>[0080]“行为”或“运动行为”意味着任何类型的体能发挥或体育活动。这样的活动包括但不必局限于:锻炼程序；训练练习；计时测验；正式竞赛；非正式锻炼；等。在本说明书中，术语“运动活动”或“活动”可以与“运动行为”或“行为”同义使用。
[0081]与运动行为有关的“物理数据”相应于与涉及行为的任何可测量的特征联系或有关的任何数据。这样的物理数据包括但不局限于:生理数据(下面更详细地描述)；耗用时间；时间；所经过的距离；所进行的脚步数；速度；加速度；角速度；角加速度；高度；大气压；陀螺仪所产生的数据；飞行方向或方向数据；周围温度数据；周围湿度数据；风向数据；风速数据；等。
[0082]与运动行为有关的“生理数据”相应于与涉及运动员身体或躯体的任何可测量的特征联系或有关的任何数据。这样的生理数据包括但不局限于:心率；脉搏率；所消耗的卡路里；卡路里消耗率；METs ;体重；体温；血压；心电图数据；等。
[0083]B.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
[0084]通常，本发明的方面涉及包括多种特征或功能的运动行为监测系统和方法。本发明的一些更具体的示例性方面涉及运动行为监测系统，其以某一方式使用全球定位卫星(“GPS”)数据。在一实施例中，本发明的方面涉及运动行为监测系统，其包括:(a)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；(b)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(C)基于通过全球定位卫星接收机获得的数据产生用于第一运动行为监测器的校准数据的装置。作为实施例，全球定位卫星数据可用于校准运动行为监测设备，例如速度计、步数计、高度计、里程计、气压传感器、罗盘或方向传感器等。在至少一些情况下，所述校准数据可作为一个或更多“校正因子”被提供，校正因子可应用于所测量的参数，可选地在运动行为期间基于一个或更多其它所测量的参数来选择要使用的具体的校正因子。
[0085]本发明的另一实施例涉及运动行为监测系统，其包括:(a)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；(b)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；(C)第二运动行为监测器，其提供与运动员在运动行为期间运动的方向有关的数据；以及(d)用于存储与运动员行为有关的数据的装置，其中所述用于存储的装置当全球定位卫星接收不可用时存储通过第一和第二运动行为监测器所收集的数据。
[0086]本发明的进一步的实施例涉及使用GPS数据的其它运动行为监测系统。本发明的另一更具体的实施例涉及运动行为监测系统，其包括:(a)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；(b)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；(C)通过全球定位卫星接收机和第一运动行为监测器存储所收集的与运动行为有关的数据的装置；(d)使用通过第一运动行为监测器所收集的数据而不使用通过全球定位卫星接收机所收集的数据，来显示在行为期间与运动行为联系的信息的装置；以及(e)当所述行为不再发生时用于分析和显示与所述运动行为联系的信息的装置，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。
[0087]GPS信息和/或地图数据可使用于本发明的至少一些示例性方面，以收集与在运动行为期间运动员所经过的路线有关的数据。一实施例涉及运动行为监测系统，其包括:(a)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(b)用于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的装置。作为另一实施例，根据本发明的至少一些实施例的运动行为监测系统可包括:(a)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(b)用于指定在所述运动行为期间所使用的路线的路线难度等级的装置，路线难度等级至少部分地基于下列之一:路线长度；在路线上的海拔变化；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。