本發(fā)明涉及通過傳感器設(shè)備檢測(cè)經(jīng)過的運(yùn)動(dòng)員，特別地，涉及監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于標(biāo)記的成角度行進(jìn)的設(shè)備。

背景技術(shù)：

給出了多種物理標(biāo)記，使其分布在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)或跑道等上以試圖產(chǎn)生視覺提示、邊界或者標(biāo)記，意在為多種運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽模式提供固定的參照系。以最簡(jiǎn)單的形式，這些標(biāo)記可以指示運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的角落，或者可以包括被配置為檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過門或者標(biāo)記的時(shí)間的計(jì)時(shí)門。在較復(fù)雜的布置中，其可以指示比賽者可以移動(dòng)通過的預(yù)定模式。一些方案要求運(yùn)動(dòng)員穿戴接收器或者適于反射的衣服，然而由于在多數(shù)訓(xùn)練環(huán)境下優(yōu)選地盡可能接近地復(fù)制比賽條件，因此這些要求是不利的。另外，要由運(yùn)動(dòng)員攜帶的專業(yè)設(shè)備或者衣服也增加了訓(xùn)練系統(tǒng)的成本。

全球定位系統(tǒng)可以用于跟蹤距離為幾十米或者更大數(shù)量級(jí)的運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)，但是它不能提供足夠的空間分辨率以研究較小尺度的運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)，諸如從起點(diǎn)的加速或者方向改變。gps也不允許室內(nèi)操作。

對(duì)本說明書中已經(jīng)包括的文件、條例、材料、設(shè)備、文章等的任何討論僅出于為本發(fā)明提供語境的目的。雖然其在本申請(qǐng)的每個(gè)權(quán)利要求的優(yōu)先權(quán)日之前就已存在，不應(yīng)將其視為承認(rèn)這些事項(xiàng)中的任何一個(gè)或者全部形成現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)的一部分或者是與本發(fā)明有關(guān)的領(lǐng)域的公知常識(shí)。

在整個(gè)本說明書中，詞語“包括”或者諸如“包括有”或者“包括了”的變形應(yīng)當(dāng)理解為意指包含所陳述的元素、整體或步驟或者元素、整體或步驟的組，但不排除任何其它元素、整體或步驟或者元素、整體或步驟的組。

在本說明書中，應(yīng)當(dāng)將元素可以是選項(xiàng)列表“中的至少一個(gè)”的陳述理解為元素可以是所列選項(xiàng)中的任何一個(gè)，或者可以是所列選項(xiàng)中的兩個(gè)或者更多個(gè)的任何組合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種用于感測(cè)經(jīng)過的運(yùn)動(dòng)員的設(shè)備，設(shè)備包括：

至少一個(gè)信號(hào)源，用于輻射設(shè)備周圍的多個(gè)不同的空間區(qū)段；

與空間區(qū)段相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)傳感器，該傳感器或者每個(gè)傳感器被布置為感測(cè)反射離開運(yùn)動(dòng)員的信號(hào)并且基于是否從該區(qū)段檢測(cè)到反射信號(hào)來輸出指示運(yùn)動(dòng)員是否存在于每個(gè)區(qū)段中的傳感器信號(hào)；

其中區(qū)段在設(shè)備周圍成角度地定位，使得可以評(píng)估傳感器信號(hào)以確定運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于設(shè)備的成角度行進(jìn)。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了用于感測(cè)經(jīng)過的運(yùn)動(dòng)員的方法，方法包括：

輻射感測(cè)設(shè)備周圍的多個(gè)不同的空間區(qū)段；

感測(cè)反射離開運(yùn)動(dòng)員的信號(hào)；以及

基于是否從該區(qū)段檢測(cè)到反射信號(hào)，輸出指示運(yùn)動(dòng)員是否存在于每個(gè)區(qū)段中的傳感器信號(hào)，

其中區(qū)段在設(shè)備周圍成角度地定位，使得可以評(píng)估傳感器信號(hào)以確定運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于設(shè)備的成角度行進(jìn)。

根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供了非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，用于感測(cè)經(jīng)過的運(yùn)動(dòng)員，其包括當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)導(dǎo)致以下性能的指令：

