运动行为的多传感器监测的制作方法
【专利说明】运动行为的多传感器监测
[0001]本申请是申请日为2005年12月12日，申请号为201110122265.5，发明名称为“运动行为的多传感器监测”的申请的分案申请。
[0002]申请日为2005年12月12日，申请号为201110122265.5，发明名称为“运动行为的多传感器监测”的申请是申请日为2005年12月12日，申请号为200580047209.2，发明名称为“运动行为的多传感器监测”的申请的分案申请。
技术领域
[0003]本发明大体上涉及运动行为监测系统和方法。根据本发明的运动行为监测系统和方法的至少一些实施例使用全球定位卫星数据(“GPS数据”)以可选地在运动行为(athletic performance)(例如，体育运动活动、训练、锻炼、训练期等)之前、期间和/或之后向运动员和/或运动员所使用的装置提供数据和信息。
【背景技术】
[0004]对由体育锻炼和运动活动(athletic event)的参与所获得的健康利益的逐渐增加的意识引起了从事这些活动的个人数量的增加。许多个人使用训练设备在俱乐部或室内体育馆训练或锻炼，所述训练设备包括用于测量与用户锻炼有关的物理和/或生理参数的各种传感器。例如，踏车、椭圆教练机、踏步机、固定自行车等通常提供电子设备，其测量和估计与锻炼或训练练习有关的物理和/或生理参数，例如所行走的距离、锻炼耗用的时间、所攀登的高度、倾斜水平、运动速率(例如每小时英里等)、心率、所消耗的能量、所消耗的卡路里、卡路里消耗的速率等。在一些体育馆或俱乐部中，与个人锻炼有关的数据可自动从训练设备直接传送到计算机系统并被存储。运动员、其训练员和/或教练可访问此例如用于锻炼后分析的数据，以测量进步或改进、发展将来的锻炼程序或计划等。
[0005]一些体育锻炼、训练程序或运动活动完全不适合使用上述类型的室内体育馆和/或固定的训练设备。例如，长途赛跑者(马拉松运动员)、自行车手、三项全能运动员等一般在每次锻炼期间经过很长的距离，以及他们必须在各种不同地形和条件下训练。这样的运动员当使用固定的、室内训练设备一段需要为他们进行比赛的活动准备的时间时还可能很快感到厌烦。此外，相比于室内体育馆或俱乐部的限制，一些个人只是更喜欢在室外和室外锻炼。单独和室外锻炼另外地具有优于使用室内设施的优点，这是因为单独的室外锻炼一般不需要俱乐部或体育馆会员资格以及其有关的会费，因此消除了在保持健康和参与体育活动中所涉及的至少一些费用。
[0006]尽管监测器和传感器可用于收集与运动行为有关的数据，并向运动员提供当其行为正发生时的实时数据，然而这样的监测器和传感器一般具有限制。例如，使用的加速计和其它基于步数计的速度和距离监测器在走或跑时有准确性问题，特别是当被用在不同于其初始校准条件的高速和/或越过地形或在其它条件下时。一些传感器，例如加速计和气压传感器倾向于随着时间的过去偏离其校准或“零”点，因而限制了其准确性和/或需要经常重新校准。这样的便携式设备一般还不存储数据以及不将其所测量的数据与其它所测量的与行为有关的物理和/或生理参数联系起来。例如，按照惯例可利用的便携式设备一般不将所测量的心率、高度、速度、所消耗的卡路里等彼此联系起来和/或与所述行为中所耗用的时间和/或距离联系起来，以及这样的传统系统不存储大量的数据用于以后分析或使用。因此，这些传统便携式训练监测器不允许广泛的训练后分析和数据处理。
[0007]因此，本领域中需要便携式运动行为监测系统和方法，其将所测量的与运动行为有关的物理和/或生理数据与在行为期间所收集的其它数据，包括所述行为中所耗用的时间和/或距离联系起来。在本领域中还需要系统和方法，其自动存储与运动行为有关的数据和使运动员、其教练和/或训练员可利用该数据以用于行为后分析。本领域中还需要改进的运动行为监测系统和方法，其允许运动员更好地使用从过去的行为产生的数据，例如测量改进或改变、设定将来的目标和/或为即将来临的活动设计计划和/或策略。
【发明内容】
[0008]下面介绍本发明方面的大体的总结以便提供对至少一些方面的基本理解。此总结不是本发明的广泛概述。其意图并不是确定本发明的关键或重要的元素和/或描绘本发明的范围。下面的总结仅以一般形式介绍本发明的一些概念作为下面提供的更详细的说明的序S。
