專利名稱：用于測試和/或訓練的眼睛和身體運動跟蹤的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及跟蹤和測試受試者的眼睛運動。更具體地，本發(fā)明涉及在受試者完成特定活動時對其身體運動和眼睛運動的相關跟蹤和測試。
背景技術：
在受試者完成特定活動或參與運動時，跟蹤受試者的眼睛運動可以提供與受試者在活動或運動期間的視覺跟蹤有關的有益信息。然而，采集這些數(shù)據(jù)不可能披露受試者可能具有的所有缺陷，例如，在嘗試擊球時跟蹤棒球的缺陷。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明實施例，提供一種用于同時測試和/或訓練受試者身體和眼睛運動的系統(tǒng)和方法?？梢栽谑茉囌邊⑴c活動或運動時跟蹤受試者的眼睛運動。根據(jù)特定活動或運動，也可以在受試者參與活動或運動時跟蹤受試者的運動。之后，來自受試者眼睛運動和身體運動的跟蹤數(shù)據(jù)可以用于識別受試者的眼睛運動、注視角度和受試者身體運動之間存在的相關性。另外，可以在受試者參與活動或運動時采集來自受試者的生理數(shù)據(jù)，并且，可以分析該生理數(shù)據(jù)，以識別生理數(shù)據(jù)、眼睛運動數(shù)據(jù)和/或身體運動數(shù)據(jù)之間的相關性。可以經(jīng)時分析該相關性，以確定受試者執(zhí)行參與運動或其他活動時出現(xiàn)的與諸如接球的運動或活動相關的任務的能力的延遲或差距。根據(jù)本發(fā)明，可以采集多種類型的數(shù)據(jù)，并分析其相關性。例如，眼睛運動數(shù)據(jù)可以包括追隨測量、掃視運動、焦點、聚散度(vergence)、瞳孔放大和收縮等。身體運動數(shù)據(jù)可以包括總體身體運動、細微身體運動、特定身體部位(頭、手、腳等)的運動等。也可以采集生理數(shù)據(jù)，可以包括協(xié)調數(shù)據(jù)和血壓、心率等，并分析其與眼睛運動數(shù)據(jù)和/或身體運動數(shù)據(jù)的相關性。另外，可以通過多種方式對采集的數(shù)據(jù)進行對比和/或分析其相關性。根據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)的相關性和/或其他分析可以用于多種目的。例如，本發(fā)明可以用于識別個人相對于其他人的技術水平。通過其他示例的方式，本發(fā)明可用于識別個人潛在提高的方面。作為又一示例，本發(fā)明可用于例如通過獲取公認的成功/專業(yè)人員如何執(zhí)行任務的信息，識別對于特定任務的最優(yōu)能力參數(shù)和/或技術。對于那些尋求提高其對任務的能力的人來說，本發(fā)明可用于訓練和/或評估訓練進展。另外，由于個人的眼睛運動往往表明個人的認知和/或精神關注度，因此本發(fā)明可用于測試或訓練個人的認知和/或精神關注度。當然，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以具有多種用途。應該注意，本發(fā)明內容以簡單形式用于向讀者總體介紹以下具體實施方式
中描述的一個或多個方面。本發(fā)明內容不用于確定權利要求的主題的關鍵和/或必要特征，也不用于幫助確定權利要求的主題范圍。


參考以下附圖具體描述本發(fā)明，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于評估個人能力的系統(tǒng)的實施例；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明用于評估個人能力的系統(tǒng)的另一實施例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明用于評估個人能力的系統(tǒng)的又一實施例；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例用于跟蹤受試者眼睛和身體運動的方法；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例用于在體力活動期間測試受試者視覺和認知能力的方法；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明用于評價個人相關技能的方法；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明用于評估個人能力的系統(tǒng)的另一實施例；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明用于評定個人相關技能的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)；以及圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)顯示。
