运动事件辨识和视频同步系统及方法技术方案

本发明专利技术允许基于事件的位置和/或时间或者全部二者在获得自便携式无线运动捕获元件的运动数据内辨识事件，并且在事件发生时或者在后来的某一时间将事件与视频进行视频同步。本发明专利技术可以使用关于移动设备的一体化摄影机或外部摄影机在移动设备或服务器上自动生成事件的通常更小的事件视频。本发明专利技术还允许对于相同用户、其他用户、历史用户或用户群组相关联的移动进行分析或比较。本发明专利技术提供了低存储器和电力利用，并且显著减少了对应于事件的视频数据的存储，所述事件比如有运动员的击球、移动或挥击，运动员的脑震荡，或者其他医疗相关事件，或者例如儿童的第一次行走或摔倒事件之类事件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一个或更多实施例涉及运动捕获数据分析的领域，以及基于在运动捕获数据内或者在与用户或装备相关联的运动分析数据内辨识出的事件并且/或者基于来自所述用户或者其他(多位)用户和/或装备的先前运动分析数据来显示信息。更具体来说(但是并非限制)，一个或更多实施例实现了一种允许辨识运动数据内的事件的运动事件辨识和视频同步系统及方法，所述事件包括运动员的击球、移动或挥击，运动员、拳击手、骑手或车手的脑震荡，或者中暑、体温过低、疾病突发、哮喘发作、癫痫发作，或者包括行走和摔倒在内的任何其他体育或身体运动相关的事件。可以把运动事件与(多幅)图像或视频进行相关以及/或者通过其他方式与之同步，这可以在事件发生时或者在后来的某一时间基于事件的位置和/或时间或者全部二者例如在移动设备或远程服务器上进行，并且是捕获自(多台)内部/外部摄影机或保姆摄像头，以便例如允许保存事件的视频，比如儿童的第一次行走，剧烈抖动事件，体育、军事或者包括脑震荡在内的其他运动事件，或者与老年人相关联的摔倒事件，并且例如丢弃非事件相关的视频数据，从而大大减少针对事件视频的存储需求。
技术介绍
现有的运动捕获系统处理并且潜在地存储关于实际感兴趣事件的大量数据。举例来说，已知的系统捕获来自耦合到用户或装备的加速度计数据，并且分析或监测移动。在这些情形中，数以千计或者数以百万计的运动捕获样本与静止中的或者未在移动的用户相关联，其方式与现有系统正在尝试分析的特定事件有关。举例来说，如果正在监测美式足球运动员，则大量运动数据与脑震荡事件无关，对于婴儿，大量运动数据通常与抖动事件或者例如婴儿猝死综合症(SIDS)之类的非运动事件无关，对于高尔夫球手，由安放在运动员的高尔夫球杆上的传感器捕获的大量运动数据的加速度数值较低，也就是说例如与运动员站立或等待另一位运动员或者在其他方面没有按照感兴趣的方式移动或加速度相关联。因此，对于非事件相关的数据的捕获、传输和存储增加了对于电力、带宽和存储器的需求。此外，对于实施某种类型的运动的视频捕获可能包括甚至更大量的数据，其中的许多与例如棒球棒的挥击或本垒打之类的实际事件无关。没有已知的系统能够自动修剪视频，例如保存事件相关的视频并且丢弃非事件相关的视频，以便生成对应于在视频中发生并且例如通过运动捕获数据的分析所检测到的事件的更小的视频片段。与监测碰撞有关的一些系统专注于线性加速度相关的碰撞。这些系统无法监测旋转加速度或速度，并且因此无法检测可能产生脑震荡的特定类型的事件。此外，出于低功率和耐久性考虑，许多这些类型的系统并不产生事件相关的无连接消息。因此，这些系统基于其缺少鲁棒特性而在其使用方面受到限制。已知的系统也没有设想到在运动数据内进行关于事件的数据挖掘，以便基于在先前存储的运动数据内辨识出的事件的功能形成特定移动的表示，例如普通运动员或普通职业运动员等级或者任何运动员等级的挥击。因此，找到、修剪并且指定特定运动相关的事件以便例如使用在虚拟现实中是非常困难和耗时的，并且需要人工劳动。因此，当前的系统无法很容易地允许特定用户以相同用户或其他用户以及例如历史运动员的先前存储的运动事件为对手进行比赛。此外，已知的系统没有考虑到累积的碰撞，以及例如针对与脑震荡有关的数据挖掘的信息来确定一系列碰撞是否可能导致脑部功能随着时间受损。其他类型的运动捕获系统包括针对分析和教导身体技术细节(mechanics)的视频系统。这些系统是基于对运动员进行视频记录以及对所记录的运动员的视频进行分析。