高尔夫GPS装置和系统 |
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| 申请号 | CN200880116883.5 | 申请日 | 2008-09-16 | 公开(公告)号 | CN101952687A | 公开(公告)日 | 2011-01-19 |
| 申请人 | 卡拉韦高尔夫公司; | 发明人 | J·巴拉德塔; S·登顿; | ||||
| 摘要 | 一种便携式 高尔夫 GPS装置包括操作上耦合到GPS单元的 微处理器 、操作上耦合到微处理器的输入装置诸如 键盘 (或 触摸屏 )和操作上耦合到微处理器的显示器诸如 液晶 显示器 (LCD)。包含用于操作装置的至少一些 软件 和数据的程序 存储器 系统也操作上耦合到微处理器。便携式高尔夫GPS装置优选包含在壳体中，使得整个装置具有非常小巧而轻便的形状因子，并且优选是手持的和/或口袋大小的。高尔夫GPS装置配置成显示到 叠加 在高尔夫球场的卫星/航空摄影图像上的球场特征部的距离。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高尔夫GPS装置，包括： |
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| 说明书全文 | 高尔夫GPS装置和系统技术领域[0001] 本发明的领域一般涉及利用全球定位系统(GPS)确定位置和距离的电子装置，并且更具体地说，涉及用于确定到高尔夫球场上特征部(features)的距离并显示到特征的距离、高尔夫球场图像和/或其它高尔夫相关数据的GPS装置。本发明还涉及用于支持这种GPS装置的系统和方法。 背景技术[0002] 各种高尔夫GPS装置，手持的和安装在高尔夫车上的，之前在现有技术中都已经公开和描述过了。一般而言，这些装置包括GPS接收器和处理电子部件(GPS系统)、诸如液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT)等显示器以及诸如键盘等用户输入装置。高尔夫球场数据是输入并存储在高尔夫GPS装置中，例如包括果岭、沙坑和/或其它球场特征部的位置坐标。这些类型的装置使用GPS系统确定装置的位置。然后，该装置计算并显示到各种高尔夫球场特征部的距离，诸如到果岭的前方、中间和后方的距离，或者到沙坑或水障碍的距离。因此，通过将装置放在高尔夫球处或附近，该装置能比较容易而准确地给打球者提供在打高尔夫时可用的重要距离信息。例如，打球者使用距离信息制定打洞策略(有时称为“球场管理”)和球杆选择的策略。 [0003] 作为高尔夫GPS装置的一个示例，由此通过参考全部结合在本文中的美国专利No.5,507,485(′485专利)旨在公开了一种高尔夫GPS装置，其能显示高尔夫球洞的描绘，包括每个球洞的多个可选视图，诸如到果岭的途径和果岭本身。′485专利描述该装置配置成使用GPS接收器自动确定装置的位置，然后自动显示打球者即刻感兴趣的高尔夫球洞视图。虽然′485专利公开了可在显示器上指示到所显示特征部的距离，但是没有描述如何或在哪里显示这种信息。′485专利还描述了该装置可在可拆卸集成电路(IC)卡上包含其它特征，诸如用于接收气候(即温度和湿度)和天气(即风速和风向)条件的构件、用于记录和计算得分、赌注(bets)和差点(handicaps)的构件、用于记录足够以后重放和分析一轮高尔夫的高尔夫比赛细节的构件、用于向打球者建议击球和球杆选择、所用的球杆和击球所获得的距离的构件以及用于更新每日开球区和球洞位置的构件。每个具体球场的球场数据还描述为存储在主计算机与高尔夫计算机之间可相互交换的可拆卸IC卡上。 [0004] 然而，′485专利未描述如何生成球场数据或者如何确定每日开球区和球洞位置。用于通过在主计算机上编程然后插入到高尔夫计算机中的可拆卸IC卡更新和提供球场数据的构件是笨拙而不方便的。此外，′485专利只描述了基于车载的高尔夫计算机，并且虽然′485专利建议装置的部分(显示器和输入构件)可实现在手持单元、诸如苹果TM计算机公司的NEWTON 上，但是没有实现完全集成的独立手持高尔夫GPS装置的公开。 [0005] 美国专利申请No.6,456,938(′938专利)描述了手持高尔夫GPS装置，该申请由此通过参考全部结合于本文中。该手持装置描述为运行在安装到并直接连接到dGPS(差分全球定位系统或差分GPS)接收器的掌上计算机(PC)上的软件。′938专利的手持装置具有包括接收和容纳显示器模块的dGPS接收器模块的模块化构造。显示器模块被描述为是具有显示屏和运行操作系统的处理器的各种手持多功能计算装置中的任一种。所公开的TM适当显示器模块包含个人数据助理(PDA)，诸如袖珍PC、Palm PDA或类似的掌上计算装置。 屏幕被分成两个相区别的部分，用于显示高尔夫球场区域图形表示的球场显示部分和用于显示触摸敏感菜单按钮和数据(包含距离)的单独数据和菜单显示部分。在所公开的实施例中，大部分屏幕包含第一部分，并且屏幕的细的左列示出了触摸敏感菜单按钮和诸如距离等数据的垂直菜单列。 [0006] ′938专利还描述了手持高尔夫GPS装置可构造成使得这些模块集成到一个单元中，但未以任何细节描述这种“集成”单元的构造。 [0007] ′938专利描述了手持高尔夫GPS装置的各种功能性、创建高尔夫球场地图的方法以及向手持高尔夫GPS装置分发高尔夫球场地图的方法。例如，为了在一轮高尔夫期间使用′938专利的装置，首先将球场数据加载到装置上。这可通过使用该装置并使用那个球场数据文件来绘制球场地图，如下面描述的，或者通过将装置连接到个人计算机(PC)或直接连接到互联网连接并将球场数据文件下载到装置上来实现。存在用于设置比赛者偏好的设置菜单，诸如：球杆选择和数据收集；停止位置(lie)和击打跟踪(stroke tracking)启用/禁用；果岭击打(green strokes)的标记；以及设置果岭参考点、系统单位(system units)和球场、开球区和开始球洞选择。一旦选择了球场、开球区和开始球洞，装置就显示所选球洞的图形(图标)表示，并且到其位置预先存储在球场数据文件中的特征部的某些距离只显示在显示器的数据和菜单部分中。例如，到果岭中心的距离可显示在显示器的数据和菜单选择部分中的其中一个框中。图形表示包含要显示在显示器上的各种特征部的简单图标，如′938专利的图29中所示的。在任何时候，都使用dGPS接收器来确定装置的位置。 [0008] ′938专利的装置还包含球杆选择特征，其中在比赛期间对于每次击球都显示比赛者球杆的平均距离。装置还包含用于测量从装置的位置到用户在显示器上标记的目标的距离的特征。另一个所描述的装置特征是击球跟踪方法，其允许用户存储每次击球的位置和在这种位置击打所用的球杆。在′938专利中描述了几个其它特征，包括显示功能，诸如取全景和缩放、得分保留、统计跟踪和向网站或PC上载比赛击球数据然后查看一轮重放的能力，其中重放的速度是可调的。TM [0009] 手持高尔夫GPS装置的另一个示例是来自Skygolf 的Skycaddie 系装置。目前，存在四种型号的具有各种功能和特征级别的Skycaddie。像在′485专利和′938专利中所描述的装置，高尔夫球场数据被加载到Skycaddie装置中。如Skygolf所描述的，通过使用GPS和勘测设备现场绘制每个球场的地图来生成高尔夫球场数据。高尔夫球场数据的数据库可通过因特网在Skycaddie网站上访问。高尔夫球场数据被下载到PC上，然后可通过将装置连接到PC而加载到Skycaddie装置上。此外，如果所关注的球场或特征部未包含在Skygolf数据库中的话，Skycaddie装置允许用户绘制球场或附加球场特征部的地图。 [0010] Skycaddie装置使用GPS接收器确定装置的地理位置。使用装置的GPS确定位置和高尔夫球场数据，Skycaddie装置显示诸如果岭前方、中间和后方的距离数据。某些型号的Skycaddie装置也可显示到诸如其位置已经预先存储在高尔夫球场数据中的沙坑和水障碍等特征部的距离。 [0011] 某些型号的Skycaddie还可显示所选球洞的果岭的轮廓，其中到果岭前方、中间和后方的距离显示到所显示轮廓的那侧。一些型号还在显示器的一个部分中显示某些特征部、诸如河流、沙坑或果岭的图标表示，并在紧接这些图标的显示器的不同部分中显示到这种特征部的距离。Skycaddie装置能够通过标记开始位置然后将装置移动到所测量位置并标记结束位置，来只测量到未预先存储在球场数据中的位置的距离。该装置然后将显示这两个位置之间的距离。然而，这需要走完到所测量的位置的整条路。Skycaddie装置配置成基于装置的位置自动前进到要打的下一球洞。 [0012] 然而，之前描述的高尔夫GPS装置都没有提供方便的口袋大小的形状因子、能够显示高尔夫球场摄影图像的高分辨率彩色显示器、灵活校准以改进准确度、或者功能性以及易于使用以充分利用这种特征。因此，存在对于克服了先前装置和系统缺陷和缺点的改进高尔夫GPS装置的需要。 发明内容[0013] 本发明包括简单、准确而容易使用的便携式高尔夫GPS装置和系统，还提供了在小巧、轻便形状因子上的优秀功能和特征。本发明的便携式高尔夫GPS装置一般包括操作上耦合到GPS单元的微处理器、操作上耦合到微处理器的输入装置、诸如键盘(或触摸屏)和操作上耦合到微处理器的显示器、诸如液晶显示器(LCD)。包含用于操作装置的至少一些软件和数据的程序存储器系统也操作上耦合到微处理器。该装置还包括配置成控制装置操作并提供以下更详细描述的装置功能性的各种固件和软件。此外，装置所利用的数据、诸如高尔夫球场数据和图像可存储在程序存储器或其它存储器模块、诸如安全数字存储卡(SD卡)、基于USB的存储装置、其它类型的闪存等中。 [0014] 为了便携性，本发明的高尔夫GPS装置是完备的、小巧而轻便的。例如，装置优选是电池驱动的。便携式高尔夫GPS装置优选包含在壳体中，使得整个装置具有非常小巧而轻便的形状因子，并且优选是手持的，并小到足以舒服地装在用户的衣服口袋里。例如，整个高尔夫GPS装置可以为4英寸长(4″)，2英寸宽(2″)，0.6英寸厚(0.6″)，或者在任何一个或多个维度上更小。整个高尔夫GPS装置的重量可以为3.5盎司或更少，包括电池。 [0015] 微处理器可以是任何适当的处理器，诸如可从Freescale半导体获得的MX系处理器或其它基于ARM的微处理器之一。GPS单元可以是任何适当的GPS微芯片或芯片组，诸如可从Nemerix公司获得的NJ1030/NJ1006 GPS芯片组。