具體實施例方式總體上，受試者可以針對其參與的特定運動或活動執(zhí)行活動或任務。例如，如果受試者參與棒球，在擊球期間可以跟蹤受試者的手作為身體運動，同時，當球投向受試者時， 眼睛跟蹤系統(tǒng)跟蹤受試者的眼睛運動。同時，將使用身體跟蹤系統(tǒng)跟蹤受試者的手部，以監(jiān)測運動和對扔出的球的反應。結果可以進行關聯(lián)，以評價受試者將跟蹤運動物體(如，棒球)與體力運動(揮動球棒)結合的能力。應該意識到，本發(fā)明可以應用于任何運動或活動，這將在下文中作出更為完整的描述。眼睛跟蹤系統(tǒng)可以測量和采集數(shù)據(jù)，如二維眼睛注視位置、三維注視位置、樣本時間、瞳孔直徑和眼睛睜開還是閉合等。更具體地，注視信息可以包括位置、持續(xù)時間、反應時間(latency)、準確性、穩(wěn)定性、平滑性(smoothness)和與特定注視有關的其他信息，以及凝視、掃視、平滑追隨運動、集中和發(fā)散、瀏覽路徑(scan path)、停歇、眨眼等。根據(jù)本發(fā)明，可以使用任何類型的眼睛跟蹤系統(tǒng)。例如，可以使用非接觸的光學方法用于測量反映來自眼睛的光的眼睛運動數(shù)據(jù)，之后，使用光學傳感器裝置，如視頻照相機，感應該反射的光。此類眼睛跟蹤系統(tǒng)可以使用角膜反射和瞳孔中心作為用于經(jīng)時跟蹤的特征。非接觸式眼睛跟蹤系統(tǒng)的另一示例包括使用來自眼角膜中心和晶狀體后部的反射作為用于跟蹤的特征的雙-普爾基涅(dual-Purkinje)眼睛跟蹤器。在一個實施例中，眼睛跟蹤系統(tǒng)可以是基于視頻的。也就是說，照相機可以聚焦在一只眼睛或雙眼上，并在觀察者看到某類刺激時，記錄其運動。眼睛跟蹤系統(tǒng)可以利用對比定位瞳孔中心，之后可以使用紅外和近紅外非準直光引發(fā)角膜反射。通常，這兩個特征之間的矢量可以用于在對于個體的簡單校準之后計算與表面的注視十字。其他眼睛跟蹤系統(tǒng)的示例包括例如通過具有嵌入式鏡面或磁場傳感器的特殊接觸鏡頭附著在眼睛上的那些眼睛跟蹤系統(tǒng)。之后，可以利用眼睛運動測量附著運動。可選地，可以使用測量電位的接觸電極。該電極可以放置于眼睛附近，并測量眼睛的電位，其中， 眼角膜相對于視網(wǎng)膜為正電位?？梢耘c本發(fā)明結合使用的眼睛跟蹤系統(tǒng)的結構存在多種改變；一些安裝在頭部， 一些遠程運行并在運動期間自動跟蹤頭部。當人體在運動并受到跟蹤時，遠程眼睛跟蹤系統(tǒng)允許簡化本發(fā)明的使用。通常，眼睛跟蹤系統(tǒng)使用至少30Hz的采樣率。盡管50/60HZ最為普遍，但目前很多基于視頻的眼睛跟蹤器在240、350甚至1000/1250HZ下運行，這是獲取非常迅速的眼睛運動的細節(jié)所需要的。通常，眼睛運動可以分為追隨和掃視，盡管在凝視期間眼睛注視在某一位置停頓。 最終的系列追隨、掃視和凝視被稱為瀏覽路徑(scanpath)。眼睛的大部分信息可以在追隨和凝視期間獲得，而非掃視期間。視角(中央凹)中間的一或二度提供大部分細節(jié)和色彩信息。沿瀏覽路徑的凝視位置顯示在眼睛跟蹤期間處理的刺激的位置信息。平均地，閱讀文字文本期間，凝視持續(xù)約200ms，觀察情景期間，凝視持續(xù)約350ms。準備向新的目標掃視用時約200ms。由于在參與活動如運動時，受試者觀察的大部分動作發(fā)生在受試者的非主要注視中，因此，來自周邊視野運動的輸入提供目標檢測、協(xié)調參考信息和在運動中特別重要的空間感知。瀏覽路徑可以用于分析認知意圖、興趣和特點。其他生物因素也可以影響瀏覽路徑。通常，HCI中的眼睛跟蹤出于可用性目的對瀏覽路徑進行研究，或者作為在取決于注視的顯示器中輸入的方法，也稱為為基于注視的界面。眼睛跟蹤可以用于區(qū)分初學者和專家行為，也用于訓練個人以得到更高的能力。還應該理解，根據(jù)本發(fā)明還可以使用任何適合的身體跟蹤系統(tǒng)。身體跟蹤系統(tǒng)可以包括光學系統(tǒng)和非光學系統(tǒng)。示例性光學系統(tǒng)可以利用無源標記物、有源標記物、時間調節(jié)的有源標記、半無源細微標記物和無標記物系統(tǒng)。示例性非光學系統(tǒng)可以包括慣性、機械和磁性系統(tǒng)。例如，可以使用測力板測量壓力，從而跟蹤受試者的身體運動。另外，可以使用手勢識別完成受試者身體運動的跟蹤，其允許借助算法解釋受試者的部分身體的運動。這種身體跟蹤方法不一定需要跟蹤受試者身上的標記來解釋手勢。 而是，可以使用多種工具和方法。