在武术中使用的电子计分系统、方法和盔甲
阅读：527发布：2022-08-20
专利汇可以提供在武术中使用的电子计分系统、方法和盔甲专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在各种武术(包括常规形式的武术、混合武术、基于武器的武术、混合的基于武器的武术、或一般的格斗术)中使用的 电子 计分系统。该计分系统允许客观确定在比赛期间施加的 力 、力的 位置 和效力，而不需要电动武器。，下面是在武术中使用的电子计分系统、方法和盔甲专利的具体信息内容。
1.一种在各种形式的武术中使用的电子计分系统，包括：
(a)提供撞击保护的盔甲，该盔甲包括用于根据施加至所述盔甲的一个或多个力检测力参数数据的感测装置，其中所述力参数数据包括关于下列中的数据：
施加至所述盔甲的一个或多个力的
i.幅度；
ii.位置；
iii.持续时间；和
iv.方向；
(b)计分机器，其具有：
ⅰ.用于接收来自所述感测装置的所述力参数数据的通信装置；
ⅱ.用于使用所述力参数数据计算一个或多个结果的计数装置；以及
ⅲ.用于生成一个或多个报告的生成报告装置，其中所述计分机器能够生成用于显示在视觉显示器上的输出,
其中所述计分机器被配置为基于
i.力参数数据；
ii.运动数据；以及
iii.位置数据，
的一个或多个以施加的力的损伤值的形式计算一个或多个结果，
其中所述损伤值可以根据物理特征被校正，所述物理特征包括以下一个或多个：
i.单个参赛者；
ii.用来施加力的武器，以及
其中施加的力的所述损伤值被转化成得分或失分，
其中所述感测装置还包括切换机制，以使得当传感器检测到力时，一个或多个感测装置元件能够被直接或间接接通，使得所述感测装置仅记录启动的传感器，而不是一直监控所有传感器。
2.根据权利要求1的所述电子计分系统，其中所述计分机器还能够根据以下各项的物理特征来校正损伤值：
i.单个参赛者；
ii.武器，
使得所述计分机器能够根据所述物理特征校正击打的损伤值并且将该损伤值转化为得分或失分。
3.根据权利要求1所述的电子计分系统，其中所述计数装置计算施加至盔甲的每个力的损伤值，所述损伤值被转化成得分或失分，以及
其中所述损伤值能够被表示为下列一个或多个：
(a)加分或扣分；
(b)视觉呈现击打；
(c)显示力的相对分布的压力图；
(d)艺术印记，被校准以基于以下一个或多个来模拟损伤值：
i.如同参赛者没有穿着盔甲时所致的击打，
ii.由尖锐的武器而不是实际使用的武器所致的击打。
4.一种在各种形式的武术中使用的电子计分系统，包括：
(a)提供撞击保护的盔甲，该盔甲包括：
ⅰ.撞击保护材料，所述撞击保护材料包含如下之一：钢；碳纤维；聚合物或其他弹道材料；或多功能电激活材料，其中所述盔甲通过吸收撞击力并且防止武器刺穿或变形来保护参赛者免受伤害；
ⅱ.感测装置，该感测装置是该盔甲的一个集成部分，所述感测装置被配置以使得所述盔甲用作一个传感器，用于检测每次接触的力参数数据，所述感测装置生成基于一个或多个感测到的接触力的力参数数据，其中所述力参数数据包括关于下列的数据：
施加至所述盔甲的一个或多个力的
A.幅度；
B.位置；
C.持续时间；和
D.方向；以及
(b)计分机器，其具有：
ⅰ.通信装置，用于接收来自感测装置的力参数数据信号；
ⅱ.计算装置，用于使用所述力参数数据计算一个或多个结果；以及
ⅲ.输出装置，用于显示一个或多个结果，
其中所述计分机器能够生成显示在视觉显示器上的输出，
其中所述计分机器被配置为基于
i.力参数数据；
ii.运动数据；以及
iii.位置数据，
的一个或多个以施加的力的损伤值的形式计算一个或多个结果，
其中所述损伤值可以根据物理特征被校正，所述物理特征包括以下一个或多个：
i.单个参赛者；
ii.用来施加力的武器，以及
其中施加的力的所述损伤值被转化成得分或失分，
其中所述感测装置还包括切换机制，以使得当所述传感器检测到力时，一个或多个感测装置元件能够被直接或间接接通，使得所述感测装置仅记录启动的传感器，而不是一直监控所有传感器。
5.根据权利要求1或4所述的电子计分系统，其中所述感测装置还包括运动感测装置，该运动感测装置检测关于下列中的一个或多个的运动的运动数据：
a)参赛者；
b)集成到所述盔甲的力传感器元件；以及
c)武器或武器的各部分；
其中所述运动感测装置将所述运动数据通信至所述计分机器，以使得所述系统能够检测与比赛相关的运动。
6.根据权利要求5所述的电子计分系统，其中所述运动数据包括关于下列中的一个或多个的数据：
运动的
a)速度；
b)幅度；
c)方向；
d)路径。
7.根据权利要求1或4所述的电子计分系统，还包括位置感测装置，用于检测下列中的一个或多个的位置数据：
(a)参赛者；
(b)竞技场中的目标；
(c)团队和参赛者的相对位置。
8.根据权利要求7所述的电子计分系统，其中所述位置数据包括关于下列中的一个或多个的数据：
(a)追踪一个或多个单个参赛者在竞技场中的位置；
(b)动态监控和记录团队或所述一个或多个单个参赛者的实时相对位置。
9.根据权利要求1或4所述的电子计分系统，其中所述盔甲被分成多个段，所述盔甲的每个段对应于计分网格上的不同网格坐标，使得所述计分机器能够通过参考对应的网格坐标记录施加至所述盔甲的力的具体位置。
10.根据权利要求1或4所述的电子计分系统，还包括一个联接至盔甲的响应模拟装置，所述响应模拟装置在当所述感测装置检测到一个具体阈值的损伤值的力时被启动，所述损伤值基于下列中的一个或多个计算：
(a)力参数数据包括下列中的两个或更多个的组合：
施加至所述盔甲的一个或多个力的
i.幅度；
ii.位置；
iii.持续时间；和
iv.方向；
(b)运动数据；以及
(c)位置数据，
其中所计算的损伤值能够根据以下一个或多个的物理特征被校正：参赛者；或武器；
其中所述损伤值能够被转化为得分或失分。
11.根据权利要求10所述的电子计分系统，其中所述响应模拟装置是下列中的一个或多个：
a)发光装置；
b)电子震动发出装置。
12.根据权利要求11所述的电子计分系统，其中所述发光装置联接至盔甲的头盔部分，当与所述盔甲的头盔部分相关联的所述感测装置检测到一个具体阈值的力时，就模拟在比赛中被打晕的效应。
13.根据权利要求1或4所述的电子计分系统，其中所述系统还包括一个计算机生成图像装置，用于呈现比赛的一个或多个视觉表示，所述视觉表示包括下列中的一个或多个：
(a)力参数数据的图形表示，包括撞击的力和位置的图形表示；
(b)比赛的多维呈现,包括比赛的一个或多个元素的多维呈现。
14.根据权利要求13所述的电子计分系统，其中所述视觉表示进一步包括对击打、重击、抛掷或摔倒的模拟或再现。
15.根据权利要求1或4所述的电子计分系统，其中所述感测装置包括在一个或多个阵列中连接的多个传感器，每个阵列被连接至所述通信装置，由此形成与所述计分机器通信的模块。
