ES2645436T3

ES2645436T3 - Aparato de deporte y método

Info

Publication number: ES2645436T3
Application number: ES13187644.3T
Authority: ES
Inventors: Harri Hohteri
Original assignee: SSTATZZ Oy
Current assignee: SSTATZZ Oy
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2017-12-05
Anticipated expiration: 2033-10-08
Also published as: US9079090B2; EP2724632A1; US20140120960A1; EP2724632B1; US20150358453A1; EP2724632B8

Abstract

Aparato (100) de deporte para monitorizar el movimiento de un proyectil (200) de deporte, que comprende: un sensor (204) dispuesto dentro del proyectil de deporte; una interfaz (206) inalámbrica dispuesta dentro del proyectil de deporte para comunicar señales de datos muestreadas procedentes del sensor (204); un dispositivo (220) de comunicación portátil que puede acoplarse en comunicación inalámbrica con el sensor en el proyectil (200) de deporte para recibir señales de datos muestreadas procedentes del sensor (204), siendo las señales de datos muestreadas indicativas de un movimiento del proyectil (200) de deporte; en el que el dispositivo (220) de comunicación portátil comprende un controlador que tiene una memoria que incluye instrucciones de programación que cuando se ejecutan por el procesador se configuran para hacer que el controlador: detecte una señal de sensor procedente de la interfaz inalámbrica, comprendiendo la señal de sensor señales de datos muestreadas procedentes del sensor; determine una característica de movimiento del proyectil de deporte a partir de la característica de movimiento de la señal de sensor; y determine si la característica de movimiento comprende el paso del proyectil de deporte a través de una estructura (410) de objetivo; determine si la característica de movimiento comprende el movimiento del proyectil de deporte tras un lanzamiento; y determine si la característica de movimiento comprende un impacto del proyectil de deporte con un objeto mediante: la detección de un periodo de pequeños cambios en los datos del sensor comparando una amplitud de los datos del sensor con un primer umbral predeterminado dentro de un periodo de tiempo predeterminado y determinando que la amplitud de los datos del sensor es menor que el umbral predeterminado y sustancialmente constante dentro del periodo de tiempo predeterminado; y la detección de un periodo de datos del sensor que cambian rápidamente determinando que la amplitud de los datos del sensor es mayor que el umbral predeterminado y varía dentro del periodo de tiempo predeterminado.

Description

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DESCRIPCION

Aparato de deporte y metodo

Antecedentes

Campo

Los aspectos de la presente divulgacion se refieren en general a un aparato de deporte, por ejemplo a un aparato de deporte que incluye uno o mas proyectiles, por ejemplo uno o mas balones, en el que los proyectiles incluyen uno o mas sensores y una interfaz de comunicacion inalambrica, y una disposicion de procesamiento de datos tambien equipada con una interfaz inalambrica, por ejemplo implementada a traves de un telefono inteligente y/o un ordenador personal y/o un servidor remoto con funcionalidad de procesamiento de datos, en el que el uno o mas sensores de uno o mas proyectiles proporcionan senales de sensor indicativas de los movimientos del uno o mas proyectiles, en los que las senales de sensor se comunican para su analisis y registro en disposicion del procesamiento de datos. Ademas, la presente divulgacion se refiere a metodos de hacer funcionar el aparato de deporte mencionado anteriormente que registre el movimiento del uno o mas proyectiles para su analisis y registro posteriores. Ademas, la presente divulgacion se refiere a productos de software grabados en medios de almacenamiento de datos legibles por maquina, en los que los productos de software son ejecutables con hardware de calculo para implementar los metodos mencionados anteriormente.

Breve descripcion de los desarrollos relacionados

Se conoce bien el rastreo del movimiento de uno o mas proyectiles, por ejemplo uno o mas balones, utilizados cuando se juega a un juego deportivo, por ejemplo futbol o baloncesto, para determinar la informacion estadistica referente al juego deportivo. Tal informacion estadistica puede incluir varios goles o puntos marcados, y el rendimiento de uno o mas jugadores del juego deportivo. Un rastreo de este tipo se ha implementado a menudo usando camaras, personal que recopila datos estadisticos manualmente asi como usando sensores incluidos en uno o mas proyectiles. Sin embargo, no se han desarrollado bien enfoques conocidos para analizar el movimiento de uno o mas proyectiles, de manera que actualmente no puede lograrse el analisis inadecuado de juegos deportivos que utilizan el uno o mas proyectiles.

En la publicacion de patente estadounidense n.° US2012/0058845A1, se describe un balon de baloncesto que incorpora sensores de movimiento. Los sensores de movimiento incluyen, por ejemplo, uno o mas acelerometros, uno o mas sensores giroscopicos de velocidad angular y uno o mas magnetometros. En la solicitud, se aclara que pueden analizarse las senales de sensor procedentes de los sensores de movimiento para generar resultados estadisticos, pero la aplicacion carece de detalles de como puede realizarse el analisis estadistico en la practica. El documento US 2011/304497 A1 da a conocer un sistema para monitorizar diversas metricas de deporte que se basa en varios sensores proporcionados en por ejemplo un balon y/o la indumentaria de un jugador, incluyendo una estimacion de la distancia basada en un chirrido de frecuencia entre el balon y el jugador.

Por tanto, surge el problema de que el aparato conocido para proporcionar un analisis de las trayectorias de uno o mas proyectiles asociados con acontecimientos deportivos no se ha desarrollado suficientemente y no proporciona un analisis estadistico de maxima magnitud que es potencialmente factible lograr.

Sumario

El problema planteado se resuelve segun la invencion por las caracteristicas tecnicas del aparato segun la reivindicacion 1 y el metodo segun la reivindicacion 8.

La presente divulgacion proporciona un aparato de deporte mejorado, en el que se analizan mas completamente los movimientos de uno o mas proyectiles empleados en actividades deportivas usando el aparato de deporte.

La presente divulgacion proporciona un metodo mejorado de usar el aparato de deporte, en el que el metodo puede analizar los movimientos de uno o mas proyectiles empleados en actividades deportivas mas completamente usando el aparato de deporte.