[0009]本发明的方面涉及运动行为监测系统和方法，其中的许多以某种方式使用全球定位卫星(“GPS”)数据。在根据本发明的系统和方法的一些实施例中，GPS数据可用于校准其它运动行为监测设备，例如速度计、测速计、步数计、高度计、里程计、气压传感器、罗盘或方向传感器等。根据本发明的方面的一些示例性系统和方法收集和存储在运动行为期间GPS系统和非GPS系统所产生的数据，然后使用非GPS数据在所述行为期间向运动员提供信息和反馈，和/或在所述运动员的位置不可获得GPS接收时填补数据漏洞。还有收集和存储由GPS和非GPS系统产生的数据的其它系统和方法，其使用非GPS数据来在所述行为期间向运动员提供实时反馈，以及可选地使用GPS和非GPS数据用于行为后分析。
[0010]GPS信息还可被收集并用在本发明的至少一些示例性方面以产生与在运动行为期间运动员所经过的路线有关的数据。例如，根据本发明的至少一些实施例的系统和方法可依赖于GPS数据来确定在运动行为期间所经过的路线是否相应于在一个或更多先前运动行为期间所经过的路线。作为另外的实施例，根据本发明的实施例的系统和方法可依赖于GPS数据(以及有可能的其它数据)作为指定在运动行为期间所使用的路线的“路线难度等级”的辅助，例如，路线难度等级至少部分地基于:路线长度，海拔改变；高度；温度；湿度；风速；风向等。根据本发明的系统和方法的另外的实施例可依赖于GPS数据(可选地在运动员的新位置)、地图数据和/或与一个或更多过去的运动行为有关的数据来建议用于将来的运动行为的新路线、例如在新的位置。
[0011]GPS数据和/或可选地其它数据在根据本发明的至少一些实施例的运动行为监测系统和方法中可用于其它目的。例如，GPS数据和/或其它行为数据可用于在运动行为期间控制音频、视频和/或打印信息显示设备。GPS数据和/或其它可选地合并路线信息的行为数据可用作辅助信息以产生在运动行为期间运动员使用的时间目标。
[0012]本发明的另外的方面涉及GPS和/或其它所收集的数据的使用，以在所述运动行为期间和结束后向运动员提供信息和反馈和/或分析运动行为。例如，根据本发明的至少一些实施例的系统和方法可产生用于说明通过所述高度测量系统、其它物理和/生理行为监测器和/或GPS系统而搜集的至少一些数据的显示。可选地，所述信息可显示在地图或路线的其它表示上，从而使所述物理和/或生理数据与运动员沿路线的时间、距离和/或位置联系起来。在其它实施例中，所显示的信息可以与运动员行为的虚拟或动画“重放”一起使用和/或作为其的一部分。
[0013]本发明提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0014]全球定位卫星接收机，其获得与一系列时间标记定位点有关的数据；
[0015]第一运动行为监测器，其测量与运动员的行为有关的物理数据；以及
[0016]用于产生校准数据的装置，其用于基于通过所述全球定位卫星接收机所获得的数据来产生用于所述第一运动行为监测器的校准数据。
[0017]本发明所提供的运动行为监测系统中，第一运动行为监测器可提供与运动员运动的距离有关的数据。
[0018]第一运动行为监测器可提供与运动员的运动的速度有关的数据。
[0019]用于产生校准数据的装置可产生用在不同运动行为条件下的多个校正因子。
[0020]本发明还提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0021]全球定位卫星接收机，其获得与一系列时间标记定位点有关的数据；
[0022]第一运动行为监测器，其提供与运动员运动的速度或距离至少之一有关的数据；
[0023]第二运动行为监测器，其提供与运动员运动的方向有关的数据；以及
[0024]用于存储的装置，其用于存储与所述运动员的行为有关的数据，其中所述用于存储的装置存储当全球定位卫星接收不可利用时通过所述第一运动行为监测器和所述第二运动行为监测器所收集的数据。
[0025]本发明另外提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0026]高度测量系统，其获得与当运动行为正发生时运动员的位置所在的高度有关的数据；
[0027]第一运动行为监测器，其提供与所述运动员运动的速度或距离的至少之一有关的数据；
