專利名稱：信號記錄儀和使用該記錄儀的訓(xùn)練器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及最適于獲取生物體信息的模擬信號記錄儀和使用各種器械運動的訓(xùn)練器械。
眾所周知，在記錄介質(zhì)如集成電路(IC)存貯器上記錄模擬信號信息可通過使用模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬信號數(shù)字化然后將其按順序?qū)懭隝C存貯器簡單地實現(xiàn)。然而，當要求在相對較長的時間內(nèi)對其進行采集的模擬信號信息如生物體信息(象體溫和脈搏速度的變化以及肌動電圖、心電圖、心臟聲音和腦電圖的狀況)在現(xiàn)實生活中被記錄時，數(shù)字化的信息要在從幾個小時到幾天的時間內(nèi)被連續(xù)寫入存貯器并且需要巨大的存貯容量。日本專利申請公報第57-163816號和日本專利公報第57-182121號即是解決這樣問題的裝置。該裝置僅記錄和保持輸入信號的幅度、斜率和頻率分量與復(fù)位觸發(fā)條件一致的部分。各種使用具有圓柱握柄部分器械(高爾夫球、網(wǎng)球拍等)的運動中抓握狀態(tài)是作為人體肌肉動作結(jié)果的施用點的信息，并且它可被稱作一種生物體信息。為訓(xùn)練抓握狀態(tài)，通常廣泛采用依賴于經(jīng)驗和直覺的抽象和定性的方法。例如在高爾夫球揮桿動作中，高爾夫球員收到如下指令“用左手的小指和第三指抓緊球棍，使拇指和你的右手輕觸球棍，”擊球的結(jié)果是“過多的力被加到你的左手拇指上，以致手腕僵硬，擊出的球向下飛。”然而，如日本專利申請公報Heiseil-230382號所表明的，已經(jīng)作了進行更科學(xué)一點的訓(xùn)練的嘗試。這種嘗試是通過安裝用于探測均勻作用于高爾夫球棍握柄表面的手指壓力的壓電元件、用無線裝置將壓力傳遞給信號處理單元，并用模型數(shù)據(jù)對其進行比較和分析來進行指導(dǎo)。
各種使用器械的運動如高爾夫球的科學(xué)訓(xùn)練器材大致分為三種用于使用動作結(jié)果數(shù)據(jù)如飛行距離和軌跡進行的動作結(jié)果重復(fù)訓(xùn)練，用于旨在校正方式的外部操作訓(xùn)練和用于旨在重心的移動和抓握狀態(tài)校正的內(nèi)部反應(yīng)訓(xùn)練。
日本實用新型申請公報第Heiseil-101572號或其它文獻中所說明的訓(xùn)練器材就是上面提到的第一種動作結(jié)果重復(fù)訓(xùn)練器材。該訓(xùn)練器材通過從記錄物體的運動情況、預(yù)測飛行方向和距離、以及將其與所裝備的視頻迭加并顯示這些信息來給訓(xùn)練提供現(xiàn)場情況。
前面提到的第二種外部操作訓(xùn)練器材通過電視攝象機記錄的擊球方式以及重復(fù)慢動作再現(xiàn)和靜止動作再現(xiàn)自動鑒別與經(jīng)驗上和科學(xué)上理想的方式間的差別來提供校正動作方式的訓(xùn)練方法。為解決如即使“頭上拍”或“膝蓋分開過早”被指出，所指出的毛病僅通過看電視再現(xiàn)屏幕也不能很容易被理解的問題，已提出了如日本專利申請公報第Heisei3-295574號說明的方法。該方法用電視攝像機并通過追蹤研究對象身體表面具體部分(如前額中心)作為模式識別的目標來使高爾夫球揮桿方式成象。通過這么做，頭的移動情況如抬頭可被清楚地顯示。
如日本專利申請公報第Heisei3-55077號和日本專利申請公報第Heisei3-12182號所說明的訓(xùn)練器材就是上面提到的第三種內(nèi)部反應(yīng)訓(xùn)練器材。這種訓(xùn)練器材通過在每個腳底安裝壓力傳感器、利用諸如發(fā)送型光傳感器的裝置或通過識別擊球的聲音檢查擊球時間、測量體重移動狀況及壓力在腳底的分布和將數(shù)據(jù)與理論上理想的情況進行比較來提供訓(xùn)練。
一種屬于前面提到的第三類但有多種不同類型傳感器的訓(xùn)練器材也已被提出。其中日本專利申請公報第Heisei5-505549號(國際專利公報第092/12768號)所說明的就是一例。這種訓(xùn)練器材使得當與參考值作比較時確定背上帶有陀螺測試儀的上半部身體的扭轉(zhuǎn)量、同時計算與高爾夫球棍相連的壓力傳感器所測量的抓握壓力與參考值的百分比、并實時以聲音信息通知結(jié)果成為可能。
在前面提到的有關(guān)模擬信號記錄的從前的技術(shù)中(日本專利申請公報第57-163816號和日本專利申請公報第57-182121號等)，比常規(guī)通用的信號記錄開始點(觸發(fā)點)由電壓幅度的大小決定的方法前進一步之處在于，其以兩信號點間信號斜率和距離(時間)與所預(yù)定的觸發(fā)參考值一致的點為觸發(fā)點。其假設(shè)輸入信號源極為穩(wěn)定，即各種功能如包括在輸入信號中的頻率分量、周期性和頻率精度表現(xiàn)得象所希望的那樣。然而，未對生物體信號信息，尤其是自主神經(jīng)如肌肉的作用力過渡特性或人工產(chǎn)生的信號予以注意。即，前面提到的生物體信息每次出現(xiàn)是相似的但是千差萬別。在利用先前提到的已有技術(shù)探測信號觸發(fā)點的方法中，未對不必要的信號被記錄和實際上需要的信號部分不能留作記錄的問題予以注意。
在前面提到的第二種已有技術(shù)中(日本專利申請公報第Heisei1-230382號)，未對如何處理和記錄眾多的信號數(shù)據(jù)予以注意。尤其是對于個人使用的便攜器械，安裝專用的訓(xùn)練器材控制器極為困難，數(shù)據(jù)存貯容量也必然非常有限。例如，假定選擇球棍后，對抓握柄表面、尋址、集中思想、開始向后擺、以及以后終止動作這一系列操作以頻率240Hz數(shù)據(jù)采樣所需平均時間為1分鐘，則在每個測量點(如左手拇指墊等處)100次揮桿(一輪)所需的數(shù)據(jù)容量為1.44M字節(jié)。(假設(shè)當研究對象抓住球棍握柄表面時信號記錄自動開始，面在其它時期不記錄數(shù)據(jù))。此外，運用假定正確的模型數(shù)據(jù)進行比較和分析。然而，未對諸如什么樣的信號數(shù)據(jù)被用作“假定正確的模型數(shù)據(jù)”以便取得更快的進步這樣的基本問題予以注意。即，生長狀況的分布及整個身體中存在的各種肌肉的彈性各自千差萬別。揮桿由全身肌肉的動力作用實現(xiàn)，作用力被施于與器械(球棍、球拍等)的作用點-握柄表面，可以說握柄壓力的大小及隨時間的變化也是千差萬別的。因而，采用何種教練數(shù)據(jù)對握柄壓力訓(xùn)練器材是極為重要的事情。
根據(jù)前面提到的用于科學(xué)訓(xùn)練的第一種已有技術(shù)(日本專利申請公報第Heisei1-101572號)，可以獲得其有如此之多現(xiàn)場情況的訓(xùn)練而不用去實際的高爾夫球場。然而，經(jīng)常被迫安裝大規(guī)模的設(shè)備而又不能期望其對需要取得經(jīng)驗的技術(shù)進步貢獻太多，以致產(chǎn)生擊球結(jié)果的基本原因尚不清楚。
根據(jù)上面提到的科學(xué)訓(xùn)練的第二種已有技術(shù)(日本專利申請公報第Heisei3-295574號)所述，每個人都可能被迫在某些情況下以同樣的方式擊球，結(jié)果，每個人的能力不可能被有效地提高。監(jiān)視抬頭本身似乎十分有效。但，始終需要包括設(shè)置研究對象大小及忽略手的擺動和散焦的理想記錄狀況。
根據(jù)前面提到的科學(xué)訓(xùn)練的第三種已有技術(shù)(日本專利申請公報第Heisei3-55077號和日本專利申請公報第Heisei3-12182號)所述，存在著與前面提到的科學(xué)訓(xùn)練的第二種已有技術(shù)相反的問題，如，即使重心不能平滑移動的原因是膝部沒有適當打開，每個人也不可能知道細微的時機錯誤。此外，根據(jù)使用各種傳感器組合的已有技術(shù)(日本專利申請公報第Heisei5-505549號)所述，訓(xùn)練在與通常打球狀態(tài)不同的狀態(tài)下進行，以致不僅要被迫處于諸如在背上攜帶陀螺測試儀這樣極不自然的狀態(tài)而且要求使用帶壓力探測裝置的專用高爾夫球棍。因而，實際的作用值得懷疑，并存在可能導(dǎo)致所謂的“為了訓(xùn)練而訓(xùn)練”的焦慮。
許多問題可通過綜合前面提到的已有技術(shù)來解決。但是，為了在實際的高爾夫球場或非專用的訓(xùn)練場地進行訓(xùn)練，要求器械是便攜式的。因而，希望前面提到的第二種已有技術(shù)的器械是放在進行訓(xùn)練的人員身上且與擊球方式記錄工具(電視攝象機)分離的器械。然而，還沒有通常用于顯示與另一裝置記錄的模擬信號同步的電視再現(xiàn)圖象的方便裝置。
本發(fā)明的目標就是提供一種低功耗的小型信號記錄儀，其用于準確探測要求一個以一定規(guī)律或不規(guī)律地出現(xiàn)并且無論何時出現(xiàn)其信號特性變化不大的信號(如生物體信息)的部件并用于記錄合乎前面提到的被探測部件的進程信號及后期信號。
本發(fā)明的再一目的是提供一種訓(xùn)練器械，其用于當器械受控且是小型、低功耗、便攜式的時候進行抓握狀態(tài)可再現(xiàn)性特殊訓(xùn)練，而不需要選擇訓(xùn)練的配置和地點，并且實際所用的熟悉的器械可在自然狀態(tài)下使用而不覺得是在“訓(xùn)練期間”。
本發(fā)明另一目的是提供一種訓(xùn)練器械，其具有通過迭加分別記錄的視頻圖象再現(xiàn)時序中的模擬信號(如記錄的壓力信號)并將信號顯示在監(jiān)視屏上進行模擬信號顯示控制的功能，該功能最適宜于各種運動的訓(xùn)練器械。
為實現(xiàn)上述目的，將薄膜形狀的壓力傳感器附于操作者所戴的手套的平面上，存貯裝置、比較裝置、信息裝置及用于上述存貯裝置的輸入/輸出(I/O)裝置被存放在存貯器卡大小的盒子中。
為實現(xiàn)上面的第一目的，安裝了具有容量等于每單位記錄信號數(shù)據(jù)容量的循環(huán)存貯空間和定時器，此外，還安裝了用信號幅度和斜率作參考值的通用第一觸發(fā)點確定裝置以及用有固定時間間隔的參考信號和有同樣時間間隔的輸入信號間的相對誤差為參考值的第二觸發(fā)點確定裝置。
安裝了用于管理第一觸發(fā)點確定裝置判別的時間點和第二觸發(fā)點確定裝置開始工作的時間點間的時間間隔的第一預(yù)置定時器和用于管理第二觸發(fā)點確定裝置開始工作的時間點和工作結(jié)束的時間點間時間間隔的第二預(yù)置定時器。
第二觸發(fā)點確定裝置采用了一多值參考系統(tǒng)比較器，其用于將確定所用的參考值與工作輸入信號和參考信號間相對誤差進行比較，即其為窗口比較器。
(高爾夫球或其它運動用的)手套的拇指墊(與握柄部分為圓柱形的器械的接觸面)是雙重結(jié)構(gòu)的，其中嵌入半導(dǎo)體壓力傳感器。
除了(高爾夫球或其它運動的)手套拇指墊以外，至少有一個半導(dǎo)體壓力傳感器被嵌入上述手套中對應(yīng)于與器械(高爾夫球棍等)的接觸面的地方，并且在用于記錄信號數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端安裝模擬信號選擇器(模擬多路復(fù)用器A-MPX)。
為實現(xiàn)上述第二個目的，在信號記錄存貯器中建立參考信號寄存區(qū)并提供將所記錄的信號復(fù)制到參考信號寄存區(qū)的功能。
安裝了用于獲得所記錄的(高爾夫球或其它運動)手套的拇指與器械(高爾夫球棍等)之間接觸壓力隨時間變化的信號(壓力信號)和寄存的壓力參考信號中每一個的最大峰值點(假定為P2點)、繼最大點之后的最小點(假定為P3點)、和最小點之后的峰值點(假定為P4點)的大小以及相對時間的裝置，用于分別提取前面提到的記錄信號和參考信號的P2點、P3點及P4點的裝置，用于將所提取結(jié)果分別相加的裝置，和用于確定相加結(jié)果大小的裝置。
將有根據(jù)固定規(guī)則安裝在膠帶表面的塑料半球的標簽附于器械(高爾夫球棍等)握柄表面。
當揮擺器械時(高爾夫球棍等)，將以幾乎是標簽中半球物體排列間隔整數(shù)倍的間距分隔開的半導(dǎo)體壓力傳感器安裝在持握上述球棍時(高爾夫球或其它運動的)手套上與標簽位置相應(yīng)的位置上。
提供多個參考信號寄存區(qū)并安裝用于可隨意地選擇上述多個參考信號的裝置。
為實現(xiàn)上面提到的第三個目的，安裝了時鐘數(shù)據(jù)的窗口比較器，其中記錄信號的頂端時間是下限，末端時間是上限。
安裝了用于產(chǎn)生與用于時鐘功能記數(shù)的1秒時鐘同步工作的1/240秒時鐘的裝置。
將與視頻信號的半幀對應(yīng)的號數(shù)或幀號的寄存區(qū)與時鐘數(shù)據(jù)寄存區(qū)相加，作為除年、月、日、時、分、秒等通常的時鐘數(shù)據(jù)外記錄信號的屬性。
安裝了用于讀取作為攝像機時鐘功能的實時時鐘(RTC)和用作外部時鐘功能計數(shù)的1秒時鐘的內(nèi)容的裝置。
安裝了用于可獨立設(shè)定亮度的兩個屏幕和迭加器的信號顯示存貯器工作緊隨記錄過程中的垂直同步(SYNC)后的第三或第四行的迭加器被安裝在攝像機的電容耦合器件(CCD)和視頻存貯裝置(錄像帶)之間。
模擬信號數(shù)據(jù)的多個輸入端被安裝在用于迭加和輸出再現(xiàn)的圖象信號和模擬信號以適配器中。
用于在前面提到的攝像機的固有記錄頻帶內(nèi)進行調(diào)制的調(diào)頻(FM)調(diào)制器(電壓頻率轉(zhuǎn)換器即VF轉(zhuǎn)換器)被插入攝像機的音頻記錄輸入端。
無線發(fā)送器被安裝在模擬信號探測器中，無線接收器被安裝在前面提到的信號記錄儀中。