LCD优选为高分辨率(例如320像素*240像素、QVGA或更高分辨率)、全彩LCD，对角线的尺寸大约为2.2″。 [0016] 在高尔夫GPS装置上程序存储器可包含一个或多个电子存储装置。例如，程序存储器可包含微处理器上含有的某存储器(some memory)、在非易失性存储器储存装置(诸如闪存、EPROM或EEPROM)中的存储器、硬盘驱动器(hdd)上的存储器、SD卡、基于USB的存储装置、其它类型的闪存、或其它适当的储存装置。程序存储器存储配置成控制装置操作并提供高尔夫GPS装置功能的至少一些软件。 [0017] 便携式高尔夫GPS装置的部件优选装配在PCB上，连同用于控制和分配电池电力的各种其它电子部件，由此提供功能电子装置的电子连接和可操作性。 [0018] 便携式高尔夫GPS装置的硬件和软件配置成在一轮高尔夫之前、期间和之后确定、跟踪和显示有用的高尔夫相关信息。例如，GPS装置配置成存储以任何适当方式加载到GPS装置上的所关注特定高尔夫球场的高尔夫球场数据。高尔夫球场数据包含各种高尔夫球场特征部、诸如沙坑、果岭、水障碍、开球区等的地理位置坐标。高尔夫球场数据还可包含高尔夫球洞数据，诸如标准杆(par)、差点、每日开球区和球洞位置等。此外，高尔夫球场数据可包含球场摄影图像，诸如卫星或航空摄影和/或视频图像。 [0019] 在打一轮高尔夫期间使用GPS装置在本文称为“打高尔夫”模式。在打高尔夫模式，装置的基本功能如下。首先，在GPS装置上例如从显示器上显示的球场列表中选择正在打的高尔夫球场。然后，用户应将GPS装置定位在打的位置(例如用户的球的位置或开球区)。GPS装置确定装置的位置，然后在显示器上显示各种高尔夫球洞信息。例如，装置可显示正在打的特定高尔夫球洞的号码、球洞的标准杆、球洞的长度和球洞的差点。装置还可显示有关正在打的高尔夫球洞到各种特征部的距离和特征部类型标识的信息。例如，显示器可示出沙坑的前方和飞行距离(carry distance)、果岭的前方、中间和后方、水障碍的前方和飞行距离等等。 [0020] 在本发明的一个创新方面，GPS装置配置成以两个相区别的操作模式显示高尔夫球洞信息。在第一模式，本文也称为基本模式，以文本和/或图标格式显示距离和特征部。这可通过简单地显示特征部列表和每个特征部的相应距离诸如“右边球道沙坑...245-275”或表示紧接于该距离“...245-275”的球道沙坑的图标来实现。这将指示在右边存在球道沙坑，并且245码到达沙坑，而275码通过沙坑。在第二模式，在本文也称为专业模式，距离和特征部被显示在显示器上高尔夫球场相关区域(也称为“视口”)的图形图像上。图形图像优选为根据地理参考(例如对于图像上的任何位置可得到坐标)卫星或航空数字摄影生成的摄影图像或地理参考生成的图像。由此，诸如沙坑、果岭、水障碍等特征部的图像被显示在摄影图像中，并且距离叠加在图像上。在本发明的另一个特征中，距离标记、诸如红点或其它小但容易看得见的符号被放在特征部上准确测量点处，并且距离数被显示在标记附近。 [0021] 如果专业模式球场数据已经加载到装置上，则装置配置成使得它能够在专业模式显示与基本模式显示之间来回切换。然而，如果只有基本模式球场数据已经加载到装置上了，则只可显示基本模式信息。在基本模式查看特征部列表时，可诸如通过在特征部列表上滚动来选择特征部，并且用户可简单地通过从列表中选择该特征部并选择专业模式来选择查看这种特征部的专业模式显示。当然，这个特征部仅在专业模式球场数据已经加载到装置上的情况下才是可得到的。在专业模式和基本模式操作装置所需的高尔夫球场数据集是相同的，只是专业模式数据集包含高尔夫球场的图形图像。这简化了球场数据库的创建，因为创建专业模式数据集也创建了基本模式数据集。 [0022] 在本发明的另一方面，该装置包含用于优化专业模式中距离和特征部图像可视性的、创新的自动、动态、视口(viewport)生成方法。视口生成可包含确定所显示视口的几种方法中的一种或多种。在一个示例中，视口生成方法可包含基于装置的位置(以及因此打的位置)和高尔夫球洞的特性来确定要显示的高尔夫球场的图像的位置和比例的方法。作为一个示例，视口生成法的方法可显示与来自当前位置的打球者最相关的那部分高尔夫球洞，其可以是码数范围，诸如高尔夫球洞邻近150到250码。该方法将自动确定球洞相关部分的图形图像的比例(即设置缩放级别)，使得它将适合于显示器，同时保持相关特征部(例如沙坑、果岭、障碍(hazards))和信息文本(例如码数)的可视性。如果球洞刚好是标准杆3，或者存在小于到球洞末端的某一距离(例如250码)，则视口生成方法可以能够将球洞的其余部分放在显示器上的最大缩放级别显示球洞的其余部分。 [0023] 在视口生成的另一方法中，所显示的距离可调整为避免交叠。这种方法也可称为冲突管理。在某些缩放级别，例如非常低的缩放级别，在显示器上所显示的许多特征部可能非常近地在一起，使得如果到这些特征部的所有距离都显示，则数字将交叠，并且信息的可读性将受损。为了避免这种情况，该方法将不显示其中一些距离，以便避免任何交叠的距离。 [0024] 在本发明的另一方面，GPS装置配置成提供在具有距离叠加的情况下对高尔夫球场的所显示图形图像进行的取全景和缩放。换句话说，当查看距离叠加在特征部上的任何专业模式图形显示时，装置配置成使得用户能够对图像取全景以显示原始视口以外的高尔夫球场，并且距离保持叠加在紧接于它们相应特征部的正确位置。