En un aspecto, la presente divulgacion proporciona un aparato de deporte para monitorizar el movimiento de uno o mas proyectiles asociados con un acontecimiento deportivo. En una realizacion, el aparato de deporte para monitorizar el movimiento de un proyectil de deporte incluye un sensor y una interfaz inalambrica dispuesta dentro del proyectil de deporte para comunicar senales de datos muestreadas procedentes del sensor, un dispositivo de comunicacion portatil en comunicacion inalambrica con el sensor inalambrico para recibir senales de datos muestreadas procedentes del sensor inalambrico, siendo las senales de datos muestreadas indicativas de un movimiento del proyectil de deporte. El dispositivo de comunicacion portatil incluye un controlador que tiene una memoria que incluye instrucciones de programacion que cuando se ejecutan por el procesador hacen que el controlador detecte una senal de sensor procedente de la interfaz inalambrica, determine una caracteristica de

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movimiento del proyectil de deporte a partir de la caracteristica de movimiento de la senal de sensor, y determine si la caracteristica de movimiento es el paso del proyectil de deporte a traves de una estructura de objetivo, el movimiento del proyectil de deporte tras un lanzamiento o un impacto del proyectil de deporte con un objeto.

El telefono movil que ejecuta el uno o mas productos del programa informatico o software puede proporcionar un analisis mas completo de los movimientos de uno o mas proyectiles.

En otro aspecto, la presente divulgacion proporciona un metodo de uso de un aparato de deporte para monitorizar el movimiento de uno o mas proyectiles asociados con un acontecimiento deportivo. El metodo implica usar un telefono movil acoplado en comunicacion inalambrica con uno o mas proyectiles para recibir las senales de datos muestreadas indicativas del movimiento de uno o mas proyectiles; y usar el telefono movil para ejecutar uno o mas productos de software en el mismo para analizar las senales de datos muestreadas recibidas en el telefono movil para proporcionar resultados de analisis indicativos de la naturaleza de la trayectoria de uno o mas proyectiles.

En otro aspecto, la presente divulgacion proporciona un producto de programa informatico o software grabado en medios de almacenamiento de datos legibles por maquina. El producto de programa informatico o software incluye o comprende medios de codigo legible por ordenador no transitorios, que son ejecutables con hardware de calculo o en dispositivos de procesador para implementar los metodos y procedimientos de la presente divulgacion.

Se apreciara que las caracteristicas de la presente divulgacion son susceptibles de combinarse en diversas combinaciones sin apartarse del alcance de la invencion tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripcion de los dibujos

Ahora se describiran realizaciones de la presente divulgacion, unicamente a modo de ejemplo, en referencia a los siguientes diagramas en los que:

la figura 1 es una ilustracion esquematica de una realizacion de ejemplo de un aparato de deporte segun la presente divulgacion;

la figura 2 es una ilustracion esquematica de una implementacion de un proyectil del aparato de deporte de la figura 1;

la figura 3 es una ilustracion de un trayecto de proyectil asociado con el sistema de la figura 1;

la figura 4 es una ilustracion de senales de movimiento de ejemplo asociadas con un proyectil del sistema de la figura 1;

la figura 5 es una ilustracion de una realizacion de ejemplo de un aparato de deporte segun la presente divulgacion;

la figura 6 son datos medidos de ejemplo del sensor de un aparato de deporte (balon de baloncesto) para lanzamiento acertado; y

la figura 7 son datos medidos de ejemplo del sensor de un aparato de deporte (balon de baloncesto) para lanzamiento fallado;

la figura 8 es un diagrama de bloques de una realizacion de un entorno a modo de ejemplo que puede usarse para poner en practica aspectos de la presente divulgacion.

En los diagramas adjuntos, se emplea un numero subrayado para representar un elemento sobre el que esta colocado el numero subrayado o un elemento adyacente al cual esta el numero subrayado. Un numero no subrayado se refiere a un elemento identificado por una linea que une el numero no subrayado con el elemento. Cuando un numero no esta subrayado y va acompanado por una flecha asociada, el numero no subrayado se usa para identificar un elemento general al que esta senalando la flecha.

Descripcion detallada de realizaciones ilustrativas

La siguiente descripcion detallada da a conocer aspectos de la invencion reivindicada y los modos en que puede implementarse. Sin embargo, la descripcion no pretende definir ni limitar la invencion, estando contenida unicamente tal definicion o limitacion en las reivindicaciones adjuntas a la misma. Aunque se ha descrito ampliamente el mejor modo de llevar a cabo la invencion, los expertos en la tecnica reconoceran que tambien son posibles otras realizaciones para llevar a cabo o poner en practica la invencion.

Como descripcion general, la presente divulgacion se refiere a un aparato de deporte para su uso en un acontecimiento deportivo, en el que el aparato de deporte comprende uno o mas proyectiles, por ejemplo balones, discos, un volante o similar, y una disposicion de procesamiento de datos para recibir transmisiones inalambricas

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procedentes del uno o mas proyectiles indicativas del movimiento del uno o mas proyectiles, en el que la disposicion de procesamiento de datos puede hacerse funcionar para recibir las transmisiones inalambricas procedentes el uno o mas proyectiles y generar diversos tipos de resultados de analisis estadistico que permiten que se evalue y/o se registre el rendimiento en el acontecimiento deportivo.

Ahora se describira el aparato de deporte, indicado generalmente por 100 en la figura 1. En referencia a la figura 1, el aparato 100 incluye al menos un proyectil 200, por ejemplo un balon de baloncesto. Durante el acontecimiento deportivo, el proyectil 200 se acciona por uno o mas participates humanos en el acontecimiento deportivo, asi como rebotando sobre una superficie del suelo y una o mas estructuras de deporte, por ejemplo canastas de baloncesto y paredes posteriores asociadas. El proyectil 200 incluye dentro de su capa protectora exterior uno o mas sensores 204, por ejemplo uno o mas acelerometros, uno o mas sensores giroscopicos, uno o mas magnetometros, para registrar el movimiento, la rotacion, el giro y la aceleracion experimentados por el proyectil 200 en uso. Opcionalmente, el proyectil 200, por ejemplo un balon, incluye transductores 202 de ubicacion, por ejemplo una disposicion de radiobaliza, para enviar senales a estaciones base para fines de medicion de posicion, por ejemplo mediante triangulacion basandose en la intensidad de la senal inalambrica recibida en la disposicion de radiobaliza; alternativa o adicionalmente el aparato 100 emplea el tiempo de vuelo de las senales de radio de impulso transmitidas procedentes del proyectil 200 para determinar una posicion espacial instantanea del proyectil 200 dentro de una zona de juego dada asociada con el acontecimiento deportivo. Opcionalmente, la transductores 202 de ubicacion tambien incluyen un receptor de GPS para determinar una posicion espacial del proyectil desde satelites de referencia de posicion que orbitan alrededor de la Tierra; tal determinacion de la posicion es beneficiosa, por ejemplo, beneficiosa cuando el proyectil 200 se implementa como una pelota de golf, en el que el acontecimiento deportivo es un torneo de golf disputado a lo largo de un campo de golf espacialmente extenso. El proyectil 200 tambien incluye una interfaz 206 inalambrica para comunicar senales de sensor muestreadas procedentes del uno o mas sensores 204, y opcionalmente los transductores 202 de ubicacion a una ubicacion de recepcion inalambrica remota con respecto al proyectil 200. Opcionalmente, el proyectil 200 incluye una disposicion de servidor miniaturizada, pera permitir que se acceda al proyectil 200 convenientemente usando comunicaciones de protocolo de transporte de hipertexto (HTTP).

