用于响应于移动装置的动作提供动态定制的体育教学的方法

用于响应于移动装置的动作提供动态定制的体育教学的方法
【专利摘要】在此提供了一体育教学应用程序族，该族传送由用户身体动作的分析驱动的定制课程，其中通过移动装置(160)(如智能电话)中的加速计和陀螺仪捕获数据。每个特定的应用程序被设计有多个动作数据模型，这些模型为球杆体育中的运动员定义正确的形态，如但不限于高尔夫球、棒球击打、曲棍球、水球、以及球拍体育，如但不限于乒乓球、壁球、羽毛球以及投掷体育，像棒球投球、足球、铁饼、标枪、以及推铅球、以及其他体育，如滑雪和赛跑。本发明还适用于如高尔夫球杆、棒球球棒、网球拍等体育设备定制化适应运动员唯一挥杆动作和挥杆速度，并且用于利用在此描述的挥杆动作分析和系统通过互联网的多人比赛竞赛。
【专利说明】用于响应于移动装置的动作提供动态定制的体育教学的方 法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请涉及并要求2011年10月25日提交的Jeffery等人的题为"使用具有 集成动作感测的移动电话用于体育动作的评价并响应于所述评价而提供定制的体育教 学(Using a Mobile Phone With Integrated Motion Sensing For Evaluation of Sports Motions and Providing Customized Sports Instructions Responsive to Said Evaluation) "的临时申请序列号61/551，388的权益；以及2012年10月15日提交 的Jeffery等人的题为"用于使用来自移动装置的多传感器信息对体育动作进行分析的方 法（Method to Analyze Sports Motions Using Multiple Sensor Information From a Mobile Device)"的序列号61/713, 813的权益；每个申请通过引用结合于此。本申请还 涉及2011年10月7日提交的Mark Jeffery的题为"用于多媒体演示线程的动态组装的 方法和系统（Method and System For Dynamic Assembly of Multimedia Presentation Threads)"的美国专利申请序列号13/269,534 ;以及2012年10月18日提交的题为"用于 使用移动装置的动作传感器分析体育动作的方法和系统（Method and System To Analyze Sports Motions Using Motion Sensors of a Mobile Device)" 的美国专利申请序列号 13/655, 366,两者都通过引用结合于此。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及使用具有集成动作感测的移动装置对挥杆、投掷或其他身体动作进行 评价，并响应于该评价动态地提供定制的体育教学。

【背景技术】
[0004] 常规的体育教学通常来自三种形式之一。第一种是通过体育专业人员编写或录制 的书籍或视频，从而解释正确的形态、如何校正错误、以及如何提高表现等。学生可以按照 或者书中的章节或通过网络或DVD上发送的静态课程访问内容库，但他或她需要确定上哪 些课程、按什么顺序上课和重点集中在什么课程。这些介质可以伴随着将学生引导至其可 能发现有价值的课程的一项调查，但这些课程需要学生对他或她的具体错误有所了解。
[0005] 跟保罗?阿辛格学高尔夫（Golflplan with Paul Azinger)是本方法的一个良好 的示例。iPhone、iPad和安卓（Android)高尔夫学习应用程序包括一项提问题的初始调查， 并且然后响应于调查输入，用户可以访问按顺序呈现的视频数据库。这些视频为静态的，然 而，除非用户重新进行初始调查，否者不改变次序。
[0006] 第二种形式的体育教学是通过具有教员的现场课程，教员通过观察学生和/或通 过使用视频分析技术来确定运动员的错误。然后，教员使用其"专家"知识解释学生的动作 错误、演示正确的动作并给予学生实践方案以完善他或她的形态。
[0007] 第三种形式具有高度的技术性并利用了对一些技术之一记录的挥杆数据进行的 更加复杂的分析。此处，学生可以将专用硬件动作感测装置附装到其球杆、球拍和/或身体 上。然后，专业化软件典型地在个人计算机上对动作数据进行分析。Eyestone等人的被转 让给SmartSwing公司的美国公开专利申请号2005/0054457中披露了这种方法的示例。用 户还可以到配备有计算机视觉系统的动作捕捉实验室，这些计算机视觉系统在二维或三维 下跟踪挥杆动作和球的飞行。挥杆数据的技术分析可以高精确度地不仅告知用户其错误在 哪儿而且还告知其所犯的错误所达到的程度。此外，动作捕捉分析数据可以用于体育设备 的定制安装，如高尔夫球杆和网球拍。
[0008] 这三种常规形式中，包括书籍或视频课程的第一种形式是最容易使用的且成本最 低。第二种现场教员课程的方法没那么方便但成本适中，而当运动员对提高表现更加认真 时，经常使用第三种形式，但成本最高。


【发明内容】

[0009] 本披露的一个方面涉及一种方法，该方法包括：移动一个其中集成了多个动作传 感器的移动装置以模拟一个体育动作；对所模拟的体育动作进行评价以确定至少一个感兴 趣的主题；从一个内容数据库选择与该主题相关联的内容；以及在该移动装置上显示所选 择的内容。这些动作传感器可以包括一个陀螺仪和一个加速计。在一个实施例中，对所模 拟的体育动作进行评价的步骤包括对该移动装置的劈起、滚动、以及偏转进行评价。所选择 的内容可以包括一个教员的一个视频剪辑，该视频剪辑提供挥杆动作改进信息、与该体育 动作的评价相关的文本、正确体育动作的动画等。在一个实施例中，通过集成到移动装置上 的处理器执行该方法。在一个实施例中，用户握住该移动装置同时对其进行移动以模拟该 体育动作。