手套不僅用于寒冷的天氣，近來也成為包括高爾夫球、棒球和網(wǎng)球等的各種運動的普通穿著。此外，即使約厚0.33mm的壓力傳感器(如由美國的內(nèi)聯(lián)電子有限公司生產(chǎn)的FSR壓感傳感器#303號器件)被附于手掌，戴手套也不會有不協(xié)調(diào)的感覺。另外，基本功能全被集成到一張卡大小的器械可被自然地插入褲帶或套裝的胸袋，其小到足以很容易附加到腕帶上。因此，包括上述手套的整個訓(xùn)練系統(tǒng)可被自然地穿上，以致訓(xùn)練人員不會過多覺察到訓(xùn)練，可期望在短期內(nèi)取得訓(xùn)練效果。
具有與單位記錄信號容量相等容量(如在下面將要描述的實施例中為1200字節(jié))的循環(huán)存貯器進行工作，以使最先的信號數(shù)據(jù)由最新的信號數(shù)據(jù)(即由定時器所指示的當前數(shù)據(jù))更新，并且總是存放最新的單位信號數(shù)據(jù)。
當相對簡單的第一觸發(fā)點確定裝置探測到暫時觸發(fā)點(P1點)后，以相對誤差作為參考值的第二觸發(fā)點確定裝置就判定暫時觸發(fā)點(P1點)為正式觸發(fā)點，在該點開始執(zhí)行對用于預(yù)定數(shù)目樣本的循環(huán)存貯器的更新操作，然后開始向預(yù)定信號記錄區(qū)發(fā)送環(huán)路存貯器的內(nèi)容。通過這樣的過程，可以只記錄固定時間內(nèi)包括其中進行了與參考信號相關(guān)操作的部分的信號部分，以使有限的存貯區(qū)可得到有效利用，同時，由于重復(fù)相當高速的操作而被迫使用大功耗的信號相關(guān)操作周期僅限于必要的時間點。結(jié)果，可將功耗控制在總地來說較低的值。
管理第二觸發(fā)點確定裝置操作開始點的第一預(yù)置定時器啟動以便規(guī)定允許第二觸發(fā)點確定裝置工作的開始點，從而從一個信號部分的相鄰部分掃描由第二預(yù)置定時器規(guī)定的周期，該周期將出現(xiàn)在該信號部分后的周期，其中前面提到的暫時觸發(fā)點(P1點)就是在相對為周期性的信號中探測的。由此，當其用作血壓測量和記錄設(shè)備時，可很容易發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在由心臟收縮周期預(yù)計的下次心臟收縮中的紊亂情況(所謂的心律不齊狀態(tài))，并可只記錄這種情況下包括其前后的血壓信號信息。因而，即使當監(jiān)視許多小時信號缺乏的錯誤，其也足以記錄必要部分的信號，并且可極為有效地使用有存貯區(qū)。
用于第二觸發(fā)點確定裝置的窗口比較器可被啟動以分離和提取與參考信號極為相似的狀態(tài)、比較相似的狀態(tài)和根本不相似的狀態(tài)。由此，當探測到與參考信號極為相似的狀態(tài)時，就表明輸入了幾乎與參考信號相同的信號，就可避免將已知信號信息記錄在存貯器中的浪費，而與參考信號根本不相似的信號成分則不被記錄，以使有限的存貯區(qū)可被有效利用。
緊分后的第一最大峰值點最小峰值點，和其后的第二最大峰值點是表明輸入信號特性的最少元素，因為可用與欲記錄的突發(fā)現(xiàn)象信號的前面提到的三點對應(yīng)的期望電壓進行與一周期等效的每個峰值點的電壓和突然變化的半個輸入信號的比較和判斷。由此，只有不僅幅度增加而且確實欲留作記錄的現(xiàn)象的信號可存放在信號記錄區(qū)，以使有限的存貯區(qū)得到更有效的利用并可提供小型便攜的信號記錄儀。
嵌入高爾夫球手套(通常，右撇子的人只在左手上戴手套，而左撇子的人只在右手上戴手套)拇指墊的半導(dǎo)體壓力傳感器探測在由回擺揮桿到順擺揮桿的轉(zhuǎn)換點以180°的弧沿順擺揮桿的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動的應(yīng)力(即，用來施加旋轉(zhuǎn)球桿頭部以便擊球的離心力的作用力)，根本不接收碰撞點球桿旋轉(zhuǎn)方向的應(yīng)力(因為在那里手腕翻轉(zhuǎn))，探測順擺揮桿開始時用于抵抗器械(高爾夫球桿或其它)旋轉(zhuǎn)的固有應(yīng)力的力的大小。由此，高爾夫球揮桿動作最富特征的信號，即由于在回擺揮桿的頂點轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向引起的最大壓力，被記錄，當順擺揮桿開始時，其壓力曲線突然降低，在擊球時刻的邊界變成上升信號，然后在繼續(xù)過程的終點再次變成有峰值的角速度信號。因而可得到用于提取特征及確定觸發(fā)點的理想壓力信號。
有至少一個嵌入除拇指墊以外地方(如小指指尖墊層、小指根部手掌、食指指尖等)的壓力傳感器的輸出信號定量指示細微的抓握力度并與拇指(第一指)的壓力傳感器的輸出一起被輸入到模擬信號選擇器。它們被時分、進行AD轉(zhuǎn)換和數(shù)字化，然后同時通過多個通道被記錄到存貯器中。由此，通過鑒別拇指壓力傳感器的輸出信號所代表的揮桿過程的狀態(tài)(如，在回擺過程中、頂點位置、擊球時刻、順擺結(jié)束等時候)，每部分的抓握壓力的過渡特性都可定量地掌握。
在信號記錄存貯器中建立參考信號寄存區(qū)，用于將記錄的信號復(fù)制到所建立的參考信號寄存區(qū)的功能寄存運動員自己認為是可用于訓(xùn)練中比較和判斷的教練數(shù)據(jù)的最佳擊球時的抓握壓力的過渡信號。由此，可訓(xùn)練運動員自己最佳擊球的可再現(xiàn)性，以便能夠通過在肌肉力量、身體彈性及有經(jīng)驗的年頭方面存在的明顯差異避免無意義的訓(xùn)練(正如上等社會人士所抱怨的)。
分別識別拇指的壓力記錄信號和寄存參考信號的三個特征點，比較上述記錄信號和參考信號相應(yīng)特性曲線部分的大小以及各點間的時間，然后可根據(jù)以上結(jié)果總的數(shù)據(jù)的大小獲得記錄信號與參考信號的相似度。由此，可確定短期內(nèi)每次進行揮桿時最佳擊球握柄壓力的可再現(xiàn)性，并可用通用微處理器作為判定運算器。
半球形物體被設(shè)置在膠帶表面以指明器械種類(高爾夫球棍等)(如，當代表“1”“有物體”而“0”代表“無物體”時，對#1木制桿顯示“11000011”而對#1鐵桿顯示“10000011”)，通過按壓以上述陣列間隔整數(shù)倍的間距分開的膠帶表面的陣列型壓力傳感器，可根據(jù)相對壓力差探測上述突出物的有無。由此，通過戴其中嵌有上述陣列型壓力傳感器的手套并抓握貼有上述膠帶的器械(高爾夫球棍等)，可很容易識別器械種類(高爾夫球棍等)，以便能自動識別當前揮桿的壓力信號所對應(yīng)的球棍類型。
用于任意選擇多個寄存參考信號的裝置接收通過上述例子中說明的裝置獲得的所用器械(高爾夫球棍等)的自動識別結(jié)果然后工作，以選擇與上述所用器械相應(yīng)的參考信號。由此，即使是在實際的高爾夫球場運動，即在運動用的器械(高爾夫球棍等)被頻繁替換的情況下，也可對每種球棍(高爾夫球棍等)檢查揮桿時握柄壓力的可再現(xiàn)性而對這種情況毫無察覺。
啟動時種數(shù)據(jù)窗口比較器(其中，記錄信號頂端的時間為下限，末端時間為上限)以便用包括在再現(xiàn)過程的視頻信號中的時鐘數(shù)據(jù)信息和作為比較對象的時鐘數(shù)據(jù)信息的半幀號或幀號瞬時探測在再現(xiàn)過程中電視屏幕是否包括在上述記錄信號的區(qū)域中。由此，可選擇許多相應(yīng)的模擬記錄信號并將其瞬時顯示在再現(xiàn)過程中的電視屏幕的底部。
通過使用產(chǎn)生與用于時鐘功能計數(shù)的1秒時鐘同步工作的1/240秒時鐘的裝置來進行輸入信號模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換開始計時，可在被迭加和顯示的每單位半幀視頻信號中僅執(zhí)行四次模數(shù)轉(zhuǎn)換，可讀取四個樣本信號并且在電視再現(xiàn)屏幕上每半幀進程便將其重新顯示，通過取消每個人，反向半幀進程，四個樣本信號的顯示數(shù)據(jù)可很容易使上述輸入信號和上述視頻再現(xiàn)圖象彼此同步。而且，在與視頻信號的半幀或一幀(其被附加了作為記錄信號標志信息的年、月、日、時、分、秒的寄存區(qū))對應(yīng)入號數(shù)的寄存區(qū)，與電視屏幕一致、用于將記錄的模擬信號以1/60秒(視頻半幀)或1/30秒(視頻一幀)為單位分類的信息被記錄。由此，幾乎不考慮再現(xiàn)的類型如不僅正常向前進行視頻再現(xiàn)，而且慢動作再現(xiàn)(進幀再現(xiàn))或停止動作再現(xiàn)(靜止圖象再現(xiàn))，或向后動作再現(xiàn)(反向再現(xiàn))，就可分類并顯示直到與再現(xiàn)過程中的屏幕對應(yīng)的時間點的信號。
通過安裝用于讀取RTC實時時鐘(其為攝像機的時鐘功能)和1秒時鐘(用作外來時鐘功能計數(shù))的內(nèi)容的裝置，安裝在與攝像機十分不同的設(shè)備(如用于記錄模擬信號的信號記錄儀)中的RTC(實時時鐘)的時間可被設(shè)置為由上述攝像機指示的時間，設(shè)定了該時間后的時間計數(shù)重新開始計時可被強制且同時地控制到攝像機內(nèi)設(shè)時鐘功能總共的計時。由此，即使(例如)精度為每月3秒的時鐘被用于上面提到的兩個RTC，隨時間流逝必然出現(xiàn)的每個RTC的時間誤差可被以大于半幀等效時間的精度瞬間整。
用于可獨立設(shè)置亮度的兩個屏幕和迭加器的信號顯示存貯器分別被按一一對應(yīng)的方式組合，屬于當前顯示的視頻屏幕的模擬記錄信號的所有信號數(shù)據(jù)被傳輸?shù)缴鲜龃尜A器中的一個，從當前正在顯示的視頻屏幕批示的時間到與半幀號相應(yīng)的時間點的模擬記錄信號數(shù)據(jù)被傳輸?shù)搅硗獾男盘柎尜A器。由此，為了(例如)明顯示所有要顯示的模擬信號，迭加器開始工作，并暗顯示直到與再現(xiàn)中的視屏相應(yīng)的時間點的上述模擬信號。由此，通過確認要顯示的模擬信號的所有圖象，按照再現(xiàn)電視圖象的進程可看到信號的漸變。
在插入攝像機的電容耦合器件(CCD)和視頻存貯裝置(錄像帶)間的迭加器中，當輸入記錄屏幕的屬性信息(年、月、日、時、分、秒和半幀號)時，屬性信息被轉(zhuǎn)換成視頻信號的明和暗的信息，并緊隨垂直的SYNC之后被記錄到錄像帶上與第三或第四行相應(yīng)的部分。由此，錄象帶的再現(xiàn)不會受錄像機內(nèi)部錯誤跟蹤引起的噪聲的影響，記錄屏幕上的屬性信息，可很容易被分離并提取而不將屬性信息顯示在屏幕上。出現(xiàn)錯誤跟蹤的情況是當磁帶轉(zhuǎn)動停止而只有螺旋掃描轉(zhuǎn)動磁頭旋轉(zhuǎn)，即在靜止圖象再現(xiàn)或慢動作再現(xiàn)時，記錄和再現(xiàn)磁頭經(jīng)過與用于記錄的磁道不同的磁道。
安裝在用于迭加并輸出再現(xiàn)視頻信號和模擬信號的適配器中的多個模擬信號數(shù)據(jù)輸入端接收在同一時間彼此十分不同的多個模擬信號數(shù)據(jù)并可顯示彼此同步的多個不同模擬信號和再現(xiàn)視頻信號。由此，即使物理上彼此分開位置處的壓力信號如手指的抓握壓力和腳底的壓力(體重移動)過渡特性信號被分別記錄在不同的記錄儀上，它們也作為其中上述各自的過渡信號和再現(xiàn)視頻圖象被迭加的視覺信息被觀察。
插在攝像機的音頻記錄輸入端的FM調(diào)制器，(VF轉(zhuǎn)換器，電壓頻率轉(zhuǎn)換器)甚至可模擬包括由于攝像機的特性不能被記錄成音頻信息的低頻成分的模擬信號并將其記錄到錄象帶上。由此，即使是間斷產(chǎn)生的模擬信號也可被記錄為與視頻信號完全同步的音頻信息，結(jié)果，僅通過將FM調(diào)制器(VF轉(zhuǎn)換器，電壓頻率轉(zhuǎn)換器)，在再現(xiàn)時插入音頻輸入端，與顯示屏幕同步的模擬信號就可被顯示。
探測到的由安裝在模擬信號探測器中的無線發(fā)送器發(fā)出的模擬信號被安裝在上述信號記錄儀中的無線接收器接收，沒有連接電纜。由此，物理上彼此分開的位置處的壓力信號，如手指的抓握壓力和足底壓力(體重移動)過渡特性信號中的一個或兩者的數(shù)據(jù)可記錄在相同的信號記錄儀或多個信號記錄儀中而不用復(fù)雜的電纜連接，并且具有優(yōu)良明操作技術(shù)的信號顯示設(shè)備可被提供。
圖1是說明實施例共同內(nèi)容的功能框圖。
圖2是說明第一實施例內(nèi)容的信號處理框圖。
圖3是說明用于第一實施例抓握壓力的便攜訓(xùn)練器械結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是用于解釋第一實例的順序流程圖。
圖5是說明用于抓握壓力的便攜系統(tǒng)的實施例的圖。
圖6是說明高爾夫球握柄壓力特性的信號圖。
圖7是IC存貯器中與信號存貯有關(guān)的存貯部分的第一存貯器映象圖。
圖8是說明第二實施例正常工作順序的流程圖。
圖9是IC存貯器中與信號存貯有關(guān)的存貯器部分的第二存貯器映象圖。
圖10是說明抓握壓力訓(xùn)練卡(信號記錄卡)外形及各種開關(guān)操作功能的圖。
圖11是說明用于第三實施例的高爾夫球棍的自動識別方法的圖。
圖12是說明參考信號和記錄信號相似度比較情況的信號圖。
圖13是IC存貯器中與信號存貯有關(guān)的存貯器部分的第三存貯器映象圖。
圖14是說明第三實施例正常工作順序的流程圖。
圖15是說明用于第四實施例抓握壓力的便攜訓(xùn)練器械結(jié)構(gòu)的圖。
圖16是說明第四實施例便攜壓力訓(xùn)練卡(信號記錄卡)安裝例子的草圖。
圖17是IC存貯器中與信號存貯有關(guān)的存貯器部分的第四存貯器映象圖。
圖18是說明第五實施例的信號記錄卡框圖。
圖19是說明第五實施例的信號圖。
圖20是說明第五實施例的控制流程圖。
圖21是說明第六實施例的系統(tǒng)框圖。
圖22是說明信號記錄儀(抓握壓力訓(xùn)練卡單元)功能的框圖。