类似地，当从特定视口放大或缩小时，距离再次保持叠加在紧接于它们相应特征部(或特征部标记)的正确位置。此外，当缩放和取全景时，距离的字体大小可以是恒定的，或设置成以最小字体大小显示，并且还可以利用上面所描述的冲突管理方法。 [0025] 在本发明的又一方面，高尔夫GPS装置配置成允许使用显示器上所显示的图像测量高尔夫球场上位置之间的距离。这是有用的特征，其通过使用和显示高尔夫球场的实际摄影图像来实现，并且使用起来非常简单。例如，为了测量装置的当前位置与显示器上所显示的所关注的另一位置之间的距离，用户简单地选择测量模式，将显示器上所显示的光标移动到所关注的位置，然后选择所关注的位置。该装置配置成确定和显示装置当前位置坐标与所关注位置的坐标之间的距离。以类似方式，装置还可配置成测量在显示器上所选择的两个所关注位置之间的距离。此外，在测量模式期间可以自动或手动利用取全景和缩放功能以便选择所关注位置。换句话说，当光标到达查看区域的边缘时，图像将取全景来显示之前在查看区域以外的部分图像。 [0026] 在本发明的又一方面，该装置配置成执行创新校准方法。像测量模式一样，这个特征通过使用和显示高尔夫球场的实际摄影图像实现。为了利用这个特征，用户在高尔夫球场定位物理特征部，其也能相当准确地识别并定位在GPS装置显示器上示出的相同物理特征部的图形图像上。这种校准方法的优良特征的几个示例是球车道交叉(cart pathintersection)、沙坑相区别的形状、沙井盖(manhole cover)或永久开球区标记。装置然后被放在该物理特征部处，然后用户将在装置显示器上示出的光标放在同一物理特征部的图像上。为了改进光标位置的精确度，特征部的图像可被放大到高缩放级别，乃至最大缩放级别。装置配置成确定由GPS装置所测量的视在位置与所显示图像上物理特征部的位置之间的偏差。所得到的偏差然后可用于校正所有将来的GPS读数。由于GPS卫星系统和环境条件中的伪距离误差(pseudo-range errors)引起的GPS中的位置误差在一轮高尔夫的时段内并在单个高尔夫球场的区域上近似相等。由此，在一轮高尔夫期间的单次校准将通常足以解决由于GPS卫星系统的环境条件和伪距离误差所引起的不准确性。如果期望的话，则仍然可以实现单轮高尔夫期间的多次校准。 [0027] 本发明的GPS高尔夫装置也可配置成给出高尔夫球场的赛前预览(pre-round preview)，包括显示每次假设击球和/或所建议策略。这允许用户在打之前得到视觉体验并制定球场策略。 [0028] 类似地，装置可配置成在一轮高尔夫期间跟踪每次击球，包括每次击球所用的球杆和其它击球信息(诸如停止位置的质量和条件、挥杆度、诸如全击、半击等、接触质量、球飞行等)。装置还可配置成回放使用装置跟踪的一轮高尔夫，和/或将跟踪的该轮下载到计算机或其它装置进行回放和/或分析。 [0029] 在本发明的又一特征中，高尔夫GPS装置可包含语音识别/导航。高尔夫GPS装置可配置成允许用户使用语音输入录入(enter)信息，诸如击球信息和得分。语音识别特征也可用于可听地录入命令，诸如在基本模式与专业模式之间切换、导航通过装置菜单、改变设置或装置菜单内的任何其它命令。语音识别便于通过减少必须使用输入装置进行的输入量来使用诸如击球跟踪等更高级的特征。作为一个示例，当录入击球跟踪的球杆选择时，替代必须在球杆列表上滚动，用户只需说出“7号铁头球棒(seven iron)”或“长打棒(drive)”。 附图说明[0031] 图1是根据本发明一个实施例的高尔夫GPS装置的示意性框图。 [0032] 图2是示出根据本发明一个实施例的高尔夫GPS装置的正面、左侧、右侧、上下的四个视图。 [0033] 图3是根据本发明一个实施例的主菜单显示在显示器上的GPS装置的前视图。 [0034] 图4是根据本发明一个实施例的高尔夫菜单显示在显示器上的GPS装置的前视图。 [0035] 图5是根据本发明一个实施例的高尔夫球洞信息显示在显示器上的GPS装置的前视图。 [0036] 图6是根据本发明一个实施例的障碍视图以基本模式显示在显示器上的GPS装置的前视图。 [0037] 图7是根据本发明一个实施例的专业模式视图显示在显示器上的GPS装置的前视图。 [0038] 图8是根据本发明一个实施例的另一专业模式视图显示在显示器上的GPS装置的前视图。 [0039] 图9是根据本发明一个实施例的放大的专业模式视图显示在显示器上的GPS装置的前视图。 [0040] 图10是根据本发明一个实施例的以测量模式显示在显示器上的GPS装置的前视图。 [0041] 图11是根据本发明一个实施例的测量模式的另一方面显示在显示器上的GPS装置的前视图。 具体实施方式[0042] 参考图1，将描述根据本发明一个实施例的高尔夫GPS装置10的主要电子部件的示意性框图。高尔夫GPS装置10包括操作上耦合到GPS芯片组14、用户输入装置16、LCD显示器18的微处理器12；程序存储器20、语音识别模块22、音频输出24、数据传送接口26以及电池和功率管理单元28。如本领域普通技术人员所理解的，装置10还包括其它电子部件，诸如无源电子部件和配置成产生本文所描述的全功能GPS装置的其它电子部件。