专利名称:用于测试和/或训练的眼睛和身体运动跟踪的制作方法在受试者完成特定活动或参与运动时,跟踪受试者的眼睛运动可以提供与受试者在活动或运动期间的视觉跟踪有关的有益信息。然而,采集这些数据不可能披露受试者可能具有的所有缺陷,例如,在尝试击球时跟踪棒球的缺陷。
根据本发明实施例,提供一种用于同时测试和/或训练受试者身体和眼睛运动的系统和方法。可以在受试者参与活动或运动时跟踪受试者的眼睛运动。根据特定活动或运动,也可以在受试者参与活动或运动时跟踪受试者的运动。之后,来自受试者眼睛运动和身体运动的跟踪数据可以用于识别受试者的眼睛运动、注视角度和受试者身体运动之间存在的相关性。另外,可以在受试者参与活动或运动时采集来自受试者的生理数据,并且,可以分析该生理数据,以识别生理数据、眼睛运动数据和/或身体运动数据之间的相关性。可以经时分析该相关性,以确定受试者执行参与运动或其他活动时出现的与诸如接球的运动或活动相关的任务的能力的延迟或差距。根据本发明,可以采集多种类型的数据,并分析其相关性。例如,眼睛运动数据可以包括追随测量、扫视运动、焦点、聚散度(vergence)、瞳孔放大和收缩等。身体运动数据可以包括总体身体运动、细微身体运动、特定身体部位(头、手、脚等)的运动等。也可以采集生理数据,可以包括协调数据和血压、心率等,并分析其与眼睛运动数据和/或身体运动数据的相关性。另外,可以通过多种方式对采集的数据进行对比和/或分析其相关性。根据本发明,数据的相关性和/或其他分析可以用于多种目的。例如,本发明可以用于识别个人相对于其他人的技术水平。通过其他示例的方式,本发明可用于识别个人潜在提高的方面。作为又一示例,本发明可用于例如通过获取公认的成功/专业人员如何执行任务的信息,识别对于特定任务的最优能力参数和/或技术。对于那些寻求提高其对任务的能力的人来说,本发明可用于训练和/或评估训练进展。另外,由于个人的眼睛运动往往表明个人的认知和/或精神关注度,因此本发明可用于测试或训练个人的认知和/或精神关注度。当然,根据本发明的系统和方法可以具有多种用途。应该注意,本发明内容以简单形式用于向读者总体介绍以下中描述的一个或多个方面。本发明内容不用于确定权利要求的主题的关键和/或必要特征,也不用于帮助确定权利要求的主题范围。参考以下附图具体描述本发明,其中图1示出了根据本发明用于评估个人能力的系统的实施例;图2示出了根据本发明用于评估个人能力的系统的另一实施例;图3示出了根据本发明用于评估个人能力的系统的又一实施例;图4示出了根据本发明实施例用于跟踪受试者眼睛和身体运动的方法;图5示出了根据本发明实施例用于在体力活动期间测试受试者视觉和认知能力的方法;图6示出了根据本发明用于评价个人相关技能的方法;图7示出了根据本发明用于评估个人能力的系统的另一实施例;图8示出了根据本发明用于评定个人相关技能的数据分析系统;以及图9示出了根据本发明的数据显示。
接下来在框420中,受试者从事活动。框420中的活动可以是一种特定运动的一部分任务。示例包括任何活动,但更具体为要求眼睛跟踪目标的活动,如,接球、停球、击打棒球等。此时,例如眼睛跟踪系统也正在跟踪受试者的眼睛。当受试者从事活动时,在框 440中,跟踪受试者的眼睛运动。在框430中,当受试者从事活动时,跟踪受试者的身体和/ 或设备。在框450中,分析从框430和440中采集的数据,以确定例如受试者的眼睛和身体运动之间是否存在相关性。例如,可以将具有不同技术水平的个人在活动期间的数据点一起对应时间进行绘图,用于区分不同技术水平的个人之间的视觉行为并帮助提高其技术水平。数据经时相关可以用于显示受试者在眼手协调中的差距和弱点,因此,还可以用于进一步训练受试者弥补不足。在采集跟踪数据中,数据可以储存在任何类型的存储设备和/或输出设备中。该设备可连接一个或多个跟踪系统,或可选地,数据可以传输至远程存储或输出设备。现在参考图5,示出了根据本发明用于在体力活动期间测试受试者视觉和认知能力的方法。开始,如框510所示,受试者从事体力活动。如之前所讨论的,所述体力活动可以是任何运动或其他活动,或其他与运动或活动相关的特定任务。之后,在框520中,在受试者从事体力活动时确定受试者身体部位和/或设备的位置。更具体地,可以在预设的多个时间确定位置。