另一示例性运动行为监测系统可包括:(a)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(b)用于存储与在多个运动行为期间运动员使用的一个或更多路线联系的数据的装置；以及(C)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联系的数据与所存储的与在至少一些所述多个运动行为期间所述运动员所使用的路线联系的数据相比较，来确定所述新路线。
[0088]在根据本发明的至少一些实施例的运动行为监测系统中，GPS数据还可用于其它目的。例如，这样的系统可包括:(a)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；(b)至少部分地基于通过全球定位卫星接收机所获得的数据，用于在运动行为期间控制音频、视频或其它显示设备的装置；以及可选地，(C)音频、视频或其它用于在运动行为期间向运动员提供音频、视频、打印或其它信息的设备。
[0089]根据本发明的至少一些实施例的另外的运动行为监测系统可包括:(a)高度测量系统，其获得当运动行为正在发生时与运动员位置所在的高度有关的数据；(b)第一运动行为监测器，其提供与运动员运动的速度或距离的至少之一有关的数据；(C)第二运动行为监测器，其提供与运动行为有关的生理数据(例如心率；脉搏率；血压；和/或体温)；(d)用于存储与运动行为有关的数据的装置，其中所述用于存储的装置通过高度测量系统、第一运动行为监测器和第二运动行为监测器存储所收集的至少一些数据；以及(e)以时间或距离相关的方式通过高度测量系统、第一运动行为监测器和第二运动行为监测器显示所收集的至少一些数据的装置。
[0090]本发明的另外的示例性方面涉及分析和/或处理在运动行为期间所收集的数据的系统。这样的系统的实施例可包括:(a)用于接收与运动行为有关的输入数据的装置；以及(b)用于显示与运动行为有关的信息的装置，其中所显示的信息将运动行为的至少一个物理特征与沿在运动行为期间所使用的路线的时间、距离或位置联系，以及其中所显示的信息将运动行为的至少一个生理特征与沿在运动行为期间所使用的路线的时间、距离或位置联系。这样的系统的另外的实施例可包括:(a)用于接收与在即将来临的运动活动期间要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；(b)用于接收与在所述运动活动期间的运动行为有关的输入数据的装置；以及(C)从与所述路线有关的所述输入数据和从与所述运动行为有关的所述输入数据同时显示信息，从而提供在所述运动活动的所述路线、在所述运动活动期间所述运动行为的数据重放的装置。
[0091]本发明的另外的示例性方面可涉及根据本发明的运动行为监测系统的使用，以帮助运动员参与活动。这样的系统可包括，例如:(a)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；(b)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(C)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部分所述路线的多个时间目标，从而即使所述时间目标被实现，运动员也达到所述运动活动的所述输入目标时间或定时目标的装置。
[0092]本发明的另外的方面涉及用于监测运动行为的方法，例如使用多种运动行为监测系统，包括上述的系统(以及下面更详细描述更具体的系统)。本发明的另外的方面涉及计算机可读介质，包括存储在其上的计算机可执行指令，该指令用于操作多种系统和执行上述的多种方法。
[0093]下面更详细地描述本发明的具体实施例。读者应理解，这些具体的实施例被提出仅为了说明本发明的实施例，以及其不应被解释为限制本发明。
[0094]C.本发明的具体实施例
[0095]本申请中的多个附图示出根据本发明的多个实施例的运动行为监测系统和方法。
[0096]1.一般说明
[0097]本发明的方面涉及运动员和/或训练员或教练可使用以准备、监测和/或评估运动行为的系统和方法。根据本发明的实施例的至少一些系统和方法以某种方式使用全球定位卫星(“GPS”)数据，在运动行为之前、期间和/或之后向运动员、其训练员、其教练和/或运动员所使用的装置提供数据和信息。
