傳感器和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及可穿戴傳感器，并且更具體地涉及用于識(shí)別和跟蹤移動(dòng)和鍛煉的可穿戴傳感器網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)將傳感器結(jié)合到多種用戶設(shè)備中來(lái)為用戶交互提供增強(qiáng)的功能以及新的機(jī)會(huì)。已經(jīng)將運(yùn)動(dòng)傳感器、光傳感器、位置傳感器、磁力儀和多種其他傳感器結(jié)合到移動(dòng)電話(例如智能電話)、平板計(jì)算機(jī)、計(jì)步器、和其他計(jì)算設(shè)備中，從而允許軟件開發(fā)者創(chuàng)建有吸引力的軟件應(yīng)用程序(“應(yīng)用”)以用于娛樂、效率、健康等。已經(jīng)開發(fā)了一些設(shè)備和應(yīng)用來(lái)跟蹤步行、跑步、和其他距離活動(dòng)。用戶能夠監(jiān)視此類有氧訓(xùn)練并跟蹤其隨著時(shí)間推移的進(jìn)展。
[0003]然而，此類設(shè)備和應(yīng)用局限于其能夠跟蹤的鍛煉類型。例如，計(jì)步器和距離測(cè)量設(shè)備和應(yīng)用不能識(shí)別或跟蹤力量訓(xùn)練鍛煉。參與力量訓(xùn)練(例如舉重等)的人可在實(shí)體書本或數(shù)字電子表格中手動(dòng)記錄訓(xùn)練日志。然而，此類枯燥乏味的手動(dòng)記錄可能是不可靠的，并且很少有人花費(fèi)精力記錄詳細(xì)的日志，盡管這可能有利于進(jìn)展跟蹤以及隨著時(shí)間推移對(duì)訓(xùn)練進(jìn)行優(yōu)化。此外，人們參與除了有氧訓(xùn)練或力量訓(xùn)練之外的很多鍛煉，諸如團(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)，它們可能是健身計(jì)劃的重要元素但類似地記錄起來(lái)也枯燥乏味。同樣，設(shè)備和應(yīng)用不能自動(dòng)地識(shí)別和跟蹤此類身體活動(dòng)，從而限制了其提供完整的用戶健身狀況的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開了一種可穿戴傳感器網(wǎng)絡(luò)，其可包括被配置為被穿戴或攜帶在身體的第一部位上的第一傳感器和被配置為被穿戴或攜帶在身體的第二部位上的第二傳感器。該網(wǎng)絡(luò)可包括移動(dòng)設(shè)備或可與移動(dòng)設(shè)備通信，該移動(dòng)設(shè)備可接收來(lái)自第一傳感器和第二傳感器兩者的傳感器信息。組合的傳感器信息可指示穿戴或攜帶第一傳感器和第二傳感器的用戶的姿態(tài)。第一傳感器和第二傳感器還可感測(cè)移動(dòng)，并且所得的組合傳感器信息可被用于確定用戶正在進(jìn)行特定身體活動(dòng)、鍛煉等?？稍谡麄€(gè)訓(xùn)練期間跟蹤和記錄所識(shí)別的身體活動(dòng)或鍛煉。還可使用附加的傳感器，包括移動(dòng)設(shè)備中的傳感器或被穿戴在身體的其他部位上的附加傳感器。在一些示例中，可使用某些傳感器來(lái)識(shí)別鍛煉器械以提供附加的跟蹤數(shù)據(jù)。傳感器還可包括用以提供用戶反饋的機(jī)構(gòu)，同樣，應(yīng)用可以多種方式為用戶提供反饋和進(jìn)展信息以增強(qiáng)實(shí)用性并改善用戶體驗(yàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1示出了一種具有傳感器網(wǎng)絡(luò)的示例性系統(tǒng)，該傳感器網(wǎng)絡(luò)具有可被穿戴或攜帶在身體的不同部位上的多個(gè)傳感器設(shè)備。
[0006]圖2示出了用戶可穿戴或攜帶的一種示例性傳感器設(shè)備。
[0007]圖3示出了被配置用于并且置于身體的各個(gè)部位上的示例性傳感器設(shè)備。