另外,本领域的技术人员应该理解,可以跟踪受试者任意数量的身体部位。 例如,如果活动仅涉及受试者的右臂,则可以仅跟踪该部分的位置。可选地,如果具体的活动涉及整个身体,可以确定每一身体部位的位置。在框530中,在体力活动期间确定受试者至少一只眼睛的位置。在框540中,可以在体力活动期间测量受试者的生理数据。如框520所示,在活动期间,可以在多个预设时间确定至少一只眼睛的位置,类似地,在活动期间,可以在多个预设时间测量生理数据。确定眼睛位置和/或测量生理数据的多个时间不必与确定身体位置的多个时间相同,测量生理数据的时间也不需要与确定眼睛位置的时间相同。之后,如框550所示,身体部件和/或设备的位置、眼睛位置和/或生理数据可以在时间上相关。现在参考图6,示出了根据本发明的另一方法600。在步骤610中,提供具有完成任务的个人的眼睛运动数据、身体运动数据和/或生理数据的数据库。步骤610中提供的数据库可以包括其他类型的数据,如个人使用的设备的运动数据。在步骤610中,数据库可以包含从具有至少初级技术水平的个人采集的数据。步骤610还可以包括执行任务的具有多种技术水平的个人。例如,可以将执行给定任务的具有初级、中级和/或专家技术水平的个人采集进数据库。特定个人的分类和对应于处于特定技术水平的个人的数据可以基于采集的数据本身的分析,或可以基于个人客观的能力水平。例如,参与专业水平运动的个人可以作为专家,执行大学水平运动的个人可以作为中级,执行高中水平的个人可以作为初学者。 当然,可以区分任意多种水平,与给定水平相关的标签不需要在此说明。例如,事实上,技术水平可以包含全明星职业、职业、主要大学、大学、专科学校、主要高中、高中、初中、其他非职业、世界级精英、休闲或其他类型技术水平标识。在步骤620中,可以在受试者执行任务的同时,采集眼睛运动数据、身体运动数据和/或生理数据。尽管也可以使用其他系统和方法,在步骤620中采集的数据以及在步骤 610中采集的包含于数据库中的数据,可以使用如以上所述的方法和系统进行采集。另外, 步骤620中采集的数据以及步骤610中数据库提供的数据,可以包括不同类型的眼睛运动数据、身体运动数据和/或生理数据,不需要包括所有三种数据,也不需要所有类型的数据分类潜在地包含于任意一种广义类型中。另外,其他类型的数据,如描述受试者所使用的设备运动的数据。在步骤630中,从受试者采集的眼睛运动数据、身体运动数据和/或生理数据可以与数据库中的眼睛运动数据、身体运动数据和/或生理数据比较,以确定受试者是否在以初级技术水平执行任务。如果在步骤610提供并在步骤620采集其他类型数据,该数据也可以在630进行对比。当然,如果在步骤610提供的数据库中包括多种技术水平,步骤630 可以确定受试者以何种技术水平执行任务。步骤630可以潜在地确定单个个人以不同技术水平执行任务,以获得不同类型数据。例如,受试者可以专业水平执行任务,以获得身体运动数据,但只在中等水平执行任务来获得眼睛运动数据。该分析在用于提高受试者的识别领域是有优势的。现在参考图7,示出了根据本发明的另一系统700,用于采集运动数据、眼睛运动数据和生理数据。图7执行的任务为受试者接住美式橄榄球。示出的橄榄球710大体上向手720运动。示出的橄榄球710具有第一运动标记711、第二运动标记712和第三运动标记 713。当然,可以使用多于或少于图7所示的运动标记。可以使用标记在手720的多个位置进行标记,以便于身体运动跟踪。例如,在手720上可以提供手掌标记721,此外还提供第一手指标记722、第二手指标记723、第三手指标记724和第四手指标记725,以及拇指标记 726。尽管可以使用更多或更少的标记,但通常来讲,在手720上增加运动标记的结果将是手720部分的运动分辨率更好。尽管在该示例中仅示出了单个手720具有标记,但在任务期间可以标记和/或跟踪两只手。可以为监视器眼睛732提供眼睛运动监视器740。当然, 虽然图7示出了戴有眼睛运动监视器740的头部,但任何类型的眼睛运动监视器都可以与本发明一起使用。另外,可以使用跟踪标记731监测头部730的位置。生理数据采集垫750 可以附着在受试者730的某一区域,如受试者的手臂740。生理数据采集垫750可以采集例如生理数据,如脉搏、出汗率和/或其他生理数据,其中一些示例已在此描述。