JP2012139493A - チーム競技環境における運動パフォーマンスモニタリングのシステムおよび方法 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S482/00—Exercise devices
- Y10S482/901—Exercise devices having computer circuitry
Abstract
【解決手段】システム、装置、および方法は、ボール130に位置している無線タグにチャープ(掃引信号)を送信することにより、競技者とボールとの間の距離を推定する。チャープの間、送信される信号の周波数は所定の方式で変更される。無線タグは、送信周波数を二倍化し、処理された信号を、競技者に典型的には位置している送受信機に返す。次いで、現在の送信周波数が受信周波数と比較されて、装置が距離を推定しうるための差周波数が獲得される。装置は、掃引信号を送信している間に、同時に、処理された信号をセンサから受信することができる。
【選択図】図1
Description
本出願は、「Athletic Performance Monitoring Systems and Methods in a Team Sports Environment」という名称で2009年12月3日に出願された同時係属の米国特許出願第12/630,703号の一部継続出願である。加えて、本出願は、(a)2008年12月5日に出願された、「Athletic Performance Monitoring Systems and Methods in a Team Sports Environment」という名称の米国特許仮出願第61/200,953号、および(b)2009年6月12日に出願された、「Athletic Performance Monitoring Systems and Methods in a Team Sports Environment」という名称の米国特許仮出願第61/186,740号に基づく優先権を主張するものである。これらの先行特許仮出願はその全体が参照により本明細書に組み入れられるものである。
本発明は、チーム主体の運動活動を含む、運動活動時の(例えば、試合、練習セッション、訓練時などの)競技者のパフォーマンスをモニタするためのシステムおよび方法に関する。このようなシステムおよび方法は、サッカー、バスケットボール、アメリカンフットボール、ホッケー、ラグビー、フィールドホッケー、ラクロス、野球、クリケット、バレーボール、バドミントンなど、様々なチーム競技活動において1人または複数の競技者のパフォーマンスを評価するのに役立ち得る。これらのシステムおよび方法は、個人によって、およびコーチまたはトレーナによっても、向上のための物差しおよび動機づけとして使用され得る。
[1](a)所定のパターンに従って変化する掃引周波数を有する掃引信号を、無線タグに送信する
ように構成された、競技者に位置している送受信機と、
(a)前記掃引信号を受信し、かつ
(b)前記掃引周波数とは異なる周波数で戻り信号を生成する
ように構成された、ボールに位置している前記無線タグと
を含み、
前記送受信機がさらに、
前記掃引信号を送信している間に、同時に、前記戻り信号を受信し、
前記戻り信号と前記掃引信号の現在の周波数との周波数差を決定し、かつ
前記周波数差に基づいて前記競技者と前記ボールとの間の距離を近似する
ように構成されている、
試合における競技者とボールとの近接度を決定するためのシステム;
[2]無線タグが、
掃引信号を受信している間に、同時に、掃引周波数の二倍に等しい異なる周波数で戻り信号を生成するように構成された、周波数二倍器回路
を含む、[1]記載のシステム;
[3]無線タグが、
送信周波数で受信し、かつ掃引周波数の二倍で送信するためのアンテナ
をさらに含む、[2]記載のシステム;
[4]送受信機が、
戻り信号を掃引信号の第二調波と混合するように構成された混合器
を含む、[2]記載のシステム;
[5]アンテナが、交差磁気スロットダイポールを含む、[3]記載のシステム;
[6]送受信機が、
混合器によって生成される混合器出力に適応する帯域幅を有するフィルタ
をさらに含む、[4]記載のシステム;
[7]送受信機がさらに、別の競技者と関連付けられている別の送受信機による干渉を低減するために掃引信号をいつ開始すべきか決定するように構成されている、[1]記載のシステム;
[8]送受信機がさらに、周波数差の測定値の変動性が所定の閾値より大きい場合に、競技者とボールとの間の距離を近似するように後続の掃引信号を生成するように構成されている、[1]記載のシステム;
[9]ボールの無線タグへの掃引信号の送信を開始する段階であって、該掃引信号の掃引周波数は所定のパターンに従って変化する、段階;
前記掃引信号を送信している間に、同時に、前記無線タグからの戻り信号を受信する段階;
周波数差を獲得するために、前記戻り信号の受信周波数と現在の掃引周波数とを比較する段階;および
前記周波数差から競技者と前記ボールとの間の距離を推定する段階
を含む、試合における競技者とボールとの間の距離を決定するための方法;
[10]比較する段階が、
現在の掃引周波数を二倍化して、第二調波信号を獲得すること;および
前記第二調波信号を戻り信号と混合して、差周波数を特徴とする混合器出力を獲得すること
を含む、[9]記載の方法;
[11]別の競技者と関連付けられている別の送受信機による干渉を低減するために掃引信号をいつ開始すべきか決定する段階をさらに含む、[9]記載の方法;
[12]推定する段階が、
周波数差の複数の測定値から競技者とボールとの間の推定距離を決定すること
を含む、[9]記載の方法;
[13]複数の測定値の変動性が所定の閾値より大きい場合に、競技者とボールとの間の距離を近似するように後続の掃引信号を生成する段階をさらに含む、[12]記載の方法;
[14]所定のパターンに従って変化する掃引周波数を有する掃引信号を、無線タグに送信し、
前記掃引信号を送信している間に、同時に、ボールに位置している前記無線タグからの戻り信号を受信し、かつ
前記戻り信号と前記掃引信号の現在の掃引周波数との周波数差を獲得する
ように構成された無線部分と、
前記周波数差に基づいて競技者と前記ボールとの間の距離を近似する
ように構成されたプロセッサと
を含む、競技者に位置し、競技者とボールとの間の距離を推定するための装置;
[15]戻り信号を掃引信号の第二調波と混合するように構成された混合器をさらに含む、[14]記載の装置;
[16]混合器によって生成される混合器出力に適応する帯域幅を有するフィルタをさらに含む、[15]記載の装置;
[17]プロセッサがさらに、別の競技者と関連付けられている別の装置による干渉を低減するために掃引信号をいつ開始すべきか決定するように構成されている、[14]記載の装置;
[18]プロセッサがさらに、周波数差の複数の測定値から競技者とボールとの間の推定距離を決定するように構成されている、[14]記載の装置;
[19]複数の測定値の変動性が所定の閾値より大きい場合に、競技者とボールとの間の距離を近似するように後続の掃引信号を生成する段階をさらに含む、[18]記載の方法;
[20]掃引周波数で受信し、かつ該掃引周波数の二倍で送信するためのアンテナと、
競技者に位置している装置から前記アンテナを介して掃引信号を受信し、かつ
前記掃引信号を受信している間に、同時に、前記アンテナを介して前記掃引周波数の二倍で戻り信号を生成する
ように構成された周波数二倍器回路と
を含む、試合における競技者とボールとの間の距離を決定するための、ボールに位置している無線タグ;ならびに
[21]アンテナが、交差磁気スロットダイポールを含む、[20]記載の無線タグ。
以下の説明および添付の図では、本発明の例によるシステム、方法、コンピュータ可読媒体、およびユーザインターフェースの特徴を開示する。
本発明の局面は、チーム主体の運動活動を含む運動活動時の(例えば、試合、練習セッション、訓練時などの)競技者パフォーマンスのモニタリングに関連する方法を実行するための、および/または該モニタリングに関連するシステムおよび/もしくはユーザインターフェースを動作させるためのシステム、方法、およびコンピュータ実行可能命令が記憶されているコンピュータ可読媒体に関するものである。
以下の考察および添付の図では、チーム主体の運動活動を含む運動活動時の(例えば、試合、練習セッション、訓練時などの)競技者パフォーマンスのモニタリングに関連する方法を実行するための、該モニタリングに関連するシステムを動作させるための、および該モニタリングに関連する、ユーザが知覚可能な出力を生成するための、様々なシステム、方法、およびコンピュータ実行可能命令が記憶されているコンピュータ可読媒体の例を説明する。複数の図面に同じ符番が表示される場合、その符番は、本明細書および図面全体を通して一貫して、同じまたは類似の部分または要素を指し示すのに使用されるものである。
図1に、本発明による運動パフォーマンスモニタリングシステム100に含まれ得るハードウェア構成要素の例の特徴を全体的に示す。まず、システム100は、試合、練習セッションなど(本明細書では一般的に「運動パフォーマンス」または「運動活動」という)の過程において運動者102によって携帯される一つまたは複数のセンサを含み得る。いくつかのより具体的な例として、運動者のシューズ104の一つまたは複数が中にセンサ106を搭載していてもよい。以下でより詳細に説明するように、シューズセンサ106は、移動速度、移動距離、オンボール移動速度、オンボール移動距離、オフボール移動速度、オフボール移動距離、ボール占有時間または回数、キック速度などの様々な運動パフォーマンスメトリックを測定するために、少なくとも部分的に使用され得る。また、シューズ搭載式センサは、(任意でボール搭載式のセンサからのデータも使用しながら)記録を提供し、またはボールを蹴った競技者を識別するのにも使用され得る。本発明によるシステムおよび方法のいくつかの例では、シューズ104搭載式センサ106は、米国オレゴン州、ビーバートンのNIKE,Inc.から入手可能なNIKE+(商標)運動パフォーマンスモニタリングシステムにおける速度および距離の測定と類似の方法で速度および距離を測定し得る(例えば、歩数計に基づく速度および/または距離型の情報など)。
移動速度は、運動者のパフォーマンスを測るための特に重要な一つのメトリックである。本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、競技者の移動速度を様々な方法で測定し得る。例えば、運動者のシューズ104の一つまたは複数内のセンサ106は、例えばNIKE+運動パフォーマンスモニタリングシステムおよび他の歩数計に基づくセンサシステムが速度および距離情報をモニタするのと同様の方法などで、加速度、速度、および/または距離の情報を測定するように適合され得る。例えば、センサ106は、競技者の足が地面に当たる都度それを決定するか、または足の動きと関連付けられた他のデータを決定する加速度計、圧力センサ(例えば、圧電センサ)、または他の力覚センサとすることができる。足が接触するたびに1歩進んだものとし、1歩ごとに特定の距離を踏破するものと仮定することにより、足接触回数は、運動者が進んだ全体距離と関連付けることができる。また、求められる場合には、歩数計技術において公知であり使用される方法などで、接地と接地の間の足が上がっている時間、足の衝撃力などの様々な感知要因に基づいて、1歩ごとの距離が調整されてもよい。また、移動と関連付けられた時間をモニタすることにより(例えば、モニタされる足の接触ごとにタイムスタンプを含めること、使用時間全体を追跡することなどにより)、全般的な運動者の速度も決定され得る。
多種類のチーム競技について有益な別の情報は、競技者のボール占有時間に関するものである。これは、例えば、運動者のボールとの(例えば、手、足、または他の身体部分による)接触、運動者のボールへの近接を検出することにより、または他の方法で測定され得る。また、ボール占有またはボールへの近接の決定は、占有時間、ボールを占有しているときの全体最大ランニング速度、ボールを占有しているときの平均ランニング速度、ボールを占有していないときの全体最大ランニング速度、ボールを占有していないときの平均ランニング速度、ボールに近づいた回数、ボール接触または「タッチ」の回数、キック力などの他の関心対象の、または所望のメトリックの重要な一部とすることもできる。このデータは、競技者(および/またはそのコーチ)が、その運動者がどの程度一生懸命にプレーしているか、その運動者が試合にどの程度の労力を注いでいるか、どの競技者がボールに対して最も有効であるか、どの競技者が最も熱心にボールの近くに留まろうとするか、最強のディフェンダー、ボール「ホグ(hog)」などを評価するのに役立ち得る。またこのデータは、より一生懸命にプレーする、向上する、他の競技者のメトリックを打ち破るなどのための動機づけを提供するなど、個人の間での競争を促すのにも使用され得る。
ボールのボール占有または近接を決定する一つの可能な方法はRFID(無線周波数識別:radio frequency identification)技術の使用によるものである。RFIDシステムは、結合されたエネルギーを使用して、質問器(「読取装置」ともいう)とリモートの安価なタグとの間で少量のデータを送信する。タグは静止していてもよく、読取装置に対して動いてもよい。そのようなRFIDシステムは、2つの主要な基準、すなわち、タグに電力供給する手段(例えば、受動型、半受動型、または能動型の)と、エネルギー結合機構(例えば、誘導性または照射性の)とに従って類別することができる。
