投籃追蹤系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總地涉及用于追蹤和制表投籃統(tǒng)計(jì)的自動(dòng)化系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉 及自動(dòng)化投籃追蹤系統(tǒng)，其利用運(yùn)動(dòng)傳感器、無線傳送器和無線移動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來檢測(cè)、記 錄和顯示球員的投籃統(tǒng)計(jì)，包括球員投籃嘗試、投中或未中投籃以及在籃球場(chǎng)上的投籃位 置的歷史。
【背景技術(shù)】
[0002] 存在與用于計(jì)數(shù)、記錄和追蹤籃球員的投籃統(tǒng)計(jì)(例如，投籃嘗試、投籃投中、投籃 未中、投籃百分比、投籃位置等）的常規(guī)產(chǎn)品和方法相關(guān)聯(lián)的大量問題。首先，在投籃訓(xùn)練 或比賽期間手動(dòng)地追蹤和對(duì)這樣的統(tǒng)計(jì)記分是及其繁瑣的。通常，這要么要求另一人在投 籃者投籃時(shí)對(duì)該信息制表，要么要求投籃者在投籃時(shí)大體恒定地與追蹤設(shè)備(例如，智能手 機(jī)、智能表或等同物)交互。這兩種方案都太麻煩并且一般干擾和減少投籃訓(xùn)練的進(jìn)程和益 處。因此，存在對(duì)于這樣的投籃追蹤產(chǎn)品和系統(tǒng)的需要，該投籃追蹤產(chǎn)品和系統(tǒng)非引人注目 地收集和處理投籃數(shù)據(jù)而不干擾投籃者的鍛煉例程，并且還提供用于使投籃者在隨后審閱 數(shù)據(jù)、評(píng)估他或她隨時(shí)間的進(jìn)展、以及與其他感興趣方共享投籃統(tǒng)計(jì)和進(jìn)展信息的便利且 高效的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明通過提供包括無線手腕追蹤器、無線籃網(wǎng)追蹤器和投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用的投 籃追蹤系統(tǒng)來解決該需要。投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用被配置成在諸如智能電話、智能表、手持式電 子個(gè)人信息管理系統(tǒng)、平板計(jì)算機(jī)、或個(gè)人計(jì)算機(jī)或膝上型計(jì)算機(jī)之類的無線移動(dòng)設(shè)備上 執(zhí)行。戴在籃球員的手腕或手臂上的無線手腕追蹤器包括計(jì)算機(jī)處理單元（CPU)、計(jì)算機(jī)可 執(zhí)行程序指令的集合、包括例如加速度計(jì)、陀螺儀和/或氣壓傳感器的一個(gè)或多個(gè)傳感器、 存儲(chǔ)在手腕追蹤器的存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)"球員投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔"（也被稱為"嘗試投籃簡(jiǎn) 檔")，以及無線電傳送器。球員投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔表示當(dāng)投籃者在典型的投籃訓(xùn)練、鍛煉、比賽 或其它賽事期間對(duì)籃筐投籃時(shí)，投籃者的手腕或手臂的典型運(yùn)動(dòng)。手腕追蹤器程序指令可 與傳感器、球員投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔和CPU-起操作以通過比較和匹配投籃者的手腕或手臂的實(shí) 際運(yùn)動(dòng)（如傳感器做檢測(cè)的）與如存儲(chǔ)在手腕追蹤器的存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)球員投籃數(shù) 據(jù)簡(jiǎn)檔中所反映的投籃嘗試期間的典型籃球員的手腕或手臂的運(yùn)動(dòng)來自動(dòng)檢測(cè)嘗試進(jìn)行 的投籃。
[0004] 無線籃網(wǎng)追蹤器也包括CPU、計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序指令的另一集合、諸如另一加速度 計(jì)之類的一個(gè)或多個(gè)附加的傳感器、存儲(chǔ)在籃網(wǎng)追蹤器的存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)"投中投 籃簡(jiǎn)檔"、以及無線電傳送器。投中投籃簡(jiǎn)檔表示在典型的投籃訓(xùn)練、鍛煉、比賽或其它賽事 期間投中投籃時(shí)，附接到籃筐邊緣的籃網(wǎng)的典型擾動(dòng)?；@網(wǎng)追蹤器中的程序指令可與CPU、 投中投籃簡(jiǎn)檔和加速度計(jì)一起操作以自動(dòng)檢測(cè)穿過籃筐邊緣和籃網(wǎng)的籃球。更具體地，無 線籃網(wǎng)追蹤器通過比較籃網(wǎng)的實(shí)際擾動(dòng)與如存儲(chǔ)在籃網(wǎng)追蹤器的存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè) 投中投籃簡(jiǎn)檔中所反映的投中投籃時(shí)籃網(wǎng)的典型擾動(dòng)來確定是否已經(jīng)投中投籃。
[0005] 在一些實(shí)施例中，籃網(wǎng)追蹤器的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)區(qū)域還包含一個(gè)或多個(gè)"邊緣反彈簡(jiǎn) 檔"，其表示投籃擊中籃筐邊緣和/或籃板但是未穿過籃網(wǎng)（即，作為"籃外空心球"的未中 投籃）時(shí)籃網(wǎng)的典型擾動(dòng)。在這些實(shí)施例中，籃網(wǎng)追蹤器中的程序指令還可與CPU、邊緣反 彈簡(jiǎn)檔和加速度計(jì)一起操作以通過比較籃網(wǎng)的實(shí)際擾動(dòng)與如邊緣反彈簡(jiǎn)檔中所反映的典 型接近投籃時(shí)籃網(wǎng)的典型擾動(dòng)來檢測(cè)擊中但反彈離開籃筐邊緣和/或籃板的未中投籃（即 接近或非常接近的未中投籃)。
