度量可涉及例如发射角度、旋转速率、速度、跳跃高度、跳跃力、体育运动的具体类型的特征或者反应时间的测量。
接着，在步骤484中，可确定所述对象104在体育活动中的位置。在一个实施例中，所述对象104在体育活动中的位置使用卫星定位系统的接收器，例如gps、伽利略、北斗或格洛纳斯接收器进行确定。在另一个实施例中，所述对象104在体育活动中的位置使用信标信号或无线电信号的三角测量法进行确定。
在个体100的身体活动包括穿越特定的路径(例如跑步比赛或自行车比赛)的实施例中，传感器模块102可能够记录个体100沿所穿越的路线的地理路线点。
最后，在步骤486中，将所确定的体育活动度量和与所述体育活动度量相关联的位置进行关联。因此，例如，传感器模块102可能够记录个体100每一次射门或投篮的位置。
通过使用包括上述传感器模块102的体育活动监测系统10，本发明的实施例可有利地使所述个体100(或他们的教练、队友或观众)能够在体育活动之中或者之后获得关于所述个体100的身体106的动作或者所述个体100的体育设备108的动作的这种或其他信息。
虽然本发明的各种实施例结合了英式足球(即足球)和篮球进行了描述，但是本发明并不限于此，而是可适用于各种不同的运动或体育活动，包括例如棒球、保龄球、拳击、板球、自行车、足球(即美式足球)、高尔夫球、曲棍球、长曲棍球、赛艇、橄榄球，跑步、滑板、滑雪、冲浪、游泳、乒乓球、网球、排球或者其他与此有关的培训赛事。
对于棒球，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如投手的抛球、击球手的挥杆或者球被被击中之后球的运动的特性。例如，传感器模块102可被用来确定投球抛掷的类型(快球、曲球、曲线球、变线球等)、投掷速度或者总投球数。传感器模块102还可被用于确定挥杆的类型(例如常规挥杆、短打、与球接触的挥杆、错过球的挥杆等)、挥杆的速度、或者挥杆计数、或者击中类型(滚地球、直线球、飞球、本垒打等)。在一些实施例中，传感器模块102可被安装在例如投手的躯干、臂部，手部或手指，或击球手的躯干、臂部、手部或手指，或球上，或球杆上。
对于保龄球，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如投球手的发球或球的路径的特性。例如，传感器模块102可被用来确定施加到滚动上的自旋的类型、滚动的速度或总滚动计数。传感器模块102也可被用来确定发球后球的路径。在一些实施例中，例如，传感器模块102可被安装在保龄球手的躯干、臂部、手部或手指或所述球上。
对于拳击，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如拳击手进攻或防卫移动的特征。例如，传感器模块102可被用来确定拳击手出拳的类型(短直拳、勾拳、上勾拳等)、拳击手使用左手还是右手、出拳速度、出拳是否连续和/或总出拳数。传感器模块102也可被用来确定是否拳击手向左、向右或向下追随(dogged)，是否阻拳、是否被击倒或拳击手的发拳数。在一些实施例中，例如，传感器模块102可被安装在拳击手的躯干、臂部、手部或手指上，其拳击手套上。
对于自行车运动，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如骑车人或自行车的动作的特点。例如，传感器模块102可用于确定自行车的速度、转动的性质或者在路径中海拔高度变化的性质。在一些实施例中，传感器模块102可被安装在例如骑车人的躯干、臂部、手部、腿部、脚部或头部或其自行车上。
对于橄榄球(即美式足球)，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如进攻、防守或特别球队球员的运动或球本身的运动的特点。例如，传感器模块102可用于确定奔跑、传球、踢球或阻截队员的类型，或奔跑、传球、踢球或阻截队员的数量，或奔跑、传球、踢球或阻截队员的力度，或跑卫所使用的移动的类型(例如转身动作、推开、跳栏、俯冲、短跑等)，或传球或踢球的距离、停滞时间或旋转特性。在一些实施例中，传感器模块102可被安装在例如球员的躯干、手臂或腿部或所述球上。
对于高尔夫球，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如高尔夫球手的挥杆或者球被击中之后的动作。例如，传感器模块102可被用来确定挥杆的类型(发球、平坦球道击球、近距离击球、击球入洞)、挥杆速度、挥杆质量或者挥杆总数。传感器模块102还可被用于确定球的路径(直线球、曲球、钩球、高球、低球、左转球、右转球)或发球的距离。在一些实施例中，传感器模块102可被安装在例如高尔夫球手的躯干、臂部，手部、腿部、足部、头部、或球上或球杆(club)上。
对于冰球，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如球员发球或传球，或者冰球(puck)接触后的运动的特点。例如，传感器模块102可用于确定发球的类型(例如强打、反手击球)、发球速度、发球质量或发球数或传球计数。传感器模块102还可以被用于确定冰球朝球门的路径(直线的、向左、向右、低的、高的)。在一些实施例中，例如，传感器模块102可被安装在冰球运动员的躯干、臂部、手部、腿部、脚部或头部，或冰球上，或曲棍上。
对于赛跑，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如跑步者的动作特性。例如，传感器模块102可用于确定速度、步速、穿越的距离、穿越的位置或路径中海拔变化的性质。在一些实施例中，传感器模块102可被安装在例如跑步者的躯干、胳膊、手部、腿部、脚部或头部，或其鞋类制品上。
对于滑雪，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如滑道统计或者关于在何时成功地执行了一定的特技的信息。例如，传感器模块102可用于确定滑雪者在跑道上成功地穿越了多少门、滑雪者的速度或他们转弯的角度。此外，传感器模块102可用于确定诸如跳跃、翻转、旋转的技术动作(maneuver)，或组成所述技术动作的动作的程度(例如跳跃的高度、旋转的程度、悬空时间等等)。在一个实施例中，传感器模块102可以可拆卸或不可拆卸的方式被安装在滑雪橇的顶表面或者底表面、包含在滑雪撬中、或放置在滑雪撬的空隙中，或安装到滑雪者的靴子、身体或其他衣物中。
对于网球，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如球员挥拍的特点或球被击中后的动作特点。例如，传感器模块102可用于确定挥拍的类型(正击、反击、发球、挥球、挑高球)、挥拍速度、挥拍质量或挥拍计数。传感器模块102也可以被用来确定球的动作(直线、上旋、倒旋、左旋、右旋)或发射的距离。在一些实施例中，例如，传感器模块102可被安装在球员的躯干、胳膊、手部、腿部、脚部或头部，或网球上或在球拍上。
对于滑板，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如某些诸如翱骊、空翻、翻转(例如踢翻)、滑动、碾磨的特技何时被成功执行，或组成这种特技的动作的程度(例如跳跃的高度、旋转速度、滑动的时间长度等)。在一个实施例中，传感器模块102可被安装在滑板的下面、滑板轮轴(即滚轮)和滑板本身之间的空隙中。在其它实施例中，传感器模块102可连接到滑板的顶面或底面，包含在滑板中，或以可拆卸或不可拆卸的方式连接至轮轴(即滚轮)。
对于冲浪，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够确定例如某些例如踏浪(ridingwave)、执行转弯或逆转、回转(carving)、漂浮或漂流的技术动作何时被成功地执行。在一个实施例中，传感器模块102可被安装在冲浪板的顶部或底部表面，包含在冲浪板内，或以可拆卸或不可拆卸的方式放置冲浪板中的空隙中。
在本发明的另一个实施例中，如上描述的传感器模块102的实施例可使个体100、教练、队友或观众能够分析所述个体100的强度和柔韧性的锻炼运动或练习。例如，在一个实施例中，个体100或所述个体100在强度或柔性锻炼过程中所使用的体育设备108可携带传感器模块102，该传感器模块102能够跟踪例如仰卧起坐、俯卧撑、弓箭步、跳跃运动、拉起运动、深蹲、引体向上和/或提踵。传感器模块102能够用于确定这些动作是否被正确地完成和/或每一动作被重复执行的次数。
在本发明的一些实施例中，传感器模块102可以是能够补偿存在于各种类型的内置传感器或者与所述传感器模块102通信的传感器之中的固有的缺陷。大多数真实世界中的传感器有其局限性。例如，加速度计、磁强计、陀螺仪可能具有精度问题，特别是当用于测定速度或不同于其初始校准条件的其他条件中时。
在某些系统中，如果传感器数据(诸如加速度传感器116或磁场传感器118的数据)暂时丢失或不可用，来自不可用的传感器的数据不能被用于随后的处理或计算中。在其他系统中，丢失的数据可由“直线”方法进行估计，例如，直线方法是假定数据保持不变或以恒定的速率变化。然而，在本发明传感器数据的一些实施例中，基于已知的、衍生的或这两类数据之间的估计的关联或者数据的推断法，诸如加速度传感器116或磁场传感器118的数据可被用于补偿和/或估计在其他的加速度传感器116或磁场传感器118中的变化。
通过结合例如由加速度传感器116和磁场传感器118产生的数据，即使来自加速度传感器116或磁场传感器118之一的数据由于任何原因丢失，根据本发明的实施例的系统和方法能够更准确地确定绝对数据值或活动度量。使用没有丢失的数据，该系统可继续提供数据值或者活动度量以填充“漏洞”，直到重新获得丢失的数据或再次进行数据采样。
在本发明的其他实施例中，角动量传感器124的数据(诸如陀螺仪数据)可结合一个或多个加速度传感器116或磁场传感器118的数据被用于数据校准或推断。