这种技术存在限制，其中包括例如基于视频的不尽准确并且不尽一致的主观分析。另一种技术包括运动分析，其中例如使用至少两台摄影机来捕获与运动员相关联的移动的三维点。已知的实现方式利用静止的多摄影机系统，所述系统不够便携并且因此无法在系统的安装环境之外被利用，例如在高尔夫球巡回赛、美式足球比赛之类的体育事件期间被利用或者被利用来监测儿童或老年人。一般来说，基于视频的系统也不利用来自正在经历运动的对象上的传感器的数字运动捕获数据，这是因为基于视频的系统是针对获得并且分析具有视觉标记的图像而不是电子传感器。此外，这些固定的装置还极为昂贵。这样的现有技术在2006年1月26日提交的美国专利序列号7,264,554中进行了概述，其要求2005年1月26日提交的美国临时专利申请序列号60/645,751的权益，二者的说明书都被合并在此以作参考。全部两项公开内容都属于本申请的主题内容的相同专利技术人。不管所获得的运动捕获数据如何，通常在每位用户或每次挥击的基础上对数据进行分析，其中并没有设想到移动电话上的处理，因此用户对于已有的移动电话只能购买运动捕获传感器和“应用(app)”。此外，现有的解决方案没有设想到移动使用、分析和消息传送和/或比较，或者使用来自该用户或其他用户的先前存储的运动捕获数据，或者对运动捕获数据的大型数据集合进行数据挖掘，以便例如获得或创建与一组用户相关联的运动捕获数据，比如直接高尔夫球手、网球运动员、篮球运动员或者任何其他体育运动的运动员，从而提供与“专业等级”普通或杰出虚拟现实对手相关联的事件。总而言之，运动捕获数据通常被用于即时监测或体育运动表现反馈，并且在其他领域中通常具有受限制和/或原始的使用。已知的运动捕获系统通常利用几个被动或主动标记或者几个传感器。没有已知的系统能够利用少至一个视觉标记或传感器以及例如在用户已经拥有的移动设备上执行的应用来分析和显示与用户和/或装备相关联的运动捕获数据。所述数据通常是在实验室中并且在每位用户或每次挥击的基础上被分析的，并且除了该特定用户的运动分析或运动表示之外没有被用于任何其他目的，并且通常没有受到数据挖掘。没有已知的系统允许例如无线传感器之类的运动捕获元件与用户或鞋具、手套、衬衫、裤子、腰带或其他装备(比如棒球棒，网球拍，高尔夫球杆，拳击手、美式足球或英式足球运动员的牙套，或者在任何其他接触性体育运动中所利用的保护性牙套)无缝集成或者通过其他方式耦合，以便在非常小的格式中进行本地分析或后来分析，从而使得用户不知道所述传感器被放置在这些项目之中或之上。没有已知的系统能够例如在高尔夫球杆的配重部(weightport)中或者在靠近把手的末端杆身处提供无缝安放装置，以便提供被配置成捕获运动数据的无线高尔夫球杆。从现有传感器导出的数据没有被保存在对应于大量事件的数据库中，并且除了运动捕获数据被采集的表现之外没有相对于任何其他事项被使用。此外，对于利用装备和球的体育运动，没有已知的便携式系统允许用户获得关于球的飞行距离、挥击速度、装备的挥击效率或者撞击球的居中程度(也就是球的碰撞在装备上发生的位置)的即时视觉反馈。这些系统不允许用户与采集自其他用户或历史运动员或者采集自其自身的先前表现的运动捕获数据进行比赛。已知的系统不允许对来自大量挥击的运动捕获数据进行数据挖掘以便建议或允许搜索更好的或最优的装备以匹配用户的运动捕获数据，并且不允许原始装备制造商(OEM)作出商业决定，例如改进其产品、将其产品与其他制造商进行比较、超额促销产品或者联系可能购买不同的或利润更多的产品的用户。此外，没有已知的系统利用运动捕获数据挖掘来进行装备调试，以及关于即刻购买适合运动员的装备的后续销售点决策制定。