El aparato 100 de deporte incluye ademas un telefono 220 movil, tambien conocido como telefono celular. De manera beneficiosa, el telefono 220 movil es un telefono inteligente con suficiente poder de computacion en su unidad 226 de procesamiento central para realizar el analisis de los movimientos del proyectil 200 y determinar su ubicacion espacial. El telefono 220 movil incluye una interfaz 224 de usuario para presentar resultados de analisis estadistico a partir de datos de procesamiento comunicados desde el proyectil 200 hasta el telefono 220 movil a traves de una interfaz 222 inalambrica del telefono 220 movil. Ademas, el telefono 220 inteligente incluye una interfaz 228 inalambrica inteligente para permitir que el telefono 220 movil se comunique a traves de Internet o una red de comunicacion de datos similar con un sistema 234 de servidor y/o con una base 232 de datos remota. Opcionalmente, el aparato 100 puede hacerse funcionar con intercambios de datos que se producen directamente entre el sistema 234 de servidor y la base 232 de datos remota cuando se realiza el analisis estadistico de senales de sensor generadas durante el movimiento del proyectil 200.

Ahora se describiran ejemplos de metodos de uso del aparato 100. En un primer ejemplo, el telefono 220 movil envia informacion tras cada sesion de practica deportiva, por ejemplo a Facebook (“Facebook’ es una marca comercial registrada), concretamente un deportista que usa el aparato 100 puede compartir resultados de analisis estadistico generados por el aparato 100 dentro de una red social, por ejemplo para mejorar competitivamente el rendimiento deportivo individual. Opcionalmente, el telefono 220 movil puede configurarse de manera beneficiosa para enviar un tweet cada vez que el deportista realiza un lanzamiento con exito del proyectil 200.

En un segundo ejemplo, el telefono 220 movil puede hacerse funcionar para enviar una o mas actualizaciones de estado a una red social cada vez que el deportista puede realizar un lanzamiento de tres puntos del proyectil 200, concretamente que puede marcar desde una larga distancia por detras de la linea de tres puntos durante el acontecimiento deportivo. Ademas de servicios de terceras partes tales como Facebook y/o Twitter (“Twitter’ es una marca comercial registrada, asociada con la “esfera Twitter”), los resultados estadisticos analiticos generados por el sistema 100 pueden enviarse a cualquier servicio especificado alojado en Internet. Opcionalmente, los resultados pueden ser publicos o restringidos, por ejemplo para uso personal o para uso por un grupo dedicado, por ejemplo un entrenador deportivo y otros miembros de un equipo especificado de deportistas.

En referencia a continuacion a la figura 2, se muestra una implementacion de ejemplo del proyectil 200. El proyectil 200 tiene una region 300 exterior, por ejemplo fabricada de un material deformable elasticamente, y un nucleo 310 blindado central para alojar el uno o mas sensores 204, la interfaz 206 inalambrica y opcionalmente los transductores 202 de ubicacion. De manera beneficiosa, la interfaz 206 inalambrica se implementa como tres conjuntos de dipolos A-A, B-B, CC que pueden excitarse individualmente por la interfaz 206 inalambrica; los dipolos se implementan de manera beneficiosa de manera ortogonal a lo largo de tres ejes cartesianos x, y, z tal como se muestra. Cuando se comunican los datos, la interfaz 206 inalambrica envia datos a traves de los tres dipolos que se excitan a frecuencias de senal portadora diferentes entre si, de manera que el proyectil 200 puede proporcionar un patron polar de emision inalambrica pseudo-omnidireccional que evita la perdida de datos cuando el proyectil 200 se mueve en uso, por ejemplo rota, y por tanto permite una determinacion mas precisa de la posicion basandose en la

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intensidad de la senal inalambrica recibida procedente de la emision inalambrica del proyectil 200. Opcionalmente, las batenas del proyectil 200 se recargan mediante carga inductiva inalambrica cuando el proyectil 200 no esta en uso, por ejemplo en una unidad de almacenamiento durante la noche, permitiendo de ese modo que la region 300 exterior del proyectil 200 se selle hermeticamente, por ejemplo para evitar la entrada de agua en el nucleo 310 blindado central cuando el proyectil 200 esta en uso en condiciones meteorologicas adversas. Los sensores tambien podrfan cargarse usando un generador de energfa interno que toma la energfa del movimiento del balon. Un ejemplo de un generador de energfa de este tipo puede ser un generador de energfa cinetica. Los ejemplos adicionales de generacion de energfa para los sensores podrfan incluir celulas solares, etc. El/los sensor(es) en el material deportivo puede(n) instalarse en la cubierta o dentro del material deportivo. Por ejemplo, en una pelota de golf, el sensor puede estar en medio de la pelota de golf, es decir, incluido en la estructura. Si el acontecimiento deportivo es por ejemplo futbol (usado en futbol americano) podrfa haber mas de un sensor, por ejemplo dos, es decir uno en ambos extremos. Esto permitirfa un analisis mas preciso.

Los productos de programa informatico o software incluyen instrucciones legibles por maquina registradas en medios de almacenamiento de datos legibles por maquina y ejecutables con hardware de calculo o en un dispositivo de procesador del aparato 100 y se emplean para analizar los movimientos del proyectil 200. Un analisis de este tipo se basa opcionalmente en la ffsica clasica, por ejemplo segun las leyes newtonianas del movimiento. Alternativamente, un analisis de este tipo se basa en otras tecnicas de computacion que se describiran a continuacion.