在本发明的一些实施例中，加速度传感器116或磁场传感器118基础上的传感器模块102的校正因子数据的校准和/或生成可在多种不同的使用条件下进行，例如，校准数据或校正因子可生成用于不同的运动速度、与个体100的身体106一起使用、与体育设备108一起使用，用于不同的运动中，用于不同的风力条件下，用于不同的场地或区域条件下等等。此外，由于个体100继续使用该系统，这种校正因子和/或校准数据可以在幕后随时间的经过而收集。以这种方式，可建立校准数据或校正因子的“查找表”或其他“统计”或库，并存储在所述监测系统(可选地在所述系统的便携式的部分)中，从而可生成适当的校正因子并且用于个体100或体育设备108的速度和/或其他使用条件的全领域中。
提供有所述系统的微处理器(可选地在所述系统的便携式部分，在个人计算机中等等)可编程为插入已知的校准或校正因子之间或者从已知的校准或校正因子推断，以获得用于任何速度或其他使用条件中的最适当的校准或校正因子。另外，以这种方式，不同的校准或校正因子可以被应用在单个体育表现的不同时间，例如基于在表现过程中给定的时间中确定的速度或其他使用条件下，以进一步帮助提高速度和距离监测的整体精度。通过在不同的表现条件下能够获得多种校正或校准因子，特别是随着时间的推移使用的增加，所述传感器模块102将趋于变得更加准确，因为增多的使用能够生成更多数量的校准和校正因子。
在本发明的一个实施例中，所述传感器模块102可受局部磁场如地球磁场的扰动影响。局部磁场在接近地球表面的一定距离内比进一步远离地球的其他距离更易变。例如，局部磁场在大约离地球表面三英尺的范围内比离地球表面多于大约三英尺的范围更易变化或者受扰动。因此，在一些实施例中，如果由于在靠近地球表面的局部磁场(诸如地球磁场)具有相对高的变化性，当来自在距地球大约三英尺的范围内的所述对象104的磁场传感器118的数据被认为不可靠时，从距地球表面多于大约三英尺的对象104获得的磁场传感器118的数据可被用于推断或者估算在距地球表面大约三英尺范围内的对象104的磁场传感器118的适当的或者合适的数据。
在一些实施例中，监测系统10的传感器模块102可安装在个体100上。在一些实施例中，多个传感器模块102可被安装在个体100上(例如一个传感器模块的轴相对于另一传感器模块成一个或多个倾斜角)。在一些实施例中，传感器模块102可被安装到个体100的不同位置上(例如个体100的躯干上、个体100的一个或多个附件上)。例如，个体100可为执行体育活动的运动员。包括安装到个体100的传感器模块102的监测系统10被称为监测系统30。传感器模块102可使用任何合适的技术安装到个体100上。例如，传感器模块102可由个体100佩戴，例如通过连接至个体100的外部或内部、使用个体100佩戴的背带系统安装到个体100，由个体100所穿的衣服的口袋携带、固定至个体100的皮肤(例如使用粘合剂)、由个体100所携带或佩戴的设备(例如头盔、护齿、运动员皮带、防护垫、鞋类制品)携带或者可被插入到个体100的身体(例如手术地、口服地)。可用于将传感器模块102安装到个体100的示例性的技术被2011年3月31日提交的第13/077,520号共有美国专利申请公开，其整体通过引用的方式并入本文。
在一些实施例中，传感器模块102可被激活(即进入激活状态)，以响应感测个体100的激活动作或运动(术语“动作”和“运动”在本文中互换地使用)。在一些实施例中，激活动作可以是例如弹跳高于预定的高度、在预定的时间内弹跳预定的次数、行走预定的步数。在一些实施例中，激活动作可以是例如一连串的动作(例如，响应快速连续地跳三次或者例如在预定的时间段内(例如三秒钟内)跳三次的动作)。如本文所述，激活后，传感器模块102开始存储(例如在存储器114中)和/或向远程设备传送感测到的数据。在一些实施例中，在激活状态中，传感器模块102可以连续地感测数据(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确定的，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确定的)。在一些实施例中，数据是由传感器模块102周期地感测到的(例如每50毫秒、每10毫秒、每1毫秒)。
在一些实施例中，传感器模块102可暂停(例如进入低功率的待机状态，检测到相对于激活状态的低频率的加速度)，以响应在预定的时间段(例如30分钟)内传感器模块102没有感测到动作。在一些实施例中，传感器模块102可暂停以响应感测个体100的未激活的动作。在一些实施例中，未激活的动作可以是例如以上描述作为激活动作的任何动作。在一些实施例中，未激活的动作可与激活动作相同。在一些实施例中，未激活的动作可与激活动作不同。
在一些实施例中，由传感器模块102感测到的数据可以是时间相关的(例如，与代表感测数据的时间的时间数据相关联的存储)。感测数据的时间可由计时器134提供。在操作中，监测系统30的传感器模块102感测和处理如本文所述的信号，以输出个体100的活动度量的表示。在一些实施例中，活动度量的表示可以被输出到例如显示设备(例如个人计算机204、便携式电子设备206或传感器模块102的显示器)。传感器模块102可由任何适合的技术(包括本文中描述的那些技术)进行供电。
在一些实施例中，包括安装在个体100上的传感器模块102的监测系统30可用于确定关于个体100的各种活动度量，包括与个体100的动作有关的特征。例如，监测系统30可被用于识别个体100的动作特性(例如，个体100或其部分的位置、个体100或其部分的方位、个体100或其部分的方向和/或大小、个体100或其部分的加速度的方向和/或大小、施加到个体100或其部分上的力的方向和/或大小、个体100或其部分的运动的持续时间、个体100或其部分的姿势和/或个体100或其部分的转动)；用于确认个体100的动作；用于确定个体100的弹跳特性(例如最大弹跳高度、跳跃力)；或者用于确定个体100的反应时间(例如在被指示后执行指令动作的时间，或者到达目标的时间，例如到达最大速度、从蹲伏到完全的竖直位置、从竖直的位置跳下)。一些实施例中，监测系统30能够被用于限定动作。例如，监测系统30能被用作根据由传感器模块102在运动表现过程中感测的数据限定个体100完成的动作。监测系统30可使用任何适合的组件执行如本文所述的操作，以确定这种活动度量。例如，如所描述的，感测操作可由监测系统30的传感器模块102的传感器(例如，如果适用的话，加速度传感器116或磁场传感器118)执行。又例如，涉及数据处理的操作(例如识别、确定、计算、存储)可由传感器模块102的处理器110执行，或由与监测系统30通信的任何其他设备(例如服务器202、个人计算机204或便携式电子设备206)的处理器执行。
在一些实施例中，校准数据是当个体100(或至少是传感器模块102)处于校准状态时由传感器模块102感测到的。在一些实施例中，当传感器模块102静止时(例如在一段时间内(例如10毫秒或更长的时间)相对于外部坐标系(即独立于传感器模块102的坐标系)，例如坐标系600(如图18中示出的))，传感器模块102处于校准状态。在一些实施例中，当传感器模块102感测到大约1g的合成加速度时(即合成加速度在1g的阈值公差内，例如在1g的5％以内)时，传感器模块102可被视为是静止的。在一些实施例中，当所述个体执行动作时，所述传感器模块102可被看作是静止的。例如，在篮球运动员跳投的一段时间内，传感器模块102在这段时间内是静止的(例如，在连接跨越从个体100弯腰开始跳的向下动作过渡到个体100开始起跳的向上动作的时间段中，所述传感器模块102可被看作是静止的，其中由传感器模块12感测到的合成加速度为大约1g)。还例如，在个体100执行动作的过程中，由于传感器模块102定位在个体100上，传感器模块102可以是静止的(例如，在个体100的跑步运动中每次脚部站立时，连接至个体100的脚部的传感器模块102可被视为是静止的，其中由传感器模块102感受到的合成加速度为大约1g)。
传感器模块102在图18中处于校准状态。传感器模块102可在相对于体育活动的任一点(例如体育活动之前、之中或之后)处于校准状态。在一些实施例中，传感器模块102被确定为处于校准状态，并且可感测校准数据，每次传感器模块102是静止的。在一些实施例中，传感器模块102被确定为处于校准状态，并且可感测校准数据，每次传感器模块102在超过阈值的持续时间(例如1秒)内是静止的，其中校准数据在阈值的持续时间(例如1分钟、10分钟、30分钟)内不被感测。
在一些实施例中，在校准状态，传感器模块102的加速度传感器116感测加速度数据。在一些实施例中，传感器模块102的磁场传感器118感测磁场数据(例如与地球的磁场有关的数据)。在一些实施例中，校准数据包括加速度数据和磁场数据。在一些实施例中，校准数据包括加速度数据和磁场数据之一。
在一些实施例中，在校准状态中，由传感器模块102的加速度传感器116感测到的加速度数据是重力加速度，其可被监测系统30用于确定重力加速度相对于传感器模块102的方向和重力加速度在传感器模块102处的大小(与重力矢量302一起)中的一者或两者。
在一些实施例中，在校准状态中，传感器模块102的磁场传感器118感测磁场相对于传感器模块102的方位和磁场在传感器模块102处(与磁场矢量304一起)的大小中的一者或两者。
在一些实施例中，传感器模块102感测一个或多个后续计算所依赖的校准数据。在一些实施例中，当传感器模块102处于校准状态时感测的校准数据可被用于创建外部坐标系600。在一些实施例中，外部坐标系600可参照重力矢量302的方向进行创建(例如创建“向下”的方向，因为众所周知重力能引起向下的加速度)。在一些实施例中，外部坐标系600可参照磁场矢量304的方向进行创建(例如创建恒定的参考方向，因为在体育活动的通常的活动区域，磁场通常被认为是恒定的)。在一些实施例中，外部坐标系600可参考重力矢量302的方向和磁场矢量304的方向进行创建。
