EP3479291A1 - Capteur, systeme d'analyse statistique et procede de determination et d'affichage de la hauteur d'un saut effectue par un sportif - Google Patents

Capteur, systeme d'analyse statistique et procede de determination et d'affichage de la hauteur d'un saut effectue par un sportif

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Publication number
EP3479291A1
EP3479291A1 EP17745404.8A EP17745404A EP3479291A1 EP 3479291 A1 EP3479291 A1 EP 3479291A1 EP 17745404 A EP17745404 A EP 17745404A EP 3479291 A1 EP3479291 A1 EP 3479291A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
jump
height
determining
athlete
acceleration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17745404.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ivan SELIVANAU
Fernando Romao
Andrei SHELEH
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PIQ
Original Assignee
PIQ
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Filing date
Publication date
Application filed by PIQ filed Critical PIQ
Publication of EP3479291A1 publication Critical patent/EP3479291A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/20—Movements or behaviour, e.g. gesture recognition
    • G06V40/23—Recognition of whole body movements, e.g. for sport training
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0021—Tracking a path or terminating locations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0021—Tracking a path or terminating locations
    • A63B2024/0056—Tracking a path or terminating locations for statistical or strategic analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2218/00—Aspects of pattern recognition specially adapted for signal processing
    • G06F2218/12—Classification; Matching

Definitions

  • the present invention relates to the field of multisport data sensors intended to evaluate the performance of an athlete. in different sports disciplines, especially in board sports.
  • connected sensors are known to measure a set of raw parameters generated by the sporting practice.
  • the connected sensor comprises a set of measurement sensors such as accelerometers and / or gyrometers, magnetometers or any type of measurement sensors. These data are then analyzed to deduce statistics of the athlete's performance.
  • the parameters are used to detect sequences characteristic of the sport and to measure specific parameters of these sequences. For example, regarding tennis, services can be detected and speed of service measured. Regarding golf, it is the swing that is detected, its magnitude and the strike force of the ball can be measured.
  • the jump can be calculated according to the rules of ballistics, the athlete can be likened to a projectile during the jump.
  • the trajectory of the athlete can not be likened to that of a projectile, this is particularly the case when the aerodynamic aspects are important or when the sportsman is subjected to a force of propulsion during the jump. This last case is typically found for a surfing practitioner powered by a kite (kitesurfing in English).
  • the present invention aims to solve the aforementioned drawbacks by proposing a method for analyzing the trajectory of a surfing practitioner during a jump and more particularly to calculate the height of the jump.
  • This method can be applied advantageously to the practice of surfing powered by a kite without being limited thereto. It is based on filtering and integrating data from an accelerometer. In some modes of realization it advantageously comprises a quadratic correction to correct the errors introduced by uncertainties on the measurements of the accelerometer.
  • the invention relates to a method for determining and displaying the height of a jump made by an athlete practicing an aquatic gliding sport, said method being carried out by a statistical calculation system comprising a connected sensor, said connected sensor comprising the less a measuring sensor including an accelerometer, characterized in that it comprises:
  • a step of detecting a jump by recognizing the different phases of the jump by analyzing the athlete's acceleration and speed;
  • the step of determining the rate of climb comprises determining the ascensional acceleration according to the following steps:
  • the step of determining the rate of climb further comprises: - A step of applying a high-pass filter on the ascensional acceleration;
  • the step of detecting a jump comprises in order:
  • the detection of the landing is performed only when the ascensional acceleration exceeds said predetermined threshold for at least a predetermined time.
  • the method furthermore comprises:
  • the correction step consists in applying a quadratic correction to the height values reached by the athlete.
  • the correction step consists in applying a linear correction to the height values reached by the athlete.
  • the correction step consists in applying a linear combination of a quadratic correction and a linear correction to the height values reached by the athlete, the coefficients of the linear combination being determined by statistical analysis of several jumps.
  • the correction step is applied to a subsampling of all the height values reached by the athlete during the jump.
  • the connected sensor further comprising a satellite positioning module, the method comprises:
  • the invention also relates to a statistical calculation system for determining and displaying the height of a jump made by an athlete practicing an aquatic sport, characterized in that it comprises:
  • a connected sensor comprising at least one measuring sensor including an accelerometer
  • the invention also relates to a connected sensor for determining the height of a jump made by an athlete practicing an aquatic sport, characterized in that it comprises:
  • At least one measurement sensor including an accelerometer; means for determining the ascending speed of the sportsman from data obtained from the accelerometer;
  • the invention also relates to a computer program comprising instructions adapted to the implementation of each of the steps of the method according to the invention when said program is executed on a computer.
  • the invention also relates to an information storage means, removable or not, partially or completely readable by a computer or a microprocessor comprising code instructions of a computer program for executing each of the steps of the method according to the invention. the invention.
  • FIG. 1 illustrates the architecture of a connected sensor according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 illustrates the general flowchart of the method for calculating the height of the jump according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3 illustrates the height curve of a jump according to one embodiment of the invention
  • FIG. 4 illustrates the height curve of a corrected jump according to one embodiment of the invention
  • FIG. 5 is a schematic block diagram of an information processing device for implementing one or more embodiments of the invention.
  • the invention relates to a method using a connected sensor, comprising a set of measurement sensors, worn by a water sport sportsman, on the one hand to identify the phases of a jump and to measure their height.
  • the connected sensor comprises at least one accelerometer making it possible to obtain acceleration measurements of the connected sensor in a three-dimensional coordinate system linked to the connected sensor.
  • the reference linked to the sensor is oriented in a land reference world. To do this, the gravitational constant acceleration is detected, it serves to identify the attitude of the sensor and in particular the vertical axis call Z axis of the world reference (X, Y, Z).
  • the component of the measured acceleration of the sensor along this vertical axis or Z axis is determined over time.
  • Filtering and integration steps make it possible to calculate the upward velocity or vertical velocity along this same Z axis.
  • the different steps of a jump are then detected by an analysis of the curves of upward acceleration and upward velocity. These phases are takeoff, climb phase, descent phase and landing or landing in this case. Typically takeoff will be detected when the rate of climb becomes greater than a threshold. The start of the descent is detected when the rate of climb becomes negative, the landing when the acceleration increases abruptly and the end of the landing when the rate of climb returns below a threshold.
  • the measured final height ie the height at the time of landing
  • the athlete starts his jump from the water level and falls to the same level. This difference is due to various uncertainties such as those on the initial measurements of acceleration (noise, bias), or inaccuracies in the calculation of the attitude, that is to say the orientation of the sensor in space.
  • a quadratic correction is performed on the height measurements to ensure that the measured final height is zero.
  • the intermediate height values measured are corrected and therefore also the maximum value constituting the measured height of the jump.
  • the quadratic correction of the jump height measurement requires the storage of all heights during the jump.
  • the jump height measurements are downsampled with respect to the acceleration data obtained from the sensors to decrease the amount of data to be stored and thus the required memory size.
  • FIG. 1 illustrates the architecture of a connected sensor 1.1 according to one embodiment of the invention.