[0006] 盡管各個(gè)籃球員在投籃期間意圖通過基本上相同的運(yùn)動(dòng)一致地移動(dòng)其手腕和手 臂，但是一個(gè)籃球員的投籃方式（即投籃運(yùn)動(dòng)序列）可能基本上不同于另一籃球員的投籃方 式。出于此原因，本發(fā)明的投籃追蹤系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例可以包括訓(xùn)練和調(diào)整模式，由此用戶 可以訓(xùn)練和調(diào)整系統(tǒng)，由此創(chuàng)建更準(zhǔn)確地反映用戶在嘗試投籃期間的典型手腕和手臂運(yùn)動(dòng) 的球員投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔。類似地，因?yàn)橐恍┗@筐的籃網(wǎng)和邊緣比其它的更緊致(或更松散)，所 以本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例還可以準(zhǔn)許用戶調(diào)整投中投籃和邊緣反彈算法和/或創(chuàng)建并存儲(chǔ) 更準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)于投籃投中或反彈離開邊緣或籃板時(shí)特定籃筐上的籃網(wǎng)和/或邊緣的典型 擾動(dòng)的投中投籃簡(jiǎn)檔和邊緣反彈簡(jiǎn)檔。
[0007] 為此目的，手腕追蹤器的實(shí)施例包括：運(yùn)動(dòng)傳感器；接收由運(yùn)動(dòng)傳感器生成的運(yùn) 動(dòng)數(shù)據(jù)的微處理器；計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器；傳送器；以及在微處理器上執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)處理應(yīng)用。微處 理器分析運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并且然后將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的合格部分存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。特別地，運(yùn)動(dòng) 數(shù)據(jù)的合格部分是這樣的數(shù)據(jù)：其已經(jīng)由運(yùn)動(dòng)處理器在持續(xù)長(zhǎng)于預(yù)定最小時(shí)間段(例如，其 已經(jīng)在經(jīng)驗(yàn)上被預(yù)定為是籃球員進(jìn)行投籃所必要的）的連續(xù)時(shí)間段之上生成并且已經(jīng)在球 員的手臂處于潛在投籃位置(例如，如由球員的手臂相對(duì)于水平的傾斜角所確定的）中時(shí)生 成。微處理器然后比較運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的合格部分與之前已經(jīng)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中（例如通過 球員在之前已經(jīng)訓(xùn)練或調(diào)整設(shè)備）的球員投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔，其中每一個(gè)球員投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔具 有表示在球員嘗試針對(duì)各種不同類型投籃中的一個(gè)進(jìn)行投籃時(shí)球員的投籃手臂如何運(yùn)動(dòng) 的數(shù)據(jù)?；谠摫容^，微處理器確定球員是否已經(jīng)做出不同類型投籃中的任一個(gè)的投籃嘗 試，并且如果是，則手腕追蹤器將嘗試投籃事件消息發(fā)送給無線移動(dòng)設(shè)備。
[0008] 在優(yōu)選實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量和輸出沿著三個(gè)相互正交的軸的加速度值A(chǔ)x， Ay和Az，并且其還以四元數(shù)值輸出關(guān)于運(yùn)動(dòng)傳感器在空間中的角度方位的信息。微處理器 使用該四元數(shù)值來分別確定加速度值A(chǔ)x，Ay和Ax的重力分量Gx，Gy和Gz，并且特別地可 以將Gx，Gy和Gz值與球員投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔中的對(duì)應(yīng)值比較以標(biāo)識(shí)投籃嘗試是否投中，這是因 為加速度的重力分量最強(qiáng)烈地指示在球員投籃時(shí)，球員的手臂位置，以及因而指示運(yùn)動(dòng)。適 當(dāng)?shù)?，微處理器使用過濾器或偽過濾器來平滑進(jìn)入的運(yùn)動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)，諸如通過利用多個(gè) 時(shí)間點(diǎn)運(yùn)動(dòng)平均過程處理該數(shù)據(jù)，例如計(jì)算一時(shí)間點(diǎn)、緊前面的時(shí)間點(diǎn)和緊后面的時(shí)間點(diǎn) 處的給定參數(shù)的平均值的過程。