圖23是說明記錄信號狀況的信號圖。
圖24是說明參考信號和記錄信號的比較和判定情況的信號圖。
圖25是說明抓握壓力訓(xùn)練卡單元工作流程的流程圖。
圖26是說明信號存貯區(qū)地址分布的存貯器映象圖。
圖27是說抓握壓力訓(xùn)練卡的外形圖。
圖28是可標記時鐘數(shù)據(jù)的攝像機的功能框圖。
圖29是電視適配器設(shè)備的功能框圖。
圖30是說明電視適配器設(shè)備控制流程例子的流程圖。
圖31是說明往錄象帶上插入(標記)時鐘數(shù)據(jù)方法的例子的信號圖。
圖32是說明電視屏幕顯示格式例子的圖。
圖33是說明電視屏幕顯示格式實際使用例子的圖。
圖34是說明第七實施例的系統(tǒng)配置圖。
圖35是第七實施例攝像機設(shè)備和電視適配器設(shè)備的功能框圖。
圖36是說明用于第七實施例的手套的安裝情況的安裝布局圖。
圖37是說明無線發(fā)送設(shè)備功能的功能框圖。
圖38是說明第八實施例局部的框圖。
圖1是表示實施例基本原理的功能框圖。當操作器械的操作者(訓(xùn)練器械使用者)501通過如手套或其它工具裝備上傳感器502，抓握器械503，并用所施加的力操作器械時，根據(jù)傳感器502類型產(chǎn)生探測信號，(如對壓力傳感器，是在器械503測量部分作用力幅值的信號;對加速度傳感器，是在測量部分的速度變化信號)。該探測信號通過有線或無線發(fā)送機傳送到信號記錄儀和訓(xùn)練儀510，并當探測信號判別為是需要的被探測的信號時形成最新探測信號且存入存貯器505，同時與預(yù)先寄存的參考信號506進行比較507。比較結(jié)果和基于比較結(jié)果的建議信息由信息裝置508以引起五個感官(如視、聽、觸)感知的方式反饋給操作者501。信號記錄儀和訓(xùn)練儀510有I/O設(shè)備509且有與PCMCIA(個人計算機存貯卡國際學(xué)會)標準或JEIDA(日本電子工程學(xué)會)標準一致的外形尺寸，且提供與市場上存貯卡的兼容性。
通過這些，不僅可以通過把信號記錄儀和訓(xùn)練儀插入教練的個人計算機存貯卡槽中實現(xiàn)增強的信號分析，并且包括傳感器的訓(xùn)練器械裝置可象在戴條領(lǐng)帶或腕表的感覺下被安裝。因此，不考慮場地和訓(xùn)練方法減輕了心理負擔，可以實現(xiàn)具有訓(xùn)練和實際運動較小差別和好的訓(xùn)練效率的系統(tǒng)。
第一實施例將參照附圖加以解釋。
圖3所示為一個測量生物體肌肉作用力幅值(在本實施例中為抓握力量幅值)動態(tài)過渡特性的便攜式器械結(jié)構(gòu)圖。
半導(dǎo)體壓力傳感器2a和2b安裝在手套1的大拇指尖端和小拇指根附近的手掌上，并通過電纜與抓握壓力訓(xùn)練卡10相聯(lián)，抓握壓力訓(xùn)練卡是卡片大小(長86mm，寬55mm，厚7mm)的信號記錄儀的實體。抓握壓力訓(xùn)練卡10基本如下所示構(gòu)成及操作。
由測量放大器3(雖然與壓力傳感器2數(shù)目相應(yīng)的測量傳感器3用下述同樣方法提供，為方便起見圖中簡略)將由傳感器2a和2b探測的小壓力信號放大到所需幅值而得到的手指肌肉作用力(抓握力，握緊力)過渡信號11(雖然得到兩個系統(tǒng)輸出11a和11b，為方便圖中簡略)被多路復(fù)用器4a時分，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器4轉(zhuǎn)換為8位數(shù)字碼，基于控制器5的指令，存入IC存貯器6(實際使用集成了多路復(fù)用器4a、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4和控制器6的微處理單元(MPU，IC)，需要時通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器7從模擬信號輸出插座9輸出為一個模擬信號或通過IC卡片連接器在管腳排列與標準一致下不經(jīng)改變輸出為一個數(shù)字信號。訓(xùn)練卡片10的操作由操作開關(guān)21、22和23控制，并且這種操作的結(jié)果顯示在液晶顯示板25上作為視覺信息(如圖1所示由204指示的信號被顯示)和進一步由揚聲器26獲得作為聽覺信息。前面提到的存貯(記錄)在IC存貯器6中的過渡信號11的出現(xiàn)時鐘數(shù)據(jù)從具有日歷和時鐘功能的實時控制器5a中被抽取，并通過控制器5存貯在存貯器6的預(yù)定區(qū)域?？刂破?的處理執(zhí)行時鐘使用這樣的結(jié)構(gòu)，由時鐘開關(guān)數(shù)據(jù)選擇器193選擇和使用低頻晶體控制振蕩器191的輸出信號LF和高頻晶體控制振蕩器192的輸出信號HF。因此，盡管操作處理速度可能降低，為減少功耗，可選擇低頻晶體控制振蕩器。相反，當要求高速處理時盡管功耗可能增加，則可選擇使用高頻晶體控制振蕩器。
圖2是一個信號處理框圖，表示了直到使用圖3所示裝置在存貯器中記錄模擬輸入信息(因此在本實施例中為按時間次序輸出的手指壓力過渡信號)的程序原理。輸入信號處理器201以低頻慢速執(zhí)行處理(圖3所示低頻晶體控制振蕩器191保持被同圖所示選擇器193選中狀態(tài))直到輸入模擬信號11的電壓幅值(信號強度)超過固定值Vth。當探測到(點P1)模擬信號11開始比前述觸發(fā)參考電壓Vth高時，狀態(tài)切換到高速處理模式(圖3所示高頻晶體控制振蕩器192被同圖所示選擇器193選中)，在點P1附近進行微分系數(shù)(信號斜率)計算，并且當結(jié)果在允許微分系數(shù)區(qū)域內(nèi)時，暫時將點P1當作被記錄信號在P1點附近記錄信號的觸發(fā)點。然后，輸入信號處理201在記錄狀態(tài)判斷區(qū)域tj;分離輸入信號11，在相關(guān)誤差處理203中以記錄信號存貯處理202的輸出為參考信號執(zhí)行相關(guān)處理操作，并以操作結(jié)果為基礎(chǔ)將相關(guān)誤差累積值ε發(fā)送至記錄狀態(tài)判斷處理器204。記錄狀態(tài)判斷處理器204具有窗口比較器結(jié)構(gòu)，在這里下限閾值量或Vr1和上限閾值量Vr2是參考值。當相關(guān)累積誤差值ε小于下限閾Vr1時，即當輸入信號11在記錄狀態(tài)判斷區(qū)域tj中的信號觸發(fā)器的參考信號極相似時，記錄狀態(tài)判斷處理器204判斷該區(qū)域為區(qū)域1。當相關(guān)累積誤差值ε小于上限閾值Vr2但大于下限閾值Vr1時，記錄狀態(tài)判斷處理器204判斷該區(qū)域為區(qū)域2。當相關(guān)累積誤差值ε大于上限閾值Vr2時，記錄狀態(tài)判斷處理器204判斷該區(qū)域為區(qū)域3。當記錄狀態(tài)判斷處理器204判斷該區(qū)域為區(qū)域1時，輸入與記錄參考信號大致相似的信號，使得不需要記錄信號本身而且記錄狀態(tài)判斷處理器204僅記錄相關(guān)信息，如在探測時間點處的時鐘數(shù)據(jù)。當記錄狀態(tài)判斷處理器204判斷該區(qū)域為區(qū)域2時，其記錄包括以后記錄區(qū)域tr的整個信號記錄區(qū)域的信號和諸如時鐘數(shù)據(jù)的相關(guān)信息。當記錄狀態(tài)判斷處理器204判斷該區(qū)域為區(qū)域3時，即當它判別出輸入信號與記錄參考信號相比聯(lián)系很小時，記錄狀態(tài)判斷處理器204不執(zhí)行任何操作，將模式返回至低速處理模式(如圖3所示低頻晶體控制振蕩器191被同圖所示選擇器193選中)，并返回到等待下次出現(xiàn)的輸入信號的高幅度部分(信號強度高于Vth的部分)的操作。
圖4是個流程圖，表示了前面提到的操作并表示了圖5所示控制器5根據(jù)程序進行處理的順序流程。首先，控制器5判斷操作模式(狀態(tài)101)，當設(shè)置為正常模式時，控制器5在循環(huán)存貯器中存貯輸入信號的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果，通過信號電平幅值的判斷值和隨后的微分系數(shù)判斷值(狀態(tài)104)執(zhí)行當前時間的暫時存貯(狀態(tài)103)，并在記錄狀態(tài)判斷區(qū)域tj對信號采樣(狀態(tài)105)?？刂破?判斷記錄狀態(tài)判斷參考信號是否寄存。當它被寄存時，控制器5計算在tj區(qū)域采樣的信號與記錄狀態(tài)判斷參考信號間的相關(guān)值，由窗口比較器判斷相關(guān)誤差值幅度(狀態(tài)151)，并判斷判斷結(jié)果是否在區(qū)域2中(狀態(tài)152)。當判斷結(jié)果在區(qū)域2中時，控制器5等待直到后面記錄區(qū)域tr過去(狀態(tài)153)并停止向循環(huán)存貯器的存貯操作(狀態(tài)154)。然后控制器5將循環(huán)存貯器的內(nèi)容傳送到預(yù)定的信號記錄區(qū)域(狀態(tài)108)，將相關(guān)信息如時鐘數(shù)據(jù)存入預(yù)定的存貯區(qū)(155)，此外執(zhí)行各種后續(xù)處理(狀態(tài)157)，并返回流程圖頂端。在狀態(tài)152中當控制器5判斷該區(qū)域不是區(qū)02時，其在狀態(tài)156中檢查該區(qū)域是否是區(qū)域1。當是區(qū)域1時，控制器5進入狀態(tài)155并記錄存貯如時鐘數(shù)據(jù)的相關(guān)信息。當區(qū)域不是區(qū)域1時，控制器5與在狀態(tài)157中執(zhí)行處理。
根據(jù)上述第一實施例，當生物體信息及其它信息代表的不穩(wěn)定突發(fā)信號部分被記錄和存貯時，信號本身被記錄的信號部分，僅記錄相關(guān)信息的信號部分，及不需要似乎是由噪聲混合引起的每個記錄的信號部分可以被可靠地分離和提取，使得有限的存貯區(qū)域可得到高效的利用，并可提供小型信號記錄儀。
在當前IC和LSIC最重要成員C-MOS結(jié)構(gòu)中，可以知道功率消耗與內(nèi)部電路操作頻率成正比。如上提到的第一實施例所示，當信號記錄儀經(jīng)常在低頻下操作且僅當需要高速處理時使用高頻時鐘操作有限一段時間時，電池的壽命可以有不同量級的提高，且可保證比常用電池小的電池可以使用更長時間，因此以上是解決小型重量輕的有效辦法。
第二實施例將在下面參照附圖加以說明。
圖6所示信號圖說明第二實施例。
圖6(a)表示高爾夫球員主手臂、另一手的大拇指和高爾夫球棍抓握表面之間的相對負載(壓力)的動態(tài)變化，(抓握壓力的過渡特性)信號11，并有雙向角信號的特性。具有這種特性點和大于固定電平的幅度(Vth)的陡峭信號部分假定為觸發(fā)點P1，并且記錄P1前720個采樣數(shù)據(jù)，P1后480個采樣數(shù)據(jù)即共1200個采樣(從P0到P5)為單位揮桿信號?？梢杂迷囼炞C明P2點對應(yīng)于回擺的頂點，P3點對應(yīng)于碰擊點，P4對應(yīng)于順擺的終點。
圖6(b)表示了同一時刻手指肌肉作用力(抓握力量)過渡特性信號11和教練信號12，并且教練信號是后面提到的高爾夫球員最佳擊球時的過渡特性信號。在本例中，反向陡沿探測值設(shè)置為信號記錄的觸發(fā)狀態(tài)，使P1在順擺的中途(在P2與P3之間)。記錄信號11和教練信號(參考信號)12通過分別測量在P2、P3、P4點的幅值和相對距離及計算差別來進行比較。
圖6(c)表示高爾夫球員主手臂、另一只手的大拇指、和高爾夫球棍抓握表面之間相對負載(壓力)的動態(tài)變化(抓握壓力的過渡特性)信號11a和同一時刻同一只手小拇指根部附近手掌與高爾夫球棍抓握表面之間相對負載(壓力)的動態(tài)變化(抓握壓力過渡特性)信號11b。一般水平較高的人指導(dǎo)高爾夫球時，他經(jīng)常定性指出，主要用小指抓握球棍，稍微用第三指和中指抓握，在碰擊的瞬間施力。然而在本例中則可通過察看信號而定量地完成訓(xùn)練。
圖5所示實施例為在高爾夫球中訓(xùn)練高爾夫球棍抓握狀態(tài)的實際便攜式訓(xùn)練系統(tǒng)。旨在提高打球技術(shù)的高爾夫球員100來到實際的高爾夫球場，附近的高爾夫球訓(xùn)練場或一塊空地，在與主手臂相反的手上戴上安裝有壓力傳感器來進行抓握壓力訓(xùn)練的手套，將信號記錄儀的主要部分的抓握壓力訓(xùn)練卡10放入與身體某部分如腰或衣服口袋相連的存貯盒中，重復(fù)揮動高爾夫球棍30來擊球以把高爾夫球棍30的抓握壓力的動態(tài)變化(抓握壓力的過渡特性)信號記錄到信號記錄儀主要部分的抓握壓力訓(xùn)練卡10。抓握壓力訓(xùn)練卡10將該信號與預(yù)先集存或在本次打球時集存的其最佳擊球時高爾夫球棍抓握壓力的動態(tài)變化(抓握壓力過渡特性)信號進行比較和判斷，并通知高爾夫球員100最佳擊球的可再現(xiàn)性。如，當可再現(xiàn)性很好時，可通過可接受的聲音“嘟”或語音“好”通知高爾夫球員100。當判斷未能實現(xiàn)很好地可再現(xiàn)性時，用拒絕的聲音“嗚”或語音“對不起”通知他。當然通知的聲音音量可根據(jù)外界環(huán)境降低或關(guān)閉。當完成一系列運動或訓(xùn)練時，訓(xùn)練情況可以使用記錄了許多抓握壓力信號(本實施例中一次可記錄200個揮動信號)的訓(xùn)練卡10通過多種方法進行慢慢地研究。其中一個方法是當市場上通用的彩電42與特殊的電視適配器41相聯(lián)且訓(xùn)練卡10插入適配器41時，各種與訓(xùn)練相關(guān)的信號和信息被顯示在電視42的屏幕上。作為這種顯示屏幕的一例，前面提到的記錄在訓(xùn)練卡10上的壓力信號被順序顯示，或隨機選中的單信號或多信號被顯示，或同時顯示寄存的參考信號。另外，在顯示過程中還可顯示對壓力信號和參考信號比較判斷的結(jié)果的注解，并顯示他最佳揮桿的再現(xiàn)直方圖。其中，水平軸代表與參考信號的相似度，垂直軸代表出現(xiàn)頻率的圖表。第二個方法是將記錄有信號的卡片10插入特殊的描筆記錄儀適配器43中，前面提到的記錄信號利用市場上的描筆式記錄儀輸出，各種類型的信息可用如上述電視屏幕顯示的方式輸出。很明顯，使用個人計算機(PC)可實現(xiàn)高級處理。然而在所示實施例的系統(tǒng)中，由于沒有具有IC卡I/O終端的個人計算機，所以特殊的PC適配器45是通過試驗的方法生產(chǎn)的，并且抓握壓力訓(xùn)練卡10插入適配器45以獲得與個人計算機46的接口。當上面提到的適配器41、43和45操作時，為調(diào)用記錄在卡片10中的多個揮桿信號，有兩個存取裝置可用于，如規(guī)定揮桿信號數(shù)和規(guī)定揮桿信號時間。因此，目標信號可以很簡單地被調(diào)用。在抓握壓力訓(xùn)練卡10上安裝的液晶顯示板25的屏幕上也可輸出與前面提到的電視屏幕一樣的顯示，并且不論位置如何，訓(xùn)練可被跟蹤且允許小屏幕和低分辨率。