例如，深度感應照相機可以生成正在通過照相機觀察的影像的深度地圖，之后，使用該數(shù)據(jù)逼近受試者的三維展示。在另一示例中，可以使用立體照相機，其包括使用兩個照相機以跟蹤受試者的身體部分，并可以基于照相機的位置逼近受試者身體運動的表現(xiàn)。在該示例中，可以使用定位參考(如，紅外發(fā)射器等)確定照相機的相互位置。在另一實施例中，可以跟蹤除眼睛和身體運動之外的受試者的其他相關信息?？傮w來講，該信息在此稱為生理數(shù)據(jù)。生理數(shù)據(jù)可以包括，例如，協(xié)調、穩(wěn)定和/或姿勢數(shù)據(jù)。 生理數(shù)據(jù)的其他示例可以包括可以與眼睛跟蹤數(shù)據(jù)和身體跟蹤數(shù)據(jù)一起跟蹤和分析的生物反饋信息。示例性生物反饋信息可以包括腳底(腳部)壓力、協(xié)調、汗液、溫度、心率、呼吸率、心電圖(EKG)數(shù)據(jù)、腦電圖(EEG)數(shù)據(jù)等。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于眼睛和身體跟蹤的系統(tǒng)，其中，受試者在由眼睛跟蹤系統(tǒng)和身體跟蹤系統(tǒng)監(jiān)測的同時可以執(zhí)行多種活動。在該示例中，眼睛跟蹤系統(tǒng)109表示為一副眼鏡或護目鏡，但應當理解，可以使用任何適于與身體跟蹤系統(tǒng)一起使用的眼睛跟蹤系統(tǒng)。例如，可以使用設備將跟蹤受試者眼鏡運動的照相機安裝在受試者的主體區(qū)域。對于本發(fā)明的特定實施例，所選的眼睛跟蹤系統(tǒng)可以取決于期望跟蹤的眼睛特征，也可以取決于期望跟蹤的身體特征，由于眼睛跟蹤系統(tǒng)必須與特定的身體跟蹤系統(tǒng)的使用兼容，所以也可以取決于受試者101穿戴或使用其他儀器等。由圖1可以看出，襯衫101包括胸部跟蹤標記103、左臂跟蹤標記105和右臂跟蹤標記107。在圖1中，這些跟蹤標記103-107中每個標記由深色十字形狀表示。然而，任何類型的標記都可以與本發(fā)明結合使用，對于特定類型的運動跟蹤系統(tǒng)，多種類型的標記可能特別有用，甚至是必需的。另外，在該示例中，每個跟蹤標記103-107朝向襯衫101的前方(即，面向穿著襯衫101的使用者的前方)，因此，跟蹤標記103-107將出現(xiàn)在由受試者前方的一個或多個照相機拍攝的圖像中。跟蹤標記的外形和位置將取決于所使用的具體身體跟蹤系統(tǒng)。另外，根據(jù)本發(fā)明使用的運動跟蹤系統(tǒng)完全不需要利用任何類型的跟蹤標記。 根據(jù)本發(fā)明，可以使用利用發(fā)射標記物，如射頻標記物，的運動跟蹤系統(tǒng)，也可以使用利用激光、照相機或其他技術來跟蹤無標記的物體或部分身體的運動跟蹤系統(tǒng)。在圖示的實施例中，不同于跟蹤標記103、105、107，襯衫101的其余部分相對較亮，在跟蹤標記103、105、107和襯衫101本身之間提供較好的對比度。例如，跟蹤標記103、 105、107可以是深藍、棕色或黑色，而襯衫101的其余部分可以是亮白色。在跟蹤標記103、 105,107和襯衫101背景之間的這種高對比度將有助于身體跟蹤系統(tǒng)利用照相機從襯衫 101的背景中區(qū)分跟蹤標記103、105、107。另外，跟蹤標記103、105、107的易于辨認的十字形狀可以有助于身體跟蹤系統(tǒng)從襯衫101提供的背景中辨識并區(qū)分這些標記103、105、 107。例如，十字形狀的跟蹤標記103、105、107可以與身體跟蹤系統(tǒng)結合使用，以從攝像機成像的其他形狀中區(qū)分十字形狀。本領域技術人員應當理解，可以使用多種技術，將跟蹤標記103、105、107施加在襯衫101上。例如，跟蹤標記103、105、107可以縫于襯衫101、使用任何合適的粘合劑附著于襯衫101或機織或編織于襯衫101的材料中。另外，跟蹤標記103、105、107也可以使用移印技術印制在襯衫101上。跟蹤標記103、105、107也可以熱遷移至襯衫101、熱轉印至襯衫101或簡單地印染至襯衫101的材料中。另外，在圖1中，示出戴有眼睛跟蹤系統(tǒng)109的受試者100，該眼睛跟蹤系統(tǒng)用于跟蹤受試者100的眼睛運動。在該示例中，受試者100正在參與美式橄欖球，更具體地，正在執(zhí)行接橄欖球111的動作。當橄欖球111朝向受試者100擲去時，眼睛跟蹤系統(tǒng)109跟蹤受試者的眼睛運動，組成身體跟蹤系統(tǒng)的多種跟蹤標記103、105、107跟蹤身體每一區(qū)域的運動。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的眼睛和身體跟蹤系統(tǒng)的使用。