16.根据权利要求15所述的电子计分系统，其中所述电子计分系统包括多个模块，所述多个模块是下列中的一个或多个：
a)编织穿过覆盖盔甲的材料；
b)与所述盔甲集成。
17.根据权利要求16所述的电子计分系统，其中每个模块被配置为接触一个或多个其他模块，且一个信号被复用，所述计分机器被配置为接收复用的信号，并将该信号转化成来自分立传感器的多个离散信号，且其中所述信号表示下列中的一个或多个：
a)力参数数据；以及
b)运动数据。
18.根据权利要求17所述的电子计分系统，其中所述传感器是力传感器，选自压电传感器、压阻传感器、加速度计、触觉传感器、和形状记忆合金传感器中的一个或多个。
19.根据权利要求18所述的电子计分系统，其中所述力传感器被调谐装置所链接，所述调谐装置为每个传感器限定力与电压关系，以使得所述力传感器的灵敏度在一个或多个阵列中一致。
20.根据权利要求1或4所述的电子计分系统，其中所述感测装置被配置为检测力施加至所述盔甲的每个分立位置。
21.根据权利要求1或4所述的电子计分系统，其中所述感测装置嵌入在常规盔甲上的外皮中。
22.根据权利要求1或4所述的电子计分系统，其中所述盔甲包括内置电路，用于驱动所述盔甲的需要电力的至少一个部件。
23.根据权利要求22所述的电子计分系统，包括下列中的至少一个：
(a)无线通信装置；
(b)发光装置；
(c)摄像机。
24.一种在各种形式的武术中使用的电子计分方法，包括下列步骤：
(a)根据施加至被配置为由使用者所穿戴的盔甲的一个或多个力检测力参数数据，其中所述盔甲提供撞击保护且其中所述力参数数据包括关于下列的数据：
施加至所述盔甲的一个或多个力的
i.幅度；
i i.位置；
iii.持续时间；以及
iv.方向，
(b)将所述力参数数据通信至计分机器；
(c)基于
i.力参数数据；
ii.运动数据；以及
iii.位置数据，
的一个或多个以施加的力的损伤值形式计算结果，
其中所述损伤值可以根据物理特征被校正，所述物理特征包括以下一个或多个：
i.单个参赛者；
ii.用来施加力的武器，以及
其中施加的力的所述损伤值被转化成得分或失分，
其中感测装置还包括切换机制，以使得当传感器检测到力时，一个或多个感测装置元件能够被直接或间接接通，使得所述感测装置仅记录启动的传感器，而不是一直监控所有传感器。
25.根据权利要求24所述的电子计分方法，还包括以下步骤：
将所述盔甲分成多个段，所述盔甲的每个段对应于计分网格上的不同网格坐标，以使得所述计分机器能够通过参考对应的网格坐标记录施加至所述盔甲的力的具体位置。
26.根据权利要求24或权利要求25所述的电子计分方法，其中所述力参数数据是通过如下的感测装置检测的，所述感测装置选自压电传感器、压阻传感器、加速度计、触觉传感器、和形状记忆合金传感器中的一个或多个。
27.根据权利要求24或25所述的电子计分方法，包括下列进一步的步骤中的一个或多个：
(a)识别参赛者或物体在竞技场中的定位；
(b)追踪在竞技场中的参赛者位置；
(c)记录一个或多个团体或参赛者的相对位置；
(d)检测与比赛相关的运动；
其中定位、位置和追踪信息可被记录并且有助于得分。
28.根据权利要求27所述的电子计分方法，其中使用感测运动装置来检测与比赛相关的运动，
其中所述感测运动装置包括下列的一种或多种：
(a)基于光的运动感测装置，包括激光、红外、紫外光传感器；
(b)热感测装置；
(c)一个或多个加速度计；
(d)追踪在竞技场内的移动的运动捕捉技术。
29.根据权利要求24或25所述的电子计分方法，包括进一步的计算一个或多个分数的步骤，该步骤包括一个或多个加分或一个或多个扣分。
30.根据权利要求24或25所述的电子计分方法，包括进一步的使用计算机生成图像呈现比赛的一个或多个视觉表示的步骤，所述视觉表示包括下列中的一个或多个：
(a)力参数数据的图形表示，包括撞击的力和位置的图形表示；
(b)比赛的多维呈现，包括比赛的一个或多个元素的多维呈现。
在武术中使用的电子计分系统、方法和盔甲
技术领域
[0001] 本发明涉及在武术中使用的电子计分系统、方法和盔甲，更具体地，涉及在关注武器的武术、以及武术或一般的武打形式的艺术中使用的电子计分系统、方法和盔甲。
背景技术
[0002] 武术(例如空手道、剑道或武打形式的艺术)——包括武打形式的艺术例如拳击、巴西柔术、击剑和其他格斗术——在许多文化中具有悠久的传统。武术也许通常被认为起源于亚洲，但是在许多其他文化中也具有悠久的历史，并延伸至现今的现代文化中。
[0003] 武术是经过整理的实践的系统，并且具有为搏斗而训练的传统，并可涉及轻-中接触或全接触对打。一些形式的武术训练和比赛包括使用专用武器(例如剑道中的竹剑(日本剑))。在每一种情形中，都可以使用一个计分系统，其涉及为使用袭击者的身体的一个指定部位(例如手、脚、肘或膝)或者使用武器的一个指定部分击打对手身体上的识别的“目标”区域来分配得分。例如，在剑道中，比赛中的得分仅当袭击是对对手身体的目标区域做出时和当袭击是在意志、竹剑和身体成为一体而做出时才判定得分。竹剑必须是确实击打在目标上，包括与竹剑的前三分之一接触，其中竹剑的运动方向在技术上是正确的。
[0004] 目前，武术搏斗技术的估定是由裁判员视觉做出的，或者通过对手的丧失能力而做出的。视觉判断方面的一个关键限制是用肉眼观察袭击的困难，例如由于袭击的速度，难于准确地估定来自袭击的撞击的位置和力，或者是否做出了任何真实的撞击和损伤(除了通过依靠身体线索，例如击倒或者对参赛者的其他丧失能力的伤害)。仲裁时的人的错误、腐败和偏见对于视觉计分系统是不利的。其他劣势是裁判员或仲裁员近距离观察袭击会带来严重伤害或死亡的危险，尤其是涉及武器时。
[0005] 对参赛者的伤害的实际危险——尤其是在涉及武器时——已导致许多武术的受欢迎程度下降，其中全接触搏斗或对打被认为太危险(和/或缺乏道德)。这导致基于武器的全接触比赛在若干国家被限制或禁止。因此，一些武术系统因缺少在这些武术中安全比赛的机会正在衰落。
[0006] 西方的击剑是涉及到使用武器(例如花剑、重剑、佩剑——在奥林匹克击剑中使用的三种类型的剑)的武打形式艺术的一个实施例。计分涉及在对手的目标区域中进行“击中”。用于克服击剑中使用的视觉计分系统的困难的方法包括在剑上使用墨，以使得当对手的外套被击中时，外套会有污迹，“击中”的数目可被计算。该方法的缺陷是参赛者可通过在其外套上放置醋而作弊，从而墨不会显示，由此隐瞒参赛者已经被击中的次数。
[0007] 为了克服上述问题，已经引入电子计分系统。例如在击剑中，这涉及到导电外套(金属片(lamé))和限定目标(计分)区域的面罩，以及刀片尖端上的按钮(或其他形式的压敏尖端)。电动武器(花剑、重剑或佩剑)结合金属片形成单个电路。电动武器在金属片或面罩上的有效“击中”关闭电路，并导致一个灯接通。外套和面罩电连接至一个计分机器，所以当刀片的尖端与金属片或面罩接触时，“击中”可被电子记录。仅当按钮被指定的最小幅度的力所击中并在一指定时期内保持完全被按下时，击中才被记录。