[0098]图1示出示例性系统100，其可用于在运动行为之前、期间和/或之后收集数据以及向运动员、其训练员、和/或其教练提供信息。这样的系统100可包括硬件和软件，所述硬件可以在运动行为期间由运动员和/或他/她的装置佩带或携带(例如以收集与运动行为有关的数据)，所述软件可选地在个人计算机112上运行，其可例如用于准备即将来临的行为和/或分析过去的行为。下面更详细地描述这样的行为监测系统和方法的多种特征。
[0099]根据本发明的实施例的系统100和方法可包括一个或更多设备，所述设备收集关于运动行为和/或在运动行为期间的数据。例如，根据本发明的系统100和方法可包括一个或更多生理监测器102，其监测与运动行为有关的一个或更多生理特征。可使用任何合适或期望的生理监测器102，而不脱离本发明，例如心率监测器、脉搏监测器、血压监测器、体温监测器、心电图监测器等。另外或可替换地，根据本发明的至少一些实施例的系统100和方法可收集和使用由一个或更多物理行为监测器104所产生的数据，例如速度/距离监测器或其它类型的速度计、步数计、加速计(用于测量线或角加速度)、高度计、陀螺仪(用于测量旋转率)、陀螺仪位置监测器(用于测量相对角位置)、罗盘(例如磁罗盘)、周围压力传感器(例如大气压)、风速监测器、风向监测器、空气温度测量设备、湿度测量设备、秒表或其它计时设备等。物理监测器104和/或生理监测器102的至少一部分可在行为期间被运动员和/或他/她的装置携带。
[0100]此外，根据本发明的至少一些实施例的系统100和方法使用与运动行为有关的数据和信息，该数据和信息由全球定位监测器或系统106所收集或提供。正如按照惯例已知的，GPS系统使用一系列轨道GPS卫星来监测地球上的人和/或物体的位置。除了提供与GPS接收机的绝对玮度和经度位置坐标有关的数据之外，通过GPS系统所提供的数据还可适合于并用于提供与在行为期间所耗用的时间、所运动的距离、在特定位置的海拔或高度、海拔随时间的变化、运动方向、运动速度等有关的信息。GPS监测系统106的至少一部分可在运动行为期间由运动员和/或他/她的装置携带。
[0101]根据本发明的至少一些实施例的系统100和方法可包括在运动行为之前、期间和/或之后可使用的其它外围设备108。这样的外围设备108可包括例如:如向用户提供娱乐或其它信息的音频或视频播放器；便携式电话和/或其关联的声音、数据传送、和/或接收装置；用于传送打印或文本信息的系统，例如呼叫器或寻呼机式设备；其它数据传送和接收装置等。外围设备108进一步可在运动行为期间由运动员和/或他/她的装置携带，以及其进一步可包括例如耳机、听筒、扩音器、护目镜等装置，以实现向运动员(或其它人)传送信息和/或从运动员接收信息。
[0102]为了至少在运动行为正在发生时使用，根据本发明的至少一些实施例的系统100和方法可包括便携式和/或可佩带的显示设备110。此显示设备110可采用任何合适或期望的形式，而不脱离本发明。例如，它可为数字显示设备、音频显示设备、视频或图象显示设备、字母数字显示设备(例如用于显示打印的文本)、头部佩带显示设备、臂/腕佩带显示设备(例如表或相似的设备)、夹式显示设备(类似呼叫器、便携式电话等)等。另外，运动员如愿意(和/或他/她的装置)可携带多于一个显示设备110，和/或单个的显示设备110，其可从多个源以很多不同形式或格式提供信息，而不脱离本发明，例如以上述的多种形式和从上述的多种源提供。便携式/可佩带的显示设备110可以包含在和/或类似于传统的表、PDA、MP3播放器、便携式电话、呼叫器、呼机。显示设备110还可向运动员提供当行为正在发生时的实时数据，例如来自任何多种传感器或其它源的数据，可选地随同其它信息，例如来自教练或训练员的消息、更新的定时或其它目标信息、天气信息、通过处理先前所产生的行为数据而产生的数据或信息、用于一个或更多传感器的校准和/或校正因子信息等。