由該圖可以看出，受試者200穿著襯衫201，在襯衫201的多個位置上具有跟蹤標記203、205、207。此處，受試者200正在參與足球活動，正在踢球213。因此，在受試者200的每只腳上設置額外的跟蹤標記209和211，用于在受試者200參與多種足球活動時跟蹤每只腳的運動。例如， 受試者200可以執(zhí)行如罰任意球的任務。更具體地，受試者200站在為身體跟蹤系統(tǒng)規(guī)定的活動區(qū)域中，該區(qū)域包括一對視頻照相機221。其他部件，如顯示裝置，也可以作為根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一部分使用。身體跟蹤系統(tǒng)還可以包括處理單元217。處理單元217可以具有跟蹤標記識別模塊219。跟蹤識別模塊219可以包括通用或專用計算機，其具有處理器、具有包括計算機可讀指令的計算機可讀介質、存儲裝置、輸入裝置、輸出裝置、網(wǎng)絡連接等。另外，跟蹤識別模塊219可以包括分離的統(tǒng)一裝置或多個裝置。跟蹤標記識別模塊219接收來自照相機221的圖像。 從這些圖像中，跟蹤標記識別模塊219在照相機221的視野內識別一個或多個跟蹤標記，如果識別到任何跟蹤標記，確定其運動。例如，跟蹤標記識別模塊219可以通過從照相機221獲取的圖像中具有其他顏色的圖像的像素中區(qū)分具有特定顏色的像素，利用算法識別跟蹤標記?？蛇x地，跟蹤標記識別模塊219可以通過從照相機221獲取的圖像的其他像素中區(qū)分跟蹤標記的像素的亮度識別跟蹤標記。另外，識別模塊219可以通過區(qū)分設置為特定形狀的具有相對平均的亮度、陰影或顏色的像素識別跟蹤標記。一旦跟蹤標記識別模塊219識別一個或多個跟蹤標記，其之后確定識別的跟蹤標記的運動。用于確定識別的圖像的運動的算法在現(xiàn)有技術中是已知的，此處將不再具體討論。例如，跟蹤標記識別模塊219可以對跟蹤標記的整個區(qū)域，使用通過比較一個照相機 221的圖像中標記的特定位置與從另一個照相機221同時獲得的圖像中標記的同一位置來確定成像的跟蹤標記的三維位置的方法。類似地，例如，通過使用標記223可以跟蹤設備， 如球213的運動和/或位置。在本發(fā)明的一些實施例中，跟蹤標記識別模塊219還可以從檢測到的跟蹤標記運動確定使用者極限的運動。例如，使用反向運動學(irwersekinematics)，跟蹤標記識別模塊219可以基于檢測到的一個跟蹤標記(位于使用者的腕關節(jié))圍繞另一固定的跟蹤標記 (位于使用者的肘部)的旋轉，確定使用者已經(jīng)移動其右前臂。反向運動學的使用在現(xiàn)有技術中也是已知的，因此，此處不再作詳細描述。由圖2可以看出，使用眼睛跟蹤系統(tǒng)215跟蹤受試者200的眼睛運動。眼睛跟蹤系統(tǒng)215可以與身體跟蹤系統(tǒng)的處理單元217連接，或可選地，眼睛跟蹤系統(tǒng)215采集的數(shù)據(jù)可以在其他位置采集，并可以稍后與身體跟蹤系統(tǒng)數(shù)據(jù)對比?，F(xiàn)在參考圖3，示出了本發(fā)明的另一實施例。更具體地，示出了參與棒球活動時的具有身體跟蹤系統(tǒng)和眼睛跟蹤系統(tǒng)的受試者300。與前述示例相似，可以使用眼睛跟蹤系統(tǒng) 325跟蹤受試者的眼睛運動。在該示例中，受試者300為預判擲出的棒球(未示出)的擊球手。如圖3所示，受試者300穿著包括多種跟蹤標記的襯衫301和褲子303。襯衫301包括右肩跟蹤標記305 和左肩跟蹤標記307。褲子303包括位于右膝的跟蹤標記311和位于左膝的跟蹤標記313。 另外，由于受試者的手和球棒的位置在擊打棒球時非常重要，因此，每個棒球手套可以包括跟蹤標記，如受試者右手手套上所示的標記309，其中，受試者握住具有跟蹤標記321的球棒 319。類似地，可以使用右腳上的標記315和左腳上的標記317跟蹤受試者300的腳部。 在受試者參與擊打棒球的活動中跟蹤受試者的腳部運動在分析受試者揮動球桿319時的步伐是有益處的。另外的跟蹤標記323可以設置在受試者300的頭盔上，用于跟蹤受試者 300的頭部運動。使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以獲取受試者的運動。如在之前所述的示例中，用于身體跟蹤系統(tǒng)的跟蹤標記的數(shù)量和位置僅用于表示示例，不應理解為限制本發(fā)明范圍。通常來講，所使用的標記數(shù)量越多，特定目標或身體部位的運動跟蹤的準確性越高。根據(jù)本發(fā)明的多種實施例，圖4示出了跟蹤受試者眼睛和身體運動的方法。如開始由框410表示，根據(jù)所使用的身體跟蹤系統(tǒng)的類型，可以在多個身體部位對受試者進行標記，和/或對受試者使用的裝備進行標記。例如，如圖1-3所示，可以使用跟蹤標記對受試者的衣服進行標記。受試者也可以穿著包括跟蹤標記的裝備，如鞋、手套、帽子等。可選地，如果身體跟蹤系統(tǒng)使用其他方法跟蹤受試者的身體部位，如手勢識別，那么跟蹤標記可能不是必須的。