Un problema encontrado cuando se analizan trayectorias del proyectil 200 basandose en la ffsica clasica es que un analisis de este tipo requiere un numero considerable de muestras de datos que registran los movimientos del proyectil 200 que van a comunicarse; esto es especialmente pertinente cuando el proyectil 200 se somete a movimientos rapidos, por ejemplo rebotar dentro de un espacio confinado en el que el proyectil 200 cambia rapidamente su direccion de movimiento

Opcionalmente, un volumen de datos que es necesario comunicar desde el proyectil 200 a traves de su interfaz 206 inalambrica es susceptible de reducirse mediante hardware de calculo, por ejemplo un microcontrolador de micropotencia PIC o similar, incluido en el nucleo 310 que recoge datos del sensor a alta velocidad, por ejemplo a una velocidad de muestreo de 1 kHz o superior, y luego procesando los datos del sensor muestreados para determinar si los cambios en los datos del sensor muestreados son mayores o no que un umbral definido para al menos M muestras, en el que M es un numero entero mayor que la unidad; en un caso en que los cambios en los datos del sensor son menores que el umbral durante las M muestras, no se comunican datos desde el proyectil 200 hasta el telefono 220 movil. Opcionalmente, el proyectil 200 incluye una memoria intermedia de datos para almacenar datos del sensor muestreados para hacer frente a una situacion en la que el proyectil 200 se somete a un largo periodo sostenido de cambios rapidos en el movimiento.

Adicionalmente, con el fin de ahorrar energfa, puede enganarse al envfo de datos para que tenga lugar solo cuando se produzca el movimiento del material deportivo. En general, el envfo de los datos desde los sensores del material deportivo puede ser continuo, en modo de rafaga (es decir, enviando datos de memoria intermedia), basado en peticion (es decir, el telefono movil solicita los datos) o de manera automatica, es decir el sensor envfa los datos como unidifusion, multidifusion o radiodifusion a uno o mas telefonos moviles u otras estaciones de recepcion. En algunas realizaciones los sensores pueden realizar calculos en el acontecimiento deportivo y enviar todos o algunos de los datos en formato analizado a los receptores o al servicio.

En referencia a la figura 3, se ilustra un conjunto de trayectorias de ejemplo del proyectil 200, por ejemplo, un balon de baloncesto. Una primera trayectoria 400 del proyectil 200 sigue un trayecto ideal para pasar centralmente por un borde 40 de la canasta de baloncesto y hacia abajo a traves de su red 420 asociada, sin que el proyectil 200 se desplace de manera lateral rapidamente o sin que su caracterfstica de rotacion resulte abruptamente alterada de manera temporal. Una segunda trayectoria 450 del proyectil 200 sigue un trayecto mas complejo hacia una pared 460 posterior mientras que el proyectil 200 impacta y rebota de nuevo para golpear el borde 40 de la canasta de baloncesto para rebotar posteriormente en el mismo alejandose de la red 420. Los movimientos del proyectil 200 tal como los detecta el proyectil 200 para las trayectorias 400, 450 primera y segunda son radicalmente diferentes y son susceptibles, por ejemplo, de reconocerse cada una por un algoritmo de red neural que se ejecuta en al menos uno del telefono 220 movil y el sistema 234 de servidor. De manera beneficiosa, la mayor parte del procesamiento de la red neural se realiza en el telefono 220 movil para reducir el volumen de datos que es necesario comunicar desde el telefono 220 movil hasta el sistema 234 de servidor, conservando de ese modo los recursos de banda ancha de comunicacion inalambrica. Adicionalmente, el/los sensor(es) en un material deportivo tambien pueden incluir un magnetometro o similar para reconocer el cambio en el campo magnetico. Esto es beneficioso para detectar por ejemplo si un balon de baloncesto pasa por el borde 40 de la canasta de baloncesto.

En referencia a la figura 4, se muestran senales de sensores muestreadas correspondientes a la segunda trayectoria 450 mencionada anteriormente. En la figura 4, el eje 500 de abscisas indica un paso de tiempo de izquierda a derecha, y el eje 510 de ordenadas indica el valor de la senal de sensor muestreada. Una primera parte 520 de la trayectoria 450 tiene cambios relativamente pequenos en los datos del sensor muestreados, mientras que el rebote desde la pared 460 trasera da como resultado datos que cambian rapidamente en una segunda parte 530. Una

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tercera parte 540 de la trayectoria 450 entre la pared 460 trasera y el borde 40 de la canasta de baloncesto tiene asociada con la misma un cambio relativamente pequeno en los datos del sensor muestreados procedentes del proyectil 200, mientras que el rebote hacia el exterior desde el borde 40 de la canasta de baloncesto da como resultado una cuarta parte 550 de la trayectoria 450 con cambios rapidos. Finalmente, una quinta parte 560 de la trayectoria 450 donde el proyectil 200 esta rebotando hacia el exterior alejandose del borde 40 de la canasta de baloncesto tiene datos del sensor muestreados que cambian de manera relativamente lenta asociados con la misma.

El software de red neural mencionado anteriormente, por ejemplo descargado al telefono 220 movil como aplicacion de software, por ejemplo de una “tienda de aplicaciones”, se prepara de manera beneficiosa para reconocer diferentes patrones de movimiento del proyectil 200 durante el acontecimiento deportivo. Por ejemplo, el proyectil 200, por ejemplo un balon de baloncesto, se lanza hacia una abertura central del borde 40 de la canasta de baloncesto durante N veces, y se usa una interfaz de usuario (UI), por ejemplo una pantalla tactil, del telefono 220 movil para informar al software de red neural si el lanzamiento se acerto o no, concretamente si paso correctamente a traves de la red 420. Ademas, tambien se informa al software de red neural a traves de la interfaz de usuario (UI) sobre si el lanzamiento fue un lanzamiento normal o un lanzamiento de tres puntos. Tras una serie de ejercicios de aprendizaje de este tipo, el software de red neural puede dar como resultado que el telefono 220 movil pueda reconocer inmediatamente que tipo de lanzamiento se ha ejecutado para el proyectil 200. Opcionalmente, pueden precargarse parametros de aprendizaje para el software de red neural en el telefono 220 movil, evitando de ese modo la necesidad de la preparacion mencionada anteriormente, por ejemplo en el caso de que las caracteristicas del sensor del proyectil 200 se conozcan de antemano, por ejemplo cuando el proyectil 200 es un producto patentado producido en masa. Opcionalmente, los usuarios pueden compartir sus parametros de preparacion de software de red neural con otros usuarios del aparato 100.