[0028]第二运动行为监测器，其提供与生理数据有关的数据，所述生理数据与所述运动员的彳丁为有关；
[0029]用于存储的装置，其用于存储与所述运动员的行为有关的数据，其中所述用于存储的装置存储至少一些通过所述高度测量系统、所述第一运动行为监测器和所述第二运动行为监测器所收集的数据；以及
[0030]用于显示的装置，其以时间相关的方式显示至少一些通过所述高度测量系统、所述第一运动行为监测器和所述第二运动行为监测器所收集的数据。
[0031]本发明又提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0032]全球定位卫星接收机，其获得与一系列时间标记定位点有关的数据；
[0033]第一运动行为监测器，其提供与运动员在运动行为期间运动的速度或距离的至少之一有关的数据；
[0034]用于存储的装置，其用于存储通过所述全球定位卫星接收机和所述第一运动行为监测器所收集的与所述运动行为有关的数据；
[0035]用于显示的装置，其用于使用通过所述第一运动行为监测器所收集的数据和不使用通过所述全球定位卫星接收机所收集的数据来显示与所述运动行为相关联的在所述行为期间的信息；以及
[0036]用于分析和显示的装置，其用于当所述行为不再发生时分析和显示与所述运动行为相关联的信息，其中所述用于分析和显示信息的装置至少使用通过所述全球定位卫星接收机所收集的数据。
[0037]本发明还提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0038]全球定位卫星接收机，其获得与在运动行为期间所遇到的一系列时间标记定位点有关的数据；以及
[0039]用于确定的装置，其用于基于在所述运动行为期间通过所述全球定位卫星接收机所获得的数据，来确定在所述运动行为期间所经过的路线是否相应于在先前运动行为期间所经过的路线。
[0040]本发明所提供的上述运动行为监测系统可进一步包括:
[0041]用于相互关联的装置，其用于将至少一些通过全球定位卫星接收机所收集的数据与运动员沿在运动行为期间所经过的路线的位置相互关联。
[0042]本发明另外提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0043]全球定位卫星接收机，其获得与在运动行为期间所遇到的一系列时间标记定位点有关的数据；以及
[0044]用于指定路线难度等级的装置，其用于对在所述运动行为期间所使用路线指定路线难度等级，所述路线难度等级至少部分地基于下列至少之一:路线长度；所述路线上的海拔变化；所述路线的高度；在所述运动行为期间的温度；在所述运动行为期间的湿度；在所述运动行为期间的风速；以及在所述运动行为期间的风向。
[0045]本发明另外所提供的运动行为监测系统中，用于指定路线难度等级的装置可至少部分地基于与路线相关联的数据对于与在一个或更多先前运动行为期间运动员所采用的一条或更多路线相关联的数据的比较，来给路线指定路线难度等级。
[0046]本发明还提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0047]全球定位卫星接收机，其获得与在运动行为期间所遇到的一系列时间标记定位点有关的数据；
[0048]用于存储的装置，其用于存储与在多个运动行为期间运动员所使用的一条或更多路线相关联的数据；以及
[0049]用于为将来的运动行为建议新路线的装置，其中所述用于建议所述新路线的装置至少部分地通过将与所述新路线的位置相关联的数据和所存储的与所述运动员在至少一些所述多个运动行为期间所使用的路线相关联的所述数据相比较，来确定所述新路线。
[0050]本发明还提供的所述的运动行为监测系统中，所存储的数据可至少部分地相关于:在多个运动行为期间所使用的路线的长度；多个运动行为期间所使用的路线上的海拔变化；在多个运动行为期间所使用的路线的高度；在多个运动行为期间的温度；在多个运动行为期间的湿度；在多个运动行为期间的风速；以及在多个运动行为期间的风向。
[0051]本发明另外提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0052]全球定位卫星接收机，其获得与在运动行为期间所遇到的一系列时间标记定位点有关的数据；
[0053]用于至少部分地基于通过所述全球定位卫星接收机所获得数据，来在所述运动行为期间控制音频设备的装置。
