CN107871530B - 机器人训练系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种机器人运动训练系统可以包括移动机器人平台、与所述移动机器人平台相关联且被配置为从环境获得数据的传感器模块。所述系统可以包括推进所述平台的驱动系统以及使所述平台转向的转向系统。所述系统可以包括处理器，所述处理器从所述传感器模块接收数据，且基于从所述传感器模块接收的数据控制所述驱动系统或所述转向系统跟随一个路径。一种方法可以包括控制机器人运动训练系统(或机器人训练平台)，使得其以一速度移动。所述机器人运动训练系统可以包括视觉系统，所述视觉系统被配置为接收涉及表面的数据，并将期望的表面的基线数据与接收的数据进行比较，以及响应于所述比较来调整所述机器人系统的行进方向。

Description

机器人训练系统和方法

技术领域

本发明的实施方案一般涉及用于使用机器人技术来帮助个体改善锻炼的系统和方法。更具体地，机器人系统和方法可以被用作辅导工具、导引装置和/或步速设置系统。

背景技术

运动活动对于维持健康的生活方式是重要的，并且是许多人的娱乐来源。

从事运动活动的个体已经寻求援助来帮助在运动锻炼期间定步速和进行辅导。典型的方法包括在已知长度的圆形轨道上跑步，并采用停表(stop watch)来记录间隔或计算速度。当跑步事件(诸如，比赛)需要帮助设定特定步速时，可能招募其他跑步者来努力援助并维持始终如一的步速。在比赛环境中，这些跑步者可以被称为“兔子(rabbit)”且常常需向他们支付费用而仅跑比赛的一部分以确保快速开始速度。

在最近几年，跑步者已经采用附加工具来努力跟踪和辅导锻炼。例如，可以使用基于GPS和加速度计的设备来提供速度信息和距离信息。还开发了健身监测设备，所述健身监测设备能够使用传感器在运动活动期间记录关于个体的表现的信息，且在一些情况下能够提供关于个体的表现的反馈。一些健身监测设备采用附接到个体身体的传感器，而其他健身监测设备依赖于附接到一件运动器材的传感器。这样的传感器可能够测量与个体的身体活动相关联的多种身体参数和/或生理参数。

从事运动活动的个体——或感兴趣的观察者(诸如，教练或粉丝)——可能期望接收关于运动活动的信息，所述信息包括关于个体的表现的信息。但是对于提供此信息，现有的运动/健身活动监测系统、训练系统和辅导系统具有许多缺点。许多现有的系统在它们可以给出的反馈或辅导的量方面受到限制。其他系统可以在活动期间提供辅导反馈，但是方式是使那个个体或感兴趣的观察者从集中于正在进行的运动活动本身分心。且许多现有的系统没有提供物理目标以供个体作出反应，或没有提供胜任训练伙伴的替代品。这些系统不适合于在许多现实世界的竞争或训练时间中监测。最后，现有的运动活动监测系统、训练系统和辅导系统常常未能向个体或感兴趣的观察者提供使得他们能够容易比较过去的表现、开发用于改进未来表现的策略或使表现可视化的迅速、准确、有见地的信息。

发明内容

需要的是如下运动活动训练和辅导系统和方法，所述系统和方法具有超过现有系统的改进的能力，因此为从事运动活动的个体和其他感兴趣的观察者提供更好的工具，以通过辅导反馈来改进所述个体的表现。本发明的至少一些实施方案满足以上需要，并提供了另一些相关优点，所述优点将通过下面的描述而变得明显。

本发明的实施方案涉及一种机器人训练系统，例如，一种用于在环境中的运动活动期间帮助个体的运动训练系统。所述系统可以包括：一个移动机器人平台；一个传感器模块，所述传感器模块包括一个被联接到所述移动机器人平台且被配置为从所述环境获得传感器数据的光学传感器阵列；一个驱动系统，所述驱动系统被配置为推进所述移动机器人平台；一个转向系统，所述转向系统被配置为使所述移动机器人平台转向；以及一个处理器。所述处理器可以被配置为从所述传感器模块接收所述传感器数据，将所述传感器数据表征为边缘数据、颜色数据、饱和度(saturation)数据、阈值数据或关键点数据之一，以及基于表征的数据控制所述驱动系统和所述转向系统之一遵循一个路径。所述传感器数据包括涉及所述环境的表面的变化的数据。

本发明的实施方案还涉及一种机器人训练系统，例如，一种用于在环境中的运动活动期间帮助个体的运动训练系统。所述系统可以包括：一个移动机器人平台；一个传感器模块，所述传感器模块包括一个被联接到所述移动机器人平台且被配置为从所述环境获得数据的传感器阵列；一个驱动系统，所述驱动系统被配置为推进所述移动机器人平台；一个转向系统，所述转向系统被配置为使所述移动机器人平台转向；以及一个处理器。所述处理器可以被配置为从所述传感器模块接收所述数据并基于所述数据控制所述驱动系统和所述转向系统之一遵循一个路径。所述数据可以包括涉及所述环境的表面的变化的数据。

本发明的实施方案还涉及一种训练个体的方法，例如，一种使用机器人运动训练系统在环境中的运动活动期间帮助个体的方法。所述方法可以包括：用所述机器人运动训练系统的处理器控制所述机器人运动训练系统，使得所述机器人运动训练系统以一速度移动；用所述机器人运动训练系统的视觉系统接收涉及所述环境的表面的数据，所述机器人运动训练系统在该表面上移动并且所述个体在该表面上进行其运动活动；用所述机器人运动训练系统的处理器将基线可能表面特性数据与接收的表面数据进行比较；以及响应于所述比较调整所述机器人运动训练系统的行进方向。

本发明的实施方案的附加特征将在下面的描述中被阐明，且将部分地从所述描述明了，或可以通过实践本发明获悉。前述的总体描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，且意在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

纳入本文的附图形成本说明书的一部分且例示了本发明的实施方案。与描述一起，附图还用于解释本发明的原理且使得本领域技术人员能够制作和使用本发明。

图1是使用根据本发明的一个实施方案的机器人训练系统的个体的例示。

图2-图3是选定的根据本发明的实施方案的机器人训练系统的例示。

图4是根据本发明的一个实施方案的传感器阵列的放大视图。

图5是根据本发明的一个实施方案的与电子设备、独立设备、网络和服务器之一交互的传感器模块的图解。

图6是根据本发明的一个实施方案的软件平台和软件模块的概念性图解。

图7是根据本发明的一个实施方案的传感器模块的图解。

图8是根据本发明的一个实施方案的电子设备的图解。

图9是使用根据本发明的一个实施方案的机器人运动训练系统在环境中的运动活动期间帮助个体的方法的流程图。

图10是使用根据本发明的一个实施方案的机器人运动训练系统在环境中的运动活动期间帮助个体的方法的流程图。

图11是使用根据本发明的一个实施方案的机器人运动训练系统在环境中的运动活动期间帮助个体的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考如附图中例示的本发明的实施方案详细描述本发明。对“一个实施方案”、“一实施方案”、“一示例性实施方案”等的引用指示描述的实施方案可以包括特定的特征、结构或特性，但是未必每一个实施方案都包括所述特定的特征、结构或特性。此外，这样的短语未必指相同的实施方案。此外，当结合一个实施方案描述特定的特征、结构或特性时，结合不管是否明确描述的其他实施方案来模仿这样的特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内。

如本文使用的术语“发明”或“本发明”是非限制性术语，且不意在指具体发明的任何单个实施方案，而是包含如本申请中描述的所有可能的实施方案。

本发明的多个方面或本发明的任何部分或功能可以是使用具有存储在其上的指令的硬件、软件、固件、有形非暂时性计算机可读或计算机可用存储介质或其组合实施的，且可以是在一个或多个计算机系统或其他处理系统中实施的。

下文进一步描述了上文讨论的方法和系统。下文的图可以适用于本发明的方法和系统实施方案。

通常，在一些实施方案中，系统和方法被提供以增强运动训练。本文描述的机器人平台可以是自主的或半自主的小型车辆。所述系统和方法可以例如遵循跑步轨道的跑道，且可以通过向跑步者提供音频、视觉显示和触觉反馈来用作虚拟教练，且可以指示他们加速或减速以达到特定的跑步目标。此外，它们可以被用来为跑步者设置步速、通过不同的锻炼间隔来辅导个体、收集运动数据并记录视频用于步态和/或技术分析。

有利地，与音频模拟或视频模拟相反，所述机器人训练系统和方法可以给跑步者一个有形目标以集中于他们的锻炼。这可以有利地提高反馈的质量，例如，通过使机器人训练系统逐渐地加速/减速。这与作为离散的、单独的步骤给出的辅导相反，避免了过度指示个体(例如，将步速改变为每英里8分钟、准备以最大速度跑30秒间隔等)。此外，所述机器人训练系统可以通过其动作简单地示出他们的步速，而不是告诉个体加速到特定速度或区域。在一些实施方案中，机器人训练系统可以根据个体的能力来调整(例如，如果个体不能够跟上机器人训练系统，则可以调整步速或方向)。有利地，从事运动活动的个体能够使他们的眼睛集中于他们面前的机器人训练系统上，而不必低头看着腕带、电话等，低头看着腕带、电话可能存在使他们的眼睛从他们前面的路线转移的危险。此外，能够将注意力大体集中在个体前方，而不是抬起手臂或向下看，避免了将效率低的身体定位或形式引入到运动活动内。

此外，所述机器人训练系统可以提供更精细的(granular)训练/辅导。例如，所述机器人训练系统可以以更频繁的间隔改变速度，例如，通过逐渐加速或减速并使个体跟随步速。不利地，试图通过变化精细或变化差距大的速度来口头指示个体存在过度辅导和压垮个体的危险。

还可以由所述机器人训练系统提供大体上实时的反馈。GPS系统和加速度计系统可以包括报告速度变化中的滞后。相反，本发明的机器人训练系统实施方案可以替代地利用机载(on board)速度传感器(例如，旋转速度传感器)，且可以使用例如集中于个体上的视觉传感器结合机器人训练系统的速度来调整系统的操作。