接下來在框420中，受試者從事活動?？?20中的活動可以是一種特定運動的一部分任務。示例包括任何活動，但更具體為要求眼睛跟蹤目標的活動，如，接球、停球、擊打棒球等。此時，例如眼睛跟蹤系統(tǒng)也正在跟蹤受試者的眼睛。當受試者從事活動時，在框 440中，跟蹤受試者的眼睛運動。在框430中，當受試者從事活動時，跟蹤受試者的身體和/ 或設備。在框450中，分析從框430和440中采集的數(shù)據(jù)，以確定例如受試者的眼睛和身體運動之間是否存在相關性。例如，可以將具有不同技術水平的個人在活動期間的數(shù)據(jù)點一起對應時間進行繪圖，用于區(qū)分不同技術水平的個人之間的視覺行為并幫助提高其技術水平。數(shù)據(jù)經(jīng)時相關可以用于顯示受試者在眼手協(xié)調中的差距和弱點，因此，還可以用于進一步訓練受試者彌補不足。在采集跟蹤數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)可以儲存在任何類型的存儲設備和/或輸出設備中。該設備可連接一個或多個跟蹤系統(tǒng)，或可選地，數(shù)據(jù)可以傳輸至遠程存儲或輸出設備。現(xiàn)在參考圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明用于在體力活動期間測試受試者視覺和認知能力的方法。開始，如框510所示，受試者從事體力活動。如之前所討論的，所述體力活動可以是任何運動或其他活動，或其他與運動或活動相關的特定任務。之后，在框520中，在受試者從事體力活動時確定受試者身體部位和/或設備的位置。更具體地，可以在預設的多個時間確定位置。另外，本領域的技術人員應該理解，可以跟蹤受試者任意數(shù)量的身體部位。 例如，如果活動僅涉及受試者的右臂，則可以僅跟蹤該部分的位置。可選地，如果具體的活動涉及整個身體，可以確定每一身體部位的位置。在框530中，在體力活動期間確定受試者至少一只眼睛的位置。在框540中，可以在體力活動期間測量受試者的生理數(shù)據(jù)。如框520所示，在活動期間，可以在多個預設時間確定至少一只眼睛的位置，類似地，在活動期間，可以在多個預設時間測量生理數(shù)據(jù)。確定眼睛位置和/或測量生理數(shù)據(jù)的多個時間不必與確定身體位置的多個時間相同，測量生理數(shù)據(jù)的時間也不需要與確定眼睛位置的時間相同。之后，如框550所示，身體部件和/或設備的位置、眼睛位置和/或生理數(shù)據(jù)可以在時間上相關?，F(xiàn)在參考圖6，示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方法600。在步驟610中，提供具有完成任務的個人的眼睛運動數(shù)據(jù)、身體運動數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。步驟610中提供的數(shù)據(jù)庫可以包括其他類型的數(shù)據(jù)，如個人使用的設備的運動數(shù)據(jù)。在步驟610中，數(shù)據(jù)庫可以包含從具有至少初級技術水平的個人采集的數(shù)據(jù)。步驟610還可以包括執(zhí)行任務的具有多種技術水平的個人。例如，可以將執(zhí)行給定任務的具有初級、中級和/或專家技術水平的個人采集進數(shù)據(jù)庫。特定個人的分類和對應于處于特定技術水平的個人的數(shù)據(jù)可以基于采集的數(shù)據(jù)本身的分析，或可以基于個人客觀的能力水平。例如，參與專業(yè)水平運動的個人可以作為專家，執(zhí)行大學水平運動的個人可以作為中級，執(zhí)行高中水平的個人可以作為初學者。 當然，可以區(qū)分任意多種水平，與給定水平相關的標簽不需要在此說明。例如，事實上，技術水平可以包含全明星職業(yè)、職業(yè)、主要大學、大學、專科學校、主要高中、高中、初中、其他非職業(yè)、世界級精英、休閑或其他類型技術水平標識。在步驟620中，可以在受試者執(zhí)行任務的同時，采集眼睛運動數(shù)據(jù)、身體運動數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)。盡管也可以使用其他系統(tǒng)和方法，在步驟620中采集的數(shù)據(jù)以及在步驟 610中采集的包含于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，可以使用如以上所述的方法和系統(tǒng)進行采集。