[0008]圖4A示出了結(jié)合有傳感器的一種示例性手套的手掌側(cè)。
[0009]圖4B示出了結(jié)合有傳感器的一種示例性手套的手背側(cè)。
[0010]圖5A示出了具有顯示器的一種示例性手表，該顯示器可基于來(lái)自結(jié)合的傳感器的傳感器信息而變暗或被禁用。
[0011]圖5B示出了具有顯示器的一種示例性手表，該顯示器可基于來(lái)自結(jié)合的傳感器的傳感器信息而變亮或被啟用。
[0012]圖6A示出了在鍛煉運(yùn)動(dòng)的第一極端處具有觸覺反饋的一種示例性腕部傳感器。
[0013]圖6B示出了在鍛煉運(yùn)動(dòng)的第二極端處具有觸覺反饋的一種示例性腕部傳感器。
[0014]圖7A示出了在鍛煉運(yùn)動(dòng)的第一位置處具有觸覺反饋的一種示例性踝部傳感器。
[0015]圖7B示出了在鍛煉運(yùn)動(dòng)的第二位置處具有觸覺反饋的一種示例性踝部傳感器。
[0016]圖8A示出了具有可向傳感器設(shè)備發(fā)送信息的示例性負(fù)重標(biāo)簽的自由調(diào)節(jié)啞鈴。
[0017]圖SB示出了具有可與傳感器設(shè)備通信的示例性機(jī)械和控制標(biāo)簽的負(fù)重機(jī)械。
[0018]圖9A示出了所跟蹤鍛煉的示例性報(bào)告。
[0019]圖9B示出了基于所跟蹤訓(xùn)練的示例性健身日志。
[0020]圖10示出了指示在不同訓(xùn)練期間鍛煉的肌肉的一個(gè)示例性肌肉熱圖。
[0021]圖11示出了在前空翻跳水期間跟蹤跳水者的身體定位的示例性腕部傳感器和踝部傳感器。
[0022]圖12示出了用于根據(jù)傳感器信息來(lái)確定由用戶進(jìn)行的鍛煉的一種示例性方法。
[0023]圖13示出了用于根據(jù)傳感器信息來(lái)確定用戶通過三維空間的運(yùn)動(dòng)的一種示例性方法。
[0024]圖14示出了用于接收和處理傳感器信息的一種示例性系統(tǒng)。
[0025]圖15示出了可接收和處理傳感器信息的一種示例性智能電話。
[0026]圖16示出了可接收和處理傳感器信息的一種示例性媒體播放器。
[0027]圖17示出了可接收和處理傳感器信息的一種示例性手表。
[0028]圖18示出了可接收和處理傳感器信息的一種示例性平板計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在以下對(duì)示例的描述中將引用附圖，在附圖中以舉例方式示出了可實(shí)施的具體示例。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離各個(gè)示例的范圍的情況下，可使用其他示例并且可進(jìn)行結(jié)構(gòu)性變更。
[0030]本發(fā)明涉及可用于跟蹤用戶的姿態(tài)、位置、移動(dòng)、鍛煉等的傳感器網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)或多個(gè)傳感器設(shè)備可被配置用于被穿戴、附接、或攜帶在用戶身體的不同部位上。傳感器收集的傳感器信息可被發(fā)送到用戶設(shè)備，諸如智能電話、平板計(jì)算機(jī)、中央傳感器設(shè)備等。在一些示例中，用戶設(shè)備可包括傳感器，并且從用戶設(shè)備收集的傳感器信息也可被使用。組合的傳感器信息可以多種方式使用，諸如用于根據(jù)傳感器的相對(duì)移動(dòng)識(shí)別特定鍛煉或身體運(yùn)動(dòng)。可在整個(gè)訓(xùn)練期間并且隨時(shí)間推移跟蹤和記錄所識(shí)別的身體活動(dòng)或鍛煉。
[0031]在一些示例中，某些傳感器可用于識(shí)別鍛煉器械以提供附加跟蹤數(shù)據(jù)、為用戶提供聽覺、視覺或其他感官指令、使用戶能夠控制鍛煉機(jī)械等。傳感器還可包括用于提供用戶反饋的機(jī)構(gòu)，同樣，應(yīng)用可以多種方式為用戶提供反饋和進(jìn)展信息以增強(qiáng)實(shí)用性并改善用戶體驗(yàn)。