此外，装置10还包括配置成控制装置10操作并提供下面更详细描述的装置功能性的各种固件和软件。 [0043] 微处理器12优选为基于ARM的微处理器，诸如可从Freescale半导体获得的MX系处理器之一，但也可以是任何其它适当的处理器。微处理器12执行从程序存储器20检索的指令，接收和传送数据，并通常管理GPS装置10的总体操作。 [0044] GPS芯片组14优选为包含接收器和微控制器的基于集成电路的GPS芯片组。GPS芯片组可以是单个集成微芯片或多个微芯片，诸如操作上彼此耦合(例如在印刷电路板(PCB)上)的处理器和单独的接收器。例如，GPS芯片组14可以是可从Nemerix公司获得的NJ1030GPS芯片组或任何其它适当的GPS芯片组或微芯片。GPS芯片组包含GPS接收器、相关联的集成电路、控制微芯片操作的固件和/或软件，并且还可包含一个或多个校正信号接收器(备选地，校正信号接收器可连同GPS接收器集成到单个接收器中)。众所周知，GPS单元14接收来自GPS卫星的信号和/或其它信号、诸如校正信号，并计算GPS单元14的位置坐标。GPS装置10利用这个位置数据来计算以及显示到高尔夫球场上特征部或所选位置的距离，如在下面更详细描述的。 [0045] 显示器18可以是任何适当的图形显示器，但是优选为高分辨率(例如320像素*240像素、QVGA或更高分辨率)全彩LCD。显示器18优选为能适合于总体装置10的形状因子的最大尺寸显示器，并且优选具有大约1.5英寸与4英寸之间的对角线屏幕尺寸。例如，对于下面参考图2所描述的形状因子，显示器可以是2.2″对角线QVGA全彩LCD。此外，由于显示器18打算在外面光照条件下使用，所以显示器18应该在明亮光照条件下提高好的可视性，诸如用透反LCD。 [0046] 程序存储器20存储用于控制和操作装置10的至少一些软件和数据。例如，程序存储器20可存储操作系统(诸如LINUX或Windows CE)、应用软件(其提供装置10的特定功能性，如下面所述)和高尔夫球场数据。程序存储器20概括地包含装置10的所有存储器，包括在微处理器上含有的存储器、在诸如闪存、EPROM或EEPROM等非易失性存储器储存装置中的存储器、硬盘驱动器(hdd)上的存储器、SD卡、基于USB的存储装置、其它类型的闪存或其它适当的储存装置，包括高尔夫GPS装置上的一个或多个电子存储装置，包括附加的可拆卸存储单元30。 [0047] 用户输入装置16可包括多个按钮、触摸屏、键盘或允许用户选择功能和移动光标的任何其它适当用户接口。参考图2中所示的实施例，用户输入装置的示例包括方向键16a和多个按钮16b、16c、16d、16e和16f。装置10配置成使得方向键16a可用于围绕显示器移动光标，而按钮16b-16f可用于进行选择和/或激活功能，诸如激活语音识别或在模式间切换(如下面更详细描述的)。 [0048] 为了提供便携性，高尔夫GPS装置10优选是由电池和功率管理单元28电池供电的。电池可以是任何适当的电池，包括一个或多个不可再充电电池或可再充电电池。例如，在这个应用中可再充电锂电池将工作得相当好，因为它在单次充电上就提供了比较长的寿命，它是小型的，并且在它失效或失去有效容量之前它能够再充电许多次。功率管理单元控制和分配电池电力给装置10的其它部件，控制电池充电，并可提供表示电池寿命的输出。功率管理单元可以是单独的集成电路和固件，或者它可与微处理器12或装置10的其它电子部件集成。 [0049] 语音识别单元22包括配置成接收语音或其它声音并将它们转换成由主应用软件可用的软件命令和/或输入的电子部件或软件(本文所用的术语“软件”将是指软件或固件，或者软件和固件两者的任何组合)。语音识别单元22可包括单独的集成电路、电子部件和/或软件，或者它可集成到主微处理器12中。语音识别单元22包含麦克风32。语音识别单元22配置成检测来自装置10用户的语音和/或其它声音输入，并将这些声音输入转换成电信号。语音识别单元22然后数字化模拟电信号，并计算代表数字化信号的命令或其它输入。例如，可以通过向麦克风32说出术语“专业模式”或“基本模式”使用语音识别单元22输入在专业模式与基本模式之间切换的命令。当然，主应用软件也必须配置成从语音识别单元22接收这些输入。语音识别单元的硬件和软件比较复杂，但是打包解决方案是可用的，诸如可从Texas仪器公司或Wolfson Micro公司获得的产品。 [0050] 音频输出24包括将来自装置的数字信号转换成用于驱动扬声器或耳机的电信号的电子部件和软件。音频输出24可包括听筒塞孔34(图2中所示)和/或扬声器36。音频输出24通常包含数模转换器、功率放大器，并且还可包含用于将信息或数据转换成可听声音的软件。例如，可听输出26可配置成将装置10所测量的距离转换成距离的可听复制语音，用文字、诸如“150”。附加地，装置10可配置成还播放数字音乐文件(诸如MP3音频文件)或数字视频文件(诸如MPEG文件)，其中使用音频输出24输出音频。 [0051] 语音识别单元22和音频输出24可一起集成到软件和硬件单元中。例如，这种集成产品可从Texas仪器公司和Wolfson Micro公司获得。 [0052] 数据传送接口26配置成发送和接收来自计算机或其它电子装置(例如另一个高尔夫GPS装置10)的数据。