本申請要求于2014年6月12日提交的美國臨時申請第62/011,530的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術(shù)：

本發(fā)明一般涉及運動識別，并且具體地涉及嵌入具有運動器械的運動傳感器用于運動跟蹤和識別。

移動對象(諸如高爾夫揮桿)的運動檢測和識別被廣泛用于增強運動員的表現(xiàn)。用于空間加速運動的路徑和姿態(tài)識別的技術(shù)可以與用于檢測運動領(lǐng)域中的人體動作的人體動作組合使用?？臻g加速運動的路徑和姿態(tài)識別是指在移動中每個時間檢測運動對象(例如，由球員揮動的高爾夫球桿)的位置和交叉角度，并且獲得運動對象的實時速度。以高爾夫球為例，高爾夫球是一種經(jīng)常需要對運動進行良好控制的運動，并且由運動傳感器檢測到的高爾夫揮桿運動的精確分析可以增強高爾夫球員的表現(xiàn)。

為了檢測運動對象的運動，運動傳感器通常用來收集與運動對象相關(guān)聯(lián)的運動參數(shù)，諸如運動對象的加速度、速度和位置的信息。用于運動檢測和識別的一些現(xiàn)有解決方案將運動傳感器附接到由球員使用的運動器械(例如，高爾夫球桿的后端或高爾夫手套)的表面部分。然而，將運動傳感器附接到運動器械的表面部分面對用于精確運動檢測的許多挑戰(zhàn)，諸如使得運動傳感器易受損壞，由于運動傳感器的附接和缺少運動檢測的精度而影響運動器械的保持。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種用于通過將運動傳感器智能地嵌入在三維(3D)空間揮動的運動器械(諸如網(wǎng)球拍、羽毛球拍、棒球棒和高爾夫球桿)中來增強與各種運動相關(guān)聯(lián)的運動對象的運動檢測和識別的解決方案。嵌入在運動器械內(nèi)的運動傳感器被牢固地鎖定并且可拆卸以便更換。運動傳感器的形狀和尺寸對于各種形狀的不同類型的運動器械是可調(diào)整的。運動傳感器在運動器械中的插入和鎖定不會不利地影響球員對器械的握持。插入并且鎖定在運動器械內(nèi)的運動傳感器被配置成檢測與和運動器械相關(guān)聯(lián)的移動相關(guān)聯(lián)的運動。與所檢測的運動相關(guān)聯(lián)的運動參數(shù)通過嵌入式運動傳感器進行收集并且由運動檢測和識別系統(tǒng)進行分析。

在說明書中描述的特征和優(yōu)點并非全部包括在內(nèi)，并且特別地，鑒于附圖、說明書和權(quán)利要求，許多附加特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是清楚的。而且，應(yīng)當指出，在說明書中使用的語言主要是為了可讀性和指導(dǎo)目的而選擇的，并且不是被選擇來描寫或限制所公開的主題。

附圖說明

圖1是圖示了將運動傳感器插入和鎖定到運動器械中的示例。

圖2圖示了要插入運動器械中的運動傳感器的不同示例。

圖3示出了不同尺寸和形狀的兩個示例性運動傳感器。

圖4是插入兒童網(wǎng)球拍中的示例性運動傳感器。

圖5示出了運動傳感器的三維圖像。

圖6圖示了將運動傳感器插入到不同類型和/或不同形狀的運動器械中。

圖7示出了用于鎖定運動傳感器的鎖定機構(gòu)的尺寸的示例。

圖8示出了被調(diào)整以將運動傳感器插入到網(wǎng)球拍內(nèi)的網(wǎng)球拍的結(jié)構(gòu)。

圖9圖示了將運動傳感器安裝到網(wǎng)球拍、并且將運動傳感器與網(wǎng)球拍分離的步驟，以及將運動傳感器插入和鎖定到網(wǎng)球拍中的結(jié)構(gòu)視圖。