[0010] 根据本披露的另一个方面，一种设备包括一个移动装置，该移动装置内集成了多 个动作传感器，该设备包括一个非瞬态计算机可读介质，该介质存储一个指令集合，当被该 移动装置的处理器执行时，该指令集合执行上述方法的各步骤。
[0011] 根据本披露的另一个方面，一种系统包括：一个服务器；一个链接到该服务器上 的内容数据库；以及链接到该服务器上的多个移动装置，这些移动装置中的每个装置其中 集成了多个动作传感器。其中，当移动这些移动装置之一以模拟一个体育动作时，对该体育 动作进行评价以确定至少一个主题；从自该内容数据库检索的内容组合一个演示片段；以 及显示该演示片段。在一个实施例中，这些移动装置通过互联网链接到该服务器上。在一 个实施例中，这些移动装置中的一个第一装置可以用来模拟一个第一体育，并且这些移动 装置的一个第二装置用来模拟一个第二体育，该第一体育与该第二体育为不同的体育。例 如，这些移动装置的第一装置可以用来对高尔夫球挥杆动作进行评价，而这些移动装置的 第二装置可以用来对棒球挥杆动作进行评价，这些移动装置同时连接到该服务器上。在一 个实施例中，在用于模拟该体育动作的同一移动装置上显示该演示片段。可替代地，可以在 与用于模拟该体育动作的移动装置不相同的显示装置（如启用网络的电视）上显示该演示 片段。
[0012] 根据本披露的另一个方面，一种用于分析体育动作的方法包括：确定使用一个移 动装置有待模拟的一个体育动作的起点，该移动装置具有多个集成动作传感器；沿着一条 路径从该起点移动该移动装置以完成该模拟；
[0013] 从这些动作传感器获得与该起点和沿着该路径的移动相关的动作数据；使用所获 得的动作数据确定一个模拟体育事件的发生；对所模拟的体育动作进行评价以确定至少 一个感兴趣的主题；从一个内容数据库选择与该主题相关联的内容；以及在该移动装置、 或其他启用网络的显示装置上显示所选择的内容。在一个实施例中，该移动装置没有附装 到任何一件体育设备上，并且由被静止握住一段预先确定的时间长度的移动装置指示该起 点。
[0014] 在一个实施例中，该体育事件为与一个虚拟对象（例如，带有虚拟高尔夫球的高 尔夫球杆）的撞击点。该方法可以进一步包括该虚拟对象在该撞击点周围的速度。该速度 可以至少部分地根据该移动装置在该撞击点周围的速度、臂长、球杆长度、以及挥杆动作类 型的弧长上确定。在一个实施例中，在不使用来自加速计的数据的情况下获得速度。进一 步地，确定该速度可以包括基于如通过该移动装置在该撞击点处的偏转和滚动测量的估算 手腕合页和前臂转动来应用一个乘数。一旦确定了速度，就至少部分地基于所确定的虚拟 对象的速度确定球飞行距离。在一个实施例中，使用所获得的动作数据确定模拟体育事件 的发生包括在模拟体育动作过程中分析该移动装置的劈起。确定模拟体育事件的发生包括 涉及在撞击点处对该移动装置的滚动进行分析，如从来自该起点的滚动数据提取该撞击点 处的滚动数据。
[0015] 在一个实施例中，该体育事件是一个撞击点。该撞击点可以包括虚拟高尔夫球杆、 网球拍、棒球球棒、乒乓球拍、长曲棍球球棍、羽毛球拍、壁球或短柄墙球球拍的撞击。
[0016] 在一个实施例中，该体育事件是一个释放点。该释放点可以包括保龄球、长曲棍球 手柄、篮球、棒球、曲棍球球棍、豆袋、美式足球以及钓竿的释放点。

【专利附图】

【附图说明】
[0017] 图1(a)展示了一个框图，示出了可以与本发明结合使用的移动装置的架构；
[0018] 图1(b)展示了该移动装置的表面图；
[0019] 图2展示了移动装置的转动运动的类型；
[0020] 图3展示了根据本发明一个实施例的响应于移动装置的动作用于定制课程的动 态组合的示例性系统；
[0021] 图4展示了基于网络的环境下的用于定制课程的动态组合的示例性系统；
[0022] 图5用户的移动装置上首先显示的醒目页面展示了若干种示例性体育、以及每种 体育下的潜在课程的列表；
[0023] 图6展示了根据本发明的另一个实施例在基于网络的环境下用于同时动态组合 针对不同用户的定制课程的示例性系统；
[0024] 图7展示了一个高尔夫球课程的优选实施例的示例，由此用户采取移动装置的挥 杆动作并且就其挥杆速度和精确度而被分等级；
[0025] 图8展示了响应于动作传感器输入而针对面控制和挥杆速度的定制课程；
[0026] 图9展示了手机在手中的练习，其中用户坐在椅子上并别要求做五次左旋球、五 次右旋球以及五次直挥杆动作；
[0027] 图10展示了在对确定挥杆动作精确度有用的示例性全力高尔夫球挥杆动作过程 中的移动装置的劈起和滚动；
[0028] 图11展示了使用移动装置的劈起数据确定撞击点和杆头通过该撞击点时的速 度；
[0029] 图12展示了棒球挥杆动作的偏转、滚动和劈起；
[0030] 图13展示了保龄动作的劈起和滚动；以及
[0031] 图14展示了安装到一个辅助装置上的示例移动装置支座。

【具体实施方式】
[0032] 为了清晰性和一致性，提供了以下定义以供在此使用：
[0033] 如在此所使用的，移动装置是指具有一个微处理器、存储器、和集成动作传感器的 手持装置。
[0034] 如在此所使用的，显示装置是指任何能够用图形方式显示网页的连接互联网的显 示器。
[0035] 如在此所使用的，演示片段是多媒体演示的组成部分，如视频剪辑、动画、调查、文 本消息、录音、全息图和/或任何其他媒体内容、或以上的组合。
[0036] 如在此所使用的，课程节点是课程线程的一个表示至少一个演示片段的节点。
[0037] 如在此所使用的，定制课程包括课程线程的课程节点序列，包括针对具体用户的 定制多媒体教学内容。
[0038] 如在此所使用的，校准点是指在体育动作开始前在设置位置上的移动装置的时间 和空间位置。
[0039] 如在此所使用的，撞击点是指与虚拟对象撞击的时间和空间位置。
[0040] 如在此所使用的，释放点是指虚拟对象的释放的时间和空间位置。
