用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其他活动中的系统和方法

摘要

本发明总体上涉及一种用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其他活动中的系统和方法，包括如何跟踪移动目标以及当目标移动时一个或更多个用户的交互的特定方法。用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其它活动中的系统和方法在使用位于比赛场地上或比赛场地周围以及移动目标和/或移动物体上或其周围的传感器的组合来跟踪移动目标和移动物体期间，使得多个用户能够同时试图用移动物体击中比赛场地中的移动目标。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月30日提交的美国临时专利申请第No.62/650,742的权益和优先权，并且通过引用将所述临时申请的全部内容并入本文。

技术领域

本发明通常涉及用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其它活动中的系统和方法，包括如何跟踪(一个或更多个)目标以及一个或更多个使用者在(一个或更多个)目标移动时与(一个或更多个)目标的交互的特定方法。

背景技术

包括大多数体育运动的许多活动已经发展到以使用者(或运动员)和非静态目标的交互为特征。例如，在飞碟射击中，目标被发射到空中，并且使用者试图使用枪来破坏目标。虽然这是有趣和令人愉快的，但是它实际上将同时使用者的场地限制为一个。

高尔夫，尤其是在高尔夫练习靶场中的的流行比赛涉及多个使用者试图击中高尔夫球车，该高尔夫球车由人驱动以扫过高尔夫球的靶场，并且通常涉及一小组彼此比赛的使用者。加入竞赛的使用者越多，区分哪个使用者用他们的球击中了目标就变得越困难。

现代的计算机化的练习靶场一般涉及在单个或多个水平面上的用于使用者的二十(20)个到一百零二(102)个站点，使得二十(20)个到一百零二(102)个使用者能够将球同时击打到物理靶场中，同时计算机使用各种检测方法来确定球的飞行路径、球的着陆点和球的最终停留位置，以自动地和准确地对针对每个使用者的游戏进行评分。

因此，期望提供一种用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其它活动中的系统和方法。

还期望提供一种用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其它活动中的系统和方法，该系统和方法使用位于比赛场地上或比赛场地周围以及位于物体上或物体周围的传感器的组合，使得多个使用者能够同时试图击中比赛场地中的移动目标。

然而，在进行本发明的详细描述之前，应当注意和记住，以下连同附图对本发明的描述不应当被解释为将本发明限制于所示出的和描述的示例(或实施例)。这是因为本发明所属领域的技术人员将能够在所附权利要求的范围内想到本发明的其它形式。

发明内容

本发明一般涉及用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其它活动中的系统和方法，包括如何跟踪目标以及一个或更多个使用者在目标移动时与目标的交互的特定方法。

通常，在第一方面，本发明涉及一种用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其他活动中的系统。该系统包括从多个隔间延伸的比赛场地，该比赛场地具有从一个或更多个隔间发射的一个或更多个移动物体以及被配置成穿过比赛场地的一个或更多个移动目标。该系统还包括具有与至少一个目标传感器通信的至少一个跟踪计算机的跟踪系统。每个目标传感器被配置成检测每个移动目标和每个移动物体在比赛场地上的移动和/或位置。

通常，在第二方面，本发明涉及一种使用上述第一方面的系统将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其他活动中的方法。

通常，在第三方面，本发明涉及一种用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其他活动中的计算机实现的方法。该方法包括以下步骤：用一个或更多个目标传感器电子地检测穿过比赛场地的一个或更多个移动目标的坐标位置；用一个或更多个目标传感器电子地检测从一个或更多个隔间发射并穿过比赛场地的一个或更多个移动物体的坐标位置；将移动目标的坐标位置和移动物体的坐标位置电子地传送到跟踪计算机；以及在与跟踪计算机进行电子通信的至少一个监视器上显示移动目标的坐标位置和移动物体的坐标位置。

根据本发明的上述方面，移动目标的移动可以用移动计算机、跟踪计算机或两者来控制。目标传感器可以是光学传感器、雷达传感器、LIDAR传感器或其组合，并且移动目标可以包括高反射基准点。移动目标可以是无人驾驶飞机、有线物体或其组合，并且移动物体可以是一个或更多个高尔夫球。