また、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法では、ボール近接および/または「占有」を(任意で、足および/またはボール接触データなどの他のデータと組み合わせて)決定する際に、ディジタルパケット無線(「DPR」)も役立ち得る。(米国オレゴン州、ビーバートンのNIKE,Inc.から入手可能な)多くのNIKE+運動パフォーマンスモニタリング製品は、(例えば、2.4GHz帯域での)無線データ通信にDPRを使用する。またDPRは、セルラネットワーク、WiFi(802.11)、ZigBee、およびPCSなどの多くの商業的に展開されているネットワークでも使用される。本発明によるシステムおよび方法においてDPRベースの近接および/または占有決定を実施するのに使用され得る2つのチップセットの例は、米国カリフォルニア州、サニーベールのNordic Semiconductor Inc.およびカナダ、アルバータ州、コクランのANT Wirelessから入手可能なチップセットを含む。両社とも、様々な用途で使用することのできる超低電力無線シリコンチップセットを製造している。無線チップセットには、優れたデバイス寿命を有する標準コインセル型電池により電力供給することができる。
また、ボール占有および/またはボールへの競技者近接は、本発明によるいくつかのシステムおよび方法の例では、レーダー(RADAR)技術(「無線探知測距(RAdio Detection And Ranging)」)によっても検出され得る。レーダーシステムは、反射される無線「ピング(ping)」エネルギーを使用して、対象物体によって反射される「シグネチャ」を分析することにより対象物体を識別し、位置決めする。レーダーシステムは2方向の能動送信を必要とせず、これは、本発明による少なくともいくつかのレーダーベースの近接または占有決定のシステムおよび方法において、ボールが能動送信機または電源を含まなくてもよいことを意味する。しかし、求められる場合には、レーダーベースのシステムは、ボールの一部としての能動型(電力利用)システムを利用してモバイル検出器が認識するための無線「ピング」を生成することもでき、あるいは、何らかの方法(例えば能動的に通電される、または受動的に非通電にされる)で、反射されるエネルギーを高め、またははっきりと特徴付けて、モバイルトランスポンダーが、信号中の背景雑音、他の反射、および/または雑多なひずみのクラスタの中からボールを識別する作業を容易にしてもよい。加えて、レーダーは、送信されるエネルギーおよび反射されるシグネチャに変調およびその他の処理技術を適用して、(例えば、ドップラー技術を使って)対象物体の速度など、対象物体の他の属性を測定することもできる。
本発明から逸脱することなく、近接および/またはボール占有を決定するために、他の感知システムおよび検出構成が使用されてもよい。例えば、超音波ベースの近接検出が、特に、非常に近距離のボール近接検出用途に利用されてもよい。超音波システムは、前述のレーダー技術と同様の反射放射技術を使用して動作し得る。赤外線放射検出システム(受動型と能動型両方のシステム)を利用してボール近接が検出されてもよい。また、(例えば半導体リソグラフィ工程を使用して製造される)加速度計および/またはジャイロスコープ装置などの微小電子機械(「MEM」(Micro-Electro-Mechanical))装置がボールに組み入れられてもよい。特に短距離用途で近接を検出するために、ホール効果感知が、ボールまたはシューズのどちらかに含まれる磁石と共に使用されてもよい。ボールにそのような装置を含めることは、例えば、ボールがいつ蹴られたか、および任意で、(例えば、ボールデータと様々な競技者のシューズデータの両方において感知された接触に関連するデータをタイムスタンプすることなどによる)どの競技者がそのキックを行ったか、キック力、キック速度などを決定するための付属センサとして特に役立ち得る。
多くの種類のチーム競技に有益な他のメトリックは、例えば、蹴ったり、投げたり、打ったり(例えば、バット、スティック、腕、足、ラケットなどを用いて)した結果として、プレー中にボールが移動する速度に関するものである。役立ち得るメトリックのより具体的な種類には、例えば、ボール速度、ボールスピン、直線ボール速度、スピン速度、スピン方向、ボール移送速度(「移送(transfer)」という用語は、この状況で使用する場合、一般に、蹴る、投げる、打つ、ヘディングするなどの運動者との相互作用に起因するボールの移動を意味する)、ボール移送力などが含まれる。これらのようなボール主体のメトリックを、様々な競技者主体のメトリック(例えば、前述のような、シューズまたは競技者の身体主体のセンサデータや、シューズまたは身体主体の電子機器とボール主体の電子機器との間の対話などによるメトリックなど)あるいは、占有、速度、時間などの他のデータと組み合わせることにより、ボールを蹴った、または別の方法で推進させた競技者の識別、様々な特定の競技者についてのボール「タッチ」または接触の回数、適切な競技者のゴール成功および功績、パス試行の成功(例えば、パスが同じチームの競技者にうまく届いたかどうかなど)、スティール(steal)、外したパス、ターンオーバーなどの他の有益な情報を提供することができる。
図13(先に述べたように)および図14に示すように、本発明によるシステムおよび方法は、1人の競技者での使用だけに限定されるものではない。それどころか、任意で両チームの、複数の競技者が、ボール130または1200に備わる送信、受信、および/または反射装備と対話する能動型の送信機および/または受信機を装備し得る。チームの複数の競技者が前述のような適切な電子装備を備えているときには、ボール130、1200が、あるチームメンバーから別のチームメンバーへいつ移動しているかを決定することができる。そのようなシステムおよび方法は、チーム占有時間、パスストリーク(passing streak)および効率、パスの正確さ、ターンオーバー、スティール、タックルなどの様々なチームメトリックを提供するのに役立ち得る。全データ(例えば、両チームの競技者から、ボール130、1200からなどの)を、単一のリモート・コンピュータ・システム120に送信することができ、あるいは任意で、求められる場合には、異なるリモート・コンピュータ・システム120(例えば、チームごとに1台、競技者ごとに1台など)に送信することもできる。さらに別の例として、求められる場合には、データは(図4および5と関連して説明したように)その試合または練習セッションの間には単に記録するだけとし、個別競技者、コーチなどが後でダウンロードするか、または他の方法でアクセスすることもできる。また、各競技者が、例えば、サイドライン上や、ロッカールームなどで、迅速かつ容易にパフォーマンスを比較することができるように、様々な競技者のデータを、ピア・ツー・ピア・ネットワーク接続を介して相互にやりとりすることもできる。
本発明のさらに別の局面は、競技者、コーチ、トレーナまたはその他の人へのデータの提示に関するものである。そのようなシステムは、競技者が自分の能力を測定および追跡し、経時的向上を記録し、さらなる努力を必要とする領域を突き止めるなどに役立つ。データは、1回の試合、試合の部分、1回の練習、練習の部分、複数回の試合(またはその部分)、複数回の練習(またはその部分)、複数のシーズン(またはその部分)などにわたって収集することができる。
本発明による少なくともいくつかのシステムおよび方法の例では、ボールまたは競技用品が投げられた状況と蹴られた状況とを区別することが望ましい場合がある。これは、サッカー(例えば、以下でより詳細に説明するように、プレーがいつ再開されたか、およびプレーがどのように再開されたかを決定するため)や、バスケットボール(例えば、占有が他方のチームに与えられるべきかどうかを決定するため)などの様々な競技で役立ち得る。また、投げる対蹴るの決定は、サッカーにおける占有時間などの他のメトリックを決定するのにも役立ち得る。というのは、投げる対蹴るの決定は、サッカーの試合中にボールがいつ境界線外(例えば、サイド上)に出ているかを決定する際に役立ち得るからである(例えば、投げる動作と、前に決定された蹴る動作との間の時間は、サッカーでは、「境界線外」時間とみなされ(投げる動作は多くの場合、境界線外条件からのプレー再開に使用されるため)、その時間量は、チームの決定済みのボール占有時間から差し引かれる)。また、このメトリックの局面は、バスケットボールにおいて、例えば、(シュートやパスなどのために)手で押されるのではなく、ボールがいつ地面に打ち当ったか(後述するように、「蹴る動作」のセンサ応答により近い)を決定するのに役立ち得る。
図20に、「瞬発力」または「パワー」メトリックの決定に関与し得る特徴の例を示す。本発明の少なくともいくつかの例による運動パフォーマンスモニタリングシステムおよび方法で役立ち得るいくつかのメトリックは、個人が、試合または練習セッションの過程にわたってどの程度一生懸命にプレーしているかを決定する方法に関するものである。図20には、「瞬発力」メトリックの一例の決定に関与する様々な特徴が示されている。運動者がクラウチングポジションにいるとき(例えば、図20に示すような、短距離走者、フットボールのラインマン、バックス、または他の競技者など)、その運動者の活動の開始時における有効性は、多くの場合、どの程度素早く動作に移るか(例えば、スターティングブロックから出る、突き進む守備側競技者の前に出てブロックするなど)によって決まる。図20に示すように、運動者の足からその上半身または胴体までの距離およびこの距離の変化率の決定は、運動者のパフォーマンスの尺度とし得る「瞬発力」メトリックを決定するのに使用することができる。例えば、クラウチングポジション(実線)から初期「飛び出し」位置(破線)までの足搭載モジュールと胴体搭載モジュールとの間の向きおよび長さの差などに注目されたい。その距離および/または角度、ならびにこれらの変化率の測定および追跡は、初期瞬発力、試合またはトレーニングセッションの過程にわたる瞬発力、瞬発力の向上、トレーニングまたは調整の有効性などのような様々な特徴または他のメトリックを決定するのに使用され得る。
前述のように、上記説明の大部分は、サッカー環境における使用に関して提供されているが、本開示の利益を踏まえれば、当業者は、本発明の局面および特徴を、バスケットボール、アメリカンフットボール、ホッケー、ラグビー、フィールドホッケー、ラクロス、野球、クリケット、バレーボール、バドミントン、テニスなどの他のチーム競技に容易に拡大適用することができる。競技者によって、またはチームのポジション(例えば、ゴールキーパー対センター対ディフェンスマンなど)によって、異なるメトリックが追跡され、記憶され、かつ/または表示されてもよい。
動き感知の定義:
CS-体幹質量センサ(競技者の動きデータを取り込む、運動者の体幹に取り付けられるセンサ)
SS-シューズ(または足)搭載式センサ(足の動きデータを取り込むための一つまたは複数のシューズ内のセンサ)
BS-ボールセンサ(ボールの動きデータを取り込むためのボール内のセンサ)
近接感知の定義:
CP-体幹質量近接センサ(例えば前述のように、競技者の周りに近接感知場を作り出す、運動者の身体に取り付けられるセンサ)
FP-足搭載式近接センサ((前述の体幹質量センサと同じ、または類似のものとし得る)ボールと足との間に密な近接感知領域を作り出す、シューズに取り付けられるセンサまたは足の近くに取り付けられるセンサ)
IM-衝撃センサ(足/ボール接触を示す、足センサとボールセンサに対するタイムスタンプ付きの衝撃)
センサの種類:
R-レーダーベースのセンサシステム
RF-無線(または無線周波数)ベースのセンサシステム
GPS-全地球測位衛星ベースのセンサシステム
M-磁気ベースのセンサシステム(例えばホール効果センサなど)
MC-磁気コイルベースのセンサシステム
P-圧力センサシステム(例えば圧電素子など)
A-加速度計センサシステム
G-ジャイロスコープベースのセンサシステム
T-時間センサまたはクロック
C-コンパス(例えば電子コンパス)
サッカーの試合に有益なメトリックを作り出すために、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、(例えば、個別競技者占有時間、チーム占有時間などを決定するために)ボールの占有がいつ開始するかを決定する少なくともいくつかの方法を有する。したがって、本発明の例によるシステムおよび方法は、占有クロックを開始し、かつ/または占有クロックを動作させ続けるイベントを選択し、決定する何らかの方法を含む。本発明のこの例によれば、シューズおよびボール内のセンサが、占有イベントを決定し、開始するのに使用され得る。近接感知(例えば前述のような、競技者のボールへの近接)だけでは、あらゆる用途について占有が実際にいつ開始するかを正確に決定するのに十分ではない場合もあり、そのため、本発明の少なくともいくつかの例によれば、占有時間クロックがいつ開始され得るかをより正確に決定するためのさらに別の感知方法が提供され得る。
個別競技者の占有がいつ開始するかを決定することに加えて、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法はさらに、個別競技者がどれ程の間ボールの占有を維持するかも追跡しようとし得る。図23に、個別競技者占有を決定するための可能なシステムおよび方法の様々な特徴の例を示す。本発明によるこのシステムおよび方法の例は、シューズ内およびボール内のセンサを使用して(図22に関連して説明したように)このイベントを開始し、次いで、近接検出の特徴を使用して、競技者がその初期接触後に占有を保持していること、およびこの占有と関連付けられる時間の長さを確認する。例えば、(以下でより詳細に説明するように少なくともいくつかの条件の下で)競技者が競技者の近接からボールを蹴るとき、または(以下でより詳細に説明するように)競技者がタックルされ、占有を失った場合に、これらのイベントは、(少なくとも一時的にその競技者の占有時間クロックを停止させるのに使用することのできる)占有終了イベントとして決定され得る。前述のように、競技者の占有および/または近接を決定する様々な例が使用され得る。
