专利汇可以提供分析高尔夫挥杆的装置和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本系统分析了 高尔夫 挥杆,以高精确地等级测定球手身体产生的各个关节功率,采用了逆动 力 学和球手身体的详细建模。采用深度 照相机 测量身体节段形状,并采用 磁性 运动捕捉系统和三维测力板系统测量挥杆参数。通过本系统无需技术娴熟的技术人员便可迅速地进行分析,并且本系统适于一对一辅导和编译大型高尔夫挥杆 数据库 。,下面是分析高尔夫挥杆的装置和方法专利的具体信息内容。
1.一种分析涉及球手和球杆的高尔夫挥杆的装置,包括测量装置和处理装置,其中所述测量装置和处理装置可用于测量和测定挥杆参数;
所述处理装置可用于:
(a)在计算中采用球手身体模型;
(b)采用所述模型和测定的挥杆参数来计算挥杆分析中采用的分析参数,其中:
(i)所述分析参数有意义且有实用价值;
(ii)所述分析参数与球手身体内能量产生和/或通过所述球手身体和球杆的能量转移有关。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述处理装置可用于通过若干分析参数分析挥杆。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其中所述处理装置可用于将球手建模为相连的基本刚性的节段组成的系统,所述模型包括以下特征的选集:
所述处理装置可用于建模球手,此时球手的右小腿、右大腿、左小腿、左大腿、骨盆、上干、头、右上臂、右下臂、左上臂和左下臂分别位于所述模型的不同节段或不同节段组;
所述处理装置可用于通过包括与中干节段连接的上或中上干节段的节段和关节建模,其中所述关节大致位于穿过脊柱的前后线上的两个节段的分界线之间,位于脊柱中心或脊柱与所述线前端向内三分之一处的点之间的点上;
所述处理装置可用于通过包括与中干节段连接的骨盆节段的节段和关节建模,其中所述关节大致位于穿过脊柱的前后线上的两个节段的分界线之间,位于脊柱中心或脊柱与所述线前端向内三分之一处的点之间的点上;
所述处理装置可用于通过包括分别连接在中上干节段和左右上臂节段之间的左右上干节段的节段和关节建模;
所述处理装置可用于通过包括与球杆段连接的左右手节段的节段和关节建模,此时单个握把关节大致位于左右手位置之间的球杆杆身中心轴上;
所述处理装置可用于通过包括分别与左右下臂节段连接的左右手节段的节段和关节建模;
所述处理装置可用于通过包括分别与左右小腿节段连接的左右脚节段的节段和关节建模;
所述处理装置可用于建模包括与上干节段连接的颈上部的头节段;
所述处理装置可用于建模大腿与骨盆相邻节段之间及上臂与上干之间的分界线,所述分界线大致与想象运动平面匹配;
所述处理装置可用于建模位于与最近节段连接的关节不同侧的所述节段的分界线;
所述处理装置可用于建模头节段与上或中上干节段之间的关节,球手直立时,所述关节大致位于第七颈椎高度处;
所述处理装置可用于建模中干节段与上或中上干节段之间的关节和分界线,球手直立时,所述关节和分界线大致位于第八胸椎T8高度处;
所述处理装置可用于建模中干节段与骨盆节段之间的关节和分界线,球手直立时,所述关节和分界线大致位于第五腰椎和骶骨L5-S1高度处。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可用于将球手和球杆建模为刚性球杆头和柔性杆身,且包括以下技术和特征的选集:
所述处理装置通过有限元分析建模杆身,以测定杆身的弯曲特性;
所述处理装置通过针对球杆类型的有限元分析建模球杆类型,其中代表球手所用球杆类型的有限种类的球杆类型用于测试;
所述处理装置使用球杆握把端的测量运动作为有限元分析输入。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可采用以逆动力学原理为依据的计算方法。
6.根据权利要求5所述的装置,其中所述处理装置可用于使用以下逆动力学计算特性的选集:
从四个点开始的计算,包括左右脚近端触地点及球杆远端和头;
通过选择关节确定近端和远端计算终止处的终点,预计通过由远到近或由近到远计算产生更准确可靠的结果;
所述终点的远端关节采用由远到近值计算参数,所述终点的近端关节采用由近到远值计算参数,其中远端指沿球手身体和附属球杆指向球杆头或球手头的方向,近端指沿球手身体指向球手左右脚触地点的相反方向。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可用于通过以下特性的选集测量或分析球手体内产生的能量或经球手身体和球杆传递的能量:
测量或分析球手的大量复杂肌肉所产生的能量作为对具体各关节直接作用的肌群所产生的能量;
某个关节处肌群所产生的能量按所述关节周围力矩与角位移的乘积计算,某个关节处肌群所产生的功率按所述关节周围力矩与角速度的乘积计算;
球手体内产生的能量的主要分析参数为各关节处的关节功率;
经球手和球杆传递的能量的重要分析参数为各节段的能量变化率。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置可用于测量运动学参数,包括通过磁性运动捕捉系统测量的参数或通过高速摄影动作捕捉装置测量的参数,其中所述磁性运动捕捉系统的有源传感器设置在球手身上,所述高速摄影动作捕捉装置的无源标志或目标设置在球手身上。
9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置包括磁性动作捕捉装置,且可用于直接跟踪参考磁场中球杆及若干球手节段的三维位置和三维方向,还可用于包括以下技术或特征的选集:
所述测量装置通过跟踪握把关节下方球杆杆身上部的传感器直接跟踪球杆;
所述测量装置通过跟踪所述节段上的传感器直接跟踪左右小腿、左右大腿、骨盆、中上干、左右上臂、左右下臂、左右手和头;
所述测量装置不包括下臂上的传感器;
所述测量装置不包括左上干和右上干上的传感器;
所述测量装置不包括左右脚上的传感器;
所述测量装置和处理装置通过参考相邻节段上直接跟踪的传感器间接跟踪没有直接跟踪的节段;
腿上的传感器可通过绑带附着,和/或骨盆和中上干上的传感器可附于夹克上,和/或手上的传感器可附于手套上,和/或头上的传感器可附于帽子上;
小腿上的传感器可设置在小腿上部附近,以避免地面反作用力测量装置的金属信号干扰;
附于金属球杆上的传感器安装在非金属构件上,所述非金属构件使所述传感器远离球杆但固定在球杆上。
10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置包括用于测量或测定与球手脚或腿相关的力的装置,所述测量装置和处理装置可用于测量与每条腿的力分布相关的参数,也能从下列技术或特征中进行选择:
所述测量装置和处理装置测量任一右脚触地点、右脚到右髋关节之间的点、任一左脚触地点及左脚到左髋关节之间的点处的力,所述处理装置通过所述实测力测定每条腿的力分布;
所述测量装置测量左右脚触地点或站立地面部位的地面反作用力(GRF);
所述测量装置通过一对测力板测量地面反作用力;
所述测量装置测量球手脚触地点处的三维力;
所述测量装置通过一对三轴测力板测量三维力;
所述测量装置通过球手脚触地点处测得的力对准运动捕捉系统的坐标系;
所述测量装置采用可在运动捕捉系统的磁性坐标系中操作的触针通过球手脚触地点处测得的力对准所述运动捕捉系统的坐标系。
11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置包括用来测量或测定与各臂内力和/关节功率分布相关的力的装置,而且可用于测量或测定通过以下技术或特征选择的力:
所述测量装置和处理装置可用于测量右手节段、左手节段和球杆之间握把关节上的力或功率;
测量并记录握把关节力或功率以及相应杆身角度位置的曲线,然后通过与两次挥杆时测量的参数(包括杆身角度位置)匹配从而与另一次挥杆同步;
针对某位球手挥杆所用的一系列具有代表性的球杆类型,测量并记录握把关节力或功率以及相应杆身角度位置的曲线,然后运用到所述球手的其他挥杆中;
针对一系列具有代表性的球杆类型,测量并记录握把关节力或功率以及相应杆身角度位置的曲线,然后运用到其他球手的挥杆中;
握把关节位置的力或功率通过测量握把关节的综合三维力来测定,然后直接运用到逆动力学计算中;
握把关节的力或功率通过测量握把关节的简单力矩来测定并用于测定右臂和左臂的力和功率的相对比例;
握把关节位于左右手位置之间的球杆杆身的中心轴附近;
所述测量装置包括设置在握把关节附近的球杆杆身上的应变计;
所述测量装置包括设置在握把关节附近的应变计,所述握把关节位于支撑球杆杆身的一个构件上;
所述测量装置包括以平衡电桥排列布置的应变计;
所述测量装置包括测量弯矩并与所述球杆杆身长轴对准的应变计;
所述测量装置包括测量力矩并与所述球杆杆身长轴以一定角度(如约45°)对准的应变计。
12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置和处理装置可用于测量与身体节段惯性参数(BSIP)相关的参数,还包括以下技术或特征的选集:
所述测量装置和处理装置测量或测定身体节段惯性参数的选集,包括节段关节位置、节段质量、节段质量分布或质量中心和各主体相互正交方向的节段惯性矩;
所述处理装置适当地或成比例地调节球手身体节段惯性参数的质量参数,使所有球手节段的质量参数之和与测出的球手测量整体质量相符;
所述处理装置将球手身体一侧的身体节段惯性参数相关测量值运用到球手身体的另一侧;