圖3所示在第一實施例中說明了的抓握壓力訓(xùn)練卡10的結(jié)構(gòu)如原來一樣使用。下面參照表示從壓力傳感器2a(嵌在高爾夫手套手掌邊的大拇指上)得到的壓力信號11的圖6(a)和表示與信號存貯器相關(guān)的存貯器映象圖的圖7，再次使用圖3對操作進行更具體的說明。不論揮桿與否(假設(shè)在行走時無復(fù)載(壓力)施加給傳感器2a，盡管在這種情況下，信號也被當作是零負載信息的模擬信號)從壓力傳感器2a輸出的信號經(jīng)常輸出為伴隨著由各種干擾因素(當有關(guān)大拇指觸到身體或當手握東西時)引起的幅度變化的模擬信號。具有壓力信息的模擬信號經(jīng)常由模數(shù)轉(zhuǎn)換器4以240Hz量化和采樣，并寫入環(huán)狀存貯器6a(見圖7，具有1.2K字節(jié)容量，原有的數(shù)據(jù)被新數(shù)據(jù)更新)其具有的操作形式與安裝在IC存貯器6中的FI-FO(先進快出)存貯器相同，并且，信號11的幅度和斜率同時被控制器5檢查。在這種情況下，當控制器5判別信號11的幅度比預(yù)定固定值(圖6a中示為Vth)大且狀態(tài)比預(yù)定啟動特性陡時，在該時間點處的信號點定義為信號記錄參考點(圖6a中示為點P1)，并僅在之后2秒(在圖6a中由P5點表示，由于采樣頻率是240Hz，采480個點)模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的輸出數(shù)據(jù)通過更改安裝在IC存貯器6中循環(huán)存貯器6a(見圖7)的內(nèi)容而被存貯，而且存在于循環(huán)存貯器6a中的信號不連續(xù)點，即信號記錄參考點(圖6a中示為點P1)前720個采樣信號(約3秒前)的記錄信號頂點也被計算。然后，即當所有被記錄的信號數(shù)據(jù)(圖6a中示為從P0到P5的1200個采樣數(shù)據(jù))存入循環(huán)存貯器6a(見圖7)后，僅當控制器5確認在被記錄信號數(shù)據(jù)中，施加于與主手臂相對的拇指墊的壓力有高爾夫揮桿的固有特性時，控制器5在后面提到的特征點處存貯各種參數(shù)，同時將所有存貯在循環(huán)存貯器6a(見圖7)中的數(shù)據(jù)傳送到安裝在IC存貯器6中的記錄存貯裝置6b(見圖7)。
圖7示出了安裝在IC存貯器6(參見圖3)中的循環(huán)存貯器6a和記錄存貯器6b的存貯圖。與前面提到的存貯器相關(guān)的操作將參照本圖做一詳細說明。循環(huán)存貯器6a一般由從地址LM0到LM1199的1200個字節(jié)和從地址LM1200開始的7個字節(jié)組成(實際上需要用于各種標志的區(qū)域)。從模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換的信號數(shù)據(jù)順序?qū)懭氲刂稬M0，LM1，LM2，…，當數(shù)據(jù)寫入最后一個地址LM1199時，數(shù)據(jù)又順次從LM0開始被寫入地址。當上述操作連續(xù)循環(huán)時，控制器5探測信號記錄參考點(圖6a示為點P1)時，控制器5計算循環(huán)存貯器6a的地址LMX(地址P0)(信號頂端數(shù)據(jù)存貯在這里)，將它存入地址LM1200中作為點P0，并將在P0點處的時鐘數(shù)據(jù)按年、月、日、小時、分鐘、秒的順序存入從LM1201開始的地址中。寫入循環(huán)存貯器6a的操作執(zhí)行到地址LMX-1(對應(yīng)于圖6a所示點P5)并在那里中斷。然后，當控制器5識別出高爾夫揮桿的固有信號時，控制器5將循環(huán)存貯器6a的內(nèi)容發(fā)送到在一輪中(直到地址LMX-1)從地址LMX開始的記錄存貯器6b中(直到n+1個信號可以一種方式順序存貯到最后第n個記錄信號存貯區(qū)域，其方式為第0個記錄信號存貯區(qū)域的下一個力第1記錄信號存貯區(qū)域)并重新開始被中斷的寫入循環(huán)存貯器6a的操作。當高爾夫揮桿的固有信號未能識別出時，控制器5不執(zhí)行前面提到的存貯器之間的發(fā)送及重新啟動被中斷的寫入循環(huán)存貯器6a的操作。
圖8是表示正常操作順序的流程圖，它以在抓握壓力訓(xùn)練卡10(見圖3)中的控制器5(見圖3)所控制的程序的形式給出。首先控制器5判斷操作模式(狀態(tài)101)。在設(shè)置正常信號記錄模式時，控制器5執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換操作，將轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)存入預(yù)定的循環(huán)存貯器地址中(狀態(tài)102)，判斷前面所述的轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)幅度是否大于固定電平(狀態(tài)103)，并返回到AD轉(zhuǎn)換執(zhí)行狀態(tài)102。在判斷狀態(tài)103中當控制器5判斷幅度大于固定電平時，控制器5在下一微分系數(shù)判斷狀態(tài)104中判斷信號斜率是否很陡，如比固定值大。當斜率比固定值小時，控制器5返回AD轉(zhuǎn)換執(zhí)行狀態(tài)102。當控制器5判斷斜率陡如大于固定值時，其存貯當前時鐘數(shù)據(jù)(狀態(tài)115)，然后通過固定計數(shù)(本實施例中為480)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換和存入循環(huán)存貯器6a(見圖5)的操作(狀態(tài)105)，中斷上述操作(AD轉(zhuǎn)換和存入循環(huán)存貯器的操作)，選出是高爾夫揮桿的固有特性部分的P1、P2和P3(見圖6a)，從中計算幅度和相對時間(狀態(tài)106)。當在特性選取狀態(tài)106中沒找到前面提到的特性部分時，控制器5恢復(fù)前面提到的操作中斷狀態(tài)(AD轉(zhuǎn)換和存入循環(huán)存貯器的操作)并返回AD轉(zhuǎn)換執(zhí)行狀態(tài)102。相反當控制器5通過判別特性部分確認高爾夫揮動信號時，其將存貯在循環(huán)存貯器6a(見圖5)中的1200字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送到記錄存貯器6b(見圖5)中(狀態(tài)108)。當控制器5判斷上述信號未寄存在參考信號的寄存情況判斷狀態(tài)109中時，其恢復(fù)上述操作中斷狀態(tài)(AD轉(zhuǎn)換和存入循環(huán)存貯器的操作)并返回AD轉(zhuǎn)換執(zhí)行狀態(tài)102。當控制器5判斷上述信號已寄存在參考信號的寄存情況判斷狀態(tài)109中時，其計算參考信號和剛記錄信號間的相似度，并將結(jié)果存貯到預(yù)定區(qū)域(狀態(tài)110)，并根據(jù)上述計算的相似度情況用蜂鳴聲音通知高爾夫球員(狀態(tài)111)。然后，控制器5將顯示信號更新狀態(tài)112中最新的記錄信號在液晶顯示板25(見圖3)上顯示，進入啟動操作判斷狀態(tài)113，并在記錄壓力信號后檢查啟動開關(guān)是否工作(在這一時間點的啟動開關(guān)具有指示寄存最新?lián)]桿作為參考信號的作用)。當相關(guān)的開關(guān)操作被識別時，控制器5寄存最新的記錄信號，作為在寄存參考信號狀態(tài)114中的參考信號。當控制器5判斷在判斷狀態(tài)113中未操作相關(guān)開關(guān)時，其返回處理開始處的模式判斷狀態(tài)101。
圖9表示安裝在IC存貯器6(見圖3)中的與信號存貯區(qū)域相關(guān)的存貯器映象圖，與圖7相比區(qū)別在于增加了一個參考信號存貯器6c。對于存貯在循環(huán)存貯器6a中的單位記錄信號數(shù)據(jù)，控制器5將地址LMX中的內(nèi)容發(fā)送到記錄存貯器6b的地址WMa-1199中(符號a表示“記錄信號的數(shù)目-1”的數(shù)值，并用由0-n表示，在本實施例中n是199)。傳送并存貯到記錄存貯器6b中的壓力信號數(shù)據(jù)通過在那時啟動開關(guān)的操作，傳送到參考信號存貯器6c中(在圖8所示狀態(tài)113、114中執(zhí)行)。在記錄存貯器6b的記錄數(shù)據(jù)中在記錄區(qū)域中的最新數(shù)據(jù)被復(fù)制到參考信號存貯器6c中。例如，當記錄信號的數(shù)目為1時，控制器5將從地址WM0-0到地址WM0-1199中的數(shù)據(jù)發(fā)送到從地址RM0到地址RM1199。當記錄信號的數(shù)目為2時，控制器5將從地址WM1-0到WM1-1199中的數(shù)據(jù)發(fā)送到從地址RM0到地址RM1199。
圖10舉例表示了簡略代表本實施例中使用的抓握壓力訓(xùn)練卡10外形和操作開關(guān)功能的重要特性。抓握壓力訓(xùn)練卡10包括以下幾部分傳感器信號輸入的多針插座13，模擬信號輸出端的多針插座9，啟動按鈕開關(guān)21，電源兩級撥動開關(guān)22，第一操作模式設(shè)置的兩級撥動開關(guān)23，第二操作模式設(shè)置的三級撥動開關(guān)24，和指定針的并與日本電子工業(yè)學(xué)會(JEIDA)標準一致的數(shù)字I/OIC卡連接器8(68個針)。操作方法概述將在下面予以說明。首先，嵌入了壓力傳感器的高爾夫手套1(見圖3和圖6)通過預(yù)定電纜連接接到傳感器信號輸入的多針插座13[傳感器]上，電源開關(guān)22[電源]設(shè)置到開位置以提供操作模式。當?shù)谝荒Ｊ介_關(guān)23通常設(shè)置在“正?！蔽恢枚诙Ｊ介_關(guān)24設(shè)置在“訓(xùn)練”位置(這即指正常模式，見圖6)時，僅記錄揮桿時的抓握壓力信號。當啟動開關(guān)21[啟動]在上述正常模式被按下時，最新記錄信號(顯示在液晶顯示板25上)被寄存作為參考信號。然后每次揮桿的記錄信號與上面寄存的參考值進行比較，并且預(yù)定的相似度的判斷結(jié)果每次由蜂鳴聲或語音給出通知。然后當?shù)诙Ｊ介_關(guān)24設(shè)置在“顯示”位置時，選擇特殊顯示方式，而且當啟動開關(guān)21按下時，抓握壓力信號則按記錄的順序顯示在液晶顯示板25的屏幕上。當前顯示的信號被寄存作為參考信號時，第二模式開關(guān)24返回到“訓(xùn)練”位置并按下啟動開關(guān)。當?shù)诙Ｊ介_關(guān)24設(shè)置在“擦除”位置并按下啟動開關(guān)21時，許多記錄信號被同時擦除，并且當在這種狀態(tài)下再次按下啟動開關(guān)時，寄存參考信號被擦除(當參考信號被擦除后，需要將模式開關(guān)24返回不是“擦除”的位置)。另外，當?shù)谝荒Ｊ介_關(guān)23設(shè)置到“閾值改變”位置時，可改變各種常數(shù)。當?shù)诙Ｊ皆O(shè)置開關(guān)24設(shè)置在“閾值”位置(與上述“訓(xùn)練”位置同)時，無論何時按下啟動開關(guān)21，信號記錄的觸發(fā)電平(圖6中Vth)設(shè)置到預(yù)定的順序的7個電平級之一。當?shù)诙Ｊ皆O(shè)置開關(guān)24設(shè)置到“微分”位置時，上述記錄觸發(fā)點的判斷微分系數(shù)可設(shè)置為從負向到正向通過零點的7級電平之一。當?shù)诙Ｊ皆O(shè)置開關(guān)設(shè)置到“判斷”位置時，用于與參考信號進行比較和判斷的接受和拒絕線可設(shè)置到7級電平之一。
根據(jù)第二實施例，通過使用特征雙向角部分存在接觸壓力隨時間信號的動態(tài)變化(接觸壓力為高爾夫球員在比賽中揮動高爾夫球棍時與主手臂相反的手掌拇指尖端與高爾夫球棍抓握表面之間的接觸壓力)，僅在IC存儲器中記錄上述特性部分的前3秒和后2秒的信號信息。因此，不需要執(zhí)行任何復(fù)雜操作即可將一些信號數(shù)據(jù)存貯到有限的存貯空間中，并且可以提供便攜、便宜的僅有卡片大小的抓握壓力訓(xùn)練器械。
高爾夫球員最佳擊球時的抓握壓力數(shù)據(jù)可在現(xiàn)場簡單地寄存、比較和判斷作為教練數(shù)據(jù)，使在實際的高爾夫球場或非特定的高爾夫練習(xí)場中可穩(wěn)定地執(zhí)行高爾夫球員再現(xiàn)最佳情況的訓(xùn)練，并可提供能有效提高打球技術(shù)的訓(xùn)練器材。一般來講，高級人員(專業(yè)人員)和初學(xué)者之間最根本的差別在于外在(形式)和內(nèi)在(心理狀況和肌肉狀態(tài))操作的可再現(xiàn)性好或壞。
