Персональное тренировочное устройство, использующее многомерный пространственный аудиосигнал
Персональное тренировочное устройство предназначено для участника (10) основанной на темпе физической тренировки и содержит: вход для приема входного сигнала, указывающего темп участника; устройство сравнения, подсоединенное к входу, для сравнения темпа участника с заранее определенными критериями; устройство позиционирования тренировочного партнера (14) для генерирования позиции виртуального тренировочного партнера относительно участника на основании выходного сигнала устройства сравнения; источник (12) аудиосигнала тренировочного партнера для обеспечения аудио сигнала, представляющего звуки от виртуального тренировочного партнера на основании типа основанной на темпе физической тренировки участника; процессор пространственного аудиосигнала для воспроизведения многомерного аудиосигнала, содержащего аудиосигнал от источника аудиосигнала, при этом многомерный аудиосигнал обеспечивает аудиосигнал в пространственном местоположении, представленном позицией, сгенерированной устройством позиционирования тренировочного партнера. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности тренировки. 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к спортивному тренировочному оборудованию, более конкретно к персональному тренировочному устройству, основанному на пространственном аудио.
Описание уровня техники
Пространственное аудио - это звук, обработанный для передачи слушателю впечатления источника звука в пределах многомерной среды. Пространственное аудио представляет более реалистичное восприятие при прослушивании записанного звука по сравнению с обычным стерео, поскольку стерео изменяется только вдоль одной оси, обычно x (горизонтальной) оси. Пространственное аудио может изменяться вдоль двух или более осей (например, x, y и/или z).
Принцип пространственного аудио прост: если звуковые волны, достигающие барабанных перепонок слушателя, идентичны реальным волнам аудиоисточника в конкретной позиции, то слушатель будет чувствовать, что звук исходит из источника в этой конкретной позиции. Поскольку у людей только два уха, только два канала звука необходимы для создания этого эффекта, и пространственный звук может быть представлен по обычным двухканальным головным телефонам.
Многие современные системы пространственного аудио основаны на цифровых фильтрах, полученных из записей, сделанных в ушных каналах живых людей (см., например, Wightman, F.L. & Kistler, D.J. (1989) Headphone simulation of free-field listening I: stimulus synthesis, J. Acoust. Soc. Am., 85, 858-867). Истинный стереофонический (бинауральный) пространственный аудиосигнал, когда представляется в головных телефонах, появляется из конкретной точки в пространстве вне головы слушателя. В этом и есть отличие от обычного записанного стерео, которое обычно ограничено линией между ушами при прослушивании с помощью головных телефонов.
Использование пространственного аудио получило большое распространение в индустрии компьютерных игр. Игроки носят головные телефоны, которые воспроизводят пространственный звук, для эмулирования конкретной среды, и т.д. Такое пространственное аудио имеет тенденцию улучшать весь процесс игры.
В области персонального здоровья и фитнесса люди обычно посвящают много часов физическим тренировкам и приведению себя к требуемым условиям. Такие тренировки часто предусматривают тренировки, основанные на темпе, такие как бег трусцой, пробежка, циклическая работа, гребля, плавание и т.д. Одна из проблем, связанных с тренировками, основанными на темпе - это та, что человек должен часто тренироваться один, без партнера. Это может привести к сеансам тренировки, которые будут менее эффективны, чем полноценные сеансы.
Например, бегун, тренирующийся в одиночку, должен подгонять себя, чтобы поддерживать или улучшать его или ее форму. Бегая в группе, бегун имеет тенденцию по меньшей мере "поддерживать себя" наравне с другими. Каждый из бегунов в группе полагается на других, чтобы подгонять себя бежать быстрее, дольше и т.д. Когда бегун бежит один, он имеет тенденцию терять его или ее темп. Это естественно приводит к тому, что бегун не в состоянии поддержать или увеличить его или ее темп. Следовательно, менее вероятно, что бегун, бегущий один, достигнет оптимального результата. Кроме того, более вероятно, что бегун, бегущий один, станет скучать и потеряет интерес в процессе занятия. Аналогичные вещи могут произойти с участниками других типов тренировок, основанных на темпе.
Ввиду вышеупомянутых недостатков, ассоциированных только с одной тренировкой, существует сильная потребность в данной области техники в способе, которым может быть улучшен процесс тренировки. В частности, существует сильная потребность в данной области техники в тренировочном устройстве, которое может сделать сеансы тренировки более эффективными и более интересными посредством сочетания вышеупомянутых методик пространственного аудио.
Сущность изобретения
Согласно аспекту изобретения персональное тренировочное устройство обеспечивается участнику физической тренировки, основанной на темпе. Устройство включает в себя вход для приема входного сигнала, указывающего темп участника, и устройство сравнения сигналов, подсоединенное к входу, для сравнения темпа участника с заранее определенными критериями. Персональное тренировочное устройство дополнительно включает в себя устройство позиционирования тренировочного партнера (партнера по тренировке) для генерирования позиции виртуального тренировочного партнера относительно участника, на основании выходного сигнала устройства сравнения сигналов, и источник аудио тренировочного партнера для обеспечения аудио, представляющего звуки от виртуального тренировочного партнера. Дополнительно, персональное тренировочное устройство включает в себя процессор пространственного аудио для выработки многомерного аудиосигнала, содержащего аудио из источника аудио, причем многомерный аудиосигнал обеспечивает аудио в пространственном местоположении, представленном позицией, сгенерированной устройством позиционирования тренировочного партнера.