另外， 步驟620中采集的數(shù)據(jù)以及步驟610中數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)，可以包括不同類型的眼睛運動數(shù)據(jù)、身體運動數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)，不需要包括所有三種數(shù)據(jù)，也不需要所有類型的數(shù)據(jù)分類潛在地包含于任意一種廣義類型中。另外，其他類型的數(shù)據(jù)，如描述受試者所使用的設備運動的數(shù)據(jù)。在步驟630中，從受試者采集的眼睛運動數(shù)據(jù)、身體運動數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)可以與數(shù)據(jù)庫中的眼睛運動數(shù)據(jù)、身體運動數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)比較，以確定受試者是否在以初級技術水平執(zhí)行任務。如果在步驟610提供并在步驟620采集其他類型數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)也可以在630進行對比。當然，如果在步驟610提供的數(shù)據(jù)庫中包括多種技術水平，步驟630 可以確定受試者以何種技術水平執(zhí)行任務。步驟630可以潛在地確定單個個人以不同技術水平執(zhí)行任務，以獲得不同類型數(shù)據(jù)。例如，受試者可以專業(yè)水平執(zhí)行任務，以獲得身體運動數(shù)據(jù)，但只在中等水平執(zhí)行任務來獲得眼睛運動數(shù)據(jù)。該分析在用于提高受試者的識別領域是有優(yōu)勢的?，F(xiàn)在參考圖7，示出了根據(jù)本發(fā)明的另一系統(tǒng)700，用于采集運動數(shù)據(jù)、眼睛運動數(shù)據(jù)和生理數(shù)據(jù)。圖7執(zhí)行的任務為受試者接住美式橄欖球。示出的橄欖球710大體上向手720運動。示出的橄欖球710具有第一運動標記711、第二運動標記712和第三運動標記 713。當然，可以使用多于或少于圖7所示的運動標記?？梢允褂脴擞浽谑?20的多個位置進行標記，以便于身體運動跟蹤。例如，在手720上可以提供手掌標記721，此外還提供第一手指標記722、第二手指標記723、第三手指標記724和第四手指標記725，以及拇指標記 726。盡管可以使用更多或更少的標記，但通常來講，在手720上增加運動標記的結果將是手720部分的運動分辨率更好。盡管在該示例中僅示出了單個手720具有標記，但在任務期間可以標記和/或跟蹤兩只手。可以為監(jiān)視器眼睛732提供眼睛運動監(jiān)視器740。當然， 雖然圖7示出了戴有眼睛運動監(jiān)視器740的頭部，但任何類型的眼睛運動監(jiān)視器都可以與本發(fā)明一起使用。另外，可以使用跟蹤標記731監(jiān)測頭部730的位置。生理數(shù)據(jù)采集墊750 可以附著在受試者730的某一區(qū)域，如受試者的手臂740。生理數(shù)據(jù)采集墊750可以采集例如生理數(shù)據(jù)，如脈搏、出汗率和/或其他生理數(shù)據(jù)，其中一些示例已在此描述。當然，可以使用除墊750之外的裝置采集生理數(shù)據(jù)。墊750可以通過有線或無線連接(未示出)將生理數(shù)據(jù)傳輸至計算機設備(未示出)。圖7所示的系統(tǒng)可以在受試者730用手720接球710 期間采集運動數(shù)據(jù)、眼睛運動數(shù)據(jù)和生理數(shù)據(jù)。另外，可以使用運動標記將受試者730的身體的其他部分進行標記，或可以利用身體運動采集系統(tǒng)，而不需要如圖7所示的那些標記。 例如，可以使用如系統(tǒng)700的系統(tǒng)來評估受試者任務完成情況，例如，受試者在接球瞬間是 “看著球”還是“被球砸中頭部(pops the head)”?，F(xiàn)在參考圖8，示出了根據(jù)本發(fā)明用于采集和分析數(shù)據(jù)的系統(tǒng)800。數(shù)據(jù)庫810可包含采自具有多種技術水平的受試者在執(zhí)行運動或任務時的數(shù)據(jù)。盡管也可以使用其他水平，數(shù)據(jù)庫810中的眼睛運動數(shù)據(jù)820可以細分為專業(yè)水平822、中級水平824和初學者水平826。類似地，數(shù)據(jù)庫810中的身體運動數(shù)據(jù)830可以分為專業(yè)水平832、中級水平834 和初學者水平836。