[0009] 此外，為了創(chuàng)建球員投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔，球員做出一系列給定類型的訓(xùn)練投籃，同時(shí)手 腕追蹤器在記錄數(shù)據(jù)。對(duì)于每一個(gè)訓(xùn)練投籃，微處理器分析由傳感器生成的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并且 然后將其合格部分存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。微處理器分析所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以在其內(nèi)標(biāo)識(shí)指示 已經(jīng)進(jìn)行投籃以及投籃所發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。例如，可以使用最大加速度變化率的 點(diǎn)來標(biāo)識(shí)投籃所發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)，其中最大加速度變化率被定義為加速度值A(chǔ)x，Ay和Az的平 方和的平方根。微處理器然后在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)投籃數(shù)據(jù)的窗口值，該投籃數(shù)據(jù)是已 經(jīng)從已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的合格部分提取的、但是從以做出投籃的時(shí)間點(diǎn)為中心的預(yù)定持續(xù)時(shí)間 (例如0. 6s)的較小時(shí)間窗口得到的數(shù)據(jù)。微處理器然后在逐時(shí)間增量和逐參數(shù)的基礎(chǔ)上 一起平均來自該序列內(nèi)的所有訓(xùn)練投籃的投籃數(shù)據(jù)，并且然后存儲(chǔ)由此平均的數(shù)據(jù)值以得 到用于給定投籃類型的投籃的球員的球員投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔。該過程可以針對(duì)多種類型的投籃 進(jìn)行重復(fù)，例如跳投、勾手投籃、帶球上籃等，以構(gòu)建用于球員的個(gè)人投籃數(shù)據(jù)簡(jiǎn)檔的"庫(kù)"。
[0010] 手腕和籃網(wǎng)追蹤器確定諸如嘗試投籃事件、投中投籃事件和邊緣反彈事件之類的 事件，并且使用其內(nèi)部無線電傳送器來將這些事件異步地傳送到運(yùn)行于無線移動(dòng)設(shè)備上的 投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用。投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用包括程序指令，其在被無線移動(dòng)設(shè)備的CPU執(zhí)行時(shí) 使無線移動(dòng)設(shè)備在從手腕和籃網(wǎng)追蹤器接收數(shù)據(jù)時(shí)自動(dòng)接收和處理異步事件數(shù)據(jù)，并且 自動(dòng)確定投籃者的投籃統(tǒng)計(jì)(例如，發(fā)生的總投籃、投中的總投籃、未中的總投籃、投籃百分 比、總投籃時(shí)間、投籃位置、投籃歷史、投籃記錄、總分、投籃進(jìn)展、技術(shù)水平等)。這些投籃統(tǒng) 計(jì)可以通過投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用保存到無線移動(dòng)設(shè)備的存儲(chǔ)器。投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用中的程序 指令還可以被配置成使無線移動(dòng)設(shè)備上的CPU持續(xù)更新存儲(chǔ)器中的投籃統(tǒng)計(jì)并且在投籃 發(fā)生、投中或未中時(shí)將更新的統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)地持續(xù)顯示在移動(dòng)設(shè)備的屏幕上。優(yōu)選地，投籃追蹤 移動(dòng)應(yīng)用還被配置成從定位在籃筐或籃球場(chǎng)上或附近的一個(gè)或多個(gè)投籃位置追蹤器接收 投籃嘗試和信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并且自動(dòng)確定在投籃者嘗試投籃期間投籃者在籃球場(chǎng)上(或相 對(duì)于籃筐）的位置。
[0011] 在一些實(shí)施例中，投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用中的編程指令還被配置成自動(dòng)檢測(cè)到諸如因 特網(wǎng)的廣域網(wǎng)的連接當(dāng)前是否可用，并且將追蹤的投籃統(tǒng)計(jì)自動(dòng)上傳到連接于廣域網(wǎng)的一 個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程在線投籃追蹤服務(wù)器。投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用中的編程指令還可以被配置成從在 線投籃追蹤服務(wù)器接收其他籃球員的投籃統(tǒng)計(jì)，和/或管理和分發(fā)投籃統(tǒng)計(jì)信息以便準(zhǔn)許 多個(gè)投籃者(其可以或者可以不同時(shí)處于同一籃球場(chǎng)上）挑戰(zhàn)和在投籃技能賽事中彼此交 鋒，諸如像虛擬游戲"H-0-R-S-E"。利用本發(fā)明的實(shí)施例，球員可以與其他球員，以及諸如專 業(yè)或?qū)W校球隊(duì)之類的組織共享他們的投籃統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和投籃鍛煉。在優(yōu)選實(shí)施例中，教練可 以訪問遠(yuǎn)程在線服務(wù)器并且提交請(qǐng)求以查看特定球員的投籃數(shù)據(jù)和/或?qū)⑶騿T添加到他 或她自己的球隊(duì)花名冊(cè)。
[0012] 投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用還可以被配置成將投籃統(tǒng)計(jì)發(fā)送到"智能記分板"以用于顯示 給籃球賽旁觀者中的觀眾，由此消除對(duì)于籃球賽中的非常昂貴的常規(guī)電子記分板以及操作 電子記分板的人類記分員的需要(和/減少對(duì)其的依賴)。此外，投籃追蹤移動(dòng)應(yīng)用和/或 遠(yuǎn)程在線投籃追蹤服務(wù)