根據(jù)第三實施例，要使用的高爾夫球棍的類型可自動識別，參考信號基于識別結(jié)果寄存在不同區(qū)域，且在比較和判斷時，與使用的球棍相對應(yīng)的參考信號被選擇和讀出。訓(xùn)練系統(tǒng)(圖5)和訓(xùn)練卡(信號記錄卡)的結(jié)構(gòu)(圖3)基本與第一或第二實施例相同，因此省略了重復(fù)部分的圖解和說明，在這里第三實施例將參照附圖加以說明。
圖11表示自動判別高爾夫球棍的方法。用突出物代表高爾夫球棍類型的標志簽31附于高爾夫球棍30的相關(guān)抓握部分(在本例中左手小指根部是接觸部分)，按陣列狀態(tài)分布、設(shè)置的分離類型壓力傳感器2b裝在高爾夫手套1的小指根部附近，并同拇指的壓力傳感器輸出終端一起與訓(xùn)練卡(信號記錄卡)相連(與圖3所示訓(xùn)練卡10結(jié)構(gòu)相同)。在標識簽31上，具有固定硬度的塑料半球分布在間距為P的凹點上(有塑料孔的地方定義為1，沒有的地方定義為0)。在圖中所示例中，首位M的1和末位的1之間的凹點是有效數(shù)據(jù)，并在十六進制中代表28而在十進制中代表40，在本實施例中，這種碼用作“斜邊(pitchingedge)球棍”。球棍類型由二進制碼定義，如十六進制的21指1#鐵桿，22為2#鐵桿，27為7#鐵桿，31為1#木桿。分離型壓力傳感器2b是一個陣列傳感器，它被劃分使等于前面提到的凹點間隔尺寸P的1/3的長度是單位壓力探測單元2b-1，2b-2，…，2b-n的長度，并且它足夠長以充分探測比前面提到的標志簽長度更長的區(qū)域。假定標簽31的半球孔31-1與如圖示位置相接觸，分離型壓力傳感器2b的每個單位單元按順序從2b-1到2b-n被選擇時，如圖所示的探測的壓力信號被輸出，在單位單元中進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并如圖所示用變化的二進制閾值(探測信號的最小包絡(luò)值并將該值平移固定值)進行二進制化。然后M和L末尾之間的間隔被分成8部分，假定3個單位單元為一位，依據(jù)是否探測到突起存貯二進制碼數(shù)據(jù)，當前使用(抓握)的球棍可被自動判別。分離型壓力傳感器2b的單位壓力探測單元2b-1，2b-2，…，2b-n的總數(shù)(阻力相加結(jié)果)表示了小指根部施加力的幅值。
圖12顯示了表示多個參考信號12和記錄的壓力信號11之間比較和判斷情況的信號圖。參考信號12-1到12-6根據(jù)前面提到的圖形自動判別結(jié)果分別存貯到相應(yīng)區(qū)域中。例如，當在1號寄存參考信號12-1中使用1#鐵桿，2#鐵桿的最佳擊球信號在2號寄存參考信號12-2中，3#鐵桿的最佳擊球信號在寄存參考信號12-3中，4#鐵桿的最佳擊球信號在寄存參考信號12-4中，5#鐵桿的最佳擊球信號在寄存參考信號12-5中，6#鐵桿的最佳擊球信號在寄存參考信號12-6中時，執(zhí)行寄存最佳擊球信號程序，使其同各自的特性點數(shù)據(jù)(在回擺頂點位置P2，碰擊點P3及順擺終點P4的幅度和相對時間)一起被寄存。每個記錄信號是一個由最新?lián)]桿引起的拇指尖端的壓力過渡特性信號，且特性信號11的在P2、P3和P4的特性點數(shù)據(jù)已被得到。控制器5收到用在最新?lián)]桿時高爾夫球棍類型自動判別的結(jié)果(見圖11)，選擇與前面提到使用的球棍相對應(yīng)的寄存參考信號12，并將它與前面提到的最新記錄信號11相比較。這種比較可以通過獲得在回擺頂端位置P2、碰擊點P3和順擺終點P4之間各自幅度的差別和相對時間之間的差別而簡單地執(zhí)行。另外，在執(zhí)行嚴密比較情況下(當信號依靠特殊的適配器顯示在電視屏幕或個人計算機屏幕上時，見圖5)每個記錄信號11和參考信號12的區(qū)域被測量(圖中所示陰影部分)，并且得到整個信號間的相關(guān)性以獲得相似度。
圖13表示如上所述具有多個參考信號存貯區(qū)域的系統(tǒng)中IC存貯器6(見第一實施例圖3)的信號存貯部分的存貯映象圖。存貯在循環(huán)存貯器6a中單位記錄信號的1.2K字節(jié)數(shù)據(jù)(從由指針P0指定的地址數(shù)據(jù)開始寫入LML0到M1199的地址中)通過記錄信號顯示總線61發(fā)送到記錄存貯器6b的從地址WMa-0到地址WMa-1199的預(yù)定區(qū)域(符號“a”指“記錄信號數(shù)-1”的正數(shù)，例，在第10個記錄信號下，是從地址WM9-0到WM9-1199的區(qū)域)。在這種情況下，當執(zhí)行參考信號寄存程序時(見第二實施例中圖9)，最新記錄信號數(shù)據(jù)(在上例中存貯在從地址WM9-0到地址WM9-1199區(qū)域中的數(shù)據(jù))發(fā)送到參考信號顯示總線62并被復(fù)制、寄存在參考存貯器6c中的預(yù)定區(qū)域(如，在1#鐵桿情況下，從地址RM0-0到地址RM0-1199的區(qū)域)。假設(shè)第11次揮桿由2#鐵桿執(zhí)行，記錄信號顯示總線上的壓力信號數(shù)據(jù)存貯在記錄存貯器6b的從地址WM10-0到地址WM10-1199的區(qū)域上，并且參考信號對應(yīng)于在參考存貯器6c中的2#鐵桿，如，從地址RM1-0到RM1-1199的數(shù)據(jù)同時順序發(fā)送到參考信號顯示總線，并迅速與前面提到的記錄信號顯示總線的數(shù)據(jù)相比較。記錄信號顯示總線61和參考信號顯示總線62的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示存貯器(圖中未示出)以共同顯示在液晶顯示板25(見第二實施例中圖9)上。
圖14是在第三實施例中控制順序的流程圖。在該流程圖中，一些狀態(tài)增加在參考信號寄存判斷狀態(tài)109后(表示在圖7中流程圖中，該流程圖在第二實施例中有大致說明)。即，在寄存判斷狀態(tài)109控制器5判斷參考信號已被寄存時，其在使用球棍判斷狀態(tài)130中判別用于揮桿的球棍，得到剛記錄的信號，在參考信號選擇狀態(tài)131中選擇能用作比較參考信號的參考信號，計算相似度并存貯判斷結(jié)果(狀態(tài)110)，通知判斷結(jié)果(狀態(tài)111)，且更改顯示信號(狀態(tài)112)。然后，在啟動開關(guān)操作判斷狀態(tài)113，控制器5判斷是否需要參考值寄存。如果需要，控制器5選擇與使用的球棍相對應(yīng)的參考信號寄存區(qū)域(狀態(tài)132)并將被選擇區(qū)域的最新?lián)]桿數(shù)據(jù)寄存為最佳擊球數(shù)據(jù)。
根據(jù)上面提到的第三實施例，不僅可以實現(xiàn)所用球棍基本固定在有特殊的高爾夫訓(xùn)練工具或高爾夫擊球訓(xùn)練場地的地方時的抓握壓力的訓(xùn)練，而且不需考慮使用的高爾夫球棍的類型可以實現(xiàn)從用木頭球桿擊球到用斜邊短距離擊球時抓握壓力信號的記錄和在實際高爾夫球場的訓(xùn)練。因此，訓(xùn)練可以如上面提到的在高爾夫訓(xùn)練場進行訓(xùn)練一樣簡單地執(zhí)行，且訓(xùn)練效果可以有很顯著的提高。
下面將參照


第四實施例。在第四實施例中，除去了連接嵌有壓力傳感器的高爾夫手套和有電路的訓(xùn)練卡(信號記錄卡)之間的電纜，并且由于使用了與壓力信號同時記錄的信號來進行判斷，增加了腦電波，加速度和角度作為對象，因此可以說第四實施例是第三實施例發(fā)展了的系統(tǒng)。
圖15是表示第四實施例的便攜式訓(xùn)練器械的框圖。其基本結(jié)構(gòu)與圖5所示第二實施例相同，省略相同部分的描述。由半導(dǎo)體壓力傳感器2(安裝在進行高爾夫揮桿抓握壓力訓(xùn)練的高爾夫球員主手臂相反一側(cè)手套1的手掌拇指尖端)探測的作用力信號在無線發(fā)射器54中進行頻率調(diào)制(FM)并作為微弱電磁波以約450MHz的載波頻率從天線55a發(fā)送到接收天線55b。由接收天線55b收到的電磁波由接收器(無線接收器)56探測和解調(diào)，恢復(fù)為由壓力傳感器2探測的抓握壓力信號狀態(tài)，并輸入到安裝在模數(shù)轉(zhuǎn)換器4前面的模擬多路復(fù)用器4a的第一輸入終端。另一方面，由腦電波探測器51得到的腦電波信號經(jīng)過僅使α波成分(從8Hz到13Hz)通過的帶通濾波器與模擬多路復(fù)用器4a的第三輸入終端連接，指示了放松狀態(tài)，而且加速度傳感器52的輸出信號也與模擬多路復(fù)用器4a的第二輸入終端連接。模擬多路復(fù)用器4a在單位采樣時間內(nèi)(在本實施例中約4.1ms)執(zhí)行第一輸入的選擇，第二輸入的選擇，然后是第三輸入的選擇，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器4將每個選擇的輸入信號量化為8位數(shù)據(jù)，并將信號存貯到IC存貯器6中循環(huán)存貯器的三個系統(tǒng)中。前面提到的第一輸入信號數(shù)據(jù)(從無線發(fā)射器發(fā)送的拇指壓力過渡信號)也同時輸入到控制器5，并且控制器5判斷觸發(fā)位置并選取特征點。當控制器5識別出前面提到的觸發(fā)位置和揮桿特征點時，其繼續(xù)進行固定數(shù)目的采樣操作，然后發(fā)送和記錄存貯在前面提到的循環(huán)存貯器三個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)到IC存貯器6的預(yù)定區(qū)域。
圖16是表示在第四實施例中抓握壓力訓(xùn)練卡(信號記錄卡)的安裝情況的圖。壓力訓(xùn)練卡(信號記錄卡)10準確安裝在高爾夫球員帽57的袋子里。從腦電波探測器51和接收天線55的引線連到前面提到的訓(xùn)練卡(信號記錄卡)10的輸入針(pin)插座上。因此，加速度傳感器52(見圖15)探測頭部的擺動，即擊球前后頭的上抬。
圖17是表示第四實施例中與信號存貯器相關(guān)的存貯器映象圖的圖。第一循環(huán)存貯器6a-1和第一記錄存貯器6b-1是用來記錄拇指的壓力信號的，第二循環(huán)存貯器6a-2和第二記錄存貯器6b-2是用來記錄頭部擺動情況的，第三循環(huán)存貯器6a-3和第三記錄存貯器6b-3是記錄α波出現(xiàn)情況的，而且它們彼此對應(yīng)。參考存貯器6c為每個高爾夫球棍寄存了從第一記錄存貯器6b-1選出作為參考信號的最佳擊球信號。
根據(jù)第四實施例，從嵌入手套的傳感器來的探測信號可通過電纜記錄到存貯器中，使高爾夫球員可以不會過于察覺到是在訓(xùn)練，從而集中精力?？梢匀菀撰@得探測擺頭時和擊球瞬間之間的時間點相關(guān)度，并且同時可以執(zhí)行所謂的頭上擺訓(xùn)練。在真正放松狀態(tài)(產(chǎn)生許多腦電波的α波)下?lián)]桿和其他狀態(tài)(興奮狀態(tài)等)下的比較和檢查是可能的。另外當探測到放松狀態(tài)時，可以放出輕松的音樂提示開始擊球。因此，該訓(xùn)練器械對真正高爾夫球賽中提高分數(shù)是一個好伙伴。
通過連接一個坡度傳感器，與球場傾斜情況的關(guān)系可以被檢查。通過連接一個測風計(加熱電阻，從其冷卻情況計算風速和風向)，可以在高爾夫球員擊球之前給他一個建議，并可同時得到抓握壓力轉(zhuǎn)變和風的情況之間相關(guān)性的統(tǒng)計。另外，在使用上面提到的第四實施例的方案(無線)時，許多高爾夫球員的抓握情況可以實時概括到主設(shè)備中，教練員可以獲得需同時訓(xùn)練的多個人的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，使他能不用分散計時地適當?shù)剌o導(dǎo)他們。
下面將參照

第五實施例，只有當有周期性的輸入信號的周期信號模式由于一些因素而被損壞或周期被打亂時，第五實施例提供一種方法用來記錄相關(guān)信息如其前后的信號信息和發(fā)生時間。
圖18是表示使用于第五實施例中的信號記錄卡和大致結(jié)構(gòu)的框圖。壓力傳感器(圖中未示出)、腦電波探測器51，插在耳垂上用來探測血流增加或減少的衣服扣形光電血流探測器71一起作為對信號記錄卡10的輸入信號源。每個輸出信號被模擬多路復(fù)用器4a進行時分，并由模數(shù)轉(zhuǎn)換器4轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，且需要時(在第五實施例中當重復(fù)模式損壞時)與由實時控制器5a所有的時鐘數(shù)據(jù)一起記錄到IC存貯器6中。
圖19表示信號圖，其中模仿了光電血流探測器71的輸出信號使之適于本實施例的說明。圖19(a)是當周期性和模式有序時的信號圖，且在這種情況下無信號被記錄。即，控制器5判斷在輸入信號超過固定閾值電壓Vth后在特征選取執(zhí)行保持區(qū)域結(jié)束后的特征選取執(zhí)行區(qū)域tx中是否有具有預(yù)定信號特征的信號成分。在圖中由于第一最大峰值點P2-1，最小谷值點P3-1和第二最大峰值點P4-1符合預(yù)先分別假定的幅度和頻率成分(相對時間間隔)，所以控制器5不記錄信號數(shù)據(jù)而執(zhí)行下一特征選取。