[0103]除了提供当运动行为正在发生时的实时信息之外，根据本发明的实施例的系统100和方法还可提供在运动行为发生之前和/或之后的信息。例如，根据本发明的实施例的系统100和方法可与个人计算机112结合操作，所述个人计算机112例如膝上型计算机、掌上型计算机、袖珍型个人计算机、桌上型计算机等。个人计算机102可向多种监测系统和或其它设备(例如设备102、104、106、108和110)提供信息或数据，以及其还可从这些设备102、104、106、108和110接收数据和信息。此数据和信息的传送可以以任何期望的方式出现且不脱离本发明，包括例如通过便携式电话链接技术、无线电收发机技术、卫星技术、有线或无线计算机网络连接和/或以任何其它方式，包括以本领域已知的常规方式。另外和/或可替换地，例如使用便携式电话技术、有线或无线计算机网络连接、卫星传送或其它方式，所存储的数据可以在运动行为期间和/或在稍后时间上载到网站。
[0104]根据本发明的实施例，在运动行为之前，个人计算机112可以以许多不同方式使用，以及用于许多不同目的。例如，计算机112可用于确定运动员所使用的路线，例如是否运动员正行进或是否喜欢在他/她的本地位置的不同路线。作为另一实施例，计算机112可由运动员、训练员或教练可能地结合地图或地形信息使用，以考虑用于运动活动的总的路线信息，以及设计用于此活动的策略(例如确定定时目标、基准或陆标时间、分段计时等)。路线和/或其它数据或信息可通过计算机显示屏114呈现给运动员、训练员、教练等。在至少一些情况下，显示屏114可呈现与通过便携式/可佩带的显示设备110所显示或呈现的相同的信息。可选地，若期望，单个设备可执行便携式/可佩带的显示设备110和显示屏114的功能，而不脱离本发明。
[0105]在运动行为过程中由多个监测器例如102、104、106和108之一或更多所收集的数据可在行为期间和/或之后传送给便携式显示设备110和/或个人计算机112。如下面将更详细地描述的，若期望，系统100的便携式部分可包括存储器，其存储与运动行为有关的数据，以及此数据以后可下载到个人计算机112上(例如在行为完成之后)，用于更详细的处理和/或分析，例如帮助运动员、训练员和/或教练评估过去的行为、比较行为、帮助改进将来的行为、设计培训制度、设计即将到来的比赛活动的策略等。作为另外的实施例，若期望，系统100的一个或更多便携式部件(例如外围设备108，如便携式电话链接或其它数据传送设备)可在运动行为正在发生时向个人计算机112传送数据，和/或可在所述活动正进行时从计算机112接收数据(例如连同更新的分段计时(split times)或每圈时间、陆标或其它位置信息、关于竞赛者的位置信息等)。
[0106]传感器、数据和由根据本发明的系统和方法的多种实施例所使用的和/或收集在其中的信息的更具体的实施例如下。
[0107]2.多传感器系统
[0108]根据本发明的系统和方法的几个实施例依赖于输入数据和/或从多个传感器，例如从生理行为监测器102、物理行为监测器104、GPS监测器106和/或其它外围设备108接收关于运动行为的输入数据，如在图1中所示。在运动行为期间(例如在赛跑、竞走等期间)由运动员和/或他/她的装置所佩带或携带的硬件可包括一个或更多模块或容器，其包含一个或更多期望的传感器。优选地，这些模块为电池供电的，可选地使用可充电电池，以及在根据本发明的至少一些示例性系统和方法中，所述模块、容器和/或传感器可包括:
[0109].表、PDA、MP3、便携式电话或其它方便的显示设备；
[0110]?心率监测器；
[0111].在足、腿或其它身体部分所佩带的“速度容器”，其用于测量速度和/或距离；
[0112].GPS容器；以及
[0113].其它外围设备，例如便携式电话链接、音频播放器等。
[0114]注意，这些传感器和其它元件的任何组合可包括在单个壳体中。例如，足容器壳体可包括GPS和加速计传感器，若期望或可替换地，GPS传感器可存在于它自己的容器中。作为另外的实施例，所述显示设备另外可包括磁罗盘、压力传感器或其它元件。
[0115]在根据本发明的至少一些实施例的系统和方法中，补充传感器组可结合使用以克服单独的传感器的多种缺点。例如，GPS单独可提供许多感兴趣的物理数据以用于监测运动行为，但是GPS系统具有缺点，因为它们消耗相当大的功率(因此缩短了电池寿命)，以及它们不能在所有时间和/或在所有位置提供信息(即，它们没有100%的天线覆盖率)。因此，根据本发明的至少一些实施例的系统和方法包括另外的传感器(以及在一些情况下，多余的传感器)以确保期望的运动行为数据被收集和可利用，例如即使当一些单独的系统不可用时(例如，当GPS系统不能得到信号和/或在功率节省很重要的情况下)。下面描述补充的传感器组的更