[0054]本发明另外提供的运动行为监测系统中，用于控制音频设备的装置可基于接近的路线状况来调整音频设备所播放的内容的至少一个特征，所述接近的路线状况可以靠使用通过全球定位卫星接收机所获得的数据来确定。
[0055]用于控制音频设备的装置可以当通过全球定位卫星接收机所获得的数据指示运动员已落后于预定的步调时，调整音频设备所播放的内容的至少一个特征。
[0056]用于控制音频设备的装置可基于通过全球定位卫星接收机所确定的、运动员接近的位置，来调整音频设备所播放的内容的至少一个特征。
[0057]本发明还提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0058]用于接收与运动行为有关的输入数据的装置；以及
[0059]用于显示与所述运动行为有关的信息的装置，其中所述所显示的信息将所述运动行为的至少一个物理特征与沿在所述运动行为期间所使用的路线的时间、距离或位置相关联，以及其中所述所显示的信息将所述运动行为的至少一个生理特征与沿在所述运动行为期间所使用的路线的时间、距离或位置相关联。
[0060]本发明还提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0061]用于接收与在运动活动期间所使用的路线有关的输入数据的装置，其中所述输入数据包括用于产生所述路线的实际或动画图的信息；
[0062]用于接收与在所述运动活动期间运动行为有关的输入数据的装置；以及
[0063]用于显示的装置，其用于同时显示来自与所述路线有关的所述输入数据和来自与所述运动行为有关的所述输入数据的信息，从而提供所述运动活动的所述路线上、在所述运动活动期间所述运动行为的数据的重放。
[0064]本发明还提供了一种运动行为监测系统，包括:
[0065]用于接收与在运动活动期间所使用的路线有关的输入数据的装置，其中所述输入数据至少包括与所述路线有关的距离和路线难度数据；
[0066]用于接收与所有或部分所述运动活动的目标时间或定时目标有关的输入数据的装置；以及
[0067]用于计算的装置，其用于使用与所述路线有关的所述输入数据和与所述目标时间或定时目标有关的所述输入数据，来计算沿所述路线或用于部分所述路线的多个时间目标，从而如果所述时间目标被达到，用户将达到所述运动活动的所述输入目标时间或定时目标。
【附图说明】
[0068]通过参考下面的说明以及附图可获得本发明和其中一些优点的更彻底的理解，其中相同的标号表示相同的部件，以及其中:
[0069]图1示出根据本发明的示例性系统的示意图；
[0070]图2示出示例性两维图形显示，其可使用于显示由根据本发明实施例的系统和方法所收集的运动行为数据；
[0071]图3示出包括地图数据和两维图形数据的示例性显示，该数据可使用于显示由根据本发明实施例的系统和方法所收集的运动行为数据；
[0072]图4示出包括地形信息的示例性三维显示，该信息可使用于显示由根据本发明实施例的系统和方法所收集的运动行为数据；
[0073]图5示出包括地形地图数据和信息的示例性三维显示，该数据和信息可使用于显示由根据本发明实施例的系统和方法所收集的运动行为数据；
[0074]图6示出包括地形信息的示例性三维显示，该信息可使用于显示由根据本发明实施例的系统和方法所收集的运动行为数据，例如用于以“重放”格式显示行为数据；以及
[0075]图7示出计算机系统的示意图，所述计算机系统可使用于分析和处理在根据本发明的实施例的系统和方法中的运动行为数据。
【具体实施方式】
[0076]在下面本发明的多种示例性实施方式的说明中，参考形成其中一部分的附图，其中作为例子显示了可实施本发明的方面的多种示例性设备、系统和环境，以及在本发明的实施例中可处理和/或显示数据的方式的多个例子。应理解，可使用其它特定布置的部件、示例性设备、系统和环境，可产生不同的分析和显示，以及可进行结构和功能的更改，而不脱离本发明的范围。
[0077]为了帮助读者，此说明书分成多个小部分，如下:术语；根据本发明的实施例的运动行为监测系统和方法的一般说明；本发明的具体实施例；以及结论。
[0078]A.术语
[0079]下面的术语使用在本说明书中，以及除非另有所指或在上下文中清楚，这些术语具有下面所提供的意思。