[0008] 在使用花剑和重剑的击剑中，仅由刀片的尖端做出的击中才计算在内。在使用佩剑的击剑中，刀片的任何部分与目标的任何部分之间的任何接触都计算在内。替代的计分系统涉及一个正常闭路的电路，其中中断电路将断路并点亮一个灯。
[0009] 这种电子计分系统的限制是其仅在已经做出接触时测量，而不确定击打在身体上的位置、击打的方向或击打力的强度。这限制了其在其他形式的武术以及基于武器的武术中的用处，在其他形式的武术中，对击中的位置以及击中的力和方向的电子计分本将是有用的，且在基于武器的武术中，在一些情况下可能优选的是测量在对手上所给予的潜在“损伤”，而不是仅记录已经做出的接触。
[0010] 例如在击剑中使用的电子计分系统的其他限制包括：
[0011] a“.计分电路”(由外套、面罩和电动武器所形成)是特定武术专用的。例如，在花剑击剑中，目标区域(以及因此金属片)被限制到躯干，而在重剑击剑中，目标区域包括整个身体，在佩剑击剑中，目标区域是“击剑线(saddle line)”——从臀部的一侧到另一侧并向上，包括头但不包括手。“计分电路”被限制在与一种武术相关的目标区域，而不是与另一种武术相关的目标区域，因此不能记录在一种武术的目标区域外但是在另一种武术的目标区域内的击中。
[0012] b.武器必须先击打住对手，然后才记录分数——因此，对对手的伤害的危险性是真实的，由此限制了其在其中击打武器导致伤害的危险性非常高的各种各样的基于武器的武术中的用处。
[0013] c.计分的能力被限制为电动武器的接触——因此，限制了在计分涉及到身体部位(例如拳头、肘、脚)或非电动(未改进、常规)武器的击打的武术中的使用。
[0014] 在击剑中使用的系统的另一个缺陷是压力传感器在武器自身上。武术中武器的形式是变化的，并以多种方式使用——因此具有基于武器的传感器是使用受限制的，这是因为计分不止测量武器是否与对手接触。例如，在基于武器的格斗武术中，使用的技术不是仅用武器。也使用拳头、膝、肘、脚、胫骨、肩、额、手指等。因此，使武器带电或在武器上放置传感器不是一个对搏斗技术进行计分的有效手段。此外，一个武器可以以多种方式使用，所以传感器被要求覆盖所有的武器击打区域。示例性武术武器包括偃月刀(Guandao)、木棒、法国短棍(Baton francais)、竹棍(Shareeravadi)/竹棒、藤条、三尺棒、半棒、短棒、禅杖、叉(sai)、蝴蝶剑、砍刀(剑)、克拉比(Krabi)、重剑、花剑、佩剑、钩剑、寸铁、虎爪、勾手(Shuko)/熊爪、鹰爪、拐棍、十手(Jitte)、Tanjo、象牙棒(Otta)、日本金棒、毛利枪、马来西亚鞭/软剑(Chuttuval)/线鞭、节鞭/连棍、绳镖、万力锁、连枷、三节棒(san set sukon 3-PC staff)、链锁、铁扇/格斗扇、破魔锥(Siangham)/格斗箭、飞刀等。
[0015] 许多武术武器结合使用非常具体形式的盔甲，例如由钢制面甲和填充的颈、肩和胸长袍制成的短棍(Kali)/棍棒术盔甲，或者棉制背甲(一种由13层棉制成的防子弹的盔甲)。盔甲套装(如防具)在剑道的训练中使用，由裤子和线罩组成，其与其他形式的武术盔甲十分不同。类似的，胴丸是一种日本的环绕式外套，其尤其被限定为没有坚固的胸板或袖甲。胴丸盔甲围绕身体，而不是分段穿在身上。在世界的大部分地区有成千上万种形式的武术。因此，需要一种应用至可在各种不同武术中使用的盔甲的感测力和定位力装置。
[0016] 在跆拳道中，已经使用结合有力平台的胸板。胸板为穿戴者提供了基本的保护，这是由于其由装有填料的材料(例如硬纸板或皮革)制成，因此不会提供足够的防御重型武器的保护。力平台的另一缺陷是其仅记录是否有接触，而不记录接触力的位置、方向或幅度。
[0017] 已经提出了其他系统来测量武器在击打时的撞击。例如，美国专利No.7,278,290要求目标是坚固耐用的物质，例如钢或钛。由硫化锌和锰构成的弹塑荧光材料层嵌入该耐用层上方。弹塑荧光材料被设计为当弹性应变时，例如当一个弹射体击打该材料时，发出光或呈现荧光。
[0018] 光敏传感器被应用在关键位置，以允许在被一个弹射体撞击前、撞击时或撞击后观察和记录目标。这些图像捕捉在撞击和弹射体撞击位置处的目标的荧光。然后这些图像被发送至一个常规的图像处理系统，该图像处理系统可分离出撞击位置，并将光波波长和强度与一个已知的动能值相关联，所述已知的动能值通过系统的初始校正获得。这种系统的限制包括：
[0019] 1.为了记录一次击中，要求在目标区域中具有坚固和耐用的撞击板(例如钢或钛)；
[0020] 2.荧光数据的分析不足以在武术对抗期间进行动态分析；
[0021] 3.武术比赛发生在近范围处，其中击打会被挡住看不到，且撞击上的荧光持续时间是短暂的，因此不足以克服用肉眼计分的问题；
[0022] 4.在相同位置以相同的力重复击打可能不会在弹塑荧光表面上产生重复的结果；以及
[0023] 5.武术盔甲的形式有许多种，且常由常规材料构成，例如木材、布、锡、特殊形状和类型的钢。因此，对于具有弹塑荧光合成材料和将弹塑荧光合成材料粘接至下层材料是有局限的。
[0024] 美国专利No.4,761,005公开了一种使用换能器通过压电信号测量撞击的装置。具体地，该专利涉及评估搏斗表现和其在武术中的计分的领域。然而，美国专利No.4,761,005公开的装置被限制为放置在可变形材料的顶部或者夹在可变形材料中。因此在撞击保护材料中被限制使用。
[0025] 美国专利6,056,674公开了一种用于拳击的装置，包括与绝缘外衣接触的传感器机构。该装置识别何时一个具有至少预定水平的力的拳打(punch)接触外衣。外衣是绝缘的，以保护穿戴者。绝缘材料包括多个流体袋或泡沫，并与压力传感器通信，压力传感器转而与显示机构通信。显示机构识别拳打何时接触外衣，并可检测拳打的力和位置。尽管该器械可计算随时间所接收的拳打的数量，但是其不测量每次拳打的持续时间(这要求计算每次拳打的力量)或施加的力的方向。这些后面的各条信息对于在武术中更准确地计分是重要的。
[0026] 本文中提及的每个专利都以参引方式全部清楚地纳入本文。
[0027] 需要一种在武术中使用的电子计分系统，该系统能够被用于若干武术中，可测量施加的力(例如由武器、身体部位或摔倒造成)在身体上的位置(例如胸腔、下颌、喉咙)、方向和幅度，并还可通过吸收或分散力而作为保护盔甲(尤其在基于武器的武术中)，因此提供了一种用于在武术中电子计分的装置，而不需要对手接受造成疼痛、伤害或更严重的损伤击打。