為了避免說明的復(fù)雜性，圖中在特征選取執(zhí)行后出現(xiàn)了不希望的信號(超過閾值電壓Vth的信號)，特征選取執(zhí)行保持區(qū)域tw結(jié)束，然后跟著特征選取執(zhí)行區(qū)域。然后在實施例中，即使在特征選取過程中，控制器5存貯超過閾值電壓Vth(有觸發(fā)點的信號)的信號，而且當它判斷前面提到的特征選取結(jié)果與假定值相似時，它立即將特征選取執(zhí)行保持區(qū)域tw和特征選取執(zhí)行區(qū)域復(fù)原到前面提到的存貯的觸發(fā)點。即控制器5對每個周期出現(xiàn)的信號執(zhí)行特征選取判斷操作。圖19(b)是一個信號圖表示了前面提到的峰值電壓特性丟失的信號偶然被混和的情況。即是這樣一種情況，控制器5判斷是否僅在輸入信號超過固定閾值電壓Vth后在特征選取執(zhí)行保持區(qū)域結(jié)束后的特征選取執(zhí)行區(qū)域tw中有具有預(yù)定信號特征的信號成分，且結(jié)果是無。判斷結(jié)果的時間是當前面提到的特性選取執(zhí)行區(qū)域tx結(jié)束且和與數(shù)據(jù)記錄區(qū)ts相關(guān)的信號數(shù)據(jù)和其相關(guān)信息從該信號被記錄(在被數(shù)據(jù)復(fù)原記錄區(qū)域ts-a從特征模式非提取判斷時間復(fù)原點)時的時間點。
圖20是微處理器5(見圖18)控制前面提到的操作的控制流程圖。首先，微處理器5判斷模式(狀態(tài)101)，當它是相關(guān)模式時，微處理器5將輸入信號的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果分別寫入循環(huán)存貯器(循環(huán)存貯器的操作與第一、二、三實施例中同)(狀態(tài)102)。微處理器5也判斷信號電平的幅度(狀態(tài)103)。當信號高于固定電平時，微處理器5等待特征選取執(zhí)行保持區(qū)域tw(狀態(tài)140)。然后，在特征選取執(zhí)行區(qū)域tx期間(狀態(tài)141)。微處理器5執(zhí)行特征模式提取計算(狀態(tài)106)直到特征模式被探測(狀態(tài)107)。在狀態(tài)107中當微處理器5確定存在特征模式時，其當前面提到的特征選取執(zhí)行區(qū)域tx結(jié)束時(狀態(tài)141b)返回流程頂部。當前面提到的特征選取執(zhí)行區(qū)域tx在前面提到的特征模式被探測前結(jié)束(狀態(tài)141中“是”的情況)時，微處理器5用固定數(shù)目執(zhí)行采樣(在圖19(b)所示ts-b區(qū)域期間)(狀態(tài)105)，然后，更新循環(huán)存貯器中的數(shù)據(jù)，中斷采樣結(jié)果，存貯(記錄)更新了的循環(huán)存貯器的內(nèi)容到預(yù)定的信號存貯區(qū)域(狀態(tài)108)，更新液晶顯示屏上的顯示數(shù)據(jù)，返回到流程頂部并結(jié)束一系列操作。
根據(jù)上面提到的第五實施例，例如，即使在運動訓(xùn)練過程中由一些原因引起心律不齊或驟停(叫作無節(jié)奏狀態(tài))時，各種相關(guān)信息(依賴于連接的傳感器)如其發(fā)生時間或腦電波情況可被記錄，且前面提到的記錄數(shù)據(jù)可按需要即刻處理，從而為體質(zhì)管理提供了很有效的工具。
第六實施例將參照附圖加以說明。第六實施例是一種高爾夫揮桿的訓(xùn)練系統(tǒng)，通過攝像機記錄的體形檢驗器械(高爾夫球棍)和手掌間抓握壓力的動態(tài)變化特性以提高訓(xùn)練效果。
圖21是表示該實施例的框圖。旨在提高打球技術(shù)的訓(xùn)練器械使用者100在左手上戴了連接(嵌)有壓力傳感器的高爾夫手套1(假定是右撇子，左撇子的人把它戴在右手上，這些注解在下面說明中被省略)，在不妨礙揮桿的部位安裝了用以記錄抓握壓力信號的抓握壓力訓(xùn)練卡10，并在高爾夫訓(xùn)練場或高爾夫球場用預(yù)定的高爾夫球棍30重復(fù)高爾夫揮桿。分別地通過由第三個人使用手提攝像機340記錄體形或使用三角架自動記錄體形，圖象即被記錄在錄像帶378中。在這種狀態(tài)下，揮桿執(zhí)行預(yù)定的次數(shù)(次數(shù)由高爾夫球員選擇性地決定，如在高爾夫訓(xùn)練場地或在實際高爾夫球場一個輪的終點時100次或200次揮桿)，記錄次數(shù)揮桿壓力信號的抓握壓力訓(xùn)練卡10被插入電視機適配器41以將信號顯示在家用電視機上，由用以記錄的攝像機340將記錄的錄像帶卷到預(yù)定位置，然后執(zhí)行再現(xiàn)操作。通過對錄(記錄)在錄像帶378上的時鐘數(shù)據(jù)與記錄為抓握壓力信號(記錄在訓(xùn)練卡10上)的屬性信息的時鐘數(shù)據(jù)進行比較和判斷，抓握壓力的變化可以與揮桿操作同步地在家用彩色電視機上看到。記錄的錄像帶可從前面提到的錄像機中取出，且用扁平型放像機350可看到和上面提到的相同的顯示信號。即，通過將再現(xiàn)操作技術(shù)(對慢動作再現(xiàn)或反向再現(xiàn))優(yōu)良的扁平型放像機350的再現(xiàn)輸出端同記錄信號的抓握壓力訓(xùn)練卡10被插入的電視適配器41連接、與揮桿方式同步的壓力信號可在彩色電視機42屏幕上看到。通過另外插入由在右腳跟和左腳跟嵌入的壓力傳感器測量和記錄體重移動狀態(tài)的第二抓握壓力訓(xùn)練卡10，可以同時看到形態(tài)，抓握壓力變化和體重移動變化。
圖22是顯示用在本實施例中的壓力信號記錄部分的框圖。嵌(安)在高爾夫手套1第一手指尖端(拇指)附近墊子(與器械的接觸表面)中的第一壓力探測傳感器2a和嵌(安)在第五指(小指)手掌的第二壓力傳感器2b的第一輸出通過抓握壓力訓(xùn)練卡10中的儀器放大器3放大為壓力信號11，由模擬多路復(fù)用器4a進行時分，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器4轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并記錄到IC存貯器需要的部分(信號存貯器)中。在這種情況下，由RTC20(實時時鐘)指示的時鐘時間和與視頻信號半幀號等價的以1/60S為單位的數(shù)字被記錄為前面提到的記錄信號的屬性信息。在這種方式下記錄的信號通過操作開關(guān)21、22和23顯示在液晶顯示板25上，或從揚聲器26輸出，或通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器7從模擬輸出終端9作為模擬信號輸出。然而，普通記錄的數(shù)據(jù)通過與JEIDA(日本電子工程學(xué)會)標準一致的IC卡片連接器8被吸收。在本例中，手指和握柄間的壓力被探測且信號數(shù)據(jù)被記錄。然而，壓力傳感器安裝在腳跟部、探測體重移動或用肌動電流傳感器探測和記錄肌肉運動狀態(tài)是可能的。
圖23表示了測量放大器3(見圖22)的輸出信號11轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并存貯在IC存貯器(信號存貯器)6(見圖22)中的情況。在信號記錄觸發(fā)點P1(或P2，或P3，或P4)前720個采樣的數(shù)據(jù)和在前面提到的觸發(fā)點后480個采樣的數(shù)據(jù)的共1200個采樣的數(shù)據(jù)記錄為單信號數(shù)據(jù)。
圖24表示記錄的最新輸出信號11和預(yù)寄存的參考信號12之間比較和判斷情況的示意圖。微處理器5計算在主要部分P2、P3、P4附近最新記錄信號11和參考信號12的信號相關(guān)性，并判斷相似度。同時在屏幕上顯示最新記錄信號11和參考信號12是可能的，在屏幕上僅顯示前面提到的計算的相關(guān)值也是可能的。
圖25顯示了用于第六實施例中的抓握壓力訓(xùn)練卡的操作流程，且它也是示于圖22中的微處理器(控制器)5的順序流程。首先，微處理器5判斷該模式是否為正常操作模式(判斷狀態(tài)101)，當“是”時，微處理器5將信號從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字，將其順序存貯到1200字節(jié)的循環(huán)存貯器(循環(huán)存貯器如圖22示安裝在IC存貯器6中，在圖中未示出)中(執(zhí)行狀態(tài)102)，并判斷AD轉(zhuǎn)換的信號電平是否高于固定值(狀態(tài)103)。當信號電平高于固定值時，微處理器5將該時間點的信號變化斜率與預(yù)定值相比(判斷狀態(tài)104)。當斜率大于固定值時，微處理器5將它識別為信號記錄的觸發(fā)點，然后在固定區(qū)域進行數(shù)據(jù)存貯(本實施例中為480個采樣點，見圖23)(執(zhí)行狀態(tài)105)，然后提取由P1、P2、P3和P4指定(見圖23)的記錄信號特征點(執(zhí)行地狀態(tài)106)，并判斷是否有目標特征模式作為結(jié)果(判斷狀態(tài)107)。當有目標特征模式時，微處理器5將存貯在前述循環(huán)存貯器中的數(shù)據(jù)發(fā)送到預(yù)定的信號存貯區(qū)域(后面將描述，見圖6)(執(zhí)行狀態(tài)108)，并同時寄存如前述發(fā)送的記錄信號的屬性信息(執(zhí)行狀態(tài)115)。另外，當將是比較參考的參考信號已被寄存時(判斷狀態(tài)109)，微處理器5計算參考信號和前述最新記錄信號間的相似度，存貯計算結(jié)果(執(zhí)行狀態(tài)110)，用蜂鳴聲或混和語音通知計算結(jié)果(執(zhí)行狀態(tài)111)，并同時更新液晶顯示屏(圖22中示為25)為最新記錄信號。然后當執(zhí)行啟動操作時(在判斷狀態(tài)113中為“是”)，微處理器5將前述參考信號改變?yōu)榍笆鲎钚掠涗浶盘?執(zhí)行狀態(tài)114)并返回流程頂端。
圖26表示前述信號存貯區(qū)域(圖22所示，在IC存貯器6內(nèi))的存貯映象圖。記錄信號順序存貯在假定屬性數(shù)據(jù)區(qū)域和信號數(shù)據(jù)區(qū)域為一個單元的#1到#n(在本實施例中n指200)中。當取出#1記錄信號區(qū)域6-1以檢查內(nèi)部映象圖時，#1信號屬性數(shù)據(jù)包括年、月、日、小時、分鐘、秒和幀(1/30S或半幀1/60S)的7字節(jié)數(shù)據(jù)。#1信號數(shù)據(jù)區(qū)域6-1b包括在信號記錄觸發(fā)點前720個采樣和在信號記錄觸發(fā)點后480個采樣的和的1200個字節(jié)的數(shù)據(jù)。
圖27表示用于上述實施例中的抓握壓力訓(xùn)練卡(信號記錄卡)10外形圖。從傳感器輸入終端13輸入的信號通過提取特征被自動記錄并顯示在液晶顯示板25上，且數(shù)據(jù)通過操作啟動開關(guān)21或各種開關(guān)22、23、24經(jīng)過IC卡連接器8或模擬輸出終端9從卡10輸出。
圖28是表示用在本實施例中用來記錄外形的攝像機功能的框圖。攝像機功能包括，粗劃分為攝像機記錄單元384，攝像機再現(xiàn)單元385，內(nèi)部監(jiān)視器77和錄像帶378。
通過攝像機透鏡370作用形成在電容耦合器件(CCD)371的感光表面上的圖像由電容耦合器件371轉(zhuǎn)換為電信號，并由攝像控制器372根據(jù)SYNC發(fā)生器373產(chǎn)生的時間將之轉(zhuǎn)換為視頻信號。視頻信號與由在時鐘信號迭加器382上時基控制器381產(chǎn)生的時鐘數(shù)據(jù)混合，并通過錄像帶的記錄控制器374和錄像帶控制器375將其記錄在錄像帶378上。時基控制器381包括一個時鐘計時器，并能通過操作時間調(diào)整開關(guān)380設(shè)置當前時間，還能通過時間調(diào)節(jié)和存貯器R/W連接器383修改外部設(shè)備的當前時間，或把時間設(shè)置為外部設(shè)備指定的時間。另一方面，錄像帶378在記錄期間的圖像或再現(xiàn)的圖像可通過再現(xiàn)控制器376在內(nèi)部監(jiān)視器377的屏幕上看到，也可通過輸出連接器379在外部的家庭電視上看到。
圖29是用于本例中的電視適配器(圖21中的電視適配器41)的功能框圖。從攝像機或放像機輸出的復(fù)合視頻信號從視頻信號輸入連接器386輸入，SYNC成分被SYNC分離器386提取，通過SYNC分離器387的視頻信號通過時鐘數(shù)據(jù)分離器388，模擬信號被迭加電路389迭加，從視頻信號連接器390輸出，并連接到外部監(jiān)視電視上。然后當外形示于圖27的抓握壓力訓(xùn)練卡(圖21中10和10′)插入IC卡片連接器391和391′時，由操作開關(guān)393的指示操作的與前述分離的SYNC的時間同步的適配器控制器392從前述抓握壓力訓(xùn)練卡中按需要提取數(shù)據(jù)，執(zhí)行預(yù)定處理，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)存貯到用于迭加和顯示特征顯示寄存器394和參考信號間相似偏差的錯誤顯示寄存器395和用于迭加和顯示與前述輸入的視頻信號有關(guān)的參考信號和記錄信號的顯示存貯器396中。