圖10示出了將運動傳感器插入和鎖定到棒球棒中的側(cè)視圖。

圖11圖示了將運動傳感器安裝到棒球棒、并且將運動傳感器與棒球棒分離的步驟，以及將運動傳感器插入和鎖定到棒球棒中的結(jié)構(gòu)視圖。

圖12圖示了用于運動傳感器的各種狀態(tài)的運動傳感器控制按鈕和多色LED指示器的示例。

圖13是圖示了根據(jù)一個實施例的用于將運動傳感器插入和鎖定到運動器械中的過程的示例性流程圖。

附圖僅出于說明的目的描繪了本發(fā)明的各種實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將從以下討論容易地認識到，可以在不背離本文中所描述的本發(fā)明的原理的情況下，采用本文中所圖示的結(jié)構(gòu)和方法的備選實施例。

具體實施方式

提供一種解決方案以通過將運動傳感器智能地嵌入在三維(3D)空間揮動的運動器械(諸如網(wǎng)球拍、羽毛球拍、棒球棒和高爾夫球桿)中來增強與各種運動相關(guān)聯(lián)的運動對象的運動檢測和識別。嵌入在運動器械內(nèi)的運動傳感器被牢固地鎖定并且可拆卸以便更換。插入并且鎖定在運動器械內(nèi)的運動傳感器被配置成檢測與和運動器械相關(guān)聯(lián)的移動相關(guān)聯(lián)的運動。與所檢測的運動相關(guān)聯(lián)的運動參數(shù)通過嵌入式運動傳感器進行收集并且由運動檢測和識別系統(tǒng)進行分析。這些運動傳感器以及運動檢測和識別系統(tǒng)的實施例的示例包括在美國專利公開號2012/0277890A1和美國專利號8,725,452B2中描述的一些示例，其每個通過引用整體并入本文。

圖1是圖示了將運動傳感器插入和鎖定到運動器械中的示例。因為該器械的這部分在比賽期間很少被球員觸摸，所以插入運動傳感器的選定位置是網(wǎng)球拍或棒球棒的底部，因此，將運動傳感器插入到選定位置可以減少器械的比賽干擾。附加地，網(wǎng)球拍或棒球棒的底部傾向于是中空的，其提供了容納運動傳感器的空間。

為了便于運動傳感器的插入和拆卸，所提供的解決方案使用由運動傳感器的安全數(shù)字(SD)存儲卡使用的彈簧鎖定機構(gòu)。彈簧鎖定機構(gòu)使得用戶能夠簡單地將運動傳感器推入運動器械內(nèi)，并且通過再次敲擊運動器械上的同一位置來解鎖運動傳感器。

圖2圖示了用于插入運動器械中的不同形狀的運動傳感器。第一示例(左上圖)是具有圓形帽的運動傳感器。第二示例(右上圖)示出了具有方形帽的運動傳感器。具有方形帽的運動傳感器為運動傳感器的印刷電路板(PCB)提供了更多空間。附加地，具有方形帽的運動傳感器擴大了按鈕尺寸，以獲得更好的用戶體驗。

圖2還示出了要插入的運動傳感器的部分的示例(底部中心圖)。圖2所圖示的運動傳感器在運動傳感器的頂部具有一個PCB(即，PCB2)。運動傳感器的其它實施例可以具有堆疊在運動傳感器的頂部和底部上的兩個或更多個PCB。運動傳感器還具有主PCB(即，PCB1)、電池和充電針(charging ping)或無線充電天線。在一個實施例中，由運動傳感器使用的電池是細長的，以確保運動傳感器的底部能夠進入網(wǎng)球拍或棒球棒的管中。圖3示出了具有不同尺寸和形狀的兩個示例性運動傳感器，一個具有方形帽，另一個具有圓形帽。運動傳感器的示例尺寸為20mm×20mm×40mm。圖5示出了具有堆疊在運動傳感器的頂部上的兩個PCB(即，PCB1和PCB2)的運動傳感器的示例的3D視圖。