如图1-图4中示出的，在一些实施方案中，机器人训练系统10可以包括移动机器人平台100、传感器模块102、被配置为推进移动机器人平台100的驱动系统104、被配置为使移动机器人平台100转向的转向系统106、以及处理器110。处理器110可以被配置为从所述传感器模块接收数据(例如，传感器数据)，且基于从传感器模块102接收的数据来控制驱动系统104或转向系统106遵循一个预定路径。机器人平台100可以包括一个可以支撑或容纳系统10的多种部件的框架、壳体等。

在一些实施方案中，预定路径可以是例如运动轨道(track)300或指示轨道300上的跑道(lane)的油漆线或粉笔线302，如图2和图3中示出的。在一些实施方案中，传感器模块102可以与移动机器人平台100相关联且被配置为从环境获得数据。

在一些实施方案中，传感器模块102可以包括如例如在图4中示出的传感器108阵列。在一些实施方案中，传感器108可以获得与表面(诸如，运动轨道)的变化相关的数据。在一些实施方案中，传感器108可以以大致线性布置定位，使得传感器彼此平行且使得传感器关于其对齐的线性轴线的方向大致上垂直于在使用中油漆线/粉笔线302的感测部分。在其它实施方案中，该传感器阵列可以被布置成“V”形编队，正如一群候鸟，或可以被布置成弯曲布置。在一些实施方案中，该阵列的传感器可以以它们彼此不平行的偏移方式布置。

感测的表面变化数据可以是光学数据，例如，与表示轨道300上的跑道的油漆线或粉笔线的相对位置或组分相关的数据。在一些实施方案中，感测的数据(例如，光学数据)可以被表征和/或被量化以识别某些特征，例如，边缘数据、颜色数据、饱和度数据、阈值数据、关键点数据等。在一些实施方案中，这些特征可以被配置为控制驱动系统104或转向系统106。在一些实施方案中，所述传感器将数据发送到处理器110，其中该处理器进一步被配置为基于所述数据来调整驱动系统104或转向系统106。例如，在一些实施方案中，所述传感器阵列可以包括传感器(例如，红外或“IR”传感器、光敏系统、CCD、CMOS等)阵列，且发送与哪个传感器被定位在表示轨道300上的跑道的油漆线或粉笔线302之上相关的数据。可以检测油漆线或粉笔线组分、线边缘相对角度或其他特征。驱动系统104或转向系统106的速度调整或方向调整可以根据例如多少个传感器感测该线的存在、帧速率的频率、捕获的数据的分辨率或线的边缘相对于一个或多个传感器的相对角度而变化。在一些实施方案中，速度调整或方向调整可以根据传感器沿着感测线的存在的阵列的位置而变化。在一些实施方案中，速度调整或方向调整可以根据特定传感器感测该线的存在的时间的预定阈值而变化。在一些实施方案中，传感器位置、时间或感测该线的存在的传感器的数目可以使速度和/或方向变化。

缺少有形目标的现有运动训练系统——或依赖于有形目标不能够准确地感测轨道表面状况且相应地响应的系统——是不利地，不可以为个体提供合适水平的自然的、平滑的反馈和辅导。相反，本发明的采用传感器模块102的实施方案的机器人训练系统10可以基于真实世界的轨道表面状况来提供自然的、平滑的反馈和辅导。

在一些实施方案中，驱动系统104和/或转向系统106可以是例如有轮的系统。在一些实施方案中，这些系统可以是轨道系统、航空推进系统、磁性推进系统、导轨系统、机器人腿系统或其它合适的驱动系统。在一些实施方案中，驱动系统104和转向系统106可以是自主的或半自主的。自主的系统或半自主的系统可以具有优于依赖于重要用户或教练输入或控制的已知系统的优点，所述已知系统控制起来可能更繁琐且可能限制它们的使用。在一些实施方案中，机器人平台100可以包括一个被配置为支撑运动器材或供给的框架(例如，用作一种类型的机器人“驮骡”)。例如，一些实施方案可以被具体地配置为携带和/或分发水、食物或急救器材。

在一些实施方案中，可采用附加传感器模块102，或与机器人平台100物理地集成或与机器人平台分离。在一些实施方案中，传感器模块102可以包括附加传感器，例如，生理传感器等。

在一些实施方案中，系统10可以部分地或完全地是太阳能供电的，这可以有利地扩展有需要频繁充电或电池更换的限制的设备的范围。

在一些实施方案中，系统10还可以包括与与个体500相关联的电子设备400通信的无线收发机112。在一个实施方案中，电子设备400可以是例如智能电话、智能手表、平视显示(head-up-display)设备、其他智能服装、平板计算机或任何其他类型的合适的移动计算设备。在一些实施方案中，收发机112可以从电子设备400接收数据(例如，电子设备数据或输入数据)、将该数据发送至处理器110。在一些实施方案中，处理器110基于从电子设备400接收的数据来调整驱动系统104或转向系统106。在一些实施方案中，收发机112接收包括编程指令的数据以根据锻炼程序来控制驱动系统104和转向系统106。以此方式，包括与电子设备400通信的实施方案可以有利地在机器人训练系统10的性能方面允许较高水平的准确度或定制。在一些实施方案中，电子设备400可以起传感器模块102的作用。

在一些实施方案中，这些程序可以包括用来在锻炼(例如，跑步训练)期间向个体500提供辅导反馈的指令。在一些实施方案中，个体500可以接收例如辅导指令或鼓励。在一些实施方案中，这些程序可以包括模拟比赛，其中机器人平台100可以用先前的比赛数据来编程，使得它根据比赛步速移动，且个体500可以尝试击败该平台。在一些实施方案中，这些程序可以包括世界记录数据，使得个体500可以与当前世界记录“竞争”。收发机112可以与机器人平台100成一体，或可以是单独的单元。本文进一步讨论了与这样的程序相关的软件平台和模块以及部件的程序和功能的附加细节。

收发机112可以允许传感器模块102例如经由网络602或服务器604例如与其他本地或远程定位的机器人平台100或其他独立设备600通信，如图5中示出的。这些部件之间的通信可以是单向通信或双向通信。

在一些实施方案中，系统10可以包括一个被配置为接收输入数据且将数据发送至可以基于输入数据来调整驱动系统104或转向系统106的处理器110的用户界面。在一些实施方案中，所述用户界面可以例如被显示在电子设备400上，或可以被直接集成到机器人平台100中。

如图1-图3中示出的，例如，在一些实施方案中，系统10可以包括视频摄像机114。例如，视频摄像机114可以被配置为在训练期间记录个体。在一些实施方案中，视频摄像机114可以将视频数据发送到处理器110。在一些实施方案中，处理器110被配置为分析个体的生理特性(例如，分析步态特性或足部触地特性、分析其他跑步形式特性、识别疲劳发作、识别排汗水平等)。在一些实施方案中，视频摄像机114可以被配置为例如记录个体跑步所在的表面，或捕获周围环境的视频。在一些实施方案中，处理器110可以分析例如步态特性，诸如，足部触地类型(例如，脚后跟、足中段，前脚等)、旋前或旋后的速率，以及旋前和旋后的程度。在其他实施方案中，视频摄像机114可以被配置为记录在训练期间在个体前面的路径，以便记录机器人训练系统10和个体穿过的路线的第一人称类型的视图。在其他实施方案中，摄像机114可以在移动拍摄周围环境以记录竞争者、旁观者或其他感兴趣的项的视频。移动拍摄可以是自主的或由个体或第三方(诸如，教练)控制的。

在一些实施方案中，附加机器人平台100可以能够基于传感器反馈而彼此交互。例如，在一些实施方案中，基于陆地的机器人平台100可以执行向个体500的训练反馈功能，而基于航空的机器人平台100例如可以包括视频摄像机114且基于基于陆地的机器人平台100或个体500的位置来执行前面提及的视频功能。

在一些实施方案中，系统10可以包括音频反馈系统116。在一些实施方案中，音频反馈系统116被配置为在锻炼期间向个体提供关于锻炼的信息。在一些实施方案中，音频反馈系统116可以提供音频辅导，例如警告个体500在锻炼中改变，以加速/减速，警告个体500其他接近的个体，或警告个体500其他机器人平台100(例如，催促较慢的跑步者向右移动)。组合式音频和视觉反馈可以增强对个体的辅导，因为它更接近地复制了个体之间的一对一辅导而不是仅遵循音频提示的个体。在一些实施方案中，音频反馈系统116可以被配置为除了允许来自系统10的反馈之外还允许例如来自个体的教练的一对一辅导反馈。

在一些实施方案中，系统10可以包括显示系统118。显示系统118可以是例如投影仪、显示屏、激光系统、全息显示器、油漆/粉笔显示系统等。在一些实施方案中，显示系统118被配置为在锻炼期间向个体提供关于锻炼的信息或其他信息或视觉暗示(例如，在机器人平台100的轨道或主体上显示图像、显示跟随的线、跟随距离或锻炼细节)。在一些实施方案中，显示系统118可以显示视觉暗示，诸如，剩余时间、当前速度、圈数等。在一些实施方案中，显示系统118可以允许视频呼叫其他个体(例如，朋友或竞争者)。在一些实施方案中，显示系统118可以包括例如在头盔上的抬头显示器(HUD)或电子眼镜。在一些实施方案中，显示系统118可以将信息或图像投射在个体前面和/或在机器人训练系统10前面的轨道的表面上，这可以有利地允许个体视觉接收信息，而不必使他们的视场转移，否则为了查看智能手机、智能手表或其他便携式显示器上的显示将破坏他们的竞技状态。在一些实施方案中，安装在机器人训练系统10本身上的显示器可以提供类似的益处。

在一些实施方案中，系统10可以包括音频输入系统120。音频输入系统120可以被配置为接受音频数据且将数据发送到处理器以控制系统10。在一些实施方案中，音频输入系统120可以起语音控制/识别系统的作用，且接受信息(诸如，个体500说话命令)，以加速或减速、提供导航、发出紧急呼叫、向教练或训练师发出呼叫、向其他个体(例如，朋友或竞争者)发出视频呼叫、或在社交媒体平台上发布更新。