所述处理装置将身体一侧的、无需建立相对于特定传感器的关节中心的身体节段惯性参数相关测量值运用到身体另一侧;
所述测量装置和处理装置测量或确定相对于设置在相邻节段上的传感器的关节中心。
13.根据权利要求1至12中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置和处理装置可用于测量或测定通过以下技术或特征选择的中干身体节段惯性参数:
使球手处于接近击球位置的前倾位置,以测量中干;
在至少两个位置进行中干的测量,一个是球手类似于平衡直立位置或后挥到达顶点位置直立或相对直立,另一个是球手位置类似于击球位置前倾,采用的身体节段惯性参数在挥杆时不同,大约在所述直立位置测量的值和所述前倾位置测量的值之间变化;
采用的身体节段惯性参数在挥杆时不同,大约在与根据经验法测定的球杆角位移相符的、所述直立位置测量的值和所述前倾位置测量的值之间变化,同时,后挥到达顶点时的值接近直立测量值且击球时的值接近前倾测量值;
在至少两个位置测量中干,一个是球手类似于平衡直立位置或后挥到达顶点位置直立或相对直立,另一个是球手位置类似于击球位置前倾;测定身体节段惯性参数,使得所述两个位置达到平衡,且在挥杆期间采用身体节段惯性参数。
14.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置和处理装置可用于通过以下技术或特征的选集测量或测定相对于三维几何形状的身体节段惯性参数:
通过所述节段分界线的特定人体测量标志限定的所述各节段的简化几何表示计算身体节段的形状和体积;
大腿和上臂节段包括由表面与上干或骨盆在关节的假想运动平面内大约成一定角度的斜截椭圆锥体组成的部位干体;
对身体一侧的脚、小腿、大腿、上臂、下臂和手节段中心部位进行的几何测量自动适用于另一侧;
表示节段所采用的几何体通过八个标志限定,每端各四个标志用于限定宽度和深度。
15.根据权利要求1至14中任一权利要求所述的装置,其中当采用以下技术或特征的选集的操作人员在触摸辅助下,所述测量装置、处理装置和通信装置可用于在测量或测定身体节段惯性参数:
将器具放置在解剖标志上并读数;
将器具放置在解剖标志上并读数,其中所述器具采用在运动捕捉系统坐标系中可跟踪的触针;
将器具放置在节段的解剖标志上并读数,其中所述器具采用在坐标系中可跟踪的触针,同时也可在同一坐标系内跟踪节段;
所述测量装置包括触针,所述触针可在磁坐标系内操作同时可用于测量相对于传感器的所述球手、球杆或系统装置的表面点位置;和/或定位身体和球杆标志以及在关节中心、节段体积和节段质量分布测定或计算时采用的节段表面或形状;
所述测量装置包括多个动作捕捉传感器和可在同一磁坐标系内操作的一个触针;
所述通信装置由一个处理装置控制并可用于提供视觉或听觉通信,所述通信采用操作员熟悉的名称一次性指示标志,而所述操作员可逐步通过待测量的标志或点并自动记录与所述操作员通信的所述测量值。
16.根据权利要求1至15中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置和处理装置可用于通过以下技术或特征的选集测量或确定关节中心的位置:
所述处理装置确定关节运动时相对于两个相邻节段最趋于静止的点的位置,其中所述位置为通过动作捕捉装置或其他装置分别跟踪的两个相邻节段共有,所述技术称为共用中心技术;
所述处理装置确定当球手有意识地锁定两个节段组合之间关节使关节移动时相对于第一节段和两个节段的组合最趋于静止的点的位置,其中所述位置为相邻第一节段和相邻两个节段的组合共有,通过运动捕捉装置或其他装置分别跟踪所述第一节段和所述节段组合,所述方法称为锁定共用中心技术;
所述测量装置测量关节相对于高尔夫挥杆运动时的限定运动,而所述处理装置通过所述共用中心或锁定共用中心技术确定所述位置;
所述测量装置测量便于将关节保持在以相互固定关系锁定的两个节段组合内的限定运动,其中所述处理装通过所述锁定共用中心技术确定所述位置;
从以下技术中选择,其中所述测量装置和处理装置利用附于节段上的传感器通过所述共用中心或锁定共用中心技术确定所述位置:所述测量装置测量能在高尔夫挥杆范围内轻松自在地进行的最大幅度的限定运动,所述测量装置测量其幅度不会因相对于关节的皮肤位移造成所述传感器显著或不当运动的限定运动,将传感器设置在不容易受下层肌肉活动打扰的节段表面区域,同时确定传感器的位置,以便增加与关节的径向距离;
所述测量装置和处理装置采用所述共用中心或锁定共用中心技术确定通常与球手一次性解剖标志相关的位置,所述测量装置和处理装置接着利用关节中心与解剖标志的关系确定特定球手的关节中心位置;
所述测量装置和处理装置采用所述共用中心或锁定共用中心技术确定所述位置,以直接确定各球手的特定关节中心。
17.根据权利要求1至16中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置和处理装置可用于通过球手身体三维表面测定值测量或测定身体节段惯性参数(BSIP)。
18.根据权利要求17所述的装置,其中所述测量装置和处理装置可用于测量或测定身体节段惯性参数,步骤如下:移动通过运动捕捉代表性节段表面部分进行跟踪的触针,测量并记录一系列表面点,继续采集各点直至采集到足够的点以确定节段表面的形状,然后根据测量点确定节段表面的形状。
19.根据权利要求17所述的装置,其中所述测量或测定装置和处理装置包括可通过光深度测定确定球手身体三维表面的三维照相机装置。
20.根据权利要求17所述的装置,其中所述测量或测定装置和处理装置包括使用光深度测定来测定球手身体三维表面同时可用于实施以下步骤的三维照相机装置,其中术语‘节段’指节段或相邻节段的组合:
所述测量或测定装置和处理装置通过光深度测定来确定球手采取各种姿势和动作时的节段表面部分;
所述处理装置通过测定的表面部分来确定节段的三维形状;
所述处理装置通过除所测定三维表面以外的信息利用测定的关节中心和/或测定的各节段坐标系构建球手的局部模型;
所述处理装置采用适于关节中心和/或节段坐标系的三维节段形状构建球手模型;
所述处理装置将预定密度运用到三维节段形状中;
所述处理装置通过三维节段形状采用的模型和密度来测定身体节段惯性参数;
其中所述装置通过以下技术的选集有助于使三维节段形状适于关节中心和/或节段坐标系:
采用与局部模型的关节中心相符的三维照相机测定已测定节段形状的关节中心,其中所述三维照相机包括能进行图像处理、提取人体对象的相连节段模型并跟踪所述相连节段模型运动的内置软件;
采用所述共用中心或锁定共用中心技术测定已测定节段形状的关节中心并使其与局部模型的关节中心相符,其中当球手有意识地锁定两个节段组合之间的关节时,所述共用中心技术将位置确定为关节运动时相对于两个相邻节段最趋于静止的点,并且所述锁定共用中心技术将位置确定为关节运动时相对于第一节段和两个节段组合最趋于静止的点,其中所述位置为相邻第一节段和相邻两个节段的组合所共有;
通过节段形状确定节段端点,假定关节中心位于节段端点,并且节段端点与局部模型的关节中心相符;
节段形状与局部模型内构建的潜在节段形状范围或模板相符。
21.根据权利要求17所述的装置,其中所述测量或测定装置和处理装置包括可通过光深度测定来测量或测定球手身体三维表面的三维照相机装置,并可用于实施以下步骤:
所述测量或测定装置和处理装置通过光深度测定来确定球手采取各种姿势和动作时的节段表面部分;
所述处理装置通过测定的表面部分来确定节段的三维形状;
所述测量或测定装置和处理装置通过运动捕捉来测定球手分别采取各种姿势和动作时关节中心的节段坐标系和估计值,其中术语“运动捕捉”理解为不包括光深度测定;
所述处理装置通过其他可用信息测定关节中心的矫正估计值;
所述处理装置通过关节中心的矫正估计值及各节段的测定坐标系构建球手的局部模型;
所述处理装置采用适于节段坐标系的关节中心和三维节段形状构建球手模型;
所述处理装置将预定密度运用到三维节段形状中;
所述处理装置通过三维节段形状采用的构建模型和密度来测定身体节段惯性参数;
22.根据权利要求17所述的装置,其中所述测量或测定装置和处理装置包括可通过光深度测量来测量或测定球手身体三维表面的三维照相机装置,并可用于实施以下步骤:
所述测量或测定装置和处理装置通过球手采取各种姿势和动作时的光深度测量和运动捕捉来测定节段表面部分,其中术语“运动捕捉”理解为不包括光深度测定;
所述处理装置通过光深度测定确定节段表面部分;
所述处理装置通过测定的节段表面部分来确定节段的三维形状;
所述测量装置和处理装置通过运动捕捉测定关节中心的节段坐标系和估计值;
所述处理装置通过其他可用信息测定关节中心的矫正估计值;
所述处理装置通过关节中心的矫正估计值及各节段的测定坐标系构建球手的局部模型;
所述处理装置采用适于节段坐标系的关节中心和三维节段形状构建球手模型;
所述处理装置将预定密度运用到三维节段形状中;
所述处理装置通过三维节段形状采用的模型和密度来测定身体节段惯性参数。
23.根据权利要求22所述的装置,其中所述测量或测定装置和处理装置能从下列技术或特征中进行选择:
对准光深度测定和运动捕捉的坐标系,其中术语“运动捕捉”理解为不包括光深度测定;
光深度测定和运动捕捉同时进行;
光深度测定和运动捕捉在共同位置进行。
24.根据权利要求19至21中任一权利要求所述的装置,其中所述测量或测定装置和处理装置能从下列技术或特征中进行选择,以通过其他可用信息矫正关节中心估计值:
所述处理装置采用共用中心技术,基本确定为显示了通过运动捕捉或光深度测定的相对于两个单独检测运动最轻微运动的点;