盡管也可以使用其他水平，但數(shù)據(jù)庫810中的生理數(shù)據(jù)840可以分為專業(yè)水平842、中級水平844和初學者水平846。如上述討論的，例如，參考圖6，可以使用不同于圖8的其他技術水平，出于方便，使用“專業(yè)”、“中級”和“初學者”作為名稱，但實際上可能不會很容易地適用于在各類任務中進行搜索。可以在執(zhí)行運動、活動或任務時，使用數(shù)據(jù)采集組件850從受試者采集數(shù)據(jù)。盡管也可以利用其他系統(tǒng)，但數(shù)據(jù)采集組件850例如可以包括以上圖示和/或描述的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集組件可以提供受試者860的眼睛運動數(shù)據(jù)、受試者870的身體運動數(shù)據(jù)和執(zhí)行運動、 活動或任務的受試者的生理數(shù)據(jù)。分析組件890可以將來自數(shù)據(jù)采集組件850的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫810中的數(shù)據(jù)進行對比。分析組件可以提供報告892，識別和/或分類受試者對于任何給定類型(如眼睛運動、身體運動和/或生理)的數(shù)據(jù)或整體數(shù)據(jù)的能力水平。分析組件890還可以提供受試者的訓練計劃。訓練計劃894可以識別受試者嘗試提高的區(qū)域，還可以提供一系列可以由受試者執(zhí)行以嘗試提高受試者能力的活動。分析組件890可以包含在任何類型的具有處理器和計算機可讀介質的計算機上運行的軟件，用于執(zhí)行在受試者數(shù)據(jù)和儲存于數(shù)據(jù)庫組件810中的數(shù)據(jù)之間的對比?，F(xiàn)在參考圖9，示出了可以用于根據(jù)本發(fā)明的分析顯示900。根據(jù)本發(fā)明，分析顯示900提供采集的數(shù)據(jù)的示例性顯示的一個圖示。分析顯示900可以圖示地提供身體運動數(shù)據(jù)，說明受試者905和受試者在諸如從球座擊打高爾夫球的任務中利用的設備，如高爾夫球桿940，的運動。顯示900可以示出受試者905和受試者身體部位的運動，如第一條腿908和第二條腿909，以及在該擊打高爾夫球的示例中執(zhí)行任務時的設備，如高爾夫球桿 940。運動如圖9中箭頭所示，但顯示900可以包括運動動畫。類似地，顯示900可以示出受試者905的第一只眼睛906和第二只眼睛907的運動、方向和/或焦點。在如圖9所示的示例中，第一只眼睛906具有如點劃線所示的凝視角920，箭頭表示運動，同時第二只眼睛907具有如點劃線922所示的凝視角，另一箭頭表示其運動。盡管箭頭用于表示凝視角的運動，顯示900也可以包括運動動畫。在本示例中，顯示900還表示生理數(shù)據(jù)顯示950，即受試者905每分鐘的心臟搏動。顯示900提供一種方式的示例，其中，根據(jù)本發(fā)明采集的數(shù)據(jù)可以提供給專家用于分析，或提供給受試者本人使其能夠通過訓練等提高能力。本發(fā)明已經(jīng)結合特定實施例在此描述，其用于對各方面進行說明而非限制。對本領域技術人員來說，不背離本發(fā)明范圍的可選實施例將是顯而易見的。
權利要求
1.一種在受試者執(zhí)行任務時測試或訓練受試者眼睛和身體運動的方法，其特征在于， 該方法包括在受試者執(zhí)行任務時跟蹤受試者眼睛運動，以生成與之相關的眼睛運動數(shù)據(jù)； 在受試者執(zhí)行任務時跟蹤受試者身體運動，以生成與之相關的身體運動數(shù)據(jù)；以及確定受試者眼睛運動數(shù)據(jù)和受試者身體運動數(shù)據(jù)之間的相關性。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，眼睛跟蹤系統(tǒng)跟蹤受試者的眼睛運動。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，身體跟蹤系統(tǒng)跟蹤受試者的身體運動。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，跟蹤受試者眼睛運動包括跟蹤受試者的至少一只眼睛的晶狀體。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括在受試者執(zhí)行任務時采集生理數(shù)據(jù)，以生成與之相關的生理數(shù)據(jù)；以及確定受試者生理數(shù)據(jù)、受試者眼睛運動數(shù)據(jù)和受試者身體運動數(shù)據(jù)之間的相關性。