  • the connected sensor 1.1 comprises a set of measurement sensors 1.2, 1.3 and 1.4.
  • the measurement sensor 1.2 is an accelerometer that measures linear acceleration values along the three axes of a marker linked to the sensor.
  • the measurement sensor 1.3 is, for example, a gyrometer for measuring the angular rotation speeds around the three axes of the marker linked to the sensor.
  • the measurement sensor 1.4 is, for example, a magnetometer for measuring the magnetic field in which the sensor is immersed.
  • Other types of measurement sensors may be present, such as a GPS-based satellite positioning component, a heart rate sensor, a shock sensor, or any other type of measurement sensor.
  • the measurement sensors produce measurement values at a frequency typically around 250 Hz which are stored in a storage module 1.5 which may be a writable memory component, a memory card, a disk or any other component allowing the storage of data. digital.
  • the connected sensor is controlled by a processor 1.6 which allows the control of the measurement sensors as well as the reading and possible analysis of the data from the measurement sensors.
  • the processor is able to perform algorithms for processing the raw data from the measurement sensors to produce processed data and statistical results on the processed data. For example, raw data from measurement sensors can be filtered, integrated and compared to thresholds.
  • the connected sensor also typically has a communication module 1.7 which allows communication with various information processing devices external to the connected sensor. These communications can have several functions. For example, it is possible to transmit to the connected sensor operating parameters or updates of the algorithms executed by the processor 1.6.
  • the communication module serves, among other things, to communicate the data to an external information processing device for viewing the statistical results of the sporting practice. For example, the athlete can view his statistics on a smartphone (smartphone in English).
  • Communication technology is advantageously a radio technology such as Bluetooth or Wifi, but any communication technology can be used, wireless or wired.
  • the processing performed on the raw data from the measurement sensors for obtaining the processed data and the statistical results on the sporting practice can be performed by the processor 1.6 within the sensor.
  • the processed data and the statistical results are transmitted to the outside for visualization.
  • the raw data from the sensors is transmitted and the processing is performed on an external device such as a smartphone for visualize the results.
  • the processes may be distributed between the processor 1.6 of the connected sensor and the external device.
  • the connected sensor is also provided with a screen which then allows the direct visualization of the statistical results on the sensor screen.
  • the different modules making up the connected sensor communicate with each other via the communication bus 1.8.
  • This connected sensor is intended to be worn by the sportsman during his practice of sport to allow the determination of statistics. For example, in the case of surf powered by a kite, the sensor can be attached to either the board used by the athlete, or to other sports equipment such as the harness attachment of the kite.
  • FIG. 2 illustrates the general flowchart of the method of calculating the height of the jump according to one embodiment of the invention.
  • a first step 2.1 the attitude of the connected sensor is determined. It is a question of locating a mobile three-dimensional reference linked to the sensor in a fixed three-dimensional reference linked to the earth. For example, this step can be done according to the following method. The raw data from the accelerometer and the gyroscope are obtained. These data are then corrected for a possible constant error known by a calibration step. The attitude variation of the moving marker can then be determined from the gyro data. Knowing this attitude, the projection of the acceleration measured in the movable coordinate system in the fixed coordinate system makes it possible to obtain the acceleration relative to the fixed reference point. This acceleration includes a component related to the gravitational pull that can be removed. An acceleration generated by the movement of the sensor in the fixed reference is then obtained.
  • ⁇ X t represents the unfiltered acceleration acceleration at time i
  • An estimate of the ascending velocity of the connected sensor can be obtained by integrating the ascensional acceleration.
  • the integration can, for example, be calculated according to the following formula:
  • a t represents the ascensional acceleration at time i
  • Vi represents the rate of climb at time i
  • ⁇ T t represents the value of a temporal label at time, that is to say that represents the time elapsed between the time i - 1 and the
  • the upward speed will advantageously be calculated according to the following steps: • Determination of the ascensional acceleration filtered by applying a high-pass filter to the signal constituted by ascension acceleration measurements;
  • step 2.3 we have a rising acceleration signal over time and a rising velocity signal over time.
  • step 2.4 these signals will be analyzed to detect a jump made by the athlete.
  • a jump is the succession over time of a climb phase, a descent phase and a landing. These phases are delimited by the succession of four events, the take-off, the start of the descent, the beginning of the landing and the end of the landing. Each of these events can be detected by analyzing at least one of the two signals constituted by the ascending acceleration and the rate of climb. A hop will be recognized when the four expected events are detected in the expected order.
  • the rate of climb is characterized by a substantially zero value affected by a noise due to the movements of the sportsman and the measurement errors.
  • the beginning of the jump is characterized by an ascensional speed which becomes clearly positive and the remainder during all the rise phase. The beginning of the jump can therefore be detected by comparing the rate of climb to a threshold. When the rate of climb becomes greater than the threshold, a potential jump start is detected. During the whole climb phase, the rate of climb is positive.
  • the start of the descent is characterized by a rate of climb that vanishes and then becomes negative. The start of the descent is thus detected when the rate of climb becomes negative.
  • the athlete's movements are gentle.
  • the ascensional acceleration is therefore characterized by low values during these phases.
  • landing is a shock and is therefore characterized by a sharp increase in the acceleration values.
  • the landing is thus detected by the passing of a threshold by the value of the ascending acceleration.
  • the threshold will be tested for a consecutive number of given acceleration values, for example 1 1 consecutive values.
  • the end of the landing is characterized by the resumption of the glide on the water and thus an acceleration ascensionnelle which becomes again essentially null.
  • the end of the landing is thus detected when the ascensional acceleration becomes lower than a threshold.
  • FIG. 3 illustrates the calculation of the height of the jump h1 (t) according to one embodiment of the invention.
  • This curve illustrates the calculated height as a function of time between time t1 and time t1.
  • the maximum value of this curve h1 (t) between the instant tl and the instant tl gives us the height of the jump, the value we are looking for.
  • the initial value of the integrated height is determined as zero, the athlete starting the jump at the water level.
  • the height at the end of the jump, named final h, obtained at the time t1 proves to be not usually not zero. However, at the end of the jump, the athlete drops to the water level and therefore the height at the end of the jump must be the same as the height at the beginning of the jump, ie a zero height.
  • This difference may be justified, for example if the landing is on a wave.
  • this difference is generally an error caused by inaccuracy tainting the measurement of acceleration by accelerometers, gyrometers embedded in the connected sensor or because of an inaccuracy on the detection of the start of the jump.
  • Figure 4 illustrates the calculation of the height of the jump by applying a correction to the curve il (t) to calculate a corrected curve h2 (t).
  • the correction is based on the observation that the final height of the jump is zero. In some embodiments, the correction is applied only when the final height exceeds a given threshold.
  • the correction applied to the curve h1 (t to obtain the corrected curve h2 (t is a quadratic correction .