[0041] 参照图1(a)，展示了可以与本发明结合使用的示例性移动装置160。仅出于说明 的目的，以下讨论就文件归档时可用的苹果iPhone描述了装置160。然而，应理解到，该 讨论适用于其他带有动作传感器的移动电话（例如，三星Galaxy III智能电话）、以及当 今现有或日后开发的带有计算能力、具有动作传感器的其他移动装置（例如，苹果触控式 iPod)。进一步地，应理解到随时间的推移，装置能力将增加。的确，在摩尔定律下，可以放 置在集成电路上的晶体管的数量每两年大致加一倍，并且在可预见的未来预计这只趋势会 继续。相应地，应理解到，在此描述的移动装置160仅旨在关于现时可以如何实现本发明提 供一个示例。
[0042] 如图1(a)中所示，示例性移动装置160为苹果iPhone4S，其包括一个通信接口 301、一个处理器303、多个动作传感器304、一个存储器305、以及一个电源307。通信接口 301控制着各种输入/输出装置，包括数字摄像机、30针埠连接器端口、一个耳机插孔、以及 一个内置扩音器和麦克风。通信接口 301还包括图1(b)中所示的一个触摸屏308。处理器 303为双核苹果A5处理器，该处理器具有一个集成了片上系统（S0C)架构的主处理器、图形 硅、以及其他功能（如存储器控制器）。动作传感器304可以包括一个对围绕一个具体轴 的转动速率进行测量的三轴陀螺仪和一个对三维X，Y和Z下的加速度进行测量的加速计。 存储器305包括16GB、32GB或64GB的快闪存储器（取决于模型）。存储器305包括用于包 括本发明的软件的应用程序306("app"）的存储器。电源307包括一个可再充电的锂聚合 物电池和电力充电器。
[0043] 图2展示了移动装置160的动作传感器304测量的各种类型的转动动作。这些传 感器304包括捕捉X，Y和Z加速度数据（用沿着对应轴的G表示）的加速计、以及当该移 动装置移动时（用相对于对应轴线的弧度表示）对移动装置160的劈起、滚动和偏转进行 测量的陀螺仪。现在，这些动作传感器每秒采样大约100次（100赫兹），其中（通过或者 轮询或者数据推送）使得此数据可用于移动装置10上加载的应用程序306。可以与本发 明结合使用的代表性陀螺仪为意法半导体有限公司（STMicroelectronics, Inc.)制造的 L3G4200D陀螺仪。然而，应理解到，本发明并不局限于当前可用的动作传感器技术。
[0044] 参照图3,展示了一种用于定制课程100的动态组合的示例性系统。该用于定制课 程100的动态组合的系统包括一个动态课程生成器120,响应于移动装置挥杆动作或其他 动作分析输入105和/或分析结果/外部数据130(例如，用户的人口统计信息、历史挥杆 动作或其他动作数据、客户行为、以及偏好信息），该动态课程生成器应用一套规则125来 生成多个显示课程节点中的每个节点，每个节点由单数或复数片段组成，可以按照一定顺 序遍历这些片段，从而形成一个定制课程110。
[0045] 所生成的定制课程110可以包括定制信息；由此响应于对移动装置160的动作传 感器304捕捉的用户模拟体育动作的分析，创建为具体用户量身定做的多媒体演示。动态 课程生成器120可以是存储在单个移动装置内或使用其执行的、或在一个或多个客户端装 置可访问的一个或多个服务器上实施的独立应用程序。在一个实施例中，动态课程生成器 120被配置成用于同时生成多个定制课程110,各自针对多个用户其中之一。
[0046] 当用户遍历所定制的课程110时，动态课程生成器120生成定制课程110的下一 个课程节点。在每个课程节点，将使用来自内容数据库140的内容135组合的至少一个演 示片段输出至用户。内容数据库140可以包括任何组织的媒体文件集合（例如，文本文件、 音频文件、视频文件）。在一个实施例中，如动画模拟和和多个视频剪辑的多个课程片段内 容135可以组合成一个课程节点，并且同时或按顺序显示。在一个实施例中，选择、组合和 排序取决于该套规则125和用户装置的能力。在一个实施例中，当用户遍历定制课程110 时，动态课程生成器120即时组合来自从内容数据库140 "在飞行中"选择的内容要素的每 个演示片段。然而，在其他实施例中，预先组合这些演示片段，并且从内容数据库（例如，如 HTML文件或视频剪辑）选择这些预组合演示片段。优选地，规则125被保持在一个分开的 模块、文件或数据库内，并且可以通过改变（或替换）该模块、文件或数据库文件而不需要 另一个组件的任何改变而被修改。然而，在一个实施例中，可以在应用逻辑内"硬编码"规 则 125。
[0047] 在此描述的本发明的技术（例如，使用动态课程生成器120来生成定制课程110) 可以通过将合适的应用程序306加载到存储器305中并执行应用程序306来完成。当装置 160为苹果iPhone时，通过用户按模拟体育动作306移动移动装置并与触摸屏308进行交 互来接收用户输入105,并且所生成的课程线程110可以通过例如同一触摸屏306 (例如扩 音器）展现给用户。
[0048] 可以使用苹果开发工具套装（包括使用Xcode、Interface Builder和iPhone模拟 器开发工具）或通过用面向对象C语言进行编程来开发苹果iPhone的应用程序306。进一 步地，苹果"媒体播放器"框架可以用来为移动装置160提供媒体重放能力。苹果支持至少 以下编解码器：札264基线类3、.!11(^、.111知、.1^ ￥或.1^4容器以及444(：-1(：和1^3格式（针 对音频）下的MPEG-4部分2。在此描述的内容数据库140可以包括一个包括所支持格式下 的媒体文件集合的文件夹（或文件夹集）。媒体文件可以存在于例如存储器305或URL可寻 址的外部服务器内。对于关于针对苹果iPhone的编程的进一步信息，见Wei-Meng Lee (John Wiley 和 Sons 公司）的 ISBN978-1-118-14425-1 "开始 iOS5 应用程序开发（Beginning iOS5Application Development)"，该文件通过引用以其全文结合于此。应理解到，当移动 装置160不是苹果iPhone时，可以使用其他编程技术和工具。例如，当移动装置160为如 利用Android操作系统的智能电话或平板计算机的移动装置时，可以使用合适的Android 软件开发包（SDK)来提供应用程序界面（API)用于使用Java编程语言在Android平台上 开发应用程序306。