一些实施方案涉及一种训练方法，所述训练方法包括启动编程数据，使得机器人训练系统以一预定速度移动，其中所述机器人训练系统包括一个视觉系统，所述视觉系统被配置为接收与表面相关的数据、接收与表面相关的数据、将期望的表面的基线数据与接收的数据进行比较，以及响应于所述比较来调整机器人系统的行进方向。在一些实施方案中，接收的与表面相关的数据是指示轨道上的边线的位置的光学数据。现有的系统通常不考虑表面变化(例如，如果个体开始在轨道上跑步但转变到草地)。相反，本发明的实施方案可以根据进行运动活动的表面(例如，运动场、人造草皮、轨道、人行道等)来提供辅导反馈中的变化。

转到图9中示出的示例性方法2000，在步骤2002，所述方法可以包括用机器人运动训练系统的处理器控制所述机器人运动训练系统，使得所述机器人运动训练系统以一速度移动。然后所述方法可以包括：在步骤2004，用所述机器人运动训练系统的视觉系统来接收涉及环境表面的数据，所述机器人运动训练系统在该环境表面上移动，且个体在该环境表面上进行他们的运动活动，在步骤2006，用所述机器人运动训练系统的处理器来比较基线可能表面特性数据与接收的涉及环境表面的数据，以及在步骤2008，响应于所述比较来调整所述机器人运动训练系统的行进方向。

在图10处示出的示例性方法2100可以包括方法2000中示出的步骤中的每个。此外，所述方法可以在步骤2010处包括在运动活动期间所述机器人训练系统向个体提供辅导反馈。

在图11处示出的示例性方法2200可以包括方法2000和2100中示出的步骤中的每个。此外，所述方法可以包括：在步骤2012，在运动活动期间在所述机器人运动训练系统处从一个联接到个体的传感器模块接收关于个体的生理传感器数据，在步骤2014，用所述机器人运动训练系统的处理器比较基线可能表面特性数据与接收的涉及环境表面的数据，以及在步骤2016响应于生理数据比较来调整所述机器人运动训练系统的速度。此外，所述方法中的每个可以包括一个可选的从任一步骤回到任何先前步骤的反馈回路。

应理解，上文列出的操作的顺序是示例性的。所述操作的顺序可以被重新布置且一些操作可以被省略。

在一些实施方案中，所述方法还包括在个体从事运动活动期间在机器人训练系统10处从与个体500相关联的传感器模块接收关于个体500的生理传感器数据。在一些实施方案中，所述方法包括使用处理器(例如，处理器110)比较接收的生理传感器数据与基线生理数据，且基于所述比较来调整编程数据，使得所述机器人训练系统的速度(或方向)被调整。在一些实施方案中，所述方法还包括在接收生理数据之前接收关于个体的个人信息。在一些实施方案中，所述个人信息包括先前损伤信息、身高、体重、性别、运动目标、目标运动环境、目标运动持续时间、目标锻炼强度之一。

所述系统或方法可以包括在个体从事的第一运动活动期间从与个体相关联的传感器模块接收关于个体的数据。所述方法还可以包括在个体从事的第二运动活动期间从与个体相关联的传感器模块接收关于个体的数据，以及基于与所述第二运动活动相关的数据来确定第二特性。所述方法还可以包括比较在所述第一运动活动/所述第二运动活动期间接收到的数据；并提供关于锻炼的建议。

在一些实施方案中，接收的第一数据和第二数据可以包括生理特性(例如，呼吸数据或心脏数据)。在一些实施方案中，所述方法可以确定所述第二数据的特性是否表示超过所述第一数据的改进。在一些实施方案中，所述方法可以包括经由本地有线连接或无线连接或经由广域网接收数据(例如，动作数据、生理数据等)。在一些实施方案中，所述方法可以包括在运动活动期间以大体上实时的方式监测个体的动作。在一些实施方案中，传感器模块102可以被提供且被配置为获得与个体500在运动活动期间的生理参数相关的数据。

所述系统和方法可以通过含有软件模块的软件平台1000(其可以被包括在系统10中)来实现，例如，如图6中示出的。在一些实施方案中，可以包括更少的模块，或可以包括附加模块。在一些实施方案中，可以例如通过网络连接移除或添加模块。编程数据可以包括软件平台1000，例如，如图6中示出的，且包括多种模块。例如，传感器模块102或电子设备400中的每个部件可以馈送模块数据，模块用模块数据表示响应。在一些实施方案中，编程数据包括模拟比赛数据，使得所述机器人训练系统以比赛速度移动。在一些实施方案中，编程数据包括反馈数据，使得所述机器人训练系统在锻炼期间向个体提供辅导反馈。在其它实施方案中，除了系统10中的软件平台之外或作为系统10中软件平台的替代，所述系统和方法可以通过电子设备400中的软件平台1000来实现。

如图6中示出的，软件平台1000可以包括精彩回放(highlight reel)模块1100，所述精彩回放模块1100包括编程以从摄像机114捕获视频数据并组成视频蒙太奇或精彩回放。

在一些实施方案中，软件平台1000可以包括统计模块1102。统计模块1102可以被编程以显示关于锻炼的相关统计，诸如，距离、时间、步速、心率、生理数据等。在一些实施方案中，统计模块1102可以通过借助于显示系统118或音频反馈系统116提供指令或反馈起锻炼教练的作用。在一些实施方案中，统计模块1102可以包括一个圈计数器，例如，以允许个体在任何跑道中跑出准确的距离。

在一些实施方案中，软件平台1000可以包括接近意识模块1104。接近意识模块1104可以使用附加传感器数据(或来自传感器模块102的数据)来例如在障碍物周围导引机器人平台100，或使用系统10维持到个体500的安全距离。在一些实施方案中，例如，接近意识模块1104可以通知个体在该个体附近跑步的其他跑步者，或可以在比赛事件中意识到其他竞争者的状态。在一些实施方案中，接近感知模块1104可以优化路线，例如，考虑特定的表面或地理，或可以分析个体采取的路线(例如，个体如何接近拐角等)。在一些实施方案中，接近意识模块1104可以与其他机器人平台100通信。在一些实施方案中，接近意识模块1104可以包括例如具有雷达传感器的雷达系统或具有超声波传感器的超声波系统。

在一些实施方案中，软件平台1000可以包括策略模块1106。策略模块1106可以包括用来针对特定状况辅导个体的指令(例如，辅导跑步者在上坡或逆风行进时减速以及针对下坡或顺风加速)。策略模块1106可以使用来自传感器模块102的数据，例如，视觉传感器数据或附加传感器数据，诸如，接近传感器数据。在一些实施方案中，策略模块可以辅导个体以调整他们的表现，例如，针对不同的地形(例如，上坡或下坡)来调整他们的步态、步幅或姿态。在一些实施方案中，来自视频摄像机114的数据可以被用作策略模块1106的输入，并且辅导可以取决于视频数据分析(例如，疲劳分析或步态分析)。

在一些实施方案中，软件平台1000可以包括安全模块1108。安全模块可以例如辅导跑步的个体在接近不平坦表面状况或危险表面状况时或当生理数据达到不安全水平时减速。在一些实施方案中，如果通信信号或其他信号丢失或异常，安全模块可以控制驱动系统104或转向系统106以避开障碍物或制动。在一些实施方案中，如果蜂窝覆盖不可用，则安全模块可以离开个体500并拨打紧急号码。在一些实施方案中，安全模块1108可以利用来自传感器模块102的数据来维持个体500周围的预定位置，例如，在个体500前面、后面或旁边。在一些实施方案中，安全模块1108计算距个体500的可接受的半径且基于个体500采取的路径来调整。在一些实施方案中，安全模块1108可以例如在沿着比赛路径比赛之后中拾取垃圾。

在一些实施方案中，软件平台1000可以包括燃料/水合物模块1110。燃料/水合物模块1110可以利用锻炼数据、来自传感器模块102的数据等在锻炼期间辅导个体500摄入恰当的食物和水。在一些实施方案中，机器人平台1000可以在平台上包括流体和食物以提供给个体500。在一些实施方案中，燃料/水合物模块1110可以包括雾化功能，例如，如果在外部很热，或如果个体500达到如由传感器模块102测量的预定温度。

在一些实施方案中，软件平台1000包括充电模块1112。充电模块1112可以针对长时间比赛提供能量源从而为电话(例如，作为电子设备400)充电。充电模块1112可以在电子设备400充电水平下降到预定阈值以下时激活例如蓝牙充电。就这一点而言，充电模块1112可以提供附加能量以允许个体500的较长的训练时间或跑步时间。

在一些实施方案中，软件平台1000包括导引模块1114。导引模块1114可以利用音频系统116，例如，以充当用于盲人个体500的导引。在一些实施方案中，导引模块1114可以在个体500前面行进且例如可以“侦察”区域。在一些实施方案中，导引模块1114可以包括一个可以被配置为在由传感器模块102感测到的环境下降到预定亮度水平阈值以下的情况下接通的灯，例如，LED灯。

在一些实施方案中，软件平台1000包括保姆模块1116。保姆模块1116可以配置机器人平台，使得它自主地使个体500的婴儿在预定路径周围(例如，在街区周围)“散步”。在一些实施方案中，保姆模块可以使个体的犬伙伴“散步”。在一些实施方案中，保姆模块1116可以使来自视频摄像机114的视频数据流传输到电子设备400，以用于由个体500监测。

在一些实施方案中，软件平台1000包括灯模块1118，该灯模块1118可以激活机器人平台100上的灯，以照亮个体遵循的路径。

在一些实施方案中，软件平台100包括视觉模块1120。视觉模块1120可以例如利用视频摄像机114或传感器阵列108或附加传感器来实现用于系统10的计算机视觉。在一些实施方案中，视觉模块1120可以是其他模块的子模块。

在一些实施方案中，软件平台1000可以包括提取模块1124。提取模块1124可以与传感器模块102通信，并被配置为查找且取回运动器材，例如，英式足球或高尔夫球。

在一些实施方案中，软件平台1000包括天气模块1126。天气模块1126例如可以与传感器模块102通信，并记录/报告风速、温度、湿度等。此数据可以被馈送回到到其他模块，例如，以基于天气信息来调整个体的锻炼。