  • the curve il (t) consists of a series of values obtained typically at the frequency of sampling of the accelerometers present in the connected sensor This frequency is typically 100 Hz or 250 Hz
  • the application of the correction requires the storage of the curvilinear (t), that is to say of the set of calculated height values constituting this curve
  • the storage space that is to say the size of the buffer (buffer in English) which serves to memorize this information
  • it is possible to memorize only a downsampled version of this curve for example, a 10 Hz version constituted by memorizing a value of 10 or 25 makes it possible to reduce by 10 or 25 the buffer size necessary for memorization
  • sub-sampling upstream of acceleration or speed would lead to significant calculation errors.
  • the measured ascensional acceleration y m (t) can be expressed as follows: Where is an unknown constant error and y (t)
  • the calculation of from time t1 comprises calculating the ascending velocity v (t) by integrating the acceleration:
  • the estimated height of the jump then corresponds to the maximum value of the corrected curve of a quadratic correction h2 (t) thus obtained.
  • the correction applied to the curve h1 (t) to obtain the corrected curve h2 (t) is a linear correction.
  • This linear correction is obtained by the formula:
  • the correction applied to the curve il (t) to obtain the corrected curve h2 (t) is a linear combination between the quadratic correction and the linear correction.
  • the coefficients ⁇ and ⁇ of the linear combination can be determined by statistical analysis of several jumps to determine the coefficients giving a best estimate of the height values and therefore of the maximum value which is the height of the jump.
  • the connected sensor also has a satellite positioning module.
  • the height values can be obtained directly by the satellite positioning module.
  • the reliability and accuracy of the measurements from such a positioning module are dependent on the good reception of the satellite information and the number of satellites from which the information is received.
  • the calculation methods described above based on the information from the accelerometer are then used, depending on the case, to confirm, for example by combination depending on the degree of confidence in each estimate, the information from the satellite reception module or to replace them when satellite reception is unsatisfactory.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram of an information processing device 5.0 for implementing one or more embodiments of the invention. It may be typically the architecture of the external device that can implement the methods described.
  • the information processing device 5.0 may be a peripheral such as a microcomputer, a workstation or a mobile telecommunication terminal.
  • the device 5.0 comprises a communication bus connected to:
  • a central processing unit 5.1 such as a microprocessor, denoted CPU;
  • RAM random access memory 5.2, denoted RAM, for storing the executable code of the method of realization of the invention as well as the registers adapted to record variables and parameters necessary for the implementation of the method according to embodiments of the invention;
  • the memory capacity of the device can be supplemented by an optional RAM connected to an extension port, for example;
  • ROM read-only memory
  • a network interface 5.4 is normally connected to a communication network on which digital data to be processed are transmitted or received.
  • the network interface 5.4 may be a single network interface, or composed of a set of different network interfaces (for example wired and wireless, interfaces or different types of wired or wireless interfaces). Data packets are sent on the network interface for transmission or are read from the network interface for reception under the control of the software application running in the 5.1 processor;
  • a user interface 5.5 for receiving entries from a user or for displaying information to a user
  • an input / output module 5.7 for receiving / sending data from / to external devices such as hard disk, removable storage medium or others.
  • the executable code can be stored in a read-only memory 5.3, on the storage device 5.6 or on a removable digital medium such as for example a disk.
  • the executable code of the programs can be received by means of a communication network, via the network interface 5.4, in order to be stored in one of the storage means of the network.
  • communication device 5.0 such as the storage device 5.6, before being executed.
  • the central processing unit 5.1 is adapted to control and direct the execution of the instructions or portions of software code of the program or programs according to one of the embodiments of the invention, instructions which are stored in one aforementioned storage means. After power-up, the CPU 5.1 is able to execute instructions from the main RAM 5.2, relating to a software application. Such software, when executed by the processor 5.1, causes the steps of the methods described to be executed.
  • the connected sensor possibly associated with an external device is therefore a statistical calculation system adapted to calculate statistical parameters related to the sports practice of a user carrying the sensor.
  • the system thus described is able to produce estimates of the height of jumps made by the athlete.
  • the sensor or the external device are adapted to perform the calculations described to provide the athlete reliable statistics on his sport.
  • the apparatus is a programmable apparatus that uses software to implement the invention.
  • the present invention may be implemented in the hardware (for example, in the form of a specific integrated circuit or ASIC).

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Abstract

Dans le domaine des capteurs de données multisports destinés à l'évaluation des performances d'un sportif dans différentes disciplines de sports, en particulier dans les sports de glisse, il est proposé une méthode, un capteur et un système d'analyse statistique visant à analyser la trajectoire d'un pratiquant de surf lors d'un saut et plus particulièrement au calcul de la hauteur du saut. Cette méthode pourra s'appliquer avantageusement à la pratique du surf propulsé par un cerf-volant sans y être limitée. Elle est basée sur le filtrage et l'intégration des données d'un accéléromètre. Dans certains modes de réalisation elle comprend avantageusement une correction quadratique visant à corriger les erreurs introduites par des incertitudes sur les mesures de l'accéléromètre.

Description

" CAPTEUR, SYSTEME D'ANALYSE STATISTIQUE ET PROCEDE DE DETERMINATION ET D'AFFICHAGE DE LA HAUTEUR D'UN SAUT EFFECTUE PAR UN SPORTIF " La présente invention concerne le domaine des capteurs de données multisports destinés à l'évaluation des performances d'un sportif dans différentes disciplines de sports, en particulier dans les sports de glisse.
Dans le domaine sportif, il est connu des capteurs connectés pour mesurer un ensemble de paramètres bruts générés par la pratique sportive. Le capteur connecté comprend un ensemble de capteurs de mesure tels que des accéléromètres et/ou des gyromètres, des magnétomètres ou encore tout type de capteurs de mesure. Ces données sont alors analysées pour en déduire des statistiques de la performance du sportif. En fonction du sport, les paramètres sont utilisés pour détecter des séquences caractéristiques du sport et mesurer des paramètres spécifiques de ces séquences. Par exemple, concernant le tennis, les services peuvent être détectés et la vitesse du service mesurée. Concernant le golf, c'est le swing qui est détecté, son ampleur et la force de frappe de la balle peuvent être mesurés.
Dans le cadre des sports de glisse, on s'intéresse, entre autres, aux sauts réalisés par le sportif. Selon le sport, le saut peut être calculé selon les règles de la balistique, le sportif pouvant être assimilé à un projectile pendant le saut. Par contre, dans d'autres sports, la trajectoire du sportif ne peut pas être assimilée à celle d'un projectile, c'est le cas notamment lorsque les aspects aérodynamiques sont important où lorsque le sportif est soumis à une force de propulsion pendant le saut. Ce dernier cas se retrouve typiquement pour un pratiquant de surf propulsé par un cerf-volant (kitesurf en anglais).
La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités en proposant une méthode visant à analyser la trajectoire d'un pratiquant de surf lors d'un saut et plus particulièrement au calcul de la hauteur du saut. Cette méthode pourra s'appliquer avantageusement à la pratique du surf propulsé par un cerf-volant sans y être limitée. Elle est basée sur le filtrage et l'intégration des données d'un accéléromètre. Dans certains modes de réalisation elle comprend avantageusement une correction quadratique visant à corriger les erreurs introduites par des incertitudes sur les mesures de l'accéléromètre.