El aparato 100 puede emplearse en una amplia variedad de deportes, por ejemplo, bolos, tenis, futbol, rugby, baloncesto, beisbol, criquet, waterpolo, pero sin limitarse a ellos. Con telefono 220 movil, quiere decirse uno o mas de dispositivos de comunicacion tales como: telefonos, asistentes de datos personales (PDA) dotados de interfaces inalambricas, ordenadores de tipo tableta dotados de interfaces inalambricas, ordenadores personales u ordenadores portatiles con interfaz inalambrica u otro dispositivo de calculo inalambrico pero sin limitarse a ellos.

Aparato de ejemplo

La figura 5 muestra un balon 600 de baloncesto de ejemplo que se uso para someter a prueba algunos aspectos de la divulgacion. Se uso un alojamiento 606 similar a un cilindro para alojar los componentes electronicos necesarios. Los sensores 604 incluyeron al menos uno de acelerometro, giroscopio y magnetometro. Se recogieron los datos del sensor y se almacenaron en memoria intermedia por el microcontrolador 610 y se enviaron los datos de manera periodica a traves de una interfaz de radio usando un transmisor 602 de Bluetooth. La velocidad de muestras configurada para recoger los datos de los sensores fue de 70 Hz. Los datos se enviaron a la estacion 608 de recepcion. En la configuracion, la estacion de recepcion fue un ordenador de tipo portatil equipado con chip Bluetooth para permitir la comunicacion con el balon 600 de baloncesto. Alternativamente, la estacion de recepcion podria ser por ejemplo un telefono movil, un telefono inteligente, es decir cualquier dispositivo de computacion.

En general, la comunicacion por radio desde el balon 600 puede realizarse usando interfaces de radio convencionales tales como radio Bluetooth. Los protocolos usados pueden incluir por ejemplo usar pila de protocolos de Internet (IP) ademas de los protocolos patentados. En la disposicion de prueba, la cantidad de datos recogidos durante el lanzamiento y el golpeo del borde y el suelo superaron la velocidad de comunicacion de datos de la conexion de Bluetooth usada, por tanto se uso almacenamiento en memoria intermedia y los datos se transfirieron durante la fase de escaso movimiento del balon.

En las mediciones de ejemplo, se recogieron datos de acelerometro de los sensores y se sumo el acelerometro de cada uno de los acelerometros x, y, y z, es decir el acelerometro experimentado total se almaceno inicialmente en la memoria del microcontrolador 610. Los datos del acelerometro se enviaron al dispositivo 608 de computacion.

Las figuras 6 y 7 muestran los resultados de los valores medidos de la aceleracion total de un balon de baloncesto durante un lanzamiento. Los valores medidos de la aceleracion total generalmente representan la aceleracion total en funcion del tiempo. La lectura del acelerometro se realiza en unidades arbitrarias y no se ha normalizado.

Los datos se usan en un modelo matematico como una red neural con el fin de clasificar los lanzamientos en aciertos y fallos. Este modelado puede implicar el procesamiento previo de los datos con el fin de hacer que el modelo sea mas transparente y mas eficaz. El procesamiento previo puede realizarse usando tecnicas estadisticas tales como analisis de componente principal o calculando la estadistica descriptiva para las trayectorias medidas. Esta estadistica descriptiva puede ser, por ejemplo, valores maximos y minimos de la aceleracion (es decir, picos de las curvas), los instantes de tiempo relacionados con esos picos, las longitudes de los intervalos de tiempo entre esos picos u otras propiedades de las curvas durante intervalos dados tales como la varianza (que mide la variabilidad de la aceleracion) o el signo de la aceleracion derivada durante intervalos dados (que describe si la aceleracion aumenta o disminuye durante el intervalo de tiempo). Esta estadistica descriptiva proporciona

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informacion sobre la trayectoria del balon de baloncesto que es mas facil de usar en el modelo matematico en lugar de los datos sin procesar. Por ejemplo, la duracion del intervalo de tiempo entre la liberacion del lanzamiento y el tiempo en que el balon golpea el borde proporciona informacion implicita sobre el arco del lanzamiento, ya que un arco mayor conduce a tiempos de vuelo mas largo. Por otra parte, valores altamente variables de la aceleracion tras golpear el borde implican interaccion entre el balon de baloncesto y la red (lo que sugiere un lanzamiento acertado) en lugar de la curva de aceleracion suave relacionada con el “vuelo libre” de un lanzamiento fallado.

En referencia a la figura 6, en la etapa S6.1 el jugador coge el balon del suelo. El jugador lanza el balon en la etapa S6.2. En la etapa S6.3 el balon esta volando durante aproximadamente un segundo. La lectura del acelerometro no cambia considerable durante el tiempo de vuelo. En la etapa S6.4, el balon va directamente a la red. En los datos, pueden observarse fluctuaciones periodicas con disminucion de la amplitud. Dicho comportamiento periodico pueden encontrarse a partir de los datos de manera automatica, por ejemplo realizando un analisis de Fourier de los datos. En la etapa S6.5, el balon golpea el suelo y se observa un gran pico del acelerometro.

La figura 7 muestra otro ejemplo de los datos totales medidos del acelerometro. En la etapa S7.1, el balon se coge del suelo con la mano. En la etapa S7.2 se lanza el balon y en la etapa S7.3 el balon esta volando. Puede observarse que el factor de forma de los datos del acelerometro entre las etapas S7.1-S7.3 se asemeja al factor de forma de la figura 6 y las etapas S6.1- S6.3 respectivamente, lo que indica la posibilidad de usar dichos datos como referencia para el sistema de red neural. En la etapa S7.4 el balon golpea el borde y entonces, tras aproximadamente un segundo, golpea el suelo en la etapa S7.5.

Segun las realizaciones, cada una o algunas de las mediciones se usan como linea de base para los algoritmos de aprendizaje. Como ejemplo, los datos pueden analizarse y marcarse manualmente para formar patrones de preparacion para dichas redes neural. Dichos patrones de preparacion pueden compartirse en el sistema con el fin de usarse por todos o algunos de los otros jugadores. La base de datos de aprendizaje puede hacerse crecer y desarrollarse por tanto usando la entrada de la pluralidad de jugadores.