Согласно другому аспекту персональное тренировочное устройство включает в себя акселерометр для обеспечения входного сигнала.
В соответствии с другим аспектом персональное тренировочное устройство включает в себя приемник глобальной системы определения местоположения (GPS) для обеспечения входного сигнала.
В соответствии с еще одним аспектом устройство позиционирования тренировочного партнера регулирует позицию виртуального тренировочного партнера как функцию того, поддерживает ли партнер заранее определенный темп.
Согласно другому аспекту заранее определенный темп основан на уровне тренировки, который был заранее выбран из множества различных уровней тренировки.
В соответствии с другим аспектом каждый из множества уровней тренировки включает в себя заранее определенный темп, который изменяется как функция времени.
В еще одном аспекте заранее определенный темп основан на заранее выбранном времени круга или заранее выбранном темпе.
Согласно еще одному аспекту устройство позиционирования тренировочного партнера имеет тенденцию продвигать вперед позицию виртуального тренировочного партнера относительно участника, когда бегун не в состоянии поддерживать заранее определенный темп, и имеет тенденцию отодвигать назад позицию виртуального тренировочного партнера относительно участника, когда участник превышает заранее определенный темп.
В другом аспекте устройство позиционирования тренировочного партнера включает в себя псевдослучайный компонент для изменения позиции виртуального тренировочного партнера.
Согласно другому аспекту аудио, обеспеченное источником аудио тренировочного партнера, включает в себя звук шагов виртуального тренировочного партнера.
В другом аспекте источник аудио тренировочного партнера изменяет частоту шагов как функцию изменения в позиции виртуального тренировочного партнера.
Согласно другому аспекту источник аудио тренировочного партнера изменяет амплитуду шагов как функцию позиции виртуального тренировочного партнера.
В еще одном аспекте аудио, обеспеченный источником аудио тренировочного партнера, включает в себя звук циклической работы.
В соответствии с другим аспектом аудио, обеспеченный источником аудио тренировочного партнера, включает в себя голосовые звуки виртуального тренировочного партнера.
Согласно другому аспекту персональное тренировочного устройство находится внутри переносного электронного устройства.
В другом аспекте переносное электронное устройство - это мобильный телефон.
В другом аспекте позиция виртуального тренировочного партнера измеряется в по меньшей мере двух измерениях.
В еще одном аспекте множество виртуальных тренировочных партнеров обеспечиваются одновременно.
Для достижения вышеописанных и связанных задач изобретение содержит признаки, которые полностью описываются и подробно указываются ниже в формуле изобретения. Дальнейшее описание и прилагаемые чертежи подробно формулируют некоторые иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако эти варианты осуществления указывают несколько различных путей, которыми могут использоваться принципы настоящего изобретения. Другие задачи, преимущества и новые признаки настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания настоящего изобретения при рассмотрении совместно с чертежами.
Необходимо подчеркнуть, что термин "содержит/содержащий" при использовании в настоящем описании берется для определения присутствия указанных признаков, целых чисел, этапов или компонентов, но не препятствует присутствию или дополнению одного или более других признаков, целых чисел, этапов, компонентов или их групп.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет участника тренировки, основанной на темпе, сопровождаемого виртуальным тренировочным партнером в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - вид в перспективе мобильного телефона, имеющего персональное тренировочное устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 - блок-схема персонального тренировочного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 - последовательность операций, подходящая для программирования персонального тренировочного устройства для осуществления функций, описанных в настоящем описании, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.5 - блок-схема мобильного телефона согласно Фиг.2 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления
Ниже настоящее изобретение описывается с ссылкой на чертежи, которые используются как опорные метки для ссылки на все похожие элементы.
Со ссылками на Фиг.1 показана виртуальная среда для участника 10 физической тренировки, основанной на темпе, использующего персональное тренировочное устройство в соответствии с настоящим изобретением. Как объяснено более подробно ниже, участник 10 носит многоканальный (например, стереофонический) головной телефон 12, подходящий для воспроизведения многоканального аудиосигнала. Аудиосигнал - это многомерный аудиосигнал, формируемый процессором пространственного аудио, способным вызывать представление источника звука, воспроизводимого головными телефонами, в двух или больше местоположениях. Аудиосигнал включает в себя звуки виртуального тренировочного партнера (партнера по тренировке) 14. Как в реальной жизни, пространственная позиция виртуального тренировочного партнера 14 может изменяться на основании темпа участника 10.
В то время как участник 10 занимается физической тренировкой, такой как ходьба, пробежка, бег, циклическая работа, плавание и т.д., персональное тренировочное устройство согласно настоящему изобретению контролирует темп участника 10 и сравнивает темп с заранее определенными критериями темпа. На основании такого сравнения настоящее изобретение воспроизводит многомерный аудиосигнал таким образом, что изменяется позиция виртуального тренировочного партнера 14. Таким образом, например, если участник 10 имеет тенденцию поддерживать заранее определенный темп, настоящее изобретение воспроизводит звуки, представляющие виртуального тренировочного партнера 14 с помощью головного телефона 12 таким образом, что виртуальный тренировочный партнер 14 кажется слышимым, расположенным рядом с участником 10 (например, в POS1 справа от участника 10).