L'invention concerne un procédé de détermination et d'affichage de la hauteur d'un saut effectué par un sportif pratiquant un sport de glisse aquatique, ledit procédé étant effectué par un système de calcul statistique comprenant un capteur connecté, ledit capteur connecté comprenant au moins un capteur de mesure dont un accéléromètre, caractérisé en ce qu'il comprend :
- Une étape de détermination de la vitesse ascensionnelle du sportif à partir des données issues de l'accéléromètre ;
- Une étape de détection d'un saut par reconnaissance des différentes phases du saut par analyse de l'accélération et de la vitesse du sportif ;
- Une étape de détermination des valeurs de hauteur atteinte par le sportif pendant le saut par intégration de la vitesse ascensionnelle entre le début et la fin du saut ;
- Une étape de détermination de la hauteur du saut comme étant La valeur maximale des valeurs de hauteur ;
- Une étape d'affichage de la hauteur du saut par un module d'affichage du système de calcul statistique.
Selon un mode particulier de réalisation, l'étape de détermination de la vitesse ascensionnelle comprend la détermination de l'accélération ascensionnelle selon les étapes suivantes :
- Une étape de détermination de l'accélération du sportif dans un repère lié au capteur à partir des données issues de l'accéléromètre ;
- Une étape de détermination de l'attitude du capteur dans un repère fixe lié à la Terre ;
- Une étape de détermination de l'accélération ascensionnelle par projection de l'accélération sur l'axe vertical du repère fixe.
Selon un mode particulier de réalisation, l'étape de détermination de la vitesse ascensionnelle comprend en outre : - Une étape d'application d'un filtre passe-haut sur l'accélération ascensionnelle ;
- Une étape de détermination de la vitesse ascensionnelle par intégration de l'accélération ascensionnelle filtrée ;
- Une étape d'application d'un filtre passe-haut sur la vitesse ascensionnelle ainsi déterminée.
Selon un mode particulier de réalisation, l'étape de détection d'un saut comprend dans l'ordre :
- La détection du début du saut lorsque la vitesse ascensionnelle dépasse un seuil prédéterminé ;
- La détection du début de la descente lorsque la vitesse ascensionnelle devient négative ;
- La détection du début de l'amerrissage lorsque l'accélération ascensionnelle dépasse un seuil prédéterminé ;
- La détection de la fin de l'amerrissage, et donc de la fin du saut, lorsque l'accélération ascensionnelle devient inférieure à un seuil prédéterminé.
Selon un mode particulier de réalisation, la détection de l'amerrissage n'est réalisée que lorsque l'accélération ascensionnelle dépasse ledit seuil prédéterminé pendant au moins un temps prédéterminé.
Selon un mode particulier de réalisation, le procédé comprend en outre :
- Une étape de correction des valeurs de hauteur atteinte par le sportif pendant le saut pour annuler la hauteur déterminée en fin de saut.
Selon un mode particulier de réalisation, l'étape de correction consiste à appliquer une correction quadratique aux valeurs de hauteur atteinte par le sportif.
Selon un mode particulier de réalisation, l'étape de correction consiste à appliquer une correction linéaire aux valeurs de hauteur atteinte par le sportif.
Selon un mode particulier de réalisation, l'étape de correction consiste à appliquer une combinaison linéaire d'une correction quadratique et d'une correction linéaire aux valeurs de hauteur atteinte par le sportif, les coefficients de la combinaison linéaire étant déterminés par une analyse statistique de plusieurs sauts.
Selon un mode particulier de réalisation, l'étape de correction est appliquée sur un sous-échantillonnage de l'ensemble des valeurs de hauteur atteinte par le sportif pendant le saut.
Selon un mode particulier de réalisation, le capteur connecté comprenant en outre un module de positionnement par satellite, le procédé comprend :
- Une étape de détermination d'une seconde hauteur du saut à partir du positionnement satellite ; et
- Une étape de combinaison de la hauteur du saut déterminée et de la seconde hauteur du saut en fonction du degré de confiance en chacune de ces valeurs pour déterminer l'estimation finale de la hauteur du saut.
L'invention concerne également un système de calcul statistique pour la détermination et d'affichage de la hauteur d'un saut effectué par un sportif pratiquant un sport de glisse aquatique, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un capteur connecté, ledit capteur connecté comprenant au moins un capteur de mesure dont un accéléromètre ;
- des moyens de détermination de la vitesse ascensionnelle du sportif à partir des données issues de l'accéléromètre ;
- des moyens de détection d'un saut par reconnaissance des différentes phases du saut par analyse de l'accélération et de la vitesse du sportif ;
- des moyens de détermination des valeurs de hauteur atteinte par le sportif pendant le saut par intégration de la vitesse ascensionnelle entre le début et la fin du saut ;
- des moyens de détermination de la hauteur du saut comme étant la valeur maximale des valeurs de hauteur ;
- des moyens d'affichage de la hauteur du saut. L'invention concerne également un capteur connecté pour la détermination de la hauteur d'un saut effectué par un sportif pratiquant un sport de glisse aquatique, caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un capteur de mesure dont un accéléromètre ; - des moyens de détermination de la vitesse ascensionnelle du sportif à partir des données issues de l'accéléromètre ;
- des moyens de détection d'un saut par reconnaissance des différentes phases du saut par analyse de l'accélération et de la vitesse du sportif ;
- des moyens de détermination des valeurs de hauteur atteinte par le sportif pendant le saut par intégration de la vitesse ascensionnelle entre le début et la fin du saut ;
- des moyens de détermination de la hauteur du saut comme étant la valeur maximale des valeurs de hauteur ;
- des moyens de transmission de la hauteur du saut.
L'invention concerne également un programme d'ordinateur comprenant des instructions adaptées à la mise en œuvre de chacune des étapes du procédé selon l'invention lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
L'invention concerne également un moyen de stockage d'informations, amovible ou non, partiellement ou totalement lisible par un ordinateur ou un microprocesseur comportant des instructions de code d'un programme d'ordinateur pour l'exécution de chacune des étapes du procédé selon l'invention.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Dans les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 illustre l'architecture d'un capteur connecté selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 illustre l'organigramme général de la méthode de calcul de la hauteur du saut selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 illustre la courbe des hauteurs d'un saut selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 illustre la courbe des hauteurs d'un saut corrigée selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 5 est un bloc-diagramme schématique d'un dispositif de traitement de l'information pour la mise en œuvre d'un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention.