[0028] 本发明的目的是提供一种在多种武术(包括常规形式的武术、混合的武术、基于武器的武术、混合的基于武器的武术或一般的格斗术)中使用的新的或替代的电子计分系统，其允许客观确定在比赛期间施加的力、力的位置和效力，不需要电动武器。
发明内容
[0029] 根据本发明的一个方面，提供一种在各种形式的武术中使用的电子计分系统，包括：
[0030] (a)提供撞击保护的盔甲，该盔甲包括用于根据施加至所述盔甲的一个或多个力检测力参数数据的感测装置，其中所述力参数数据包括关于下列的数据：
[0031] 施加至所述盔甲的一个或多个力的
[0032] ⅰ.幅度；
[0033] ⅱ.位置；
[0034] ⅲ.持续时间；和
[0035] ⅳ.方向；以及
[0036] (b)计分机器，其具有：
[0037] ⅰ.用于接收来自所述感测装置的所述力参数数据的通信装置；
[0038] ⅱ.用于使用所述力参数数据计算一个或多个结果的计数装置；以及
[0039] ⅲ.用于生成一个或多个报告的生成报告装置，
[0040] 其中所述计分机器能够生成用于显示在视觉显示器上的输出。
[0041] 根据本发明的另一方面，提供一种在各种形式的武术中使用的电子计分方法，包括下列步骤：
[0042] (a)根据施加至被配置为由使用者穿戴的盔甲的一个或多个力检测力参数数据，其中所述盔甲提供撞击保护；
[0043] (b)将所述力参数数据通信至计分机器；以及
[0044] (c)使用所述力参数数据计算结果，
[0045] 其中所述力参数数据包括关于下列的数据：
[0046] 施加至所述盔甲的一个或多个力的
[0047] a)幅度；
[0048] b)位置；
[0049] c)持续时间；以及
[0050] d)方向。
[0051] 因此，本发明提供了一种在各种形式的武术中使用的电子计分系统，通过提供一种测量施加至盔甲的任何力(例如击打、重击、抛掷)的幅度、位置、持续时间和方向的装置，该系统克服了现有技术中电子计分系统的问题，而不需要电动武器。附图说明
[0052] 为了更好地理解本发明，并示出本发明是如何实现的，现在将参考附图仅通过非限制性实施例的方式描述优选的实施方案。
[0053] 图1是示出根据本发明的一个实施方案的在武术中使用的电子计分系统和盔甲的示意图。
[0055] 图3是示出了图1的盔甲如何被分段的示意图，以使得通过参考盔甲的对应段可记录力的位置，例如相对于图4中示例的计分网格而标绘的示意图。
[0056] 图4是根据一个实施方案的计分网格的示例性表示。该网格示出了对于一个假设的参赛者的击打位置(即，施加至盔甲的力的位置)。
[0057] 图5是示出了与图1的盔甲相关联的各个不同部件(包括感测装置)的示意图。
具体实施方式
[0058] 本发明提供一种在武术(包括传统的武术形式、混合的武术、基于武器的武术、混合的基于武器的武术或一般的格斗术)中使用的新的或替代的电子计分系统(见图1中的条目10)、方法以及盔甲。
[0059] 在一个优选的实施方案中，盔甲是在各种形式的武术中使用的防撞击的通用盔甲。参考图1，以剑道盔甲20的形式描绘了盔甲的一个示例性布置。然而，为清楚起见，盔甲的优选实施方案(如本文随后更详细描述的)是一种“通用”盔甲，适合用于多种武术形式和混合武术(包括但不限于混合的关注武器的武术)。因此，虽然盔甲20的形式可变化(例如在图1中描绘成具有剑道盔甲的外观)，但是其不同于其他的武术保护外衣，这是因为其基本为全身提供了撞击保护，包括免受在全接触武术搏斗中由各种武术武器导致的损伤(例如刺穿或其他损伤)，在所述全接触武术搏斗中，基本上所有身体部位都是合法目标。这与比方说剑道不同，在剑道中，腿和后背是在范围外的。
[0060] 盔甲20:
[0061] (a)能访问力感测装置，例如盔甲上或盔甲中的力传感器；
[0062] (b)提供撞击保护，包括抗刺穿和抗撕裂特性，以保护穿戴者免受因撞击(例如击打、抛掷或者施加至参赛者的其他力，包括来自参赛者落至或相对于一个接触表面(例如，地面、围绕竞技场的护壁、藩篱或笼子)的力、刺穿(例如武器——包括但不限于未改进的、真正的武术武器——导致的)或撕裂力、和/或武器、身体部位或任何其他物体(例如地面)击打参赛者的撞击)而导致的伤害；以及
[0063] (c)能够与计分机器30(例如计算机或其他处理装置)通信，以使得施加至盔甲的任何力的力参数数据(例如施加的力的位置、幅度、持续时间和方向)都可被计分机器所电子记录、测量和/或推断(包括但不限于实时或接近实时进行电子记录和测量)。
[0064] 在一个优选的实施方案中，电子计分系统包括：
[0065] (a)通用盔甲20，其具有能访问用于检测和测量力参数数据的力感测装置；
[0066] (b)计分机器(具有处理容量)30，包括：
[0067] ⅰ.通信装置40，其与所述盔甲通信，以使得来自所述盔甲的力参数数据能被所述计分机器接收、记录和计数(tally)；
[0068] ⅱ.计数装置(未示出)，其对力参数数据计数，计算一个或多个分数(例如单个参赛者分数、总体比赛分数、分数分类细目(score break-downs))；
[0069] ⅲ.生成报告装置，其用于生成比赛报告(包括总体比赛分数报告、单个参赛者分数和分数分类细目报告、单个参赛者击打数据报告、参赛者分析报告中的一个或多个)；以及
[0070] ⅳ.视觉显示器50，其用于显示来自计分机器的数据输出(包括比赛报告)，例如力参数数据。在一些实施方案中，视觉显示器也能够显示一个或多个结果，例如一个或多个参赛者分数、或者来自计分机器的其他输出(包括比赛的视频图像和计算机生成图像(CGI))。
[0071] 图2示出了在一个优选实施方案90中从盔甲到计分机器的信息流动。电子计分方法的优选实施方案包括以下步骤：
[0072] (a)从施加至参赛者穿戴的盔甲的一个或多个力中检测力参数数据(步骤100)；
[0073] (b)将所述力参数数据通信至计分机器(步骤110)；
[0074] (c)使用所述力参数数据计算结果(步骤120)。在一种布置中，结果是包括下列中的一个或多个的分数：
[0075] ⅰ.一个或多个加分(point accumulation)；
[0076] ⅱ.一个或多个扣分。
[0077] 如上文描述的，电子计分方法可包括在视觉显示器等上面视觉显示每个参赛者的数据和/或分数的步骤(步骤130)。
[0078] 计分机器的一个实施例是计算机，包括计算机系统或网络(包括LAN、WAN、因特网或云)或具有处理容量和向视觉显示器发送数据(包括但不限于实时或接近实时地发送数据)的能力的任何其他装置(例如嵌入式硬件)。计分机器能够与每一个参赛者通信。在计分系统的最小配置中，计分系统使得能够将力传感器数据从每个参赛者通信至计分机器。计分机器利用计分软件应用程序来执行电子计分方法——包括核对、处理、分析和报告力参数数据、计算一个或多个结果(例如分数)，并能够生成输出以显示在视觉显示器上。计分软件应用程序可装在计算机、服务器上，或者是通过网络、因特网或云使能的。