[0032]應(yīng)該理解，以不同配置使用各種傳感器可能實(shí)現(xiàn)多種其他應(yīng)用。
[0033]圖1示出了具有傳感器網(wǎng)絡(luò)110的示例性系統(tǒng)100，該傳感器網(wǎng)絡(luò)具有用戶設(shè)備102和多個(gè)傳感器設(shè)備108。傳感器設(shè)備108可包括多種傳感器中的任何傳感器，諸如加速度計(jì)、陀螺儀、磁力儀、濕度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等。傳感器設(shè)備108還可包括多種發(fā)射器中的任何發(fā)射器，諸如藍(lán)牙天線、射頻(RF)收發(fā)器、W1-Fi天線、蜂窩天線等，以用于向用戶設(shè)備102或與用戶設(shè)備102通信或彼此通信。傳感器設(shè)備108還可包括電池來(lái)為傳感器和發(fā)射器供電。
[0034]傳感器設(shè)備108可被配置為被攜帶、穿戴、或附接到用戶身體的各個(gè)部位。例如，第一傳感器設(shè)備108可被配置為被穿戴在用戶腕部(例如作為手鏈、手表、腕帶、手套等)上。第二傳感器設(shè)備108可被配置為被夾到或插入用戶的鞋子或者穿戴在用戶的踝部(例如作為腳鏈)。其他傳感器設(shè)備108可被配置為被攜帶在襯衣口袋、褲子口袋、裙子口袋、或袋子中；夾到襯衣袖子、腰帶、或鞋帶；穿戴在臂帶、手套、或耳機(jī)中；或者攜帶、穿戴、或附接在圍繞用戶身體的各種其他位置的任何位置中。在一些示例中，傳感器設(shè)備108可被構(gòu)建為耐久、堅(jiān)固等等，以在多種環(huán)境中安全工作(例如不會(huì)損壞傳感器、發(fā)射器、或其他部件)。例如，傳感器設(shè)備108可被配置用于在任何環(huán)境中安全工作，包括在冷、熱、濕、干、高海拔、嘈雜(聲音噪聲和可能的干擾信號(hào)噪聲兩者)等等的環(huán)境中。用戶設(shè)備102還可包括傳感器，可被構(gòu)建為堅(jiān)固的，并且可類似地被配置為被攜帶、穿戴、或附接到用戶身體的各個(gè)部位(例如攜帶在口袋中、附接在臂帶中、作為項(xiàng)鏈穿戴等等)。
[0035]傳感器設(shè)備108可收集傳感器數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶設(shè)備102。例如，傳感器設(shè)備108可收集與位置、移動(dòng)、溫度、濕度、壓力等相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶設(shè)備102。在一些示例中，一個(gè)傳感器設(shè)備108可將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一傳感器設(shè)備108，諸如將心跳信號(hào)或Ping(查驗(yàn))信號(hào)發(fā)送到另一傳感器設(shè)備，該數(shù)據(jù)可被用于確定相對(duì)位置、距離、和其他信息(例如如在RF渡越時(shí)間測(cè)距中那樣)。在另一示例中，用戶設(shè)備102和傳感器設(shè)備108可向傳感器網(wǎng)絡(luò)110內(nèi)的任何其他設(shè)備傳送信息以及從傳感器網(wǎng)絡(luò)110內(nèi)的任何其他設(shè)備接收信息，從而使得既能夠傳輸所感測(cè)的數(shù)據(jù)又能夠發(fā)送和接收基于信號(hào)的各種測(cè)量(例如如在回聲定位、RF渡越時(shí)間測(cè)距、各種三角測(cè)量方案等中那樣)。