在运动期间，个体100(和传感器模块102)可在六度自由的所有或任何方向上移动——三线性度：(1)向上/向下(例如沿外部坐标系600的y轴)，(2)向左/向右(例如沿外部坐标系600的x轴)，和(3)向后/向前(例如沿外部坐标系600的z轴)以及三个旋转度：(1)偏航(例如在外部坐标系600的α角度方向)，(2)滚动(例如在外部坐标系600的β角度方向)，和(3)俯仰(例如在外部坐标系600的γ角度方向)。
个体100或其他人可能希望知道个体100的活动度量，例如得知个体100的作用的效果。监测系统30可确定这种活动度量(例如识别由个体100施加或作用的力、识别由个体100完成的动作、确定个体100的弹跳特性以及确定个体100的反应时间)。传感器模块102可输出这种活动度量的数据表示(例如向个人计算机204或者便携式电子设备206的显示装置)。这样的数据可以原始形式(例如来自加速度传感器116和/或磁场传感器118的未处理信号)或以代表性的形式(例如加速度传感器116和/或磁场传感器118的信号处理结果的数据)从传感器102输出。在一些实施例中，监测系统30以可被个体100和/或其他人感知的方式输出一个或多个活动度量的表示。
这种活动度量的数据表示可以适当的方式被处理和/或输出，例如，以本文中描述的方式处理和/或输出。
在一些实施例中，例如，如图18所示，外部坐标系(例如外部坐标系600)在第一时间被确定(例如参加图20中的操作810)，其中传感器模块102在第一时间处于校准状态。在一些实施例中，参考传感器模块102固定的内部坐标系(例如内部坐标系650)的方向相对于外部坐标系600进行确定(例如参见图20中的操作812)。为了便于描述，本文所述的内部坐标系650与外部坐标系600在第一时间是对齐的，但应理解的是，内部坐标系650不需要与外部坐标系600对齐(例如，内部坐标系650可通过外部坐标系600偏移角度而创建)，并且内部坐标系600不需要以传统的坐标分量为特征，而是其特征可仅在于相对于外部坐标系(即外部坐标系600)创建传感器模块102的相对方位的参考。内部坐标系650的分量在图中被指定为x'(例如向左/向右)、y’(例如向上/向下)、z’(例如向前/向后)、α’(例如偏航)、β'(例如滚动)和γ’(例如俯仰)，并且坐标分量的变化分别被指定为δx、δy、δz、δα、δβ、δγ(例如参见图19)。
例如，如图18所示，在一些实施例中，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(例如参见图20中的操作824)，以及在一些实施例中，磁场传感器118被用来确定在第一时间磁场矢量304相对于传感器模块102的方向(例如参见图20中的操作826)。在一些实施例中，内部坐标系650相对于外部坐标系600的方向可基于重力矢量302和磁场矢量304中的一者或两者来确定(例如参见图20中的操作812)。以这种方式，个体100的初始方位可基于在外部坐标系600中的传感器模块102(包括内部坐标系650)的初始方位进行确定。
在一些实施例中，监测设备30确定和/或输出一个或多个感测到的个体100的动作特性100(例如参见图20中的操作820)，例如包括个体100或其部分的位置、个体100或其部分的方位、个体100或其部分的速度的方位和/或大小、个体100或其部分的加速度的方位和/或大小、施加到个体100或其部分上的力的方位和/或大小、个体100或其部分的运动的持续时间、个体100或其部分的姿势、个体100或其部分的旋转，和/或对应于运动数据配置文件的程度或其中的变化。
在一些实施例中，例如(参照图19)，个体100的旋转(例如三维旋转)(例如包括个体100作为整体或者个体100的一个或多个被监测部分的旋转，辨认个体100的部分可相对于彼此移动)可在第一时间和第二时间之间确定(例如参见图20中的操作814)，其中，个体在第二时间是运动的。在一些实施例中，这样的旋转可通过监测系统30输出和/或被监测系统30用于进一步的操作。
例如，在一些实施例中，个体100在第一时间和第二时间之间的方位变化可基于磁场传感器118在第一时间到第二时间感测到的磁场数据进行确定。例如，个体100在第一时间和第二时间之间的方位变化可参照外部坐标系600表示为在第一时间和第二时间之间x'、y'和z’轴的角度差(描绘为δα、δβ和δγ)。
在一些实施例中，例如(参见图19)，个体100在第一时间和第二时间之间的位置变化可基于在第一时间和第二时间之间由加速度传感器116感测到的加速度数据进行确定(例如参见图20中的操作816)。在一些实施例中，这种位置变化例如可由监测系统30输出和/或被监测系统30用于进一步的操作。
例如，个体100在第一时间和第二时间之间的位置变化可参照外部坐标系600表示为，传感器模块102在第一时间和第二时间之间沿x、y和z轴的线性位置差(描述为δx、δy和δz)。
如上所述，个体100在两个时间点之间的运动的特征在于，传感器模块102在这两个时间点之间的位置变化和方位变化。在一些实施例中，个体100的运动的更完整的表示可通过在多个连续的时间点之间监测传感器模块102的位置变化和方位变化。换言之，上面描述用于表述个体100在两个点之间的运动特征的技术可在第二时间到第三时间之间重复应用。位置变化和方位变化可被绝对地(例如不断参照传感器模块在第一时间(其可以是校准状态)的位置和方位)测量，或相对地(例如参照紧挨着过往的位置和方位或任何其他感测的位置和方位)测量。如将理解的，位置和方向的采样率越高，个体100的运动表示就越完善。在一些实施例中，其中位置变化和方位变化相对地测量时，传感器模块102可不相对于外部坐标系进行校准。
在一些实施例中，监测系统30可确定个体100的姿势的指示。在一些实施例中，这样的姿势可由监测系统30输出和/或被监测系统30用于进一步的操作。姿势可基于安装在个体100上的传感器模块102的方位进行确定。例如，传感器模块100可参照个体100以预定的(或校准的)方位被安装在个体100的躯干上，从而使得监测系统30可基于传感器模块102的方位确定个体100的姿势(如上所述进行确定)。例如，传感器模块102可被安装在个体100上，从而使得当个体100的躯干与地面竖向时，参考坐标方向与重力矢量或磁场矢量的方向一致。在一些实施例中，如果监测系统30检测到参考坐标方向与重力矢量或磁场矢量的方向一致，监测系统30可确定个体100处于站立位置中。在一些实施例中，如果监测系统30检测到参考坐标方向正交于重力矢量或磁场矢量，监测系统30可确定个体100处于俯卧或仰卧位置。在一些实施例中，多个传感器模块102可类似地操作安装到个体100，以确定个体100的不同部分的子姿势，以及个体100更复杂的整体姿势可基于相互比较所确定的子姿势或者与限定参考姿势数据比较的基础上进行确定。
在一些实施例中，监测系统30可确定个体100的加速度(连同加速度向量)的方向和/或大小及其变化的指示。在一些实施例中，个体100的加速度的方向和/或大小及其变化的指示可由监测系统30输出，和/或由监测系统30用于进一步的操作。加速度的大小和方向可由传感器模块102参考内部坐标系650直接进行感测。监测系统30可基于感测到的数据确定加速度的大小和方向的变化(例如参见图20中的操作818)。从第一时间到第二时间加速度大小的变化可通过计算在第一时间由传感器模块102的加速度传感器116感测到的加速度的大小和在第二时间由传感器模块102的加速度传感器116感测到的加速度的大小之间的差异来确定。从第一时间到第二时间的加速度方向的变化可通过计算在第一时间由传感器模块102的加速度传感器116感测到的加速度矢量730(例如参见图19)的角度与在第二时间由传感器模块102的加速度传感器116感测到的加速度矢量730的角度之间的差异来确定。如上所述，通过参考基于由传感器模块102感测到的磁场数据确定的传感器模块102的方位，加速度的方向的这种变化可关联至相对应的个体100的方位。因此，如上所述，方位、位置、加速度的大小和加速度的方向的变化可被确定，以描述个体100在连续的时间点的运动特征。
在一些实施例中，监测系统30可确定施加到个体100或由个体100所施加的力的方向和/或大小及其变化的指示。在一些实施例中，施加到个体100的力的方向和/或大小及其变化的这种指示可由监测系统30输出，和/或由监测系统30用于进一步的操作。在一些实施例中，监测系统30能够通过传感器模块102的加速度传感器116感测个体100的加速度(例如，如上所述)。在一些实施例中，监测系统30可接收个体100的质量的数据表示，其在一些实施例中例如使用监测系统30的界面(例如个人计算机204或便携式电子设备206的输入端，例如键盘、麦克风或触摸屏)输入到监测系统30中。在一些实施例中，在安装到个体100的传感器102被安装到可单独识别质量的个体100的部分(例如个体100的臂)上的情况中，个体100的质量可被输入，传感器可将该质量作为个体100的被监测臂的质量。在一些实施例中，个体100的质量可被定义为默认值，在输入个体100的质量的情况下该默认值被覆盖。在一些实施例中，监测系统30可基于所确定的加速度和个体100的质量(例如质量乘以加速度)来确定对于个体100的给定的加速度的力(例如按上述方法进行确定)。因为加速度可在任何所需的方向上感测到，因此可在任何方向上确定力。例如，基于在所需方向上感测到的加速度数据的分量，能够确定施加到个体100或由个体100施加的横向的(一侧到另一侧)、竖向的(向上—向下)和/或纵向的(前—后)的力，作为它们的组合。例如当个体100向左转或向右转时，横向力可能会占主导地位(即是最强的分力)。例如当个体100跳起或落到地面上时，竖向力可能会占主导地位。例如当个体100停止或开始跑步时，纵向力可能会占主导地位。