所述处理装置采用位置对称信息,所述位置对称信息假设当球手处于平衡站立位置时左右踝、膝、髋、内肩、外肩、肘和腕关节相对于将球手平分的垂直矢状面对称;
所述处理装置采用位置对称信息,所述位置对称信息假设当球手处于平衡直立位置时腰椎、胸腔和颈关节位于将球手平分的垂直矢状面;
所述处理装置采用假设左右小腿、大腿、上臂和下臂之间的关节中心距离相等的位置对称信息;
所述处理装置采用假设左右髋到腰椎、胸腔到内肩以及内肩到外肩的关节中心距离相等的位置对称信息;
所述处理装置采用关节中心的已知关系,包括对于运动捕捉过程中左右髋关节的距离在所有位置均保持基本不变的假设;
所述处理装置采用与球手模型呈适当比例的平均人体几何形态相关位置信息,包括从特定节段的关节平均长度缩放至能够以高精确度测定(如通过与共用中心技术等效的技术测定)的关节长度;
所述处理装置采用可通过光深度测定系统提供的相连节段模型信息;
所述处理装置结合并采用若干关节中心估计值,并且可用于通过权重测定与预期精确度等级相当的影响比例。
25.根据权利要求17或20所述的装置,其中所述测量或测定装置和处理装置包括可通过光深度测定来测量或测定球手身体三维表面的三维照相机装置,并可用于实施以下步骤:
运动捕捉装置测量球手;
所述运动捕捉装置和处理装置测定运动捕捉坐标系中的节段位置和关节中心;
所述测量装置包括在所述运动捕捉装置的坐标系内进行跟踪的一个深度测量装置,同时由操作员控制的所述测量装置和处理装置通过光深度测定测量所述运动捕捉坐标系内的节段表面部分;
所述测量装置和处理装置通过已测定的表面部分测定所述运动捕捉坐标系中节段的三维形状;
所述处理装置采用适于节段坐标系的关节中心和三维节段形状构建球手模型;
所述处理装置将预定密度运用到三维节段形状中;
所述处理装置通过三维节段形状采用的模型和密度来测定身体节段惯性参数。
26.根据权利要求7至25中任一权利要求所述的装置,其中所述测量或测定装置和处理装置能从下列技术中进行选择,以通过其他可用信息矫正关节中心估计值:
所述处理装置以与逆动力学计算相关的格式构建球手模型;
所述测量或测定装置和处理装置忽略在光深度测定中显著混淆或扭曲节段表面测定的物品,包括附于节段上的传感器或标志;
所述测量或测定装置和处理装置识别并忽略在光深度测定中显著混淆或扭曲节段表面测定的物品,通过着色所述物品方便进行识别;
所述测量或测定装置和处理装置根据预定调整因素修正光深度测定中的衣服厚度;
所述测量装置和处理装置包括带内置处理装置和软件的深度测定照相机,所述深度测定照相机能提取球手的相连节段模型。
27.根据权利要求1至26中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可通过以下监控检查及相关技术和特征的选集进行监控检查:
所述处理装置在测量和记录人体测量标志时逐步构建球手和球杆模型,然后将所述逐步构建的模型展示给操作员或用户,据此向操作员或用户警示明显错误;
完成部分或全部球手身体节段惯性参数的测量和计算时,所述处理装置检查与以下各组-小腿、大腿、上臂和下臂的左右节段进行比较计算出的关节长度是否对称;
完成部分或全部球手身体节段惯性参数的测量和计算时,所述处理装置检查与球手脊柱相关各点是否对准,包括外肩关节、胸腔关节、腰椎关节分隔线中点以及髋关节分隔线中点;
完成部分或全部球手身体节段惯性参数的测量和计算时,所述处理装置检查适当修正和调整后的通过磅秤测定的重量与通过身体节段惯性参数测量和计算测定的重量的差异;
进行挥杆测量时,所述处理装置检查与以下各组-小腿、大腿、上臂和下臂之间左右节段进行比较计算出的关节长度的对称性;
进行挥杆测量时,所述处理装置监控和检查所计算关节中心的一致性,其中通过至少一个传感器跟踪关节中心(包括髋关节和膝关节);
进行挥杆测量时,所述处理装置监控和检查与球手脊柱相关各点是否对准,包括外肩旋转关节分隔线中点、胸腔关节、腰椎关节的分隔线中点以及髋关节分隔线中点;
通过逆动力学或类似方法完成基本挥杆分析计算时,所述处理装置比较并检查各关节力矩或功率的由近至远的计算和由远至近的计算,其中能以有意义的精确度等级计算两种参数;
通过逆动力学或类似方法完成基本挥杆分析计算时,所述处理装置比较并检查挥杆时节段总能量的变化率和组合关节总功率的变化率;
所述处理装置自动进行检查,同时所述通信装置自动将结果传达给操作员或用户;
所述处理装置自动进行检查,同时所述通信装置立即自动将结果传达给操作员或用户;据此及时检测和/或校正故障;
所述处理装置将检查与若干可设定阈值电平联系起来,一个阈值向操作员或用户发出警告报警,提示进行系统检查,其后一个阈值发出更紧迫报警,防止在相关问题得到解决前继续测试。
28.根据权利要求1至27中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可用于通过以下技术和特征的选集滤波测量信号,以消除信号噪声:
通过滤波器限定测量装置的信号频率组成;
采用滤波器通过转换(例如小波或傅里叶或变化)将测量装置测得的噪声数据转换成频域;
单独设置滤波器,使测量特定身体节段运动或特定力输出的测量装置或传感器达到最佳性能;
通过计算时间导数时最终微分前的信号参数,利用滤波器消除测量装置的信号噪声;
所述处理装置采用最优小波函数,已选择所述函数以通过利用互相关法或自相关方法试验不同小波并评价结果来获得测量装置信号频率组成的最佳表征;
所述处理装置在大量信号中将最佳值用于通过经验观测和判断从测量装置得到的分解信号的阈值处理。
29.根据权利要求1至28中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可用于执行以下步骤:
所述处理装置将时序信号转换成小波变换;
所述处理装置将信号分解成不同小波;
所述处理装置测定小波阈值;
所述处理装置重新将结果转换成时序信号。
30.根据权利要求1至29中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置和处理装置可用于执行以下步骤:
所述测量装置和处理装置测量或测定击球前的球杆头速度曲线,并测定速度曲线的最佳估计值;
所述测量装置和处理装置测量或测定击球后的球杆头速度,并测定速度曲线的最佳估计值;
球测量装置测量击球后的球速或所述处理装置获取击球后的球速;
所述处理装置通过假设在标准击球持续时间内保持球和球杆头动量和恒定球杆头加速度测定击球时的球杆头速度变化;
所述处理装置通过结合击球时的球杆头速度变化调整击球前、击球时和击球后的球杆头速度曲线。
31.根据权利要求1至29中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置和处理装置可用于通过检测所述测量装置感应到的一个或多个点处的击球冲击波测定击球时间,所述击球冲击波沿球杆头的远到近方向经球杆杆身和球手传播,所述处理装置可用于通过经验数据修正从球杆头传播到感应点的击球冲击波的延迟。
32.根据权利要求1至31中任一权利要求所述的装置,其中所述测量装置和处理装置可用于执行以下步骤:
测量装置和处理装置测量和测定大量球手的挥杆运动学参数、身体节段惯性参数和地面反作用力参数;
处理装置通过测得的运动学参数、身体节段惯性参数和地面反作用力参数测定与球手体内能量产生和/或经球手身体和球杆进行能量传递相关的参数,所述参数应指能量参数;
处理装置通过地面反作用力参数输入和能量参数输出训练人工智能;
处理装置采用训练的人工智能通过最终使用挥杆中测得的地面反作用力参数预测最终使用挥杆的能量参数;
所述装置包括以下特征和技术的选集:
处理装置采用包括一个神经网络或一组神经网络的人工智能;
测量装置分别测量左右脚的地面反作用力参数;
测量装置和处理装置计算地面反作用力参数,包括右脚、左脚及双脚的压力数据计算中心。
33.根据权利要求1至32中任一权利要求所述的装置,包括以下技术或特征的选集:
测量或分析集中或仅限于下挥杆;
所述装置适合以高加速率进行高尔夫挥杆,包括通过发球杆和长铁杆完成的挥杆;
所述装置的操作不需要人员调整或操控参数或结果;
所述装置自动或基本自动操作;
所述装置不需要高技能人才操作;
所述装置便于球手操作;
所述装置操作快速且单位成本低;
专家和技术人员等操作员很少参与所述装置的操作;
所述装置适用于研究和分离好坏击球因素;
所述装置适用于教练职业和低差点球手;
所述装置适用于测定或计算足够精确的能量产生和/或能量传递,可在实际有意义的个人高尔夫教练中使用;
所述装置产生足够准确的结果,从而有效且有意义地对比和评价相同球手的不同记录挥杆;
所述装置适用于测定或计算足够准确的运动学或动力学参数,以便进行实际有意义的高尔夫教练或与有意义的高尔夫教练相关的活动;
测量或分析不需要依赖之前测量或分析所获得的运动学或动力学数据。
34.一种分析高尔夫挥杆的装置,包括光深度测定装置、地面反作用力测定装置、处理装置和人工智能装置,其中
所述光深度测定装置可用于测定挥杆的光深度参数,同时所述地面反作用力测定装置可用于测定挥杆的地面反作用力参数,其中光深度参数指的是通过光深度测定装置测定的参数并且地面反作用力参数指的是与地面反作用力相关的参数;其中
所述处理装置可用于:
(a)采用所述人工智能装置结合并处理光深度参数和地面反作用力参数,以测定无法仅通过光深度参数或地面反作用力参数测定的具有相同精确度等级和可靠性等级的挥杆相关数据;
(b)当结合并处理光深度参数和地面反作用力参数时,采用与高尔夫挥杆相关的记忆数据或其他可提供的预定数据;
(c)采用所述人工智能装置预测挥杆相关数据。