L'invention concerne une méthode par un capteur connecté, comprenant un ensemble de capteurs de mesure, porté par un pratiquant de sport de glisse aquatique, à d'une part identifier les phases d'un saut et à en mesurer la hauteur. Le capteur connecté comporte au moins un accéléromètre permettant d'obtenir des mesures d'accélération du capteur connecté dans un repère tridimensionnel lié au capteur connecté. Dans un premier temps, le repère lié au capteur est orienté dans un repère monde lié à la terre. Pour ce faire, l'accélération constante gravitationnelle est détectée, elle sert à identifier l'attitude du capteur et en particulier l'axe vertical appeler axe Z du repère monde (X, Y, Z). Dans un second temps, la composante de l'accélération mesurée du capteur selon cet axe vertical ou axe Z est déterminée au cours du temps. Des étapes de filtrage et d'intégration permettent de calculer la vitesse ascensionnelle ou vitesse verticale selon ce même axe Z. Les différentes étapes d'un saut sont alors détectées par une analyse des courbes d'accélération ascensionnelle et de vitesse ascensionnelle. Ces phases sont le décollage, la phase de montée, la phase de descente et l'atterrissage ou l'amerrissage en l'occurrence. Typiquement le décollage sera détecté lorsque la vitesse ascensionnelle devient supérieure à un seuil. Le début de la descente est détecté lorsque la vitesse ascensionnelle devient négative, l'amerrissage lorsque l'accélération ascensionnelle augmente brusquement et la fin de l'amerrissage lorsque la vitesse ascensionnelle repasse sous un seuil.
Une fois le saut détecté, c'est-à-dire que l'on a détecté la succession d'événements constitutifs du saut, dans l'ordre attendu, on s'intéresse à la mesure de la position verticale ou hauteur du capteur connecté. Cette mesure s'obtient par intégration de la vitesse ascensionnelle, une hauteur nulle étant attribuée au moment du décollage. L'intégration permet d'obtenir une mesure de la hauteur à tout instant du saut et donc la détermination de la hauteur maximale atteinte qui est la hauteur du saut recherchée.
L'expérience montre que la hauteur finale mesurée, c'est-à-dire la hauteur au moment de l'amerrissage, n'est pas toujours nulle ce qui est le résultat attendu. En effet, le sportif démarre son saut à partir du niveau de l'eau et retombe au même niveau. Cette différence est due à des incertitudes diverses comme celles sur les mesures initiales de l'accélération (bruit, biais), ou à des imprécisions dans le calcul de l'attitude, c'est-à-dire de l'orientation du capteur dans l'espace. Dans certains modes de réalisation, une correction quadratique est effectuée sur les mesures de hauteur pour garantir que la hauteur finale mesurée est nulle. Les valeurs intermédiaires de hauteur mesurées sont corrigées et donc aussi la valeur maximale constituant la hauteur mesurée du saut. La correction quadratique de la mesure des hauteurs de saut nécessite le stockage de l'ensemble des hauteurs durant le saut. Dans certains modes de réalisation de l'invention, les mesures de hauteur de saut sont sous-échantillonnées par rapport aux données d'accélération obtenues des capteurs pour diminuer la quantité de données devant être mémorisées et donc la taille de mémoire nécessaire.
La figure 1 illustre l'architecture d'un capteur connecté 1.1 selon un mode de réalisation de l'invention. Le capteur connecté 1.1 comprend un ensemble de capteurs de mesure 1.2, 1.3 et 1.4. Par exemple, le capteur de mesure 1.2 est un accéléromètre qui permet de mesure des valeurs d'accélération linéaire selon les trois axes d'un repère lié au capteur. Le capteur de mesure 1.3 est, par exemple, un gyromètre permettant de mesurer les vitesses de rotation angulaires autour des trois axes du repère lié au capteur. Le capteur de mesure 1.4 est, par exemple, un magnétomètre permettant la mesure du champ magnétique dans lequel baigne le capteur. D'autres types de capteurs de mesure peuvent être présents, tels que un composant de positionnement par satellite de type GPS, un capteur de fréquence cardiaque, un détecteur de chocs, ou tout autre type de capteur de mesure. Les capteurs de mesure produisent des valeurs de mesures selon une fréquence typiquement autour de 250 Hz qui sont mémorisées dans un module de stockage 1.5 qui peut être un composant de mémoire inscriptible, une carte mémoire, un disque ou tout autre composant permettant le stockage de données numériques. Le capteur connecté est contrôlé par un processeur 1.6 qui permet le contrôle des capteurs de mesure ainsi que la lecture et l'éventuelle analyse des données issues des capteurs de mesure. En particulier le processeur est à même d'effectuer des algorithmes de traitement des données brutes issues des capteurs de mesure pour produire des données traitées et des résultats statistiques sur les données traitées. Par exemple, les données brutes issues des capteurs de mesures peuvent être filtrées, intégrées et comparées à des seuils.
Le capteur connecté dispose également typiquement d'un module de communication 1.7 qui permet la communication avec divers dispositifs de traitement de l'information externes au capteur connecté. Ces communications peuvent avoir plusieurs fonctions. Par exemple, il est possible de transmettre au capteur connecté des paramètres de fonctionnement ou des mises à jour des algorithmes exécutés par le processeur 1.6. Dans le contexte de l'invention, le module de communication sert, entre autres, à communiquer les données vers un dispositif de traitement de l'information externe pour une visualisation des résultats statistiques de la pratique sportive. Par exemple, le sportif peut visualiser ses statistiques sur un téléphone intelligent (smartphone en anglais). La technologie de communication est avantageusement une technologie radio telle que le Bluetooth ou le Wifi, mais toute technologie de communication peut être utilisée, sans fil ou filaire. Selon le mode de réalisation de l'invention, les traitements effectués sur les données brutes issues des capteurs de mesure pour l'obtention des données traitées et des résultats statistiques sur la pratique sportive peuvent être effectués par le processeur 1.6 au sein du capteur. Dans ce cas seules les données traitées et les résultats statistiques sont transmis vers l'extérieur pour visualisation. Dans d'autres modes de réalisation, les données brutes issues des capteurs sont émises et les traitements sont effectués sur un dispositif externe tel qu'un téléphone intelligent servant à visualiser les résultats. Dans d'autres modes de réalisation, les traitements peuvent être répartis entre le processeur 1.6 du capteur connecté et le dispositif externe. Dans certains modes de réalisation, le capteur connecté est également doté d'un écran qui permet alors la visualisation directe des résultats statistiques sur l'écran du capteur. Les différents modules composant le capteur connecté communiquent entre eux via le bus de communication 1.8. Ce capteur connecté est destiné à être porté par le sportif lors de sa pratique du sport pour permettre la détermination de statistiques. Par exemple, dans le cas du surf propulsé par un cerf-volant, le capteur peut être fixé soit à la planche utilisée par le sportif, soit à un autre équipement du sportif tel que le harnais de fixation du cerf-volant.
La figure 2 illustre l'organigramme général de la méthode de calcul de la hauteur du saut selon un mode de réalisation de l'invention.