在一些实施方案中，软件平台1000包括裁判模块1128。裁判模块1128可以与运动器材(例如，英式足球等)通信。在一些实施方案中，传感器模块102例如可以确定英式足球是否在界线外，或行进经过球门线。

在一些实施方案中，软件平台1000包括技能模块1130。技能模块1130可以配置机器人平台100以执行运动演练，例如，“踢”英式足球以进行守门员/玩家训练。在一些实施方案中，机器人平台100可以被配置为以随机形式或伪随机形式行进，并使个体500跟随它。技能模块1130可以包括模拟比赛模式，使得个体500可以尝试跟随机器人平台100，因为它带领他们经历模拟比赛。在一些实施方案中，技能模块1130可以包括世界记录模式。在世界记录模式中，机器人平台100可以在特定距离内以世界纪录步速带领个体500。在一些实施方案中，世界记录模式可以将机器人平台100配置为“重播”世界纪录或个人记录表现，如此跑步者可以尽可能长时间尝试“坚持下去”。例如，驱动系统104可以以特定步速加速和减速，例如，在开始时加速和例如在比赛结束时“踢”。

在一些实施方案中，软件平台100包括团队模块1132。团队模块1132可以向多个个体500提供反馈或协调其之间的移动。

在一些实施方案中，软件平台1000包括社交模块1134，例如，从而与社交网络平台或其他通信系统集成，使得个体可以流传输他们锻炼的视频。例如，社交模块1134可以使得个体500能够与从事锻炼的其他个体进行视频聊天。在一些实施方案中，社交模块1134可以允许从事锻炼的个体的朋友、家人或粉丝与该个体通信，例如，以声援他们(例如，发送旨在鼓励个体500或为个体500“打气”的歌曲，或当个体500疲劳时打电话给朋友)。在一些实施方案中，社交模块1134可以包括与通信集线器通信以得到服务(例如诸如，“OnStar”)。

在一些实施方案中，个体500可以使用机器人训练系统10来实施本发明的方法和系统。在一些实施方案中，个体500可以使用电子设备400来执行本发明的方法和系统。

在启动应用软件(例如，软件平台1000)之后，个体500可以通过使用用户输入控制选择模块的对应图标来使得不同的模块提供不同的GUI页面。如果个体500用光标选择模块图标、在模块图标上滑动或徘徊，则可以弹出对应于与特定模块相关联的子模块或程序向导的附加图标或者附加图标显示给个体500。

在一些实施方案中，可以存在教育部分。在一些实施方案中，这可以包括对于健康和健身普遍的信息，或更专门的信息，诸如，关于跑步或特定运动活动的信息。

在一些实施方案中，所述系统可以以可接受的方式将个体500信息存档，从而允许电子设备400或传感器模块104上有更多存储空间。存档可以包括现场硬盘驱动器存储、基于云的存储、服务器存储或任何其他可接受的存储介质。

运动目标的实施例可以包括为了比赛或其他体育事件的训练、改善个体健身、仅仅为了享受跑步等。频率间隔可以包括例如每周约1-2次、每周约3-4次、每周约5-7次，或个体不知道。长度间隔可以包括例如每周少于大约5英里、每周大约5-10英里、每周大约10-20英里、每周大于大约20英里，或个体不知道。目标运动地形环境的实施例可以包括道路、轨道、跑步机、小径、健身房或为特定运动而设计的特定运动场地。这些特征可以被集成到软件平台1000中，且被用来控制机器人训练系统10。

所有模块可以具有一个或多个可以通过点击、滑动等来导航到某地或从某地开始导航的子模块。在一些实施方案中，所述系统可以允许个体500上传照片、视频、医疗记录等之一，用于纳入到机器人训练系统和方法内。

配对是在计算机网络化中使用的、帮助在计算设备之间建立初始链接以允许它们之间进行通信的过程。配对可以经由使用例如蓝牙无线协议的个人局域网或本地局域网无线地进行。软件平台1000可以提示个体500将他们的电子设备400(或其他传感器)配对到传感器模块102，且可以向个体500显示关于配对状态的更新。

传感器模块102在所述系统中可以具有将传感器模块识别为系统10的一部分的通用登记名称。一旦被配对，可以通过使用该传感器模块的个体的名称来识别传感器模块。例如，一个传感器可能被登记为RSS0005作为通用识别名称，且广播信号将包括此名称。一旦被配对，则该传感器模块可以改变广播信号以包括对应于使用该传感器模块的特定个体的名称(诸如，NAME01或NAME02)。一旦传感器模块102被配对，从个体500收集的登记数据和个人信息可以被加载到传感器模块上。

在一些实施方案中，所述系统10或方法可以包括识别是否已经达到表现目标。在一些实施方案中，所述方法可以包括在接收关于个体的数据之前接收关于个体的个人信息。所述个人信息可以包括信息，诸如，个体的姓名、先前损伤信息、身高、体重、性别、鞋子尺寸、运动目标、目标运动环境或地形、目标运动活动持续时间、目标运动活动频率、目标运动活动距离、关于运动器材或鞋类的定量偏好或定性偏好(诸如，缓冲水平、重量偏好、材料等)，以及当前运动鞋类。

在其他实施方案中，所述方法可以包括创建针对个体的帐户。所述帐户可以包括从个体获得的个人信息。所述方法可以包括在个体正在从事运动活动时从与该个体相关联的传感器模块接收与该个体相关的动作数据，或从机器人平台100接收的且与传感器模块102相关联的其他数据。在一些实施方案中，所述方法可以包括存储个人信息，以及与个体的帐户相关联的特性。

在一些实施方案中，电子设备400可以是例如下列之一：台式计算机、PDA设备、MP3播放器、具有体育操作模式的电子手表、工作站、移动设备(例如，移动电话、个人数字助理、平板计算机或膝上型计算机)、计算机、服务器、计算机集群、服务器场、游戏控制台、机顶盒、信息亭、嵌入式系统、健身房机器、专用电子设备、游戏控制台控制器。在一些实施方案中，电子设备400可以包括至少一个处理器和存储器。

根据本发明的实施方案的机器人训练系统10可以适合于由个体400使用用于进行个体运动活动，可以适合于由从事运动活动(诸如，跑步或散步)的个体400使用。

在本发明的一些实施方案中，机器人训练系统10还可以包括机器人训练系统软件平台1000或与机器人训练系统软件平台1000交互。机器人训练系统或机器人训练系统软件的接口外观(aspect)可以例如经由个体500的电子设备400上的屏呈现给个体500。在一些实施方案中，软件平台1000可以被远程地托管在例如服务器上。在一些实施方案中，个体可以将软件平台1000或多个模块下载到存储器(例如闪存驱动器)，存储器可以被联接到机器人训练系统10以编程指令机器人平台100。

在一些实施方案中，可以利用附加传感器，例如，集成在一件现有的运动活动监测器材内的附加生理传感器，所述现有的运动活动监测器材例如是心率监测设备、计步器和基于加速度计的监测设备、定位系统接收机设备(例如，GPS接收机)或其他健身监测设备。

通信也可以经由网络602在传感器、电子设备和/或远程服务器604之间发生，例如，如图5中示出的。在一些实施方案中，所述网络是因特网。因特网是采用因特网协议(TCP/IP)传达数据的服务器、路由器、交换机和传输线的世界范围内的集合。所述网络也可以被用于传感器、电子设备、服务器等中的两个或更多个之间的通信。在本发明的一些实施方案中，经由网络在传感器或处理器与服务器之间直接传达信息，因此绕过电子设备。

可以在可以发送或接收数据或信息的任何部件之间传达各种信息。这样的信息可以包括例如表现参数数据、设备设置(包括传感器设置)、软件和固件。

本发明的多种元件之间的通信可以在锻炼/运动活动已经完成之后发生或在锻炼/运动活动期间大体上实时地发生。

电子设备400可以用于各种目的，包括例如提供附加数据处理、向机器人平台100提供指令；提供附加数据存储、提供数据可视化、提供附加传感器能力、将信息中继到网络602、提供音乐或视频的重放等。

图中例示的电子设备400可以不是专用电子监测设备；图中例示的电子设备400可以是移动电话、专用健身监测器、智能手表、平板计算机等。在替代实施方案中，传感器模块102本身可以由移动电话来实现，或电子设备400可以是移动电话。在机器人训练系统10中包括电子设备400(诸如，移动电话)可以是期望的，因为个体400通常携带移动电话，即使在从事运动活动时，且他们能够提供显著的额外计算和通信能力而不给个体500带来附加成本。

鉴于以上讨论，很明显，本文记载的多个处理步骤或其它计算可以能够由本文公开的机器人训练系统10的多个实施方案来执行，且不必被限制于通过传感器模块102来执行，这取决于本发明的具体实施方案的配置。例如，在多个实施方案中，可以通过传感器模块102、通过服务器计算机604、通过电子设备400和/或任何其他网络部件或通过不止一个部件来执行本文记载的处理步骤或其他计算中的任何一个。

本发明的实施方案可以涉及使用所谓的“云计算”。云计算可以包括作为服务而不是产品的计算的递送，由此将共享的资源、软件和信息通过网络(通常因特网)提供给作为公共设施的计算机和其他设备。云计算可以通过网络将已发布的应用程序编程接口上的个体500的数据、软件和计算委托给服务(通常是集中的)。最终用户可以通过网络浏览器或轻重量桌面或移动应用程序来访问基于云的应用程序，同时将业务软件和数据存储在远程位置的服务器上。与软件程序被本地安装在最终用户计算机上的情况相比，云应用程序供应商常力求提供相同或更好的服务和性能。

本发明的实施方案可以结合动作监测系统和表现监测系统的特征。在2011年3月31日提交的共同拥有的美国专利申请No.13/077,494(所述美国专利申请也被公开为美国专利申请公开No.2012/0254934)和2013年3月12日提交的共同拥有的美国专利申请No.13/797,361(所述美国专利申请也被公开为美国专利申请公开No.2014/0266160)中公开了示例性动作监测系统和性能监测系统，所述每个美国专利申请的全部内容通过引用的方式纳入本文。