35.根据权利要求34所述的装置,其中所述光深度测定装置、地面反作用力测定装置和处理装置可用于同时测定挥杆时的光深度参数和地面反作用力参数。
36.根据权利要求34所述的装置,其中所述地面反作用力测定装置和处理装置可用于从以下技术和特征中进行选择:
所述处理装置可采用包括一个神经网络或一组神经网络的人工智能装置;
所述人工智能装置用大量球手的挥杆数据训练,其中训练输入包括光深度参数和地面反作用力参数,同时训练输出包括挥杆相关数据;
所述地面反作用力测定装置和处理装置分别测定右脚和左脚的地面反作用力参数;
所述地面反作用力测定装置和所述处理装置测定地面反作用力参数,包括右脚、左脚及双脚的压力数据计算中心;
所述处理装置测定挥杆相关数据,包括与球手体内能量产生和/或经球手身体和球杆进行能量传递相关的数据。
37.根据权利要求34至36中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可用于通过挥杆相关测定数据分析挥杆。
38.根据权利要求34或35所述的装置,其中所述光深度测定装置和处理装置可用于通过以下技术和特征的选集获取光深度参数:
所述光深度测定装置和/或处理装置通过测定的光深度参数提取球手的相连节段模型;
所述光深度测定装置可无需系统处理器协助通过测定的光深度参数提取球手的相连节段模型;
所述测量装置和处理装置包括带内置处理装置和内置软件的深度测量照相机,所述深度测量照相机能提取球手的相连节段模型;
所述光深度测量或测定装置和/或处理装置采用一系列姿势(包括高尔夫挥杆时通常采用的姿势)协助图像构建;
所述光深度测定装置采用可用于提取图像或运动的三维照相机,所述三维照相机通过捕捉的三维图像或运动显示具有基本刚性节段的相连模型。
39.根据权利要求34至38中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可采用通过以下训练输入的选集训练的神经网络:
与通过光深度测定装置所获取数据类型相同的通过运动捕捉装置获取的数据,其中应了解,运动捕捉装置不包括光深度测定装置;
与通过最终使用光深度测定装置所获取数据类型相同的通过光深度测定装置获取的数据。
40.根据权利要求32至39中任一权利要求所述的装置,光深度测定装置和地面反作用力测定装置可用于同时测定挥杆时的光深度参数和地面反作用力参数;
处理装置测定以下参数的选集:与通过测定光深度参数的运动捕捉所获取数据类型相同的参数,以及与通过光深度参数所获取数据类型相同的参数;
人工智能装置密切结合并处理其类型相当于通过运动捕捉和/或光深度参数获取的数据以及测定的地面反作用力参数的已测定参数,所述测定参数测定无法仅通过最终使用光深度参数或最终使用地面反作用力参数测定相同精确度等级和可靠性等级的挥杆相关最终使用数据;
所述人工智能装置包括一个神经网络或一组神经网络;
所述人工智能装置用大量球手的挥杆数据训练,其中训练输入包括地面反作用力参数以及与所述同等类型光深度参数相符的光深度参数和运动学参数的选集,同时训练输出包括最终使用测量或分析所要求类型的挥杆相关数据;
所述训练的人工智能装置测定挥杆相关最终使用数据。
41.根据权利要求34至40中任一权利要求所述的装置,其中所述光深度测定装置和处理装置可用于通过以下技术或特征的选集测量或确定关节中心的位置:
其中所述位置为通过光深度测定分别跟踪的两个相邻节段共有,所述处理装置确定关节运动时相对于两个相邻节段最趋于静止的点的位置,所述技术称为‘共用中心’技术;
其中所述位置为相邻第一节段和相邻两个节段的组合共有,通过光深度测定分别跟踪所述第一节段和各节段的组合,所述处理装置确定当球手有意识地锁定两个节段组合之间关节使关节移动时相对于第一节段和两个节段的组合最趋于静止的点的位置,所述方法称为‘锁定共用中心’技术;
其中所述处理装置通过所述共用中心或锁定共用中心技术确定所述位置,同时所述光深度测量装置测量或测定所述关节相对于高尔夫挥杆运动时的限定运动;
其中所述处理装通过所述锁定共用中心技术确定所述位置,同时所述光深度测定装置测量或测定便于将关节保持在以相互固定关系锁定的两个节段组合内的限定运动。
42.一种分析高尔夫挥杆的装置,包括处理装置和通信装置,其中所述处理装置可用于:
(a)获得时间变化关节功率信息或时间变化节段能量信息并将其转换成与身体特定关节或节段或与身体关节或节段的组合相关的离散部分,所述离散部分称为块;
(b)同时分析大量块;
(c)限制同时分析的块数;
(d)以帮助理解或说明的格式表示各块;
所述通信装置可用于将已处理信息传达给个人用户或装置。
43.根据权利要求42所述的装置,其中所述处理装置可用于限制通过以下特征和技术的选集同时分析的块数:
限制块数的标准根据用户体验而不同;
对于没有经验的分析者如非职业球手,与单个关节或节段或单个关节或节段的组合相关的块数通常限制在大约八个;
对于有经验的分析者如熟悉分析系统的教练,与单个关节或节段或单个关节或节段的组合相关的若干块通常限制在大约十二个;
所述处理装置将块数限制为向下挥杆的次数;
所述处理装置消除比与相同关节或节段或关节或节段的组合相关的其他块相对更小的块;
所述处理装置消除比与分析中涉及的其他关节或节段或关节或节段的组合相关的其他块相对更小的块;
所述处理装置结合与各个关节功率相关的块,所述块一般作用于大约同时进行的下挥杆部分并包括以下组合的选集:左右踝、左右腕、左右肘、左右外肩、左右内肩以及四个肩关节的组合;
所述处理装置将块数限制在认为具有可能有用的或有意义的相互关系的块组;
所述处理装置将块数限制在可能具有有用的或有意义的相互关系的以下块组的选集:
具有由近至远的运动次序的组,包括左髋、腰椎、胸腔、肩、肘和腕的组,包括下肢和小腿关节的组,包括上体、手臂和握把关节的组以及包括通常最高驱动关节(如左髋、右髋、腰椎和胸腔关节)的组。
44.根据权利要求42或43所述的装置,其中所述处理装置可用于获取时间变化正负关节功率信息,如果是时间变化正关节功率信息,所述处理装置可将各个关节功率块表示为包括经历以下连续阶段的关节功率的主要特点:从零或更低电平加电,保持在大致稳定或稳定增加或减少的电平,以及失电至零或更低电平,所述三个连续阶段分别称为上升、保持和下降;
如果是时间变化负关节功率信息,所述处理装置可将各个关节功率块表示为包括经历以下连续阶段的关节功率的主要特点:从零或更高电平失电,保持在大致稳定或稳定增加或减少的电平,以及从零或更高电平加电,所述三个连续阶段分别称为上升、保持和下降。
45.根据权利要求42至44中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可用于将一个块的分界线重新构建成简化形状,称为简化块,以从以下特征中进行选择:
帮助个人用户理解;
帮助装置处理;
消除无关紧要的特征;
减少或消除实际挥杆期间实际不存在的特征,如收集数据中的噪声或计算结果中噪声放大率。
46.根据权利要求42至45中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可用于通过以下技术的选集将与正关节功率或节段能量变化相关的块重新构建为简化块:
所述处理装置可用与零功率对应的时间轴表示块,通过四条直线组成的四边形限制所述块,所述块称为四边形;从时间轴向上延伸的第一条线对应关节功率的线性上升,第二条相邻线对应关节功率的线性保持,向下延伸至时间轴的第三条相邻线对应关节功率的线性下降,而与时间轴重合的第四条相邻线邻接第一条线的起点从而封闭所述四边形,使简化块的面积符合所述块的面积;
所述处理装置可以与四边形类似的方式表示块,但所述四边形由五条而非四条直线组成,用另一条线来改进简化块与初始块的拟合,使简化块的面积对应所述块的面积;
所述处理装置可以与四边形类似的方式表示块,但通过一条上升直线、下降直线、沿着时间轴延伸的一条直线以及部分符合所述块原样的简单连接线或曲线限定所述块,以缩小上升线和下降线的差距,并按要求连接这些线与时间轴上的线,使简化块的面积对应所述块的面积;
所述处理装置可通过沿时间轴延伸的直线和与初始块拟合的曲线(如创建为低阶多项式曲线的曲线)限制块,使简化块的面积对应所述块的面积。
47.根据权利要求42至46中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可处理符合以下规则的选集的四边形或简化块:
所述处理装置可用于构建最拟合时间变化关节功率曲线或节段能量时间变化曲线的离散部分或离散块的四边形或简化块,包括关节功率的上升、保持、下降,但可忽略关节功率的边缘离散;
所述处理装置可用于构建四边形或简化块直线与曲线上升、保持和下降部分的最佳拟合;
所述处理装置可用于处理正负四边形或简化块,以使其共用时间轴的公共点,其中关节功率或节段能量曲线改变从负值变为正值,反之亦然,同时认为曲线和时间轴的正负部分足以保证单独的正负四边形或简化块;
所述处理装置可用于处理相当于以下选集的四边形封闭区域:曲线与时间轴之间的封闭区域,不包括关节功率或能量改变的边缘离散;以及限制于构建和测定象限或简化块的颞区的曲线和时间轴之间的封闭区域。
48.根据权利要求42至47中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可通过使首尾连接的三条直线拟合关节功率或节段能量曲线创建一个四边形,其中时间轴上的第一点和最终点以及这三条线和时间轴围绕的区域与所述曲线和时间轴围绕的区域相等;同时所述处理装置可测试不同的第一点或最终点,采用优化技术(如使曲线和线条间误差的平方和最小化)确定最佳拟合;所述处理装置可创建与具有相对重要价值的曲线部分的第一近似三分之一或最后近似三分之一部分最佳拟合的直线,并确定将所述第一或最终点作为与时间轴最佳拟合的线的交叉点。