前述のように、本発明の例によるシステムおよび方法による決定に特に役立ち得る一つのメトリックは、競技者の「オンボール速度」メトリック(例えば、競技者がボールを占有している間にどれ程速く移動するかの尺度)を構成する。図24に、システムおよび方法の例を示す。このシステムおよび方法の例では、近接感知システム(レーダー、無線周波数、磁気センサなど)を使用して、ボールがいつ競技者の至近距離内に存在しているかが決定される。シューズ内の衝撃感知システム(加速度計、圧電素子など)は、足がいつボールに衝突したかを決定するために、ボール内の衝撃感知システム(圧力センサ、加速度計、ジャイロなど)に整合される。次いで、オンボール速度が、競技者が、引き続きボールの至近距離で、ボールに対する足による衝撃を繰り返しながら移動するときの速度として、かつ/または競技者が、ボールが引き続きその競技者の占有状態にあると決定される間に移動する速度として決定される。
前述のように、ボール内部の衝撃感知システム(例えば、加速度計、圧力センサなど)からの出力は、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法が、ボールが特定の足にいつ打ち当ったかを決定することができるように、シューズ内部の衝撃感知システムからの出力とタイミングを合わせて衝撃の時間を整合させることができる。また、近接感知システム(例えば、磁気感知、RSSIなど)を用いて、ボールがいつグラウンド上の特定の競技者の至近距離に存在しているかが決定されてもよい。「ドリブル」動作は、1人の競技者による足/ボール接触の反復などによって決定され得る。ドリブル動作決定を、競技者速度/加速度メトリックなどの他のメトリックと組み合わせることにより、運動パフォーマンスを評価するのに役立つ他の情報を提供することができる。より具体的には、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、異なる種類のドリブルを区別し、異なるメトリックの決定を可能にすることができる。
サッカーの試合におけるこの一般的なプレーは、多数の感知システムを使用し、それらの出力を組み合わせる、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法によって検出され得る。ボール内部の衝撃感知システム(例えば、加速度計、圧力センサなど)が、前述のように、シューズ内部の衝撃感知システムに整合されて、ボールがいつ特定の足に打ち当たったか分かるように衝撃を時間整合させる。加えて、競技者速度感知システム(例えば、足搭載式、体幹搭載慣性感知式など)を使用して競技者速度も決定され得る。前述のような占有の開始の決定を使用した、「ノックオン・アンド・ダッシュ」イベントの決定につながり得るイベントシーケンスの一例は、以下の連続工程を含み得る:
a.ボール衝撃を足衝撃と一緒に検出し、占有の開始を決定する;
b.近接感知システムが、相手側競技者がいつ占有半径内に来ているかを決定する;
c.次いで、ボールセンサおよびシューズセンサが、占有している競技者によるキックを決定する;
d.速度感知システムが、ボールが競技者からの近接検出半径外に位置している間、ダッシュを検出する;
e.次いで、同じ競技者がボールに走り込み、近接感知システムが競技者/ボール近接を検出する;
f.次いで、前述の占有開始の決定方法を使用して競技者の占有の再開を決定する。
サッカーの試合における一つの重要な技能が、競技者がボールを自分からきわめて至近距離内に保ちながら、しかもなお非常に速いランニング速度に到達することのできる能力である。本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ボールを至近距離に保っているときの競技者の最大速度(または平均速度など)を決定するのに使用され得る。いくつかのより具体的な例としては、慣性感知システム(例えば、加速度計、圧電素子など)を用いて競技者速度および移動距離が決定され、ボールがいつ特定の足に打ち当ったかの決定を可能にするように衝撃を時間整合させるために、ボール内部の衝撃感知システム(例えば、加速度計、圧力センサなど)が、シューズ内部の慣性感知システムに整合され得る。任意で、足がその移動の過程にわたって進んだ経路の決定を可能にするためのセンサシステムが設けられてもよい(例えば、加速度計、ジャイロなど)。また、ボールがいつグラウンド上の競技者の至近距離に存在しているかの決定を可能にするために近接感知システム(例えば、磁気感知、無線周波数、レーダーなど)も用いられる。そのようなハードウェアを使用した「接近制御」の決定は以下のように行われ得る:
a.近接検出システムが、ボールがいつ競技者に接近しているかを決定する。
b.加速度計、圧電素子などの、身体上またはシューズ上の速度および/または距離システムを使用して速度を決定する。
c.ランニング中には、ボールは競技者からの定義された至近距離から離れてはならない。
本発明のこの局面の例は、前述したように、ユーザの各シューズ内の衝撃感知システムとボール内の衝撃検出システムとを組み合わせる。どの足がボールに打ち当ったかの決定を可能にするために、ボールと各個別シューズとの間の時間相関衝撃イベントが確認され得る。このデータは、試合の過程(または任意の所望の期間)にわたって記録することができ、システムは、この情報を記憶し、かつ/または無線でリモートの位置にそのデータを送ることができる。データは、競技者にその競技者がドリブル中に各足をどの程度の頻度で使用するか知らせるなどのために、チャート、グラフ、ヒストグラムなどとして競技者(またはコーチなど)に提示され得る。また、このメトリックは、どのように改善すべきかに関する提案を含む運動者のためのレポートを作成するためにも、少なくとも部分的に使用することができる。このメトリックは、運動者によって使用される利き足の決定も可能にし、さらに別のメトリック(より適切な枠内シュートを行うための弱い足の鍛練など)をもたらし得る。
本発明のこの局面の例は、前述の様々な感知システムの組み合わせを使用して、競技者が(例えばパスから、スティール時などに)入ってくるボールをどの程度うまく処理するか記述する技能メトリックを作成する。以下のメトリックの2つ以上の組み合わせによって式を作成することができる(これらのメトリックのいくつかは前述したものであり、いくつかは以下でより詳細に説明する):(a)キックスタイル、(b)ボールの速度、(c)近接、(d)(ボール内の慣性/圧力感知システムによって決定される)ボールの減速、および/または(e)競技者速度。より具体的な例として、求められる場合には、(入ってくるボールの速度+競技者速度)/第1のタッチ後のボール近接の比が有益なメトリックを提供し得る。入ってくるキックの間にボールが競技者の至近距離に維持される場合、これはボールに対する競技者による優れた制御を示す。競技者の第1のタッチ後に、特にボールが高速で移動しており、かつ/または競技者が高速で移動しているときに、入ってくるボールに対して至近距離を維持することは、さらに一層難しい。したがって、前述の高い比率は、入ってくるボールの制御の一つの可能なメトリックを提供するはずである。本発明から逸脱することなく、例えば、前述のその他のメトリックなどを使用して他の制御メトリックが決定されてもよい。
「ワン・タッチ・パス」は、試合において非常に大きな影響力を及ぼすことができ、ボールの高速移動およびボールとディフェンスマンの間に空間を作り出すことを可能にする、サッカーにおいて頻繁に使用されるプレーである。「ワン・タッチ・パス」決定は、前述の「パス」決定と「占有」決定との組み合わせと同様に達成され得る。「ワン・タッチ・パス」シナリオでは、ボールが急に競技者の至近距離内に入り、競技者の一方の足に1回当たり(例えば、ボールセンサとシューズセンサとの時間整合を使用して決定される)、至近距離から出て、(任意で)チームメイトの占有または近接状態になる。ワン・タッチ・パスを行う競技者は(その占有時間が短すぎるために)占有時間の功績を得られない(かつ/または得る必要がない)こともあるが、競技者のプレーへの関与をカウントすることおよび/または競技者のパスをカウントすることは、個々の競技者の有効性を理解する際に(例えば、アシスト、パス効率などの様々な他のデータまたはメトリックを決定するなどのために)非常に価値のある情報であり非常に価値のあるメトリックである。
このイベントおよび/またはメトリックの決定のために、ボールがいつ特定の足に打ち当ったかの決定を可能にするように、ボール内部の衝撃感知システムからの出力が、シューズ内部の衝撃感知システムからの出力と時間整合される。また、ボールがいつグラウンド上の様々な競技者の至近距離に存在しているかの決定を可能にするために、前述のように近接感知システムが用いられてもよい。本発明のこの例による「タックル回避」メトリックの決定は、前述のドリブルメトリックと、(例えば、ボールが両チームの競技者に対して至近距離内に位置する期間などとして定義される)競争時間決定とを使用する。以下のセンサ出力を利用してタックルが回避されたかどうかが決定され得る:
a.ドリブルまたは占有が特定の競技者によって記録されるか、または特定の競技者に与えられる。
b.ボール近接感知システムが、競技場の各チームから少なくとも1人を含む2人以上の競技者がボールに対して所定の至近距離以内に位置するときに「競争時間」イベントを検出する。
c.短時間の後、別のドリブルまたは占有決定が、上記の工程での競技者と同じ競技者によって記録されるか、またはこの競技者に与えられるが、ボールの至近距離には他の競技者がいない(と近接感知システムによって検出される)。
タックル成功の決定も、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法によって追跡され得る有益なメトリックである。このメトリックの決定は、タックル成功決定、ボールの至近距離にいた相手側競技者、タックルのために接近して、ボールを占有した状態で離れるか、またはボールをチームメイトにうまくパスする競技者(最初に占有が与えられた競技者の相手側チームの競技者)を含むこと以外には、前述の「タックル回避」メトリックの決定とおおむね同じである。より具体的には、図32に示すように、競技者Aが(例えば、ドリブルしているなど)ボールを占有している間に、相手側チームの競技者Bがタックルしようと接近する;競技者Aは競争占有時間の間に競技者Bに占有を取られる;競技者Bはボールを独占して離れるか、またはボールをチームメンバーにパスする。タックル成功イベントの集計は、例えば、ボールの操作が拙劣な競技者、優れた守備側競技者などを決定するための、様々な競技者についての有益なボール制御メトリックを提供し得る。
「スキン」イベントの決定は、ボール内部の衝撃感知システムとシューズ内部の衝撃感知システムとを利用して、ボールとシューズの衝撃の時間整合を可能にし、ボールがいつ特定の足に打ち当ったかの決定を可能にし得る。またこの決定は、近接感知システムを利用して、ボールがいつグラウンド上の様々な競技者の至近距離に存在しているかの決定を可能にしてもよく、少なくともいくつかの例では、体幹装着式競技者回転センサ(例えば、コンパスセンサ、ジャイロセンサ、加速度計など)を利用して、競技者がどの方向を向いているか、および/または競技者の相対回転情報の決定を可能にしてもよい。そのようなシステムを使用して、以下のイベントシーケンスによって「スキン」が定義され得る:
a.第1の競技者がパスを受け取って、競技者へのボールの近接、およびボールとシューズの両方に対する同時の衝撃イベントを登録する。
b.第2の競技者が、ボール近接感知システムによって検出される(例えば、競争期間決定を開始するなど)。
c.体幹装着式回転センサが、第1の競技者の360度回転(または他の何らかの顕著な回転その他の方向変化移動)を登録する。
d.ボールの近接感知システムが、ボールの至近距離において第1の競技者だけを感知する(例えば、第2の競技者からの抜け出しに加えて、ボールの占有またはボールへの近接)。
e.次いで、ドリブルまたはパスイベントが第1の競技者により記録される。
また、前述の占有および/またはボールへの競技者近接決定技術を使用して、競技者またはコーチが見直すためのデータの提示に有益な情報を提供することもできる。例えば、本発明の少なくともいくつかの例によるコンピュータ表示画面およびインターフェースは、各競技者がボールの近くで、試合に関与していた時間量の図表による視覚化を提供することができる。例えば、図34に示すように、任意で第1の色または第1の色の強さを有する、競技者の視覚描写(例えば、写真、アバタなど)の直近にある第1の領域は、競技者がボールを占有した時間量を示し得る;(任意で、第2の色を有するか、または前述のものより明るい色の強さを有する)第1の領域を包囲する第2の領域は、占有状態にあったか否かを問わず、競技者がボールの至近距離にいた時間量を示し得る(例えば、競争時間、守備時間など);および任意で、第1の領域および第2の領域を包囲する第3の領域は、全試合時間、または、具体的に識別される競技者が競技場で試合に出場していた全時間を示す。そのようなデータ提示は、特定の競技者の試合への関与について競技者またはコーチのための(任意で、合計プレー時間、パーセンテージなど、ディスプレイ上の他のデータと結合された)簡単な視角的指標を提供することができる。
例えば、前述の感知システムの一つまたは複数(例えば、競技者対ボール近接感知、競技者対競技者近接感知、競技者速度、パス、タックルなど)などを使用して運動強度メトリックを作成することができる。いくつかのより具体的な例として、運動強度メトリックは、プレーへの関与(例えば、ボール近接情報(ボールへの接近回数、ボール占有回数など)、(ワン・タッチ・パスを含む)パスの数など)、競技者近接情報(別の競技者への接近回数、タックル成功の数など)、オンボールの競技者の速度、オフボールの競技者の速度、オンボールの相手側競技者の近くで費やされた時間、マンツーマンマーキング、ボールへの接近包囲(closing in)、追尾などの情報を含み得る。また、この情報は、例えば図35に示すように、コンピュータ表示装置および/またはユーザインターフェース上に、故に任意の所望の方法で表示させることもできる。