圖30是表示圖29所示適配器控制器392控制流程例子的流程圖。微處理器5判斷模式是否為正常操作模式(判斷狀態(tài)401)。當模式“是”時，微處理器5識別再現(xiàn)視頻的當前再現(xiàn)時間(執(zhí)行狀態(tài)402)，并判斷是否有與時間相關(guān)的信號信息(判斷狀態(tài)403)。當有信號信息時，微處理器5將相關(guān)信號的所有區(qū)域(1200字節(jié)的數(shù)據(jù))迭加到視頻信號以得到相對低亮度級(執(zhí)行狀態(tài)404)，將它顯示在屏幕上，并檢索參考信號是否寄存(判斷狀態(tài)405)。當“是”時，微處理器5計算對參考信號的相似度，即在抓握壓力過渡特性下，判斷抓握情況重復(fù)的再現(xiàn)性(執(zhí)行狀態(tài)406)，并以計算結(jié)果為基礎(chǔ)將注解說明迭加到視頻信號上(執(zhí)行狀態(tài)407)。另一方面，當前述參考信號的寄存值檢索是“否”(判斷狀態(tài)405)時或當微處理器5在前述注解說明輸出(執(zhí)行狀態(tài)407)后再次讀再現(xiàn)視頻信號的當前再現(xiàn)時間且有與前述讀出時間相應(yīng)的信號信息時(當在判斷狀態(tài)409有信號信息時)，微處理器5將亮度信號迭加到與前述讀的當前再現(xiàn)時間相應(yīng)的點(亮度信號在前述記錄信號中，前述記錄信號當前顯示在視頻信號中)，使其強度增加(執(zhí)行狀態(tài)410)并判斷在記錄信號數(shù)據(jù)中所有區(qū)域(1200字節(jié))的前述亮度修改操作(執(zhí)行狀態(tài)410)是否結(jié)束(判斷狀態(tài)411)。當其為“否”時，即操作并未結(jié)束，微處理器5構(gòu)成一個循環(huán)以返回到時間讀出狀態(tài)(執(zhí)行狀態(tài)408)。當前述判斷(執(zhí)行狀態(tài)411)為“是”時，即當1200個點的信號數(shù)據(jù)顯示結(jié)束時，微處理器5確定參考信號是否被寄存。(當其已被寄存時(判斷狀態(tài)412中為“是”時)，微處理器5計算再現(xiàn)性的分布(執(zhí)行狀態(tài)413)并顯示之)(執(zhí)行狀態(tài)414)。
圖31表示在本實施例中使用的將時鐘數(shù)據(jù)插入到錄像帶上的方法的舉例。VSC(視頻子碼)也被規(guī)格化為家用8mm視頻，且時間數(shù)據(jù)也可插入市場上的家用攝像機中，因此很顯然，可以使用具有前述VSC功能的攝像機。
圖31(a)表示在半幀區(qū)域內(nèi)時鐘數(shù)據(jù)的插入部分。視頻信號的半幀623指從一個垂直的SYNC(VS)620到下一個垂直的SYNC的1/60S的期間，要插入的時鐘數(shù)據(jù)625是在消隱期間(BLK，在消隱電平處固定視頻信號624的期間)622結(jié)束之前半幀623的起始部分，并被記錄作為由水平的SYNC(HS)620保持的點處的偽亮度信號。在第“N”個半幀頂部，當前時間及包含有指示第“N”個半幀的插入時鐘數(shù)據(jù)被記錄，而且在下一半幀期間，包含有指示第N+1半幀的數(shù)據(jù)的插入時鐘數(shù)據(jù)625-1被記錄。圖31(b)表示時鐘數(shù)據(jù)在單位掃描期間(嚴格來說，是水平掃描時間與水平回掃描時間的總和的期間)的中央628被記錄的情況。在存在于水平消隱(HBLK)期間的水平SYNC620之后的固定時間，指示時鐘數(shù)據(jù)和Gregorian日歷最后兩位的年代碼(年)的同步圖形(pattern)(SYN)625a被插入，然后日歷中的月代碼(月)625c、日代碼(日)625d、和24小時系統(tǒng)中的小時代碼(小時)的625e、長為2位的分鐘代碼(分鐘)625f、長為2位的秒代碼(秒)、長兩位的半幀數(shù)代碼(F1d)625h，和用于探測錯誤的循環(huán)冗余碼檢驗碼(CRC)625j被順序記錄。
圖32表示基于本實施例的屏幕顯示的舉例，且它表示了高爾夫球揮桿時的外形和抓握壓力特性隨時間的變化(實際上可以獲得動態(tài)圖像且6個特征部分可從其中提取出作為靜止圖像)。其于對操作的分析，當訓(xùn)練器械使用者100為方便揮動高爾夫球桿時，其時間過程包括尋址部分631，回擺部分632，回擺頂點部分633，碰擊部分634，第一順擺部分，第二順擺636。當前再現(xiàn)的與圖像有關(guān)的參考信號12和記錄信號11被同時顯示，且頂點tx的進程(其亮度被調(diào)制)與視頻再現(xiàn)圖像的進程同步。
圖33基于圖32所示顯示例子表示幾個訓(xùn)練器械用于實際設(shè)備的實例。圖33(a)表示第一個例子。在彩色電視機42屏幕上的訓(xùn)練器械使用者100的自然圖像(未經(jīng)計算機處理)和參考信號12及記錄信號11顯示情況與圖32中的相同。但是在揮桿或碰擊后判斷結(jié)果的信息被顯示在屏幕上。第一條信息指示標題641，第二條信息指示訓(xùn)練器械使用者100的屬性信息642，第三條信息指示判斷結(jié)果注釋643，第四條信息指示被迭加和顯示在電視機42屏幕上的一點建議645。圖33(b)表示顯示在彩色電視機42屏幕上的前次訓(xùn)練中再現(xiàn)性直方圖647和當前訓(xùn)練中再現(xiàn)性直方圖以代替上述第三第四條信息。
圖33(c)表示顯示在彩色電視機42屏幕上的為提高訓(xùn)練效果的抓握壓力量化圖648。
根據(jù)上述第六實施例，應(yīng)用高爾夫球揮桿的人工操作的要點，例如，手指和高爾夫球棍之間的相對壓力，或體重移動或腳踏力量情況，可根據(jù)外部體態(tài)確定。
因此，傳統(tǒng)的不科學(xué)的高爾夫球揮桿的訓(xùn)練可以科學(xué)地有效地完成。
下文將參考附圖解釋第七實施例。第七實施例采用將欲記錄的信號數(shù)據(jù)記錄到錄像帶的音頻記錄磁道中的方法，而沒有使用第六實施例中所用的信號記錄(圖21所示握柄壓力訓(xùn)練卡10)。
圖34是說明第七實施例的系統(tǒng)框圖。訓(xùn)練器械的用戶100戴上一手套，其中裝有傳感器，指示加到高爾夫球桿30上的手指壓力大小的信號通過無線發(fā)射器660被轉(zhuǎn)換成電磁波發(fā)送。發(fā)送的電磁波由無線接收天線651接收，被用于音頻手段的無線適配器651-a轉(zhuǎn)換成偽音頻信號，然后與攝像機340的外部音頻輸入端相連。由此，將視頻信息和前面提到的手指壓力信息記錄到盒式錄像帶378上。當用攝像機340再現(xiàn)圖象時，作為偽音頻信號記錄到音頻磁道中的手指壓力信息被解調(diào)成模擬信號并被迭加及顯示在前面提到的電視屏幕上。當前述的記錄的盒式錄像帶378被從攝像機340中取出，磁帶用一盒式放像機350-a再現(xiàn)，盒式放像機350-a輸出的視頻信號和音頻信號被用于音頻方法的無線接收器適配器650-b轉(zhuǎn)化成偽音頻信號，施于手指的壓力信號被恢復(fù)，然后和視頻信號一起被迭加并顯示到彩色電視42的屏幕上。
圖35是說明示于圖34的電視340和用于音頻方法的無線接收機適配器650-a的內(nèi)部功能塊的圖。電視攝像機340大致被分為記錄單元384和再現(xiàn)單元385。記錄單元384由攝像機鏡頭370、電容耦合器件(CCD)371、攝像控制器372、SYNC發(fā)生器373、記錄控制器374、音頻輸入端671和音頻放大器672組成。另一方面，再現(xiàn)單元385由用于控制再現(xiàn)盒式錄像帶378的磁帶控制器375、再現(xiàn)控制器376、內(nèi)建監(jiān)視電視377、電視信號輸出連接器379、音頻輸出放大器673和音頻輸出端674組成。被探測到的壓力信號成分進行FM調(diào)制的電磁波(由示于圖34的無線發(fā)送器660發(fā)送)由無線接收天線651和無線接收器(電路)652接收，被低頻FM調(diào)制的信號由探測器653解調(diào)，通過信號輸出端675連接到音頻輸入端671并被記錄在盒式錄像帶378的音頻通道中。接著，當再現(xiàn)盒式錄像帶378時，當前再現(xiàn)圖象被低頻FM調(diào)制的壓力信號成分從音頻輸出端674輸出，無線接收器適配器650-a的視頻輸入連接器676與視頻信號輸出連接器379相連，而音頻信號輸入端677與音頻輸出端674相連。由此，被低頻FM調(diào)制的壓力信號成分由頻率電壓轉(zhuǎn)換器654解調(diào)成連續(xù)的模擬信號，由迭加器655將其與電視屏幕迭加，并通過視頻輸出連接器678顯示在市售的彩色電視上。
圖36給出了用于第七實施例、裝有傳感器的手套的安裝情況。圖36(a)說明手掌一面的情況，而圖36(b)說明手背一面的情況。兩傳感器2a和2b嵌在手套1的手掌一面，帶有發(fā)射天線661的無線發(fā)送器660安裝在手背面上。
圖37是說明無線發(fā)送器660(見圖36)功能的框圖。壓力作用的傳感器輸出信號被前置放大器662-a和662-b放大，由用于將電壓變化轉(zhuǎn)換成頻率變化的電壓-頻率轉(zhuǎn)換器663-a和663-b轉(zhuǎn)換為在約1KHz到10KHz間的低頻FM調(diào)制信號成分，再由立體混頻器664混和，由射頻調(diào)制器665轉(zhuǎn)換成在數(shù)十到數(shù)百MHz間的射頻信號，然后通過發(fā)射級放大器666和發(fā)射天線661發(fā)送出去。
根據(jù)第七實施例所述，當電視攝像機和適配器被組合時，可很容易看見彼此同步的、在遠處探測到的模擬信號和圖象，所以可有效地進行高爾夫球揮桿或其它運動抓握壓力狀態(tài)的訓(xùn)練。
第八實施例將參考圖38進行說明。第八實施例通過無線裝置從信號探測部分(示于圖21中裝有傳感器的手套1)向信號記錄部分(示于圖21的抓握壓力訓(xùn)練卡10)發(fā)送信號，其它組成部分、具體操作以及訓(xùn)練方法與前面提到的第六實施例的相同。戴裝有傳感器手套1(可以使用裝有傳感器的鞋子、襪子或鞋墊)的訓(xùn)練器械用戶將抓握壓力訓(xùn)練卡10放在口袋或其它地方開始訓(xùn)練。施于裝在手套1拇指的手掌面上的壓力傳感器2a和小指根部附近手掌面上的壓力傳感器2b的壓力信息被轉(zhuǎn)換成由無線發(fā)送器660FM調(diào)制的高頻(從數(shù)十MHz到數(shù)百MHz)信號，接著從發(fā)射天線661傳播到接收天線672，然后被無線接收器671恢復(fù)成預(yù)定的模擬信號，再輸入到測量放大器3中。
根據(jù)第八實施例所述，探測訓(xùn)練所需的信息的位置不受限制，即，即使當傳感器被裝在身體任何部位如手指、手臂、腳、頭或背時，上述傳感器信息也可被記錄而不用復(fù)雜的電纜連接，所以可與圖象同步顯示的測量部分將不受限制。
根據(jù)示于上述圖1的本發(fā)明所述，器械記錄使人處于與穿衣或戴表時同樣感覺的傳感器的信號，將其與他自己的參考信號作比較，然后通知他比較的結(jié)果并當場給出建議。因而，對高爾夫球揮桿訓(xùn)練的情況，他可進行揮桿訓(xùn)練而不考慮訓(xùn)練的場所(如他自己家的花園、空地、高爾夫球練習(xí)場地、或真正的高爾夫球場)、是否擊高爾夫球、以及練習(xí)球的種類(海綿球、空心球等)，所以他可以對廣泛日常訓(xùn)練進行科學(xué)訓(xùn)練。
即使對于發(fā)生周期和幅度再現(xiàn)性不穩(wěn)定的突發(fā)現(xiàn)象的模擬信號如通常的生物體信息，也可以較低功耗進行有關(guān)是否記錄信號或是否只記錄相關(guān)信息的判斷，從而可有效地使用電池和存貯器，并可提供小型、輕巧、便攜的信號記錄儀。
通常僅通過抽象及定性教練方法進行的各種運動抓握狀態(tài)的訓(xùn)練可通過定量的可視信息進行，通過與其最佳揮桿相比較可進行再現(xiàn)最佳狀態(tài)的訓(xùn)練，從而可提供提高運動技術(shù)極為有效的器械。
由于該器械是便攜的個人器械，所以需要訓(xùn)練的人不必象使用常規(guī)類似裝置一樣到特定的場地(提供訓(xùn)練器械和各種測量儀器的地方)去，他可在經(jīng)常使用的練習(xí)場地或練習(xí)球場或在實際比賽場地進行訓(xùn)練而不覺得是在訓(xùn)練，并且不僅比賽當中而且比賽后的各種自檢數(shù)據(jù)也可被提供。因此，可提供一種便攜的抓握壓力訓(xùn)練器械。
用于記錄看得見的表面行為的裝置和用于記錄只有通過傳感器才能被探測的信息的裝置分別被安裝，上述表面行為和上述傳感器探測的信號可彼此同步地被觀察而不用通過諸如電纜的裝置將上述裝置物理上連接起來，從而可科學(xué)地可視地確認揮桿方式與抓握狀態(tài)或高爾夫球揮桿過程中右腳左腳間體重移動狀態(tài)的相關(guān)。因此，可實現(xiàn)極為有效的運動訓(xùn)練器械。
上述圖中所述符號的說明如下。
1高爾夫球手套(傳感手套)2壓力傳感器3測量放大器
4模數(shù)轉(zhuǎn)換器5微處理器(控制器)6IC存貯器(信號存貯器)7數(shù)模轉(zhuǎn)換器8IC卡連接器10抓握壓力訓(xùn)練卡11壓力信號12參考信號21起動開關(guān)20RTC(實時時鐘)電路22電源開關(guān)23第一模式開關(guān)24第二模式開關(guān)25液晶顯示板30高爾夫球桿31高爾夫球桿識別標簽41電視適配器42彩色電視43描筆式記錄器適配器44描筆式記錄器45個人計算機適配器
46個人計算機51腦電波探測器52加速度傳感器53帶通濾波器54無線發(fā)射器55a發(fā)射天線55b接收天線56無線接收器57高爾夫球帽61記錄信號顯示總線62參考信號顯示總線100高爾夫球員(訓(xùn)練器械使用者)340電視攝像機350磁帶錄像機371電容耦合器件(CCD)372攝像控制器373SYNC發(fā)生器374記錄控制器375磁帶控制器376再現(xiàn)控制器378錄像帶
381時基控制器382時鐘數(shù)據(jù)迭加電路383時間調(diào)節(jié)和存貯器R/W連接器384電視攝象機記錄單元385電視攝象機再現(xiàn)單元387SYNC分離器388時鐘數(shù)據(jù)分離器389迭加電路392適配器控制器396信號顯示存貯器501操作者502傳感器503器械505存貯器506參考信號507比較508通知500電池620水平SYNC621垂直SYNC622垂直消隱
624視頻信號625插入時鐘數(shù)據(jù)626水平消隱650音頻通道方法適配器651無線接收天線652無線接收電路654頻率-電壓轉(zhuǎn)換器