个体100的运动可由一个或多个检测到的动作特性来表示，例如包括个体100或其部分的位置、个体100或其部分的方位、个体100或其部分的速度大小和/或方向、个体100或其部分的加速度的大小和/或方向、施加到个体100或其部分上的力的大小和/或方向、个体100或其部分的运动的持续时间、个体100或其部分的姿势和/或个体100或其部分的旋转，或者其变化。个体100可执行任何运动，例如跳跃、后空翻、向右转、向左转、滑动、反转、桶式翻滚、踢球或挥杆。
在一些实施例中，基于一个或多个在执行运动过程中个体100的感测到的加速度数据和磁场数据(其可与感测数据的时间相关联)，监测系统30可识别个体100的运动。例如，如果个体100在执行后空翻，监测系统30可识别个体100已经执行了后空翻。可监测和识别个体100的任何运动，包括例如抛掷物体、踢所述物体、跳跃、跳投、带球上篮、滑动、左转、右转、反转、位置变化、冲刺、姿势、潜水)。
在一些实施例中，一个或多个动作的运动数据配置文件(即限定运动的一个或多个感测到的加速度数据和磁场数据)可存储在监测系统30中或由监测系统30访问，从而使监测系统30能够将感测到的加速度数据和磁场数据与运动数据配置文件进行比较。
在一些实施例中，监测系统30可将感测到的个体100的加速度数据和磁场数据与一个或多个运动数据配置文件进行比较(例如参见图21中的操作830)。在一些实施例中，监测系统30可连续地执行这种比较。
在一些实施例中，一旦确定了感测到的加速度数据和磁场数据与移动数据配置文件或其一部分具有足够的相关程度(例如参见图21中的操作832)，监测系统30将对应于运动数据配置文件识别为由个体100执行运动的动作(例如参见图21中的操作834)。在一些实施例中，当感测到的加速度数据和磁场数据与运动数据配置文件之间的差异小于预定阈值时(该阈值可因不同的运动数据配置文件而不同)，可确定为足够的关联程度。
在一些实施例中，如本文所述，所识别的动作可由监测系统30进行存储(例如，存储在传感器模块102的存储器114中，或服务器202、个人计算机204或便携式电子装置206的存储器中)。在一些实施例中，所识别动作的特性与该识别动作相关联地确定和存储(例如所识别的动作中的加速度、速度、移动的距离、运动的持续时间或作用于个体100或由个体100施加的力)。
在一些实施例中，所识别的动作以可由个体100或其他人感知的方式输出(例如通过传感器模块102、便携式电子设备206或个人计算机204的或与其通信的视觉显示或音频扬声器)(例如参见图21中的操作836)。在一些实施例中，所识别的动作结合所识别的动作的特性以能够被个体100或其他人感知的方式输出(例如通过传感器模块102、便携式电子设备206或个人计算机204的或与其通信的视觉显示或音频扬声器)。
在一些实施例中，运动数据配置文件可包括加速度数据和磁场数据的表示以及由其推导出来的变量(例如力、加速度大小、加速度的方向、磁场大小、磁场方向)，并且可表示和/或存储作为监测系统30中的数据结构，例如算法、图形曲线或查找表。
在一些实施例中，监测系统30可确定个体100的反应时间。在一些实施例中，指示被传送至个体100，以执行特定的指令运动(例如，完成后空翻、达到最大值或目标加速度、达到最优或目标躯干位置)。在一些实施例中，所述指示可被发送到传感器模块102并由传感器模块102接收(例如从外部设备，例如便携式电子设备206)，并且以可被个体100感知的方式从传感器模块102输出(例如通过传感器模块102的或与其通信的扬声器或显示器)(例如参见图22中的操作840)。在一些实施例中，所述指示可被传送给个体100，而不通过传感器模块102。例如，外部设备(例如便携式电子设备206)以能被个体100感知的方式输出所述指示(例如与便携式电子设备206通信的扬声器或显示器)。在一些实施例中，该指令可由另一人传送至个体100(例如，由操作外部设备(例如便携式电子设备206)的人在合适的时间朝个体100呼喊指令，其中这个人可由外部设备提示这样去做)。
在一些实施例中，监测系统30确定个体100的反应时间为如上所述的发送或接收指令之间的时间，以及个体开始或完成指令运动的时间)。在一些实施例中，个体100的加速度数据和磁场数据在发送或接收指令之后进行确定(例如参见图22中的操作842)，以识别由个别100执行的运动(例如参见图22中的操作844)。在某些实施例中，将来自于个体100的加速度数据和磁场数据与指令运动的运动数据配置文件进行比较(例如参见图22中的操作485)。在一些实施例中，如果由个体100执行的运动对应于指令运动的运动数据配置文件(例如参见图22中的操作846)，监测系统30计算个体100的反应时间为发送或接收所述指令以及开始或完成所述指令运动之间所经过的时间(例如参见图22中的操作848)。在一些实施例中，监测系统30可确定个体100的被监测运动的关联程度，其中的关联程度提供了个体100的运动如何紧密地与运动数据配置文件相关联的指示。这种关联程度可基于所感测的加速度数据和磁场数据与运动数据配置文件之间的差异的大小。
在一些实施例中，监测系统30可将关联程度与目标关联程度或范围进行比较，并且如果个体100的运动不能到达目标或超出该范围时，监测系统30可指示个体100重复上述动作，或可提供个体100试图执行指令运动未成功的指示。在一些实施方案中，监测系统30可提供反馈(例如通过音频扬声器、视觉显示或触觉输出)，以帮助引导个体100在指令运动中的表现，从而帮助个体100改进运动表现并且实现与指令运动的更大的关联程度。例如，监测系统30可提供提醒个体100在个体100的运动中的不足的输出(例如，通过识别个体100的运动，其中的数据代表了个体100的运动显著地偏离了指令运动的运动数据配置文件)。
在一些实施例中，监测系统30可限定指令运动的运动数据配置文件。在一些实施例中，指令被传送到个体100，以执行特定的指示的运动(如上所述)(例如参见图23中的操作850)。在一些实施例中，发送或接收指令之后，确定个体100的加速度数据和磁场数据(例如参见图23中的操作852)。在一些实施例中，所感测的加速度数据和磁场数据被用来限定指令运动的运动数据配置文件(例如参见图23中的操作854中)。如本文所述，这种运动数据配置文件可存储和用于例如随后的识别个体100的运动或个体100的反应时间。在一些实施例中，监测系统自动地识别个体的运动的开始和结束(例如，当检测到的加速度数据高于阈值、保持在一段预定的时间内高于阈值、或者个体100的加速度数据和磁场数据对应于预定的图形时，可识别为运动的开始；当检测到的加速度数据低于阈值、保持在一段预定的时间内低于阈值、或者个体100的加速度数据和磁场数据对应于预定的图形时，可识别为运动的结束)。
为指令运动清楚起见，如上描述了限定运动数据配置文件，但并不限于指令运动。在一些实施例中，个体100可选择或输入限定运动的标识符(例如标签，诸如文本字符串、数字、图像)(例如，使用包括一个或多个选择的运动标识符的界面，或者输入运动标识符的输入端，其中界面或输入可为传感器模块102的一部分或者与其进行通信的一部分，例如传感器模块102、个人计算机204或便携式电子设备206的界面)。
在一些实施例中，来自个体100的运动的加速度数据可被用来确定个别100的弹跳特性。例如，在一些实施例中，来自个体100的运动的加速度数据可用来确定个体100的弹跳高度的特性(例如，弹跳的最大高度)。又例如，在一些实施例中，来自个体100的运动的加速度数据可用来确定个体100的跳跃力特性(例如，在弹跳过程中施加的力)。
在一些实施例中，监测系统30确定个体100已执行弹跳(例如参见图24中的操作860)。在一些实施例中，加速度传感器116是惯性系统，因此不能感测在自由飞行中的重力加速度。此外，在自由飞行中，个体100的运动通常不会产生显著的加速。在一些实施例中，监测系统30通过感测零附近的合成加速度确定个体100已执行弹跳(例如，在至少100毫秒的时间段中，加速度的特征在于不小于1g的15％的平均合成加速度(即重力加速度))。
在一些实施例中，一旦确定已经执行弹跳，监测系统30分析在弹跳被监测之前感测到的来自个体100的运动的加速度数据，以确定开始跳跃的时间(何时导致起跳的动作开始——例如弯曲腿之后，腿开始伸展而将个体100从地面推出的时刻)(例如参见图24中的操作862)，以及起跳的时间(个体100何时离开地面)(例如参见图24中的操作864)。在一些实施例中，如本文所述，基于存储在传感器模块102的缓存器中的数据进行分析来自个体100的加速度数据。
在一些实施例中，开始弹跳的时间被确定为紧挨起跳之前的期间中的时间，在该时间由传感器模块102感测到的合成加速度为那段时间中的最小值。在一些实施例中，该期间例如可以是约50毫秒。在一些实施例中，传感器模块102的竖向速度被确定为在开始跳跃的时间为零。
在一些实施例中，起跳时间被确定为由传感器模块感测到的合成加速度零附近的时间。在一些实施例中，在开始弹跳和起跳之间感测传感器模块102的竖向加速度。在一些实施例中，监测系统30在起跳时确定传感器模块102的竖向速度(例如参见图24中的操作866)。在一些实施例中，监测系统30基于在开始弹跳和起跳之间感测到的传感器模块102的竖向速度和加速度数据确定传感器模块102在起跳时的竖向速度。在一些实施例中，监测系统30基于在开始弹跳和起跳之间感测到的传感器模块102的竖向速度和加速度数据、通过使用以下公式v＝vo+adt进行起算，以确定传感器模块102在起跳时的竖向速度。
在一些实施例中，监测系统30基于起跳时的竖向速度确定个体100的跳跃特性(例如参见图24中的操作868)。在一些实施例中，监测系统30基于在起跳时的竖向速度和能量转换原理确定个体100的跳跃的最大跳跃高度。在一些实施例中，监测系统30基于起跳时的竖向速度通过能量转换计算确定个体100的跳跃的最大跳跃高度，例如，使用公式1/2mvto2＝mgh→h＝vto/2g；中m为个体100的质量(抵消)，h是最大跳跃高度，g是重力加速度，v是起跳时的竖向速度。