6.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，身體跟蹤系統(tǒng)為光學系統(tǒng)和非光學系統(tǒng)中的一個。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，確定受試者眼睛運動和受試者身體運動之間的相關性包括繪制眼睛運動和身體運動相對于時間的圖。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將眼睛運動數(shù)據(jù)和身體運動數(shù)據(jù)存儲于存儲設備中。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括向輸出設備發(fā)送眼睛運動數(shù)據(jù)和身體運動數(shù)據(jù)。
10.用于檢測或訓練受試者眼睛和身體運動的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括跟蹤受試者眼睛運動的眼睛跟蹤系統(tǒng)，其中，眼睛跟蹤系統(tǒng)采集與受試者眼睛運動相關的眼睛運動數(shù)據(jù)；跟蹤受試者身體運動的身體跟蹤系統(tǒng)，其中，身體跟蹤系統(tǒng)采集與受試者身體運動相關的身體運動數(shù)據(jù)；以及分析眼睛運動數(shù)據(jù)和身體運動數(shù)據(jù)的計算設備。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集與受試者生理狀態(tài)相關的生理數(shù)據(jù)；其中，計算設備還分析生理數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，眼睛跟蹤系統(tǒng)通過跟蹤受試者的至少一只眼睛的晶狀體來跟蹤受試者的眼睛運動。
13.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，身體跟蹤系統(tǒng)為光學系統(tǒng)。
14.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，身體跟蹤系統(tǒng)為非光學系統(tǒng)。
15.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括輸出設備。
16.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，計算設備在輸出設備上繪制眼睛運動和身體運動數(shù)據(jù)對時間的圖。
17.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括儲存眼睛運動數(shù)據(jù)和身體運動數(shù)據(jù)的存儲設備。
18.在體力活動期間檢測或訓練受試者視覺和認知能力的方法，其特征在于，該方法包括受試者從事體力活動；在最初設定的多個時間，確定在體力活動期間受試者的至少一個身體部位的位置；在其次設定的多個時間，確定在體力活動期間受試者的至少一只眼睛的位置；以及使最初設定的多個時間的受試者的至少一個身體部位的位置與其次設定的多個時間的受試者的至少一只眼睛的位置時間上相關。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其特征在于，跟蹤受試者眼睛運動包括跟蹤受試者至少一只眼睛的晶狀體。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其特征在于，還包括在存儲設備中儲存至少一個身體部位的位置和至少一只眼睛的位置。
21.根據(jù)權利要求18所述的方法，其特征在于，還包括向輸出設備發(fā)送至少一個身體部位的位置和至少一只眼睛的位置。
全文摘要
在受試者執(zhí)行任務，如參與活動或運動時，跟蹤受試者的眼睛運動、身體運動和/或生理表現(xiàn)。之后，采集的數(shù)據(jù)可以用于識別受試者視力和受試者身體運動和/或生理之間存在的相關性?？梢苑治鲈撓嚓P性，確定受試者參與運動或其他活動時，追蹤目標，如球，的能力的延遲或差距。另外，可以將受試者的表現(xiàn)與來自其他個人的數(shù)據(jù)進行對比。眼睛運動、身體運動和/或生理表現(xiàn)數(shù)據(jù)可以用于測試和/或訓練個人的視覺和認知能力。
文檔編號A61B3/00GK102481093SQ201080039967
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權日2009年7月9日
發(fā)明者赫本·雅歐, 阿藍·W·雷切爾 申請人:耐克國際有限公司