教練基于客觀信息提高運(yùn)動(dòng)員的水平。
[0024] 可確定任何數(shù)量的不同運(yùn)動(dòng)特征（110)。運(yùn)動(dòng)特征可包括表演者或表演者使用的 器材的運(yùn)動(dòng)方面的所需信息，如位置、速度、加速度、方向、旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)換、變化及其組合。本發(fā) 明實(shí)施例可確定包括表演者表演的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作在內(nèi)的某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)運(yùn)動(dòng)特征。例如， 在跳躍之前開始到跳躍之后結(jié)束的某個(gè)時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)或時(shí)刻（例如，每毫秒）可監(jiān) 測(cè)跳躍期間進(jìn)行一系列復(fù)雜的空翻與旋轉(zhuǎn)的滑雪運(yùn)動(dòng)員的方向。
[0025] 運(yùn)動(dòng)特征可包括任何數(shù)量的不同值、描述W及對(duì)表演者和/或表演者器材的動(dòng)作 (或其缺失）進(jìn)行特征化的其他信息。例如，與運(yùn)動(dòng)動(dòng)作相關(guān)的運(yùn)動(dòng)特征可包括下列一個(gè) 或多個(gè)特征：在所述時(shí)間段內(nèi)（例如在表演動(dòng)作之前、期間或之后）某個(gè)時(shí)間點(diǎn)表演者的方 向、圍繞表演者局部軸的旋轉(zhuǎn)角度、表演者圍繞表演者局部軸的旋轉(zhuǎn)方向、圍繞與表演者運(yùn) 動(dòng)平面垂直的絕對(duì)軸的旋轉(zhuǎn)角度、圍繞與表演者運(yùn)動(dòng)平面垂直的絕對(duì)軸的旋轉(zhuǎn)方向，W及 運(yùn)些特征的組合。 陽0%] 可采用任何合適的方式確定運(yùn)動(dòng)特征。例如，可基于兩個(gè)不同的參考帖確定運(yùn)動(dòng) 特征。一個(gè)獨(dú)立于表演者并獨(dú)立于表演者運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)參考帖和一個(gè)與表演者相關(guān)的（即， 與表演者連接并隨表演者移動(dòng)的）的局部參考帖?；诜治鰷y(cè)量的、與絕對(duì)和局部參考帖 相對(duì)的運(yùn)動(dòng)特征組合，本發(fā)明實(shí)施例可特征化和測(cè)量各種不同的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例還可利用有關(guān)各種傳感器放置或位置信息來確定各種運(yùn)動(dòng)特征。例 如，可基于相互共線布置的傳感器（如，加速計(jì)與巧螺儀）確定沿表演者身體的軸所做的旋 轉(zhuǎn)，因而沿著=維軸（x、y和Z軸）中某個(gè)軸的傳感器是相同的。本發(fā)明實(shí)施例還可利用傳 感器的校準(zhǔn)信息，如傳感器制造期間或?qū)鞲衅靼惭b到表演者衣服、器材等上面時(shí)對(duì)各種 傳感器實(shí)施的校準(zhǔn)。本發(fā)明各種實(shí)施例還可被配置成與各種傳感器（或與其連接的控制系 統(tǒng)）進(jìn)行通訊，W校準(zhǔn)傳感器?？刹捎萌魏魏线m的方式進(jìn)行此類校準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，例 如，當(dāng)傳感器指示表演者和/或其器材不移動(dòng)時(shí)，可W對(duì)與表演者和/或其器材的一個(gè)或多 個(gè)慣性傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0028] 盡管多個(gè)傳感器可提供大量有關(guān)表演者運(yùn)動(dòng)的信息，并且運(yùn)動(dòng)本身可用歐拉角 巧Ulerangles)、俯仰角（pitch)、翻滾角（roll)及偏航角（yaw)表示，但是只有采用表演 者所在體育領(lǐng)域普遍接受的術(shù)語和體育行業(yè)專用的名稱表達(dá)，參與者、裁判和觀眾才能理 解此類信息。本發(fā)明實(shí)施例將傳感器觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而使用此類名稱識(shí)別"技巧"。 本發(fā)明實(shí)施例可識(shí)別每個(gè)技巧的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)與測(cè)量所有此類運(yùn)動(dòng)，然后通過將檢測(cè)到 的運(yùn)動(dòng)與每個(gè)技巧要求的規(guī)定運(yùn)動(dòng)進(jìn)行比較來識(shí)別技巧及其質(zhì)量或難度等級(jí)。