[0049] 图4展示了根据本发明的另一个实施例的用于同时定制课程200的动态组合的示 例性系统。如所示，移动装置160和启用网络的显示器165偶联到互联网150。虽然图4中 示出了单个移动装置160,但应理解到，可以支持许多更多并行用户与装置。
[0050] 显示装置165通过用户链接到浏览器中的URL而连接到一个网站上。然后，在表 现层网络服务器处，确定装置信息以识别正在使用的装置和浏览器的类型。这可以用各种 已知的方式完成，例如，如通过获得装置165的浏览器传递的指示正在使用哪个浏览器的 用户代理字符串、其版本号、以及操作系统和版本。然后使用该装置信息来保证所创建的演 示片段符合装置165。例如，当装置165为带有互联网浏览器（Internet Explorer)的台 式计算机时，这些演不片段可以使用奥多比Flash媒体（Adobe Flash media),但如果装置 165为带有Safari浏览器的苹果iPad，将会选择一种替代性格式。同样，表现层网络服务 器可以确定将使用移动浏览器。在那种情况下，输出到装置165的网页可以包含在具有较 大分辨率的较小屏幕上更容易观看的信息。在一个实施例中，这些演示片段包括用于通过 支持HTML5的网页浏览器显示的代码。HTML5允许丰富的多媒体内容在带有被设计用于使 得容易处理多媒体内容而不需凭借专有API和插件的特征的多种平台上显示。
[0051] 此外，用户ID可以用来对用户进行跟踪。对于现有用户而言，当用户登录上时，可 以由用户通过认证过程来提供用户ID。可以给新用户分配一个唯一用户ID，如其电子邮件 地址，并且其可以例如选择一个密码。进一步地，可以针对所生成的定制课程110的具体会 话分配一个线程ID。还可以从各种来源（例如分析结果/外部数据库130)获得其他用户 信息（例如，人口统计学、购买历史、偏好等）并且其可以与动作数据历史组合。
[0052] 当用户遍历定制课程110时，动态课程生成器120跟踪用户的位置（当前线程节 点），并生成/选择一个与该当前线程节点相关联的演示片段以供在用户的装置160和/或 显示装置165上显示，其中其演示给用户。将用户输入（例如，来自响应于问题而挥动移动 装置或触摸屏幕的输出数据）从装置160发送回动态课程生成器120。
[0053] 应理解到，动态课程生成器120包括本发明的存储在存储器内的计算机系统和软 件。在图4中所示的实施例中，该计算机系统可以包括一个中央处理器、存储器（RAM、ROM 等）、多个固定和可移除的代码存储装置（硬盘驱动器、软盘驱动器、CD、DVD、储存卡等）、 多个输入/输出装置（键盘、显示监控器、指针装置、指针等）、以及多个通信装置（以太网 卡、WiFi卡、调制解调器等）。对该计算机系统的典型要求包括：带有至少一个英特尔奔腾 (INTEL PENTIUM III)处理器的至少一个服务器；至少1GB的RAM ;50MB可用盘空间；以及 微软公司（Microsoft Corporation)安装的合适的操作系统，如LINUX、或WIND0WS2000、 XP、Vista、Wind〇ws7或8。可以与本发明的软件结合使用的代表性硬件包括戴尔公司 (Dell, Inc)的服务器的POWER EDGE线、IBM公司（IBM, Inc.)的SYSTEM X企业服务器、 惠普公司（Hewlett-Packard)的PROLIANT或INTEGRITY线、以及甲骨文公司（Oracle Corporation)(前身是Sun Microsystems公司）的SPARC线。用于完成在此描述的方法的 软件可以存储在非瞬态、计算机可读介质上并且还可以作为信息信号被传输，如用于下载。 内容数据库140可以包括任何计算机数据存储系统，但优选地为被组织到逻辑相关的记录 内的关系数据库。优选地，内容数据库140为支持各种媒体文件的增强型关系数据库，如使 用IBM的音频、图像和视频（AIV)扩展器的IBM DB2通用数据库，或者为使Oracle数据库 能够以集成的方式存储、管理和检索图像、音频、视频的Oracle InterMedia产品。
[0054] 应理解到，尽管没有展示，可以从外部来源访问分析数据库130,这些外部来源每 个具有其自己的计算机，这些计算机具有中央处理器、存储器（RAM、R0M等）、固定和可移除 的代码存储装置（硬盘驱动器、软盘驱动器、CD、DVD、储存卡等）、输入/输出装置（键盘、 显示监控器、指针装置、指针等）、以及通信装置（以太网卡、WiFi卡、调制解调器等）。可 替代地，可以在同一物理计算机系统上实现分析数据库130和内容数据库140。
[0055] 分析数据库130包括一个动作数据库，从而使得动态课程生成器将每个动作存储 在系统100内。这些数据可以用于纵向跟踪不同维上的用户改进，并用于响应于挥杆动作 历史而定制课程内容。
[0056] 尽管互联网150被描述为用于在所示多个实体之间进行通信，但应理解到，可以 替代性地或附加地使用其他网络元素。这些元素包括广域网、局域网、公共交换电话网、无 线或有线网、内部网、或任何其他分布式处理网络或系统的组合。
[0057]参照图5至图9,将通过根据本发明的一个实施例的使用在此描述的技术实现的 体育课程的示例来阐明本发明。图5展示了用于高尔夫球、棒球和网球课程的移动装置上 的三个不同的启动画面。图6为图4的用于高尔夫球、棒球和网球体育课程的基于网络的 方法的实施例。在图7至图9的特定实施例中，体育课程对学习如何打高尔夫球是有用的。