Если участник 10 отстает от заранее определенного темпа, изобретение воспроизводит звуки виртуального тренировочного партнера 14 таким образом, что виртуальный тренировочный партнер 14 кажется слышимым впереди в позиции относительно участника 10 (например, при переходе в позицию из Поз1 (POS1) в Поз2 (POS2), расположенную перед участником 10). Аналогично, если участник 10 превышает заранее определенный темп, изобретение воспроизводит звуки виртуального тренировочного партнера 14 с помощью головного телефона 12 таким образом, что виртуальный тренировочный партнер 14 кажется слышимым сзади в позиции относительно участника 10 (например, при переходе в позицию из Поз2 в Поз3 (POS3), расположенную позади участника 10).
Многомерные звуки, воспроизводимые персональным тренировочным устройством согласно настоящему изобретению, предпочтительно включают в себя звуки, указывающие тип тренировки, основанной на темпе, которой занимается участник 10. Например, если участник 10 занимается ходьбой, пробежкой или бегом, звуки могут включать в себя шаги, указывающие шаги виртуального тренировочного партнера 14. Настоящее изобретение может изменить амплитуду шагов на основании относительного расстояния между участником и виртуальным тренировочным партнером 14 в любой момент времени. Кроме того, настоящее изобретение может изменить частоту шагов в зависимости от того, увеличивает ли виртуальный тренировочный партнер 14 или уменьшает его или ее темп, в любой момент времени.
В случае другой формы тренировки, основанной на темпе, такой как циклическая работа, звуки, воспроизводимые персональным тренировочным устройством, могут включать в себя циклические звуки виртуального тренировочного партнера 10 (например, звуки цепи, двигающейся вдоль цепного блока, шум колеса и т.д.).
Дополнительно, многомерные звуки, воспроизводимые персональным тренировочным устройством согласно настоящему изобретению, могут включать в себя физиологические звуки виртуального тренировочного партнера 14. Например, такие физиологические звуки могут включать в себя звук тяжелого дыхания, исходящего от виртуального тренировочного партнера 14. В дополнение или альтернативно, звуки могут включать в себя голосовые звуки, исходящие от виртуального тренировочного партнера 14. В качестве примера, голосовые звуки могут включать в себя поддержку, такую как "Держись", "Появился? Ты можешь сделать это", "Начинаем, становись со мной", и т.д. В качестве другого примера, такие голосовые звуки могут включать в себя общеизвестные "оскорбительные высказывания", такие как "Ты что, не можешь держаться?", "Ты думаешь, ты делаешь хорошо?", "Мой двухлетний ребенок может бежать быстрее тебя", и т.д.
Как должно быть понятно, различные типы звуков будут соответствовать виртуальному тренировочному партнеру 14 на основании конкретного типа тренировки, основанной на темпе, которой занимаются. Настоящее изобретение рассматривает любые и все такие звуки.
Соответственно, персональное тренировочное устройство согласно настоящему изобретению делает сеансы тренировки более эффективными и более интересными посредством соединения вышеупомянутых методик пространственного аудио. Звуки и позиционирование виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10 служат для побуждения участника 10 поддерживать и/или улучшать его или ее темп на тренировке, основанной на темпе.
Фиг.2 иллюстрирует мобильный телефон 16, имеющий персональное тренировочное устройство согласно настоящему изобретению. Участник 10 может удобно носить мобильный телефон 16 во время конкретной физической тренировки, основанной на темпе, и выполнять функции, описанные в настоящем описании, такие как обычные функции мобильного телефона. Однако должно быть понятно, что персональное тренировочное устройство согласно настоящему изобретению может быть выделенным устройством или частью другого типа электронного устройства, такого как персональный цифровой ассистент (PDA), пейджер и т.д., не отступая от объема изобретения.
Фиг.3 - блок-схема персонального тренировочного устройства 20 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Персональное тренировочное устройство 20 включает в себя вычислитель 22 темпа участника, который в качестве ввода принимает сигнал, указывающий темп участника 10 во время физической тренировки, основанной на темпе. В соответствии с настоящим изобретением входной сигнал может быть любым типом сигнала, указывающим темп участника. Например, акселерометр (не показан) может использоваться для обеспечения входного сигнала для вычислителя 22 темпа участника в случае физической тренировки, основанной на темпе, предусматривающей движение участника 10 (например, ходьба, бег, пробежка, велоспорт, гребля и т.д.). Альтернативно, например, шагомер, который носит с собой участник 10, может обеспечить входной сигнал вычислителю 22 темпа участника. Вычислитель 22 темпа участника обрабатывает выходной сигнал акселерометра или шагомера, используя хорошо известные методики для определения скорости или темпа участника 10.
Согласно другому варианту осуществления приемник глобальной системы определения местоположения (GPS) (не показан) может использоваться для обеспечения сигнала ввода вместо акселерометра, шагомера и т.д. Приемник GPS обеспечивает информацию о позиции участника 10. Вычислитель 22 темпа участника обрабатывает выходной сигнал приемника GPS, снова используя хорошо известные методики для определения скорости или темпа участника 10. В еще одном варианте осуществления сигнал ввода может основываться на датчике отличного типа. Например, спидометр велосипеда, используемый участником 10 в велоспорте, может обеспечивать сигнал ввода. В качестве другой альтернативы, выходной сигнал датчика, который считывает число оборотов педали на неподвижном велосипеде, выходной сигнал датчика, который считывает частоту гребков неподвижной машины для гребли и т.д., может служить вводом для вычислителя 22 темпа участника. Дополнительно, методики, такие как триангуляция (например, с помощью GSM), могут использоваться, чтобы отследить позицию и, следовательно, скорость или темп участника 10. Вычислитель 22 темпа участника сконфигурирован для выполнения обычной обработки сигнала ввода, чтобы установить темп участника 10. В свою очередь, вычислитель 22 темпа участника выводит сигнал, представляющий темп участника 10.