49.根据权利要求42至48中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可通过一个共用分界线将单关节功率时间变化曲线的离散部分或离散块分成邻接的截顶四边形或简化块,前提是所述离散部分或离散块包括至少两个最大峰值,而且两个峰值之间的最小值小于两个峰值中较小值的第一个标准比例;满足与比例值相关的第二个标准,其中标准包括以下标准的选集:
所述处理装置测定,两峰值间的最小值小于根据经验测定的较小峰值比例;
所述处理装置测定,两峰值间的最小值小于约0.58的较小峰值;
所述处理装置测定,得到的分隔四边形的峰值超过设定阈值;
所述处理装置测定,得到的分隔四边形的峰值超过设定阈值(大约7瓦);
所述处理装置测定,得到的分隔四边形的面积或能量值超过设定阈值;
所述处理装置测定,得到的分隔四边形的面积或能量值超过0.3焦;
所述处理装置测定,得到的分隔四边形的面积或能量值超过关节总正功率的设定百分比阈值;
所述处理装置测定,得到的分隔四边形的面积或能量值超过大约3%的关节总正功率。
50.根据权利要求42至48中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置能够采用与负关节功率或节段能量变化所用方式等效的方式表示正关节功率或节段能量变化的离散部分或离散块,从而适当修正由上升、保持和下降时序特性代替的下降、保持和上升时序特性。
51.根据权利要求42至50中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置和通信装置可用来表示或显示沿时间轴的分析信息同时包括以下技术和特征的选集:
所述处理装置和所述通信装置计算并显示高尔夫球手通常熟悉的挥杆中的时间相关标志;
所述处理装置和所述通信装置计算并显示以垂直线(包括实线或虚线)表示的时间相关标志;
所述处理装置和所述通信装置计算并显示以相关位置的球手和球杆的小图解描述表示的时间相关标志;
所述处理装置和所述通信装置计算并显示与符合球杆杆身倾斜的时间相关标志,包括后挥到达顶点、杆身垂直时180°、杆身水平时90°、45°以及击球位置;
所述处理装置和所述通信装置计算并显示包括了挥杆中常见标志点的时间相关标志,其中标志点包括松手时间,开始下挥杆前髋、肩和球杆的最高旋转位置,以及髋肩之间的最大旋转位移;
所述处理装置和所述通信装置计算并显示了指示四边形或块重心的标志;
所述处理装置和所述通信装置计算并显示了所分析挥杆之上重叠或所分析挥杆旁边的其他挥杆相关信息;
所述处理装置和所述通信装置计算并显示了以相同比例和测量单位显示的挥杆相关节段能量块或四边形;
在用户熟悉的组(例如身体左右侧相应关节或节段组)中组合显示的四边形或块的显示;
所述处理装置和通信装置方便用户随意地且分别添加信息或删除已添加信息,包括显示的时间相关标志、重心和其他挥杆信息;
所述处理装置和通信装置以彩色格式显示四边形或简化块,以便于视觉识别;
所述处理装置和通信装置提供了四边形或简化块,用视觉识别标志指示其符合完成或未完成击球的特征的方式;
所述处理装置和通信装置提供了四边形或简化块,用彩色边界或边缘识别相关关节或节段并用彩色或阴影中心区识别其符合完成或未完成击球的特征的方式。
52.根据权利要求42至50中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置可用于通过比较挥杆或挥杆组与同一球手所做的其他挥杆动作之间的球标准或者与熟练手的挥杆比较或者与专业球手的挥杆合成的方式分析挥杆或挥杆组的四边形或块模式,其中所述标准包括以下标准基础的选集:
与四边形或简化块为由近至远的次序的相对阶;
各个四边形或简化块的绝对面积或能量值;
四边形或简化块在向下挥杆过程中的相对位置;
四边形或简化块在向下挥杆过程中的相对比例值;
四边形或简化块重心的相对位置;
四边形或简化块在上升、保持和下降过程中的相对位置;
不同关节功率下四边形或简化块的相对重叠度;
同一类型球杆的简化块和四边形模式之间的相对一致性,包括量级、形状和次序;以及不同类型球杆的四边形或简化块模式之间的相对一致性,包括量级、形状和次序。
53.根据权利要求42至52中任一权利要求所述的方法,其中所述处理装置可通过与用于关节功率时间变化曲线的方式相似的方式将节段能量时间变化曲线的离散节段或离散块(包括动能和势能)格式化为四边形或简化块。
54.根据权利要求42至51中任一权利要求所述的装置,其中所述处理装置和通信装置可包括以下技术或特征的选集:
所述处理装置和通信装置将通常不直观的信息转换成直观信息;
所述处理装置和通信装置将复杂的或专业的信息转换成非技术用户能够理解的信息;
所述处理装置将信息转换成更有利于处理器分析的信息;
所述处理装置将信息转换成更有利于将来储存的信息;
所述处理装置和通信装置将大量信息显示在单个图标或屏幕上;以及
所述处理装置测定原始资料未显示的有用特性。
55.一种分析涉及球手和球杆的高尔夫挥杆的方法;
测量和测定挥杆参数;
在计算中采用球手身体模型;
采用所述模型以及测量和测定的挥杆参数来计算挥杆分析中采用的分析参数;
其中所述分析参数有意义且有实用价值;以及
所述分析参数与球手体内能量产生和/或通过所述球手身体和球杆的能量转移有关。
56.根据权利要求55所述的方法,其中采用若干分析参数分析挥杆。
57.根据权利要求55或56所述的方法,其中在计算中将球手建模为关节相连的基本刚性的节段组成的系统,所述模型包括以下特征的选集:
球手的右小腿、右大腿、左小腿、左大腿、骨盆、上干、头、右上臂、右下臂、左上臂和左下臂分别位于所述模型的不同节段或不同节段组;
关节和节段包括与中干节段连接的上或中上干节段,其中所述关节大致位于穿过脊柱的前后线上的两个节段的分界线之间,位于脊柱中心或脊柱与所述线前端向内三分之一处的点之间的点上;
关节和节段包括与中干节段连接的骨盆节段,其中所述关节大致位于穿过脊柱的前后线上的两个节段的分界线之间,位于脊柱中心或脊柱与所述线前端向内三分之一处的点之间的点上;
关节和节段包括分别连接在中上干节段和左右上臂节段之间的左右上干节段;
关节和节段包括与球杆段连接的左右手节段,此时单个握把关节大致位于左右手位置之间的球杆杆身中心轴上;
关节和节段包括分别与左右下臂节段连接的左右手节段;
关节和节段包括分别与左右小腿节段连接的左右脚节段;
大腿与骨盆相邻节段之间及上臂与上干之间的分界线大致与假想运动平面匹配;
相邻节段的分界线位于连接所述节段的关节的不同侧。
头节段包括与上干节段连接的颈上部;
球手直立时,头节段与上或中上干节段之间的关节大致位于第七颈椎高度处;
球手直立时,中干节段与上或中上干节段之间的关节和分界线大致位于第八胸椎T8高度处;
球手直立时,中干节段与骨盆节段之间的关节和分界线大致位于第五腰椎和骶骨L5-S1高度处。
58.根据权利要求55至57中任一权利要求所述的方法,其中将所述球杆建模为刚性球杆头和柔性杆身,且所述球杆包括以下技术和特征的选集:
通过有限元分析建模杆身,以测定杆身的弯曲特性;
代表球手所用球杆类型的有限种类的球杆类型用于测试,并通过针对球杆类型的有限元分析建模球杆类型;
使用球杆握把端的测量运动作为有限元分析输入。
59.根据权利要求55至58中任一权利要求所述的方法,其中所述计算方法以逆动力学原理为依据。
60.根据权利要求59所述的方法,包括从以下逆动力学计算特性进行选择:
从四个点开始的计算,包括左右脚近端触地点及球杆远端和头;
通过选择关节确定近端和远端计算终止处的终点,预计通过由远到近或由近到远计算产生更精确可靠的结果;
所述终点的远端关节采用由远到近值计算参数,所述终点的近端关节采用由近到远值计算参数,其中远端指沿球手身体和附属球杆指向球杆头或球手头的方向,近端指沿球手身体指向球手左右脚触地点的相反方向。
61.根据权利要求55至60中任一权利要求所述的方法,其中测量或分析球手体内产生的能量或经球手身体和球杆传递的能量包括以下特性的选集:
测量或分析球手的大量复杂肌肉所产生的能量作为对具体各关节直接作用的肌群所产生的能量;
某个关节处肌群所产生的能量按所述关节周围力矩与角位移的乘积计算,某个关节处肌群所产生的功率按所述关节周围力矩与角速度的乘积计算;
主要分析参数为各关节处的关节功率;
重要分析参数为各节段的能量变化率。
62.根据权利要求55至61中任一权利要求所述的方法,其中测定参数包括运动学参数,包括通过磁性运动捕捉测得的参数或通过高速摄影动作捕捉测得的参数。
63.根据权利要求55至62中任一权利要求所述的方法,其中通过磁性动作捕捉装置直接跟踪参考磁场中球杆及若干球手节段的三维位置和三维方向,其还包括以下技术和特征的选集:
通过直接跟踪握把关节下方球杆杆身上部跟踪球杆;
直接跟踪左右小腿、左右大腿、骨盆、中上干、左右上臂、左右下臂、左右手和头;
没有直接跟踪下臂;
没有直接跟踪左上干和右上干;
没有直接跟踪左右脚;
通过参考直接跟踪的相邻节段间接跟踪没有直接跟踪的节段。
64.根据权利要求55至63中任一权利要求所述的方法,其中测量参数包括与每条腿的力分布相关的参数,且所述方法包括从以下技术或特征进行选择:
测量任一右脚触地点、右脚到右髋关节之间的点、任一左脚触地点及左脚到左髋关节之间的点处的力,所述实测力用于测定每条腿的力分布;