本発明の例による少なくともいくつかのシステムおよび方法は、キック時にボールに衝突するシューズおよび/または足の領域を決定することができる。そのようなシステムおよび方法は、例えば、シューズ内の衝撃ベクトル報告センサシステム(3軸加速度計など)を、衝撃の正確な時刻を伝えることのできるボール内の感知機構と組み合わせて使用し得る。シューズのボールとの衝撃によって生み出される加速度ベクトルは、ボールが衝突された正確な時刻に整合される。サッカーボールはほぼ球形であるため、シューズによって報告される衝撃ベクトルはボールに衝突したシューズの表面に対して垂直になる。したがって、技能レベルおよび鍛練の領域を知らせるのに役立つように、シューズの表面上のキックゾーンの分布をユーザに出力することができる。
別の可能な特徴として、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ボール飛行経路分布の決定を可能にする。このシステムおよび方法の例では、ボール内の3次元加速度計の出力が、前述のキックゾーン決定の特徴と組み合わされて使用される。より具体的な例として、ボールからの加速度ベクトルが知られている(したがって、飛行方向を決定することができる)場合に、この情報がシューズ上の衝撃位置と組み合わされて、ボールの飛行経路が決定されることを可能にする。次いでこの情報を、これらの飛行経路の分布を集約するシステムに供給することができ、情報は、例えば図37に示すように、本発明の少なくともいくつかの例によるコンピュータディスプレイおよび/またはユーザインターフェース上に表示することができ、その場合、試合その他の期間の過程にわたる1回または複数回のキックによるシューズからの飛行方向を表示することができる。図37のディスプレイに示す線の長さは、ボールの飛行経路の長さに(任意で、求められる場合には、例えば前述のような、個別キックごとに提供される詳細データと共に)関連付けられてもよい。この情報は、競技者および/またはそのコーチが、競技者が特定の技能を発達させ、または競技者のプレーおよび/または万能性を向上させるのに適したドリルまたはトレーニングセッションを決定するのに使用することができる。図37に示すように、ボール飛行経路情報は、ディスプレイにおいてキックゾーン情報と組み合わされてもよい。
別のメトリックとして、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、試合の過程にわたる個別競技者による最長ボールキックを決定し得る。より具体的な例として、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ボール速度情報を使用し得る(例えば、CAIROSから入手可能なシステムおよび方法など、公知の市販の技術を使用するなど)。さらに、このシステムおよび方法の例は、ボールが蹴られた後で発生する第1の衝撃を決定するために、(それだけに限らないが、例えば:圧力センサ、加速度計、またはジャイロを含む)ボール内感知機能を使用してデータを収集する。次いで、飛行時間データと組み合わされたキック速度に関連するデータが掛け合わされて「最長キック」メトリックが取得される。加えて、求められる場合には、後述するキック仰角などの(例えば、ボール内感知システムからの)ボール移動方向ベクトル情報を使用して、さらに方向および距離情報を提供するための初期ボール飛行方向ベクトルを提供することもできる。当業者は、キック速度と飛行時間(例えば、回転情報)との積に、合計飛行距離を低減し得る空気力学その他の飛行効果を考慮に入れた修正を加えることができる。
キック仰角は、サッカーの試合において、特に、フリーキックやペナルティキックなどの試合イベントに関しては、重要なメトリックとすることができる。例えば、ペナルティキックでは、高速と組み合わされた仰角が高すぎるボール飛行は、(例えば、ボールがネットの高さを超えて飛ぶ場合などには)決してゴールを決めることができない。本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、(例えば加速度計など)重力ベクトルを決定する複数の方法の一つを使用し、次いでそれを、サッカーボール内の慣性感知システムによって報告されるキック・ベクトル・データと組み合わせることによってキック仰角を決定することができる。次いで、重力に対するキックの仰角が決定され、かつボールによってリモートシステムに報告されてもよい(または後でダウンロードするか、もしくは使用するために記憶されてもよい)。
本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、さらに、個別競技者についての(および/またはチーム、特定の競技者のラインアップもしくは組み合わせについての)様々なキックの種類およびキックの種類分布を決定し得る。そのようなシステムおよび方法は、シューズ内部の慣性感知システムに整合されて衝撃を時間整合させ得るボール内部の衝撃感知システム(例えば加速度計、圧力センサなど)の使用を含んでいてもよく、これにより、ボールがいつ特定の足に打ち当ったかの決定が可能になる。シューズはさらに、キックの過程にわたって足が移動した経路の決定を可能にするセンサ(例えばジャイロ、加速度計など)を含んでいてもよい。また、ボールがいつグラウンド上の競技者の至近距離に存在しているかの決定を可能にするために、近接感知システム(例えば磁気感知、RSSIなど)が用いられてもよい。また、競技者がどの方向を向いているか、および相対的回転情報を理解するために、体幹装着式競技者回転センサ(例えばコンパスセンサ、ジャイロなど)が用いられてもよく、競技者に付けられた慣性感知システムを使用してさらに別のデータを提供することもできる。キックの種類分布情報の検出または決定は、例えば、以下の方法で達成され得る:
a.シューズ内の慣性センサが地面に対する軸足(plant foot)の衝撃および静的性質を検出する。
b.体幹装着式回転センサが、(例えばリモートの位置に)体幹対向方向を無線で伝え、またはこのデータが記憶される。
c.蹴り足内の慣性センサが、キック時に足がたどる経路/弧を検出する。
d.前述のシステムおよび/または方法などを使用してシューズ衝撃位置が検出される。
e.次いで、ボールスピンのレートおよび速度が記録され、かつ/またはボールにより無線通信を介してブロードキャスト送信される(またはこのデータが記憶される)。
f.総合的なキックの種類を理解するために全報告情報が編纂され、次いで、全キックを集約して、特定のキックの種類(例えば左から右に曲がるキック、まっすぐなキック、右から左に曲がるキック、曲がり具合、高軌道のキック、低軌道のキック、キック速度、キック距離など)の数を示すヒストグラム(あるいは類似のグラフまたは表形式のデータもしくは情報)が作成される。
本発明のこの局面の例によるシステムおよび方法は、感知システムを使用して、ボール速度および/または他のボール飛行特性を、ボールに打ち当る前に足が移動した経路と関連付ける。足の「バックスイング」の量を決定することによって、特定のバックスイングが与えられた場合に、競技者がボールにどれ程のパワーを込めることができるかを決定することができる。
a.シューズ内部の慣性感知システムが、足が後方に移動する移動の距離/量を検出する。任意で、慣性感知システムは、バックスイングの間に足が停止して、前方に移動し始めるその瞬間を検出することができ、次いで、足がボールに打ち当る前に移動する前方移動の量を検出する。
b.衝撃時に、ボールセンサとシューズセンサとは、同時に衝撃を記録し、その情報が無線通信を介して共有される(または記憶される)。
c.ボール内の圧力および加速度計が、キック直後にボールの速度を報告する。任意で、ボール内部の慣性センサが速度を記録することができる。
d.次いで、ボール速度と足移動経路とを関連付けて、シューズがボールに打ち当る前にどれ程移動したかを決定することができる。
e.脚力は、ボールが打ち当たる前に足がカバーした距離の量に反比例し、衝撃直後のボールの速度に正比例する。別の選択肢として、実際のボール速度ではなく、ボール内部のピーク圧力を使用することもできる。というのは、ピーク圧力はボール速度と相関性を有するからである。別の選択肢として、ボール速度ではなく、キック直後のボールの加速度の大きさが使用されてもよい。というのは、これらの値も相互に相関性を有するからである。
本発明のこの局面の例は、サッカーボールに対して行われたキックの種類を決定することのできる感知システムを提供する。もう一つの具体例として、本発明のこの局面の例は、システムが、打ち上げられたボール飛行と、地面により近い、または地面に沿ったボール飛行とを区別することを可能にする。
1.ボール内の衝撃感知システムは、衝撃を、シューズ内の慣性感知システムによる衝撃の感知と同時に感知し、それによって、ボールが蹴られたことを識別する。
2.次いで、ボール内の慣性センサおよび回転センサが、例えば、ボールが減速し、かつ/またはボールの高度が下がる割合などによって定義される、自由飛行状態にあるかどうかを感知する。加えて、回転センサが、ボールが空中にあることを示す一貫した回転速度(または相対的に一貫した回転速度)を感知する。
3.慣性センサおよび/または回転センサが地面との摩擦もしくは相互作用に起因する速度の大幅な減少、またはボールの回転速度の急速な変化を感知した場合、これらの特徴は、ボールが地面を転がっていることを示し得る。
このメトリックの決定は、本出願において前述した様々なデータおよびメトリックを使用し得る。例えば、競技者速度を決定するための(3次元加速度計や圧電センサ素子など)身体上またはシューズ内の感知システム、および前述の近接/占有技術を使用して、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、さらに、競技者が高速で走りながらボールを蹴る際に大きな衝撃力を込めることのできる能力(「高速でのキックパワー」メトリック)を決定することができる。ボールセンサと身体装着式センサとは、それらの個々の状況を伝達し合い、次いでこのデータは、後で視覚化するために両装置のどちらかに記録され得る(または外部装置に送信され得る)。このメトリックは、競技者が各自の最大速度でどれ程ボールを制御することができるかを決定するための技能メトリックとして使用することができる。いくつかのより具体的な例として、比較的低速で発生した高いキックパワーをこのメトリックに含めることが考慮されることのないように、競技者が最高記録ランニング速度(例えば、その特定の試合の最大ランニング速度、または競技者の全収集データにおける全体最大ランニング速度など)の75%以上で移動している間、任意で、競技者が最高記録「オンボール」ランニング速度の75%以上で移動している間に行われた任意のキックを、「高速での」キックパワーメトリックの決定のための候補とすることができる。
本発明によるシステムおよび方法のこの局面の例は、パスの正確さ(例えば、チームメイトへのパスの成功など)のメトリックを、これと関連付けられる別のパスする競技者の速度と共に測定する。競技者速度を決定するための身体上またはシューズ内の(3次元加速度計や圧電素子などの)感知システム、ならびに前述の競技者対ボール近接/占有技術を使用して、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、競技者が、高速ランニング速度で移動しながらチームメイトに正確にパスすることのできる能力を測定することができる。このメトリックの測定のより具体的な例を以下に示す。
本発明のこの局面の例は、ボレーに関する情報を測定する。この情報を決定するために、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ボール内の慣性および/または圧力感知システムを使用してボール速度を決定する。ボール内には、ボール速度情報、ならびに衝撃の正確な時刻をブロードキャスト送信するための無線通信も設けられ得る(あるいは、このデータは単に記憶されてもよい)。加えて、競技者のシューズの一部として、加速度計、圧電素子、他の装置などの慣性感知システムも設けられ得る。そのようなシステムおよび方法では、ある競技者のシューズとボールに対する同時発生の衝撃を検出し、次いで、ボール内加速度計からの「空中内」シグネチャ信号を検出することによって決定することができる。ボールによって登録される次の衝撃が別の競技者のシューズに対する衝撃と同時に発生する場合、これは、ボールが、初期キッカーのシューズと受け手のシューズとの合間に一度も地面にタッチしなかったボレーであることを意味する。そのような状況では、「ボレー」が受け手に帰するものとされ得る。ボレーは重要なメトリックである。というのは、ボレーは、ボールを迅速に移動させ続けることができる能力を示すからである(これは、特にボレーが、やはり本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法によって検出され得る、チームメイトへのパスの成功、得点ゴール、または他の好都合なイベントと結合されるときに、守備を回避するのに役立ち得る)。
本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、フリーキックがいつ与えられたかを決定し得る。フリーキックは、前述の占有およびタックル決定のための技術と、以下でより詳細に説明する、セットプレーが存在するかどうかを決定するための技術との組み合わせに基づいて決定することができる。より詳細には、フリーキックは、以下の工程によって決定することができる:
a.ボールの占有が決定され、第1の競技者に与えられる。
b.第2の競技者が、ボールを占有している第1の競技者の領域内に来る(例えば、タックルの試み、競争時間、競技者対ボール近接、競技者対競技者近接などによって決定される)。また、この特徴は、例えば、人対人の近接および(競技者の身体上に設けられた衝撃センサなどによって示される)2人の接触などに基づいても決定され得る。
c.ボールが、図48に関連して以下でより詳細に説明するように、「セットプレー」を検出する。