輻射感測(cè)設(shè)備周圍的多個(gè)不同的空間區(qū)段；

感測(cè)反射離開運(yùn)動(dòng)員的信號(hào)；以及

基于是否從該區(qū)段檢測(cè)到反射信號(hào)，輸出指示運(yùn)動(dòng)員是否存在于每個(gè)區(qū)段中的傳感器信號(hào)，

其中區(qū)段在設(shè)備周圍成角度地定位，使得可以評(píng)估傳感器信號(hào)以確定運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于設(shè)備的成角度行進(jìn)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，單個(gè)信號(hào)源和單個(gè)傳感器與每個(gè)空間區(qū)段相關(guān)聯(lián)，由此，信號(hào)源僅定向地輻射該空間區(qū)段，并且傳感器僅定向地感測(cè)來自該空間區(qū)段的反射。

在可替代實(shí)施例中，可以以全方位方式或者至少以單個(gè)源輻射多于一個(gè)區(qū)段的方式來執(zhí)行輻射。在這種實(shí)施例中，優(yōu)選地針對(duì)每個(gè)區(qū)段設(shè)置一個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器被配置為僅檢測(cè)來自相關(guān)聯(lián)的空間區(qū)段的反射。

在可替代實(shí)施例中，傳感器可以是全方位的，或者可以被配置為感測(cè)來自多于一個(gè)區(qū)段的反射。在這種實(shí)施例中，可以以定向方式對(duì)每個(gè)區(qū)段執(zhí)行輻射，并且例如可以以多路復(fù)用方式(諸如，在給定時(shí)間處僅輻射一個(gè)區(qū)段的時(shí)分多路復(fù)用方式或者用唯一頻率信號(hào)輻射每個(gè)區(qū)段的頻分多路復(fù)用方式或者這兩個(gè)方式)來執(zhí)行空間區(qū)段的輻射，以使得由全方位傳感器感測(cè)的信號(hào)能夠與從其反射信號(hào)的相應(yīng)空間區(qū)段相關(guān)聯(lián)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，信號(hào)源和信號(hào)傳感器中的任一個(gè)或者兩者可以是可變定向的，如可以受旋轉(zhuǎn)鏡、天線或者集中器(concentrator)的影響，由此，信號(hào)源和/或信號(hào)傳感器在時(shí)分多路復(fù)用的基礎(chǔ)上與相應(yīng)空間區(qū)段相關(guān)聯(lián)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，每個(gè)傳感器還被配置為當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在該區(qū)段中時(shí)測(cè)量運(yùn)動(dòng)員距相應(yīng)傳感器的距離，以允許當(dāng)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過或繞過當(dāng)前由設(shè)備監(jiān)測(cè)的標(biāo)記時(shí)捕獲運(yùn)動(dòng)員的逐點(diǎn)軌跡。例如，可以監(jiān)測(cè)反射離開運(yùn)動(dòng)員或者反射離開由運(yùn)動(dòng)員駕駛的車輛的反射信號(hào)的飛行時(shí)間以測(cè)量運(yùn)動(dòng)員或車輛距離。另外，在這種實(shí)施例中，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員通過一個(gè)區(qū)段或者每個(gè)區(qū)段時(shí)，可以對(duì)運(yùn)動(dòng)員的距離進(jìn)行多次測(cè)量以允許改進(jìn)對(duì)軌跡的確定結(jié)果。在這種實(shí)施例中，可以參照運(yùn)動(dòng)員占據(jù)的先前區(qū)段和/或后續(xù)區(qū)段來確定運(yùn)動(dòng)員的行進(jìn)方向。

輻射和感測(cè)可以包括光學(xué)輻射、聲輻射、超聲輻射、rf輻射、雷達(dá)輻射或者微波輻射中的任何一個(gè)或多個(gè)，或者充分地反射離開要檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)員的任何合適的頻譜的信號(hào)。