[0058] 为了方便理解，每个应用程序被分成两个分开的部分。第一部分为实践环境，其 中，例如用户进入虚拟练习场（在高尔夫球教学的情况下）、棒球练习场/投球土墩（在篮 球教学的情况下）、网球场（在网球教学的情况下）、滑雪道等。针对撞击体育，用户将移动 装置160握在其手中作为球杆、球棒、球、或球拍，针对释放体育，用户模拟实际挥杆或投掷 动作，或者例如在滑雪或拳击情况下，用户可以分别将电话附接到支座中的其腿或手臂上。 然后对该装置的内部陀螺仪、加速计和其他传感器（如罗盘或辅助全球定位系统）进行分 析，并给出相关反馈（挥杆速度、定向、加速度、估算球飞行路径/距离）。用户可以进入其 移动装置上的实践环境内，并在例如每次挥杆后看球飞行，或者可以从其个人计算机、启用 网络的TV或平板计算机连接到内置在HTML、CSS和Javascript中的基于网络的版本。
[0059]使用登录/密码，用户可以访问单独实践区域。一旦进入，可以与朋友共享个人识 别号码（PIN)，或统一资源定位器（URL)邀请他们下载该应用程序并加入共享练习场、棒球 练习场等。在另一个实施例中，用户可以看到已经登录进该系统的'朋友'并可以从一个菜 单选择他们并请求他们加入单独实践区域。
[0060]使用允许iPhone (或其他智能电话或触控式iPod)将挥杆动作数据推送到浏览器 的彗星（comet) (aka Ajax Push技术、HTTP服务器推送技术）应用程序来完成分布式应用。 当学生在虚拟实践设施中实践时，其挥杆数据被添加到基于云的数据库，在该数据库中，在 该应用程序的稍后的"得分"部分可访问该数据。
[0061]一旦用户已经在虚拟实践环境中花费一些时间并且应用程序已经发现用户动作 的基线，该应用程序将通过"提示弹出（tips pop up)"提醒用户，在提示弹出处将出现专业 教员。虚拟教员然后将告知用户其最有影响的错误是什么并提供关于如何开始对其进行修 正的快速提示。如果感兴趣，用户可以跟着教员进入每个应用程序的第二部分，在那儿他或 她可以与顶级体育教员上虚拟课程。在联网环境下，'专家'教学可以出现在启用网络的装 置165上，而不是智能电话160上。
[0062] 如之前图3中总结的，该系统的课程部分包括三个主要组成部分：（1)内容数据库 140,（2)动作分析引擎105,以及（3)动态课程生成器120 (包括规则引擎125)。内容数据 库140可以包括但不限于讨论各技术要素的各教员的短视频、音频剪辑、文本、3-D动画和 练习。这些要素为演示片段。动作分析引擎105具有多个输入，如智能电话中的来自加速 计的X，Y和Z加速度（分别为ax，ay和az)和陀螺仪的劈起、偏转以及滚动。动作分析引 擎105取加速计和陀螺仪数据并输出被输入到规则引擎125的体育特定变量。与规则引擎 125协调，应用该规则引擎的动态课程120为具体用户创建定制的动态课程（被称为演示线 程），从该内容数据库组合该课程以形成多个演示片段。该内容是高度定制的，并且随着用 户与该系统进行交互而变化，遵循序列号13/269, 534美国专利申请的教导。如图6中所示， 可以同时并且在启用网络的不同显示装置165上传送相同或不同体育中的多个课程，用户 被定位成以便能够针对其特点课程观看显示器。
[0063] 高尔夫球学柃（GolfSchool)
[0064] 参照图7至图9,将通过根据本发明的一个实施例的使用在此描述的技术实现的 以下高尔夫球学校的示例来进一步阐明本发明。图7展示了课程视频、演示和训练的示例 性序列。在此详细描述了这些图和用于动作分析的相关方法。
[0065] 在一个实施例中，用于iPhone的高尔夫球学校应用程序包括一个虚拟练习场以 及一系列关于多个主题的课程，如一号木杆、铁杆、挖起杆、轻打入穴、沙坑击球等。标准练 习场为'免费'可下载应用程序，在该应用程序中，用户可以在基础范围上仅击木杆。升级 后的练习场是可用的，然而，在该练习场中，用户可以向左或右滑动来选择他们想要玩的具 体球洞并选择他们想要用来击球的特定球杆。当用户挥动握在其手中的电话时，对其挥杆 动作进行分析并在该电话的屏幕上动画绘制球飞行。还在电话屏幕上显示附加数据，包括 但不限于撞击时被转换成左旋球或右旋球的电话的角度、高尔夫球杆的计算速度、以及高 尔夫球将行进的距离（以码为单位）。
[0066] 在另一个优选实施例中，用户的高尔夫球学校电话应用程序连接到一个服务器 上，在该服务器中，用户具有一个唯一账户和标识符。此联网配置使得用户能够挥动电话并 在任何其他启用网络的装置（如iPad、PC、或启用网络的电视）上看到球飞行和相关数据， 见图4和图6。即，当用户挥动电话时，在一个优选地用户可以观看的不同显示器上动画绘 制球飞行。此外，用户可以邀请朋友加入练习场上的实践会话，其中以球员名字或化身对球 员球进行颜色编码和标记；这些朋友可以在同一地理位置或同时在不同地理位置。
[0067]对于高尔夫球一号木杆课程而言，对用户的值建议是'给您的发球添加二十五码(Addtwentyfiveyardstoyoudrive)'。此一号木杆课程首先包括概括教学，包括可输 出演示前的关于特定活动的基础的快速视频，该演示以高尔夫球挥杆动作中关键点处的手 和身体的正确位置的图像覆盖逐步地详细解释高尔夫球挥杆动作。在本演示中，用户可以 在不同的慢速或高速下放大和缩小、暂停、播放、倒退、擦洗和播放。用户已经学习了该演示 后，他或她移动到让他或她进行三次挥杆动作以供分析（见图7)的基线挥杆动作部分。用 户可以跳过此部分，并且该系统将使用从练习场收集的数据，或者用户可以进行三次挥杆 动作。记录了这三次挥杆动作之后，该应用程序给予用户关于挥杆动作的各维（通常为速 度和精确度）的等级并关于开始哪个课程跟踪给予用户建议。此"得分"部分记录用户已 经进行了每次挥杆动作，所以他或她可以往回参考过去的挥杆动作并看到其进步。
[0068] 一旦用户已经选择其课程，他或她将观看焦点在他或她所犯特定错误上的一系列 视频片段和电话在手中的练习，针对高尔夫球一号木杆课程精确度跟踪，这将是右旋球或 左旋球，在速度上，其可以是抛投、滞后、不正确的前臂转动、或手腕合页，见图8。在网球中， 当前臂挥动或精确度错误是当前臂挥动时的过度转动或高低挥杆路径，在速度上，其可以 是不正确的曲卷和展开。在棒球中，精确度错误可以是撞击时由于不正确的前臂转动引起 的挥杆泡沫。无论什么体育，规则引擎使用动作分析仪的输出来定义用户的该或这些错误， 并且定制课程来修正该或这些错误。