[0029] 盡管并未窮舉，但是大多數(shù)用來定義不同技巧的最常用特征為：表演技巧之前表 演者的方向（向前、向后、向左、向右）、技巧的前緣（例如，從用戶滑板的板頭或板尾開 始）、圍繞在技巧表演期間呈水平且與運(yùn)動(dòng)方向垂直的絕對(duì)軸所做的旋轉(zhuǎn)（翻轉(zhuǎn)軸）、W及 圍繞哦與表演者身體相關(guān)的軸所做的旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)軸）。在對(duì)技巧進(jìn)行特征化時(shí)，圍繞任何軸 的旋轉(zhuǎn)并不一定為全程旋轉(zhuǎn)，可為呈某一特別角度的"前后"搖擺（例如，"漂移"技巧）。
[0030] 在各種實(shí)施例中，確定表演者（或表演者的器材）在某一時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的 方向包括確定表演者自轉(zhuǎn)軸的角度和表演者翻轉(zhuǎn)角度。例如，可使用與表演者器材、身體或 衣服連接的=個(gè)巧螺儀和=個(gè)加速計(jì)監(jiān)測(cè)表演跳躍的表演者（如滑板運(yùn)動(dòng)員）。對(duì)于該例 子，假設(shè)所有傳感器都位于同一設(shè)備，使其局部軸具有如上所述的共線性。相對(duì)于固定參考 帖，表演者在時(shí)間t的方向由方程式L(t)確定。四元素變化滿足下列運(yùn)動(dòng)方程：
[0031] L_dot= 1/2W。L, (方程 1) 陽0巧在方程式1中，L_dot為L(t)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)，CO為由（例如）巧螺儀傳感器測(cè)量的 身體角速度。作為初始條件，可確定L(O)(即，跳躍之前表演者的方向）?；蛘?，可確定表演 者一經(jīng)跳躍之后的方向，即，L(t_max)，運(yùn)里t_max為表演者落地之后的時(shí)間。可采取任何 所需方式，如基于根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)（例如，來自GI^傳感器的數(shù)據(jù)）計(jì)算的速度向量方向和 基于根據(jù)其他傳感器數(shù)據(jù)（例如，來自磁力儀的數(shù)據(jù)）計(jì)算的表演者方向，確定表演者的方 向（包括表演動(dòng)作之前或之后表演者的朝向/方向）。
[0033] 在實(shí)際系統(tǒng)中，如果可測(cè)量重力反方向的落地沖擊（即，跳躍之后加速度很大）， 可優(yōu)選確定L(t_max)。已知表演者跳躍之后的方向，則方程式變?yōu)椋?br>[0034] L(t jmx )'；[cos (|)沒;e:妊0: jp/2 ];
[0035] e=(gXa_shock)/"(IgXa_shockI);及
[0036] tp^acos ({g'a shoc.k)/|gija. shock j)
[0037] 運(yùn)里"表示可能存在某些與最終四元素L(t_max)相關(guān)的錯(cuò)誤，然而，從實(shí)際觀 點(diǎn)而言，如果不需要使用運(yùn)動(dòng)員的絕對(duì)方向計(jì)算跳躍期間的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，則該近似值也仍然 足夠了。
[003引已知跳躍結(jié)束時(shí)的方向L(t_max)，則可使用新變量T用經(jīng)典柯西形式（具備初始 條件的0呢）改寫上述方程式：
[0039] t=tmax-T.
[0040] 將已知表達(dá)式代入方程式1，得到：
[0041]d/dtL=-d/dTL= 1/2W(tmax-T)。L(tmax-x).