ボールのおおよその飛行距離を決定するシステムおよび方法については前述した。加えて、ボールがいつゴールキーパーによってキャッチされたかを決定するシステムおよび方法を、以下でより詳細に説明する。これらの特徴は、本発明の例によるシステムおよび方法がフリーキックとペナルティキックとを自動的に区別する際に役立つ。
「セットプレー」とは、本明細書のこの状況で使用する場合、サッカーボールが、続いて行われるペナルティキックまたはフリーキックのために地面に配置されていることをいう。これは、競技者が「セット・プレー・キック」を知り、区別するための重要なメトリックである。というのは、セット・プレー・キックは、サッカーの試合中においてより難しい枠内シュートになる傾向があるからである。
本発明によるシステムおよび方法のこの局面の例は、(例えば前述のように決定される)セット・プレー・イベントの後のキックがいつゴール・キーパー・セーブになったかを決定する。前述のように、「セットプレー」という用語は、続いて行われるペナルティキックまたはフリーキックのためにボールが地面に置かれていることをいい、これは前述のように決定され得る。
セット・プレー・イベントを決定するシステムおよび方法については前述した。本発明によるシステムおよび方法のこの局面の例は、前述のセットプレー感知方法を使用し、前述のような、(磁気感知、レーダーなど)近接/占有の感知システムおよび方法を加えて、セット・プレー・キックが「枠内」であったか否かを決定する。より具体的な例として、セット・プレー・イベントが決定された直後に続いてキックが行われ、次いでボールがキーパーに接近するときに、次のイベントがゴールキーパーによるキックまたはドロップキックである場合には、セット・プレー・セーブ・イベントが決定され得る。
本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、競技者移動の方向に関する情報を提供し、この情報は、少なくとも部分的には、動きの間の競技者の身体角度に基づくものとすることができる。この決定は、本発明による少なくともいくつかのシステムおよび方法の例では、「身体上の」加速度計を使用して、上半身の角度を感知し、この情報を方向メトリックに変換することにより行われ得る。例えば、任意の方向に(例えば、前方、後方、側方などに)加速し、または移動するときに、上半身は加速度の方向に傾く傾向がある。例えば前方に向かって加速するとき、身体は前方に傾く。この角度と傾きは身体が前方に移動させるのを助け、両脚がこれに従う。一般には、加速度が大きいほど、傾きの角度も大きい。またこの同じ特徴は、バックステップおよびサイドステップにも当てはまる。
本発明のこの局面の例は、慣性感知システム、接触時間ベースの歩数計システムなどの競技者速度を決定する競技者上の感知システムと、ジャイロスコープ、コンパスセンサなどの競技者装着式回転センサとを使用して、身体の回転量を決定する。競技者の「方向転換」は、素早い方向変化時に競技者が失う速度の量として定義することができる。このメトリックは、サッカーの試合では、競技者の「素早さ」または「敏捷さ」の尺度として役立ち得る。「方向転換」メトリックの取得は、単に、回転感知システムからの回転測定の前後の速度感知システムの測定を必要とし得るにすぎない。もう一つの具体例として、このパフォーマンスメトリックは、回転後の速度から方向変化前の競技者速度を差し引くことによっても計算され得る。次いで、このメトリックに関連する情報を、ウェブページまたは(携帯電話などの)ハンドヘルド装置上に表示し、または視覚化し、前の試合および将来の試合においてシステムによって集められる他のメトリックと比較することができる。さらに、このメトリックに関連する情報を使用して、競技者の素早さ/敏捷さを改善するためのトレーニングプログラムが策定されてもよい。
本発明のこの局面の例は、前述の「方向転換」決定と同様であるが、さらに、競技者がボールを占有し、かつ/またはボールの至近距離にいる(および任意で、ボールの占有および/またはボールへの近接を維持している)というメトリックも含む。言い換えると、前述のような測定される任意の方向転換イベントについては、競技者がボールを占有しているか、またはボールの至近距離にいる間に、その競技者について発生する方向転換イベントについての別のメトリックを作成することができる。このメトリックは、サッカーの試合に関して、ボールを操作している間の、またはボールに接近して防御している間の競技者の「素早さ」または「敏捷さ」の尺度として役立ち得る。次いで、このメトリックに関連する情報を、ウェブページまたは(携帯電話など)ハンドヘルド装置上に表示し、または視覚化し、前の試合および将来の試合においてシステムによって集められる他のメトリックと比較することができる。さらに、このメトリックに関連する情報を使用して、ボールを操作している間の競技者の素早さ/敏捷さを改善するためのトレーニングプログラムが策定されてもよい。
本発明の少なくともいくつかの例による運動パフォーマンスモニタリングシステムおよび方法は、速度および/または距離情報を測定するためのシューズ内感知システム(例えば、歩数計型の速度および/または距離センサ)を含む。また、このセンサは、運動者が参加している競技の特定の部分に関する状況情報、例えば、運動者がどんな種類の運動を行っているかなどを提供することができ、この状況情報は、運動パフォーマンスモニタリングシステムおよび方法の他の部分(例えば、身体上のセンサなど)によって使用され、競技者のランニング速度および/または移動距離を決定するのに使用される運動モデルおよび/またはアルゴリズムを変更することができる。
競技および運動パフォーマンスでは、多くの場合、運動者がつま先立ちを保つことが重要である。つま先立ちでいることは、一般に、より迅速な反応を可能にし、かつ/またはその運動者がより大きい運動強度で行動していることを示す(例えば、ダッシュしている間、運動者は、ジョギングまたはウォーキングしているときよりも多くの時間をつま先立ちで費やす)。本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、運動者がつま先立ちで費やす時間量の決定を可能にするように、足角度を決定するシューズ内感知システムを含み得る。この測定を行うためのハードウェアのもう一つの具体例は、重力ベクトルをシューズ内のセンサの向きと比較する加速度計を含み得る。別の例として、シューズは、ジャイロスコープなどの回転感知システムを含んでいてもよい。またシューズは、図91に関連して以下でより詳細に説明するような測定システムを含んでいてもよい。決定された情報は、処理のために別のシステムに無線で送信され、かつ/または記憶され得る。最終的に決定されるメトリックは、例えば、つま先立ち状態での合計時間量、つま先立ちで費やされた時間のパーセンテージ、つま先立ちで費やされた実際の移動(またはランニング)時間のパーセンテージなどを含み得る。
「競技者の態勢」は、ボール移動方向が競技者の体幹対向方向に関連する際のボール移動方向の決定である。この情報を使用して、競技者が守備態勢にあるかどうか、積極的または攻撃的な態勢にあるかどうかなどを決定することができる。このメトリックを決定するのに使用されるハードウェアは、本発明による少なくともいくつかのシステムおよび方法の例では、以下を含む:ボール移動方向を与えるための(コンパスセンサ、加速度計/ジャイロの組み合わせなどの)ボール内部の方向感知システム;および競技者の対向方向を与えるための(コンパスセンサ、加速度計/ジャイロの組み合わせなどの)類似のアーキテクチャの身体装着式センサ。「競技者の態勢」メトリックの決定には以下の工程の例が使用され得る:
1.ボール内の慣性センサを使用して、ボールが(転がって、または飛行して)移動する方向が決定される。
2.(ジャイロ、コンパスなど)体幹装着式センサを使用して、体幹が向いている方向が決定される。
3.これら2つの情報を組み合わせて、体幹対向方向に対する相対的なボールの動きを決定することができ、競技者とボールとの間で何が起こっているかを状況から理解するのに役立つ。
特定の競技者がどの相手側競技者をマークしていたかの決定は、競技者のパフォーマンスメトリックを決定するときの有益な情報とすることができる。本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、前述のような近接決定方法を使用するが、この技術は、各個別競技者に関して、競技者対競技者近接データおよび情報を提供するのに使用される。
前述のマンツーマン対抗位置検出機能は、他のメトリックと組み合わせて、サッカー(または他の競技)に関連するさらなる興味深いデータおよび情報を提供することができる。例えば、マンツーマン対抗位置検出機能と競技者対競技者近接検出および競技者速度決定(例えば、前述のようなシューズ内の慣性センサ)との組み合わせは、競技者が対戦相手を引き付ける能力に関連するメトリックを提供するように組み合わされ得る。慣性ベースの感知システムを使用して、ダッシュまたは速度のバーストを測定し、競技者対競技者近接と組み合わせて、競技者が対戦相手を引き付けているかどうかを決定するのに使用することができる。本発明のこの局面によるシステムおよび方法の例は以下の通りである。
前述のようなマンツーマン対抗位置検出機能は、さらに別の情報およびメトリックの決定へ機会を与える。別のさらに具体的な例として、運動者の体幹またはシューズに慣性感知システムを配置することができ、各競技者の相対加速度間の比較を同時に行うことができる。そのようなシステムを使用して「ブレイクアウェイ速度」メトリックが決定され得る。
パスを成功させることは、サッカー(および他の競技)の試合においては非常に重要である。以下で、パス成功イベントがいつ発生したかを決定するシステムおよび方法の例を説明する(例えば、「パスの成功」とはあるチームメイトから別のチームメイトへのパスを意味する)。
a.特定の競技者によるボール占有が、例えば前述のように決定される。
b.キック衝撃が、シューズ内センサとボール内センサの両方で登録される。
c.ボールが、ボールを蹴った競技者の至近距離を離れる。
d.ボールがチームメイトの至近距離に入る、と近接感知システムが決定する。
e.衝撃が、そのチームメイトのシューズとボールによって同時に測定され、パスの成功が記録される。
「ギブ・アンド・ゴー」は、サッカーの試合における別の一般的なプレーである。以下で、「ギブ・アンド・ゴー」イベントがいつ発生したかを決定するための様々なセンサ信号を解釈するのに使用され得る感知システム、方法、および論理の一例を説明する。
a.最初に、競技者Aによるボール占有が例えば前述のように決定される。
b.競技者Aによるキックが、競技者Aのシューズ内センサとボール内センサとで登録される。
c.ボールが競技者Aの至近距離を離れる。
d.ボールが、チームメイトである競技者Bの至近距離に入る、とボール近接感知システムが決定する。
e.衝撃が、競技者Bのシューズとボールによって同時に測定される(すなわちパスの成功が記録される)。
f.ボールが(例えば、競技者Bのキックによって)競技者Bの至近距離を離れる。
g.ボールが競技者Aの至近距離に入り、競技者Aのシューズに接触する(別のパスの成功)。
本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法によって測定され得る別の興味深いメトリックは、「スルーボール」または「スルーパス」イベントの決定に関するものである。「スルーボール」または「スルーパス」は、本明細書のこの文脈で使用する場合、ボールが、あるチームメイトから別のチームメイトにうまくパスされ、そのパスの過程において、ボールが相手側競技者の至近距離を通過することを意味する。そのようなシステムおよび方法のいくつかの例では、ボールがいつ特定の足に打ち当ったかの決定を可能にするために、ボール内部の衝撃感知システム(加速度計、圧力センサなど)からの出力が、シューズ内部の衝撃感知システムからの出力と時間整合される。また、ボールがいつグラウンド上の競技者の至近距離に存在しているかの決定を可能にするために、近接感知システム(磁気感知、RSSIなど)も用いられる。その場合、「スルーボール」または「スルーパス」イベントは以下の工程によって決定される:
a.チーム「A」の競技者がボールを占有していると決定される。
b.衝撃が、シューズセンサとボールセンサの両方で同時に登録され、チームAの競技者によるキックが登録される。
c.ボールが、ボールを蹴った競技者の至近距離を離れる。
d.ボールが、相手側チームの1人または複数の競技者の至近距離を通過したと決定される。
e.ボールが、最初に蹴った競技者(チーム「A」)のチームメイト、任意で、前方へ走ってボールに追いついた競技者の至近距離に入る。
f.ボールセンサとキックを受け取ったチームメイトのシューズのセンサが、衝撃と、任意で、チームメイトへの近接の継続とを同時に登録する(受け取った競技者によるボール占有イベントの開始)。
パス分布情報も、サッカー選手が考慮および評価するための興味深い、かつ/または重要なメトリックであり得る。いくつかのより具体的な例として、パスの方向の決定(例えば、ボールを前進させる、後退させるなど)も、競技者パフォーマンスを評価する際に役立ち得る。
a.プレーの方向が、例えば前述のように決定される。
b.占有が、例えば、前述の技術などを使用して決定される。
c.シューズとボールとに対する同時の衝撃が記録され、ボールが特定の競技者によって蹴られたことを示すために無線で伝えられる(または記憶される)。
d.次いで、ボール内部の慣性センサを使用して、ボールの飛行の相対方向が決定される。
e.次いで、回転センサが、キックの結果としてのボールの絶対方位(absolute orientation)を記録する。
f.工程dと工程eからの2つの情報を使用して、工程aで決定されたプレーの方向に対するボール飛行の相対方向を決定することができる。次いで、この情報を比較し、評価して、キックが対戦相手に向かって前進したか、それとも後退したか、競技者の右に送られたか、それとも左に送られたかなどを決定することができる。
g.最後の工程は、完全なパスの成功とするための、チームメイトに与えられる占有決定である。