[0079] 计分系统通常(但是不是必须的)进一步包括音频装置，使得能够通过一个或多个扬声器接收(例如从计分机器或从外部连接源接收)音频数据(例如语音)，这样音频数据能够被参赛者、教练或领队、观众中的一个或多个所听到(不管是位于本地竞技场内，还是在远处观看比赛)。
[0080] 在其他实施方案中，计分系统还包括下列中的一个或多个：
[0081] (a)位置感测装置，以允许传递基于位置的服务，例如对于比赛和游戏，定位和追踪单个参赛者的位置并向计分机器传递位置数据，以及随后出于回顾和训练目的的分析；
[0082] (b)安全装置，其用于保障来自盔甲的通信，以使得各个不同传感器(例如力传感器)的数据检测以及到计分机器的通信是安全的(例如保护免遭第三方篡改)；
[0083] (c)安全装置，其用于保障通信(包括观看比赛和相关CGI、访问相关联的音频数据——例如解说、教练和参赛者的通信、宣告、音乐、广播稿)。这使得能够基于订阅访问比赛以及比赛数据。
[0085] (e)运动感测装置，以使得能够可视化以及记录下列各项的运动：
[0086] i.参赛者；
[0087] ii.武器(或其部件)，所述武器包括棍、剑、棒、盾、弹射武器(例如箭、弩、彩弹球)、防御武器或任何其他适合用在武术或格斗术中的武器
[0088] 通信装置
[0089] 在其最简单的布置中，计分系统包括单向通信装置40，以使得能够进行来自盔甲20的通信，从而使得盔甲中或盔甲上的力传感器所检测的力被送至计分机器30(如前一张图所勾勒的)。
[0090] 在另一个布置中，通信装置40是多向的。在该布置中，计分系统允许来自计分机器的数据通信返回至参赛者(例如累积分数、或与每一次击打、重击、抛掷、摔倒等相关的力参数数据、或者来自教练的语音数据)。
[0091] 根据优选布置，通信装置是单信道或多信道的。多信道通信使得能够同时发送通信，和/或同时接收通信。
[0092] 例如，在一个布置中，盔甲包括在盔甲的头盔部分中或头盔部分上的耳机，从而参赛者能够在一个信道上接收教练的指示。参赛者可通过位于盔甲的头盔部分中、头盔部分上或靠近头盔部分处的麦克风向教练回话。该通信在第二信道上传送。如果比赛中有多个参赛者参与(即团队比赛)，则可包括额外的信道，以使得竞技场上的团队参赛者可相互通信。
[0093] 在一个实施方案中，通信在安全信道上执行，所以通信在安全环境中被接收(例如看到或听到)。例如，在用户付费的基础上，一个观看的观众能够被提供访问比方说教练-参赛者的通信。教练或参赛者可选择一个不同的信道用于私人通信，付费的观众被排除在外，不能访问该私人通信。
[0094] 安全通信意味着允许在用户付费的基础上能够进行基于订阅的访问，包括选择性地接收一个或多个信道的数据的选择(例如每个信道一个费用或以每次观看为基础的费用，或者二者的结合)。
[0095] 在另一个实施方案中，系统还包括CGI装置(例如软件)，用于视觉表示力参数数据，包括多维CGI呈现比赛(包括比赛的任何一个或多个元素，例如参赛者、武器、竞技场)，和/或用于模拟或再现击打、重击、抛掷、摔倒，以在视觉显示器上视觉描绘撞击的力和位置。
[0096] CGI装置可以与计分机器30集成，或者是与计分机器通信的分立装置，以使得可以在视觉显示器50上观看到关于比赛的一个或多个视觉表示的CGI呈现(基于力参数数据和/或运动数据的视觉表示)。
[0097] 盔甲
[0098] 盔甲是“智能的”，这是因为：在其最简单的配置中，盔甲具有力感测特性(下文描述)，例如访问力感测装置，用于检测施加至盔甲的力。在一些实施方案中，盔甲还具有运动感测特性、内置电路、和其他部件(也在下文描述)。
[0099] 所述盔甲在其适合用于多种武术形式和混合武术的意义上也是“通用的”。所述盔甲不限于任何基于目前规则的系统，例如对于剑道，其中击打背部和腿或使用竹剑(剑道剑)的尾端是不允许的。
[0100] 在一个实施方案中，盔甲提供对身体的一个或多个区域的保护，包括躯干的前部、侧部和背部、头和颈的前部、侧部、顶部和背部、锁骨、肩和/或四肢周围。在最简单的布置中，盔甲覆盖了头和颈。然而，在其他布置中，盔甲覆盖了头、颈和躯干、或整个身体。。由于基本全身的保护在基于武器的武术全接触比赛(使用未改进的、真的武术武器，包括尖锐武器)中是重要的，因此优选的实施方案包括基本覆盖全身(包括整个头、颈和躯干，以及围绕四肢)的盔甲。
[0101] 在优选的实施方案中，盔甲20由撞击保护材料制成(在下文中进一步详细描述)，该材料用于通过吸收或分散撞击力来保护参赛者(该材料的穿戴者)免受伤害，并防止武器刺穿或变形。在其最简单的配置中，撞击保护材料是简单的钢、碳纤维或凯芙拉(Kevlar)。在其他实施方案中，撞击保护材料是具有吸收力或驱散力特性的智能材料或者涂层。
[0102] 优选实施方案的保护性盔甲20还具有力感测特性——因此使得盔甲“智能”。这使得盔甲能够用作力传感器，记录和测量一次接触或多次接触的接触力以及具体位置，并将该数据实时发送至计算机化的计分软件应用程序、硬件、系统或网络(“计分机器”)。
[0103] 在其他实施方案中，盔甲包括下列其他附加特征中的一个或多个：
[0104] (a)内置电路，其用于驱动盔甲的需要功率的部件(例如感测装置、灯或发光装置、照相机，如下文描述的)——这可由纳米材料例如碳纳米管或硅树脂纳米管(例如巴基管)或纳米球(例如巴基球)或其他类似的导电纳米材料提供；
[0105] (b)在盔甲的头盔段中或头盔段上的一个或多个耳机，以使得参赛者(穿戴者)能够接收和听见音频数据；
[0106] (c)在盔甲的头盔段中、头盔段上或靠近头盔段的麦克风，以使得音频数据(例如话语)能够从参赛者(穿戴者)发送至比方说计分机器、或教练、观众、队员或一个对手；
[0107] (d)运动感测装置，包括加速度计、基于光的运动捕捉传感器、或发热及热感测装置、或任何其他合适的运动捕捉技术，包括光学运动捕捉系统和非光学运动捕捉系统，以使得能够检测(包括测量)下列各项的运动的幅度、速度(距离/时间)、方向和路径：
[0108] i.参赛者(例如当被抛掷时)；
[0109] ⅱ.用于在比赛期间施加力的武器或其他物体；或者
[0110] ⅲ.任何其他与参赛者相关联的物体(例如，被参赛者握持或使用的置于参赛者上、盔甲上或施加力的构件上的标记物或传感器)；
[0111] (e)基于位置的服务和定位技术，以使得单个参赛者的位置/定位能够被记录——这对于团队竞赛(下文描述)以及对于为训练目的后续分析作战特别有用；