[0042] 運(yùn)樣，通過解決下列柯西問題即可確定運(yùn)動(dòng)員的方向：
[0043] (d/dxIT(T) =-1/2?一（T)DIT(T)
[0044] L~（0) =L(tmax);
[0045] TG[0 ；tmax]；
[0046] L(T)醬L(獻(xiàn)城乂~巧及 9
[0047] 妨in彎扮、(tm縱:^巧
[0048] 在本例中，可確定局部垂直軸（例如）來計(jì)算跳躍期間表演者的自轉(zhuǎn)角度?？刹?用各種不同的方法確定局部垂直軸，包括基于來自運(yùn)動(dòng)動(dòng)作之前的一個(gè)或多個(gè)加速計(jì)的傳 感器數(shù)據(jù)平均值、來自運(yùn)動(dòng)動(dòng)作之后的一個(gè)或多個(gè)加速計(jì)的傳感器數(shù)據(jù)平均值、來自與部 分運(yùn)動(dòng)動(dòng)作（如動(dòng)作之后的落地）相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)加速計(jì)的傳感器數(shù)據(jù)、來自一個(gè)或多 個(gè)磁力儀的傳感器數(shù)據(jù)（例如，結(jié)合事件位置上垂直向量相對(duì)的磁向量標(biāo)稱方向使用）、W 及上述運(yùn)些方法的組合。圖3表示由=個(gè)加速計(jì)測(cè)定的傳感器數(shù)據(jù)的示例圖，它表示表演 者跳躍之后落地造成的沖擊。在該圖中，水平圖軸表示時(shí)間（單位：毫秒），垂直軸表示加 速度（單位m/s~2)。運(yùn)S個(gè)加速計(jì)與X、y和Z平面的加速度相對(duì)應(yīng)。
[0049] 可采用任何合適的方式確定表演者的自轉(zhuǎn)角度，包括通過計(jì)算與表演者相關(guān)的局 部參考帖中的多個(gè)單位向量中的每一個(gè)向量的路徑，所述多個(gè)單位向量與表演者的局部垂 直向量正交。然后可選擇表演者的自轉(zhuǎn)角度，作為此類單位向量中最大的旋轉(zhuǎn)角。同樣，可 采用任何想要的方式計(jì)算表演者的翻轉(zhuǎn)角度，包括通過確定與表演者相關(guān)的全球參考帖中 的垂直向量的運(yùn)動(dòng)、識(shí)別單位垂直向量的移動(dòng)平面、計(jì)算垂直向量在該平面上的投影、W及 選擇表演者的翻轉(zhuǎn)角度作為此投影在平面上移動(dòng)的弧線的角度。
[0050] 圖4是描繪隨時(shí)間變化的自轉(zhuǎn)的示例圖。在本例中，描繪了來自繞幾乎水平的平 面上幾乎垂直的軸旋轉(zhuǎn)的=個(gè)巧螺儀傳感器（與圖3所示x、y和Z軸對(duì)應(yīng)）隨時(shí)間變化的 數(shù)據(jù)。在該圖中，垂直軸描繪了轉(zhuǎn)速（單位：弧度/秒）。使用上述計(jì)算方法，計(jì)算所得的 所述數(shù)據(jù)的自轉(zhuǎn)角為363度，計(jì)算所得的翻轉(zhuǎn)角小于1度。
[0051] 圖5是描繪隨時(shí)間變化的翻轉(zhuǎn)角的示例圖。在本例中，描繪了來自S個(gè)翻轉(zhuǎn)（即， 沿幾乎垂直的水平軸旋轉(zhuǎn)）的巧螺儀傳感器隨時(shí)間（單位：毫秒）變化的數(shù)據(jù)。圖6A描繪 了和旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)的垂直向量一致的傳感器相關(guān)的向量的軌跡，而圖6B則描繪該軌跡在旋 轉(zhuǎn)平面上（在本例中，幾乎呈圓形）的投影。在本例中，所得的翻轉(zhuǎn)角大約為358度，自轉(zhuǎn) 角大約為38度。
[0052] 可W接收任何想要的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的定義（115)，將其與一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)特征相關(guān)聯(lián) (120)，并將其儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中W備將來參考與檢索（125)。運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的定義可適用于表演 者、表演者器材或其組合的任何動(dòng)作或一組動(dòng)作。例如，滑雪運(yùn)動(dòng)員表演的后空翻接側(cè)空翻 通常被稱為"野貓"（wildcat)。運(yùn)樣野貓動(dòng)作的定義可包括該動(dòng)作的名稱（別名）、該動(dòng) 作的文本描述、W及與該動(dòng)作相關(guān)的運(yùn)動(dòng)特征。繼續(xù)W本例說明，與所述野貓動(dòng)作相關(guān)的運(yùn) 動(dòng)特征可包括表演者身體不同的旋轉(zhuǎn)軸指標(biāo)和圍繞運(yùn)些軸的旋轉(zhuǎn)角?？蓪⑵渌畔?，如施 加到表演者滑雪板或表演者身體的某些部位上的力的典型范圍和滑雪運(yùn)動(dòng)員的滯空時(shí)間 范圍與所述定義進(jìn)行關(guān)聯(lián)，然后通過將測(cè)得的運(yùn)動(dòng)特征與數(shù)據(jù)庫中的野貓?zhí)S動(dòng)作進(jìn)行比 較，W便將來識(shí)別野貓?zhí)S動(dòng)作。
[0053] 運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的定義可包括表演者和/或表演者器材的任何數(shù)量的復(fù)雜動(dòng)作。例如，