在一些实施例中，监测系统30基于跳跃期间感测到的加速度数据确定个体100的跳跃特性。在某些实施例中，监测系统30在跳跃期间的一个或多个时间段中感测加速度数据(例如参见图28中的操作870)。在一些实施例中，监测系统接收个体100的质量的数据表示(该数据表示可由个体100直接输入到监测系统30中，例如通过其界面，或近似为预先设定的默认值)(例如参见图28中的操作872)。在一些实施例中，监测系统30在跳跃过程中的一个或多个时间段中求加速度的积分(例如参见图28中的操作874)。在一些实施例中，监测系统将积分的结果乘以个体100的质量(例如参见图28中的操作876)。在一些实施例中，监测系统30基于加速度的积分乘以个体100的质量确定个体100的跳跃的跳跃力(例如参见图28中的操作878)。个体100的跳跃力可在整个跳跃过程中变化。在一些实施例中，监测系统30如上所述确定在整个弹跳期间的多个时间段中的跳跃力。在一些实施例中，监测系统30将弹跳过程中的已确定的力的全部或部分作为跳跃力的配置文件。在一些实施例中，监测系统确定在整个弹跳过程中的最大或最小的跳跃力。
监测系统30能够以个体100或其他人(例如教练、训练员或观众)能感知的方式输出个体100的活动度量(例如包括作用于个体100或由其施加的力、个体100完成的动作、个体100的弹跳特性以及个体100的反应时间)的表示。在监测系统30的任何组件内产生的或由其接收的数据可被发送、处理，以及以包括本文描述的任何合适的方式输出。
例如，在一些实施例中，活动度量的表示可被输出(例如通过视觉显示器、音频扬声器或触觉输出)到便携式电子设备(例如便携式电子设备206)或个人计算机(例如个人计算机204)。在一些实施方案中，监测系统30可确定和输出例如实时的活动度量的表示、过去的活动度量的表示、预测的活动度量的表示、活动度量的当前(或最近)值与活动度量的过去值的比较、一个活动度量与不同的活动度量的比较的表示、活动度量值与活动度量的目标值之间的比较的表示、个体100的活动度量值与不同个体的相同(不同)的活动度量的比较的表示。
在一些实施例中，活动度量的表示可作为另一活动度量或其他变量的函数来呈现。例如，弹跳高度能够表现为作为躯干(trunk)方向或球的发射角度的函数。又例如，活动度量可表现为位置(例如球场上接近球员、球门的位置)的函数、作为事件(例如进球的射门得分、犯规)的函数、作为环境条件(例如环境温度、降雨量)的函数、或作为个体的生理状态(例如心率、体温)的函数。有关这种变量(例如位置信息、事件信息、环境条件信息和生理条件信息)的信息可由集成于此的适当的传感器提供给监测系统30，或者由与该监测系统30通信的监测系统30外部的元件提供。
在一些实施例中，监测系统30可确定并且以任何可感知的方式输出这种表示，这些方式例如为数字地(例如通过输出指示活动度量或比较的值)，文本地(例如通过输出指示的活动度量或比较的词语或短语)，图形地(例如通过输出指示活动度量或比较的图形或其他图像)，或列表地(例如通过输出指示活动度量或比较的表格)。
在一些示例性的实施例中，个体100的被识别的运动在显示器例如输出显示器750中描述，在一些实施例中，该显示器可以是本文中描述的任何元件的显示器，例如传感器模块102、便携式电子设备206、个人计算机204、组监测设备270的显示器(例如参见图25-27、29、31和32)。在一些实施例中，显示器750可以是便携式电子设备(例如便携式电子设备206)或个人计算机(例如个人计算机204)的显示屏，或者可以是打印的页面。在一些实施例中，显示器750可显示由监测系统30在一段时间内(例如在体育活动中、在规定的时间期间内，在监测系统30的寿命期间中)识别的每一个体100的运动的表示752(例如参见图25)。
在一些实施例中，显示器750可显示所识别的运动的强度754的指示。例如可显示被识别的动作的加速度、速度、移动的距离、移动时间或力的指示。这种强度754的指示代表了单个动作的强度，或者可代表被识别为相同类型的多个实例的强度(例如平均强度或最大强度)。
在一些实施例中，根据检测到的加速度数据和磁场数据，可确定并显示个体100的整体表现756的指示。在一些实施例中，个体100的整体表现756的指示可基于个体100的一个或多个被识别的动作进行确定(例如，运动类型的实例数量、运动的持续时间或者一种类型的运动的持续时间、运动的强度或一种类型的运动的强度)。在一些实施例中，整体表现756的指示可数字地表示出来(例如参见图25)。在一些实施例中，整体表现的指示可图形地表示出来(例如参见图27中的曲线图758)。
在一些实施例中，监测系统30可确定以及显示器750可显示本文所描述的单个个体100或多个不同个体100的任何表示。在一些实施例中，显示器750可显示本文描述的两个或多个个体的比较性的表示。例如，在一些实施例中，显示器750可显示比较性的条形图760，该条形图760并列地示出了一个个体100的一种或多种类型的运动强度与不同个体100的一种或多种类型的运动强度。又例如，在一些实施例中，显示器750可显示整体的表现比较762，一个个体100的整体表现756的指示与不同个体100的整体表现的指示相并列。
在一些实施例中，监测系统30可确定，并且显示器750可显示由个体100执行的被识别的运动的图形化的时间表764(例如参见图26)。在一些实施例中，图形化的时间表764可包括根据运动发生的时间呈现的每一被识别运动的指示766。在一些实施例中，对应于具有超出阈值特性的被识别的运动的指示766可由不同的指示768表现，该不同的指示768可在视觉上与其他指示766不同。例如，不同的指示可比其他指示766更大，与其他指示766在颜色上是不同的，或可用图形做标记，例如，用星形做标记。
在一些实施例中，监测系统30可确定，并且显示器750可显示描述个体100的被识别的运动的类型和强度的曲线图(例如，星状图758)(例如参见图27)。在一些实施例中，星状图758可包括个体100的被识别的动作类型和强度表示768，其叠加在动作类型和强度的第二表示770上。在一些实施例中，第二表示770可代表一组个体的动作的类型和强度的平均值。在一些实施例中，与表示768相比，第二表示770可代表个体100在不同的时间段的运动类型和强度的平均值。在一些实施例中，第二表示770可代表与个体100相比不同的个体的运动类型和强度。
在一些实施例中，活动度量能够以类似游戏(game-like)的方式输出。点或其他正或负反馈可基于个体100的活动度量值进行确定和输出。基于这种值或反馈的比较可影响比赛的进程。例如，可将这些值或反馈与同一个体100的过去的值或反馈进行比较，并且这种改进可带来在比赛中的积极的进步(例如，更高“级别”被指定给个体100的比赛账号)。还例如，可将这种值或反馈与不同个体100的值或反馈(包括专业运动员或其他著名的个体或者据称是专业运动员或其他著名个体的数据)进行比较，并且比赛中的进步可基于这种比较进行确定。还例如，这种值或反馈可与目标值或反馈进行比较，从而基于该比较确定比赛中的进步。还例如，在一些实施例中，该活动度量能够通过上传或其他由比赛获取的方式管理虚拟运动员在虚拟比赛中的能力(例如个体100的最大的弹跳高度可限定虚拟比赛中个体的虚拟化身的最大的弹跳高度)。
在一些实施例中，监测系统30可用作独立的监测系统。然而，在一些实施例中，监测系统30(或其组件)可被用于与其他监测系统相结合或者整合至其他监测系统，例如包括在2011年3月31日提交的、共同拥有的美国专利申请no.13/077,494中公开的，其公开内容通过参考的方式全部结合于此。
例如，在一些实施例中，在此描述的任何特性(包括值和/或输出)可结合其他监测系统的特性被使用和/或输出，其他监测系统例如感测参加体育活动的一个或多个对象或运动员(如上所述，例如，相对于组监测系统)的特性(例如运动、性能和/或生理特性)的监测装置及其相关联的组件。例如，参加体育活动的个体可由不同监测设备单独进行监测(例如监测设备包括心率监测器、地球定位信号接收器、温度传感器、风传感器、湿度传感器)，或者在这种活动中使用的对象(例如球)的动作可被监测，从而个体表现或对象的动作的活动度量能够被观察者例如教练、训练员或观众监测和/或输出，或者由个体自身在以后回顾。同时，个体100的特性可参照监测系统30如本文所述地被监测和/或输出。来自于监测个体100的特性可与来自于其他监测设备的监测个体100和/或对象的特性一起使用。例如，如本文所述通过参照监测系统30监测个体100而得出的特性可以与从其他监测设备中得到的特性时间相关联的方式显示。又例如，如本文所述通过参照监测系统30监测个体100得出的特性可表示为从其他监测设备得到的特性的函数(或者反之亦然)。又例如，新的特性可基于分析在此描述的参考监测系统30从监测个体100导出的特性与从其他监测设备导出的特性(例如个体反应踢受监测的球的指示所花的时间)进行确定。
例如，个体100的跳跃高度可在体育活动的表现过程中被监测，并且被监测球的轨迹也可在体育活动的表现过程中进行监测。将这些特性予以考虑的监测系统可结合运动对象的特性(诸如每次跳跃后球的发射角度)显示(或输出)个体100的跳跃高度(例如其可帮助个体100计算他的跳投特性)(例如参见图29)。对于一连串的跳跃，个体100的最大弹跳高度可被表示为球的轨迹的函数。可为在此描述的参考监测系统30从监测个体100导出的特性与从其他监测设备导出的特性的任何其他组合提供类似的比较、组合和/或表示。