Dans une première étape 2.1 , l'attitude du capteur connecté est déterminée. Il s'agit de situer un repère tridimensionnel mobile lié au capteur dans un repère tridimensionnel fixe lié à la terre. Par exemple, cette étape peut se faire selon la méthode suivante. Les données brutes issues de l'accéléromètre et du gyroscope sont obtenues. Ces données sont alors corrigées d'une éventuelle erreur constante connue par une étape de calibration. La variation d'attitude du repère mobile peut alors être déterminée à partir des données du gyroscope. Connaissant cette attitude, la projection de l'accélération mesurée dans le repère mobile dans le repère fixe permet d'obtenir l'accélération relative au repère fixe. Cette accélération comprend une composante liée à l'attraction terrestre qui peut être supprimée. On obtient alors une accélération générée par le mouvement du capteur dans le repère fixe. Une description détaillée de ce calcul peut être trouvée dans le document « S.O.H. Madgwick, R. Vaidyanathan, A.J.L. Harrison, "An Efficient Orientation Filter for IMU and MARG Sensor Arrays", Department of Mechanical Engineering, University of Bristol, April 2010 ».
Une fois déterminée l'attitude du repère mobile lié au capteur dans un repère fixe lié à la Terre, il est possible de projeter l'accélération tridimensionnelle mesurée par l'accéléromètre sur l'axe vertical du repère fixe pour obtenir l'accélération ascensionnelle, c'est-à-dire l'accélération verticale du capteur connecté. C'est l'étape 2.2 de la figure 2. La composante de l'accélération verticale due à l'attraction terrestre a été supprimée de cette accélération ascensionnelle. Les données issues de l'accéléromètre sont typiquement entachées d'une erreur constante non connue ainsi que d'un bruit de mesure. L'erreur constante est difficile à estimer car le capteur est en mouvement. Si l'on considère le signal constitué par l'accélération ascensionnelle au cours du temps, l'application d'un filtre passe-haut à ce signal permet de conserver l'évolution du signal du aux mouvements du sportif tout en éliminant l'erreur constante qui est une composante de basse fréquence. Un exemple de filtre passe-haut pouvant être appliqué au signal de la mesure de l'accélération ascensionnelle est donné par la formule :
Où :
· Xt représente l'accélération ascensionnelle non filtrée au temps i ;
• Yt représente l'accélération ascensionnelle filtrée au temps i ;
• α représente un coefficient de filtration.
Une estimation de la vitesse ascensionnelle du capteur connecté peut être obtenue par intégration de l'accélération ascensionnelle. L'intégration peut, par exemple, être calculée selon la formule suivante :
OÙ :
• At représente l'accélération ascensionnelle au temps i ;
• Vi représente la vitesse ascensionnelle au temps i ;
· Tt représente la valeur d'une étiquette temporelle au temps , c'est-à-dire que représente le temps écoulé entre le temps i - 1 et le
temps i ;
Selon un mode particulier de réalisation, la vitesse ascensionnelle sera avantageusement calculée selon les étapes suivantes : • Détermination de l'accélération ascensionnelle filtrée par application d'un filtre passe-haut au signal constitué des mesures d'accélération ascensionnelle ;
• Détermination d'une vitesse ascensionnelle par intégration de l'accélération ascensionnelle filtrée ;
• Détermination de la vitesse ascensionnelle filtrée par application d'un filtre passe-haut au signal constitué de la vitesse ascensionnelle obtenue par intégration.
La vitesse ascensionnelle ainsi obtenue par filtrage, intégration et filtrage du résultat de l'intégration permet de s'abstraire des principales erreurs liées aux données d'accélération issues des capteurs de mesure. Ceci correspond à l'étape 2.3 de la figure 2.
A l'issue de cette étape 2.3, nous disposons d'un signal d'accélération ascensionnelle au cours du temps et d'un signal de vitesse ascensionnelle au cours du temps. Lors de l'étape 2.4, ces signaux vont être analysés pour détecter un saut effectué par le sportif.
Un saut correspond à la succession au cours du temps d'une phase de montée, une phase de descente et un amerrissage. Ces phases sont délimitées par la succession de quatre événements, le décollage, le début de la descente, le début de l'amerrissage et la fin de l'amerrissage. Chacun de ces événement peut être détectée par l'analyse d'au moins un des deux signaux constitués par l'accélération ascensionnelle et la vitesse ascensionnelle. Un saut sera reconnu lorsque les quatre événements attendu sont détectés dans l'ordre attendu.
Avant un saut, la vitesse ascensionnelle est caractérisée par une valeur sensiblement nulle affectée d'un bruit du aux mouvements du sportifs et aux erreurs de mesure. Le début du saut est caractérisé par une vitesse ascensionnelle qui devient nettement positive et le reste durant toute la phase de montée. Le début du saut peut donc être détecté par comparaison de la vitesse ascensionnelle à un seuil. Lorsque la vitesse ascensionnelle devient supérieure au seuil, un début de saut potentiel est détecté. Pendant toute la phase de montée, la vitesse ascensionnelle est positive. Le début de la descente se caractérise par une vitesse ascensionnelle qui s'annule puis devient négative. Le début de la descente est donc détecté lorsque la vitesse ascensionnelle devient négative.
Pendant les phases de montée et de descente, les mouvements du sportif sont doux. L'accélération ascensionnelle est donc caractérisée par des valeurs faibles pendant ces phases. Par contre l'amerrissage représente un choc et est donc caractérisé par une augmentation brusque des valeurs d'accélération ascensionnelle. L'amerrissage est donc détecté par le dépassement d'un seuil par la valeur de l'accélération ascensionnelle. Avantageusement, pour éviter une fausse détection de l'amerrissage qui serait due à des mouvements brusques du sportif pendant le saut, on limitera la détection de l'amerrissage à un dépassement du seuil par la valeur d'accélération ascensionnelle pendant un temps donné. Dans la pratique, on testera un dépassement du seuil pour un nombre consécutif de valeurs d'accélération ascensionnelle donné, par exemple 1 1 valeurs consécutives.
La fin de l'amerrissage est caractérisée par la reprise de la glisse sur l'eau et donc une accélération ascensionnelle qui redevient sensiblement nulle. La fin de l'amerrissage est donc détectée lorsque l'accélération ascensionnelle devient inférieure à un seuil.
Lorsque l'événement correspondant à un saut du sportif est détecté, nous pouvons déterminer l'instant tl du début du saut et l'instant tl de fin de saut. L'intégration de la vitesse ascensionnelle permet alors de déterminer une hauteur du saut à chaque instant entre le début du saut à t1 et la fin du saut à .
La figure 3 illustre le calcul de la hauteur du saut h1(t) selon un mode de réalisation de l'invention. Cette courbe illustre la hauteur calculée en fonction du temps entre l'instant tl et l'instant tl. La valeur maximale de cette courbe h1(t) entre l'instant tl et l'instant tl nous donne la hauteur du saut, la valeur que l'on recherche. La valeur initiale de la hauteur intégrée est déterminée comme nulle, le sportif démarrant le saut au niveau de l'eau. La hauteur en fin de saut, nommée hfinal, obtenue au temps tl s'avère n'être généralement pas nulle. Or, à la fin du saut, le sportif retombe au niveau de l'eau et donc la hauteur en fin de saut doit être la même que la hauteur en début de saut, soit une hauteur nulle. Cette différence peut être justifiée, par exemple si l'amerrissage a lieu sur une vague. Toutefois, cette différence est généralement une erreur causée par l'imprécision entachant la mesure de l'accélération par les accéléromètres, les gyromètres embarqués dans le capteur connecté ou encore à cause d'une imprécision sur la détection du début du saut.