Персональное тренировочное устройство 20 также включает в себя блок 24 данных сравнения, который включает в себя данные, указывающие заранее определенные критерии темпа, с которыми должен быть сравнен темп участника 10. Блок 24 данных сравнения может включать в себя заранее определенные критерии темпа в соответствии с любым из множества вариантов осуществления. Например, блок 24 данных сравнения может включать в себя данные темпа, соответствующие множеству различных уровней тренировки. Начальный уровень может включать в себя данные темпа, отражающие умеренный темп. Средний уровень тренировки может включать в себя данные темпа, указывающие на темп среднего уровня, и высший уровень тренировки может включать в себя данные темпа, отражающие высший темп. Дополнительно, некоторые уровни тренировки могут разрабатываться таким образом, что виртуальный тренировочный партнер 14 двигается в темпе обычно позади участника 10, чтобы "толкать" участника 10 сзади. Кроме того, несколько уровней тренировки могут разрабатываться таким образом, что виртуальный тренировочный партнер 14 двигается в темпе обычно перед участником 10, чтобы "тянуть" участника 10 вперед. Число уровней тренировки может быть любым, как должно быть понятно.
Кроме того, данные темпа для различных уровней тренировки могут включать в себя различные конфигурации, которые отражают изменения в темпе в течение долгого времени. Как должно быть понятно, такие изменения имеют тенденцию проводить участника 10 через разминку, которая увеличивается и/или уменьшается в темпе по заранее определенному профилю. Например, данный профиль может представлять колебания треугольной формы, которые увеличиваются в темпе и затем уменьшаются и постепенно увеличиваются снова.
Согласно другому варианту осуществления заранее определенные критерии темпа могут представлять целевые времена круга для участника 10. Например, участник 10, тренирующийся на дорожке для марафонского забега на 10 км, может ввести желаемое время круга, чтобы завершить 10 км в пределах желаемого промежутка времени. Блок 24 данных сравнения может, в свою очередь, преобразовать желательное время круга в соответствующие данные темпа, необходимые для завершения круга(ов) в пределах желаемого времени. В качестве другой альтернативы, участник 10 может просто непосредственно ввести желаемый темп (например, метры в минуту и т.д.). Персональное тренировочное устройство 20 включает в себя устройство ввода 26 участника, такое как клавиатура, сенсорный экран и т.д., которое позволяют участнику 10 выбирать/вводить желаемые уровни тренировки, время кругов и т.д.
Персональное тренировочное устройство 20 дополнительно включает в себя устройство 28 сравнения сигналов темпа, которое принимает выходной сигнал вычислителя 22 темпа участника, представляющего темп участника 10. Также входной сигнал для устройства 28 сравнения сигналов темпа является выбранным/введенным выходным сигналом данных сравнения от блока 24 данных сравнения. Выходной сигнал блока 24 данных сравнения указывает заранее определенные критерии темпа, с которыми темп участника 10 должен быть сравнен на основании выбранных уровней тренировки, времени кругов и т.д., как описано выше.
Устройство 28 сравнения сигналов темпа сравнивает темп участника 10 с заранее определенными критериями темпа и на основании такого сравнения выводит сигнал, указывающий, поддерживает ли участник 10 темп в настоящее время, превышает его или отстает от темпа, представленного в соответствии с заранее определенными критериями темпа. Выходной сигнал устройства 28 сравнения сигналов темпа подается на устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера, которое также включает в себя персональное тренировочное устройство 20.
Как иллюстрировано на Фиг.4, описанной ниже, устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера генерирует позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10 на основании выходного сигнала устройства 28 сравнения сигналов темпа. Вообще говоря, устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера предпочтительно обеспечивает поддержание позиции виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10, при условии, что устройство 28 сравнения сигналов темпа указывает, что участник 10 поддерживает темп, представленный выходным сигналом блока 24 данных сравнения. Устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера предпочтительно обеспечивает позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10 впереди при условии, что выходной сигнал устройства 28 сравнения сигналов темпа указывает, что участник 10 отстает от темпа, обеспеченного выводом блока 24 данных сравнения. Наконец, устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера предпочтительно обеспечивает отстающую позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10 при условии, что выходной сигнал устройства 28 сравнения сигналов темпа указывает, что участник 10 превышает темп, обеспеченный выходным сигналом блока 24 данных сравнения.
Согласно вышеописанной работе устройства 30 позиционирования виртуальной тренировочной стороны должно быть понятно, что позиция виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10 прежде всего изменяется в направлениях вперед/назад относительно движения участника 10. Однако должно быть понятно, что позиция виртуального тренировочного партнера 14 может также быть перемещена вбок (например, влево/вправо) относительно позиции участника 10. Устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера может быть сконфигурировано для представления случайным образом такого бокового движения позиции виртуального тренировочного партнера 14 (то есть независимого от относительной позиции участника 10). В дополнение, или альтернативно, устройство 30 позиционирования виртуальной тренировочной стороны может быть сконфигурировано для обеспечения бокового движения позиции виртуального тренировочного партнера 14 относительно бокового движения участника 10. Как должно быть понятно, выходной сигнал многоосного акселерометра приемника GPS, приемника триангуляции и т.д., который обеспечивается как ввод для вычислителя 22 темпа участника, также будет указываться для бокового движения участника 10 во время сеанса тренировки. Такое указание относительно бокового движения может быть введено в устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера, чтобы сгенерировать соответствующую боковую позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно бокового изменения в позиции участника 10.