另外，本发明的系统和方法可以包括至少一个定位在比赛场地上的静止目标，并且跟踪计算机可以被配置成存储静止目标在比赛场地上的位置。

前面已经概括了本文公开的本发明的一些更重要的特征，使得可以更清楚地理解下面的详细描述，并且使得可以更好地理解本发明人对现有技术的贡献。本发明在其应用中不限于以下描述中阐述的或附图中示出的构造细节和部件布置。相反，本发明能够具有其它实施例，并且能够以这里没有具体列举的各种其它方式来实践和执行。最后，应当理解，本文所用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制性的，除非说明书特别如此限制本发明。

附图说明

在以下示例和附图中详细描述了本发明的这些方面和其它方面。

图1示出了显示多个使用者试图击中运动中的高尔夫球收集车的物理比赛场地的一个示例的透视图。

图2是显示根据在本文公开的系统和过程的说明性实施例的位于高尔夫球车上的GPS传感器和位于靶场周围的各个位置的、用来跟踪高尔夫球车的位置的相应的读取器的示例的透视图。

图3是显示根据在本文公开的系统和过程的说明性实施例的位于靶场建筑物上和/或靶场周围的LIDAR、雷达、光学或其他传感器，以及位于球车上的、用来跟踪高尔夫球车的位置的、可选地取决于传感器的类型的反射器的示例的透视图。

图4是显示根据本文公开的系统和过程的说明性实施例的位于靶场建筑物上和/或靶场周围的LIDAR、雷达、光学或其他传感器，以及位于球车上的、用来跟踪高尔夫球车的位置的、可选地取决于传感器的类型的反射器的另一示例的透视图。

图5示出了根据在本文公开的系统和过程的说明性实施例的用于使球和移动目标的坐标位置在时间上同步的过程流程图。

图6是显示根据在本文公开的系统和方法的说明性实施例的具有至少一个移动目标、至少一个静止目标和多个光学传感器的比赛场地的示例的透视图，其中，该至少一个移动目标配备有用于跟踪移动目标的位置的反射器，该多个光学传感器位于靶场建筑物上和/或靶场周围。

图7是显示根据在本文公开的系统和方法的说明性实施例的具有多个移动目标、多个静止目标和多个光学传感器的比赛场地的另一示例的透视图，其中，该多个移动目标配备有用于跟踪移动目标的位置的反射器，该多个光学传感器位于靶场建筑物上和/或靶场周围。

具体实施方式

虽然本发明容许有许多不同形式的实施例，但是在附图中示出了本发明的一些具体实施例，并且将在下文中详细描述。然而，应当理解，本公开应被认为是本发明原理的范例，而不是要将本发明限制于所描述的特定实施例或算法。

本发明通常涉及一种用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其他活动中的系统和方法，包括如何跟踪目标以及一个或更多个使用者在目标移动时与目标的交互的特定方法。用于将物理的、移动的目标集成到游戏、体育运动或其它活动中的系统和方法使用位于比赛场地上或比赛场地周围以及位于物体上或物体周围的传感器的组合，使得多个使用者能够同时试图击中比赛场地中的移动目标。

在游戏比赛过程中，至少一个选手将试图用移动物体击中移动目标，即每个选手将投掷或使用高尔夫球杆击中高尔夫球，试图使高尔夫球与练习靶场场地中的移动高尔夫球收集车碰撞。虽然结合高尔夫进行了说明和例示，但是应当理解，该系统和过程可以适用于各种规则、游戏、格式、体育运动、活动等。例如，在一些实施例中，移动目标可以是无人驾驶飞机，和/或本发明的系统可以合并移动目标和静止目标或仅合并静止目标。移动物体或高尔夫球的坐标位置(X，Y，Z)将由一个或更多个传感器检测，并与每个检测到的高尔夫球的时间戳一起报告给跟踪计算机。移动目标本身可以包含一个或更多个用于向系统报告其位置的装置，该系统在高尔夫球在相同空间飞行时监测高尔夫球的位置。传感器可以是检测物体通过三维空间的移动的任何合适的传感器，诸如定位在靶场建筑物上、靶场周围和/或移动目标上的GPS、LIDAR、雷达、光学或其他传感器。移动目标或高尔夫球的坐标位置的检测可以使用移动目标或高尔夫球上的特殊材料来辅助，例如定位在移动目标上的关键点处的高反射基准点。跟踪计算机然后将使用所报告的坐标位置来确定球从隔间内的撞击点进入物理靶场场地、到球在地面上的撞击、到球在靶场场地上的最终停留位置的飞行路径，其中对于每个所报告的X、Y和Z坐标位置具有相应的时间戳。