在一些实施例中，监测系统30可向个体100提供实时反馈。这种实时反馈可在个体100的任何活动过程中，例如在训练练习期间被提供。在一些实施例中，监测系统30可在个体100执行运动时通过传感器模块102监测个体100(例如参见图30中的操作880)。为了提高个体100的运动表现的一些方面，个体100可重复地执行该运动(例如，增加他的跳跃高度、减少反应时间或更准确地执行该运动)。为关于个人努力改善的运动的方面提供及时、准确、定期的反馈被认为能够帮助个体更有效地提高运动的这个方面。在一些实施例中，在个体100执行这种运动时连接到个体100的传感器模块102向远程设备(例如便携式电子设备206)传输与该运动的方面(例如个体所选择的努力改善的方面)有关的数据(例如参见图30中的操作882)。该远程设备可接收数据(例如参见图30中的操作884)，并在每一重复的动作过程中或刚刚完成后，向个体100显示数据的表示(例如，通过远程设备的或与其通信的显示屏、音频扬声器或触觉输出)(例如参见图30中的操作886)。该表示可以是例如与运动有关的值的表示(例如参见图31，跳跃高度可由跳跃的竖向英寸数进行表示)和/或将有关运动的值与有关运动的过往值、目标值进行比较710的表示(例如，跳跃高度为20英寸，如果过往的跳跃高度为19英寸，那么可显示积极的信号，诸如绿色的背景712或加号710，以表示改进；如果跳跃高度为18英寸，过往的跳跃高度为19英寸，那么可显示消极的信号，例如红色的背景712或减号，以显示表现的降低，例如参见图31)。重复动作的数据可被存储用于稍后显示和分析(例如在图32中所示，曲线图的显示示出了每一动作的表示)。
例如，在一些实施例中，监测系统30可确定个体100的跳跃的跳跃高度(如上所述)，并且可向个体100观看的远程设备(例如便携式电子设备206)输出(例如自动地)此次跳跃的跳跃高度的表示。为了便于个体100观看，远程设备可定位成使得它的输出能够在运动的表现过程中被个体100感知，并且该表示可占用基本上所有的远程设备的显示器。以这种方式，个体100接收关于跳跃高度的即时反馈。监测系统30然后能够决定个体100每次的跳跃的跳跃高度，并且能够类似地输出每次跳跃的跳跃高度的表示。可根据需要重复这种操作。实时了解个体100的跳跃高度可帮助个体100了解个体100在努力提高其跳跃高度中的进步，例如，通过允许个体100调整他的运动形式，并立即确定这种调整的影响。了解这些被认为比不了解更能实现更快速的进步。
例如，在一些实施例中，监测系统30可确定个体100的运动的活动度量(如本文所述地确定)，例如包括反应时间、加速度、施加的力、运动程度和位置的变化，并可将第一运动的活动度量的表示输出(例如自动地)到由个体100观看的远程设备中(例如便携式电子装置206)。以这种方式，个体100接收关于第一运动的活动度量的即时反馈。执行动作(例如触发用于确定反应时间的计时时段的开始)的指令可通过由个体100观看的远程设备提供给个体100。例如，该指令可通过音频或从远程设备视觉提供。在一些实施例中，监测系统30能够被配置成重复地指示单一的运动。在一些实施例中，监测系统30可被配置成一套指示运动中的一个(例如运动可随机地从运动数据配置文件的数据库中选择)。在一些实施例中，指令输出的计时可发生变化(例如在给定的范围内是随机的)，在一些实施例中，可显示倒计时以帮助个体100准备即将发生的指令，并且在一些实施例中，这样的计时和/或倒计时可取决于由监测系统30作出的个体100处于静止的确定。该指示例如为描述指令动作的词语(例如，“跳”、“潜水”、“向左转”、“后空翻”)，或在已知指令运动的情况下，仅仅是指示指令运动开始的时间的输出(例如，监测系统30配置成重复指示单一的运动)。在一些实施例中，该指令由远程设备显示的颜色或符号变化来提供(例如，远程设备的显示从红色变为绿色，表示个体100应执行跳跃；显示设备的一侧变成特定的颜色，表示个体100应朝该侧跃进；或箭头显示为指向特定的方向，例如向下，表明个体100应该执行相应的运动，例如下降到俯卧位)。在一些实施例中，输出该指令后，监测系统30可确定个体100的运动的活动度量(如上所述)，例如包括反应时间、加速度、施加的力、运动程度、位置变化、与指示的运动的关联程度，并且可输出反应时间的表示。监测系统30能够确定个体100任一次重复反应的反应时间，并且能够类似地输出每一反应的反应时间的表示。可根据需要重复这种操作。实时了解个体100的反应时间可帮助个体100了解个体100在努力改善其反应时间中的进步，例如，通过允许个人100调整他的运动形式，并立即确定这种调整的影响。了解这些被认为比不了解更能实现更快速的进步。
在一些实施例中，监测系统30可确定个体100的运动关联程度，并且可在紧接着该运动的表现之后向个体100提供(例如通过例如便携式电子设备206和/或组监测装置270的音频扬声器、可视化显示或触觉输出)这种关联程度的指示。在一些实施例中，监测系统30可将关联程度与目标关联程度或其范围进行比较，并且如果个体100的运动不能到达目标或超出该范围时，监测系统30可指示个体100重复上述运动，或可提供个体100试图执行的指令运动未成功的指示。在一些实施方案中，监测系统30可提供反馈(例如通过音频扬声器、视觉显示或触觉输出)，以帮助引导个体100在指令运动中的表现，从而帮助个体100改进运动表现并且实现与指令运动的更大的关联程度。例如，监测系统30可提供提醒个体100在个体100的运动中的不足的输出(例如，通过识别个体100的运动，其中代表个体100的运动的数据显著地偏离了指令运动的运动数据配置文件)。
在一些实施例中，多个个体100可被监测。例如，可通过多个监测系统30的多个传感器模块102监测多个个体100，或可通过相同监测系统30的多个传感器模块102监测多个个体100。该个体100可以任何所需的方式被监测，例如同时、在不同的时间、参加不同的体育活动时、参加相同的体育活动时。来自于多个个体的每个个体的活动度量和活动度量可如上所述进行类似的比较、结合和/或表示。这种比较、组合和/或表示可基于单独考虑每个个体(例如参见图25，其示出了两个个体单独地比较)，或者一起考虑成组个体的小团体(例如团队或团队中的中场球员)或者所有被监测的个体作出。在比赛设定中，这种比较、组合和/或表示可与比赛事件(诸如得分、球超出界外、罚点球或者跳球)相关联，其可对应于所描述的个体100的同期活动度量输出。
来自监测个体100和/或被监测对象的数据的这种比较、组合和/或表示能够为例如参与体育活动的个体、教练、观众、医生和比赛官员提供好处。这些人出于多种原因在体育活动赛事中互动或者一起工作。
例如，可能需要教练监测被监测个体100的表现，并提出建议或以其他方式影响他们的表现，从而最大限度地发挥个体100的健身水平。替代地或补充地，可能需要教练监测并影响个体100，以帮助最大限度地发挥个体100在体育活动中的效果。此外，可能希望教练监测并影响个体100，以帮助提高在体育活动中的成功的可能性(成功例如是在比赛中击败对手，例如足球得分，或实现/维持参加体育活动的一个或者多个个体100所需的健身水平)。体育活动赛事可包括例如培训赛事(例如场地赛事、健身训练、跟踪赛事)或竞技性赛事(例如足球比赛或篮球比赛)。
在一些示例性的实施例中，教练可监测一个或多个个体100和/或被监测对象，并向个体100提供反馈，以跟踪和保持或提高个体100的健康、安全和/或表现。
教练必须考虑这些目标和其他目标，监测个体100和/或被监测对象的活动，并作出决定以影响个体和团体中的个体100的表现。在这种情况下，教练依赖于个体100及其在参加体育活动赛事中的表现的信息。提供关于个体100(和/或与个体进行交互的被监测对象)的数据的监测系统(例如监测系统30)能够为教练提供超越其能直接观看的、有关参加体育运动的个体的易于理解的信息，从而有利于教练快速、有效地做出决定，最大限度地提高在体育活动中获得成功的可能。
如上所述，各种信息可在监测系统30的任何元件之间进行通信，例如包括传感器模块102、个人计算机204、便携式电子设备206、网络200以及服务器202。这些信息可包括例如活动度量、设备设置(包括传感器模块102的设置)、软件和固件。
本发明的各种元件之间的通信可发生在体育活动完成之后或在体育活动期间发生。此外，例如传感器模块102和个人计算机204之间的交互以及例如个人计算机204和服务器202之间的交互可发生在不同的时间。
在多个被监测的个体100和/或被监测对象的情况下，在一些实施例中，与每个被监测的个体和/或对象相关联的传感器设备(例如传感器模块102)可各自向不同的关联的远程设备(例如个人计算机204和/或便携式电子设备206)传输数据。在一些实施例中，与被监测个体100和/或对象相关联的多个传感器设备(例如传感器模块102)可向相同的关联的远程设备传输数据。在一些实施例中，与被监测个体100和/或对象相关联的多个传感器设备(例如传感器模块102)可向中间设备(例如，计算机作为“基站”以接收本地数据并且将该数据传输到一个或多个外部设备，处理或不处理这些数据，例如，如本文所述)传输数据，用于再次传输到远程设备(例如经由网络200和/或服务器202)。所描述的这种数据传输可在基本上实时地进行(例如在体育活动期间，用于实时分析)，或在完成体育活动之后进行(例如用于比赛后分析)。传输的数据可以是任何形式的数据，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)感测到的原始数据或由任何处理操作(例如，如本文所述的识别、确定、计算或存储)的数据。本文所述的数据处理可在所描述的接收数据传输的任何设备上进行。
本发明还涉及如下技术方案：
1.一种传感器服装，其用于监测参加体育活动的个体，所述传感器服装包括：
由纺织材料形成的服装；以及
传感器模块，其不可拆卸地连接至所述服装的纺织材料，
其中，
所述传感器模块包括传感器，
所述传感器模块包括无线电天线，所述无线电天线配置成传输由所述传感器产生的数据，以及
所述传感器模块的外部无端口。
2.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器模块包括薄膜电池或超级电容器，并且由薄膜电池或超级电容器进行供电。
3.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器模块包括近场通信电路。