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动事件辨识和视频同步系统，其包括：被配置成与用户或装备或者与用户耦合的移动设备相耦合的至少一个运动捕获元件，其中所述至少一个运动捕获元件包括：存储器；被配置成捕获与所述至少一个运动捕获元件的指向、位置、速度和加速度相关联的数值的任意组合的传感器；无线电装置；与所述存储器、所述传感器和所述无线电装置耦合的微控制器，其中所述微控制器被配置成：收集包括来自所述传感器的传感器数值的数据；把所述数据存储在所述存储器中；对所述数据进行分析并且辨识出所述数据内的事件以便确定事件数据；通过所述无线电装置传送与所述事件相关联的所述事件数据；移动设备，其包括：计算机；无线通信接口，其被配置成：与所述无线电装置进行通信以便获得与所述事件相关联的所述事件数据；其中所述计算机与无线通信接口耦合，其中所述计算机被配置成：从所述无线通信接口接收所述事件数据；分析所述事件数据以形成运动分析数据；存储所述事件数据或所述运动分析数据或者所述事件数据和所述运动分析数据全部二者；从所述事件数据获得事件起始时间和事件停止时间；请求包括至少在从所述事件起始时间到所述事件停止时间的时间跨度期间所捕获的视频的利用摄影机所捕获的图像数据；在显示器上显示事件视频，其中包括全部以下两项：在从所述事件起始时间到所述事件停止时间的所述时间跨度期间所发生的所述事件数据、所述运动分析数据或者其任意组合；以及在从所述事件起始时间到所述事件停止时间的所述时间跨度期间所捕获的所述视频；并且其中所述计算机还被配置成丢弃落在所述事件起始时间到所述事件停止时间之外的至少一部分所述视频，并且存储不具有落在所述事件起始时间到所述事件停止时间之外的所述视频的所述部分的所述事件视频。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.21 US 14/257,9591.一种运动事件辨识和视频同步系统，其包括：被配置成与用户或装备或者与用户耦合的移动设备相耦合的至少一个运动捕获元件，其中所述至少一个运动捕获元件包括：存储器；被配置成捕获与所述至少一个运动捕获元件的指向、位置、速度和加速度相关联的数值的任意组合的传感器；无线电装置；与所述存储器、所述传感器和所述无线电装置耦合的微控制器，其中所述微控制器被配置成：收集包括来自所述传感器的传感器数值的数据；把所述数据存储在所述存储器中；对所述数据进行分析并且辨识出所述数据内的事件以便确定事件数据；通过所述无线电装置传送与所述事件相关联的所述事件数据；移动设备，其包括：计算机；无线通信接口，其被配置成：与所述无线电装置进行通信以便获得与所述事件相关联的所述事件数据；其中所述计算机与无线通信接口耦合，其中所述计算机被配置成：从所述无线通信接口接收所述事件数据；分析所述事件数据以形成运动分析数据；存储所述事件数据或所述运动分析数据或者所述事件数据和所述运动分析数据全部二者；从所述事件数据获得事件起始时间和事件停止时间；请求包括至少在从所述事件起始时间到所述事件停止时间的时间跨度期间所捕获的视频的利用摄影机所捕获的图像数据；在显示器上显示事件视频，其中包括全部以下两项：在从所述事件起始时间到所述事件停止时间的所述时间跨度期间所发生的所述事件数据、所述运动分析数据或者其任意组合；以及在从所述事件起始时间到所述事件停止时间的所述时间跨度期间所捕获的所述视频；并且其中所述计算机还被配置成丢弃落在所述事件起始时间到所述事件停止时间之外的至少一部分所述视频，并且存储不具有落在所述事件起始时间到所述事件停止时间之外的所述视频的所述部分的所述事件视频。2.权利要求1的系统，其中，所述计算机还被配置成确定所述至少一个运动捕获元件与所述移动设备之间的时钟差异，并且把所述运动分析数据与所述视频同步。3.权利要求1的系统，其中，所述计算机还被配置成把从所述事件起始时间到所述事件停止时间的所述视频与从所述事件起始时间到所述事件停止时间所发生的所述运动分析数据一起保存到所述计算机外部的服务器计算机，而没有落在所述事件起始时间到所述事件停止时间之外的所述视频的所述部分。4.权利要求1的系统，其中，所述系统还包括远离所述移动设备的服务器计算机，并且其中所述服务器计算机被配置成把从所述事件起始时间到所述事件停止时间的所述视频与从所述事件起始时间到所述事件停止时间所发生的所述运动分析数据一起保存，并且把在从所述事件起始时间到所述事件停止时间的所述时间跨度期间所捕获的所述视频返回到所述移动设备中的所述计算机。5.权利要求1的系统，其中，所述计算机还被配置成当所述至少一个运动捕获元件与所述移动设备之间的通信链接开放时，丢弃落在所述事件起始时间到所述事件停止时间之外的至少一部分所述视频，并且把从所述事件起始时间到所述事件停止时间的所述视频与从所述事件起始时间到所述事件停止时间发生的所述运动分析数据一起保存。6.