移动目标或高尔夫球车将在比赛场地中移动，并将占据由类似坐标位置(X，Y，Z)表示的靶场场地上的三维空间。在给定时间的坐标位置的边缘将由如图2-4和6-7中所示例的一个或更多个传感器观察，并且坐标位置将从每个传感器电子地传送到跟踪计算机，或者由目标物体直接报告坐标位置。移动目标在比赛场地34上的坐标位置可以使用一个或更多个传感器10和跟踪系统11来检测。举例来说，图2示出了在从多层、多隔间高尔夫靶场设施13延伸的比赛场地34上的移动目标或高尔夫球车12，其中，GPS跟踪系统用于检测高尔夫车12在比赛场地34上的坐标位置。图2示出了GPS传感器10在设施13上的使用和定位在绕比赛场地34移动的高尔夫球车12上的GPS读取器9。图3示出了绕比赛场地34移动的高尔夫球车12，其中雷达或LIDAR传感器10和相关的跟踪天线或系统11用于检测高尔夫球车12在比赛场地34上的坐标位置。图4示出了在比赛场地34上的高尔夫车12，其中至少一个光学传感器10用于检测高尔夫球车12在比赛场地34上的坐标位置。对于图2-4中示例的每个实施例，每个传感器10和/或跟踪系统11与跟踪计算机通信。还应当理解，在与本文公开的本发明的系统和方法的范围一致的情况下，高尔夫球车12可以由其它形式的移动目标代替，例如像遥控无人机、直升机、飞机等的航空飞行器。

如图5所示，如果移动物体或高尔夫球和移动目标或高尔夫球车占据相同的X、Y、Z坐标位置，则本发明的系统和过程将确定使用者成功地击中移动的高尔夫球车。本发明的系统通过跟踪计算机确定高尔夫球和高尔夫球车的坐标位置来确定高尔夫球在高尔夫球车上的成功击中。图5示出了跟踪时间线100，其中随着时间线从左向右移动，时间向前进行。时间线100开始于射击事件开始112，其中高尔夫球进入比赛场地，并且跟踪计算机或服务器记录时间132，并且传感器开始跟踪高尔夫球的坐标位置。顶行110示出了本发明的系统，该系统不仅跟踪高尔夫球的位置，而且跟踪高尔夫球的轨迹和时间。这些球的值114被连续跟踪。底行120示出了跟踪高尔夫球车位置、方向和速度的本发明的系统。这些球车的值122也被连续跟踪。在本发明系统的其它实施例中，高尔夫球车的位置可由移动计算机确定并被发送到服务器。移动计算机可以提供运动循环、自适应运动、人控制的运动或任何其它合适的运动手段。在本发明系统的其它实施例中，高尔夫球车可以是静止目标，并且恒定坐标位置可以存储在服务器中。时间线100的中间行130示出了服务器通过查询高尔夫球车的跟踪系统和高尔夫球的跟踪系统来确定高尔夫球和高尔夫球车是否已经碰撞。询问步骤134确定高尔夫球和高尔夫球车之间是否即将发生碰撞。如果碰撞即将发生，则服务器将发送通知136，通知136将通知本发明系统内的所有注册系统。注册系统可以包括隔间中的和控制区域中的监视器和计算机。给至注册系统的一个这样的碰撞通知可以给至发射高尔夫球的隔间中的监视器。通知可以针对碰撞奖励隔间中的使用者点数或其他奖赏。计算机和监视器也可用于使用者与游戏系统的交互。如果碰撞不是即将发生的，服务器重复查询步骤134。服务器将继续查询高尔夫球和高尔夫车的坐标位置，直到碰撞即将发生或射击事件结束116，其中高尔夫球的运动在比赛场地内停止。