上文提供了包括示例性传感器模块102的本发明的机器人训练系统10的部件的示例性实施方案的概述。

转到图7，示出了根据本发明的一些实施方案的传感器模块102的部件的方块图。在所例示的实施方案中，传感器模块102可以包括处理器110(处理器110也可以是一个单独的部件)。传感器模块102可以包括电源140、存储器138、加速度传感器142、磁场传感器146和收发机112(收发机112可以是一个单独的部件)。这些部件操作性地彼此连接以实施传感器模块102的功能。在其他实施方案中，可以省略这些传感器模块102部件中的一个或多个，或可以添加一个或多个附加部件。处理器110可以被包括在传感器模块102中，或可以是一个单独的部件。处理器110可以适于实施存储在传感器模块102的存储器138中的应用程序。处理器110还可以能够实施模拟或数字信号处理算法，诸如，原始数据缩减和滤波。例如，处理器110可以被配置为从传感器接收原始数据且在传感器模块102处理这样的数据。处理器110操作性地连接到电源140、存储器138、加速度传感器142、磁场传感器146和收发机112。

在一个实施方案中，使用例如从位置接收机130接收的GPS信号来执行传感器模块102的校准。接收的GPS信号可以被用来例如确定个体在锻炼期间跑或走的距离。在其他实施方案中，例如，可以通过使用计数器(例如，附加传感器148)对驱动系统104的轴的转数进行计数来准备传感器模块102的校准。

电源140可以适于向传感器模块102提供电力。在一个实施方案中，电源140可以是电池。所述电源可以内置在传感器模块102中或可以是从传感器模块102可移除的，且可以是可再充电的或不可再充电的。在一些实施方案中，电源140可以通过附接到充电电源的线缆(诸如，附接到个人计算机的通用串行总线(“USB”)、FireWire线缆、以太网线缆、Thunderbolt线缆或头戴式受话器线缆)来再充电。在另一个实施方案中，电源140可以通过感应充电来再充电，其中当使感应充电器和电源140紧密接近时，使用电磁场来将能量从感应充电器传递到电源140，而不需要经由线缆插入彼此。在一些实施方案中，可以使用插接站来便于充电。在其他实施方案中，可以通过将一个电源140替换成另一个电源140来为传感器模块102重新供电。电源140可以附加地为机器人平台100供电，包括为驱动系统104和转向系统106供电。

存储器138可以适于存储应用程序指令和存储运动活动数据。在一些实施方案中，存储器138可以存储用来实施本文描述的零售(retail)优化系统10的功能的各方面的应用程序。在一个实施方案中，存储器138可以存储原始数据、记录的数据和/或计算的数据。在一些实施方案中，如下文更详细解释的，存储器138可以充当数据存储缓冲器。存储器138可以既包括只读存储器又包括随机访问存储器，且还可以包括存储器卡或其他可移除的存储设备。

在本发明的一些实施方案中，存储器138可以持久地存储原始数据、记录的数据和/或计算的数据，而在其他实施方案中，存储器138可以仅诸如在缓冲器中临时地存储全部或一些数据。在本发明的一个实施方案中，存储器138和/或与其相关的缓冲器可以将数据存储在预定大小的存储器位置中，使得对于本发明的一个特定应用仅可以保存一定量的数据。

加速度传感器116可以适于测量传感器模块102的加速度。因此，当传感器模块102被物理地联接到机器人平台100时，加速度传感器116可以能够测量物体100的加速度，包括由于地球引力场引起的加速度，且可以允许机器人平台以预定的加速形式移动。在一个实施方案中，加速度传感器116可以包括能够在三个正交方向上测量加速度的三轴加速度计。在其他实施方案中，可以使用一个、两个、三个或更多个单独的加速度计。

磁场传感器146可以适于测量传感器模块102附近的磁场的强度和方向。因此，利用磁场传感器146，传感器模块102可能够测量机器人平台100附近的磁场的强度和方向。在一个实施方案中，磁场传感器146可以是矢量磁强计。在其他实施方案中，磁场传感器146可以是能够在三个维度上测量总局部磁场的合成磁矢量的量级和方向的三轴磁强计。在其它实施方案中，可以使用一个、两个、三个或更多个单独的磁强计。

在本发明的一个实施方案中，加速度传感器116和磁场传感器146可以被包含在由瑞士、日内瓦的意法半导体公司制造的型号为LSM303DLHC的单个加速度计-磁强计模块轴承中。在其他实施方案中，传感器模块102可以仅包括加速度传感器116和磁场传感器146之一，且如果需要，可以省略另一个。

图6中描绘的收发机122可以使得传感器模块102能够与机器人训练系统10的其他部件(诸如，下文进一步详细描述的那些部件)无线通信。在一个实施方案中，传感器模块102和机器人训练系统10的其他本地部件可以通过使用例如下面的协议中的一个或多个的个人局域网或本地局域网进行通信，所述协议是：ANT、Dynastream Innovations的ANT+、蓝牙、蓝牙低能耗技术、BlueRobin或合适的无线个人局域网或本地局域网协议。也可以使用适用于机器人训练系统10的其它已知通信协议。

在一个实施方案中，收发机122是低功率收发机。在一些实施方案中，收发机122可以是双向通信收发机122，而在其他实施方案中，收发机122可以是单向发射机或单向接收机。下文进一步详细描述了传感器模块102与机器人训练系统10的其他部件之间的无线通信。在其他实施方案中，传感器模块102可以与机器人训练系统10的不依赖于收发机122的其他部件处于有线通信。

在本发明的一些实施方案中，具有部件(诸如，图6中描绘的那些部件)的传感器模块102可以在个体500进行运动活动期间被物理地联接到机器人平台100。传感器模块102还可以进一步监测个体500的身体或个体的一件运动器材或鞋类物品的空间定向中的改变，或确定身体或器材移动数据与特性(诸如，步态特性)之间的相关性。在一些实施方案中，如所描述的传感器模块102可以被用来监测轨道的表面，例如，以跟随粉笔线/油漆线302。在一些实施方案中，未联接到机器人平台100的附加传感器(例如，其他加速度传感器、生理传感器等)可以负责收集执行多种监测计算必需的数据。

然而，在一些其他实施方案中，可能期望的是，在传感器模块102内包括附加的传感器148(例如速度传感器等)，或附加的传感器148(例如速度传感器等)操作性地附接到传感器模块102，或具有与传感器模块102通信的附加传感器。在一些实施方案中，附加的传感器模块102可以被集成在一件现有的运动活动监测器材内，所述现有的运动活动监测器材可能具有附加的或不同的传感器(诸如，心率监测设备、计步器和基于加速度计的监测设备)或其他健身监测设备。

除了加速度传感器116和磁场传感器146之外，可以是传感器模块102的一部分或与传感器模块102分离但与传感器模块102通信的其它传感器可以包括能够测量各种运动表现参数的传感器。术语“表现参数”可以包括与个体500的运动活动相关联的物理参数和/或生理参数。测量的物理参数可以包括但不限于时间、距离、速度、步速、踏板计数、轮旋转计数、总旋转、步幅计数、步幅长度、空中时间、步幅速率、海拔、应变、冲击力、跳跃力、总的力、跳跃高度。测量的生理参数可以包括但不限于心率、呼吸速率、血液氧气水平、血液乳酸水平、血液流量、水合水平、燃烧的卡路里或身体温度。

如图7中示出的，在一些实施方案中，传感器模块102可以纳入其他附加部件。在一些实施方案中，传感器模块102可以纳入操作性地彼此连接以执行传感器模块102的功能的角动量传感器124、心率传感器126、温度传感器128、位置接收机130、数据端口132和计时器134。在其它实施方案中，可以省略这些传感器模块102部件中的一个或多个，或可以添加一个或多个附加部件。

在一些实施方案中，收发机122可以是双向通信收发机122，而在其他实施方案中，收发机122可以是单向发射机或单向接收机。

个体500可以使用传感器模块102的用户界面136来与传感器模块102交互。在一些实施方案中，用户界面136可以包括一个或多个输入按钮、开关或按键，包括图形用户界面触摸屏表面的虚拟按钮、开关或按键。可以基于传感器模块102的操作模式来确定这些按钮、开关或按键中的每个的功能。在一个实施方案中，用户界面136可以包括触摸板、滚动板和/或触摸屏。在另一个实施方案中，用户界面136可以包括电容开关。在另一个实施方案中，用户界面136可以包括语音激活的控制。

然而，在一些实施方案中，传感器模块102可以不包括用户界面136。在这些实施方案中，传感器模块102可以能够与机器人训练系统10的本身包括用户界面的其他部件(诸如，电子设备400)通信。

角动量传感器124可以适于测量传感器模块102的角动量或定向，所述角动量传感器124可以是例如陀螺仪。因此，当传感器模块102被物理地联接到机器人平台100时，角动量传感器124可以能够测量物体104的角动量或定向。在一个实施方案中，角动量传感器124可以是能够测量围绕三个正交轴的角旋转的三轴陀螺仪。在其它实施方案中，可以使用一个、两个、三个或更多个单独的陀螺仪。在一些实施方案中，角动量传感器124可以被用来校准通过加速度传感器116和磁场传感器146中的一个或多个进行的测量。这对于航空机器人平台100可以是特别有利的。

心率传感器125可以适于测量个体500的心率。心率传感器125可以被放置成与个体500的皮肤(诸如，个体胸部的皮肤)接触，且用带固定。心率传感器125可以能够读取个体500的心脏的心电活动。

温度传感器128可以是例如测量温度改变的温度计、热敏电阻或热电偶。在一些实施方案中，温度传感器128可以主要被用于校准机器人训练系统10的其他传感器，例如，加速度传感器116和磁场传感器146。