[0036]用戶設(shè)備102可集聚從傳感器設(shè)備108接收的傳感器數(shù)據(jù)，并且在一些示例中感測(cè)來(lái)自傳感器設(shè)備108的指示位置、距離等的信號(hào)以及在用戶設(shè)備102內(nèi)組合來(lái)自傳感器的傳感器數(shù)據(jù)。用戶設(shè)備102可包括處理器，該處理器可被配置為對(duì)從傳感器設(shè)備108采集的數(shù)據(jù)、來(lái)自用戶設(shè)備102內(nèi)的傳感器的數(shù)據(jù)、和從由傳感器設(shè)備108生成的信號(hào)得到的數(shù)據(jù)執(zhí)行多種分析中的任何分析。例如，用戶設(shè)備102可根據(jù)組合傳感器信息來(lái)確定傳感器網(wǎng)絡(luò)110內(nèi)各個(gè)設(shè)備的相對(duì)位置。在一些示例中，根據(jù)這個(gè)確定，用戶設(shè)備102還可確定穿戴、攜帶、或以其他方式使用傳感器網(wǎng)絡(luò)110中的各個(gè)設(shè)備的用戶的姿態(tài)。用戶設(shè)備102可包括例如智能電話、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、便攜式媒體播放器等等。在一些示例中，用戶設(shè)備102可以是用戶穿戴或攜帶或者鄰近用戶放置的移動(dòng)設(shè)備。在其他示例中，用戶設(shè)備102可以是鄰近用戶的固定設(shè)備。
[0037]用戶設(shè)備102可通信地耦接到網(wǎng)絡(luò)104，網(wǎng)絡(luò)可包括任何類型的有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，諸如因特網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、W1-Fi網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)等。在一些示例中，用戶設(shè)備102可通過網(wǎng)絡(luò)104與服務(wù)器106通信。服務(wù)器106可提供支持用戶設(shè)備102上的應(yīng)用的信息或更新。在一些示例中，用戶設(shè)備102可將所采集的傳感器信息傳送到服務(wù)器106，服務(wù)器106可遠(yuǎn)程地處理所感測(cè)的信息。在其他示例中，傳感器信息可被服務(wù)器106采集和使用以改善用戶設(shè)備102上的識(shí)別算法。例如，用戶可手動(dòng)地指示在傳感器設(shè)備108采集傳感器數(shù)據(jù)時(shí)執(zhí)行的姿態(tài)、位置、鍛煉、移動(dòng)等等。所指示的姿態(tài)、位置、鍛煉、移動(dòng)等等然后可通過網(wǎng)絡(luò)104與傳感器數(shù)據(jù)一起傳送到服務(wù)器106，并且這兩者可被集聚并與該用戶和/或其他用戶的先前條目進(jìn)行比較。集聚和比較的數(shù)據(jù)然后可被用于改善識(shí)別算法(包括精確性的統(tǒng)計(jì)概率)以允許用戶設(shè)備102未來(lái)自動(dòng)地識(shí)別所指示的姿態(tài)、位置、鍛煉、移動(dòng)等等。在其他示例中，機(jī)器學(xué)習(xí)、識(shí)別算法改善等等可隨著數(shù)據(jù)不斷被采集而直接在用戶設(shè)備102上執(zhí)行。
[0038]應(yīng)該理解，系統(tǒng)100可包括比圖1示例中所示的更少或更多的部件。例如，在某些情況下，傳感器網(wǎng)絡(luò)110可包括用戶設(shè)備102和單個(gè)傳感器設(shè)備108，它們可一起用于識(shí)別用戶的姿態(tài)或移動(dòng)。在其他示例中，在傳感器網(wǎng)絡(luò)110中可包括三個(gè)或更多個(gè)傳感器設(shè)備108。在另外的示例中，傳感器設(shè)備108的數(shù)量可根據(jù)用戶需要而改變，以提高精確性、使得能夠?qū)崿F(xiàn)附加的識(shí)別特征等等(例如添加附加傳感器設(shè)備108可改善識(shí)別精確性和/或允許除了用更少的傳感器設(shè)備能夠識(shí)別的那些移動(dòng)之外還識(shí)別附加的移動(dòng))。在其他示例中，傳感器網(wǎng)絡(luò)110可包括可由單個(gè)用戶或多個(gè)用戶使用的多個(gè)用戶設(shè)備102，其中用戶設(shè)備可在傳感器網(wǎng)絡(luò)110內(nèi)或者經(jīng)由系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)104彼此直接通信和/或與其他人的傳感器設(shè)備108直接通信。