在許多實(shí)施例中，由于許多合適的輻射和感測(cè)設(shè)備的波束寬度非零，因而每個(gè)區(qū)段與設(shè)備所對(duì)的角度將非零。在這種實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)員被認(rèn)為經(jīng)過該區(qū)段的時(shí)間可以是運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)心被估計(jì)為占據(jù)區(qū)段所對(duì)的角度的中心的估計(jì)時(shí)間。為了估計(jì)該時(shí)間，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以在運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入?yún)^(qū)段時(shí)獲得第一時(shí)間戳并且在運(yùn)動(dòng)員離開區(qū)段時(shí)獲得第二時(shí)間戳。時(shí)間估計(jì)可以包括第一時(shí)間戳和第二時(shí)間戳的平均值?？商娲?，可以在運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入和離開相鄰區(qū)段時(shí)獲得第三和第四(或者高達(dá)n個(gè))時(shí)間戳，并且可以將多項(xiàng)式擬合到第一至第四時(shí)間戳(或者高達(dá)n個(gè))從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)員何時(shí)在每個(gè)區(qū)段的中心處的時(shí)間估計(jì)。在另外的實(shí)施例中，可以通過與已知距離以外的第二設(shè)備進(jìn)行通信并且根據(jù)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過相應(yīng)設(shè)備的時(shí)間以及根據(jù)已知距離來確定運(yùn)動(dòng)員的估計(jì)速度，來估計(jì)運(yùn)動(dòng)員速度。

為了估計(jì)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)心被估計(jì)為占據(jù)區(qū)段所對(duì)的角度的中心的中心時(shí)間，本發(fā)明的實(shí)施例可以附加地或者替代地測(cè)量運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入?yún)^(qū)段時(shí)設(shè)備與運(yùn)動(dòng)員之間的第一距離，以及運(yùn)動(dòng)員離開區(qū)段時(shí)設(shè)備與運(yùn)動(dòng)員之間的第二距離。知道單個(gè)區(qū)段的這種時(shí)間和距離信息允許估計(jì)中心時(shí)間，并且獲得運(yùn)動(dòng)員通過的其它相鄰區(qū)段的這種信息可以允許提高每個(gè)區(qū)段中的中心時(shí)間和運(yùn)動(dòng)員軌跡的估計(jì)準(zhǔn)確性。

在檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員在區(qū)段中的存在和運(yùn)動(dòng)員距設(shè)備的距離兩者的實(shí)施例中，單個(gè)傳感器可以依靠這兩者來確定運(yùn)動(dòng)員存在和運(yùn)動(dòng)員距離?？商娲兀谝恍?shí)施例中，可以由與該區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第一傳感器確定運(yùn)動(dòng)員存在，并且可以由與同一區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第二傳感器確定運(yùn)動(dòng)員距離。第二傳感器的工作可以僅響應(yīng)于第一傳感器指示運(yùn)動(dòng)員的存在而發(fā)生。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器和/或一個(gè)或多個(gè)信號(hào)源定位在設(shè)備上，使得空間區(qū)段在設(shè)備周圍占據(jù)整個(gè)360度并且由此環(huán)繞設(shè)備。在這些實(shí)施例或者其它實(shí)施例中，空間區(qū)段可以彼此部分地重疊，或者可以以非重疊關(guān)系分散地設(shè)置。