4.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器模块包括太阳能电池、动能转换单元或热电发生器，并且由太阳能电池、动能转换单元或热电发生器进行供电。
5.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器是配置成感测单一特性的单一用途的传感器。
6.根据技术方案5所述的传感器服装，其中所述传感器模块不包括除所述单一用途的传感器之外的传感器。
7.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器模块被缝合、激光焊接或粘附至所述服装。
8.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器模块包括柔性印刷电路板。
9.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器是加速度传感器。
10.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器是磁场传感器。
11.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器模块被密封在防水膜中。
12.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器模块被密封在两层热成型薄膜或膜之间。
13.根据技术方案12所述的传感器服装，其中所述两层薄膜或膜是热塑性聚氨酯薄膜。
14.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器模块包括电源，所述电源配置成由感应电荷进行充电。
15.根据技术方案1所述的传感器服装，其中所述传感器模块被配置成通过近场通信无线电传输接收电力。
16.根据技术方案1所述的传感器服装，包括外部组件，所述外部组件可移除地连接至所述服装的纺织材料，并且配置成与所述传感器模块电连接。
17.根据技术方案16所述的传感器服装，其中所述外部组件包括外部存储器设备、外部电源和外部无线电天线中的至少一个。
18.一种传感器服装，其用于监测参加体育活动的个体，所述传感器服装包括：
由纺织材料形成的服装；以及
传感器模块，其不可拆卸地连接至所述服装的纺织材料，
其中，
所述传感器模块包括传感器，
所述传感器模块包括无线电天线，所述无线电天线配置成传输由所述传感器产生的数据，以及
所述传感器模块包括薄膜电池或电容器，并且由所述薄膜电池或电容器进行供电。
19.根据技术方案18所述的传感器服装，其中所述传感器模块包括电容器，并且由所述电容器进行供电，以及
所述电容器为超级电容器。
20.一种传感器服装，其用于监测参加体育活动的个体，所述传感器服装包括：
由纺织材料形成的服装；以及
传感器模块，其不可拆卸地连接至所述服装的纺织材料，
其中，
所述传感器模块包括传感器，
所述传感器模块包括无线电天线，所述无线电天线配置成传输由所述传感器产生的数据，以及
所述传感器模块包括近场通信电路。
本发明还涉及如下其他技术方案：
1.一种用于监测参加体育活动的个体的方法，所述方法包括：
使用连接至所述个体的传感器模块检测所述个体在第一时间的运动；
确定所述个体的运动是否对应于预定的激活运动；
响应于所述个体的运动对应于预定的激活运动的确定结果，所述传感器模块进入激活状态；以及
使用处于激活状态的所述传感器模块检测所述个体在第二时间的运动。
2.根据技术方案1所述的方法，进一步包括以下步骤：
确定所述个体的初始的空间方位；
确定所述个体的空间方位的变化；
基于所述空间方位的变化确定活动度量；以及
提供传达所述活动度量的输出。
3.一种用于监测参加体育活动的个体的方法，所述方法包括：
使用连接至所述个体的传感器模块检测所述个体在第一时间的运动；
确定所述个体的运动是否对应于预定的激活运动；
响应于所述个体的运动对应于预定的激活运动的确定结果，所述传感器模块进入激活状态；
使用处于激活状态的所述传感器模块检测所述个体在第二时间的运动；
记录运动数据；
参照数据结构，确定所述运动数据与活动度量之间的关联；以及
提供传达所述活动度量的输出。
4.一种用于识别进行体育活动的个体的运动的方法，所述方法包括：
使用连接至所述个体的传感器模块感测磁场数据和加速度数据；
将所述磁场数据和加速度数据与查找表进行比较；以及
基于比较结果，识别所述个体的运动。
5.根据技术方案4所述的方法，其中感测磁场数据和加速度数据包括：
使用连接至所述个体的传感器模块感测在第一时间的第一磁场数据和第一加速度数据；以及
使用所述传感器模块，感测在第二时间的第二磁场数据和第二加速度数据。
6.根据技术方案5所述的方法，进一步包括：
基于所述第一磁场数据和所述第一加速度数据，确定所述个体在第一时间的第一方位和第一加速度；以及
基于所述第二磁场数据和所述第二加速度数据，确定所述个体在第二时间的第二方位和第二加速度。
7.根据技术方案6所述的方法，其中将所述磁场数据和加速度数据与查找表进行比较包括：
将所述第一方位、所述第一加速度、所述第二方位和所述第二加速度与查找表进行比较。
8.根据技术方案7所述的方法，其中将所述第一方位、所述第一加速度、所述第二方位和所述第二加速度与查找表进行比较包括：将在所述第一时间和第二时间之间的方位变化和加速度变化与所述查找表进行比较。
9.根据技术方案7所述的方法，包括：
使用连接至所述个体的传感器模块，感测在第三时间的第三磁场数据和第三加速度数据；以及
基于所述第三磁场数据和所述第三加速度数据，确定所述个体在第三时间的第三方位和第三加速度，
其中，
所述个体在第三时间是静止的，并且
基于所述第三方位和所述第三加速度中的一个确定所述第一方位、所述第一加速度、所述第二方位和所述第二加速度中的一个。
10.根据技术方案9所述的方法，其中所述第三时间在所述第一时间之前。
11.根据技术方案9所述的方法，其中所述第三时间在所述第二时间之后。
12.根据技术方案7所述的方法，其中所述个体在所述第一时间是静止的。
13.根据技术方案4所述的方法，包括：提供基于所识别的个体的运动的输出。
14.根据技术方案13所述的方法，其中所述输出是所述所识别的个体的运动的显示。
15.根据技术方案13所述的方法，其中所述输出是所述所识别的个体的运动结合运动对象的特性的显示。
16.根据技术方案13所述的方法，其中所述输出是所述所识别的个体的运动结合不同个体的特性的显示。
17.根据技术方案13所述的方法，其中所述输出是所述所识别的个体的运动结合过往识别的个体的运动的显示。
18.根据技术方案13所述的方法，其中所述输出是所述所识别的个体的运动结合所述个体的目标识别的运动的显示。
19.根据技术方案13所述的方法，其中，在所述个体的运动完成之后，立即显示所述输出。
20.根据技术方案13所述的方法，其中所述输出是所述个体的动作特性的显示。
21.根据技术方案20所述的方法，在所述个体的运动完成之后，立即显示所述输出。
22.根据技术方案20所述的方法，其中所述输出是所述个体或其部分的加速度的方位、所述个体或其部分的加速度大小、施加到所述个体或其部分上的力的方位、施加到所述个体或其部分上的力的大小以及所述个体或其部分的运动的持续时间中的至少一个。
23.根据技术方案20所述的方法，其中所述输出是与运动数据配置文件相对应的级别。
24.根据技术方案13所述的方法，其中提供所述输出包括：
传输表示所识别的个体的运动的数据；以及
在显示设备上显示表示所识别的运动的数据。
25.根据技术方案24所述的方法，其中所述显示设备是便携式电话。
26.一种用于确定个体的跳跃特性的方法，所述方法包括：
识别由所述个体进行的起跳；
使用连接至所述个体的传感器模块，基于在跳跃的开始感测到的第一加速度数据确定所述个体的第一竖向速度；
基于在跳跃的开始和起跳之间感测到的所述第一竖向速度和第二加速度数据，确定所述个体的第二竖向速度；
基于所述第二竖向速度计算最大跳跃高度。
27.根据技术方案26所述的方法，其中识别起跳包括使用所述传感器模块感测零附近的合成加速度。
28.根据技术方案26所述的方法，其中识别起跳包括使用所述传感器模块感测零附近的合成加速度至少50毫秒。
29.根据技术方案26所述的方法，其中，所述跳跃的开始被确定为在由传感器模块感测到的合成加速度到达最小值之前的50毫秒之内发生，并且所述第一竖向速度被确定为零。
30.根据技术方案26所述的方法，其中计算最大跳跃高度包括执行能量转换计算。
31.根据技术方案26所述的方法，包括提供基于所述个体的最大跳跃高度的输出。
32.根据技术方案31所述的方法，其中所述输出是所述个体的最大跳跃高度的显示。
33.根据技术方案31所述的方法，其中所述输出是所述个体的最大跳跃高度结合运动对象的特性的显示。
34.根据技术方案31所述的方法，其中所述输出是所述个体的最大跳跃高度结合不同个体的特性的显示。
35.根据技术方案31所述的方法，其中所述输出是所述个体的最大跳跃高度结合所述个体的过往最大跳跃高度的显示。
36.根据技术方案31所述的方法，其中所述输出是所述个体的最大跳跃高度结合所述个体的目标最大跳跃高度的显示。
37.根据技术方案13所述的方法，其中在所述个体的运动完成之后，立即显示所述输出。
38.根据技术方案31所述的方法，其中提供所述输出包括：
传输表示所述个体的最大跳跃高度的数据；以及
在显示设备上显示表示最大跳跃高度的数据。
39.根据技术方案38所述的方法，其中所述显示设备是便携式电话。
40.一种确定个体的跳跃特性的方法，所述方法包括：
使用连接到所述个体的传感器模块，感测个体跳跃过程中所述个体的加速度数据；
接收表示所述个体的质量的数据；以及
基于所述个体的加速度数据和质量确定所述个体的跳跃力。
41.根据技术方案40所述的方法，其中确定所述跳跃力包括：
整合所述加速度数据；以及
将整合结果乘以所述个体的质量。
42.根据技术方案40所述的方法，其中所述跳跃力为跳跃力配置文件。