運動パフォーマンスモニタリングシステムおよび方法が、サッカー試合のプレーを理解するためには、このシステムおよび方法は、ボールがライン外にあるときに発生する占有、キック、およびその他の活動を考慮に入れるべきではない。以下は、ボールがいつ境界線外に出たかを決定するのに使用され得るシステムおよび方法の一例である。
1.個別競技者占有が、前述のような技術/手順を使用して決定される。
2.任意で:ボールが、シューズ内の慣性感知システムとボール内の圧力/加速度感知システムとに対する同時の衝撃によりキックを検出する。
3.任意で:ボールが、相手側競技者の至近距離の半径内にあると検出される。
4.ボール内の慣性センサが、ボールがいつ拾い上げられたかを検出する(例えば、足/地面衝撃と比べて低い周波数信号を識別する;動きなし、遅い動き、または長時間のプレーでの低スピンの動きを識別する;ボールの至近距離での競技者の速度と整合性を有する動きの速度(すなわち、競技者がボールを保持していること)を識別するなど)。
5.ボールが、前述の方法を使用してスローインまたはセットプレーを検出する。
前述のような通常の「境界線外」状況の特定の部分において、本発明の少なくともいくつかの例による感知システムおよび方法は、ボールを境界線外に送るためにボールが別の競技者に対して意図的に蹴られ、結果的に占有が維持された状況を区別し得る。図64に関連して前述したのと同じ装備が使用され得るが、「意図的な境界線外」には、さらに、別の競技者へのボール近接および/または別の競技者とのボール衝突も検出され、関連し得る。意図的な境界線外状況を検出するためには以下の工程の例が使用され得る:
1.個別競技者占有が前述のような技術/手順を使用して決定される。
2.ボールが、シューズ内の慣性感知システムとボール内の圧力/加速度感知システムとに対する同時の衝撃によりキックを検出する。
3.次いで、ボールが、競技場の他のどんな競技者についてのシューズ衝撃とも一致しない別の衝撃を検出する(任意で、ボールが相手側競技者の至近距離の半径内にあると検出されてもよい)。
4.ボール内の慣性センサが、(例えば前述のように)ボールがいつ拾い上げられたか検出する。
5.ボールが、前述の方法を使用してスローインまたはセットプレーを検出する。
本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ゴールキーパーについての入力または特殊な装備を要求し得るが、求められる場合には、本発明の例による少なくともいくつかのシステムおよび方法は、試合の過程にわたって発生する、検出された活動に基づいて、どの競技者がゴールキーパーであるかを自動的に識別することもできる。
a.競技場の競技者ごとに速度および距離情報が収集され、考慮される。
b.キーパーは、そのポジションのために、その移動の大部分を、ゴール近くに位置する18ヤードボックス内で行う。
c.試合後(または試合中)に、感知システムからのデータを評価して、競技場上のどの競技者が最小限しか移動せず、主に18ヤードボックス内に留まったか理解することができる。
本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ゴールキーパーのセーブおよびゴールの守衛の決定を可能にする特徴を含み得る。本発明のこの局面は、キーパーがいつ枠内シュートをセーブしているかを決定するための様々なセンサを使用して達成され得る。例えば、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、キーパーの体幹上の慣性センサ、ボール近接感知システム、および例えば前述の様々な種類のボール内の慣性感知システムを利用し得る。有意な大きさ(例えば、典型的な枠内シュートまたはコーナーキックからのヘディングにおいて生じる閾値レベルを上回るなど)を伴うボールに対する衝撃の決定の直後に続く(またはそれと同時の)キーパーへのボール近接、その後に続くボールの拾い上げ、次いで生じるドロップキックまたはスローは、ゴールキーパーが枠内シュートをセーブした(および、ゴールの守衛に成功した)ことの表示として使用され得る。加えて、または代替として、求められる場合には、ゴールキーパーは、ボールとの接触および/またはボールへの近接を決定する機能(例えば、衝撃センサ、加速度計、ボール対グローブ近接感知システムなど)を有するグローブを装着してもよく、そのような接触は、ゴールキーパーとボールとの相互作用の表示とすることができる。別の代替例として、ゴールキーパーの身体装着式加速度計から取られたセンサデータを、ボール内の加速度計データからのセンサデータと比較することもできる。キーパーがボールと共に走り、または移動する際に、2つのセンサは、非常によく似た正味経路を示す。このデータを使用して、ゴールキーパーによるボールの占有を決定することができる。
本発明のこの局面の例は、「キーパーはじき出し」シナリオ、すなわち、キーパーが両手(または他の身体部分)を枠内シュートに当て、それによってボールが境界線外(例えば、ゴールの外、ゴールの上など)に逸れる状況を決定することのできるシステムおよび方法に関するものである。より具体的な例として、サッカーボール内部の慣性および圧力感知システムを使用すると、ボールは、一般に、競技者の手に接触するときには、ゴールポストの衝撃、キック、または地面との衝撃と比べて、加速度計および/または圧力センサ上でより弱い衝撃シグネチャを示す。この非シューズ/地面/ゴールポスト衝撃の特有のセンサシグネチャおよび決定が、キーパーへの近接の検出と組み合わされ、その後にセット・プレー・イベント(前述のようなコーナーキックなど)が続くことは、キーパーはじき出しイベントが発生するときにだけ生じる特有のイベントシーケンスである。加えて、または代替として、求められる場合には、ゴールキーパーは、ボールとの接触および/またはボールへの近接を決定する機能(例えば、衝撃センサ、加速度計、ボール対グローブ近接感知システムなど)を有するグローブを装着してもよく、グローブのボールへの瞬間的な接触または近接は、(任意で、前述のこのシナリオのその他の特徴のいくつかと組み合わされて)キーパーはじき出し状況の表示とみなされ得る。
本発明のこの局面の例は、強く蹴られたボールのキーパーはじき出しイベントまたはキーパーキャッチの決定に関与する。強いシュートを防御することは、典型的には、高いゴール守衛技能を必要とし、この状況でのセーブを区別することのできる能力は、コーチまたは競技者が考慮するためのさらなる興味深いメトリックを提供し得る。本発明のこの局面の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ボール速度を決定するためのボール内の慣性および/または圧力感知システム、ならびにボール速度情報および衝撃時間情報をブロードキャスト送信することのできるボールに含まれる無線通信機能を使用し得る。さらに、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ボールがいつ特定の競技者の至近距離内に(または特定の競技者の占有状態に)あるか、またこのシナリオでは、キーパーの至近距離に、またはキーパーの占有状態にあるかの決定を可能にする(磁気、RFその他などの)近接および/または占有決定技術をさらに含み得る。
本発明によるこの局面の例は、キーパーとボール内との1組のセンサシステムを使用して、キーパーがいつタックルに成功し、対戦相手からボールを奪い取ったかを決定する。いくつかのより具体的な例として、本発明のこの局面によるシステムおよび方法は、対戦相手がいつボールを占有し、その後にキーパーと相手側競技者との競争期間(例えば、キーパーと相手側競技者がどちらもボールの至近距離にいる)が続き、その後にキーパーによるダイブイベント(例えば、キーパーが携帯する身体上の慣性感知システムが決定する)が続き、その後にボールの拾い上げ(例えば、キーパーのグローブ内のセンサ、ボール内の加速度計および/またはジャイロセンサなどに基づいて決定され得る)が続いたかを決定し得る。このシーケンスにおいて発生するこれらのイベントは、キーパー・タックル・イベントに特有のものである。キーパー・タックル・イベントを追跡することにより、キーパーのパフォーマンスを評価するための興味深い有益なメトリックが提供される。
3軸加速度計などの慣性感知システムは、サッカーの試合または他の活動において競技者の身体に(特に体幹に)取り付けられた場合、その時間の大部分をかなり平坦な運動面(例えば、センサ取付位置によって決まる地面からのある一定の高さなど)において費やす。キーパー(または他の競技者)が地面にダイブするときに、センサは、地面に向かって下方へ急に逸れ、続いて競技者が立ち上がり、元の運動面内での動きを再開する。これら2つのイベントは、競技者がいつダイビング動作を行ったか、および/または競技者がいつ立ち上がっているかを決定するのに使用することができる。この同じ技術は、例えば、競技者がいつ空中で有意な高さまで跳躍したかを決定するのに使用されてもよい。
また、「ドロップキック」イベント(サッカーの試合においてゴールキーパーによって行われる一般的なイベント)も、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法によって検出され得る。今日、市販されている加速度計技術は、加速度計(よって、加速度計が係合されている装置)がいつ自由落下状態にあるかを決定することができる。本発明のこの例によるシステムおよび方法は、ボール内に配置された加速度計を、シューズ内の衝撃感知システムと組み合わせて使用する。これらのセンサは、ドロップ・キック・イベントに対応し、ドロップ・キック・イベントとして識別され得る以下のイベントシーケンスを決定するのに使用することができる:
a.ダイレクト・ドロップ・キック(ボールが最初に地面にタッチしない)の場合:ボールが拾い上げられ、落下し(すなわち、自由落下状態にあると検出され)、その後にキック衝撃(ボールとシューズの同時の衝撃)が続く。
b.バウンドさせたドロップキック(ボールが蹴られる前に短時間地面にタッチする)の場合:ボールが拾い上げられ、落下し(すなわち、自由落下状態にあると検出され)、地面との接触による小さい衝撃を生じ、その後に、ボールが地面から離れるときに、キック衝撃(ボールとシューズの同時の衝撃)が続く。あるいは、ボールは、ボールが地面に接触するのと同時にキック衝撃を受けてもよい。
本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ボール内の感知要素のシステム(および任意でシューズ内のセンサ)を利用して、キックが外れたり、高かったりしたために、ボールがいつゴールラインを超えて境界線外に出ている(結果的にゴールキックになる)かを決定し得る。「境界線外に出る枠内シュート」の決定を可能にする検出可能なイベントは以下の通りである:
a.キックイベントが発生したと決定するために、ボールとシューズへの同時発生の衝撃が記録される。
b.次いで、ボールが拾い上げられる(これは、例えば、慣性感知/回転感知の方法を使用した非常に遅い回転ペースおよび/または低い周波数加速の検出などによって決定され得る。すなわち、キャリングイベントからのセンサ出力は、ボール回転、加速度などにおけるキックイベントからのセンサ出力とは異なって見える)。
c.次いで、セット・プレー・イベントが発生する(および任意で、セット・プレー・イベントからのキックが検出され得る)。
サッカーの試合の重要な部分が枠内シュートである。本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、枠内シュートがいつ発生したかの検出を可能にするボール搭載式センサおよび/または競技者装着式センサを含む。システムおよび方法の一例では、ボールがいつ特定の足に打ち当ったかの決定を可能にするために、ボール内部の衝撃感知システム(例えば、加速度計、圧力センサなど)からの出力が、シューズ内部の衝撃感知システムからの出力と時間整合される。また、ボールがいつグラウンド上の特定の競技者の至近距離に存在しているかの決定を可能にするために、近接感知システム(例えば、磁気感知、RSSIなど)が用いられてもよい。また、競技者がどの方向を向いているかおよび相対回転情報の決定を可能にするために、体幹装着式競技者回転センサ(例えば、コンパスセンサ、ジャイロなど)が用いられてもよい。加えて、競技者上の慣性感知システムを使用してさらなる信号および情報を提供することもできる。本発明のこの例による枠内シュートを決定する際に発生するイベントは以下の通りである:
a.攻撃側チームのメンバーによる占有が、例えば、前述の技術などを使用して決定される。
b.ボール内の圧力センサまたは慣性センサからの信号が、シューズ内の衝撃感知技術からの信号と同時に発生する。
c.シューズとボールとの間の無線通信が、時間を正確に整合し、蹴られたボールとしてイベントを記録する。
d.近接感知システムが、ボールが守備側チームのゴールキーパーの至近距離半径に入ったことを記録する。
e.ボール内の慣性および回転センサが、人が保持しているボールの特性である低周波数信号を記録する。あるいは、競技者上の慣性センサが、ボール内の慣性センサによって記録された移動の経路との密接な相関性を有し、ボールが持ち運ばれていることを示唆する。
f.ボールが投げられ、ボールがドロップキックされ、またはセットプレーが実行される。
また、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ゴールがいつ決められたかを自動的に決定することもできる。これは、例えば、少なくとも部分的には、ゴール時にボールがネットに打ち当たって停止するときのボールの挙動を考慮することによって達成され得る。より具体的な例として、ゴールが決められたことを決定するためには、以下のイベントが使用され得る:
a.攻撃側チームのメンバーによるボール占有が、例えば、前述の技術の一つまたは複数を使用して決定される。
b.ボール内の圧力センサまたは慣性センサからの信号が、シューズ内の衝撃感知技術からの信号と同時に発生する。