設(shè)備可以包括一個(gè)或多個(gè)信號(hào)源和一個(gè)或多個(gè)傳感器，其被配置為限定n個(gè)對(duì)著大約360/n度的方位角的空間區(qū)段，并且在方位上在設(shè)備周圍以恒定的徑向間距定位。例如，在一些實(shí)施例中，設(shè)置了6個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器與對(duì)著大約60度的角度的空間區(qū)段相關(guān)聯(lián)，并且每個(gè)區(qū)段在設(shè)備周圍以60度的間距徑向定位。附加地或者替代地，一個(gè)或多個(gè)信號(hào)源和一個(gè)或多個(gè)傳感器可以以某種方式被配置為限定對(duì)著相應(yīng)的仰角角度的m個(gè)空間區(qū)段(諸如每個(gè)區(qū)段對(duì)著180/m度的仰角角度)以監(jiān)測(cè)水平線以上的半球。這種實(shí)施例對(duì)于監(jiān)測(cè)越過設(shè)備的運(yùn)動(dòng)員或者在設(shè)備附近跳躍的運(yùn)動(dòng)員(諸如，跳高運(yùn)動(dòng)員)的軌跡可以是有用的。另外，一些實(shí)施例可以附加地或者替代地限定在水平線以下仰角延伸的空間區(qū)段?？梢杂稍O(shè)備設(shè)置方位角和仰角分段(例如mxn個(gè)區(qū)段陣列)，以追蹤運(yùn)動(dòng)員在方位角和仰角兩者上相對(duì)于設(shè)備的成角度行進(jìn)和/或軌跡。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，每個(gè)空間區(qū)段可以水平地遠(yuǎn)離使用中的設(shè)備而大幅度延伸，諸如，在齊腰高的柱式安裝設(shè)備的情況下。可替代地，區(qū)段可以遠(yuǎn)離使用中的設(shè)備而向上以及徑向地延伸，諸如在地面安裝設(shè)備的情況下。例如，與每個(gè)這種區(qū)段相關(guān)聯(lián)的信號(hào)源和傳感器可以從水平線向上傾斜0度與90度之間，更優(yōu)選地為5度與60度之間，更優(yōu)選地為10度與45度之間，諸如向上傾斜30度。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，設(shè)備還可以包括虛擬教練功能，其包括被配置為分析針對(duì)每個(gè)區(qū)段所測(cè)量的時(shí)間和/或距離數(shù)據(jù)以用于與先前的或者期望的分布進(jìn)行比較以及用于產(chǎn)生視覺或聲音輸出(諸如，合成語音)以向運(yùn)動(dòng)員傳送剛才執(zhí)行的任務(wù)的結(jié)果或者適當(dāng)性的軟件。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，設(shè)備還可以包括設(shè)備上的視覺指示器(諸如一個(gè)或多個(gè)led指示器)，其被配置為產(chǎn)生通過僅當(dāng)運(yùn)動(dòng)員接近時(shí)照亮而設(shè)定的動(dòng)態(tài)跑道，以測(cè)試運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)以及其變化性，包括但不限于響應(yīng)時(shí)間和/或反應(yīng)。在這種實(shí)施例中，可以通過由設(shè)備使用傳感器執(zhí)行的飛行時(shí)間距離測(cè)量或者利用多普勒或反射技術(shù)確定運(yùn)動(dòng)員的接近，其中僅在傳感器指示運(yùn)動(dòng)員在設(shè)備的預(yù)定距離內(nèi)時(shí)才激活視覺指示器。因此，這種實(shí)施例可以設(shè)置執(zhí)行下列任務(wù)的單個(gè)設(shè)備：(a)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員接近；(b)指示動(dòng)態(tài)跑道設(shè)定；以及(c)響應(yīng)于動(dòng)態(tài)指示的跑道，感測(cè)運(yùn)動(dòng)員的軌跡，使反應(yīng)時(shí)間和敏捷性能夠被評(píng)估。

可以配置每個(gè)區(qū)段的高度、大小和/或范圍以監(jiān)測(cè)任何運(yùn)動(dòng)努力的表現(xiàn)，包括接近、經(jīng)過或繞過標(biāo)記或者改變方向，包括但不限于手球、橄欖球、冰球、籃球、足球中涉及的任務(wù)，不論賽場(chǎng)比賽者或者守門員、美國(guó)橄欖球、乒乓球、排球、網(wǎng)球、羽毛球、棒球、籃球、福樂球、短雪橇、長(zhǎng)撬、滑雪運(yùn)動(dòng)、軍事人員操練、損傷或者殘疾康復(fù)，以及甚至動(dòng)物訓(xùn)練或者競(jìng)賽練習(xí)或者演練(諸如，工作或者表演狗或者一般體質(zhì)測(cè)試和訓(xùn)練)。相應(yīng)地，本文廣泛地使用術(shù)語“運(yùn)動(dòng)員”以指代人類或者動(dòng)物或者由參與這種運(yùn)動(dòng)努力的人類駕駛的車輛或者船。

可以對(duì)于沿直線移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員來監(jiān)測(cè)或者對(duì)于改變方向的移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員來監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于設(shè)備的成角度前進(jìn)。