La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra un entorno de funcionamiento a modo de ejemplo para realizar los metodos dados a conocer. Este entorno de funcionamiento a modo de ejemplo es solo un ejemplo de un entorno de funcionamiento y no se pretende sugerir ninguna limitacion en cuanto al alcance de uso o la funcionalidad de la arquitectura del entorno de funcionamiento. Tampoco debe interpretarse que el entorno de funcionamiento tiene cualquier dependencia o necesidad referente a uno cualquiera o una combinacion de componentes ilustrados en el entorno de funcionamiento a modo de ejemplo.

Tal como se ilustra en la figura 8, en una realizacion, los componentes del dispositivo 100 electronico portatil pueden incluir, pero sin limitarse a, uno o mas procesadores o unidades 703 de procesamiento, un sistema 705 operativo, un adaptador 708 de red, un dispositivo o memoria 712 de almacenamiento de datos del sistema, una interfaz 710 de entrada/salida, un adaptador de 709 de presentacion y un bus 713 de sistema que acopla diversos componentes del sistema incluyendo el procesador 703 a la memoria 712 del sistema. En el caso de multiples unidades 703 de procesamiento, el sistema puede utilizar calculo paralelo.

El dispositivo 100 electronico portatil normalmente incluye medios legibles por ordenador. Los medios legibles a modo de ejemplo pueden ser cualquier medio disponible que no sea transitorio y accesible por el dispositivo 100 electronico portatil y comprenden, por ejemplo y sin significar que sea limitativo, tanto medios volatiles como no volatiles, medios extraibles y no extraibles. La memoria 712 del sistema comprende medios legibles por ordenador en forma de memoria volatil, tal como memoria de acceso aleatorio (RAM), y/o memoria no volatil, tal como memoria de solo lectura (ROM). La memoria 712 del sistema normalmente contiene datos tales como datos 707 de control de demanda y/o modulos de programa tales como un sistema 705 operativo al que puede accederse inmediatamente y/o que hace funcionar actualmente por la unidad 703 de procesamiento. En un aspecto, la memoria 712 del sistema contiene secciones de codigos ejecutables por ordenador para realizar los procedimientos y etapas descritos en el presente documento.

Los presentes metodos y sistemas pueden hacerse funcionar con otros numerosos entornos o configuraciones del sistema de calculo de uso general o de uso especial. Los ejemplos de sistemas, entornos y/o configuraciones de calculo bien conocidos que pueden ser adecuados para su uso con los sistemas y metodos comprenden, pero no se limitan a, ordenadores personales, ordenadores de servidor, dispositivos portatiles y sistemas de multiprocesador. Ejemplos adicionales comprenden modulos de conexion, componentes electronicos para el consumidor programables, PC en red, microordenadores, ordenadores centrales y entornos de calculo distribuidos que comprenden cualquiera de los sistemas o dispositivos anteriores, y similares.

El procesamiento de los metodos y sistemas dados a conocer puede realizarse mediante componentes de software y productos de programa informatico que incluyen o comprenden medios de codigo legible por ordenador no transitorios que cuando se ejecutan por un dispositivo de procesador se configuran para ejecutar los aspectos de los metodos de la presente divulgacion. Los sistemas y metodos dados a conocer pueden describirse en el contexto general de instrucciones ejecutables por ordenador, tales como modulos de programa, que se ejecutan por uno o mas ordenadores, procesadores u otros dispositivos. Generalmente, los modulos de programa comprenden codigo

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informatico, rutinas, programas, objetos, componentes, estructuras de datos, etc. que realizan tareas particulares o implementan tipos de datos abstractos particulares. Los metodos dados a conocer tambien pueden ponerse en practica en entornos de calculo distribuidos donde las tareas se realizan mediante dispositivos de procesamiento remotos que estan conectados a traves de una red de comunicaciones. En un entorno de calculo distribuido, los modulos de programa pueden ubicarse tanto en medios de almacenamiento informaticos locales como remotos incluyendo dispositivos de almacenamiento de memoria.

Los sistemas y metodos dados a conocer en el presente documento pueden implementarse a traves de uno o mas dispositivos electronicos portatiles o telefonos 220 moviles, tal como el mostrado en la figura 1. Tal como se ilustra en la figura 1 en una realizacion, los componentes del aparato 100 pueden incluir, pero no se limitan a, una interfaz 228 inalambrica, uno o mas procesadores o unidades 226 de procesamiento, un dispositivo o memoria 225 de almacenamiento de datos del sistema, una interfaz 224 de usuario y un dispositivo 220 de comunicacion por radio de corto alcance. El telefono 220 movil esta acoplado en comunicacion a una red tal como Internet 230, que tambien esta acoplada en comunicacion a una base de datos o memoria 232 y a un sistema 234 de servidor.

El aparato 100 y el telefono 220 movil, por ejemplo, normalmente incluyen medios legibles por ordenador. Los medios legibles a modo de ejemplo pueden ser cualquier medio disponible que no sea transitorio y accesible por el dispositivo 220 de telefono movil y comprenden, por ejemplo y sin significar que sea limitativo, tanto medios volatiles como no volatiles, medios extraibles y no extraibles. La memoria 225 del sistema comprende medios legibles por ordenador en forma de memoria volatil, tal como memoria de acceso aleatorio (RAM), y/o memoria no volatil, tal como memoria de solo lectura (ROM). La memoria 225 del sistema normalmente contiene datos y/o modulos de programa a los que puede accederse inmediatamente y/o que se hacen funcionar por la unidad 226 de procesamiento. En un aspecto, la memoria 225 del sistema contiene secciones de codigos ejecutables por ordenador para realizar los procedimientos y etapas descritos en el presente documento.