在一个实施方案中，位置接收机130可以是电子卫星位置接收机，所述电子卫星位置接收机能够使用通过来自卫星定位系统卫星的无线电沿着视线发送的时间信号来确定其位置(即，经度、纬度和海拔)。已知的卫星定位系统包括GPS系统、伽利略系统、北斗系统和格洛纳斯(GLONASS)系统。在另一个实施方案中，位置接收机130可以是能够与本地基站或远程基站或无线电发送收发机通信的天线，使得可以使用无线电信号三角测量或其他类似原理来确定传感器模块102的位置。在一些实施方案中，位置接收机130的数据可以允许传感器模块102检测可以被用来测量和/或计算位置航点、时间、位置、行进距离、速度、步速或海拔的信息。

数据端口132可以便于向传感器模块102传送信息和传送来自传感器模块102的信息，且可以是例如USB端口。在一些示例性实施方案中，数据端口132可以附加地或替代地有助于传送电力到电源，以对电源充电。

计时器134可以是能够跟踪绝对时间和/或确定经过时间的时钟。在一些实施方案中，计时器134可以被用来时间标记某些数据记录，使得可以确定测量或记录某些数据的时间，且多个数据片段的多个时间标记可以彼此相关。

在一些实施方案中，传感器模块102还可以包括按钮和/或显示器。所述按钮可以充当传感器模块102的用户接口。所述按钮可能够接通和关断传感器模块102、能够通过多种显示选项切换(toggle)或能够用于各种其他功能。替代地，可以提供多个按钮或可以不提供按钮。在一个实施方案中，所述显示器可以是能够例如通过不同的颜色组合或闪光形式将传感器模块102的状态或电池寿命传递到个体500的相对简单的LED显示器。在另一个实施方案中，所述显示器可以是能够向个体500显示表现参数信息、反馈或其他信息的更先进的显示器，诸如，分段LCD显示器。替代地，可以不提供按钮或显示器。

在其它实施方案中，传感器模块102可以包括用于与个体500音频通信的音频控制，诸如，扬声器和/或麦克风。这些部件可以充当传感器模块102的用户接口，且可以被包括在音频输入系统120中。这些音频控制可以能够接通和关断传感器模块102、能够通过多种显示选项切换或能够用于各种其他功能。在一个实施方案中，所述音频控制可以能够将传感器模块102的状态或电池寿命传递到个体500。在另一个实施方案中，所述音频控制可以能够向个体500输出表现参数信息、反馈或其他信息，或从个体500接收表现参数信息、反馈或其他信息。在一个实施方案中，所述音频控制可以能够从个体500接受语音命令。在另一个实施方案中，传感器模块102可以能够经由另一个设备(诸如，一对头戴式受话器)将音频信息无线地中继到个体。替代地，可以提供音频控制。

可以以各种方式处理由传感器模块102获得的数据，以在活动期间产生关于感兴趣的对象104的动作的有用信息。在一些实施方案中，可以处理传感器模块102数据以监测个体500的身体或个体500的一件运动器材的空间定向中的改变。在其他实施方案中，可以通过参考存储在数据结构中的移动数据和特性之间预定相关性来处理传感器模块102数据。

在一些实施方案中，传感器模块102被用来检测个体的动作方向中的改变。根据本发明的传感器模块102还可以由个体穿戴且被用来检测和/或跟踪其他动作，诸如，与俯卧撑、引体向上、举重、潜水、体操运动等相关联的动作。

转到图8，示出了根据本发明的一个实施方案的电子设备400的方块图。在一个实施方案中，电子设备400对应于移动计算设备、移动电话、台式计算机、平板计算机、专用电子设备等。如图7中示出的，电子设备400可以包括处理器402、存储器406、用户输入控制408、显示器410、音频单元416、收发机404、蜂窝收发机414、可选的基于卫星的定位系统接收机412、摄像机418和电池420。

处理器402是能够实施存储在存储器406中的应用程序或软件平台1000的处理器。处理器402还能够实施数字信号处理算法。处理器402被联接到存储器304、用户输入控制408、显示器410、音频单元416、收发机404，且可以包括蜂窝收发机414。

存储器406被用来存储应用程序指令(例如，软件平台1000)和数据。在一个实施方案中，存储器406存储例如被用来实施典型电子设备的所有功能的程序。在一个实施方案中，存储器406既包括只读存储器又包括随机存取存储器。

用户输入控制408由个体用以与电子设备400交互。在一个实施方案中，用户输入控制408包括各种输入按钮和/或按键。这些按钮和/或按键中的每个的功能通常基于电子设备400的操作模式来确定。在一个实施方案中，用户输入控制408包括触摸板或滚动板和/或触摸屏按钮。

显示器410被用来向个体显示信息。在一个实施方案中，显示器410是液晶显示器。

摄像机418是被用来拍摄数字照片或视频的小型数码摄像机。在一个实施方案中，摄像机418是CCD摄像机。在另一个实施方案中，摄像机418是CMOS摄像机。

音频单元416被用来处理音频信号。在一个实施方案中，使用麦克风拾取的语音信号被转换为数字信号，以使得能够例如通过处理器402对所述数字信号进行操作。音频单元416还将例如数字音频信号转换成可以被用来驱动一个或多个扬声器的放大的模拟音频信号。在一个实施方案中，音频单元416实施信号处理算法，诸如，可得自杜比实验室公司的那些算法，所述信号处理算法提高了音乐的质量。

收发机404是被用来与机器人训练系统10的其他部件通信的低功率收发机。在一个实施方案中，收发机404在未经许可的频带(诸如，2.4GHz)中操作。收发机404被联接到天线314。如本文使用的，术语收发机意指发射机和接收机的组合。在一个实施方案中，发射机和接收机被集成，并例如形成一个中间级电路的一部分。

蜂窝收发机414可以被用来发送和接收例如语音蜂窝电话信号。收发机414还可以被用来与计算机网络(诸如，因特网)交换信息。蜂窝收发机414被联接到天线422。如本文使用的，术语蜂窝收发机意指蜂窝发射机和蜂窝接收机的组合。在一个实施方案中，发射机和接收机一起被集成到单个设备。

在一个实施方案中，蜂窝收发机414被用来将本文描述的数据发送到例如由专业训练师分析所述数据的位置。专业训练师可以呼叫个体或发送文本消息到个体，且基于数据提供个体的大体上实时的反馈。如果个体希望呼叫专业训练师，例如在锻炼期间，则个体可以向专业训练师发出呼叫，例如通过敲击电子设备400以向存储的电话号码发出呼叫。在一个实施方案中，敲击电子设备400以向专业训练师发送请求专业训练师呼叫个体的文本消息。这些功能也可以被包括在传感器模块102中。

电池420被用来提供电力以使电子设备400的多种部件运行。在一个实施方案中，使用插入到典型的家用电源插座中的电源适配器来为电池420周期性地再充电。电池420也可以是不可充电的电池。

在一个实施方案中，电子设备400还包括可选的基于卫星的定位系统(例如，全球定位系统(GPS)或伽利略系统)接收机412。这使得电子设备能够确定其在地球上的任何地方的位置。基于卫星的定位系统(例如，GPS)接收机412被联接到天线424。在一个实施方案中，GPS接收机412使得电子设备400能够例如向使用该设备的跑步者提供导航指令。跑步路线的方向可以在跑步之前被下载到电子设备且被存储在存储器406中。除了导航指令之外，关于跑步路线的属性(诸如，路线是否具有人行道、是否在小径上、是否位于安全的街区内等)也可以被下载和被查看。在一个实施方案中，GPS接收机412可以被用来跟踪由跑步者所跑的路线。该路线可以被保存在存储器304中，且在跑步之后由跑步者查看。该路线也可以与其他跑步者共享，例如，通过在计算机/网络服务器上发布该路线以供其他跑步者下载。

在一个实施方案中，GPS接收机412和存储在电子设备400的存储器中的信息(或例如使用蜂窝收发机414从因特网接收的信息)被用来例如向跑步者提供导航指令。在一个实施方案中，跑步者可以向电子设备400输入他或她想要跑五公里，并且所述电子设备将自动选择/在地图上标出适当的路线且在跑步期间向跑步者提供导航指令。在一个实施方案中，跑步者可以指定跑步的起点和终点。在一个实施方案中，仅指定一个点，该点既充当起点，又充当终点。在一个实施方案中，起点和终点是当跑步者输入例如他或她想要跑5公里时所述跑步者站立的点(例如，如由GPS接收机412确定的)。

在一个实施方案中，电子设备400包括收音机。收音机可以是仅有AM的收音机、仅有FM的收音机或既有AM又有FM的收音机。在一个实施方案中，使用在显示器410上呈现给个体的软按键来控制收音机。

在一个实施方案中，电子设备400包括用于检测所选的天气相关数据(诸如例如，温度、湿度、紫外辐射和/或大气压力)的可选传感器(未示出)。此数据可以例如被用来确定个体的表现如何受到环境因素的影响。

在一个实施方案中，根据本发明的电子设备不包括显示器。在此实施方案中，信息(诸如例如，性能信息和/或反馈信息)在锻炼期间被提供给个体，例如，通过传感器模块102或其他音频反馈。该信息可以显示给个体，例如，在锻炼之后一旦信息被传送到计算机，就可以使用计算机显示器将所述信息显示给个体。在一个实施方案中，可以在锻炼期间将所述信息传送至第二处理设备(诸如，运动手表)，并在锻炼期间在第二处理设备的显示器上显示给个体。

在实施方案中，根据本发明的电子设备400可以例如是通过将软件狗(例如，保护软件的小型硬件设备)附接到常规电话、音乐文件播放器、个人数字助理等形成的。所述软件狗包括例如实施本文描述的一些或全部运动功能的可下载的软件。在一个实施方案中，该软件包括以Java编程语言编写的体育用户界面。在一个实施方案中，该软件包括驱动器，例如，使得该软件能够与任何超低功率蓝牙通信协议兼容设备一起使用的驱动器。其他实施方案与其他通信协议兼容设备兼容。

在本发明的一个实施方案中，根据本发明的电子设备是实施如本文详述的机器人训练功能的专用设备(而不是诸如，电话、音乐文件播放器或个人数字助理的设备)。

在一些实施方案中，传感器模块102然后可以确定个体500的移动指示发生跟踪移动。在一个实施方案中，确定个体500的移动指示发生跟踪移动在达到阈值数据值达一预定时间段时发生。例如，传感器模块102可以确定个体的移动已经导致阈值加速发生达一预定时间段。这可以启动机器人平台100的移动。