[0039]圖2示出了用戶可以上述多種方式和位置中的任何方式和位置穿戴或攜帶的示例性傳感器設(shè)備108。傳感器設(shè)備108可屬于圖1的系統(tǒng)100的傳感器網(wǎng)絡(luò)110。傳感器設(shè)備108可包括處于多種配置的多個(gè)部件和傳感器。在一些示例中，可針對(duì)圍繞用戶身體的不同放置位置來(lái)優(yōu)化傳感器設(shè)備108的不同配置(例如優(yōu)化以用于踝部放置、腕部放置、口袋放置、臂帶放置等等)。在一些示例中，傳感器設(shè)備108可包括電池212，該電池能夠?yàn)閭鞲衅髟O(shè)備108的任何其他部件供應(yīng)電力。電池212可以是可拆卸且可更換的，或者在一些示例中，電池212可以是可充電的。例如，電池212可以多種方式中的任何方式來(lái)充電，諸如通過傳感器設(shè)備108的殼體無(wú)線充電、通過墻式充電器適配器、通過對(duì)接底座、通過結(jié)合到傳感器設(shè)備108中的太陽(yáng)能面板(未示出)、通過結(jié)合到傳感器設(shè)備108中的線性感應(yīng)充電(未示出)、通過結(jié)合到傳感器設(shè)備108中的機(jī)械曲柄或飛輪充電(未示出)、或者通過多種其他充電機(jī)制中的任何機(jī)制。在其他示例中，本文所討論的傳感器中的任何傳感器可包括能夠響應(yīng)于從另一設(shè)備或傳感器接收的信號(hào)而生成傳感器信號(hào)的被動(dòng)傳感器，并且此類被動(dòng)傳感器在一些示例中可在沒有電池電力的情況下工作(例如無(wú)源近場(chǎng)通信或NFC標(biāo)簽)。
[0040]傳感器設(shè)備108還可包括加速度計(jì)214。在一些示例中，加速度計(jì)214可感測(cè)傳感器設(shè)備108的取向(例如多軸感測(cè))并生成指示所感測(cè)取向的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)。加速度計(jì)214還可感測(cè)傳感器設(shè)備108的移動(dòng)或加速并生成指示所感測(cè)移動(dòng)或加速的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)。加速度計(jì)214可包括與結(jié)合到許多智能電話中的用于取向和運(yùn)動(dòng)感測(cè)的加速度計(jì)類似的能力。
[0041]傳感器設(shè)備108還可包括藍(lán)牙發(fā)射器216，其可例如將信息傳送到用戶設(shè)備、傳感器網(wǎng)絡(luò)中的另一傳感器設(shè)備、與鍛煉機(jī)械相關(guān)聯(lián)的傳感器、與可控器械相關(guān)聯(lián)的傳感器等等。在一些示例中，藍(lán)牙發(fā)射器216(或藍(lán)牙接收器)還可接收來(lái)自用戶設(shè)備、傳感器網(wǎng)絡(luò)中的另一傳感器設(shè)備、鍛煉機(jī)械、可控器械等等的藍(lán)牙信號(hào)。在一個(gè)示例中，加速度計(jì)214感測(cè)的取向和運(yùn)動(dòng)信息可經(jīng)由藍(lán)牙發(fā)射器216傳送到用戶設(shè)備。
[0042]多種不同配置對(duì)于傳感器設(shè)備108來(lái)說(shuō)是可能的，包括圖2中虛線所示的那些。傳感器設(shè)備108可包括例如能夠經(jīng)由RF發(fā)送和接收信息的射頻