接口26可以是诸如USB连接等物理连接；诸如Wi-Fi、无线USB或蓝牙、红外光链路等射频连接，或能够在GPS装置10与另一个电子装置之间交换电子数据的任何其它适当接口。如图2中的一个优选实施例所示，接口26包括具有USB连接器26a的USB连接。 [0053] 高尔夫GPS装置10的电子部件优选装配在PCB上，连同各种其它电子部件和机械接口(诸如用户输入装置16的按钮)，由此提供功能电子GPS装置10的电子连接和可操作性。 [0054] 现在转向图2，高尔夫GPS装置10优选包括装有电子部件的壳体40，使得整个装置具有非常小巧、薄而轻便的形状因子。壳体40可由任何适当的材料构成，但是优选为塑料材料，其对于来自GPS卫星的射频信号基本上是透明的。实际上，高尔夫GPS装置优选为手持的，并且小到足以舒服地放在用户衣服的口袋里。图2示出了具有多方面尺寸的GPS装置10的形状因子的一个示例。在一个优选形式中，GPS装置10可具有如下尺寸：高44为大约4英寸或更小，宽度46为1.9英寸或更小，而厚度42为0.6英寸或更小。更优选地，高度44为3.9英寸或更小，宽度46为1.8英寸或更小，而厚度42为0.55英寸或更小。整个高尔夫GPS装置10的重量可以大约为3.5盎司或更少，包括电池28。 [0055] 应用软件程序存储在程序存储器12中。应用软件程序配置成与微处理器12和其它电子部件一起操作来给高尔夫GPS装置10提供本文所描述的功能性。最一般地，便携式高尔夫GPS装置10的硬件和软件配置成在一轮高尔夫之前、期间和之后确定、跟踪和显示有用的高尔夫相关信息。GPS装置10配置成存储通过数据传送接口26加载到GPS装置10上的所关注特定高尔夫球场的高尔夫球场数据。 [0056] 绘制高尔夫球场的地图以使用任何适当的方法、诸如地面测量或更优选地通过使用地理参考卫星或航空图像来创建高尔夫球场数据。地图绘制过程产生可由GPS装置10用于确定所关注高尔夫球场特征部、诸如果岭、沙坑、障碍、开球区、旗杆位置(pin positions)、其它地面标记等的坐标的高尔夫球场数据。一般，将绘制高尔夫球场特征部的周界的地图，使得可以确定到该特征部前方和后方的距离。可通过在计算机上显示高尔夫球场的地理参考图像然后使用脚本(或其它软件)快速而容易地进行地图绘制过程，跟踪所关注的每个特征部(或可以选择周界上的一系列分立点)。所捕获的数据然后用于创建数据集，包括该特征部周界上多个点的坐标、或者周界的矢量图或其它数据，其可用于计算从GPS装置10位置到这种特征部的距离。高尔夫球场数据优选还包含高尔夫球洞数据，诸如标准杆、差点、每日开球区和球洞位置等。此外，为了用于如下所述的“专业模式”，高尔夫球场数据可包含地理参考球场摄影图像，诸如卫星或航空摄影和/或视频图像。实际上，在专业模式和基本模式操作装置10的高尔夫球场数据包基本上是相同的，只是专业模式数据包包含高尔夫球场的图形图像。换句话说，与这些特征部位置相关的高尔夫球场数据对于专业模式和基本模式完全是相同的，并且GPS装置10配置成在具有或没有图形图像的情况下利用该数据。由此，有利的是，创建专业模式数据包也创建了基本模式数据集。 [0057] 现在参考图3-11，将描述根据一个实施例的GPS装置10的操作和功能性。参考图3，在显示器18上显示“主菜单”屏幕。“主菜单”屏幕具有两个选项，“打高尔夫”或“设置”。可以通过使用用户输入装置16的方向键16a上的向上和向下箭头改变加亮选项来选择主菜单屏幕(或本文描述的任何其它菜单和屏幕显示)上的选项。按钮16b可用作“回车”键以进行选择。如果利用触摸屏输入装置16，则用户可简单地在显示器18上触摸选项。 [0058] 选择“设置”将引出“设置”菜单，这将允许用户设置各种装置以及比赛者设置和偏好。例如，“设置”菜单可允许用户设置这种用户偏好作为系统单位(例如码或米)、优选显示设置(例如文本大小、专业模式与基本模式、屏幕亮度和对比度)、开/关功能(诸如得分保留、语音识别、击球跟踪等)以及其它装置设置。 [0059] 选择“打高尔夫”模式引出“高尔夫菜单”，如图4中所示，用于初始化GPS装置10以便在一轮高尔夫期间使用。通过选择“选择球场”，这可以引出当前存储在装置10上的球场列表，可以选择正在打的球场。可基于GPS装置10所确定的装置位置来确定所示的球场列表，例如最靠近装置位置的两个或三个球场的列表。备选地，列表可生成为简单的按字母顺序列表、喜好列表或其它适当的列表方法。如果比赛者正在不同于第一球洞的某一球洞开始，诸如在第十球洞(后9个)开始，则“高尔夫菜单”还允许用户例如选择开始球洞。 [0060] 一旦已经选择了球场和开始球洞，GPS装置10就使用GPS芯片组14确定装置10的位置，然后在显示器上显示各种高尔夫球洞信息。转到图5，在这个所描述的实施例中，GPS装置10配置成显示球洞号码50、当前时间52(装置10可包含可由微处理器12、GPS芯片组14或其它电子装置提供的时钟功能)、球洞54的标准杆、电池电量指示器56和GPS信号强度指示器58。GPS装置10还计算装置10的所确定位置与果岭前方、中间和后方之间的距离，并显示到果岭前方60、中间62和后方64的距离。当装置10移动时，装置10的位置不断更新，并且所显示的距离(诸如果岭前方60、中间64和后方64)相应地更新。 [0061] GPS装置10还可配置成使用球洞的卫星或航空摄影图像显示正在打的球洞的视频飞越(video flyover)。当装置10检测到GPS装置10正在接近或者已经到达特定球洞时，GPS装置10可配置成自动显示该飞越，和/或用户可选择使用菜单驱动的选项显示该飞越。 [0062] 高尔夫GPS装置10也可显示从装置10的位置到障碍和图6所示的所关注其它特征部的距离。作为一个示例，用户可使用按钮16d选择图5所示显示器上的“障碍”选项以引出图6所示的屏幕。图6所示的屏幕以本文称为“基本模式”的模式显示“障碍”信息。基本模式使用图标或文本和相应的所测量距离来显示列表中的“障碍”信息。图6的示例示出了右球道沙坑66的图标，并且到沙坑前侧的距离是248码，而通过沙坑的距离是264码。 类似地，该屏幕示出到果岭左侧沙坑(leftgreenside bunker)68的距离是455码到达，而 472码通过。替代简单地读取图标，这些特征部可备选地使用文本诸如“右球道沙坑”或使用简写诸如RtFwyBnkr等显示。 [0063] 如上面所述，GPS装置10可配置成以两个相区别的操作模式显示高尔夫球洞信息。第一模式是基本模式，其以文本和/或图标格式显示距离和特征部。在第二模式，在本文也称为专业模式，在显示器上高尔夫球场相关区域(也称为“视口”)的图形图像上显示距离和特征部。图7和8示出了显示与图6所示显示器相同信息的专业模式示例。图形图像优选是根据地理参考(例如对于图像上的基本上任何位置可得到坐标)卫星或航空数字摄影生成的摄影图像或地理参考生成的图像。在专业模式，诸如沙坑、果岭、水障碍等特征部的图像被显示在摄影图像中，并且距离叠加在图像上。距离标记70、诸如红点或其它小但容易看得见的符号被放在特征部上测量的准确点上，并且距离数被显示在标记70的附近。参考图7的示例，右球道沙坑66是248码到达且264码通过。这是图6中所描绘的显示器中所示的完全相同的距离信息。同样，如图8所示，果岭左侧沙坑68到前方是455码，且到后方是472码。 [0064] 如上面说明的，用于专业模式和基本模式两者的高尔夫球场数据都是相同的，只是对于专业模式需要高尔夫球场图像。由此，如果专业模式球场数据已经加载到装置上，则装置配置成使得它能够在专业模式显示与基本模式显示之间来回切换。按钮之一诸如按钮16e或16f(见图2)可设置成在专业模式与基本模式之间切换。然而，如果只有基本模式球场数据已经被加载到装置上了，则只可显示基本模式信息。 [0065] 当在基本模式查看特征部列表时，可以诸如通过在图6所示的特征部列表上滚动来选择特征部，并且用户可简单地通过从列表中选择该特征部并选择专业模式来选择查看这种特征部的专业模式显示。当然，该特征部仅在专业模式球场数据已经加载到装置的情况下才可用。 [0066] 为了优化高尔夫球场图像和所显示距离在比较小的显示器18上在专业模式中的可视性，高尔夫GPS装置10可包含自动动态视口生成方法。使装置10的大小小型化的能力在许多方面都受显示器18大小的限制，主要的折衷是期望最大化显示器18的大小，以便能够以容易查看的比例显示许多信息和图像，同时保持装置10总体大小尽可能小。正在显示的图像和号码的智能生成可帮助显示正在打的高尔夫球洞的最相关部分，其中距离以可容易读取的字体大小显示。 [0067] 视口生成可包含确定所显示视口的一种或多种方法。首先，视口生成方法可包含基于装置的位置(以及因此打的位置)和高尔夫球洞的特性来确定要显示的高尔夫球场的图像位置和比例的方法。例如，视口生成法的方法显示与来自当前位置的打球者最相关的那部分高尔夫球洞，其可以是码数范围，诸如距当前位置在150与250码之间的球道。作为一个具体示例，图7示出了如果用户在所显示球洞的发球区上则可显示的视口。视口显示球道和球道周围距开球区从大约200码到375码的区域。自动确定图形图像的比例(即设置缩放级别)以显示球洞的相关部分，使得它将适合于显示器，同时保持相关特征部(例如沙坑)和到球道沙坑的距离的可视性。如果球洞刚好是标准杆3，或者存在小于到球洞末端的某一距离(例如250码)，则视口生成方法可以能够在显示器上适合球洞其余部分的最大缩放级别显示球洞的其余部分(例如见图8)。 [0068] 在另一种视口生成方法中，所显示的距离可调整为避免交叠。这种方法也可称为冲突管理。在某些缩放级别，例如非常低的缩放级别，显示器上所显示的许多特征部可非常近地在一起，使得如果到这些特征部的所有距离都显示，则数字将交叠，并且信息的可读性将受损。为了避免这种情况，该方法将不显示其中一些距离，以便避免任何交叠的距离。对于将不被显示以便避免交叠的距离的确定可基于特征部的层级、随机确定、包含在球场数据中的预先确定、确定最重要距离的算法、某些其它标准或这些方法的组合来确定。在这个特征的另一方面，方法可配置成使得用户可选择显示一些或所有未显示的距离，在这种情况下，交叠这些未显示距离的之前显示的距离被关闭。这种选择可以是开关(toggle)，使得用户可以在所显示距离之间来回切换。如果存在同时显示时将彼此冲突的多于两个的距离，则这种用户选择可前进通过每一个未显示距离，直到所有距离都能顺序显示，同时关闭其它冲突的距离。 [0069] GPS装置10还可取全景和缩放高尔夫球场的所显示图形图像，其中在专业模式叠加距离。参考图8，示出了以低缩放级别的果岭视图的示例。