c.シューズとボールとの間の無線通信が時間を正確に整合し、蹴られたボールとしてイベントを記録する。
d.任意で、近接感知システムが、ボールが守備側チームのキーパーの至近距離半径に入ったことを記録する。
e.ボール内の慣性加速度計が、ボールがネットに当たったことを認識して、ボールがネットに捕捉されたためにゆっくりと停止したこと(および任意で、地面への重力降下)を示す信号を生成する。この信号または連続信号は、キャッチもしくはキックから生じるより急激な停止または方向変化および/またはボールが転がって停止する際に生じるゆっくりとした停止とは異なって見える。
f.ボール内の慣性および回転センサが、ボールが保持され、または持ち運ばれているときの特性である低周波数信号を記録する。あるいは、競技者上の慣性センサが、ボール内の慣性センサによって記録された移動の経路と密接な相関性を有し、ボールが持ち運ばれていることを示唆する。
g.得点しなかったチームによる試合の再開のために、ボールがセンターサークルまで戻され、セットプレーのように配置される。(任意で、後述するような他のイベントが、プレー再開の指標として使用されてもよい)。
「寄せ集めの」サッカー試合では、多くの場合、各チームのキャプテンを選び、次いで、そのキャプテンがそれぞれ味方の競技者を一度に1人ずつ選ぶ必要が生じる。求められる場合には、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、例えば、集められた競技者グループの競技者に関連する一つまたは複数のメトリックなどに基づいて、その集められた競技者グループの中から自動的にキャプテンを選択するようにプログラムされ、適合され得る。
本発明によるシステムおよび方法は、試合がいつ実際に開始するかを決定し得る(これは、例えば、ボール、競技者、ゴールポスト、その他の装備などに取り付けられた様々なセンサからのデータの受け入れを開始する信号とすることができる)。本発明から逸脱することなく、試合の開始を確認する任意の所望の方法が使用され得る。一例として、ある競技者または(審判員、コーチなど)他の個人に、いつ試合が開始したかに関してコンピューティングシステムに手動で表示を提供する役割が与えられてもよい。別の例として、「試合開始」イベントは、試合における全競技者(または競技者の大多数)が、ピア・ツー・ピア・ネットワークを使用して各自の身体上の感知システムを作動させ、その後にチームメンバー内での非常に短いパスが続いた後の短いタイムフレーム内における(前述のような)セット・プレー・イベントの検出によって決定することもできる。
サッカーのプレーに関連する様々なメトリックについて(例えば、プレーのコースを決定する、チームが攻撃しようとしていたかそれとも守備しようとしていたかを決定する、様々な技能メトリックを決定するなどのため)、競技者ごとおよび/またはチームごとのプレーの方向は、本発明の少なくともいくつかの例による感知システムおよび方法のための有益な情報とすることができる(例えば、システムおよび方法が、各チームおよび競技者がどちらのゴールを守っており、各チームおよび競技者が得点するためにどちらのゴールに接近するか知るなどのため)。本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、様々な競技者の経時的な移動などに基づいて、プレーの方向を自動的に決定し得る。本発明の少なくともいくつかの例によるプレーの方向の決定は、方向感知機能(例えば、コンパスセンサ、加速度計/ジャイロなど)を備える身体装着式センサを利用して、競技者がその時々に向いている方向を決定し得る。そのようなシステムでは、プレーの方向は、以下の工程によって決定され得る:
a.競技場の複数の競技者が、方向情報を共有するための無線通信手段を含む感知システムを有する。
b.センサ信号が各個別競技者上で読み取られ、(例えば各競技者上の)すべてのセンサノードに無線でブロードキャスト送信される。
c.各ノードがプレーの過程にわたってすべて統合されて、どの競技者がその時間の大部分を、特定の方向を向いて費やしたかが決定される。
d.チームメイト全員が、相手ゴールを向こうとする同様の傾向を共有する。
図79は、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法で使用され得るプレーの方向を自動的に決定するための様々な別の特徴(またはプレーの方向を自動的に決定し、かつ/もしくはチームメイトを自動的に確認する際に使用され得る情報)を示すのに役立つ。例えば、前述のような「試合の開始」メトリックの知識は、体幹センサの出力を瞬時に見て、個人および/もしくはチームのプレーの方向を理解し、かつ/またはチームメイトを自動的に決定するのに使用することができる。より具体的には、一般に、試合の開始時に、各チームのメンバーは相手側のゴールを向く。したがって、各個人ごとの試合の開始における個別対向方向情報が記憶されてもよく、この情報を少なくとも部分的に使用して、各個人、および/または各チームのメンバーについてのプレーの方向を決定することができる。
本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法のこの局面は、前述のパス分布技術を使用する(図63参照)。(例えば、センサモジュール間の無線通信を介して)経時的にパス分布データを集約することにより、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、特定の競技者によって最も頻繁にパスされた人々を決定することができ、よって、このシステムおよび方法は、これらの頻度の多いパスの受け手が、パスを出す競技者のチームメイトであると結論し得る。試合の過程においては、複数のパス・インターセプトが生じ得るが、おそらくは、発生するパスのより多くは、競技者のチームメイトに対するものになる。時間の経過と共に、システムが、誰が同じチームに属し、誰がそうではないか動的に理解することを可能にするパターンが現れる。また、本発明のこの局面では、競技者対競技者および競技者対ボールの近接情報が使用されてもよく、例えば、このデータは、パスを出す競技者が個人にパスしようとする傾向にあるかどうか、またはパスを出す競技者が個人を回避するようにパスを送る傾向にあるかどうかの決定をより行いやすくし得る。
どの競技者がどのチームに属するかを決定する(または少なくともこの決定に関連するデータを決定する)方法の様々な例については前述した。これに加えて、または代替として、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、特定の競技者がどのチームに属するかを決定するために、またはその指標として、受信機システム(またはシステムの任意の構成要素)の向きを使用してもよい。サッカーの試合には常に2チームだけしか関与しないため、この決定または表示システムはバイナリとすることができる。
前述のような本発明の局面は、ボール内の近接感知システム、ならびにボールとシューズの両方の慣性/衝撃感知システムを含み得る。別の特徴として、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ボールがいつ至近距離に存在しているかを知り、またはシューズとボールとの間でいつ同時の衝撃イベントが発生しているかを知ることのできる能力を使用してもよく、この知識は無線で伝えられ、特定の競技者の足元にボールがあることを知らせてもよい。本発明によるこの特徴例は、システムがチームを知ることを可能にする単純なアルゴリズムを使用する。例えば、試合の開始前に(または他の何らかの所望時に)、ボールが、単に、チームの各メンバーに順に回され、各メンバーのチームメイトとしての地位を知らせてもよい。その場合、このシステムおよび方法の例は、「パスが回された」競技者を一方のチームとして使用することができ、ボールがその至近距離に来る他の任意の競技者は、相手側チームに属すると想定することができる。
本発明のこの局面は、前述の技術を使用してパスの成功がいつなされたかを決定するが、試合の開始時にチームメイトを知る知識は省く。求められる場合には、本発明の例によるシステムおよび方法は、パス頻度情報を使用してチームメイトを自動的に決定することができる。本発明によるこのシステムおよび方法の例では、システムは、チームにかかわらず、ボールがある競技者から別の競技者に移動したときには常に無線で通信する。試合全体を通して、ある一定の競技者間でパターンが現れ、同じチームの競技者間のパス頻度はずっと高くなるはずである。その場合には、統計的予測子は、どの11人の競技者(または他の人数の競技者)が同じチームに属する可能性が最も高いかを、それらの競技者の間のパスの頻度を評価することによって算出することができる(2人の個人間の多くのパスがその2人をチームメイトとして識別する可能性が最も高い。すなわち、2人の競技者は、常に同じ人にインターセプトされるパスを蹴るほど下手ではあり得ない)。また、この決定に際しては、競技者対競技者および競技者対ボールの近接情報も役立ち得る。
例えば、前述の様な競技者パフォーマンスに関するデータおよび様々なメトリックの表示など、様々な試合後の特徴が、本発明の例によるシステムおよび方法によって提供され得る。求められる場合には、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、試合直後に競技者が集まり、表示装置を使用して何らかの「クイックゲーム(quick game)」をプレーすることを可能にし得る。例えば、様々な競技者(例えば、一方のチーム、両チーム、どちらかのチームの一部など)が試合後に集まることができ、これらの競技者について(例えば、無線通信技術、ピア・ツー・ピア接続などを介して)収集されたデータが組み合わされて、各競技者が、試合、訓練、または練習セッションの過程にわたる各自のパフォーマンスを比較し、対比することを可能にしてもよい。試合後に競技者の簡単な集まりにおいて決定され、(例えば、一つまたは複数の競技者の携帯電話、ハンドヘルドコンピューティング装置などに)表示され得るデータの例には、それだけに限らないが、以下の識別が含まれる:誰が最長パスを成功させたか?、誰がオンボール/オフボールで最大速度に到達したか?、誰がベストパサーであったか?(例えば、最も多いパス、最も少ないインターセプト、最大のパスの成功率など)、誰が大きく貢献したか?(例えば、誰が最も遠くまで走ったか、誰が最も多くの占有時間を有したかなど)、誰が最速のキックを行ったか?、誰が最も多くタックルしたか?。これらのメトリック、クイックゲーム、および競争を、試合の直後に(または他の任意の所望の時間に)LCDまたは類似のディスプレイ上に表示して、例えば、システムに、試合がプレーされた後の(または試合中でさえもの)即時のフィードバックを伴うより豊富な経験を与えることができる。表示されるデータは、この種のセッションのために試合の終了時に集められた競技者の間のデータだけを含んでいてもよく、本発明によるシステムおよび方法によりすべての競技者から収集されたデータを含んでいてもよい。
本発明のこの局面の例は、ボール内部に配置されたパルス電流負荷を有するコイルを使用して、ボール外部のセンサによって検出され得る磁界を生じさせる。パルス磁界を加えることにより、本発明のシステムおよび方法のいくつかの例による感知機構に、より大きな範囲/近接検出をもたらすきわめて明確なシグネチャを選別させることができる(例えば、身体装着式検出器システムがボールを表す特定の信号パターンを探し出すことを可能にし、かつ/または「雑音」をより適切に除去することのできる能力を提供する)。別の可能な選択肢として、求められる場合には、異なるパルスレートを有するコイルをボール全体に配置して、検出される磁気パルスレートのシーケンスに基づいて、センサ(例えば、身体装着式センサ、シューズ搭載式センサなど)に、ボール上の特定の位置、ならびに回転の方向を検出させることもできる。このデータは、例えば、キックの長さ、パスの長さ、および/または他のパフォーマンスメトリックを決定するなどのために役立ち得る。
本発明のこの局面の例は、前述の、シューズ内の感知要素と組み合わされたボール内の磁気コイルとセンサの統合を使用して、ボールへのごく接近した近接を検出する。加えて、ボール内には、衝撃を検出するための慣性または圧力センサも設けられ得る。ボールによって衝撃が検出されると、磁気センサもポーリングされて、シューズへの同時の衝撃または近接が生じたかどうかを決定することができ、そのようなシステムは、ボールが競技者によって「ジャグリング」された連続回数を無線で伝える(または記憶する)ことができる。
本発明のこの例によるシステムおよび方法は、サッカーボール内部の圧力に比例した磁界を生じさせるボール内部の電気的、電気機械的、または機械的システムを含む。その場合、発生する磁界は、シューズ上のセンサおよび/または体幹装着式センサなどの外部センサによって感知され得る。本発明のこの局面の例の実施および使用の例には、それだけに限らないが、(蹴られたときの)ボール近接検出、外部感知を使用した内部圧力の検出、キック速度、キック力、キック距離などが含まれる。
本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法の別の可能な特徴は、磁石(永久磁石または電磁石のどちらか)の使用、およびそのサッカー選手用の衣料品への組み込みに関するものである。磁石は、ボール内の磁気センサがその磁界を検出し、したがって、身体のどの部分がボールと作用し合ったかを検出することを可能にする位置に配置される。より具体的な例として、サッカーの試合では、胸を使用して高く打ち上げられたボールを捕え、または停止させる。衣服の至近距離に近づくと、ボールは衣服内の磁石を検出することができ、身体のどの部分が最も近いかを知る(例えば磁石は、胸/肩による制御を明示し、検出するためにシャツに設けることもでき、大腿部または膝による制御を明示するためにショーツに設けることもでき、頭部による制御を明示するためにヘッドバンドまたは帽子に設けることもできる)。あるいは、求められる場合には、磁石は、ボールおよび様々な衣料品に取り付けられたセンサ内に含めることもでき、データを衣料品内で送信し、記憶することもできる。