在一些实施方案中，远程处理可以被用来扩充本文讨论的处理。远程处理可以使得传感器模块102能够将数据无线地发送到远程计算机以供处理。上面大体描述了与机器人训练系统10的其他元件的无线通信。以此方式，可以通过将某些处理任务和分析任务转移到具有较大计算能力的远程定位的计算机(诸如，服务器计算机)来增强机器人训练系统10的处理能力，并且在一些实施方案中机器人训练系统10可以访问附加数据或其他资源。

在一些实施方案中，接收的数据可以在运动活动期间发送到远程计算机。在另一个实施方案中，接收的数据可以在运动活动已经完成之后发送到远程计算机。

在一些实施方案中，可以将接收的生理数据同与个体500的当前运动活动相关联的数据进行比较，并且同与个体500的先前运动活动相关联的数据比较。在一些实施方案中，可以将数据与在个人500的一个不同运动活动期间接收的数据进行比较。

通过使用包括上文描述的传感器模块102的机器人训练系统10，本发明的实施方案可以有利地使得个体500(或他们的教练、队友、旁观者、朋友、竞争者等)能够在运动活动的过程期间或之后获得关于个体500的身体的动作或个体500的一件运动器材的动作的这个或其他信息。

虽然在跑步的背景下描述了本发明的多个实施方案，但是本发明不限于此，且可以被应用于各种不同的体育活动或运动活动中，包括例如英式足球体育(即，足球)、篮球、棒球、保龄球、拳击、板球、骑自行车，足球(即，美式足球)、高尔夫、冰球、长曲棍球、划船、英式橄榄球、跑步、滑板、滑雪、冲浪、游泳、乒乓球、网球或排球，或在与其相关的训练时间期间。

对于跑步，传感器模块102实施方案(诸如，上文描述的那些实施方案)可以使得个体500能够确定例如跑步者的动作的特性。例如，传感器模块102可以被用来确定速度、步速、穿过的距离、穿过的位置，或被用来区分不同的表面(例如，草地、街道或小径)和倾斜(例如，上坡、平坦或下坡)。在一些实施方案中，传感器模块102可以例如被安装在跑步者的躯干、手臂、手、腿、脚或头上，或被安装在他们的鞋类物品上或鞋类物品内，或被集成到机器人平台100内。

在本发明的一些实施方案中，传感器模块102可以能够补偿包含在传感器模块102内或与传感器模块102通信的多种类型的传感器可能存在的固有缺陷。大多数现实世界的传感器具有限制。例如，加速度计、磁强计和陀螺仪可能具有准确性问题，特别是当以物体104的动作的速度使用时或在其他不同于它们的初始校准状况的状况下。

在本发明的一些实施方案中，传感器模块102可以经由有线技术或无线技术与机器人训练系统10的其他部件通信。由于各种原因，可能期望传感器模块102和机器人训练系统10的其它部件之间通信。例如，就传感器模块102记录且存储运动活动信息而言，将该信息发送至另一个电子设备以用于附加数据处理、数据可视化、与他人共享、与先前记录的运动活动信息比较或各种其他目的可能是有用的。作为另一实施例，就传感器模块102的处理能力、广域网发送能力、传感器能力或其他能力不足而言，这些能力可以由机器人训练系统10的其他部件提供。考虑到这一点，下文简要描述了可能的通信手段。

传感器模块102和电子设备400之间的有线通信可以是例如通过将传感器模块102——或包括传感器模块102的一件运动器材104——放置在使用插入到电子设备400的通信端口内的通信线附接到电子设备400的插接单元中实现的。在另一个实施方案中，传感器模块102和电子设备400之间的有线通信可以是例如通过将缆线连接在传感器模块102——或包括传感器模块102的一件运动器材——和计算机或独立设备600之间实现的。传感器模块102的数据端口132和计算机600的通信端口可以包括USB端口。连接传感器模块102和计算机600的缆线可以是具有合适的USB插头的USB缆线，包括但不限于USB-A或USB-B规则插头、迷你插头或微型插头，或其他合适的电缆，诸如，FireWire电缆、以太网电缆或Thunderbolt电缆。如先前解释的，在一些实施方案中，这样的缆线可以被用来便于将电力传送到传感器模块102的电源，以为该电源充电。替代地，可以通过感应充电来充电或通过使用具有充电底座的插接站来为该电源再充电。

有线连接到电子设备400可能是有用的，例如，以将运动活动信息从传感器模块102上传到电子设备400，或将应用软件更新或设置从电子设备400下载到传感器模块102。

传感器模块102——或包括传感器模块102的一件运动器材——和电子设备400之间的无线通信可以是例如通过无线广域网(诸如例如，因特网)、无线局域网或无线个人区域网实现的。如本领域技术人员众所周知的，存在许多适合于实施无线局域网的已知的标准和私有协议(例如，TCP/IP、IEEE 802.16、蓝牙、蓝牙低能量、ANT、DynastreamInnovations的ANT+，或BlueRobin)。因此，本发明的实施方案不限于使用任何特定协议在传感器模块102和本发明的零售优化系统10的多种元件之间通信。

在一个实施方案中，传感器模块102——或包括传感器模块102的一件运动器材——可以与无线广域网通信系统(诸如，移动电话采用的无线广域网通信系统)通信。例如，无线广域网通信系统可以包括多个地理分布式通信塔和基站系统。通信塔可以包括一个或多个支持远程双向射频通信无线设备(诸如，传感器模块102)的天线。天线和传感器模块102之间的射频通信可以利用符合任何已知的或未来开发的射频信号无线协议(例如，CDMA、GSM、EDGE、3G、4G、IEEE 802.x(例如，IEEE 802.16(WiMAX))等)的射频信号。由基站系统和蜂窝通信塔在空中(over-the-air)发送到传感器模块102的信息可以被进一步发送到一个或多个附加的电路交换通信网络或分组交换通信网络(包括例如，因特网)或从一个或多个附加的电路交换通信网络或分组交换通信网络(包括例如，因特网)接收所述信息。

如先前所述，在本发明的一些实施方案中，传感器模块102可以与在运动活动期间还由个体500携带的电子设备(诸如，智能电话)通信。

在本发明的一些实施方案中，例如，如图7中示出的，电子设备400可以采取移动电话的形式，且可以至少包括处理器、存储器、用户输入控制、定位系统接收机、无线广域网(WWAN)收发机、视觉显示器和音频单元。可以呈现LCD屏形式的视觉显示以及物理键盘和滚动球形式的用户输入控制。

电子设备400的存储器可以适于存储用来实施本文描述的机器人训练系统10的功能的各方面的应用程序、软件平台或模块。替代地，本领域技术人员将理解，全部或部分软件可以被存储在服务器604上，且可以通过网络602访问，且可以作为移动网络应用远程地运行，或可以被本存储在具有存储器的机器人平台100中。

如所讨论的，机器人训练系统10可以包括许多能够向个体500提供训练支持或其他机器人平台100交互的不同软件模块。每个模块可以支持一个或多个能够被呈现给使用系统10的个体500的图形用户界面(“GUI”)。

GUI可以提供例如图形元件、视觉指示器和/或文本以表示个体500可获得的信息和行动。个体500可以使用物理输入设备(诸如，键盘或滚球)与系统10的例如在电子设备400上的GUI交互。替代地，个体500可以使用触摸屏直接与显示的内容交互。可以采用多种触摸屏，诸如例如，电阻触摸屏或电容触摸屏。

本领域技术人员将理解，可以实施替代的或附加的软件模块和子模块，以使用电子设备400向个体500提供或扩展描述的或附加的功能。例如，存储在电子设备400上的软件的软件配置可以包括设备操作系统，所述设备操作系统可以是商业可得的移动电话操作系统(诸如例如，BlackBerry OS、iPhone OS、Windows Mobile、Symbian、LINUX、WebOS或Android)之一。所述设备操作系统还可以具有相关联的应用编程接口，通过所述应用编程接口中间软件(middleware)和应用程序可以获得操作系统的服务。

本发明的系统10的多个模块可支持GUI，通过GUI个体500能够恰在活动之前和/或在活动期间使用电子设备400与系统10交互。如本领域技术人员将理解的，在一个实施方案中，可以由在电子设备400上运行的移动设备应用来支持GUI。在另一个实施方案中，GUI可以表现为经由个体500使用他们的电子设备400上的网络浏览器通过网络602访问的网站、由服务器604提供的网页。GUI可以被认为是本发明的方法或系统的一部分。

在一些实施方案中，机器人训练系统10可以作为成套设备(package)出售，所述成套设备包括机器人平台100、电子设备400、用于多个个人500(例如，跑步者)的传感器模块102和充电器。

机器人训练系统10可以识别和记录机器人训练系统10随着时间的重复使用、多个个体将他们的数据存储到配置文件中并更新所述数据的次数。机器人训练系统10还可以能够与多种社交媒体平台集成，允许个体通过他们的社交网络共享关于他们的步态特性、它们对机器人训练系统10的使用的数据。

本发明的多个方面或本发明的任何部分或功能可以是使用具有存储在其上的指令的硬件、软件、固件、有形非暂时性计算机可读或计算机可用存储介质或其组合实施的，且可以是在一个或多个计算机系统或其他处理系统中实施的。

如所讨论的，用于提供本发明的机器人训练服务的程序产品、方法和系统可以包括由一个或多个电子设备400执行的任何软件应用。电子设备400可以是具有一个或多个处理器的任何类型的计算设备。例如，电子设备400可以是工作站、移动设备(例如，移动电话、个人数字助理、平板计算机或膝上型计算机)、计算机、服务器、计算集群、服务器场、游戏控制台、机顶盒、信息亭、嵌入式系统、健身房机器、零售系统或零售优化系统或具有至少一个处理器和存储器的其他设备。本发明的实施方案可以是由计算设备中的处理器、固件、硬件或其任何组合执行的软件。