В еще одном варианте осуществления устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера может также сгенерировать позицию виртуального тренировочного партнера 14 вдоль третьей оси (например, вертикальной оси). В зависимости от конкретной тренировки, основанной на темпе, движение виртуального тренировочного партнера 14 вдоль третьей оси может быть желаемым.
Устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера обеспечивает вывод конкретной информации местоположения виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10, такое текущее местоположение определяется, как описано в настоящем описании. Такая информация местоположения, в свою очередь, выданная процессору 32 многомерного аудио, также включена в персональное тренировочное устройство 20. В дополнение, процессор 32 многомерного аудио принимает звуки аудио виртуального тренировочного партнера от источника 34 аудио виртуального тренировочного партнера, также включенного в персональное тренировочное устройство 20. Используя известные методики обработки многомерного аудио, процессор 32 многомерного аудио обрабатывает звуки виртуального тренировочного партнера, чтобы воспроизвести многомерный аудиосигнал, обеспечивающий аудио виртуального тренировочного партнера в пространственном местоположении, представленном позицией, сгенерированной устройством 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера. Процессор 32 многомерного аудио выводит многомерный аудио сигнал так, чтобы многомерный аудиосигнал мог быть воспроизведен с помощью головного телефона 12 или другого средства аудиовоспроизведения. Таким образом, когда участник 10 слушает многомерный аудиосигнал, воспроизведенный головным телефоном 12 во время тренировки, позиция виртуального тренировочного партнера 14 в пределах аудиополя будет изменяться в соответствии с изменениями в позиции, сгенерированной устройством 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера.
Источник 34 аудио виртуального тренировочного партнера хранит аудиозвуки, представляющие виртуальный тренировочный партнер 14. Как объяснено выше, если участник 10 занимается ходьбой, бегом трусцой или беговым типом тренировки, звуки, хранящиеся на источнике 34 аудио виртуального тренировочного партнера, могут включать в себя шаги, указывающие шаги виртуального тренировочного партнера 14. В случае другого типа тренировки, основанной на темпе, такой как циклическая работа, звуки, хранящиеся на источнике 34 аудио виртуального тренировочного партнера, могут включать в себя циклически повторяющиеся звуки виртуального тренировочного партнера 10 (например, звуки цепи, проходящей через цепное колесо, шум колеса, и т.д.). Кроме того, звуки, хранящиеся на источнике 34 аудио виртуального тренировочного партнера, могут включать в себя физиологические звуки виртуального тренировочного партнера 14, такие как звуки дыхания. В дополнение, или в альтернативе, звуки могут включать в себя звуки голоса от виртуального тренировочного партнера 14.
Соответствующие звуки, ассоциированные с источником 34 аудио виртуального тренировочного партнера, могут быть заранее записаны и храниться в памяти. Например, персональное тренировочное устройство 20 может включать в себя память, хранящую обычные звуки, ассоциированные с различными типами тренировок. В дополнение, или в альтернативе, участник 10 может использовать персональное тренировочное устройство 20 для загрузки и хранения выбранных звуков, ассоциированных с желаемым типами тренировки.
Источник 34 аудио виртуального тренировочного партнера может принимать в качестве ввода пространственную позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника, в качестве выходного сигнала устройства 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера. Источник 34 аудио виртуального тренировочного партнера может, в свою очередь, быть сконфигурирован для контроля изменения этой относительной позиции. Например, источник 34 аудио виртуального тренировочного партнера может быть сконфигурирован для изменения амплитуды звука шагов, на основании изменения относительного расстояния между участником и виртуальным тренировочным партнером 14 в любой момент времени. Если расстояние между виртуальным тренировочным партнером 14 и участником 10 уменьшается, источник 34 аудио виртуального тренировочного партнера может увеличить амплитуду шагов, подаваемых на процессор 32 многомерного аудио. Если расстояние между виртуальным тренировочным партнером 14 и участником 10 увеличивается, источник 34 аудио виртуального тренировочного партнера может, в свою очередь, уменьшить амплитуду шагов. Точно так же источник 34 аудио виртуального тренировочного партнера может быть сконфигурирован для изменения частоты шагов, в зависимости от того, увеличивает ли виртуальный тренировочный партнер 14 или уменьшает его/ее темп в любой момент времени. Аналогичные изменения в амплитуде и частоте могут выполняться относительно других типов тренировки, как должно быть понятно.
Специалисты в данной области техники оценят, что персональное тренировочное устройство 20, как представлено на Фиг.3, может, прежде всего, быть реализовано с помощью программного обеспечения, выполняемого обычным микропроцессором. Специалисты в данной области техники по программированию микропроцессоров будут в состоянии запрограммировать устройство для работы в соответствии с функциями, описанными здесь, без чрезмерного усилия или экспериментирования. Соответственно, подробности относительно такого программирования опускаются ради краткости. В другом варианте осуществления персональное тренировочное устройство 20 может легко реализовываться, прежде всего, с помощью аппаратного обеспечения или комбинации аппаратного обеспечения и программного обеспечения, как должно быть оценено.