[0112] (f)在盔甲中或盔甲上(例如在头盔部分上)的一个或多个摄像机，以记录不同的观看角度，数据从摄像机发送至比方说计分机器视觉显示器，以使得观众可从比方说参赛者的眼睛的视野中观看比赛，和/或从参赛者头部的背后(后视)的视野中观看比赛。摄像机还为运动捕捉提供光学输入，无论是通过运动感测装置/位置感测装置；
[0113] (g)位于盔甲上或盔甲中、或者位于头盔上或头盔中的一个或多个发光装置(图5中的条目240)，该发光装置接近参赛者的眼睛，并在智能头盔检测到特定阈值幅度和位置的力的时候触发闪烁。发光装置(在图5中被标为“响应模拟装置”240)模拟比赛中被打晕的视觉效应，例如暂时转移或阻挡挨打的参赛者的视线，经典的“组合(set up)”使得在那个参赛者被“打晕”时能够随后给予一个击倒的击打。尽管戴着智能头盔的参赛者不会被击倒，但是电子计分方法考虑到连续的击打，从而使得几乎同时或紧在足以击倒其他参赛者的力之前送出的触发闪烁的击打(眩晕力)可以导致送出理论性击倒击打的参赛者的得分优势，或者是导致接收这种击打的参赛者的得分扣除。
[0114] 感测装置
[0115] 在优选实施方案中，头盔20可访问感测装置200(图5)，例如力传感器，以使得施加至头盔或者头盔的任何部分的力的力参数数据(例如，位置、强度、持续时间和方向)能够被感测并通信至计分机器(例如计算机)。头盔的力感测特性由嵌入在其中、或叠置在其上、或衬在在其中的感测装置提供，以确定对盔甲做出的击打的力和位置。在另一个实施方案中，感测装置200嵌在常规盔甲上的外皮中。
[0116] 在优选实施方案的一个布置中，感测装置200是嵌入在盔甲中或在盔甲上以阵列方式连接的多个力传感器(例如感测材料的力、传导聚合物的力、形状记忆合金、或其他力传感器，包括用于间接测量力的加速度计)。每个阵列被连接至一个通信装置，形成一个模块。可有多个模块编织穿过包含织物的材料(例如覆盖盔甲的材料)。感测装置(传感器、阵列和/或模块)将力参数数据通信至计分机器。
[0117] 在其他实施方案中，感测装置还包括运动感测装置和/或位置感测装置。这些随后在该文本中描述。
[0118] 感测装置200还包括切换机构210，使得当力传感器检测到撞击力时能够直接或间接接通所述阵列和/或模块。这种动态切换的优势是不必一直启动所有的传感器、阵列和/或模块。从而，可通过仅测量启动的传感器/阵列/模块，而不是一直监控所有的传感器/阵列/模块，来提高监控的频率。
[0119] 感测装置200的阵列、矩阵或多个感测装置200是重要的，因为武术对抗以极快的速度和在爆发动作中执行。常规计分系统常常是主观的，且最多仅是估计。多个传感器(例如力传感器)使得能够检测快速连续施加的力(例如击打)，并允许记录难于视觉检测的同时或接近同时发生的力。这还使得来自抛掷和摔倒的力能够被记录，并被考虑到参赛者的分数中。计分系统可包括使用模块形式的并行控制电路的阵列的动态扫描。
[0120] 计分机器(例如计算机或其他处理装置)从多个传感器200中收集数据。传感器按阵列布置，所述阵列进一步按模块布置，每个模块能够连接至一个或多个其他模块。
[0121] 来自一个阵列的传感器的信号被复用(multiplex)，即，汇聚成共享媒介(例如计分机器的通信装置)上的单个信号。当复用信号到达计分机器时，该复用信号会被解复用(de-multiplex)为来自分立传感器的多个分立信号。这提高了采样速率，且来自传感器的信号的分辨率优化了。
[0122] 力传感器将机械撞击转化成电信号，该压电信号可在计分机器(例如计算机或其他具有处理能力的装置)的视觉显示器上看到。额外地或替代地，电信号驱动可听见的声音和/或可看见的光。
[0123] 在搏斗中经历的许多力(例如剪切力和挠曲力)在确定搏斗结果时是关键的力，因此所有维度上的弹力都必须转化成电信号。因此，使得能够使用以下各项测量在盔甲上的许多位置处的力、压力和加速度：
[0124] (a)力传感器包括压电传感器或其他压力传感器，例如压阻性力传感器(由多个不同的公司制造)，这些传感器是挠性的、薄的(通常小于0.2mm)，并能够感测每平方英寸(PSI)0.1磅到每平方英寸2000磅的范围的压力,包括由多种压阻材料(例如硅)制成的压电电阻器；
[0126] (c)形状记忆合金(SMA)，SMA的阻值随弯曲而变化，从而产生电信号。SMA是“记忆”其形状的金属合金，可在变形后回到其所记忆的形状。随着形状合金变形，SMA的阻抗改变，因此变形的测量值(随着力而变化)能够在其具体位置被监测。SMA提供了一种测量多种力(包括压缩力、剪切力和挠曲力)的装置。
[0127] 在优选实施方案中，感测装置(例如力传感器)将数据(例如力参数数据)发送至电子计分系统，并使得力参数能够实时可视化。数据可以采用原始数据形式，或者以显示在视觉显示器上的压力图的形式被图形显示。计分机器(例如计算机)的视觉显示器从力传感器接收力参数数据，并将数据实时地视觉显示在压力图上。
[0128] 在替代实施方案中，视觉显示器还示出参赛者的解剖学的CGI呈现图，示出了力被施加在何处。例如，参赛者的呈现图示出了击打发生在哪里(例如棍、武器或其他物体(例如击打下颌的棒球棒)的印记)，添加对击打的力和力量的多维表示。击打的“损伤值(damage value)”还能够表示为送出击打的参赛者的得分、接受击打的参赛者的一个或多个扣分，或者二者的组合。在一个实施方案中，损伤值还被表示为击打的视觉呈现图，比方说例如棍或棒球棒击打下颌的艺术印记，使用一个对应的压力图示出接受者下颌上的力的相关分布。损伤值可进一步被表示为击打的视觉呈现图，又比方说表示为艺术印记，但是被重新校准以模拟边缘的武器击打(例如视觉上以剑或矛替代棍)。
[0129] 感测装置(例如力传感器)能够连接有调谐装置230。调谐装置230可采取一个或多个硬连线传感器偏置电路或软件使能装置的形式。该调谐装置230为每个传感器限定力与电压的关系，以使得感测装置(例如力传感器)的灵敏度在一个或多个阵列上一致。这也提供了调节信号的手段(包括缓冲、校正和/或放大所述信号)，以使得来自不同模块的通信链接能够被完全理解。
[0130] 盔甲的撞击保护特性
[0131] 盔甲具有撞击保护特性。这由用于制造盔甲的撞击保护材料、撞击保护涂层、或衬里、或其组合所提供。任何合适的撞击保护材料(例如钢、碳纤维或凯芙拉)都可用于盔甲。
[0132] 例如，盔甲可由撞击保护材料或具有感测特性的合适的多功能电激活材料制成，所述材料包括下列材料中任意单独一种或者任意组合：
[0133] (a)剪切增稠或膨胀材料或者聚合物，其响应剪切力或撞击从正常条件下的挠性材料转变成刚性材料；
[0135] (c)嵌入盔甲的形状记忆合金；
[0136] (d)弹道材料，例如结合进片材并以角度层置的自旋超高分子量聚乙烯(spun ultra high molecular weight polyethylene)，以生产具有抗刺穿特性的复合材料，适当涂覆以实现力感测特性(例如，涂覆以传导物质，例如传导聚合物)；和/或