權(quán)利要求
1.一種可記錄信號的訓(xùn)練器械，其中所述器械是一種用于器械訓(xùn)練操作的裝置，包括探測裝置，用于探測工作狀態(tài)；存貯裝置，用于存貯由所述探測裝置探測到的信號；比較裝置，用于比較所述探測信號和參考信號；通知裝置，用于通知所述比較裝置得到的結(jié)果；和供電電池，操作者裝上所述探測裝置、存貯裝置、比較裝置、通知裝置和電池或通過所述操作者的衣服間接地裝上這些裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可記錄信號的訓(xùn)練器械，其中所述探測裝置、存貯裝置、比較裝置、通知裝置和電池被集成并放置在存貯器卡大小的盒子中。
3.一種信號記錄儀，其用于數(shù)字式記錄由信號源按時間序列輸出的模擬信號信息，包括用于獲得從所述模擬信號信息具體觸發(fā)點開始的固定周期內(nèi)的信號與分別確定的參考信號之間相關(guān)誤差的裝置，用于判定由所述裝置得到的相關(guān)誤差大小的裝置，用于確定所述觸發(fā)點可回復(fù)為在比所述獲得相關(guān)誤差的固定時間長的時間內(nèi)計算并記錄模擬信號信息的開始點的時刻的裝置，和用于記錄可識別與所述記錄信號的開頭相對應(yīng)的時間的信息。
4.一種信號記錄儀，其包括用于獲得從信號源按時間序列輸出的模擬信號的具體觸發(fā)點開始固定時間內(nèi)的信號與分別確定的參考信號間的相關(guān)誤差的裝置，用于確定所述裝置得到的相關(guān)誤差大小的裝置，和用于確定所述觸發(fā)點可回復(fù)為在比所述獲得相關(guān)誤差的固定時間長的時間內(nèi)計算和記錄模擬信號信息的開始點的時刻的裝置，其具有用于繼續(xù)獲得與所述參考信號相關(guān)誤差裝置操作的功能，用于所述確定裝置的延遲操作開始的裝置，和用于獲得固定時間間隔內(nèi)所述相關(guān)誤差的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和4所述的信號記錄儀，其中在所述用于確定相關(guān)誤差大小的裝置中，所述相關(guān)誤差值至少被分為三級，當所述劃分結(jié)果是所述相關(guān)誤差在最小區(qū)或所述相關(guān)誤差在最大區(qū)時，不記錄所述模擬信號信息。
6.一種訓(xùn)練器械，其包括用于探測壓力的傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，IC存貯器，和主要用于抓握壓力訓(xùn)練的操作控制器，其中所述壓力傳感器被安裝在左手和右手拇指(第一指)中的一個的襯墊上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的訓(xùn)練器械，其中使用了多個壓力傳感器，包括左手和右手拇指(第一指)中的一個的多部位的壓力信號可同時被測量和記錄。
8.一種訓(xùn)練器械，其包括用于探測壓力的傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，IC存貯器，和主要用于抓握壓力訓(xùn)練的操作控制器，其中，從由所述壓力傳感器探測并被任意或按預(yù)定程序記錄在IC存貯器中的壓力信號中選擇可用作比較參考信號的信號并將其寄存為參考信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的訓(xùn)練器械，其中所述寄存的參考信號和所述壓力傳感器最新的探測到的壓力信號間的相似度被計算，并且判斷與獨立設(shè)定的相似度閾值的差。
10.一種訓(xùn)練器械，其包括手抓握的運動器械，其中裝有用于探測壓力的裝置的手套，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，IC存貯器，和主要用各種運動抓握壓力訓(xùn)練的操作控制器，其中識別標志被裝在所述器械握柄的表面，用于探測所述標志的傳感器被裝在所述手套與標志位置對應(yīng)的位置上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的訓(xùn)練器械，其中用壓力傳感器作所述標志傳感器，該壓力傳感器中是將單個元件劃分成陣列狀態(tài)或是將多個元件排列成陣列狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的訓(xùn)練器械，其中與所述器械識別標志的識別結(jié)果相對應(yīng)的多個參考信號被寄存，并且與所述識別結(jié)果相對應(yīng)的參考信號被讀取，用來進行比較和判斷。
13.一種訓(xùn)練器械，其具有多種類型，長度和頭部形狀隨有不同飛行距離及球擊地點環(huán)境的球擊目標而變化，其還有柱形握柄部分，其中通過帶有突出部分的尖頭組合代表所述類型的識別標志被裝在握柄部分為柱形的器械的握柄表面。
14.一種信號記錄儀，其具有用于迭加和顯示攝象機記錄圖象的再現(xiàn)圖象和模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)輸出信號的模擬信號顯示控制功能，所述攝像機可將時鐘數(shù)據(jù)和電視半幀號數(shù)或幀號數(shù)轉(zhuǎn)換成代碼數(shù)據(jù)并可同時記錄欲記錄的普通圖象可視信息和與所述時鐘數(shù)據(jù)有關(guān)的代碼數(shù)據(jù);所述模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置用于將與所述欲記錄的普通圖象可視信息同步進行的隨時間變化記錄信息從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并將其記錄在與所述攝象機的記錄介質(zhì)不同的記錄介質(zhì)中作為監(jiān)視屏幕上的代碼數(shù)據(jù)，其中，所述欲顯示的記錄數(shù)據(jù)被從所述模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置中與所述攝象機再現(xiàn)的屏幕的半幀號或幀號和時間的進程同步地讀出并且被順次顯示在所述屏幕上。
15.一種信號記錄儀，其具有用于迭加并顯示攝象機記錄的圖象的再現(xiàn)圖象的模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)輸出信號的模擬信號顯示控制功能，所述攝象機可將時鐘數(shù)據(jù)和電視半幀號或幀號轉(zhuǎn)換成代碼數(shù)據(jù)并可同時記錄欲記錄的普通圖象可視信息和與所述時鐘數(shù)據(jù)有關(guān)的代碼數(shù)據(jù)，所述模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置用于將與所述欲記錄的普通圖象可視信息同步進行的隨時間變化記錄信息從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并將其記錄在與所述攝象機的記錄介質(zhì)不同的記錄介質(zhì)中作為監(jiān)視屏幕上的代碼數(shù)據(jù)，其中用于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換的采樣脈沖以 1/60 秒或 1/60 秒的整數(shù)倍的出現(xiàn)周期被產(chǎn)生。
16.一種信號記錄儀，其具有用于迭加并顯示攝象機記錄的圖象的再現(xiàn)圖象和模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)輸出信號的模擬信號顯示控制功能，所述攝象機可將時鐘數(shù)據(jù)和電視半幀號或幀號轉(zhuǎn)換成代碼數(shù)據(jù)并可同時記錄欲記錄的普通圖象可視信息和與所述時鐘數(shù)據(jù)有關(guān)的代碼數(shù)據(jù);所述模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置用于將與所述欲記錄的普通圖象可視信息同步進行的隨時間變化記錄信息從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并將其記錄在與所述攝象機記錄介質(zhì)不同的記錄介質(zhì)中作為監(jiān)視屏幕上的代碼數(shù)據(jù)，其中時鐘數(shù)據(jù)被以 1/60 秒或 1/60 秒被整數(shù)除為單位記錄，作為所述欲記錄到所述模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置中的隨時間變化信息的屬性數(shù)據(jù)。
17.一種信號記錄儀，其具有用于迭加并顯示攝象機記錄圖象的再現(xiàn)圖象和模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)輸出信號的模擬信號顯示控制功能，所述攝象機可將時鐘數(shù)據(jù)和電視半幀號或幀號轉(zhuǎn)換成代碼數(shù)據(jù)并可同時記錄欲記錄的普通圖象可視信息和與所述時鐘數(shù)據(jù)有關(guān)的代碼數(shù)據(jù);所述模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置用于把與所述欲記錄的普通圖象可視信息同步進行的隨時間變化記錄信息從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并將其記錄在與所述攝象機記錄介質(zhì)不同的記錄介質(zhì)中作為監(jiān)視屏幕上的代碼數(shù)據(jù)，其中所述信號記錄儀具有用由所述攝象機批示的當前時間設(shè)定所述模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置時鐘功能的時間。
18.一種信號記錄儀，其具有用于迭加并顯示攝象機記錄圖象的再現(xiàn)圖象和模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)輸出信號的模擬信號顯示控制功能，所述攝象機可將時鐘數(shù)據(jù)和電視半幀號或幀號轉(zhuǎn)換成代碼數(shù)據(jù)并可同時記錄欲記錄的普通圖象可視信息和與所述時鐘數(shù)據(jù)有關(guān)的代碼數(shù)據(jù)，所述模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置用于把與所述欲記錄的普通圖象可視信息同步進行的隨時間變化記錄信息從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并將其記錄在與所述攝象機記錄介質(zhì)不同的記錄介質(zhì)中作為監(jiān)視屏幕上的代碼數(shù)據(jù)，其中在所述再現(xiàn)輸出信號顯示開始時刻被包括在所述視頻再現(xiàn)信號中的時鐘數(shù)據(jù)識別之后馬上就要被顯示的所述模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)輸出信號的全部或部分被迭加并顯示在所述屏幕上，所述再現(xiàn)輸出信號與所述視頻再現(xiàn)屏幕的時間進程同步從其軌跡的左端開始順次進行亮度和色調(diào)的變化。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18所述的具有模擬信號顯示控制功能的信號記錄儀，其中在視頻信號的垂直SYNC之后垂直消隱周期中，時鐘數(shù)據(jù)和電視半幀號或幀號被轉(zhuǎn)換成代碼數(shù)據(jù)，并被記錄，作為用于識別相應(yīng)屏幕的屬性數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15到18所述的具有模擬信號顯示控制功能的信號記錄儀，其中攝象機記錄的視頻再現(xiàn)圖象和多個模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)輸出信號被同時顯示。
21.一種模擬信號記錄儀，其包括具有音頻記錄功能的攝象機，用于探測物理現(xiàn)象的傳感器，和用于放大所述傳感器輸出信號的放大器，其中，所述放大器的輸出信號被從電壓轉(zhuǎn)換成頻率并與所述攝象機的音頻記錄功能的信號輸入部分相連。
22.一種模擬信號記錄儀，其包括信號探測部分，該部分具有用于探測隨時間流逝變化的信息，如壓力過渡信息的裝置和用于將所述探測信號從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字并將其記錄到記錄介質(zhì)中作為代碼數(shù)據(jù)的模擬信號記錄及再現(xiàn)裝置。
全文摘要
提供一種被附到人體上用于只記錄欲記錄信號的外圍的信號記錄儀以便用作各種訓(xùn)練器械。操作者放上傳感器和信號記錄訓(xùn)練儀，通過傳感器將力加到器械上，指明其大小的信號被順序存貯并與寄存的參考信號比較，通知結(jié)果以形成反饋環(huán)。在這一階段，執(zhí)行更新探測信號并將其寄存作為參考信號的程序。根據(jù)本發(fā)明，信號記錄儀記錄處于與操作者穿衣或戴手表時同樣感覺的傳感器的信號，并將其與參考信號作比較，并通知比較結(jié)果且給出建議信息。
文檔編號A63B26/00GK1111536SQ9411991
公開日1995年11月15日 申請日期1994年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月27日
發(fā)明者大竹正利, 水石賢一, 浜本信男, 大川武宏, 熊谷幸夫, 豐田滿 申請人:株式會社日立制作所