La figure 4 illustre le calcul de la hauteur du saut par application d'une correction à la courbe il(t) pour calculer une courbe corrigée h2(t). La correction est basée sur l'observation que la hauteur finale du saut est nulle. Dans certains modes de réalisation, la correction n'est appliquée que lorsque la hauteur finale dépasse un seuil donné.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la correction appliquée à la courbe hl(t pour obtenir la courbe corrigée h2(t est une correction quadratique. La courbe il(t) est constituée d'une série de valeurs obtenues typiquement à la fréquence d'échantillonnage des accéléromètres présents dans le capteur connecté. Cette fréquence est typiquement de 100 Hz ou 250 Hz. L'application de la correction nécessite la mémorisation de la courbeil(t), c'est-à-dire de l'ensemble des valeurs calculée de hauteur constituant cette courbe. Alternativement, dans le but d'économiser l'espace de stockage, c'est-à-dire la taille du tampon (buffer en anglais) qui sert à mémoriser cette information, il est possible de ne mémoriser qu'une version sous-échantillonnée de cette courbe. Par exemple, une version à 10 Hz constituée en mémorisant une valeur sur 10 ou sur 25 permet de diminuer d'un facteur 10 ou 25 la taille du tampon nécessaire à la mémorisation. On note ici qu'un sous échantillonnage en amont de l'accélération ou de la vitesse conduirait à des erreurs de calcul importantes.
L'accélération ascensionnelle mesurée ym(t) peut s'exprimée comme suit : Où correspond à une erreur constante inconnue et y(t)
l'accélération ascensionnelle réelle, le bruit de mesure est ici négligé.
Le calcul de à partir de l'instant tl comprend le calcul de la vitesse ascensionnelle v(t) par intégration de l'accélération :
Où t représente le temps courant du calcul de la valeur de vitesse. Le calcul de la hauteur s'obtient alors par une nouvelle intégration :
On note que le terme du représente h2(t).
Nous faisons l'hypothèse de la hauteur nulle en fin de saut, donc D'où l'on déduit que :
La courbe corrigée d'une correction quadratique h2(t) s'obtient donc par la formule :
ou encore en remplaçant y0 par sa valeur :
avec hfinal = M(t2).
Ce calcul étant valable que la courbe h2(t) soit sous échantillonnée ou pas et quelle que soit la valeur de sous-échantillonnage.
La hauteur estimée du saut correspond alors à la valeur maximale de la courbe corrigée d'une correction quadratique h2(t) ainsi obtenue.
Selon un mode alternatif de réalisation de l'invention, la correction appliquée à la courbe hl(t) pour obtenir la courbe corrigée h2(t) est une correction linéaire. Cette correction linéaire s'obtient par la formule : Ce mode de réalisation donne de bon résultats dans le contexte où le début de l'intégration est mal connu, c'est-à-dire que la détermination de tl est entachée d'erreur.
Selon encore un autre mode de réalisation, la correction appliquée à la courbe il(t) pour obtenir la courbe corrigée h2(t) est une combinaison linéaire entre la correction quadratique et la correction linéaire. Dans ce cas les coefficients oc et β de la combinaison linéaire peuvent être déterminés par analyse statistique de plusieurs sauts pour déterminer les coefficients donnant une estimation la meilleure des valeurs de hauteur et donc de la valeur maximale qui est la hauteur du saut.
La courbe h2(t) s'obtient alors par la formule :
avec h2l(t) qui correspond à la courbe corrigée d'une correction linéaire, h2q(t) qui correspond à la courbe corrigée d'une correction quadratique et a + /? = 1.
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, le capteur connecté dispose également d'un module de positionnement par satellite. Dans ce cas, les valeurs de hauteurs peuvent être obtenues directement par le module de positionnement par satellite. Toutefois, la fiabilité et la précision des mesures issues d'un tel module de positionnement sont dépendantes de la bonne réception des informations satellitaires et du nombre de satellites dont on reçoit les informations. Les méthodes de calcul décrites plus haut à partir des informations de l'accéléromètre sont alors utilisées pour, selon les cas, venir confirmer, par exemple par combinaison dépendant du degré de confiance dans chacune des estimations, les informations issues du module de réception satellite ou encore se substituer à celles-ci quand la réception satellitaire n'est pas satisfaisante.
La figure 5 est un bloc-diagramme schématique d'un dispositif de traitement de l'information 5.0 pour la mise en œuvre d'un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention. Ce peut être typiquement l'architecture du dispositif externe pouvant mettre en œuvre les procédés décrits. Le dispositif 5.0 de traitement de l'information peut être un périphérique tel qu'un micro-ordinateur, un poste de travail ou un terminal mobile de télécommunication. Le dispositif 5.0 comporte un bus de communication connecté à:
- une unité centrale de traitement 5.1 , tel qu'un microprocesseur, notée CPU;
- une mémoire à accès aléatoire 5.2, notée RAM, pour mémoriser le code exécutable du procédé de réalisation de l'invention ainsi que les registres adaptés à enregistrer des variables et des paramètres nécessaires pour la mise en œuvre du procédé selon des modes de réalisation de l'invention ; la capacité de mémoire du dispositif peut être complétée par une mémoire RAM optionnelle connectée à un port d'extension, par exemple;
- une mémoire morte 5.3, notée ROM, pour stocker des programmes informatiques pour la mise en œuvre des modes de réalisation de l'invention;
- une interface réseau 5.4 est normalement connectée à un réseau de communication sur lequel des données numériques à traiter sont transmis ou reçus. L'interface réseau 5.4 peut être une seule interface réseau, ou composée d'un ensemble d'interfaces réseau différentes (par exemple filaire et sans fil, interfaces ou différents types d'interfaces filaires ou sans fil). Des paquets de données sont envoyés sur l'interface réseau pour la transmission ou sont lues à partir de l'interface de réseau pour la réception sous le contrôle de l'application logiciel exécuté dans le processeur 5.1 ;
- une interface utilisateur 5.5 pour recevoir des entrées d'un utilisateur ou pour afficher des informations à un utilisateur ;
- un dispositif de stockage 5.6 tel que décrit dans l'invention et noté
HD ;
- un module d'entrée/sortie 5.7 pour la réception / l'envoi de données depuis / vers des périphériques externes tels que disque dur, support de stockage amovible ou autres.
Le code exécutable peut être stocké dans une mémoire morte 5.3, sur le dispositif de stockage 5.6 ou sur un support amovible numérique tel que par exemple un disque. Selon une variante, le code exécutable des programmes peut être reçu au moyen d'un réseau de communication, via l'interface réseau 5.4, afin d'être stocké dans l'un des moyens de stockage du dispositif de communication 5.0, tel que le dispositif de stockage 5.6, avant d'être exécuté.