当然,可以使用除垫750之外的装置采集生理数据。垫750可以通过有线或无线连接(未示出)将生理数据传输至计算机设备(未示出)。图7所示的系统可以在受试者730用手720接球710 期间采集运动数据、眼睛运动数据和生理数据。另外,可以使用运动标记将受试者730的身体的其他部分进行标记,或可以利用身体运动采集系统,而不需要如图7所示的那些标记。 例如,可以使用如系统700的系统来评估受试者任务完成情况,例如,受试者在接球瞬间是 “看着球”还是“被球砸中头部(pops the head)”。现在参考图8,示出了根据本发明用于采集和分析数据的系统800。数据库810可包含采自具有多种技术水平的受试者在执行运动或任务时的数据。尽管也可以使用其他水平,数据库810中的眼睛运动数据820可以细分为专业水平822、中级水平824和初学者水平826。类似地,数据库810中的身体运动数据830可以分为专业水平832、中级水平834 和初学者水平836。尽管也可以使用其他水平,但数据库810中的生理数据840可以分为专业水平842、中级水平844和初学者水平846。如上述讨论的,例如,参考图6,可以使用不同于图8的其他技术水平,出于方便,使用“专业”、“中级”和“初学者”作为名称,但实际上可能不会很容易地适用于在各类任务中进行搜索。可以在执行运动、活动或任务时,使用数据采集组件850从受试者采集数据。尽管也可以利用其他系统,但数据采集组件850例如可以包括以上图示和/或描述的系统。数据采集组件可以提供受试者860的眼睛运动数据、受试者870的身体运动数据和执行运动、 活动或任务的受试者的生理数据。分析组件890可以将来自数据采集组件850的数据与数据库810中的数据进行对比。分析组件可以提供报告892,识别和/或分类受试者对于任何给定类型(如眼睛运动、身体运动和/或生理)的数据或整体数据的能力水平。分析组件890还可以提供受试者的训练计划。训练计划894可以识别受试者尝试提高的区域,还可以提供一系列可以由受试者执行以尝试提高受试者能力的活动。分析组件890可以包含在任何类型的具有处理器和计算机可读介质的计算机上运行的软件,用于执行在受试者数据和储存于数据库组件810中的数据之间的对比。现在参考图9,示出了可以用于根据本发明的分析显示900。根据本发明,分析显示900提供采集的数据的示例性显示的一个图示。分析显示900可以图示地提供身体运动数据,说明受试者905和受试者在诸如从球座击打高尔夫球的任务中利用的设备,如高尔夫球杆940,的运动。显示900可以示出受试者905和受试者身体部位的运动,如第一条腿908和第二条腿909,以及在该击打高尔夫球的示例中执行任务时的设备,如高尔夫球杆 940。运动如图9中箭头所示,但显示900可以包括运动动画。类似地,显示900可以示出受试者905的第一只眼睛906和第二只眼睛907的运动、方向和/或焦点。在如图9所示的示例中,第一只眼睛906具有如点划线所示的凝视角920,箭头表示运动,同时第二只眼睛907具有如点划线922所示的凝视角,另一箭头表示其运动。尽管箭头用于表示凝视角的运动,显示900也可以包括运动动画。在本示例中,显示900还表示生理数据显示950,即受试者905每分钟的心脏搏动。显示900提供一种方式的示例,其中,根据本发明采集的数据可以提供给专家用于分析,或提供给受试者本人使其能够通过训练等提高能力。本发明已经结合特定实施例在此描述,其用于对各方面进行说明而非限制。对本领域技术人员来说,不背离本发明范围的可选实施例将是显而易见的。
在受试者执行任务,如参与活动或运动时,跟踪受试者的眼睛运动、身体运动和/或生理表现。之后,采集的数据可以用于识别受试者视力和受试者身体运动和/或生理之间存在的相关性。可以分析该相关性,确定受试者参与运动或其他活动时,追踪目标,如球,的能力的延迟或差距。另外,可以将受试者的表现与来自其他个人的数据进行对比。眼睛运动、身体运动和/或生理表现数据可以用于测试和/或训练个人的视觉和认知能力。
用于测试和/或训练的眼睛和身体运动跟踪制作方法
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