[0069]在课程过程中，教员将规定一场训练或多场训练来校正特定的错误。取决于根据 每个活动哪些类型的反馈效果最好，这些训练是不同的，并且被设计成使得用户可以持续 对其时间表方便的任何时间量值来返回至它们。在例如高尔夫球精确度课程中（见图9)， 训练是坐在椅子上并直着从身体伸出电话。然后，其前后挥动电话同时转动其前臂。此前 臂转动与使高尔夫球左旋或右旋密切相关，并且就从陀螺仪驱出的声音或专家教员说例如 "良好（good) "、"良好"、"左旋球"、"右旋球"等给予音频反馈。即，响应于动作传感器输入， 给予即时反馈。
[0070] 作为另一个示例，针对速度训练，用户坐在椅子上，将电话伸出自己前面，等待校 准振动，然后往后转动并且然后完成挥杆动作。该训练被设计成用于教导用户控制加速其 速度同时保持一个方形球杆面。用户缓慢开始并且每次他或她发球时，教员将通过音频反 馈告知用户他或她是否挥动地比之前挥杆动作更快或更慢，以及与上一次挥杆动作相比精 确度如何。挑战在于缓慢地建立速度同时在撞击时与方形电话（球杆头）保持极好的转动 计时。如果用户挥动并且转动过大或过低，教员提供用户必须往回放慢并重试的音频反馈。 用户完成课程线程之后，如果用户可以提高其分数，他或她可以返回基线挥杆动作部分。
[0071] 确切地，在高尔夫球学校"给您的发球添加25码"，课程Mike Malaska，2011PGA高 尔夫球专业教学，通过视频片段教导如何校正全力挥杆发球中的偷码错误。线程以前言开 始，该前言讨论高尔夫球手应将其注意力、臂动作集中在哪儿。然后Malaska先生进入一号 木杆演示，其中其讨论挥杆动作的所有阶段和每个阶段下正确的臂、前臂和手腕位置。然 后，用户移动其基线挥杆动作和得分。一旦动作分析仪计分，用户就可以开始速度和精确度 课程。速度课程是关于确切地臂、前臂和手腕各自如何单独建立速度的一系列两分钟视频。
[0072] 控制课程是对计时进行解释的一系列两分钟视频，并且基于您的挥杆动作分数的 错误，如何校正右旋球或左旋球。该训练让用户坐在椅子上并完成挥杆动作，从而在每次挥 杆动作之后接收关于在撞击时他或她有多方正的反馈。一旦用户理解该动作，Malaska先 生使用户挥动五次左旋球，然后五次右旋球，然后五次直线球。这在手位置与球飞行之间建 立理解和连接。一旦用户可以一致地产生不同类型的挥杆动作，Malaska先生让用户进行 一系列挥杆动作，以大的左旋球（或撞击时用非常封闭的杆面进行的挥杆动作）开始，然后 缓慢移动至没那么封闭的杆面（左曲球），然后方形球杆面（直线球），然后稍微开放的球 杆面（右曲球），以及最后非常开放的球杆面（右旋球）。一旦用户可以精细地控制撞击时 的球杆面，他或她将能够控制球在球道上往哪儿走。
[0073] 应注意到，基于挥杆动作分析和用户选择集中在其上的区域定制这些内容。例如， 如果用户选择精确度作为集中在其上的区域，则关键动作分析仪变量是电话的滚动，将其 转换成左旋球或右旋球的程度。然后，该系统定制课程，从而使得打左旋球的用户将看到与 打右旋球的用户的内容不相同的内容。此外，在一个优选实施例中，附加用户输入可以定制 该线程内容。例如，对于用户而言，具有输入身高、平均发球距离、性别、以及左利手或右利 手的选项。从而使得为左利手的并且击打一号木杆200码的女性高尔夫球手可以看到一个 顶级女性高尔夫球教员，具有针对左利手反映的视频，并且一号木杆距离调整到200码的 平均值。
[0074] 此外，高尔夫球课程可以利用图4和图6的启用网络的显示装置165。从而使得， 例如，在启用网络的显示装置165被定位成使得用户可以看到启用网络的显示装置165的 情况下，教员（Malaska)可以在该网络显示器上显示两个虚拟球棍（类似球杆）。其中，对 于用户而言，该练习是通过挥动其移动装置通过这些球棍向左、向右和直着击打虚拟球。为 了控制此练习，学生必须理解如何对称地打左旋、右旋和击打直线球路。两次或三次挥杆动 作之后，响应于学生的挥杆动作分析，在该启用网络的显示器上演示定制课程片段。此模拟 为与让实际教员站在学生旁边最接近的虚拟体验。
[0075] 高尔夫球学校包含许多用户可以选择的、可收费下载的课程。这些课程包括但不 限于一号木杆、铁杆、挖起杆、轻打入穴、球道沙坑击球、近击球削球、沙坑球、首次打球、以 及高尔夫球健身。此外，针对不同熟练等级定制课程，从而使得专家球员看到与初学者不同 的内容和练习。
[0076] -个优选实施例还包括一个"打球课程"。'打球课程'使得用户能够在实际高尔 夫球场上的同时挥动电话。然后，提供定制教学作为挥杆动作中电话检测到的错误的快速 修正。例如，用户在玩游戏的同时开始打右旋高尔夫球。该电话将检测错误，而该专家教员 将建议在瞄球时封闭球杆头（电话面）的快速修正。在每次击球之前，用户还可以用其移 动装置进行几次实践挥杆动作，并且接收专家教员的反馈。
[0077] 我们的发明的一个值得注意的方面是使用内置在移动装置160内的加速计和陀 螺仪的动作分析仪。图10展示了示例性全力高尔夫球挥杆动作过程中的移动装置160的 劈起和滚动。本发明的一个重要要素是对移动装置160进行以下校准：在瞄球位置（位置 1)上保持移动装置160静止，见图10(a)。然后，劈起动作特征在后摆（位置2)上增加，并 且在高尔夫后摆的顶部具有局部最小值（位置3)。然而，最小值（位置3)是转动大于180 度的劈起动作传感器的人为现象。实际上，劈起在后摆的顶部继续增加到最大值，大于180 度。然而，传感器的局限性将动作特征约束到〇到180度。如所示，劈起数据在后摆（位置 4)中继续减少，回到撞击点（位置5)。
[0078]精确度分析