設(shè)備可以是電池供電的、太陽能供電的、無線供電的或者(不那么理想地)市電供電的。

設(shè)備可以包括存儲(chǔ)工具，用以存儲(chǔ)該傳感器信號(hào)或者每個(gè)傳感器信號(hào)，和/或可以包括發(fā)射器，發(fā)射器被配置為向管理設(shè)備傳輸來自設(shè)備的該傳感器信號(hào)或者每個(gè)傳感器信號(hào)和/或時(shí)間和距離數(shù)據(jù)。多個(gè)傳感器設(shè)備可以被配置為與單個(gè)管理設(shè)備進(jìn)行通信以在根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)設(shè)備之間統(tǒng)一障礙跑道等的實(shí)現(xiàn)方式。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的標(biāo)記設(shè)備的平面圖；

圖2a是圖示運(yùn)動(dòng)員繞過標(biāo)記并且穿過所監(jiān)測(cè)的空間區(qū)段的軌跡的示意圖，并且圖2b圖示了對(duì)于兩個(gè)區(qū)段的時(shí)間和距離確定；

圖3是具有向上傾斜的感測(cè)區(qū)段的圖1的地面安裝設(shè)備的立視圖；

圖4是圖1和圖3的設(shè)備以及相關(guān)聯(lián)的手持設(shè)備的有源組件的系統(tǒng)示意圖；

圖5是運(yùn)動(dòng)員穿過一個(gè)感測(cè)區(qū)段的示意圖示；

圖6是包括根據(jù)本發(fā)明的由手持設(shè)備控制的多個(gè)標(biāo)記設(shè)備的系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；以及

圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的被配置用于敏捷性測(cè)試的設(shè)備。

具體實(shí)施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的標(biāo)記設(shè)備100的平面圖。設(shè)備100包括六個(gè)超聲信號(hào)源101a(其它五個(gè)源未示出)，其輻射鄰近設(shè)備100并且在設(shè)備100周圍徑向定位的空間101-106的相應(yīng)區(qū)段。如由圖1中指向徑向向內(nèi)的箭頭所指示的，指向每個(gè)空間區(qū)段的超聲信號(hào)將被反射回設(shè)備100(如果對(duì)象(諸如，運(yùn)動(dòng)員)存在于該區(qū)段中)。與每個(gè)空間區(qū)段101-106相關(guān)聯(lián)的超聲傳感器101b(其它五個(gè)傳感器未示出)被配置為感測(cè)來自該相應(yīng)區(qū)段的反射信號(hào)。

因此，對(duì)由每個(gè)相應(yīng)超聲傳感器感測(cè)的信號(hào)的分析使得能夠確定運(yùn)動(dòng)員何時(shí)存在于該區(qū)段中。例如，圖2a圖示了運(yùn)動(dòng)員在設(shè)備100周圍的軌跡200?？梢钥闯?，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員繞過設(shè)備時(shí)，我們可以對(duì)于每個(gè)傳感器確定運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入和離開與每個(gè)傳感器相關(guān)聯(lián)的空間區(qū)段的相應(yīng)時(shí)間t1和t2。還考慮到運(yùn)動(dòng)員距傳感器的徑向距離，連同已知的超聲源和/或傳感器的發(fā)散(divergence)一起，允許用三角學(xué)方法確定逐點(diǎn)軌跡。通過設(shè)備100將原始的傳感器數(shù)據(jù)傳遞至接收設(shè)備以用于近實(shí)時(shí)或測(cè)試后分析來實(shí)現(xiàn)這種確定。

圖2b更詳細(xì)地圖示了軌跡確定。由于發(fā)生了由與區(qū)段205相關(guān)聯(lián)的傳感器檢測(cè)的反射，可以確定運(yùn)動(dòng)員到達(dá)點(diǎn)212的時(shí)間t1(即運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入?yún)^(qū)段205的時(shí)間)。另外，在本實(shí)施例中，通過監(jiān)測(cè)反射信號(hào)的飛行時(shí)間來確定運(yùn)動(dòng)員距設(shè)備100的距離d1，該反射信號(hào)將已經(jīng)行進(jìn)了距離d1兩次?？梢愿鶕?jù)所測(cè)量的飛行時(shí)間和所使用的超聲信號(hào)的已知傳播速度來計(jì)算d1?？梢灶愃频卮_定運(yùn)動(dòng)員在位置214處離開區(qū)段205的時(shí)間t2和關(guān)聯(lián)距離d2。此外，可以類似地確定關(guān)于運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入和離開區(qū)段204的位置216和218的(t3,d3)和(t4,d4)。