装置10显示在“缩放”模式，其由在显示器18左下角的“缩放/取全景”切换选择指示。为了在正显示的图像上放大，按方向键16a上的“向上”箭头，如图9所示。为了缩小，按方向键16a上的“向下”箭头。装置10可配置成使得压住“向上”或“向下”箭头将分别继续放大或缩小。为了切换到如图9所示的“取全景”模式，按按钮16d。用户可通过在方向键16a上按压键的期望方向来取所显示图像的全景。当缩放或取全景时，距离再次保持叠加在紧接于它们相应特征部(或特征部标记)的正确位置并以预先设置的字体大小。高尔夫GPS装置10还可配置成使用显示器上所显示的图像测量高尔夫球场上位置之间的距离。为了测量从装置的位置到显示器上图像上所看到的位置的距离，选择“测量”按钮16c(见图9)以进入图10所示的“测量”模式。光标70(诸如“+”)和标记72(诸如图10中所示的星)将出现在装置10的当前位置。标记70指示装置10的当前位置，并且光标指示正在测量的点。在开始，标记70和光标72处于同一位置，因此距离显示为“0”。方向键然后用于将光标72移动到所关注的位置。当光标72移动时，计算并显示光标72与标记70之间的距离。当光标72到达所关注方向的显示器边缘时，显示器可自动取全景(和/或缩放)，如图11中所示。当光标位于所关注位置时，将显示期望的距离，如图11示例中所示。以类似方式，装置10还可配置成测量在显示器上选择的两个所关注位置之间的距离。用户简单地选择“测量”模式。光标72然后定位在所关注的第一点，按按钮16b以设置所关注的第一点，然后将光标72移动到所关注的第二点。如在以上示例中，当光标移动时，将更新和显示选择的所关注第一点与光标位置之间的距离。也可通过简单地进入“测量”模式然后将装置10移动到新位置来测量装置10第一位置与装置10第二位置之间的距离。当装置10移动时，将计算以及显示装置 10原始位置与装置10新位置之间的距离。在以上描述的任何测量模式期间可自动或手动利用取全景和缩放功能以便选择所关注的位置。换句话说，当光标到达查看区域边缘时，图像将取全景(和/或缩小)以显示之前在查看区域以外的部分图像。 [0070] 为了改进装置的准确度，高尔夫GPS装置10还包含对于GPS系统中的局部误差校正的校准方法。因为在装置10上所用的高尔夫球场图像是具有全球坐标的准确地理参考的，所以高尔夫球场图像上的每个可辨别特征部是潜在的校准点。为了执行校准，参考图4，选择“校准GPS”模式。用户然后定位高尔夫球场上的物理特征部，其也能被相当准确地识别并定位在GPS装置10显示器上示出的相同物理特征部的图形图像上。作为示例，校准特征可以是球车道交叉、沙坑的相区别的形状、沙井盖或永久开球区标记。GPS装置10然后被放在物理特征部处，然后用户将装置显示器上显示的光标放在同一物理特征部的图像上。它可能有助于放大到物理特征部的高缩放级别乃至最大缩放级别，以改进光标位置的精确度。装置10然后确定高尔夫GPS装置14所测量的视在位置与所显示图像上物理特征部的位置之间的偏差。所得到的偏差然后用于校正该轮高尔夫的所有GPS读数。 [0071] 本发明的高尔夫GPS装置10还可配置成给出高尔夫球场的赛前预览。高尔夫GPS装置10允许用户加载期望的高尔夫球场，然后围绕球场导航，诸如一个球洞接一个球洞地。预览可包含每次假设击球的显示，其可认为是用于打每个球洞和/或击球的每个球洞和/或建议的策略。例如，预览模式可显示预先加载的假设击球，它们自动生成或包含在高尔夫球场数据包中；或者预览模式可使用代表用户的球杆距离的距离，或者用户为每次击球所选的距离，以执行一次击球接一次击球的预览。可在高尔夫GPS装置10上实现高尔夫比赛，其中用户可在期望的高尔夫球场上打高尔夫比赛，类似于其它高尔夫视频比赛，像“老虎伍兹PGA巡回赛”或“马里奥高尔夫”，其中将在存储在装置10上的实际高尔夫球场图像上打比赛。 [0072] 类似于赛前预览特征，高尔夫GPS装置10可配置成跟踪用户在一轮高尔夫期间所进行的每次击球，包括每次击球所用的球杆和其它击球信息(诸如停止位置的质量和条件、挥杆度(诸如全击、半击等)、接触质量、球飞行等)。在一轮高尔夫期间每个球的位置，装置10配置成接收击球信息的输入并存储参考装置10位置的击球信息。用这种存储的信息，装置10还可配置成回放使用装置跟踪的该轮高尔夫，和/或将所跟踪的该轮下载到计算机或其它装置进行回放和/或分析。 [0073] 为了便于将命令和信息录入到装置中，高尔夫GPS装置10可包含使用语音识别单元22的语音识别/导航。例如，高尔夫GPS装置10可配置成允许用户录入击球信息同时利用语音输入使用击球跟踪模式，或录入每个洞上的得分。例如，当录入用于击球跟踪的球杆选择时，用户简单地录入语音模式，并对着装置说“7号铁头球棒”或“长打棒”，或者所使用的任何球杆。语音识别特征也可用于可听地录入命令，诸如在基本模式与专业模式之间切换、导航通过装置菜单、改变设置，或装置菜单内的任何其它命令。语音识别便于通过减少必须使用输入装置进行的输入量来使用更高级的特征，诸如击球跟踪。 [0074] 本发明的高尔夫GPS装置可包含以上描述的任何一个或多个特征和功能，或者它们的本质相互不排斥的此类特征和功能的任何组合。 |
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