Ссылаясь на Фиг.4, показан процесс работы персонального тренировочного устройства 20 в соответствии с примерным вариантом осуществления. Вообще говоря, персональное тренировочное устройство 20 предпочтительно сконфигурировано для продвижения вперед позиции виртуального тренировочного партнера 14 в пределах аудиополя в случае, где участник 10 отстает от желаемого темпа, для поддержания позиции виртуального тренировочного партнера 14, когда участник 10 поддерживает желаемый темп, и для отодвигания назад позиции виртуального тренировочного партнера 14, когда участник 10 превышает желаемый темп. Как рассмотрено ниже со ссылками на Фиг.4, однако, персональное тренировочное устройство 20 может быть сконфигурировано для временного отклонения от такого преобладающего ответа, чтобы представить некоторое изменение и, таким образом, обеспечить более реальный процесс тренировки участнику 10.
Более конкретно, в начале сеанса тренировки устройство 30 позиционирования тренировочного партнера предпочтительно сконфигурировано для позиционирования виртуального тренировочного партнера 14 рядом с участником 10, непосредственно слева или справа от участника 10. Такое позиционирование, конечно, указывает начало в том же самом местоположении. Начиная с этапа 50, устройство 28 сравнения сигналов темпа определяет, поддерживает ли участник 10 желаемый темп посредством сравнения темпа участника 10, как определено вычислителем 22 темпа участника, с данными темпа сравнения от блока 24 данных сравнения. Если да, персональное тренировочное устройство 20 переходит к этапу 52, после чего на основании выходного сигнала устройства 28 сравнения сигналов темпа определяется, существенно ли превышает участник 10 желаемый темп. Существенное превышение участником 10 желаемого темпа может быть основано на заранее определенных критериях. Например, считается, что участник 10 существенно превышает желаемый темп, если темп участника 10 составляет по меньшей мере X% (например, 10%) больше, чем желаемый темп, как представлено блоком 24 данных сравнения.
Если на этапе 52 - ответ ДА, то считается, что участник 10 значительно превышает его или ее желаемый темп, и устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера отодвигает назад или поддерживает позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10, как представлено на этапе 54. Например, устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера может отодвинуть назад позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10, чтобы отразить, как участник 10 сокращает дистанцию между участником 10 и виртуальным тренировочным партнером 14 в случае, когда участник 10 отстает; или отразить, как участник 10 увеличивает дистанцию между виртуальным тренировочным партнером 14 и участником 10 в случае, когда участник 10 опережает виртуального тренировочного партнера 14. В другом примере, устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера может поддерживать позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10, для того чтобы иметь виртуального тренировочного партнера 14, который эффективно сохраняет темп участника 10, несмотря на то что участник 10 превышает желаемый темп. Этим способом персональное тренировочное устройство 10 может побудить участника 10 улучшить желаемые цели.
Отодвигает ли назад или поддерживает устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера, позиция виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10 может быть сконфигурирована для осуществления случайным образом так, чтобы обеспечить участника 10 изменяющимися реакциями посредством виртуального тренировочного партнера 14. Предпочтительно устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера имеет тенденцию отодвигать назад позицию виртуального тренировочного партнера 14 чаще, чем поддерживать позицию на этапе 54, чтобы позволить участнику 10 наслаждаться чувством успеха в результате существенного превышения желаемого темпа. Однако степень, до которой устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера отодвигает назад позицию, а не поддерживает ее на этапе 54, может быть сконфигурирована как функция конкретного уровня тренировки, выбранного участником 10, как должно быть понятно. Также, скорость, с которой изменяется позиция, может изменяться случайным образом, чтобы лучше отразить то, что произошло бы на реальной тренировке. После этапа 54 процесс затем возвращается на этап 50.
Если на этапе 52 ответ НЕТ, не считается, что участник 10 существенно превышает его или ее желаемый темп, а скорее по существу поддерживает желаемый темп. Следовательно, устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера может двигать вперед, назад и/или поддерживать позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10, как представлено на этапе 56. Так как участник 10 по существу поддерживает желаемый темп, позиция виртуального тренировочного партнера 14 может случайным образом изменяться, чтобы обеспечить участнику 10 различные стимулы. Посредством продвижения вперед позиции виртуального тренировочного партнера 14 участника 10 побуждают увеличить его/ее темп. Посредством отодвигания назад позиции виртуального тренировочного партнера 14 участник 10 достигает чувство удовлетворения, догоняя и/или обгоняя виртуального тренировочного партнера 14. Посредством поддержания позиции виртуального тренировочного партнера 14 участник 10 получает удовлетворение от поддержания желаемого темпа.
Так как участник 10 по меньшей мере поддерживает желаемый темп, как определено на этапе 52, устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера предпочтительно сконфигурировано для оказания предпочтения поддержанию позиции виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10. Снова, однако, степень, до которой устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера двигает вперед, назад или поддерживает позицию на этапе 56, может быть сконфигурирована как функция конкретного уровня тренировки, выбранного участником 10, как должно быть понятно. После этапа 56 процесс возвращается на этап 50.
Если участник 10 не поддерживает желаемый темп, как определено на этапе 50, процесс переходит на этап 58. На этапе 58 устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера предпочтительно продвигает вперед или поддерживает позицию виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10. Так как участник 10 не в состоянии поддерживать желаемый темп, устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера сконфигурировано для обычного продвижения вперед позиции виртуального тренировочного партнера 14. Посредством продвижения вперед позиции виртуального тренировочного партнера 14 относительно участника 10, участника 10 побуждают увеличить его/ее темп, чтобы или догнать, или остаться рядом, или дополнительно продвинуться вперед в позиции относительно виртуального тренировочного партнера 14. Временно поддерживая позицию виртуального тренировочного партнера 14 на этапе 58, участник 10, в сущности, обеспечивается временем, чтобы восстановиться до того, как он будет вынужден увеличить его или ее темп. Снова, степень, до которой устройство 30 позиционирования виртуального тренировочного партнера продвигает вперед или поддерживает позицию на этапе 58, может быть сконфигурирована как функция конкретного уровня тренировки, выбранного участником 10, как должно быть понятно. После этапа 56 процесс возвращается на этап 50.