之后，可以擬合tn,dn點(diǎn)以確定運(yùn)動(dòng)員的軌跡200。

進(jìn)一步地，識(shí)別運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)心何時(shí)在區(qū)段的角度中心處(如區(qū)段204和205中的點(diǎn)狀中線指示的)可以是有用的。注意，可以根據(jù)擬合曲線200來估計(jì)此時(shí)以及彼時(shí)處的徑向定位。這種確定中點(diǎn)的方法對(duì)于降低檢測(cè)每個(gè)區(qū)段的邊緣定位中的不準(zhǔn)確性和/或噪聲可以是有用的。

圖3是地面安裝設(shè)備100的立視圖，圖示了感測(cè)區(qū)段101和104的向上傾斜，以避免地面反射并且改善對(duì)運(yùn)動(dòng)員的軀干的檢測(cè)。為了圖示清楚起見，從圖3省略了區(qū)段102、103、105、106。

圖4是設(shè)備100以及相關(guān)聯(lián)的手持設(shè)備120的有源組件的系統(tǒng)示意圖。

圖5是運(yùn)動(dòng)員穿過一個(gè)感測(cè)區(qū)段的示意性圖示。這圖示了利用脈沖超聲輻射的實(shí)施例中的典型區(qū)段范圍。在這種實(shí)施例中，考慮到為設(shè)備指定的最大距離，超聲輸出以允許盡可能多的回波信號(hào)的速率(rate)產(chǎn)生脈沖；因此，脈沖間的間隔是先前脈沖在相對(duì)于離開較近物體的后續(xù)反射脈沖的返回時(shí)間不造成模糊的情況下行進(jìn)至該最大距離、反射離開運(yùn)動(dòng)員并且返回至設(shè)備所花費(fèi)的時(shí)間。因此，限定的最大距離越大，脈沖頻率越慢。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用脈沖串(每個(gè)串臨時(shí)包括唯一的脈沖)來輻射區(qū)段，以使得可以利用高的脈沖串速率來提高運(yùn)動(dòng)員的時(shí)間配準(zhǔn)，同時(shí)仍然允許較長(zhǎng)距離之間的區(qū)分。脈沖串僅需要在長(zhǎng)達(dá)反射的最大飛行時(shí)間內(nèi)保持唯一。每個(gè)脈沖串可以相對(duì)于任何變量(諸如，脈沖數(shù)量、脈沖寬度或者每個(gè)脈沖串內(nèi)的脈沖頻率)臨時(shí)唯一。

圖5還圖示了針對(duì)沿直線移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。如圖所示，超聲波束具有30度的發(fā)散角。在該實(shí)施例中，限定的最大感測(cè)距離是3米。運(yùn)動(dòng)員通常將在設(shè)備的大約80cm內(nèi)經(jīng)過。因此，運(yùn)動(dòng)員的大約400mm的軌跡在由波束限定的空間區(qū)段內(nèi)。在100米短跑選手并且設(shè)備距起點(diǎn)超過大約40米的情況下，可以假設(shè)運(yùn)動(dòng)員的速度恒定為大約10m.s^-1。在該情況下，方法是在賽跑者進(jìn)入有效區(qū)時(shí)檢測(cè)t1并且在賽跑者離開有效區(qū)時(shí)檢測(cè)t2。因此，在僅大約40ms內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員將在波束中?？梢约僭O(shè)，穿過波束的中心的實(shí)際時(shí)間tc將是tc＝(t1+t2)/2。