测得的力为左右脚触地点或站立地面部位的地面反作用力(GRF);
球手脚触地点处测得的力为三维力;
使球手脚触地点处测得的力对准运动捕捉系统的坐标系。
65.根据权利要求55至64中任一权利要求所述的方法,其中测定参数包括与各臂的力和/或关节功率分布相关的参数,且所述方法包括从以下技术或特征进行选择:
测量右手节段、左手节段与球杆之间的握把关节处的力或功率;
测量并记录握把关节力或功率以及相应杆身角度位置的曲线,然后通过与两次挥杆时测量的参数(包括杆身角度位置)匹配从而与另一次挥杆同步;
针对某位球手挥杆所用的一系列具有代表性的球杆类型,测量并记录握把关节力或功率以及相应杆身角度位置的曲线,然后运用到所述球手的其他挥杆中;
针对一系列具有代表性的球杆类型,测量并记录握把关节力或功率以及相应杆身角度位置的曲线,然后运用到其他球手的挥杆中;
握把关节位置的力或功率通过测量握把关节的综合三维力来测定,然后直接运用到逆动力学计算中;
握把关节的力或功率通过测量握把关节的简单力矩来测定并用于测定右臂和左臂的力和功率的相对比例;
握把关节位于左右手位置之间的球杆杆身的中心轴附近;
66.根据权利要求55至65中任一权利要求所述的方法,其中测定参数包括与身体节段惯性参数相关的参数,还包括以下技术或特征的选集:
身体节段惯性参数包括节段关节位置、节段质量、节段质量分布或质量中心和各主体相互正交方向的节段惯性矩的选集;
适当地或成比例地调节球手身体节段惯性参数的质量参数,使所有球手身体节段的所述质量参数之和与测出的球手测量整体质量相符;
球手身体一侧的身体节段惯性参数相关测量值适用于球手身体的另一侧;
67.根据权利要求55至66中任一权利要求所述的方法,其中通过以下技术或特征的选集测量或测定中干身体节段惯性参数:
使球手处于接近击球位置的前倾位置,以测量中干;
在至少两个位置测量中干,一个是球手类似于平衡直立位置或后挥到达顶点位置直立或相对直立,另一个是球手位置类似于击球位置前倾;采用的身体节段惯性参数在挥杆时不同,大约在所述直立位置测量的值和所述前倾位置测量的值之间变化;
采用的身体节段惯性参数在挥杆时不同,大约在与根据经验法测定的球杆角位移相符的、所述直立位置测量的值和所述前倾位置测量的值之间变化,同时,后挥到达顶点时的值接近直立测量值且击球时的值接近前倾测量值;
在至少两个位置测量中干,一个是球手类似于平衡直立位置或后挥到达顶点位置直立或相对直立,另一个是球手位置类似于击球位置前倾;测定身体节段惯性参数值,使得所述两个位置达到平衡,且在挥杆期间采用身体节段惯性参数值。
68.根据权利要求55至67中任一权利要求所述的方法,其中通过以下技术或特征的选集根据三维几何形状测量或测定身体节段惯性参数:
通过所述节段分界线的特定人体测量标志限定的所述各节段的简化几何表示计算身体节段的形状和体积;
大腿和上臂节段包括由表面与上干或骨盆在关节的假想运动平面内大约成一定角度的斜截椭圆锥体组成的部位干体;
对身体一侧的脚、小腿、大腿、上臂、下臂和手节段中心部位进行的几何测量自动适用于另一侧;
表示节段所采用的几何体通过八个标志限定,每端各四个标志用于限定宽度和深度。
69.根据权利要求55至68中任一权利要求所述的方法,其中操作人员采用以下技术或特征的选集根据触摸测量或测定身体节段惯性参数:
将器具放置在解剖标志上并读数;
将器具放置在解剖标志上并读数,其中所述器具采用在运动捕捉系统坐标系中可跟踪的触针;
将器具放置在节段的解剖标志上并读数,其中所述器具采用坐标系中可跟踪的触针,同时也可在同一坐标系内跟踪节段;
以操作员熟悉的名称一次性向操作员发出指示标志的视觉或听觉通信,而所述操作员可逐步通过待测量的标志或点并自动记录与所述操作员通信的所述测量值。
70.根据权利要求55至69中任一权利要求所述的方法,其中通过以下技术或特征的选集测量或测定关节中心的位置:
测定关节运动时相对于两个相邻节段最趋于静止的点的位置,其中所述位置为通过动作捕捉或其他方法分别跟踪的两个相邻节段共有,所述技术称为‘共用中心’技术;
测定当球手有意识地锁定两个节段组合之间的关节使关节移动时相对于第一节段和两个节段的组合最趋于静止的点的位置,其中所述位置为相邻第一节段和相邻两个节段的组合所共有,通过运动捕捉装置或其他方法分别跟踪所述第一节段和所述节段组合,所述方法称为‘锁定共用中心’技术;
关节的限定运动表示相对于高尔夫挥杆的运动,其中通过所述‘共用中心’或‘锁定共用中心’技术确定所述位置;
所述限定运动便于将关节保持在以相互固定关系锁定的两个节段组合内,其中通过所述“锁定共用中心”技术确定所述位置;
从以下技术选择,其中利用附于节段上的传感器通过所述‘共用中心’或‘锁定共用中心’技术确定所述位置:可在高尔夫挥杆范围内轻松自在地进行最大幅度的限定运动,所述限定运动的幅度不会因相对于关节的皮肤位移造成传感器显著或不当运动,将传感器设置在不容易受下层肌肉活动打扰的节段表面区域,同时确定传感器的位置,以便增加与关节的径向距离;
通常根据球手的一次性解剖标志测定关节中心,随后利用关节中心与解剖标志之间的关系测定特定球手的关节中心,其中通过所述共用中心或锁定共用中心技术确定所述位置;
直接测定各球手的特定关节中心,其中通过所述共用中心或锁定共用中心技术确定所述位置。
71.根据权利要求55至70中任一权利要求所述的方法,其中通过测定球手身体三维表面测量或测定身体节段惯性参数。
72.根据权利要求71所述的方法,其中通过以下步骤测量或测定身体节段惯性参数:
移动通过运动捕捉代表性节段表面部分进行跟踪的触针,测量并记录一系列表面点,继续采集各点直至采集到足够的点以测定节段表面的形状,然后根据测量点测定节段表面的形状。
73.根据权利要求71所述的方法,其中光深度测定用于测定球手身体三维表面。
74.根据权利要求71所述的方法,其中光深度测定用于测定球手身体三维表面,且所述方法包括以下步骤,其中术语“节段”指节段或相邻节段的组合:
球手采取各种姿势和动作,同时通过光深度测定确定节段表面部分;
根据测定的表面部分测定节段的三维形状;
通过除所测定的三维表面以外的信息利用测定的关节中心和/或测定的坐标系构建球手的局部模型;
采用适于局部模型的关节中心和/或节段坐标系的三维节段形状构建球手模型;
预定密度适用于三维节段形状;
通过所述模型和三维节段形状采用的密度测定身体节段惯性参数;
其中通过以下技术的选集帮助完成使三维节段形状适于关节中心和/或节段坐标系的步骤:
采用与局部模型的关节中心相符的三维照相机测定已测定节段形状的关节中心,其中所述三维照相机包括能进行图像处理、提取人体对象的相连节段模型并跟踪所述相连节段模型运动的内置软件;
采用所述共用中心或锁定共用中心技术测定已确定节段形状的关节中心并使其与局部模型的关节中心相符;其中
所述共用中心技术将位置确定为关节运动时相对于两个相邻节段最趋于静止的点,当球手有意识地锁定两个节段组合之间的关节时,所述共用中心技术将位置确定为关节运动时相对于第一节段和两个节段组合最趋于静止的点,其中所述位置为相邻第一节段和相邻两个节段的组合所共有;
通过节段形状确定节段端点,假定关节中心位于节段端点,并且节段端点与局部模型的关节中心相符;
节段形状与局部模型内构建的潜在节段形状范围或模板相符。
75.根据权利要求71所述的方法,其中光深度测定用于测量球手身体三维表面,且所述方法包括以下步骤:
球手采取各种姿势和动作,同时通过光深度测定确定节段表面部分;
根据测定的表面部分测定节段的三维形状;
球手分别采取各种姿势和动作,通过运动捕捉测定节段坐标系和关节中心的估计值,其中术语“运动捕捉”理解为不包括光深度测量;
通过其他可用信息测定关节中心的矫正估计值;
通过关节中心的矫正估计值及各节段的测定坐标系构建球手的局部模型;
采用适于所测定的节段坐标系的关节中心和三维节段形状构建球手模型;
预定密度适用于三维节段形状;
通过构建的模型和用于三维节段形状和关节中心的密度测定身体节段惯性参数。
76.根据权利要求71所述的方法,其中光深度测定用于测定球手身体三维表面,且所述方法包括以下步骤:
球手采取通过光深度测定和运动捕捉测量的各种姿势和动作,其中术语“运动捕捉”理解为不包括光深度测定;
通过光深度测定确定节段表面部分;
根据测定的节段表面部分确定节段的三维形状;
通过运动捕捉测定节段坐标系和关节中心的估计值;
通过其他可用信息测定关节中心的矫正估计值;
通过关节中心的矫正估计值及各节段的测定坐标系构建球手的局部模型;
采用适于节段坐标系的关节中心和三维节段形状构建球手模型;
预定密度适用于三维节段形状;
通过所述模型和三维节段形状采用的密度测定身体节段惯性参数。
77.根据权利要求76所述的方法,包括从以下技术或特征进行选择:
对准用于光深度测量和运动捕捉的坐标系,其中术语“运动捕捉”理解为不包括光深度测定;
光深度测定和运动捕捉同时进行;
光深度测定和运动捕捉在共同位置进行。
78.根据权利要求75至77中任一权利要求所述的方法,其中与改进关节中心估计值相关的其他可用信息包括以下技术或特征的选集:
采用共用中心技术,基本确定为显示通过运动捕捉或光深度测定的相对于两个单独检测运动最轻微运动的点;
采用位置对称信息,所述位置对称信息假设当球手处于平衡站立位置时左右踝、膝、髋、内肩、外肩、肘和腕关节相对于将球手平分的垂直矢状面对称;
采用位置对称信息,所述位置对称信息假设当球手处于平衡直立位置时腰椎、胸腔和颈关节位于将球手平分的垂直矢状面;
采用位置对称信息,所述位置对称信息假设左右小腿、大腿、上臂和下臂之间的关节中心距离相等;
采用假设左右髋到腰椎、胸腔到内肩以及内肩到外肩的关节中心距离相等的位置对称信息;