圖4是插入兒童網(wǎng)球拍中的示例性運動傳感器。對于兒童網(wǎng)球拍或羽毛球拍，底帽尺寸通常較小，其限制了要插入的運動傳感器的最大尺寸。所提供的解決方案調(diào)整運動傳感器尺寸以考慮兒童運動器械的限制，并且在維持由運動傳感器提供的功能性的同時提供更小尺寸的運動傳感器。

圖6圖示了將運動傳感器插入不同類型和/或不同形狀的運動器械中。圖6示出了兩種類型的運動器械：網(wǎng)球拍和羽毛球拍，以及兩種不同尺寸的相同類型的運動器械：網(wǎng)球拍的正常尺寸和兒童網(wǎng)球拍的尺寸。所提供的解決方案提供可調(diào)整以適合不同類型的運動器械或不同尺寸的運動器械的運動傳感器。圖6示出了可以插入不同類型的不同形狀的運動器械中的運動傳感器，并且運動傳感器插入到正常尺寸的網(wǎng)球拍的底部中。

圖7示出了用于運動傳感器的鎖定機構(gòu)的尺寸的示例。在一個實施例中，用于運動傳感器的鎖定機構(gòu)的尺寸為5.2mm×6.5mm和19.2mm。圖8圖示了被調(diào)整為具有插入到網(wǎng)球拍內(nèi)的運動傳感器的網(wǎng)球拍的結(jié)構(gòu)。圖9圖示了將運動傳感器安裝到網(wǎng)球拍并且將運動傳感器與網(wǎng)球拍分離的步驟，以及將運動傳感器插入并且鎖定到網(wǎng)球拍中的結(jié)構(gòu)視圖。將運動傳感器插入網(wǎng)球拍的結(jié)構(gòu)視圖示出了要插入的運動傳感器、用于保護插入的對接帽蓋、示例鎖定機構(gòu)、球拍對接帽、以及用于容納運動傳感器的傳感器外殼。

為了在網(wǎng)球拍的底部內(nèi)保持運動傳感器，在一個實施例中，所提供的解決方案執(zhí)行以下步驟：

·使用包含傳感器外殼、一對鎖定機構(gòu)、以及對接帽蓋的新球拍對接帽來替換原始球拍對接帽，以將鎖定機構(gòu)保持到位；

·在球拍手柄的端部上向下銑削中心件(例如，碳或鋁制)，以便為新對接帽騰出空間；

·使用射釘以固定新對接帽；和

·附接第一層握手帶以使插入緊固。

如果用戶將運動傳感器從網(wǎng)球拍取出，則他/她可以使用具有與運動傳感器的頂部類似形狀的塑料替換帽。用戶可以推動以將替換帽鎖定到位，使得球拍重量不受影響。

圖10示出了將運動傳感器插入并且鎖定到棒球棒中的側(cè)視圖。圖11圖示了將運動傳感器安裝到棒球棒并且將運動傳感器與棒球棒分離的步驟，以及將運動傳感器插入并且鎖定到棒球棒中的結(jié)構(gòu)視圖。類似于圖8和圖9所圖示的網(wǎng)球方案，棒球棒的解決方案使用球棒旋鈕(而不是球拍對接帽)作為傳感器的保持件。球棒旋鈕可以焊接或旋擰到球棒頸部上。

圖12圖示了用于運動傳感器的各種狀態(tài)的運動傳感器控制按鈕和多色LED指示器的示例。除了智能地將運動傳感器插入并且鎖定到運動器械中之外，所提供的解決方案還提供友好的用戶界面以指示運動器械中的運動傳感器的各種狀態(tài)。例如，該解決方案使用不同類型的按鈕來指示運動傳感器是否開/關(guān)，并且打開/關(guān)閉傳感器或打斷身體運動的會話(session)。附加地，該解決方案使用具有多種顏色的一個LED以指示運動器械內(nèi)的運動傳感器的各種狀態(tài)。