En otro aspecto, el aparato 100, asi como el telefono 220 movil, tambien puede comprender otros medios de almacenamiento informaticos no transitorios, extraibles/no extraibles, volatiles/no volatiles. A modo de ejemplo, la memoria 225 del sistema puede incluir o comprender en una realizacion un dispositivo de almacenamiento en masa que puede proporcionar almacenamiento no volatil de codigo informatico, instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, modulos de programa y otros datos para el aparato 100. Por ejemplo y sin significar que sea limitativo, un dispositivo de almacenamiento en masa puede ser un disco duro, un disco magnetico extraible, un disco optico extraible, casetes magneticos u otros dispositivos de almacenamiento magneticos, tarjetas de memoria flash, CD-ROM, discos versatiles digitales (DVD) u otro almacenamiento optico, memorias de acceso aleatorio (RAM), memorias de solo lectura (ROM), memoria de solo lectura programable borrable electricamente (EEPROM), y similares.

La interfaz inalambrica es un receptor/transmisor de radio de corto alcance y el dispositivo de comunicacion portatil es un ordenador portatil o un telefono inteligente o un ordenador de tableta. El proyectil de deporte es un balon o un disco.

Son posibles modificaciones a las realizaciones de la invencion descritas en lo anterior sin apartarse del alcance de la invencion tal como se define por las reivindicaciones adjuntas. Se pretende que expresiones tales como “que incluye”, “que comprende”, “que incorpora”, “que consiste en”, “tiene”, “es” usadas para describir la presente invencion se consideren de manera no exclusiva, permitiendo concretamente que tambien esten presentes articulos, componentes o elementos no descritos explicitamente. Tambien debe considerarse que la referencia al singular esta relacionada con el plural.

Claims

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REIVINDICACIONES

Aparato (100) de deporte para monitorizar el movimiento de un proyectil (200) de deporte, que comprende: un sensor (204) dispuesto dentro del proyectil de deporte;

una interfaz (206) inalambrica dispuesta dentro del proyectil de deporte para comunicar senales de datos muestreadas procedentes del sensor (204);

un dispositivo (220) de comunicacion portatil que puede acoplarse en comunicacion inalambrica con el sensor en el proyectil (200) de deporte para recibir senales de datos muestreadas procedentes del sensor (204), siendo las senales de datos muestreadas indicativas de un movimiento del proyectil (200) de deporte;

en el que el dispositivo (220) de comunicacion portatil comprende un controlador que tiene una memoria que incluye instrucciones de programacion que cuando se ejecutan por el procesador se configuran para hacer que el controlador:

detecte una senal de sensor procedente de la interfaz inalambrica, comprendiendo la senal de sensor senales de datos muestreadas procedentes del sensor;

determine una caracteristica de movimiento del proyectil de deporte a partir de la caracteristica de movimiento de la senal de sensor; y

determine si la caracteristica de movimiento comprende el paso del proyectil de deporte a traves de una estructura (410) de objetivo;

determine si la caracteristica de movimiento comprende el movimiento del proyectil de deporte tras un lanzamiento; y

determine si la caracteristica de movimiento comprende un impacto del proyectil de deporte con un objeto mediante:

la deteccion de un periodo de pequenos cambios en los datos del sensor comparando una amplitud de los datos del sensor con un primer umbral predeterminado dentro de un periodo de tiempo predeterminado y determinando que la amplitud de los datos del sensor es menor que el umbral predeterminado y sustancialmente constante dentro del periodo de tiempo predeterminado; y

la deteccion de un periodo de datos del sensor que cambian rapidamente determinando que la amplitud de los datos del sensor es mayor que el umbral predeterminado y varia dentro del periodo de tiempo predeterminado.

Aparato (100) de deporte segun la reivindicacion 1, que comprende un nucleo (310) blindado central dentro del proyectil de deporte para alojar el sensor (204) y la interfaz (206) inalambrica, en el que la interfaz inalambrica comprende tres conjuntos de dipolos (A-A, B-B, C-C), pudiendo excitarse cada uno individualmente por la interfaz inalambrica y en el que los tres dipolos estan dispuestos de manera ortogonal a lo largo de tres ejes cartesianos, y que comprende una bateria cargada inductivamente para la interfaz inalambrica dispuesta dentro del proyectil (200) de deporte.

Aparato de deporte segun la reivindicacion 1, en el que el dispositivo (220) de comunicacion portatil comprende un controlador que tiene una memoria que incluye instrucciones de programacion que cuando se ejecutan por el procesador se configuran para hacer que el controlador:

detecte una senal de sensor procedente de la interfaz (206) inalambrica correspondiente a un cambio en un campo magnetico; y

determine un paso del proyectil de deporte a traves de la estructura de objetivo basandose en el cambio en el campo magnetico y la caracteristica de movimiento determinada, y/o determine un valor en puntos asociado con el paso del proyectil de deporte a traves de la estructura de objetivo mediante:

la deteccion de una senal de sensor procedente de la interfaz inalambrica correspondiente a una ubicacion del proyectil de deporte en un punto en el tiempo correspondiente a un punto de partida de la caracteristica de movimiento;

la comparacion de la ubicacion del proyectil de deporte en el punto de partida de la caracteristica de movimiento con un mapa de una zona de juego; y

la determinacion del valor en puntos basandose en la ubicacion del proyectil de deporte en el punto de partida de la caracteristica de movimiento en relacion con el mapa de la zona de juego, en el que puede asignarse un valor en puntos diferente a un punto de partida diferente.

Aparato de deporte segun la reivindicacion 1, en el que el dispositivo de comunicacion portatil comprende un controlador que tiene una memoria que incluye instrucciones de programacion que cuando se ejecutan por el procesador se configuran para hacer que el controlador:

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detecte una primera senal de sensor indicativa de que el proyectil de deporte esta elevandose del suelo de una zona de deporte, comprendiendo la primera senal de sensor una senal de acelerometro que es menor que una primera amplitud predeterminada;

detecte una segunda senal de sensor indicativa de un lanzamiento del proyectil de deporte al aire, comprendiendo la segunda senal de sensor una senal de acelerometro que es mayor que la primera amplitud predeterminada pero menor que una segunda amplitud predeterminada; detecte una tercera senal de sensor indicativa de un desplazamiento por el aire del proyectil de deporte, comprendiendo la tercera senal de sensor una senal de acelerometro que es sustancialmente constante con una amplitud que es menor que la primera amplitud predeterminada;

detecte una cuarta senal de sensor indicativa del paso del proyectil de deporte a traves de la estructura de objetivo; y

detecte una quinta senal de sensor indicativa de que el proyectil de deporte esta golpeando un objeto, comprendiendo la quinta senal de sensor una senal de acelerometro que es mayor que una tercera amplitud predeterminada.