采用关节中心的已知关系,包括对于运动捕捉过程中左右髋关节的距离在所有位置均保持基本不变的假设;
采用与球手模型呈适当比例的平均人体几何结构相关位置信息,包括从特定节段的关节平均长度缩放至能够以高精确度测定(如通过与共用中心技术等效的技术测定)的关节长度;
采用通过光深度测定系统获得的相连节段模型信息;
结合和采用若干关节中心估计值,同时通过权重确定与预期精确度等级相当的影响比例。
79.根据权利要求71或73所述的方法,其中光深度测定用于测定球手身体三维表面,且所述方法包括以下步骤:
通过运动捕捉测量球手;
在运动捕捉坐标系中测定节段位置和关节中心;
操作员通过光深度测定测量运动捕捉坐标系中的节段表面部分;
根据测定的表面部分测定运动捕捉坐标系中节段的三维形状;
采用适于节段坐标系的关节中心和三维节段形状构建球手模型;
预定密度适用于三维节段形状;
通过所述模型和三维节段形状采用的密度测定身体节段惯性参数。
80.根据权利要求61至79中任一权利要求所述的方法,包括从以下技术或特征进行选择:
球手在采取各种姿势和动作进行光深度测定时穿着最少衣服;
以与逆动力学计算相关的格式构建球手模型;
在光深度测定中忽略显著混淆或扭曲节段表面测量或测定的物品;
着色显著混淆或扭曲节段表面测量的物品,以便在光深度测量中进行识别;
根据预定调整因素修正光深度测量中的衣服厚度;
与通过运动捕捉进行测量相比,在通过光深度测量进行测量时,球手穿着更简便的衣服;
进行其他处理活动前,在进行深度测量的同时提取球手的相连节段模型。
81.根据权利要求55至80中任一权利要求所述的方法,包括从以下监控检查及相关技术和特征进行选择:
测量和记录人体测量标志时逐步构建球手和球杆模型,然后将所述逐步构建的模型展示给操作员或用户,据此向操作员或用户警示明显错误;
完成部分或全部球手身体节段惯性参数的测量和计算时,检查与以下各组-小腿、大腿、上臂和下臂的左右节段进行比较计算出的关节长度是否对称;
完成部分或全部球手身体节段惯性参数的测量和计算时,检查与球手脊柱相关各点是否对准,包括外肩关节、胸腔关节、腰椎关节分隔线中点以及髋关节分隔线中点;
完成部分或全部球手身体节段惯性参数的测量和计算时,检查适当修正和调整后的通过磅秤测定的重量与通过身体节段惯性参数测量和计算测定的重量的差异;
进行挥杆测量时,检查与以下各组-小腿、大腿、上臂和下臂的左右节段进行比较的计算出的关节长度是否对称;
进行挥杆测量时,监控所计算关节中心的一致性,其中通过至少一个传感器跟踪关节中心(包括髋关节和膝关节);
进行挥杆测量时,监控与球手脊柱相关各点是否对准,包括外肩旋转关节分隔线中点、胸腔关节、腰椎关节的分隔线中点以及髋关节分隔线中点;
当通过逆动力学或类似方法完成基本挥杆分析计算时,比较并检查各关节力矩或功率的由近至远的计算和由远至近的计算,其中能计算有意义的精确度等级的两种参数;
通过逆动力学或类似方法完成基本挥杆分析计算时,比较并检查挥杆时节段总能量的变化率和组合关节总功率的变化率;
自动进行检查,同时自动将结果传达给操作员或用户;
自动进行检查,同时立即自动将结果传达给操作员或用户,据此及时检测和/或校正故障;
将检查与若干可设定阈值电平联系起来,一个阈值向操作员或用户发出警告报警,提示进行系统检查,其后一个阈值发出更紧迫报警,防止在相关问题得到解决前继续测试。
82.根据权利要求55至81中任一权利要求所述的方法,其中通过以下技术和特征的选集滤波测量信号,以消除信号噪声:
通过滤波器局限信号频率组成;
采用滤波器通过转换(例如小波或傅里叶或变化)将噪声数据转换成频域;
单独设置滤波器,使测量特定身体节段运动或特定力输出时达到最佳性能;
通过计算时间导数时最终微分前的信号参数,利用滤波器消除噪声;
采用最优小波函数,已选择所述函数以通过利用互相关法或自相关方法试验不同小波并评价结果来获得信号频率组成的最佳表征;
在大量信号中将最佳值用于通过经验观测和判断从测量装置得到的分解信号的阈值处理。
83.根据权利要求55至82中任一权利要求所述的方法,包括以下步骤:
将时序信号转换成小波变换;
将信号分解成不同小波;
确定小波阈值;
重新将结果转换成时序信号。
84.根据权利要求55至83中任一权利要求所述的方法,包括以下步骤:
测量击球前的球杆头速度,并测定速度曲线的最佳估计值;
测量击球后的球杆头速度,并测定速度曲线的最佳估计;
测量击球后的球速;
通过假设在标准击球持续时间内保持球和球杆头动量和恒定球杆头加速度确定击球时的球杆头速度变化;
通过结合击球时的球杆头速度变化调整击球前、击球时和击球后的球杆头速度曲线。
85.根据权利要求55至84中任一权利要求所述的方法,其中通过检测击球冲击波测定击球时间,所述击球冲击波沿球杆头的远到近方向经球杆杆身和球手传播,通过经验数据修正从球杆头传播到感应点的击球冲击波的延迟。
86.根据权利要求55至85中任一权利要求所述的方法,包括以下步骤:测量和测定大量球手的挥杆运动学参数、身体节段惯性参数和地面反作用力参数;
通过测得的运动学参数、身体节段惯性参数和地面反作用力参数测定的与球手体内能量产生和/或经球手身体和球杆进行能量传递相关的参数,所述参数应指能量参数;
通过地面反作用力参数输入和能量参数输出训练人工智能;
训练的人工智能通过最终使用挥杆中测得的地面反作用力参数预测最终使用挥杆的能量参数;
所述方法包括以下从特征和技术进行选择:
所述人工智能包括一个神经网络或一组神经网络;
分别测量左右脚的地面反作用力参数;
地面反作用力参数包括右脚、左脚及双脚的压力数据计算中心。
87.根据权利要求55至86中任一权利要求所述的方法,包括从以下技术或特征进行选择:
测量或分析集中或仅限于下挥杆;
所述方法适合以高加速率进行高尔夫挥杆,包括通过发球杆和长铁杆完成的挥杆;
所述方法不需要人员调整或操控参数或结果;
所述方法自动或基本自动操作;
所述方法不需要高技能人才操作;
所述方法便于球手操作;
所述方法操作快速且单位成本低;
专家和技术人员等操作员很少参与所述方法的操作;
所述方法适用于研究和分离好坏击球因素;
所述方法适用于教练职业和低差点球手;
所述方法适用于测定或计算足够精确的球手体内产生的能量和/或经球手身体和球杆传递的能量,可在实际有意义的个人高尔夫教练中使用;
所述方法产生足够精确的结果,从而有效且有意义地对比和评价相同球手的不同记录挥杆;
所述方法适用于测定或计算足够精确的运动学或动力学参数,以便进行实际有意义的高尔夫教练或与有意义的高尔夫教练相关的活动;
测量或分析不需要依赖之前测量或分析所获得的运动学或动力学数据。
88.一种分析高尔夫挥杆的方法,包括以下步骤:
测定挥杆的光深度参数以及地面反作用力参数,其中光深度参数指的是通过光深度测定装置测定的参数并且地面反作用力参数指的是与地面反作用力相关的参数;
采用一个人工智能装置结合并处理光深度参数和地面反作用力参数,以测定无法仅通过光深度参数或地面反作用力参数测定的具有相同精确度等级和可靠性的挥杆相关数据;
结合并处理光深度参数和地面反作用力参数时,采用记忆数据或其他可提供的预定数据;
采用所述人工智能装置预测挥杆相关数据。
89.根据权利要求88所述的方法,其中同时测定挥杆的光深度参数和地面反作用力参数。
90.根据权利要求88所述的方法,包括从以下技术和特征进行选择:
所述人工智能装置包括一个神经网络或一组神经网络;
所述人工智能装置用大量球手的挥杆数据训练,其中训练输入包括光深度参数和地面反作用力参数,同时训练输出包括挥杆相关数据;
分别测量和测定左右脚的地面反作用力参数;
地面反作用力参数包括右脚、左脚及双脚的压力数据计算中心。
测定的挥杆相关数据包括与球手体内能量产生和/或经球手和球杆进行能量传递相关的数据。
91.根据权利要求88至90中任一权利要求所述的方法,采用挥杆相关测定数据分析挥杆。
92.根据权利要求88至91中任一权利要求所述的方法,其中通过以下技术和特征的选集测定光深度;
从测定的光深度参数中提取球手的相连节段模型;
采用一系列姿势(包括高尔夫挥杆时通常采用的姿势)协助图像构建;
进行其他处理活动前,在进行深度测定的同时提取球手的相连节段模型。
93.根据权利要求88至92中任一权利要求所述的方法,其中采用通过以下训练输入的选集训练的神经网络:
与通过光深度测定装置所获取数据类型相同的通过运动捕捉装置获取的数据,其中应了解,运动捕捉装置不包括光深度测定装置;
与通过最终使用光深度测定所获取的数据类型相同的通过光深度测定装置获取的数据。
94.根据权利要求88至93中任一权利要求所述的方法,包括以下步骤:
同时测定挥杆的光深度参数和地面反作用力参数;
测定以下参数的选集:与通过测定光深度参数的运动捕捉所获取数据类型相同的参数,以及与通过光深度参数所获取数据类型相同的参数;
通过人工智能装置密切结合并处理其类型相当于通过运动捕捉和/或光深度参数获取的数据以及测定的地面反作用力参数的已测定参数,所述测定参数测定无法仅通过光深度参数或地面反作用力参数测定相同精确度等级和可靠性等级的挥杆相关最终使用数据;
所述人工智能装置包括一个神经网络或一组神经网络;
所述人工智能装置用大量球手的挥杆数据训练,其中训练输入包括地面反作用力参数以及类型等同于可通过最终使用光深度测定装置获取的数据的光深度参数以及与所述同等类型光深度参数相符的运动学参数的选集,同时训练输出包括最终使用测量或分析所要求类型的挥杆相关数据;
采用经训练的人工智能装置测定挥杆相关最终使用数据。
95.根据权利要求88至94中任一权利要求所述的方法,其中通过以下技术和特征的选集测量或测定关节中心的位置:
其中所述位置为通过光深度测定分别跟踪的两个相邻节段共有,确定关节运动时相对于两个相邻节段最趋于静止的点的位置,所述技术称为‘共用中心’技术;
其中所述位置为相邻第一节段和相邻两个节段的组合共有,通过光深度测定分别跟踪所述第一节段和各节段的组合,测定当球手有意识地锁定两个节段组合之间关节使关节移动时相对于第一节段和两个节段的组合最趋于静止的点的位置,所述方法称为锁定共用中心技术;
其中通过所述共用中心或锁定共用中心技术确定所述位置,关节的限定运动表示相对于高尔夫球挥杆的运动;
其中通过所述共用中心或锁定共用中心技术确定所述位置,技术采用的限定运动便于将关节保持在以相互固定关系锁定的两个节段组合内;
96.一种分析高尔夫挥杆的方法,包括获得随时间变化的关节功率信息或时间变化节段能量信息并将其转换成与身体特定关节或节段或与身体关节或节段的组合相关的离散部分,所述离散部分称为块;
同时分析有限量块;
限制同时分析的块数;
以帮助理解或说明的格式表示各块;
将已处理信息传达给个人用户或装置。
97.根据权利要求96所述的方法,其中限制通过以下特征和技术的选集同时分析的块数:
限制块数的标准根据用户体验而不同;
对于没有经验的分析者如非职业球手,与单个关节或节段或单个关节或节段的组合相关的块数通常限制在大约八个;
对于有经验的分析者如熟悉分析系统的教练,与单个关节或节段或单个关节或节段的组合相关的若干块通常限制在大约十二个;
将块限制为在向下挥杆期间出现的块;
消除比与相同关节或节段或关节或节段的组合相关的其他块相对更小的块;
消除比与分析中涉及的其他关节或节段或关节或节段的组合相关的其他块相对更小的块;
结合与各个关节功率相关的块,所述块一般作用于大约同时进行的下挥杆部分并包括以下组合的选集:左右踝、左右腕、左右肘、左右外肩、左右内肩以及四个肩关节的组合;
将块限制在认为具有可能有用的或有意义的相互关系的块组;
将块限制在可能具有有用的或有意义的相互关系的以下块组的选集:具有由近至远的运动次序的组,包括左髋、腰椎、胸腔、肩、肘和腕的组,包括下肢和小腿关节的组,包括上体、手臂和握把关节的组以及包括通常最高驱动关节(如左髋、右髋、腰椎和胸腔关节)的组。
98.根据权利要求96或97所述的方法,其中获取时间变化正或负关节功率信息,如果是正时间变化关节功率信息,将各个关节功率块表示为包括经历以下连续阶段的关节功率的主要特点:从零或更低水平上升,保持在大致稳定或稳定增加或减少的水平,以及下降至零或更低水平,所述三个连续阶段分别称为上升、保持和下降;
如果是负时间变化关节功率信息,将各个关节功率块表示为包括经历以下连续阶段的关节功率的主要特点:从零或更高水平下降,保持在大致稳定或稳定增加或减少的水平,以及从零或更高水平上升,所述三个连续阶段分别称为上升、保持和下降。
99.根据权利要求96至98中任一权利要求所述的方法,其中将一个块的分界线重新构建成简化形状,称为简化块,以从以下特性中进行选择:
帮助个人用户理解;
帮助装置处理;
消除无关紧要的特征;
减少或消除实际挥杆期间实际不存在的特征,如收集数据中的噪声或计算结果中噪声放大率。
100.根据权利要求96至99中任一权利要求所述的方法,其中采用如下技术的选集将与正关节功率或节段能量变化相关的块重新构建成简化块,其中简化块的面积与所述块的面积相对应;
使用与零功率对应的时间轴表示块,通过四条直线组成的四边形限制所述块,所述块称为四边形;从时间轴向上延伸的第一条线对应关节功率的线性上升,第二条相邻线对应关节功率的线性保持,向下延伸至时间轴的第三条相邻线对应关节功率的线性下降,而与时间轴重合的第四条相邻线邻接第一条线的起点从而封闭所述四边形;
以与四边形类似的方式表示块,但是所述四边形由五条而非四条直线组成,用另一条线来改进简化块与初始块之间的拟合度;
以与四边形类似的方式表示块,用一条上升直线、下降直线、沿着时间轴延伸的一条直线以及部分符合所述块的原始形状的简单连接线或曲线限定所述块,从而缩小上升线和下降线的差距,以及按要求要连接这些线与时间轴上的线;
用沿着时间轴延伸的直线以及与初始块拟合的曲线(如创建为低阶多项式曲线的曲线)限制块。
101.根据权利要求96至100中任一权利要求所述的方法,其中四边形或简化块符合以下规则的选集:
四边形或简化块与时间变化关节功率曲线或节段能量时间变化曲线的离散部分或离散块最拟合,包括关节功率的上升、保持、下降,但可忽略关节功率的边缘离散;
四边形或简化块的直线应尽量与曲线的上升、保持和下降部分拟合;
在关节功率或节段能量变化曲线从负值变为正值,反之亦然,同时认为曲线和时间轴的正负部分足以保证单独的正负四边形或简化块,则相关正负四边形或简化块共享时间轴上的公共点;
四边形或简化块之间的封闭区域等于如下区域的选集:不包括关节功率(或能量变化)的边缘离散曲线和时间轴之间的封闭区域;以及限制于构建和测定四边形或简化块的颞区的曲线和时间轴之间的区域。
102.根据权利要求96至104中任一权利要求所述的方法,其中通过将首尾连接的三条直线拟合关节功率或节段能量变化曲线创建一个四边形,其中时间轴上的第一点和最终点以及这三条线和时间轴围绕的区域与所述曲线和时间轴围绕的区域相等;测试不同的第一点或最终点,采用优化技术(如使曲线和线条间误差的平方和最小化)测定最佳拟合;创建与具有相对重要价值的曲线部分的第一近似三分之一或最后近似三分之一部分最佳拟合的直线,并确定将所述第一或最终点作为与时间轴最佳拟合的线的交叉点。
103.根据权利要求96至104中任一权利要求所述的方法,其中用一个共用分界线将单关节功率时间变化曲线的离散部分或离散块分成邻接的截顶四边形或简化块,前提是所述离散部分或离散块至少包括两个最大峰值,两个峰值之间的最小值小于两个峰值中较小值的第一标准比例。满足与比例值相关的第二标准,其中标准包括以下标准的选集:
两峰值间的最小值小于根据经验测定的较小峰值比例;
两峰值间的最小值小于约0.58的较小峰值;
得到的分割四边形的峰值超过设定阈值;
得到的分割四边形的峰值超过设定阈值(大约7瓦);
得到的分割四边形的面积或能量值超过设定阈值;
得到的分割四边形的面积或能量值大约超过0.3焦耳;
得到的分割四边形的面积或能量值超过关节总正功率的设定百分比阈值;
得到的分割四边形的面积或能量值超过大约3%的关节总正功率。
104.根据权利要求96至104中任一权利要求所述的方法,其中采用与负关节功率或节段能量变化所用方式等效的方式表示正关节功率或节段能量变化的离散部分或离散块,从而适当修正由上升、保持和下降时序特性代替的下降、保持和上升时序特性。
105.根据权利要求96至104中任一权利要求所述的方法,其中沿着时间轴表示或显示分析的信息,信息包括以下技术和特征的选集:
信息包括高尔夫球手通常熟悉的挥杆中的时间相关标记;
信息包括以垂直线(包括实线或虚线)显示的时间相关标志;
信息包括以相关位置处球手和球杆的小图解描述表示的时间相关标志;
信息包括对应于球杆杆身倾斜的时间相关标志,包括后挥到达顶点、杆身垂直时的
180°、杆身水平时的90°、45°以及击球位置;
信息包括通常包含挥杆中常见标志点的时间相关标志,其中标志点包括松手时间,开始下挥前髋、肩和球杆的最高旋转位置,以及髋肩之间的最大旋转位移;
信息包括表明四边形或简化块重心的标志;
信息包括所分析挥杆之上重叠或所分析挥杆旁边的其他挥杆相关信息;
信息包括以相同比例和测量单位显示的挥杆相关节段能量块或者四边形;
信息包括四边形或简化块的显示信息,其以组合的方式显示在用户熟悉的组中,例如身体左右侧上的相应关节或节段组;
用户随意地且分别添加或删除显示的添加信息,包括时间相关标志,重心信息以及其他挥杆的相关信息;
以彩色格式显示四边形或简化块,以便于视觉识别;
为四边形或简化块提供指示其符合完成或未完成击球的特征的方式的视觉识别标志;
为四边形或简化块提供彩色边界或边缘以识别相关关节或节段,并为其提供彩色或阴影中心区以识别其符合完成或未完成击球的特性的方式。
106.根据权利要求96至104中任一权利要求所述的方法,其中通过比较挥杆或挥杆组与同一球手所做的其他挥杆动作或者与熟练球手的挥杆比较或者与专业球手的挥杆合成的方式分析挥杆或挥杆组的四边形或简化块模式,其中所述标准包括以下标准基础的选集;
与四边形或简化块为由近至远的次序的相对阶;
各个四边形或简化块的绝对面积或能量值;
四边形或简化块在向下挥杆过程中的相对位置;
四边形或简化块在向下挥杆过程中的相对比例值;
四边形或简化块重心的相对位置;
四边形或简化块在上升、保持和下降过程中的相对位置;
不同关节功率下四边形或简化块的相对重叠度;
同一类型球杆的四边形或简化块模式之间的相对一致性,包括量级、形状和次序;
不同类型球杆的四边形或简化块模式之间的相对一致性,包括量级、形状和次序。
107.根据权利要求96至106中任一权利要求所述的方法,其中通过与用于关节功率时间变化曲线的方式相似的方式将节段能量时间变化曲线的离散部分或离散块(包括动能和势能)格式化为四边形或简化块。
108.根据权利要求96至107中任一权利要求所述的方法,其中包括从以下技术或特征进行选择:
将通常不直观的信息转换成直观信息;
将复杂的或专业的信息转换成非技术用户能够理解的信息;
将信息转换成更有利于处理器分析的信息;
将信息转换成更有利于将来储存的信息;
将大量信息显示在单个图标或屏幕上;
测定原始资料未显示的有用特性。
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