圖13是圖示了根據(jù)一個實施例的用于將運動傳感器插入并且鎖定到運動器械中的過程的示例性流程圖。最初，選擇運動器械中的位置1310，例如，網(wǎng)球?qū)用?，用于運動傳感器插入。最初附接到網(wǎng)球拍的網(wǎng)球?qū)用庇昧硪粋€對接帽進行替換1320，其被構(gòu)造成具有空間以容納運動傳感器1330，例如，如圖2所圖示的。運動傳感器附接到結(jié)構(gòu)化空間1340并且被插入到網(wǎng)球拍中1350。運動傳感器牢固地鎖定在網(wǎng)球拍內(nèi)，并且可拆卸以便更換。運動傳感器在網(wǎng)球拍中的插入和鎖定不會對球員持有網(wǎng)球拍產(chǎn)生不利影響。在網(wǎng)球拍內(nèi)插入并且鎖定的運動傳感器被配置成檢測與和網(wǎng)球拍相關(guān)聯(lián)的移動相關(guān)聯(lián)的運動。與所檢測的運動相關(guān)聯(lián)的運動參數(shù)通過嵌入式運動傳感器進行收集、并且由運動檢測和識別系統(tǒng)進行分析用于各種應(yīng)用，例如，生成用戶友好的表現(xiàn)報告和表現(xiàn)改進建議。

為了說明的目的已經(jīng)呈現(xiàn)了本發(fā)明的實施例的前述描述；但是其并不旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的精確形式。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，鑒于上述公開，許多修改和變型是可能的。

本說明書的一些部分在關(guān)于信息的操作的算法和符號表示方面描述了本發(fā)明的實施例。這些算法描述和表示通常由數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的技術(shù)人員使用，以將他們的工作的實質(zhì)有效地傳達給本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員。盡管在功能上、計算上或邏輯上進行描述，但是這些操作被理解為由計算機程序或等效電路、微代碼等來實現(xiàn)。更進一步地，已經(jīng)證明，有時將這些操作布置在不失一般性的情況下稱為模塊是方便的。所描述的操作及其相關(guān)聯(lián)的模塊可以體現(xiàn)在軟件、固件、硬件或其任何組合中。

本文中所描述的任何步驟、操作或過程可以單獨地或與其它設(shè)備組合地利用一個或多個硬件或軟件模塊來執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)。在一個實施例中，使用包括計算機可讀介質(zhì)的計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)軟件模塊，該計算機可讀介質(zhì)包含計算機程序代碼，其可以由用于執(zhí)行所描述的任何或所有步驟、操作或過程的計算機處理器來執(zhí)行。

本發(fā)明的實施例還可以涉及一種用于執(zhí)行本文中的操作的裝置。該裝置可以是為了所需目的而特別構(gòu)造的，和/或它可以包括由存儲在計算機中的計算機程序選擇性地激活或重新配置的通用計算設(shè)備。這樣的計算機程序可以存儲在非暫態(tài)有形計算機可讀存儲介質(zhì)、或適于存儲電子指令的任何類型的介質(zhì)中，其可以耦合到計算機系統(tǒng)總線。更進一步地，本說明書中提及的任何計算系統(tǒng)可以包括單個處理器或者可以是采用多個處理器設(shè)計以提高計算能力的架構(gòu)。

本發(fā)明的實施例還可以涉及一種通過本文中所描述的計算過程而產(chǎn)生的產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品可以包括從計算過程產(chǎn)生的信息，其中，該信息存儲在非暫態(tài)有形計算機可讀存儲介質(zhì)上，并且可以包括本文中所描述的計算機程序產(chǎn)品或其它數(shù)據(jù)組合的任何實施例。

最后，說明書中使用的語言主要是為了可讀性和指導(dǎo)目的而選擇的，并且它可以不被選擇來描寫或限制本發(fā)明的主題。因此，意圖是本發(fā)明的范圍不受該具體實施方式的限制，而是受到基于本申請的發(fā)布的任何權(quán)利要求的限制。因此，本發(fā)明的實施例的公開內(nèi)容旨在說明而非限制在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的范圍。