Кратко ссылаясь на Фиг.5, показан мобильный телефон 16 Фиг.2, имеющий персональное тренировочное устройство 20 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Телефон 16 включает в себя обычные части радио-приемопередатчика 60 и антенны 62 для осуществления мобильной связи с соответствующей вышкой сотовой связи, спутником и т.д. Контроллер 64 обеспечивает управление различными функциями в телефоне 16, включая в себя обычные телефонные функции 66 и вспомогательные функции 68 (например, универсальный медиапроигрыватель, организация данных и т.д.). В дополнение, контроллер 64 может быть запрограммирован для выполнения вышеописанной обработки, ассоциированной с выполнением в качестве персонального тренировочного устройства. На Фиг.5 персональное тренировочное устройство 20 показано как отдельный блок в пределах телефона 16. Однако должно быть понятно, что выполняемые функции персонального тренировочного устройства могут быть включены в контроллер 64 или обеспечены с помощью отдельной схемы, не отступая от объема изобретения.
Телефон 16 дополнительно включает в себя память 70 для хранения данных для обычной работы телефона, хранения данных и манипуляции и т.д. В дополнение, память 70 может служить для хранения вышеописанной программы для осуществления выполняемых функций персональной тренировки изобретения, включая в себя хранение аудио виртуального тренировочного партнера, выданного процессору 32 пространственного аудио, как описано выше. Альтернативно, персональное тренировочное устройство 20 может включать в себя собственную память для таких функций. Телефон 16 может дополнительно включать в себя камеру 72 для выполнения функции камеры и дисплей 74 для отображения информации, такой как состояние вызова и меню интерфейса пользователя, чтобы разрешить пользователю ввести информацию, такую как вышеописанное время круга, желаемый темп, выбранные уровни тренировки и т.д., ассоциированную с блоком 24 данных сравнения.
Телефон 16 может дополнительно включать в себя обычную клавиатуру 76, чтобы снова разрешить пользователю ввести информацию и управлять различными функциями, описанными выше, такими как выбор, которым телефон 16 управляет в режиме персонального тренировочного устройства. Телефон 16 дополнительно включает в себя обычный динамик 78 и микрофон 80, чтобы разрешить пользователю выполнять обычные мобильные обмены.
Дополнительно, телефон 16 включает в себя соединитель 82 головного телефона, чтобы позволить соединить многоканальный (например, стереофонический) головной телефон, такой как головной телефон 12, с телефоном 16 для воспроизведения как обычного аудио, так и многомерного аудио из функции персонального тренировочного устройства, описанной здесь. Вариант осуществления телефона 16, как показано на Фиг.2, представляет головной телефон 12 как проводной головной телефон, подсоединенный к соединителю 82 головного телефона. Однако должно быть понятно, что соединитель 82 головного телефона может также быть беспроводным соединителем головного телефона, таким как Bluetooth передатчик для соединения с головным телефоном 12, совместимым с Bluetooth. Альтернативно, соединитель 82 головного телефона может быть некоторым другим типом соединителя (например, на основании инфракрасного излучения) для беспроводного соединения с совместимым головным телефоном 12.
Как показано на Фиг.5, телефон 16 или другое устройство, включающее в себя персональное тренировочное устройство 20 в соответствии с изобретением, может включать в себя акселерометр и/или приемник 84 GPS. В этом конкретном варианте осуществления участник 10 носит мобильный телефон 16 во время сеанса тренировки. Следовательно, акселерометр и/или приемник 84 GPS обеспечивает выходной сигнал, указывающий на движение или темп участника 10. Выходной сигнал подается к персональному тренировочному устройству 20, как описано выше со ссылками на Фиг.3. Персональное тренировочное устройство 20, в свою очередь, выдает многомерный аудиосигнал соединителю 82 головного телефона, чтобы многомерный аудиосигнал воспроизводился с помощью головного телефона 12, как описано выше.
В конкретном варианте осуществления, показанном на Фиг.5, многомерный аудиосигнал, выводимый персональным тренировочным устройством 20, может объединяться с помощью сумматора 86 с любым обычным звуком (например, звуком мобильной связи). В результате участник 10 может участвовать в телефонном разговоре, слушать музыку и т.д. во время сеанса тренировки.
На основании вышеупомянутого, должно быть понятно, что персональное тренировочное устройство согласно настоящему изобретению может улучшить процесс тренировки для участника. В частности, персональное тренировочное устройство может сделать сеансы тренировки более эффективными и более интересными посредством объединения вышеупомянутых методик пространственного аудио.
Дополнительно, персональное тренировочное устройство 20 согласно настоящему изобретению может позволить пользователю поделиться его или ее опытом с другими. Например, используя радио-приемопередатчик 60, приемопередатчик Bluetooth или другой интерфейс, включенный в мобильный телефон 16 или другое устройство, время темпа, уровни тренировки и т.д. участника 10 и/или виртуальных тренировочных партнеров 14 могут передаваться в сеть или на другое устройство, которое должно совместно использоваться с другими. Альтернативно, время темпа, уровни тренировки и т.д. от других могут загружаться из сети или от другого устройства для использования участником 10.