现在转到图6，本发明的系统和方法包括传感器10，传感器10检测移动目标12和移动物体或高尔夫球32在比赛场地34中的坐标位置(X，Y，Z)，并将坐标位置报告给跟踪计算机(未示出)，该坐标位置带有用于每个检测到的高尔夫球32和移动目标12的时间戳。图6还示出了设施13中的一组隔间30，使用者可以从该隔间将高尔夫球32击打到比赛场地34。图6中的移动目标12包括高尔夫球车12A和无人驾驶飞机12B。移动目标12可包括在移动目标12上的选定点处的高反射基准点50。高反射基准点50帮助传感器10检测移动目标12的坐标位置。其它移动目标也可配备有高反射基准点50，移动目标12的移动可由人类飞行员或由可设定移动目标12跟随比赛场地34的变化或预定路径的计算机控制，移动目标12的移动路径和移动速度可改变以考虑变化的使用者技能。如图6所示，本发明的系统和方法还可以包括一个或更多个静止目标20，例如目标钉22、气球24和/或网26。当使用者进行游戏比赛时，静止目标20的坐标位置将保持恒定，以允许不同技能水平的使用者享受游戏。图6中的静止目标20在形式上不同于移动目标12，但是应当理解，移动目标12也可以通过阻止它们绕比赛场地34的移动而变成静止目标20。这将允许游戏适应于不同技能水平的使用者。静止目标20的恒定位置可以电子方式存储在跟踪计算机中，以便如果使用者击中的高尔夫球32占据相同的坐标，本发明的系统和方法将确定使用者成功地击中了静止目标20。静止目标20的坐标位置可以在游戏之间改变，并且静止目标20的新坐标位置可以存储在跟踪计算机中。静止目标20还可以包括坐标位置可以存储在跟踪计算机中的任何其它物体。

高尔夫靶场设施中的隔间可以配备有一个或更多个监视器。所跟踪的移动目标、静止目标和移动物体的坐标位置可以在安装在隔间中的监视器上连续地显示给使用者。监视器可以用于向使用者发送通知。例如，当本发明的系统检测到移动物体和移动目标或静止目标之间的碰撞时，可以向发射移动物体的隔间中的监视器发送通知。通知可以是对碰撞的点数奖赏。通知也可以被发送到其他注册系统，例如控制计算机或其他隔间中的监视器。隔间中的监视器也可用于允许使用者与游戏系统交互。交互可以包括诸如选择特定移动目标、改变移动目标的移动速度、控制特定移动目标的示例。通过监视器和计算机与游戏系统交互的其它装置对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

本发明的系统还可包括其它类型的移动目标12。例如，图7示出了使用架空电缆系统悬挂和移动的有线物体16。电缆系统可包括一系列安装到电机44的电线或电缆42，电缆系统可延伸或缩回电线42以控制有线物体16的位置。移动目标12也可在轨道上绕比赛场地34移动，可被射击或发射到比赛场地34中，或可为可绕比赛场地34移动并由传感器10检测且绕比赛场地34移动的任何其它物体。移动目标12也可配备有保护元件以保护移动目标12免受损坏。例如，图7中的有线物体16可包括有线物体16上的前保护板18，以便保护有线物体16免受来自使用者击中的球32的直接击打。

如本文所使用的，术语“计算机”可以指但不限于膝上型或台式计算机、或移动设备，如台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话、智能电话、个人媒体用户(例如，iPod)、可穿戴计算机、可植入计算机等。此类计算设备可使用一个或更多个操作系统来操作，包括但不限于Windows、MacOS、Linux、Unix、iOS、Android、Chrome OS、Windows Mobile、Windows CE、Windows Phone OS、Blackberry OS等。

如本文所使用的，术语“移动设备”可以指但不限于如本文所定义的不固定在一个位置中的任何计算机。移动设备的示例包括智能电话、个人媒体用户、便携式数字助理、平板计算机、可穿戴计算机、植入式计算机和膝上型计算机。

在本文中描述的系统和过程可以通过网络基础设施部分地或全部地部署。网络基础设施可包括诸如计算设备、服务器、路由器、集线器、防火墙、客户端、个人计算机、通信设备、路由设备和其他有源和无源设备、模块和/或本领域已知的组件之类的元件。与网络基础设施相关联的(一个或更多个)计算和/或非计算设备可以包括除了其他组件之外的存储介质，如闪速存储器、缓冲器、栈、RAM、ROM等。本文和其他地方所描述的过程、方法、程序代码、指令可以由网络基础设施元件中的一个或更多个来执行。

计算机软件、程序代码和/或指令可以被存储在机器可读介质上和/或可以在机器可读介质上被访问，所述机器可读介质可以包括：保留用于计算的数字数据达某个时间间隔的计算机组件、设备和记录介质；称为随机存取存储器(RAM)的半导体存储装置；通常用于更永久的存储的大容量存储装置，例如光盘，如硬盘、磁带、鼓(drum)、卡和其他类型的磁性存储装置形式；处理器寄存器、高速缓冲存储器、易失性存储器、非易失性存储器；光学存储装置，例如CD、DVD；可移除介质，诸如闪存(例如USB记忆棒或钥匙)、软盘、磁带、纸带、穿孔卡、独立RAM盘、Zip驱动器、可移除大容量存储装置、离线等；其他计算机存储器，诸如动态存储器、静态存储器、读/写存储装置、可变存储装置、只读存取、随机存取、顺序存取、位置可寻址、文件可寻址、内容可寻址、网络附加存储装置、存储区域网络、条形码、磁墨水等。