[0079]应注意到，在冲击点，图10(a)中的位置5,移动装置160已经返回初始校准点（位 置1)附近，该点对于高尔夫球而言是在与虚拟高尔夫球撞击时的手位置并且为一个局部 最小值。针对高速高尔夫球挥杆动作，由于陀螺仪的分辨率极限，在该撞击点处的最小值不 恰好返回至校准零。确定该撞击点至关重要，因为移动装置160在此点处的滚动限定了球 杆的左旋球或右旋球。在其他体育中，撞击点在确定球棒或球拍的左旋球和右旋球中是至 关重要的，和/或释放点在投掷或抛投体育中是至关重要的。从撞击点开始，高尔夫球挥杆 动作继续完成随球动作，位置（6)和（7)。
[0080] 总之，随着高尔夫球手移动完成其挥杆动作，劈起数据图10(a)，或当看屏幕（X 轴）（见图2)时绕着将移动装置160切成顶半部分和底半部分的轴的转动为最有说服力的 数据流。可以在接近开始校准点（当高尔夫球手在其准备位置上时，通过挥杆动作前所花 费的一秒（例如）过程中通过取所有电话位置/定向数据的平均值来将该开始校准点定义 为"零"）的主要最小值处找到撞击。为了引出上下文，在高尔夫球手的挥杆动作中，随着高 尔夫球手开始其后摆、当他或她挥动完成撞击时返回校准，出现劈起数据，然后随着他或她 移动进入其随球动作，其再次出现。撞击是最靠近准备或校准点的劈起位置。
[0081] 一旦发现撞击，通过从校准时的滚动数据减去撞击时的滚动数据来确定挥杆动作 精确度，见图10 (b)。滚动数据、或当观看屏幕（Y轴）时绕着将电话切成左半部分和右半部 分的轴的转动描述了球杆头上的"开放和封闭"杆面。图10(b)示出了该滚动数据的展开 图。返回负差值的挥杆动作意味着用户在撞击时转动过大，其暗示了撞击时的封闭杆面和 取决于该量值的结果左曲球或左旋球。返回正差值的挥杆动作意味着用户在撞击时转动过 小，其暗示了撞击时的开放杆面和结果右曲球或右旋球。返回一个近似零值的挥杆动作意 味着撞击时球杆面非常紧密匹配校准定向并且暗示着直线球飞行。
[0082]速度分析
[0083]球杆头速度对于高尔夫球而言在定义球飞行距离时是一个关键参数。高尔夫球杆 制造商具有经验表，这些经验表详细描述了以特定挥杆速度下移动的球杆头所击打的高尔 夫球的球飞行距离。这种表还将球杆类型（例如，一号木杆、5铁杆、推杆）、球杆头斜角、杆 身刚度、以及其他影响球飞行的变量考虑在内。
[0084] 由于体育动作的力学，挥杆速度是一项复杂的计算。挑战在于移动装置传感器304 测量双手的动作，而我们对计算虚拟体育设备（如高尔夫球杆头）的速度感兴趣。使用合 适安装的体育设备以专业球员进行了大量试验来理解手和手臂动作如何转换成动作传感 器数据输出。虽然展示了对高尔夫球的分析，但应认识到本方法可以是对其他体育动作的 概括，包括但不限于棒球、网球、保龄球、篮球、美式足球和乒乓球体育中找出的那些。
[0085] 如果恰好与双臂成一条线挥动球杆，则该移动装置速度V与球杆头速度) 关系如下：

【权利要求】
1. 一种方法，包括： 移动一个其中集成了多个动作传感器的移动装置以模拟一个体育动作； 对所模拟的体育动作进行评价以确定至少一个感兴趣的主题； 从一个内容数据库选择与该主题相关联的内容；以及 在该移动装置上显示所选择的内容。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，这些动作传感器包括一个陀螺仪和一个加速计。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，该对所模拟的体育动作进行评价的步骤包括对该 移动装置的劈起、滚动、以及偏转进行评价。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，该移动装置包括一个电话。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，所选择的内容包括一个教员的一个视频剪辑，该视 频剪辑提供动作改进信息。
6. 如权利要求1所述的方法，其中，通过集成到该移动装置上的一个处理器执行该方 法。
7. 如权利要求1所述的方法，其中，在被移动的同时该移动装置被一个用户握持着。
8. 如权利要求1所述的方法，进一步包括将所模拟的体育动作过程中的与该移动装置 的动作相关的动作数据存储在一个数据库中。
9. 如权利要求1所述的方法，其中，选择该内容包括获得基于用户输入数据、先前动作 数据、以及CRM数据中的一项或多项的内容并组合所获得的内容，该选择和组合根据一套 预先确定的规则。
10. -种设备，包括一个移动装置，该移动装置内集成了多个动作传感器，该设备包括 一个非瞬态计算机可读介质，该介质存储一个指令集合，当被该移动装置的一个处理器执 行时，该指令集合执行权利要求1所述的方法的步骤。
11. 如权利要求10所述的设备，其中，该移动装置附接到一个辅助装置上。
12. -种系统，包括： 一个服务器； 一个链接到该服务器上的内容数据库；以及 链接到该服务器上的多个移动装置，这些移动装置中的每个装置其中集成了多个动作 传感器； 其中，当移动这些移动装置之一以模拟一个体育动作时， 对该体育动作进行评价以确定至少一个主题； 从自该内容数据库检索的内容组合一个演示片段；该演示片段与该主题相关；以及 显示该演示片段。
13. 如权利要求12所述的系统，其中，这些移动装置中的多个移动装置链接到该服务 器上，从而同时模拟同一体育。
14. 如权利要求12所述的系统，其中，这些移动装置中的一个第一装置用来模拟一个 第一体育，并且这些移动装置的一个第二装置用来模拟一个第二体育，这些移动装置中的 该第一装置与这些移动装置中的该第二装置同时链接到该服务器上。
15. 如权利要求12所述的系统，其中，在用于模拟该体育动作的同一移动装置上显示 该演示片段。
16. 如权利要求12所述的系统，其中，在一个与用于模拟该体育动作的该移动装置不 同的一个显示器上显示该演示片段。
17. 如权利要求12所述的系统，其中，该演示片段包括一个体育课程。
18. 如权利要求12所述的系统，其中，该演示片段包括视频。