另一方面，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在短跑起點(diǎn)附近仍在加速時(shí)，該簡(jiǎn)單方程不那么精確。為了估計(jì)需要施加的校正，一種方法是在運(yùn)動(dòng)員的直線軌跡附近以已知間距(諸如，距起點(diǎn)5m、15m和40m)設(shè)置至少三個(gè)設(shè)備。針對(duì)每個(gè)設(shè)備確定值t＝to+(t1-t2)+0.3，作為運(yùn)動(dòng)員何時(shí)經(jīng)過設(shè)備的第一估計(jì)。使用0.3s的因子來校正假設(shè)的軀干定位。在沿著軌道對(duì)每個(gè)設(shè)備產(chǎn)生該估計(jì)之后，將在零處具有最小值的三階多項(xiàng)式對(duì)于每個(gè)設(shè)備的估計(jì)進(jìn)行擬合，以推斷整個(gè)賽跑的完整的速度分布。在每個(gè)設(shè)備處，使用擬合的速度分布以及本地t1和t2時(shí)間來確定賽跑者移動(dòng)通過該傳感器的有效區(qū)時(shí)的速度斜率(加速度)，根據(jù)該速度斜率估計(jì)賽跑者的質(zhì)心垂直于設(shè)備的真正時(shí)間。注意，可以使用甚至沒有測(cè)量距離的能力的任何接近度傳感器來實(shí)現(xiàn)該實(shí)施例。

圖6是包括根據(jù)本發(fā)明的由手持設(shè)備120控制的多個(gè)標(biāo)記設(shè)備的系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。手持設(shè)備120控制無線電網(wǎng)絡(luò)以用于從標(biāo)記設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索。設(shè)備120可以由教練員或觀測(cè)者攜帶，或者由運(yùn)動(dòng)員攜帶。

圖7示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的被配置用于敏捷性測(cè)試的設(shè)備的操作的另一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)典型的敏捷性測(cè)試，指示運(yùn)動(dòng)員朝設(shè)備跑(如軌跡720指示的)，并且視覺指示器(在該情況下包括左轉(zhuǎn)燈710和右轉(zhuǎn)燈712)指示運(yùn)動(dòng)員向其左邊(如軌跡730指示的)或其右邊(如軌跡732指示的)前進(jìn)。只有當(dāng)運(yùn)動(dòng)員穿過起點(diǎn)740時(shí)，才激活該實(shí)施例中的視覺指示器。

在該實(shí)施例中，僅將起點(diǎn)740限定為由設(shè)備檢測(cè)的超聲感測(cè)距離，并且不需要地上的其它標(biāo)記或者漆線來限定起點(diǎn)740。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員沿著軌跡720接近設(shè)備時(shí)，與區(qū)段701相關(guān)聯(lián)的傳感器監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的范圍。與區(qū)段701相關(guān)聯(lián)的傳感器一確定運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入了指示起點(diǎn)740已被越過的距離內(nèi)，視覺和/或聽覺指示器就被激活。

在第一次經(jīng)過中，左轉(zhuǎn)指示器710被激活，并且運(yùn)動(dòng)員可能遵循軌跡730。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員以上面關(guān)于圖2b描述的方式離開區(qū)段701并且隨后依次進(jìn)入和離開區(qū)段702和703時(shí)，沿軌跡730的點(diǎn)被感測(cè)到。在第二次經(jīng)過中，右轉(zhuǎn)指示器712被激活，并且運(yùn)動(dòng)員可能遵循軌跡732。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員再次以上面相對(duì)于圖2b描述的方式離開區(qū)段701并且隨后依次進(jìn)入和離開區(qū)段704和705時(shí)，沿軌跡732的點(diǎn)被感測(cè)到。隨后可以針對(duì)許多變量來評(píng)估被擬合的軌跡730和732，諸如(a)用以比較運(yùn)動(dòng)員的左/右平衡(在該情況下將指示不平衡并且可以得出左腿相對(duì)較弱的結(jié)論)，(b)運(yùn)動(dòng)員沿每個(gè)方向離開區(qū)段701之前需要的反應(yīng)時(shí)間，(c)每個(gè)軌跡的半徑，(d)運(yùn)動(dòng)員在每對(duì)檢測(cè)點(diǎn)之間的速度或者在超過2個(gè)點(diǎn)中取平均值的速度，等。