Термин "электронное устройство", как упомянуто в настоящем описании, включает в себя портативное оборудование радиосвязи и включает в себя все оборудование, такое как мобильные телефоны, пейджеры, коммуникаторы, например, электронные органайзеры, персональные цифровые ассистенты (ассистенты PDA), смартфоны или подобное.
Хотя изобретение показано и описано относительно некоторых предпочтительных вариантов осуществления, очевидно, что эквиваленты и модификации будут очевидны специалистам в данной области техники после прочтения и понимания описания. Например, персональное тренировочное устройство 20 может быть сконфигурировано для включения в себя множественных виртуальных тренировочных партнеров 14 в пределах аудиополя. Каждый из виртуальных тренировочных партнеров может генерироваться и управляться так же, как описано выше. Предпочтительно у каждого из виртуальных тренировочных партнеров есть свои собственные особенные параметры относительно участника 10. Таким образом участник 10 будет воспринимать сеанс связи как тренировку с группой индивидуализированных виртуальных тренировочных партнеров.
В другом варианте осуществления радио-приемопередатчик 60, приемопередатчик GPS, приемопередатчик Bluetooth или другой интерфейс, включенный в мобильный телефон 16 или другое устройство, могут быть сконфигурированы для отслеживания связи, обеспеченной таким же устройством, которое носят реальные участники тренировки с участником 10. Информация позиции, полученная от других участников, подается к процессору 32 многомерного пространственного аудио вместе с соответствующим аудио. В результате участник 10 также будет в состоянии слушать звуковое представление соседних реальных участников.
Настоящее изобретение включает в себя все такие эквиваленты и модификации и ограничивается только объемом следующей формулы изобретения.
1. Персональное тренировочное устройство для участника основанной на темпе физической тренировки, содержащее:
вход для приема входного сигнала, указывающего темп участника;
устройство сравнения, подсоединенное к входу, для сравнения темпа участника с заранее определенными критериями;
устройство позиционирования тренировочного партнера для генерирования позиции виртуального тренировочного партнера относительно участника на основании выходного сигнала устройства сравнения;
источник аудиосигнала тренировочного партнера для обеспечения аудиосигнала, представляющего звуки от виртуального тренировочного партнера на основании типа основанной на темпе физической тренировки участника;
процессор пространственного аудиосигнала для воспроизведения многомерного аудиосигнала, содержащего аудиосигнал от источника аудиосигнала, при этом многомерный аудиосигнал обеспечивает аудиосигнал в пространственном местоположении, представленном позицией, сгенерированной устройством позиционирования тренировочного партнера.
2. Персональное тренировочное устройство по п.1, содержащее акселерометр для обеспечения входного сигнала.
3. Персональное тренировочное устройство по п.1, содержащее приемник глобальной системы определения местоположения (GPS) для обеспечения входного сигнала.
4. Персональное тренировочное устройство по п.1, в котором устройство позиционирования тренировочного партнера регулирует позицию виртуального тренировочного партнера как функцию от того, поддерживает или нет партнер заранее определенный темп.
5. Персональное тренировочное устройство по п.4, в котором заранее определенный темп основан на уровне тренировки, заранее выбранном из числа множества различных уровней тренировки.
6. Персональное тренировочное устройство по п.5, в котором каждый из множества уровней тренировки включает в себя заранее определенный темп, который изменяется как функция от времени.
7. Персональное тренировочное устройство по п.4, в котором заранее определенный темп основан на заранее выбранном времени круга или заранее выбранном темпе.
8. Персональное тренировочное устройство по п.4, в котором устройство позиционирования тренировочного партнера имеет тенденцию продвигать вперед позицию виртуального тренировочного партнера относительно участника, когда бегун не в состоянии поддерживать заранее определенный темп, и имеет тенденцию отодвигать назад позицию виртуального тренировочного партнера относительно участника, когда участник превышает заранее определенный темп.
9. Персональное тренировочное устройство по п.1, в котором устройство позиционирования тренировочного партнера включает в себя псевдослучайный компонент изменения позиции виртуального тренировочного партнера.
10. Персональное тренировочное устройство по п.1, в котором аудиосигнал, обеспеченный источником аудиосигнала тренировочного партнера, включает в себя звук шагов виртуального тренировочного партнера.
11. Персональное тренировочное устройство по п.10, в котором источник аудиосигнала тренировочного партнера изменяет частоту шагов как функцию от изменения в позиции виртуального тренировочного партнера.
12. Персональное тренировочное устройство по п.10, в котором источник аудиосигнала тренировочного партнера изменяет амплитуду шагов как функцию от позиции виртуального тренировочного партнера.
13. Персональное тренировочное устройство по п.1, в котором аудиосигнал, обеспеченный источником аудиосигнала тренировочного партнера, включает в себя звук велосипедного движения.
14. Персональное тренировочное устройство по п.1, в котором аудиосигнал, обеспеченный источником аудиосигнала тренировочного партнера, включает в себя звуки голоса виртуального тренировочного партнера.
15. Персональное тренировочное устройство по п.1, причем персональное тренировочное устройство входит в состав портативного электронного устройства.
16. Персональное тренировочное устройство по п.15, причем портативное электронное устройство является мобильным телефоном.
17. Персональное тренировочное устройство по п.1, в котором позиция виртуального тренировочного партнера изменяется, по меньшей мере, по двум измерениям.
18. Персональное тренировочное устройство по п.1, в котором одновременно обеспечивается множество виртуальных тренировочных партнеров.