在此文件中，术语诸如“计算机程序介质”和“计算机可用介质”可以用来一般指介质，诸如，可移除的存储单元或安装在硬盘驱动器中的硬盘。计算机程序介质和计算机可用介质也可以指存储器，诸如，主要存储器或次要存储器，所述存储器可以是存储器半导体(例如，DRAM等)。这些计算机程序产品向本发明的计算机系统提供软件。

软件平台可以包括或接受计算机程序(也被称为计算机控制逻辑、编程数据等)，所述计算机程序可以被存储在主要存储器和/或次要存储器上。也可以经由通信接口接收计算机程序。当执行这样的计算机程序时可以使得本发明的计算机系统能够实施本文描述的实施方案。在使用软件实施实施方案的情况下，可以使用例如可移除的存储驱动器、接口、硬盘驱动器和/或通信接口将软件存储在计算机程序产品上且将其加载到计算机系统中。

基于本文的描述，相关领域的技术人员将认识到，当执行计算机程序时可以使得一个或多个处理器能够实施上文描述的过程，诸如，图中例示的方法中的步骤。在一些实施方案中，所述一个或多个处理器可以是纳入集群计算环境或服务器场中的计算设备的一部分。此外，在一些实施方案中，可以在定位在相同位置或不同位置处的多个处理器上执行由集群计算环境执行的计算过程。

本发明的软件可以被存储在任何计算机可用介质上。当在一个或多个数据处理设备中执行这样的软件时使数据处理设备如本文描述的那样操作。本发明的实施方案采用现在或将来已知的任何计算机可用或可读介质。计算机可用介质的实施例包括但不限于主存储设备(例如，任何类型的随机访问存储器或只读存储器)、次要存储设备(例如，硬盘驱动器、软盘、CD ROMS、ZIP盘，磁带、磁性存储设备、光学存储设备、MEMS、纳米技术存储设备、存储卡或其他可移除的存储设备等)和通信介质(例如，有线通信网络和无线通信网络、局域网、广域网、内联网等)。

上文在例示指定的功能以及其关系的实施的功能构建方块的帮助下描述了实施方案。为方便描述，本文任意地限定了这些功能构建方块的边界。可以限定替代边界，只要适当地执行指定的功能以及其关系。

前述参考图描述的机器人训练系统的具体实施方案的描述将非常充分地揭示本发明的总体性质，使得其他人可以在不脱离本发明的一般概念的前提下，在不需要过度实验前提下，通过应用本技术领域内的知识来针对多种应用容易地修改和/或改动这样的具体实施方案。

虽然上文已经描述了本发明的多个实施方案，但是它们仅通过实施例而非限制性的方式呈现。应明了，基于本文呈现的教导和指导，改动和修改意在在所公开的实施方案的等同物的含义和范围内。本领域技术人员将明了，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以对本文所公开的实施方案做出形式和细节上的多种改变。上文呈现的实施方案的元件不一定是相互排斥的，而是可以互换以满足如本领域技术人员将理解的多种需要。

应理解，本文使用的措辞或术语是为了描述的目的而不是限制的目的。本发明的广度和范围不应由上文描述的示例性实施方案中的任何一个限制，而应仅根据下面的权利要求以及其等同物来限定。

应理解，具体实施方式部分，而不是发明内容部分和摘要部分，意在被用来解释权利要求。发明内容部分和摘要部分可以阐明发明人所想到的本发明的一个或多个而非全部示例性实施方案，且因此不意在以任何方式限制本发明和所附权利要求。

上文在例示指定的功能以及其关系的实施的功能构建方块的帮助下描述了实施方案。为方便描述，本文任意地限定了这些功能构建方块的边界。可以限定替代边界，只要适当地执行指定的功能以及其关系。

前述对具体实施方案的描述将充分揭示本发明的总体性质，使得其他人可以在不脱离本发明的一般概念的前提下，在不需要过度实验前提下，通过应用本技术领域内的知识来针对多种应用容易地修改和/或改动这样的具体实施方案。因此，基于本文呈现的教导和指导，这样的改动和修改意在在所公开的实施方案的等同物的含义和范围内。应理解，本文的措辞或术语是为了描述的目的而非限制的目的，使得应鉴于所述教导和指导由技术人员来解释本说明书的术语或措辞。

本发明的广度和范围不应由上文描述的示例性实施方案中的任何一个限制，而应仅根据下面的权利要求以及其等同物来限定。

本申请中的权利要求不同于母案申请或其他相关申请的权利要求。因此，申请人撤回在母案申请或与本申请相关的任何前任申请中作出的权利要求范围的放弃权项。因此，建议审查员，过去所避开的任何这样的先前的放弃权项以及引用的参考文献可能需要被重新审视。此外，也提醒审查员，本申请中所作出的任何放弃权项不应被曲解或不利于母案申请。

Claims (20)

1.一种用于在环境中的运动活动期间帮助个体的机器人运动训练系统，包括：

一个移动机器人平台；

一个传感器模块，所述传感器模块包括一个被联接到所述移动机器人平台且被配置为从所述环境获得传感器数据的光学传感器阵列；

一个驱动系统，所述驱动系统被配置为推进所述移动机器人平台；

一个转向系统，所述转向系统被配置为使所述移动机器人平台转向；以及

一个处理器，所述处理器被配置为从所述传感器模块接收所述传感器数据，将所述传感器数据表征为边缘数据、颜色数据、饱和度数据、阈值数据或关键点数据之一，以及基于表征的数据控制所述驱动系统和所述转向系统之一遵循一个路径，其中所述传感器数据包括涉及所述环境的表面的变化的数据；

其中，所述转向系统的方向调整根据感测所述表面上的感测线的存在的传感器的数量、帧速率的频率、捕获的数据的分辨率和线的边缘相对于一个或多个所述传感器的相对角度而变化，所述感测线包括被所述传感器感测的感测部分。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器数据包括能够指示所述环境中的轨道上的线的位置的光学数据。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括：

一个无线收发机，所述无线收发机被配置为和与所述个体相关联的电子设备通信，

其中所述收发机被配置为从所述电子设备接收数据并将电子设备数据发送至所述处理器，且

其中所述处理器还被配置为基于所述电子设备数据控制所述驱动系统和所述转向系统之一。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述电子设备数据包括编程指令，以根据锻炼程序控制所述驱动系统和所述转向系统。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述路径是一个预定路径。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括：

一个用户界面，所述用户界面被配置为接收输入数据并将接收的输入数据发送至所述处理器，

其中所述处理器还被配置为基于从所述用户界面接收的所述输入数据控制所述驱动系统和所述转向系统之一。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述输入数据包括编程指令，以根据锻炼程序控制所述驱动系统和所述转向系统。

8.根据权利要求6所述的系统，其中所述用户界面与所述机器人训练系统集成。

9.一种用于在环境中的运动活动期间帮助个体的机器人运动训练系统，包括：

一个移动机器人平台；

一个传感器模块，所述传感器模块包括一个被联接到所述移动机器人平台且被配置为从所述环境获得数据的传感器阵列；

一个驱动系统，所述驱动系统被配置为推进所述移动机器人平台；

一个转向系统，所述转向系统被配置为使所述移动机器人平台转向；以及

一个处理器，所述处理器被配置为从所述传感器模块接收所述数据并基于所述数据控制所述驱动系统和所述转向系统之一遵循一个路径，其中所述数据包括涉及所述环境的表面的变化的数据；

其中，所述转向系统的方向调整根据感测所述表面上的感测线的存在的传感器的数量、帧速率的频率、捕获的数据的分辨率和线的边缘相对于一个或多个所述传感器的相对角度而变化，所述感测线包括被所述传感器感测的感测部分。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括：

一个视频摄像机，所述视频摄像机被配置为在运动活动期间记录所述个体的视频数据并将所述视频数据发送至所述处理器，

其中所述处理器被配置为基于所述视频数据分析所述个体的生理特性。

11.根据权利要求9所述的系统，还包括：

一个音频反馈系统，所述音频反馈系统被配置为在运动活动期间向所述个体提供关于一个锻炼程序的信息。

12.根据权利要求9所述的系统，还包括：

一个显示系统，所述显示系统被配置为在运动活动期间向所述个体提供关于一个锻炼程序的信息。

13.根据权利要求9所述的系统，还包括：

一个音频输入系统，所述音频输入系统被配置为记录音频数据并将所述音频数据发送至所述处理器以控制所述系统。

14.一种使用机器人运动训练系统在环境中的运动活动期间帮助个体的方法，包括：

用所述机器人运动训练系统的处理器控制所述机器人运动训练系统，使得所述机器人运动训练系统以一速度移动；

用所述机器人运动训练系统的视觉系统接收涉及所述环境的表面的数据，所述机器人运动训练系统在该表面上移动并且所述个体在该表面上进行其运动活动；

用所述机器人运动训练系统的处理器将基线可能表面特性数据与接收的表面数据进行比较；以及

响应于所述比较调整所述机器人运动训练系统的行进方向；

其中，所述行进方向调整根据感测所述表面上的感测线的存在的传感器的数量、帧速率的频率、捕获的数据的分辨率和线的边缘相对于一个或多个所述传感器的相对角度而变化，所述感测线包括被所述传感器感测的感测部分。

15.根据权利要求14所述的方法，其中用所述处理器控制所述机器人运动训练系统包括处理模拟比赛数据，使得所述机器人训练系统以预定的比赛步速移动。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括所述机器人训练系统在运动活动期间向所述个体提供辅导反馈。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括：

在运动活动期间在所述机器人运动训练系统处从一个联接到所述个体的传感器模块接收关于所述个体的生理传感器数据；

用所述机器人运动训练系统的处理器将基线可能生理数据与接收的生理传感器数据进行比较；以及

响应于所述生理数据比较调整所述机器人运动训练系统的速度。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

在接收所接收的生理传感器数据之前接收关于所述个体的个人信息。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述个人信息包括先前损伤信息、身高、体重、性别、运动目标、目标运动环境、目标运动持续时间和目标锻炼强度之一。

20.根据权利要求14所述的方法，其中接收的表面数据是指示所述环境中的轨道上的线的位置的光学数据。

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