Aparato de deporte segun la reivindicacion 1, en el que el nucleo (310) central comprende una memoria (712) para almacenar datos del sensor, incluyendo la memoria instrucciones de programacion que cuando se ejecutan por un procesador en la interfaz inalambrica, se configuran para hacer que la interfaz inalambrica:

compare cambios en los datos del sensor muestreados con un umbral predefinido para un numero predeterminado de muestras de datos;

transmita datos del sensor al dispositivo de comunicacion portatil solo cuando los cambios en los datos del sensor muestreados superan el umbral predefinido; y

almacene los datos del sensor muestreados cuando los cambios en los datos del sensor muestreados son menores que el umbral predefinido.

Aparato de deporte segun la reivindicacion 5, incluyendo la memoria instrucciones de programacion, que cuando se ejecutan por un procesador en la interfaz inalambrica, se configuran para hacer que la interfaz inalambrica:

determine que los cambios en los datos del sensor muestreados son mayores que el umbral predeterminado a lo largo de un periodo de tiempo que supera un periodo de tiempo predeterminado; y

almacene los cambios en los datos del sensor muestreados.

Aparato de deporte segun la reivindicacion 1, que comprende una disposicion (234) de servidor remota y acoplada en comunicacion con el dispositivo (220) electronico portatil, estando configurado el dispositivo electronico portatil para comunicar datos de analisis de la senal de sensor a una red.

Metodo de uso de un aparato de deporte para monitorizar el movimiento de un proyectil de deporte que incluye un sensor y una interfaz inalambrica dispuesta dentro del proyectil de deporte para comunicar senales de datos muestreadas procedentes del sensor, y un dispositivo de comunicacion portatil acoplado en comunicacion inalambrica con el sensor en el proyectil de deporte para recibir senales de datos muestreadas procedentes del sensor, siendo las senales de datos muestreadas indicativas de un movimiento del proyectil de deporte, comprendiendo el metodo:

detectar en el dispositivo de comunicacion portatil, una senal de sensor procedente de la interfaz inalambrica, comprendiendo la senal de sensor senales de datos muestreadas procedentes del sensor inalambrico;

determinar una caracteristica de movimiento del proyectil de deporte a partir de la caracteristica de movimiento de la senal de sensor; y

determinar si la caracteristica de movimiento comprende el paso del proyectil de deporte a traves de una estructura de objetivo;

determinar si la caracteristica de movimiento comprende el movimiento del proyectil de deporte tras un lanzamiento; y

determinar si la caracteristica de movimiento comprende un impacto del proyectil de deporte con un objeto mediante

la deteccion de un periodo de pequenos cambios en los datos del sensor comparando una amplitud de los datos del sensor con un primer umbral predeterminado dentro de un periodo de tiempo predeterminado y determinando que la amplitud de los datos del sensor es menor que el umbral predeterminado y sustancialmente constante dentro del periodo

de tiempo predeterminado; y

la deteccion de un periodo de datos del sensor que cambian rapidamente determinando que la amplitud de los datos del sensor es mayor que el umbral predeterminado y esta variando dentro del periodo de tiempo predeterminado.

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9. Metodo segun la reivindicacion 8, que comprende:

detectar una senal de sensor procedente de la interfaz inalambrica correspondiente a un cambio en un campo magnetico; y

10 determinar un paso del proyectil de deporte a traves de la estructura de objetivo basandose en el

cambio en el campo magnetico y la caracteristica de movimiento determinada, y/o determinar un valor en puntos asociado con el paso del proyectil de deporte a traves de la estructura de objetivo mediante:

15 la deteccion de una senal de sensor procedente de la interfaz inalambrica correspondiente a

una ubicacion del proyectil de deporte en un punto en el tiempo correspondiente a un punto de partida de la caracteristica de movimiento;

la comparacion de la ubicacion del proyectil de deporte en el punto de partida de la caracteristica de movimiento con un mapa de una zona de juego; y 20 la determinacion del valor en puntos basandose en la ubicacion del proyectil de deporte en el

punto de partida de la caracteristica de movimiento en relacion con el mapa de la zona de juego, en el que puede asignarse un valor en puntos diferente a un punto de partida diferente.
10. Metodo segun la reivindicacion 8, que comprende:

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detectar una primera senal de sensor indicativa de que el proyectil de deporte esta elevandose del suelo de una zona de deporte, comprendiendo la primera senal de sensor una senal de acelerometro que es menor que una primera amplitud predeterminada;

detectar una segunda senal de sensor indicativa de un lanzamiento del proyectil de deporte al aire, 30 comprendiendo la segunda senal de sensor una senal de acelerometro que es mayor que la

primera amplitud predeterminada pero menor que una segunda amplitud predeterminada; detectar una tercera senal de sensor indicativa de un desplazamiento por el aire del proyectil de deporte, comprendiendo la tercera senal de sensor una senal de acelerometro que es sustancialmente constante con una amplitud que es menor que la primera amplitud 35 predeterminada;

detectar una cuarta senal de sensor indicativa del paso del proyectil de deporte a traves de la estructura de objetivo; y

detectar una quinta senal de sensor indicativa de que el proyectil de deporte esta golpeando un objeto, 40 comprendiendo la quinta senal de sensor una senal de acelerometro que es mayor que una tercera

amplitud predeterminada.
11. Metodo segun la reivindicacion 8, que comprende:

45 comparar cambios en los datos del sensor muestreados con un umbral predefinido para un numero

predeterminado de muestras de datos;

transmitir datos del sensor al dispositivo de comunicacion portatil solo cuando los cambios en los datos del sensor muestreados superan el umbral predefinido;

almacenar los datos del sensor muestreados cuando los cambios en los datos del sensor 50 muestreados son menores que el umbral predefinido;

determinar que los cambios en los datos del sensor muestreados son mayores que el umbral predeterminado a lo largo de un periodo de tiempo que supera un periodo de tiempo predeterminado; y

almacenar los cambios en los datos del sensor muestreados.

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12. Producto de programa informatico que comprende medios de codigo legible por ordenador no transitorios, que cuando se ejecutan en el procesador del dispositivo (220) de comunicacion portatil segun la reivindicacion 1, se configuran para ejecutar las etapas de un metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 8-11.

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13. Aparato de deporte o metodo segun cualquier reivindicacion anterior, en el que dicho proyectil de deporte es un balon de baloncesto.