以圖7所示方式操作的多個(gè)設(shè)備可以分布在整個(gè)訓(xùn)練空間并且可以被配置為沿著預(yù)定路徑引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員，其中跑道中的每個(gè)轉(zhuǎn)彎僅在運(yùn)動(dòng)員接近每個(gè)標(biāo)記時(shí)向他們展示。在這種系統(tǒng)中，每個(gè)設(shè)備被配置為在運(yùn)動(dòng)員接近時(shí)激活相關(guān)聯(lián)的區(qū)段的輻射，并且在運(yùn)動(dòng)員通過之后使相關(guān)聯(lián)的區(qū)段的輻射去激活，從而使附近設(shè)備的操作期間產(chǎn)生的背景噪聲最小化。還應(yīng)當(dāng)注意，視覺指示器可以替代地為聽覺警報(bào)和/或可以被用于針對(duì)具體動(dòng)作(諸如，停下、起跑、轉(zhuǎn)彎)向運(yùn)動(dòng)員發(fā)送信號(hào)。

在所描述的實(shí)施例中，使用一個(gè)超聲源輻射所有區(qū)段。所有傳感器被激活以在接收的亂真回波之中檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員在哪個(gè)區(qū)域中。然而，可替代的實(shí)施例可以順序地輻射區(qū)段中的一個(gè)或其子集。有利地，以{101、104、102、105、103、106、101等}的順序執(zhí)行這種順序輻射。由于輻射每次被大幅度地切換至設(shè)備的相對(duì)側(cè)，該方法確保來自相鄰發(fā)射器的多路徑回波較少。然而，替代實(shí)施例可以在相應(yīng)區(qū)段之間利用任何期望順序的輻射切換。

因此，本發(fā)明的一些實(shí)施例認(rèn)識(shí)到，運(yùn)動(dòng)(諸如，棒球)中的跑步者應(yīng)當(dāng)以某一理想角度和軌跡繞過標(biāo)記(諸如，棒球壘)，并且提供了可以測(cè)量跑步者的接近和離開角度以及非線性速度的方式。

此外，為了實(shí)現(xiàn)常規(guī)計(jì)時(shí)門，設(shè)備還可以包括一個(gè)或多個(gè)光電波束以及傳感器，該傳感器被配置為檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員何時(shí)遮斷該光電波束或者每個(gè)光電波束。例如，根據(jù)本發(fā)明的被配置用于敏捷性測(cè)試的設(shè)備可以使用成角度地定位在接近線的任一側(cè)的兩個(gè)光電波束或者兩對(duì)光電波束，諸如區(qū)段701與702之間的一個(gè)光電波束以及區(qū)段701與704之間的另一個(gè)光電波束，用以對(duì)運(yùn)動(dòng)員對(duì)動(dòng)態(tài)跑道多快地作出反應(yīng)進(jìn)行計(jì)時(shí)，其設(shè)定為對(duì)運(yùn)動(dòng)員反應(yīng)時(shí)間的測(cè)量。

在另外的實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)員可以攜帶包括識(shí)別通信設(shè)備、加速度計(jì)、gps和/或藍(lán)牙的設(shè)備。例如，為了允許手持設(shè)備120分析運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)并且經(jīng)由觸覺反饋、google眼鏡、語音耳機(jī)等向運(yùn)動(dòng)員傳輸反饋。另外，在可替代的實(shí)施例中，由手持設(shè)備120提供的功能可以由可替代的設(shè)備(諸如，耳機(jī)、google眼鏡設(shè)備、觸覺設(shè)備或者任何其它合適的用戶接口)執(zhí)行。

所描述的電子功能可以由印刷電路板上安裝的離散組件或者由集成電路的組合或者由專用集成電路(asic)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算設(shè)備可以使用一般可獲得的操作系統(tǒng)中的任何一個(gè)進(jìn)行工作。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在不背離本發(fā)明的廣泛描述的精神或者范圍的情況下對(duì)如具體實(shí)施例所示的本發(fā)明進(jìn)行許多變形和/或修改。因此，在所有方面中，將本實(shí)施例看作例示性的而非限制性或者限定性的。