本文中描述的系统和/或过程及其步骤可以在适合于特定应用的硬件、软件或硬件和软件的任何组合中实现。硬件可包括通用计算机和/或专用计算设备或特定计算设备或特定计算设备的特定方面或组件。该过程可以连同内部和/或外部存储器一起实现在一个或更多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程设备中。过程还可或替代地体现于专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑或可被配置成处理电子信号的任何其他设备或设备的组合中。将进一步了解，所述过程中的一个或更多个可实现为能够在机器可读介质上执行的计算机可执行代码。

计算机可执行代码可以使用诸如以下语言来创建：结构化编程语言(如C)，面向对象的编程语言(如.NET和C++)，轻量级数据交换编程语言(如通过HTTP POST请求/响应的JavaScript对象表示法(JSON)数据交换格式)，或可被存储、被编译或解释为在以上设备中的一个以及处理器的异构组合、处理器架构、或不同硬件和软件的组合、或能够执行程序指令的任何其他机器上运行的任何其他高级或低级编程语言(包括汇编语言、硬件描述语言、以及数据库编程语言和技术)。

因此，在一方面，上述每个过程及其组合可以体现在计算机可执行代码中，该计算机可执行代码在一个或更多个计算设备上执行时，执行其步骤。在另一方面，该过程可以体现在执行其步骤的系统中，并且可以以多种方式跨设备分布，或者所有功能可以集成到专用的独立设备或其他硬件中。在另一方面，用于执行与上述过程相关联的步骤的装置可以包括上述任何硬件和/或软件。所有这样的排列和组合旨在落入本公开的范围内。

应当理解，术语“包括”、“包含”、“由...组成”及其语法变体并不排除添加一个或更多个其组件、特征、步骤、整数或组，并且该术语应当解释为指定组件、特征、步骤或整数。

如果说明书或权利要求书涉及“附加”元件，则不排除存在一个以上的附加元件。

应该理解的是，在权利要求书或说明书中提及“一”或“一个”元件的情况下，这种参考并不解释为仅存在该元件中的一个。

应当理解，在说明书中陈述“可以”、“可能”、“可”或“能”包括组件、特征、结构或特性的情况下，该特定组件、特征、结构或特性不是必需的。

应当理解，在说明书或权利要求书中提及相对术语，例如“前”、“后”、“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“上方”、“下方”、“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”、“左”和“右”及其派生词(例如，“水平”、“向下”、“向上”等)时，这样的参考是为了清楚起见而使用的，而不是作为限制的术语，并且应被解释为指的是随后描述的或在所讨论的附图中所示的取向。这些相对术语是为了方便描述，并且不需要以特定的方向构造设备或操作过程。

在适用的情况下，尽管状态图、流程图或两者都可以用于描述实施例，但是本发明不限于那些图或相应的描述。例如，流不必经过每个图示的框或状态，或以与所示和所描述的顺序完全相同的顺序移动。

本公开的过程可以通过手动、自动、或其组合地执行或完成所选择的步骤或任务来实现。

术语“过程”可以指用于完成给定任务的方式、手段、技术和规程，包括但不限于对本发明所属领域的技术人员而言已知的、或从已知的方式、手段、技术和规程容易地开发的那些方式、手段、技术和规程。

应当注意的是，在本文中提及包括两个或更多个定义的步骤的过程时，可以以任何顺序或同时执行所定义的步骤(除非上下文排除该可能性)，并且该过程还可包括在任何定义的步骤之前，在两个定义的步骤之间或在所有定义的步骤之后执行的一个或更多个其他步骤(除非上下文排除了这种可能性)。

此外，本发明的其他方面可以在所附的和/或随本申请提交的一个或更多个附录中找到，其公开内容通过引用结合于此，就好像在此完全阐述了一样。

因此，本发明很好地适于执行上述对象并达到上述目的和优点以及其中固有的目的和优点。尽管已经参考与附图相关的某些说明性实施例在本文中描述和说明了本发明构思，但是在不脱离由所附权利要求确定的本发明构思的精神的情况下，本领域普通技术人员可以在其中做出除本文中示出或建议的之外的各种改变和进一步的修改。