[0137] (e)纳米材料或涂层。这允许电路交织进织物中，以使得能够无线通信，或者允许传递功率以驱动其他部件(例如摄像机或发光装置)；
[0139] 盔甲的通用性质
[0140] 在一个优选实施方案中，所述盔甲是用于几乎任何武术的通用盔甲(例如穿在常规制服上)。这使得能够测量在各种不同武术形式(使用各种不同武器或没有武器)中的力的幅度和位置，同时还保护参赛者。
[0141] 通过提供一种通用盔甲，该优选实施方案对于“笼斗”(混合武术比赛)以及各种不同的武术都是有用的，不限于一种具体形式的武术。
[0142] 在替代实施方案中，盔甲可采用在特定武术中使用的常规制服形式。因此，盔甲可以是由具有合适特性的智能纺织品制成的常规制服，或者涂有合适材料的常规制服，以给予该制服所要求的特性，例如撞击保护、力感测、导电等。
[0143] 力参数数据
[0144] 在任何布置中，盔甲都被分成几段(见图3中的条目60)，以使得盔甲的不同段或不同部分对应于身体的不同部位(见图3)。这使得对应于盔甲段的预定结构区域或相对于网格坐标映射的计分网格上(见图3中的条目70)，能够记录施加至盔甲的力的幅度、方向、持续时间和位置(力参数数据)，并可将其显示在计分机器视觉显示器50上。
[0145] 不同于现有技术中如在剑术中使用的电子计分，优选实施方案记录使用任何手段(例如常规武器或身体部位)施加的搏斗力的具体位置、幅度、方向和持续时间。这对于评估击打的“损伤值”是重要的。例如，击打力可以是轻的，但是击中要害，从而阻断血液或空气供应(例如通过压扁食管来实现)，因此削弱了对手。相反，可以以极大的力量施加击打，也会对对手造成较大的伤害(例如打断颈部)。
[0146] 除此之外，在武术搏斗中获胜取决于以足够的力和技巧接触对手头部或身体，以在自身不受伤害的情况下致对手伤害或损伤的能力。相对于现有技术的优点在于，能够专一记录击打的位置和方向，以及记录不仅来自使用身体部位(例如拳头、膝盖和肘)的袭击还来自武器的施加的力的差别；且盔甲能够承受多次和重复的武器击打，并保持记录来自这些击打的数据的能力。这是因为在实际的武术搏斗中，避免击打、准备反击、以及以足够的力和技巧击打是比赛的全部，不仅仅是使击打落在目标区域内。
[0147] 计分取决于参赛者能够给予重击的效率，如通过撞击的整个持续时间和给予的力所测量的，以使得力除以时间给出力量的测量。同样也关键的是撞击的位置和袭击的角度(方向)，以及其他定性指标，例如斜击相对于直击。在武术中，技能已经以算术方式被测量，该算术方式考虑了力、空间(与对手的距离和撞击区域——例如该距离已经在跆拳道参赛者之间测量，并发现导致在非专业参赛者产生的踢腿撞击中有明显差别)和时间。如在击剑或其他武术电子计分系统中使用的电子计分系统是不能够考虑这些额外因素的。
[0148] 电子计分系统和方法
[0149] 力感测装置(例如盔甲中或盔甲上的力传感器)所记录的力参数数据被计分机器(例如计算机)所接收，计分机器计算一个或多个结果，例如为每单个参赛者相对于计分网格70标绘的分数(见图4)，由此提供有用的可视手段，用于追踪单个参赛者的表现，包括比赛中的各个强项和弱项(例如在左上胸部的击打相对弱)。系统还记录谁首先击中以及发生了什么(除了力度多大)。
[0150] 在另一个布置中，计分系统还可以以单个力(例如击打、抛掷、摔倒)的“损伤值”的形式计算一个或多个结果。损伤值可以是“原始的”或根据个人的物理特征而校正的。
[0151] 例如，单个参赛者的物理特征可被用于以如下方式校正损伤值。一个非常轻的参赛者与一个体重重的参赛者进行比赛，前者对于相同武器产生的相同力的击打会受到较大的“损伤值”。这可被用于校正体重轻的参赛者的计分，以使得对于相同的力会出现较大的“损伤值”(例如一个或多个扣分)。相反，这可被用于衡量击打的分量，以使得相同的击打力施加至体重重的参赛者会具有比施加至体重轻的参赛者更大的“损伤值”(一种形式的“让步(handicapping)”。
[0152] 或者，校正可解释击打的结果，犹如其有尖锐的武器(例如剑或矛)对抗棍或棒球棒的效果，并使用CGI将结果呈现为艺术印记。
[0153] 施加的力(例如击打或抛掷)的“损伤值”也能够被转化成计分优势或劣势——例如，送出击打的参赛者的一个或多个得分、或者接受击打的参赛者的一个或多个扣分、或者二者的组合。在一个实施方案中，损伤值进一步被表示为击打的视觉呈现图，比方说例如拳头击打下颌的艺术印记，使用一个对应的压力图示出接受者下颌上的力的相对分布。或者，损伤值可以表示为损伤的视觉呈现或模拟，如果没有盔甲所述损伤原本会发生(例如下颌断裂)。
[0154] 计分机器30从盔甲20实时或近乎实时地接收力参数数据，盔甲20电连接(例如通过无线通信装置)至计分机器30。对于施加至参赛者盔甲的所有力，力参数包括例如施加的力的位置和幅度、施加的力的力量(力量＝力/时间)。这被计分机器转化成结果，例如对于给予击打的参赛者的得分或者对于接受击打的参赛者的扣分。这进一步允许计算例如搏斗击打的“损伤值”的结果(基于考虑了力、力量、击打的位置和其他具体参数的算法)，并连同实际和累加的计分显示给观众。该算法可由软件和/或硬件设备实现。
[0155] 电子计分系统包括通信装置220，该通信装置能够从盔甲的各个不同部分接收和记录力参数数据，并将数据中继至计分机器。通信装置220可包括任何合适形式的通信，无论是有线或无线。通信装置220可涉及导电盔甲或其他装置。
[0156] 相对于如在击剑中使用的现有技术电子计分系统的优势是，可以记录和测量使用无修改的武器做出的击打，如任何身体部位做出的击打。相反，如在击剑中使用的现有技术电子计分系统仅在当电动武器与导电的保护性服装接触时记录分数。因此由身体部位做出的击打或由常规(非电动)武器做出的击打不会触发计分系统来计分。
[0157] 相对于现有技术的另一个优势是，可以记录击打的具体位置和力(和/或力量)。相反，如在击剑中使用的现有技术电子计分系统仅触发接通(或如果触发没有超过一个阈值则保持关闭)，以指示在目标区域的任何地方做出了接触。
[0158] 通信装置用作发射器，以将比方说来自力传感器的压力信号发射至接收设备(例如作为计分机器工作的计算机)。类似地，在不同实施方案中，来自其他感测装置(例如运动感测装置、热感测装置)的数据经由通信装置发射至计分机器。
[0159] 在优选实施方案中，计分机器被连接至处理装置或包括一个处理装置，以解释数据信号，并根据计分机制或其他具体算法计算分数(或其他信息)。在其他实施方案中，系统还包括能够从计分机器接收数据的CGI装置，以使得比赛数据能被CGI装置参考、分析和应用。
[0160] 发射器和接收器之间的传输装置是经由无线通信的，例如射频通信或其他通信，例如红外、蓝牙、或近场通信、或任何其他合适的通信协议。