权利要求1的系统，其中，所述计算机还被配置成当所述至少一个运动捕获元件与所述移动设备之间的通信链接不开放时保存所述视频，并且在所述通信链接开放之后接收到所述事件之后，随后丢弃落在所述事件起始时间到所述事件停止时间之外的至少一部分所述视频，并且把从所述事件起始时间到所述事件停止时间的所述视频与从所述事件起始时间到所述事件停止时间发生的所述运动分析数据一起保存。7.权利要求1的系统，其中，所述视频是从与所述移动设备耦合的摄影机获得的。8.权利要求1的系统，其中，所述视频是从远离所述移动设备的摄影机获得的。9.权利要求1的系统，其中，所述视频是从远离所述移动设备的服务器计算机获得的。10.权利要求1的系统，其中，所述至少一个运动捕获元件还被配置成佩戴在用户头部附近，并且所述辨识所述数据内的所述事件包括计算用户头部上的撞击位置。11.权利要求1的系统，其中，所述至少一个运动捕获元件还被配置成与头盔或帽子或球帽或牙套耦合。12.权利要求1的系统，其中，所述至少一个运动捕获元件还被配置成与头盔耦合，并且所述辨识所述数据内的所述事件包括基于头盔的物理几何结构计算用户头部上的撞击位置。13.权利要求1的系统，其还包括被配置成围绕所述至少一个运动捕获元件的隔离器，以便近似围绕所述用户的脑部的脑脊髓液的物理加速度阻尼，从而最小化所述事件数据的线性加速度和旋转加速度的变换，以便获得用户脑部的观测线性加速度和观测旋转加速度。14.权利要求1的系统，其中，所述计算机还被配置成通过图像分析同步所述视频和所述事件数据或者所述运动分析数据，以便更加准确地确定所述视频中的与所述事件起始时间或所述事件停止时间或全部二者最紧密地相关联的起始事件帧或停止事件帧或全部二者。15.权利要求1的系统，其中，所述系统还包括服务器计算机，其中所述服务器计算机被配置成通过图像分析同步所述视频和所述事件数据或者所述运动分析数据，以便更加准确地确定所述视频中的与所述事件起始时间或所述事件停止时间或全部二者最紧密地相关联的起始事件帧或停止事件帧或全部二者。16.权利要求1的系统，其中，所述计算机还被配置成：访问与所述用户或装备相关联的先前存储的事件数据或运动分析数据；其中，所述显示所述事件视频还包括基于以下各项在显示器上呈现与所述用户相关联的所述事件数据：与所述用户或装备相关联的所述事件数据或运动分析数据；以及与所述用户或装备相关联的所述先前存储的事件数据或运动分析数据；或者与至少一位其他用户或其他装备相关联的所述先前存储的事件数据或运动分析数据。17.权利要求1的系统，其中，所述至少一个运动捕获元件中的所述微控制器还被配置成把所述事件传送到至少另一个运动捕获元件或者至少另一台移动设备或者其任意组合，并且其中所述至少另一个运动捕获元件或所述至少另一台移动设备或者其任意组合被配置成基于所述事件起始时间和所述事件停止时间保存与所述事件相关联的数据。18.权利要求1的系统，其还包括：与所述至少一个运动捕获元件或者所述用户或所述装备耦合的标识符；其中，所述计算机还被配置成：接收所述标识符；以及把所述标识符与所述事件数据和所述运动分析数据相关联。19.权利要求1的系统，其中，所述至少一个运动捕获元件还包括被配置成在所述事件发生的情况下输出光的发光元件。20.权利要求1的系统，其中，所述至少一个运动捕获元件还包括音频输出元件，其被配置成在所述事件发生的情况下或者在所述至少一个运动捕获元件处于所述计算机的范围之外的情况下输出声音，或者其中所述计算机被配置成在所述至少一个运动捕获元件处于所述计算机的范围之外的情况下显示告警，或者前述各项的任意组合。21.权利要求1的系统，其中，所述至少一个运动捕获元件还包括与所述微控制器耦合的被配置成确定位置的位置确定元件，并且其中所述微控制器还被配置成向所述计算机传送所述位置，或者其中所述系统还包括服务器计算机，并且其中所述微控制器还被配置成向所述服务器计...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·本特利，瑞安·卡普斯，巴斯卡·博斯，希恩·阿拉姆，迈克尔·吉利安，马赞·阿比戴尔拉赫曼，
申请(专利权)人：博拉斯特运动有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US