19. 如权利要求12所述的系统，其中，该演示片段包括文本。
20. 如权利要求12所述的系统，其中，该演示片段包括音频。
21. 如权利要求12所述的系统，其中，该演示片段包括一个动画。
22. 如权利要求12所述的系统，其中，这些移动装置通过互联网链接到该服务器上。
23. 如权利要求12所述的系统，其中，该体育动作与一种撞击一个对象的体育相关。
24. 如权利要求23所述的系统，其中，该体育为高尔夫球、棒球、网球、羽毛球、短柄墙 球、乒乓球以及曲棍球其中之一。
25. 如权利要求12所述的系统，其中，该体育动作涉及释放一个对象。
26. 如权利要求25所述的系统，其中，该体育为保龄球、棒球、篮球、美式足球、沙包、以 及飞蝇钓其中之一。
27. 如权利要求12所述的系统，其中，这些动作传感器包括一个陀螺仪和一个加速计。
28. 如权利要求12所述的系统，其中，该移动的该评价包括对该移动装置的劈起、滚 动、以及偏转进行评价。
26. 如权利要求12所述的方法，进一步包括一个用于存储所模拟的体育动作过程中的 与该移动装置的动作相关的动作数据的一个数据库。
27. 如权利要求12所述的方法，其中，通过根据一套预先确定的规则获得基于用户输 入数据、先前动作数据、CRM数据中的一项或多项的内容并组合所获得的内容来组合该演示 片段。
28. 如权利要求12所述的系统，其中，该体育动作的该评价包括将纵向数据用于测量 表现改进。
29. 如权利要求12所述的系统，其中，在与该移动装置分开且不同的一个启用网络的 显示装置上显示该演示片段。
30. 如权利要求29所述的系统，其中，在一个启用网络的显示装置上显示的该演示片 段包括响应于该体育动作有待与一个虚拟对象撞击的一个虚拟目标。
31. 如权利要求12所述的方法，其中，该移动装置被握在一个用户的手中。
32. 如权利要求12所述的设备，其中，该移动装置附接到一个辅助装置上。
33. 如权利要求32所述的系统，其中，该辅助装置是一件体育设备和模拟该件体育设 备的握把和感觉的一个装置其中之一。
34. -种分析体育动作的方法，包括： (a) 确定使用一个移动装置有待模拟的一个体育动作的一个起点，该移动装置具有多 个集成动作传感器； (b) 沿着一条路径从该起点移动该移动装置以完成该模拟； (c) 从这些动作传感器获得与该起点和沿着该路径的该移动相关的动作数据； (d) 使用所获得的动作数据确定一个模拟体育事件的发生； (e) 对所模拟的体育动作进行评价以确定至少一个感兴趣的主题； (f) 从一个内容数据库选择与该主题相关联的内容；以及 (g) 显示所选择的内容。
35. 如权利要求34所述的方法，其中，在该移动装置上显示该内容。
36. 如权利要求34所述的系统，其中，在与该移动装置不同的一个显示装置上显示该 内容。
37. 如权利要求34所述的系统，其中，该移动装置不附接到任一件体育设备上，并且不 通过用户键入的输入指示该起点。
38. 如权利要求34所述的系统，其中，通过静止握持该移动装置一段预先确定的时间 长度指示该起点。
39. 如权利要求34所述的方法，其中，这些动作传感器包括一个加速计和一个多轴陀 螺仪。
40. 如权利要求34所述的方法，其中，该体育事件为与一个虚拟对象撞击的点。
41. 如权利要求34所述的方法，进一步包括确定该虚拟对象在该撞击点周围的速度的 步骤。
42. 如权利要求38所述的方法，其中，该虚拟对象为一个虚拟高尔夫球、棒球、网球、羽 毛球、短柄墙球、长曲棍球、乒乓球以及冰球其中之一。
43. 如权利要求39所述的方法，其中，确定该速度至少部分地基于该移动装置在该撞 击点周围的速度、臂长、球杆长度、以及挥杆类型的弧长。
44. 如权利要求39所述的方法，其中，确定该速度不使用来自一个加速计的数据。
45. 如权利要求39所述的方法，其中，确定该速度包括基于如通过该移动装置在该撞 击点处的偏转和滚动测量的估算手腕合页和前臂转动来应用一个乘数。
46. 如权利要求39所述的方法，其中，进一步包括至少部分地基于所确定的该虚拟对 象的速度来确定球飞行距离。
47. 如权利要求34所述的方法，其中，使用所获得的动作数据确定所模拟的体育事件 的发生包括在所模拟的体育动作过程中分析该移动装置的一个第一陀螺仪传感器数据以 确定一个撞击点或释放点。
48. 如权利要求34所述的方法，其中，使用所获得的动作数据确定所模拟的体育事件 的发生包括分析该移动装置在该撞击点处的一个第二陀螺仪传感器数据。
49. 如权利要求46所述的方法，其中，分析该移动装置在该撞击点处的该传感器包括 从来自该起点的传感器数据减去该撞击点处的该传感器数据。
50. 如权利要求34所述的方法，其中，该体育事件是一个释放点。
51. 如权利要求48所述的方法，该释放点为一个保龄球、一个长曲棍球手柄、一个篮 球、一个棒球、一个曲棍球球棍、一个豆袋、一个美式足球以及一个钓竿的释放点其中之一。
52. 如权利要求34所述的方法，进一步包括将所模拟的体育动作过程中的与该移动装 置的动作相关的动作数据存储在一个数据库中。
53. 如权利要求34所述的方法，其中，通过根据一套预先确定的规则获得基于用户输 入数据、先前动作数据、以及CRM数据中的一项或多项的内容并组合所获得的内容来组合 该演示片段。
54. 如权利要求34所述的方法，其中，该体育动作的该评价包括将纵向数据用于测量 表现改进。
55. 如权利要求34所述的方法，其中，该移动装置不附接到一个辅助装置上，并且不通 过用户键入的输入指示该起点。
56. 如权利要求55所述的系统，其中，该辅助装置是一件体育设备和模拟该件体育设 备的握把和感觉的一个装置其中之一。
【文档编号】H04W4/00GK104488022SQ201280052082
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2012年10月24日 优先权日:2011年10月25日
【发明者】马克·杰弗里, 罗伯特·考默若斯-金 申请人:阿奎默有限公司