[0161] 传感器被附接至一个接口装置，以使得来自盔甲的输入数据(传感器信号)能够被计分机器(接收设备)解释。接口具有动态并准确地实时记录搏斗击打的灵敏度。这使得计分机器能够接收传感器数据，将传感器数据应用至一个计分方案，计算分数并显示分数。
[0162] CGI装置
[0163] “计分机器”具有处理能力。在一个实施方案中，计分机器包括用于处理计算机图形(包括视频)的能力。在一个布置中，可实时或近乎实时地观看搏斗，通过击打数据覆盖图或者击打数据的其他显示、动作回放以及计算机生成的图形显示击打“损伤”指示参赛者在何处被击中以及每次击中或者累积的袭击对参赛者的损伤值。所述CGI装置(例如软件)可额外包括图像字符以能够情景显示、搏斗目标和其他视觉显示元素，用于搏斗回放、建模或游戏玩法。
[0164] 在一个实施方案中，计分系统包括CGI装置(例如软件)，以图形化显示力参数数据和用于多维(例如2D、3D、4D)呈现与比赛相关的计算机生成影像。这对于真实比赛和模拟比赛、以及对于真实和模拟比赛的组合是有用的。以此方式，通过视觉显示例如如果参赛者没有穿着盔甲时的击打的模拟的幅度或“损伤值”，系统增强了观看比赛时的观者体验。这可发生在任何时间范围中，例如实时、近乎实时或延伸到未来，或者在动作回放期间。其可表现为在参赛者的视频记录上的图形覆盖图，或作为参赛者的CGI呈现图。
[0165] 例如，考虑两个参赛者之间的比赛，其中第一参赛者被第二参赛者以足够的力击打而击倒。第一参赛者穿戴盔甲，所以事实上没有被击倒。然而计分系统记录“击倒”击打是以比方说每平方英寸(PSI)1200磅的力对太阳穴做出的。在未保护的比赛中，第一参赛者会被带出比赛。
[0166] 在直接或间接连接至计分机器的视觉显示器上，第一参赛者的视觉表示示出参赛者(例如在未穿盔甲的状态)正在受到来自比方说棍的“击倒”击打，参赛者的头部的CGI示出了击打的位置、棍在太阳穴的击打点处产生一个“印记”的艺术呈现图、以及各种不同的力随时间的和/或随距离(例如沿着颅骨)的一个对应的图形表现、以及击打的效果(例如头部向后扭，参赛者摔倒)。
[0167] 类似地，计分机器可解释击打的结果，犹如其被尖锐的武器(例如剑或矛)所致，而不是实际使用的具体武器，并使用CGI将结果呈现为艺术印记。例如，使用CGI装置可提供损伤的模拟，从而使得观众或观看者可看到参赛者(例如在未穿盔甲的状态)的表现，和比方说使用带刃的武器而非无刃的武器原本会承受的损伤程度，这基于相同的力数据，但是为不同的娱乐体验而被计分机器(例如计算机)重新校正。多次的击打或力(包括同时的击打或力)可被记录和同时观看、或者选择性地在视觉显示器上观看。
[0168] 因此，CGI装置能够使得计分系统增强观看者的体验，包括以互动方式和出于训练和/或娱乐(例如游戏)目的。CGI装置可以是计分系统的一个集成部分，或者通过任何合适的通信装置并使用任何合适的通信协议连接至计分系统。
[0169] 位置感测装置
[0170] 团队武术在竞技场中的某些配置会具有优势位置，即使团队可能没有优势数量或更好的单独参赛者。因此，使用基于位置的服务(以识别参赛者或目标的位置)，通过定位感测装置或位置感测装置检测的战术位置(例如在象棋或军事搏斗中使用的)可被传递给观众(或教练)，并使观众(或教练)所感知到。
[0171] 计分系统包括位置感测装置，以允许传递基于位置的服务，例如追踪参赛者在竞技场(物理竞技场和对应的CGI呈现图的竞技场)中的位置。
[0172] 实时定位系统能够动态监控和记录位置，以使得团队和参赛者的相对位置可被记录，并对得分有帮助。这允许保障想要达到的目标的优选位置或者策略以获得战略优势，并计入参赛者和/或团队的分数。
[0173] 例如，在竞技场上可有较强的位置或较弱的位置，以使得比方说在特定位置处的参赛者的易受伤性相对于在对手团队中的参赛者更大。这对于军事或治安人员的训练、或一般搏斗训练是有用的，例如用以操纵位置和策略(策略是运动(例如在位置上)和使用的袭击的组合)，从而战略上防御或保护关键人员(例如政治家或君王)或者袭击目标(例如恐怖嫌疑犯)。将图像字符结合进竞技场的CGI表现可通过允许在竞技场中虚拟布置威胁或帮助，为军事或治安人员提供一个额外的训练手段，包括实时的。以此方式，计分系统在娱乐或游戏中也是有用的。
[0174] 运动感测装置
[0175] 在一些实施方案中，计分系统包括运动感测装置(图5中条目200)，其检测运动并向计分机器(或其他处理设备)发送关于和比赛相关的运动的数据。
[0176] 任何合适的感测运动装置都可使用，包括下列的一种或多种：
[0177] (a)基于光的运动感测装置(例如激光、红外、紫外光)；
[0178] (b)发热和/或热感测装置；
[0179] (c)加速度计；和/或
[0180] (d)任何其他合适的运动捕捉或感测技术。
[0181] 在一些布置中，运动感测装置被配置为检测参赛者的运动，比方说通过在盔甲中或盔甲(图1中条目20)上包括运动检测器。这使得能够记录例如踢打、身体部位(例如拳头、肘)的击打、抛掷或摔倒的运动的速度(距离/时间)、幅度、方向和路径。
[0182] 在另一些布置中，运动感测装置(图1中条目25)也检测武器或武器的各部分的运动。例如，在涉及到弹射武器(例如箭、弩、彩弹球)的比赛搏斗中，运动感测装置被用于检测和追踪运动弹射物的轨迹。在涉及例如击打物体(例如剑)的武器的搏斗中，物体上的运动感测装置允许记录每个武器的运动的弧线，以及武器的运动的速度、方向和路径。运动感测装置可被包含在棍、剑、棒、盾、弹射武器(例如箭、弩、彩弹球)、防御武器、或任何其他武器或者适合用在武术或格斗术中的物体(例如棒球棒)。
[0183] 运动感测装置包括在系统中使得能够记录和视觉看到(例如通过CGI呈现图)参赛者和/或武器的运动参数。例如，身体部位、武器或弹射物所做出的击打的弧线(路径)、速度(距离/时间)和方向叠置在比赛的视频图像上，或者被呈现以在竞技场和参赛者的CGI呈现图上显示。这有利于增强观看者体验的娱乐性价值，以及为训练和比赛战略目的提供有用信息。
[0184] 因此本发明提供了一种在武术(尤其是关注武器的武术但是对于一般的武术也是有用的)中使用的新型或替代的电子计分系统、方法和盔甲，本发明解决了现有技术的电子计分系统、方法和盔甲的问题，在于本发明提供了测量有势力(potential force)、任何撞击的位置、持续时间和方向的电子装置，同时保护对手免受造成严重的疼痛、伤害或更严重的损伤性击打。然而，应理解，本发明不限于这些具体使用领域，且并不限制于本文描述的特定实施方案或应用。
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