43.根据技术方案40所述的方法，包括：
提供基于所述对象的跳跃力的输出。
44.根据技术方案43所述的方法，其中所述输出是所述个体的跳跃力的显示。
45.根据技术方案43所述的方法，其中所述输出是所述个体的跳跃力结合运动对象的特性的显示。
46.根据技术方案43所述的方法，其中所述输出是所述个体的跳跃力结合不同个体的特性的显示。
47.根据技术方案43所述的方法，其中所述输出是所述个体的跳跃力结合所述个体的过往跳跃力的显示。
48.根据技术方案43所述的方法，其中所述输出是所述个体的跳跃力结合所述个体的目标跳跃力的显示。
49.根据技术方案43所述的方法，其中提供所述输出包括：
传输表示所述个体的跳跃力的数据；以及
在显示设备上显示表示跳跃力的数据。
50.根据技术方案49所述的方法，其中所述显示设备是便携式电话。
51.一种用于确定进行体育活动的个体的反应时间的方法，所述方法包括：
在连接至所述个体的传感器模块接收指示来进行所指示的运动；
使用所述传感器模块，感测所述个体在运动过程中的磁场数据和加速度数据；
将所述磁场数据和所述加速度数据与查找表进行比较，所述查找表包含所指示的运动的运动数据配置文件；
基于比较结果，识别所述运动是否对应于所指示的运动的运动数据配置文件；以及
基于从接收所述指示到参考所述个体的运动的时间点所经过的时间，计算反应时间。
52.根据技术方案51所述的方法，包括：
通过所述传感器模块输出指示以进行所指示的运动。
53.根据技术方案51所述的方法，其中所述反应时间被计算为从接收所述个体完成所述运动的指示所经过的时间。
54.根据技术方案51所述的方法，其中所述反应时间被计算为从接收所述个体开始所述运动的指示所经过的时间。
55.根据技术方案51所述的方法，包括：
提供基于所述个体的反应时间的输出。
56.根据技术方案55所述的方法，其中所述输出是所述个体的反应时间的显示。
57.根据技术方案55所述的方法，其中所述输出是所述个体的反应时间结合运动对象的特性的显示。
58.根据技术方案55所述的方法，其中所述输出是所述个体的反应时间结合不同个体的特性的显示。
59.根据技术方案55所述的方法，其中所述输出是所述个体的反应时间结合所述个体的过往反应时间的显示。
60.根据技术方案55所述的方法，其中所述输出是所述个体的反应时间结合所述个体的目标反应时间的显示。
61.根据技术方案55所述的方法，其中，在所述个体的运动完成之后，立即显示所述输出。
62.根据技术方案55所述的方法，其中提供所述输出包括：
传输表示所述个体的反应时间的数据；以及
在显示设备上显示表示反应时间的数据。
63.根据技术方案62所述的方法，其中所述显示设备是便携式电话。
64.一种表明进行体育活动的个体的动作的特征的方法，所述方法包括：
在连接至所述个体的传感器模块处接收执行指令运动的指示；
使用所述传感器模块感测个体在运动过程中的磁场数据和加速度数据；
将磁场数据和加速度数据的表示存储在与所述指令运动相关联的查找表中。
65.根据技术方案64所述的方法，包括通过所述传感器模块输出执行所述指令运动的指示。
66.一种用于确定参加体育活动的个体施加的力的方法，所述方法包括：
使用连接至所述个体的传感器模块感测加速度数据；
接收表示所述个体的质量的数据；以及
基于所述加速度数据和表示所述个体的质量的数据确定由所述个体施加的力。
67.根据技术方案66所述的方法，其中确定由所述个体施加的力包括：
基于所述加速度数据，确定所述个体的加速度的方向；
基于所述个体的加速度的方向，确定由所述个体施加的力的方向。
68.根据技术方案66所述的方法，进一步包括：
基于所述加速度数据和表示所述个体的质量的数据，确定由所述个体施加的横向力。
69.根据技术方案68所述的方法，其中确定由所述个体施加的横向力包括：
确定所述加速度数据的横向分量；
基于所述加速度数据的横向分量和所述个体的质量，确定由所述个体施加的横向力。
70.根据技术方案66所述的方法，进一步包括：
基于所述加速度数据和表示所述个体的质量的数据，确定由所述个体施加的竖向力。
71.根据技术方案70所述的方法，其中确定由所述个体施加的竖向力包括：
确定所述加速度数据的竖向分量；
基于所述加速度数据的竖向分量和所述个体的质量，确定由所述个体施加的竖向力。
72.根据技术方案66所述的方法，进一步包括：
基于所述加速度数据和表示所述个体的质量的数据，确定由所述个体施加的纵向力。
73.根据技术方案72所述的方法，其中确定由所述个体施加的纵向力包括：
确定所述加速度数据的纵向分量；
基于所述加速度数据的纵向分量和所述个体的质量，确定由所述个体施加的纵向力。
74.一种用于监测参加体育活动的个体的方法，所述方法包括：
使用连接至所述个体的传感器模块，检测所述个体的运动；
记录运动数据；
参考数据结构，确定所述运动数据和活动度量之间的关联；以及
提供传达所述活动度量的输出。
75.根据技术方案74所述的方法，进一步包括：
确定所述个体的初始空间方位；
确定所述个体的空间方位的变化；以及
基于所述空间方位的变化确定所述活动度量。
76.根据技术方案74或75所述的方法，进一步包括：
使用连接至所述个体的传感器模块，检测所述个体在第一时间的运动；
确定所述个体的运动是否对应于预定的激活运动；
响应于所述个体的运动对应于预定的激活运动的确定结果，所述传感器模块进入激活状态；以及
使用处于激活状态的传感器模块，检测所述个体在第二时间的运动。
77.根据前述技术方案74-76中任一项所述的方法，进一步包括：
使用连接至所述个体的传感器模块，感测磁场数据和加速度数据；
将所述磁场数据和加速度数据与查找表进行比较；并且
基于比较结果，识别所述个体在第二时间的运动。
78.根据技术方案77所述的方法，其中感测磁场数据和加速度数据包括：
使用连接至所述个体的传感器模块，感测在第一时间的第一磁场数据和第一加速度数据；
使用所述传感器模块，感测在第二时间的第二磁场数据和第二加速度数据。
79.根据技术方案78所述的方法，进一步包括：
基于所述第一磁场数据和所述第一加速度数据，确定所述个体在所述第一时间的第一方位和第一加速度；以及
基于所述第二磁场数据和所述第二加速度数据，确定所述个体在所述第二时间的第二方位和第二加速度。
80.根据前述技术方案74-79中任一项所述的方法，其中所述输出是所识别的个体的运动的显示和/或所识别的个体的运动结合运动对象的特性的显示和/或所识别的个体的运动结合不同个体的特性的显示和/或所识别的个体的运动结合所述个体的过往所识别的运动的显示和/或所识别的个体的运动结合所述个体的目标识别的运动的显示。
81.根据前述技术方案74-80中任一项所述的方法，其中所述输出是所述个体或其部分的加速度的方位、所述个体或其部分的加速度大小、施加到所述个体或其部分上的力的方位、施加到所述个体或其部分上的力的大小以及所述个体或其部分的运动的持续时间中的至少一个。
82.根据前述技术方案74-81中任一项所述的方法，其中提供所述输出包括：
传输表示所识别的个体的运动的数据；以及
在显示设备上显示表示所识别的运动的数据，其中所述显示设备优选为便携式电话。
83.根据前述技术方案74-82中任一项所述的方法，进一步包括：
识别由所述个体进行的起跳；
使用连接至所述个体的传感器模块，基于在开始跳跃时感测到的第一加速度数据，确定所述个体的第一竖向速度；
基于在开始跳跃到起跳之间感测到的所述第一竖向速度和第二加速度数据，确定所述个体的第二竖向速度；
基于所述第二竖向速度，计算最大跳跃高度。
84.根据技术方案83所述的方法，其中识别起跳包括使用所述传感器模块感测零附近的合成加速度优选至少50毫秒。
85.根据前述技术方案74-84中任一项所述的方法，进一步包括：
使用连接至所述个体的传感器模块，感测所述个体跳跃过程中所述个体的加速度数据；
接收表示所述个体的质量的数据；以及
基于所述个体的加速度数据和质量，确定所述个体的跳跃力。
86.根据前述技术方案74-85中任一项所述的方法，进一步包括：
在连接至所述个体的传感器模块处接收执行指令运动的指示；
使用所述传感器模块感测在所述个体的运动期间的磁场数据和加速度数据；
将所述磁场数据和加速度数据与查找表进行比较，所述查找表包括所述指令运动的运动数据配置文件；
基于比较结果，识别所述运动是否对应于指令运动的运动数据配置文件；以及
基于从接收指示到参考所述个体的运动的时间点所经过的时间，计算反应时间。
87.根据前述技术方案74-86中任一项所述的方法，进一步包括：
在连接到所述个体的传感器模块处接收执行指令运动的指示；
使用所述传感器模块感测所述个体的运动期间的磁场数据和加速度数据；以及
将所述磁场数据和加速度数据的表示存储在与所述指令运动相关联的查找表中。
88.根据前述技术方案74-87中任一项所述的方法，进一步包括：
使用连接至所述个体的传感器模块感测加速度数据；
接收表示所述个体的质量的数据；以及
基于所述个体的加速度数据和表示所述个体的质量的数据，确定由所述个体施加的力。
参照附图描述的监测系统的具体实施例的前述说明将完全揭露本发明的总体性质，从而他人不需要过多的实验，即可利用本领域技术的知识就可轻易地改造和/或调整如具体实施例的多种应用，而不会偏离现有发明的总体概念。
尽管在此描述了本发明的多种实施例，他们仅由例子的方式示出，而不用于限定。很明显的是，基于在此所给出的启示和教导，这种调整和改变在所公开的实施例的含义和等同的范围之内。因此，对于本领域技术人员来讲很明显的是，对在此公开的实施例做出形式上和细节的多种改变，而不偏离本发明的精神和范围。以上示出的实施例的元件不必须是相互排他的，而是可根据本领域技术人员的理解按不同的需要互换。
应当理解的是，在此使用的用语和术语仅用于描述，而不用于限制。本发明的宽度和范围不受任何上述示例性的实施例的限制，其仅根据随附的技术方案与其等同物而被限定。
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