本発明のこの局面は、磁界に曝されると硬化する流体材料を使用する。シューズおよび/または(すね当てなど)防具内に流体ポケットが作られ、ポケットに含まれる流体は、ポケットの下または上に備わる磁気コイルが通電されるまで粘性の、軟らかい状態のままである。この動作はこの材料を非常に固くし、それによって例えば足を保護し、(より大きなシュートパワーを生み出すための)より硬いキック面を提供する。磁気「機能性」流体は、「磁性流体(magnetorheological fluid)」とも呼ばれ、公知であり、車両サスペンション技術において、また(例えば防弾チョッキのための)「液体防弾衣」として使用される。
図89に関連して前述した「シューズ用パワープレート」技術の局面は、他の環境においても使用され得る。例えば、これと同じ種類の磁気「機能性」流体または磁性流体が、(すね当てなどの)防具として機能するようにソックスまたはその他の衣服のポケットに備わっていてもよい。求められる場合には、相手側のシューズが、防具に接近すると磁性流体をトリガ/作動させる磁石または磁力発生システムを備えていてもよい。このようにして、ソックスまたはその他の品目は、通常の使用時には(快適であり、所定の位置に留まるように)装着者の身体によく適合し、磁気を備えたシューズ(またはボール)が接近したときにだけ硬化する。
本発明のこの局面は、シューズ内に電線のコイルならびにコイルを貫通する永久磁石を配置して、コイルを通る電流の流れを発生させることに関与する。その場合、この電流の流れは、シューズが地面についているときの「接触時間」を感知するのに使用され得る。より具体的には、走っているときに、シューズは屈曲し、それが機械的な仕組みによって、コイル内の磁石を移動させて、磁界を発生させる。ランナーが走っているとき、シューズは、「つま先が離れる」イベントまで屈曲し、次いで、空中にある間に、シューズは定常状態(例えば平坦なソールなど)に戻る。次いで、「かかとが打ち当る」イベントが発生した後で、シューズは再度屈曲し始め、コイル内の磁石を移動させる。かかとが打ち当るイベントとつま先が離れるイベントからのこれら2つの信号は、シューズがいつ地面についており、いつ空中に存在しているかを決定するのに使用することができる。この情報は、例えば、通常の歩数計型の速度および距離決定アルゴリズムなどと共に、競技者移動距離メトリックを取得するために統合され得る競技者速度メトリックを決定する際に役立つデータとして使用することができる。
本発明のこの局面の例では、シューズ内の、または競技者の身体上の磁気センサ(例えば、競技者対ボールもしくは競技者対競技者近接検出のために、または前述の目的のいずれかのためにすでに設けられているセンサ)が使用され、試合の開始のためにシステムを準備するスイッチとして働く。例えば、競技者の側方に磁気マット(またはコーンもしくはその他の構造)が設けられ、競技者は、グラウンドに接近し、入場する際に、このシステムを横切る/通過する。この動作は、システムをオンにし、試合の開始のために「作動可能」状態にするのに使用され得る。次いで、(例えば前述のように)試合開始イベントが検出されたときに、または競技者が試合の開始時に手動でシステムを作動させたときに、システムを始動させることができる。また磁界は、本発明のこの局面によるシステムおよび方法が、競技者がグラウンドに入ろうとしているか、それともグラウンドから出ようとしているか確認することができるように、一方向に変化させることもできる(例えば、その長手方向にわたって強さが変化するなど)。
本発明のこの局面は、例えば、前述のような、競技者対ボール近接および/または競技者占有を決定する際の代替システムなどとして使用され得る。本発明のこの例によるシステムおよび方法は、ボール内の磁石が接近しているときに近接を知らせるように動くシューズ内の磁気スイッチを使用する。一例としては、図93に示すように、ボール内に設けられた磁気源がスイッチのリード部分を上方または下方に移動するように誘導するときにシューズ内に設けられた電気接点と接触するリード型スイッチが、シューズ内に設けられてもよい。ボール内の磁石がスイッチの範囲外に出ると、リードはニュートラルな非接触位置に戻る。よって、リードスイッチとシューズ内の接点との接触の結果として収集されるデータは、ボールとシューズとの相互作用を決定し、カウントするのに使用することができる(およびそれによって、シューズへの近接および/またはボールとシューズとの接触(例えば、占有、パス、ジャグリングなど)に関する情報を提供することができる)。
求められる場合には、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、グラウンド上のどこで競技者が時間を費やしたか、および任意で、グラウンドのその部分で費やされた時間量の指標を示す、グラウンド位置「ヒートマップ」を作成し得る。図94に、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法を使用して生成され得るグラウンド「ヒートマップ」の例を示す。図94に示すように、(例えば前述のような任意の所望の種類の表示装置上に提供され得る)サッカーグラウンドの表現は、競技者が試合の過程においてどこでその時間を費やしたかを示す様々なゾーンまたは領域を含み得る。様々なゾーンの色は、そのゾーン内で費やされた時間量の指標を提供し得る。この種の情報は、例えば、コーチおよび競技者が、競技者がどの程度うまく適切なポジションに留まっているか、および/または競技者が望ましい、もしくは最適なポジションの外で時間をいつ費やしているか、または競技者が望ましい、もしくは最適なポジションの外で時間を費やしているか否かを決定するのに役立ち得る。またこの情報は、競技者またはチームが、攻撃と守備のどちらの態勢でいることがより多かったかを決定するための手がかりとしても役立ち得る。求められる場合には、「ヒートマップ」は、試合または練習セッション全体の間、試合または練習セッションの任意の所望の部分の間の競技者の位置取りを表示することができ、かつ/または(例えば、あるヒートマップを別のヒートマップに重ね合わせることなどにより)ある試合から次の試合までの競技者パフォーマンスを比較することさえもできる。
前述のように、本発明の少なくともいくつかの例によるシステムおよび方法は、ボールがいつ境界線外に送られているかを決定することができる。この特徴を評価し、決定するのに役立つデータは、例えば、ボールが減速したことを示すデータ、ボールが回転していない(例えば、持ち運ばれているなど)ことを示すデータ、またはボールがゆっくり移動している(例えば、持ち運ばれているなど)ことを示すデータなどを含み得る。任意で、この減速、非回転、および/または遅い動きの動作は、所定の期間(例えば、少なくとも2秒間、少なくとも3秒間など)にわたって続くことが必要とされてもよい。ボールが境界線外にあると決定された後で、本発明の例によるシステムおよび方法は、前に確認され、記録されたキック(すなわち最後の「境界線内」キック)のタイムスタンプから、(例えば個人またはチームの)累積占有時間を差し引くようにさかのぼって動作し得る。
図95に、図12に示すサッカーボール1200などのパックまたはボールに組み込むことのできる受動型周波数二倍器タグ9500の例示的な態様を示す。いくつかの態様では、タグ9500は基本周波数(basic(fundamental)frequency)(例えば2.4GHz)と、第一の周波数の二倍である第二調波周波数とで動作する(例えば4.8GHz)。タグ9500は、二倍器周波数変換効率により、能動型タグと比べて範囲が狭くなる可能性があるが、通常は、周波数二倍器回路9501のための外部電源を必要としない。
(数1)
f送信(t) = f0 + αt (式1)
式中、f0は初期周波数であり、αは所定の持続時間にわたる周波数の変化である。タグ10505は、送信される信号の受信周波数が二倍化されている受信信号を返す。アンテナ10504とアンテナ10505との間の一方向伝搬時間(T)を説明すると以下の通りである。
(数2)
f受信(t) = 2f0 + α(t-2T) (式2)
(数3)
f2,t(t) - f受信(t) = 4αT (式3)
本発明は、以上において、また添付の図面において様々な構造、特徴、要素、ならびに構造、特徴、および要素の組み合わせを参照して説明されている。しかし、本開示の目的は、本発明の範囲を限定することではなく、本発明に関連する様々な特徴および概念の例を提供することである。当業者は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を逸脱することなく、前述の態様に対して多くの変形および改変が行われ得ることを理解するであろう。例えば、図1〜107に関連して前述した様々な特徴および概念は、本発明から逸脱することなく、個別に使用されてもよく、任意の組み合わせとして、または部分的組み合わせとして使用されてもよい。
Claims (21)
- (a)所定のパターンに従って変化する掃引周波数を有する掃引信号を、無線タグに送信する
ように構成された、競技者に位置している送受信機と、
(a)前記掃引信号を受信し、かつ
(b)前記掃引周波数とは異なる周波数で戻り信号を生成する
ように構成された、ボールに位置している前記無線タグと
を含み、
前記送受信機がさらに、
前記掃引信号を送信している間に、同時に、前記戻り信号を受信し、
前記戻り信号と前記掃引信号の現在の周波数との周波数差を決定し、かつ
前記周波数差に基づいて前記競技者と前記ボールとの間の距離を近似する
ように構成されている、
試合における競技者とボールとの近接度を決定するためのシステム。 - 無線タグが、
掃引信号を受信している間に、同時に、掃引周波数の二倍に等しい異なる周波数で戻り信号を生成するように構成された、周波数二倍器回路
を含む、請求項1記載のシステム。 - 無線タグが、
送信周波数で受信し、かつ掃引周波数の二倍で送信するためのアンテナ
をさらに含む、請求項2記載のシステム。 - 送受信機が、
戻り信号を掃引信号の第二調波と混合するように構成された混合器
を含む、請求項2記載のシステム。 - アンテナが、交差磁気スロットダイポールを含む、請求項3記載のシステム。
- 送受信機が、
混合器によって生成される混合器出力に適応する帯域幅を有するフィルタ
をさらに含む、請求項4記載のシステム。 - 送受信機がさらに、別の競技者と関連付けられている別の送受信機による干渉を低減するために掃引信号をいつ開始すべきか決定するように構成されている、請求項1記載のシステム。
- 送受信機がさらに、周波数差の測定値の変動性が所定の閾値より大きい場合に、競技者とボールとの間の距離を近似するように後続の掃引信号を生成するように構成されている、請求項1記載のシステム。
- ボールの無線タグへの掃引信号の送信を開始する段階であって、該掃引信号の掃引周波数は所定のパターンに従って変化する、段階;
前記掃引信号を送信している間に、同時に、前記無線タグからの戻り信号を受信する段階;
周波数差を獲得するために、前記戻り信号の受信周波数と現在の掃引周波数とを比較する段階;および
前記周波数差から競技者と前記ボールとの間の距離を推定する段階
を含む、試合における競技者とボールとの間の距離を決定するための方法。 - 比較する段階が、
現在の掃引周波数を二倍化して、第二調波信号を獲得すること;および
前記第二調波信号を戻り信号と混合して、差周波数を特徴とする混合器出力を獲得すること
を含む、請求項9記載の方法。 - 別の競技者と関連付けられている別の送受信機による干渉を低減するために掃引信号をいつ開始すべきか決定する段階をさらに含む、請求項9記載の方法。
- 推定する段階が、
周波数差の複数の測定値から競技者とボールとの間の推定距離を決定すること
を含む、請求項9記載の方法。 - 複数の測定値の変動性が所定の閾値より大きい場合に、競技者とボールとの間の距離を近似するように後続の掃引信号を生成する段階をさらに含む、請求項12記載の方法。
- 所定のパターンに従って変化する掃引周波数を有する掃引信号を、無線タグに送信し、
前記掃引信号を送信している間に、同時に、ボールに位置している前記無線タグからの戻り信号を受信し、かつ
前記戻り信号と前記掃引信号の現在の掃引周波数との周波数差を獲得する
ように構成された無線部分と、
前記周波数差に基づいて競技者と前記ボールとの間の距離を近似する
ように構成されたプロセッサと
を含む、競技者に位置し、競技者とボールとの間の距離を推定するための装置。 - 戻り信号を掃引信号の第二調波と混合するように構成された混合器をさらに含む、請求項14記載の装置。
- 混合器によって生成される混合器出力に適応する帯域幅を有するフィルタをさらに含む、請求項15記載の装置。
- プロセッサがさらに、別の競技者と関連付けられている別の装置による干渉を低減するために掃引信号をいつ開始すべきか決定するように構成されている、請求項14記載の装置。
- プロセッサがさらに、周波数差の複数の測定値から競技者とボールとの間の推定距離を決定するように構成されている、請求項14記載の装置。
- 複数の測定値の変動性が所定の閾値より大きい場合に、競技者とボールとの間の距離を近似するように後続の掃引信号を生成する段階をさらに含む、請求項18記載の方法。
- 掃引周波数で受信し、かつ該掃引周波数の二倍で送信するためのアンテナと、
競技者に位置している装置から前記アンテナを介して掃引信号を受信し、かつ
前記掃引信号を受信している間に、同時に、前記アンテナを介して前記掃引周波数の二倍で戻り信号を生成する
ように構成された周波数二倍器回路と
を含む、試合における競技者とボールとの間の距離を決定するための、ボールに位置している無線タグ。 - アンテナが、交差磁気スロットダイポールを含む、請求項20記載の無線タグ。
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