L'unité centrale de traitement 5.1 est adaptée pour commander et diriger l'exécution des instructions ou des portions de code logiciel du programme ou des programmes selon l'un des modes de réalisation de l'invention, instructions qui sont stockées dans l'un des moyens de stockage précités. Après la mise sous tension, le CPU 5.1 est capable d'exécuter des instructions de la mémoire RAM principale 5.2, relatives à une application logicielle. Un tel logiciel, lorsqu'il est exécuté par le processeur 5.1 , provoque les étapes des procédés décrits pour être exécutées.
Le capteur connecté éventuellement associé à un dispositif externe tel qu'un téléphone intelligent constitue donc un système de calcul statistique adapté à calculer des paramètres statistiques liés à la pratique sportive d'un utilisateur, porteur du capteur. En particulier, le système ainsi décrit est à même de produire des estimations de la hauteur des sauts effectués par le sportif. Pour ce faire, le capteur ou le dispositif externe sont adaptés à effectuer les calculs décrits pour fournir au sportif des statistiques fiables sur sa pratique sportive.
Dans ce mode de réalisation, l'appareil est un appareil programmable qui utilise un logiciel pour mettre en œuvre l'invention. Toutefois, à titre subsidiaire, la présente invention peut être mise en œuvre dans le matériel (par exemple, sous la forme d'un circuit intégré spécifique ou ASIC).
Naturellement, pour satisfaire des besoins spécifiques, une personne compétente dans le domaine de l'invention pourra appliquer des modifications dans la description précédente.
Bien que la présente invention ait été décrite ci-dessus en référence à des modes de réalisation spécifiques, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation spécifiques, et les modifications qui se trouvent dans le champ d'application de la présente invention seront évidentes pour une personne versée dans l'art.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination et d'affichage de la hauteur d'un saut effectué par un sportif pratiquant un sport de glisse aquatique, ledit procédé étant effectué par un système de calcul statistique comprenant un capteur connecté, ledit capteur connecté comprenant au moins un capteur de mesure dont un accéléromètre, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de détermination de la vitesse ascensionnelle du sportif à partir des données issues de l'accéléromètre ;
- une étape de détection d'un saut par reconnaissance des différentes phases du saut par analyse de l'accélération et de la vitesse du sportif ;
- une étape de détermination des valeurs de hauteur atteinte par le sportif entre le début et la fin du saut par intégration de la vitesse ascensionnelle;
- une étape de détermination de la hauteur du saut comme étant La valeur maximale des valeurs de hauteur ;
- une étape d'affichage de la hauteur du saut par un module d'affichage du système de calcul statistique.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape de détermination de la vitesse ascensionnelle comprend la détermination de l'accélération ascensionnelle selon les étapes suivantes :
- une étape de détermination de l'accélération du sportif dans un repère lié au capteur à partir des données issues de l'accéléromètre ;
- une étape de détermination de l'attitude du capteur dans un repère fixe lié à la Terre ;
- une étape de détermination de l'accélération ascensionnelle par projection de l'accélération sur l'axe vertical du repère fixe.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la vitesse ascensionnelle comprend en outre :
- une étape d'application d'un filtre passe-haut sur l'accélération ascensionnelle ;
- une étape de détermination de la vitesse ascensionnelle par intégration de l'accélération ascensionnelle filtrée ;
- une étape d'application d'un filtre passe-haut sur la vitesse ascensionnelle ainsi déterminée.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de détection d'un saut comprend dans l'ordre :
- la détection du début du saut lorsque la vitesse ascensionnelle dépasse un seuil prédéterminé ;
- la détection du début de la descente lorsque la vitesse ascensionnelle devient négative ;
- la détection du début de l'amerrissage lorsque l'accélération ascensionnelle dépasse un seuil prédéterminé ;
- la détection de la fin de l'amerrissage, et donc de la fin du saut, lorsque l'accélération ascensionnelle devient inférieure à un seuil prédéterminé.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la détection de l'amerrissage n'est réalisée que lorsque l'accélération ascensionnelle dépasse ledit seuil prédéterminé pendant au moins un temps prédéterminé.
6. Procédé selon l'une des revendication 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
- une étape de correction des valeurs de hauteur atteinte par le sportif pendant le saut pour garantir que la hauteur finale mesurée est nulle.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de correction consiste à appliquer une correction quadratique aux valeurs de hauteur atteinte par le sportif.
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de correction consiste à appliquer une correction linéaire aux valeurs de hauteur atteinte par le sportif.
9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de correction consiste à appliquer une combinaison linéaire d'une correction quadratique et d'une correction linéaire aux valeurs de hauteur atteinte par le sportif, les coefficients de la combinaison linéaire étant déterminés par une analyse statistique de plusieurs sauts.
1 0. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'étape de correction est appliquée sur un sous-échantillonnage de l'ensemble des valeurs de hauteur atteinte par le sportif pendant le saut.
1 1 . Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, le capteur connecté comprenant en outre un module de positionnement par satellite, le procédé comprend :
- une étape de détermination d'une seconde hauteur du saut à partir du positionnement satellite ; et
- une étape de combinaison de la hauteur du saut déterminée et de la seconde hauteur du saut en fonction du degré de confiance en chacune de ces valeurs pour déterminer l'estimation finale de la hauteur du saut.
12. Système de calcul statistique pour la détermination et d'affichage de la hauteur d'un saut effectué par un sportif pratiquant un sport de glisse aquatique, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un capteur connecté, ledit capteur connecté comprenant au moins un capteur de mesure dont un accéléromètre ;
- des moyens de détermination de la vitesse ascensionnelle du sportif à partir des données issues de l'accéléromètre ;
- des moyens de détection d'un saut par reconnaissance des différentes phases du saut par analyse de l'accélération et de la vitesse du sportif ;
- des moyens de détermination des valeurs de hauteur atteinte par le sportif entre le début et la fin du saut par intégration de la vitesse ascensionnelle;
- des moyens de détermination de la hauteur du saut comme étant la valeur maximale des valeurs de hauteur ;
- des moyens d'affichage de la hauteur du saut.
13. Capteur connecté pour la détermination de la hauteur d'un saut effectué par un sportif pratiquant un sport de glisse aquatique, caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un capteur de mesure dont un accéléromètre ;
- des moyens de détermination de la vitesse ascensionnelle du sportif à partir des données issues de l'accéléromètre ;
- des moyens de détection d'un saut par reconnaissance des différentes phases du saut par analyse de l'accélération et de la vitesse du sportif ;
- des moyens de détermination des valeurs de hauteur atteinte par le sportif entre le début et la fin du saut par intégration de la vitesse ascensionnelle;
- des moyens de détermination de la hauteur du saut comme étant la valeur maximale des valeurs de hauteur ;
- des moyens de transmission de la hauteur du saut.
14. Programme d'ordinateur comprenant des instructions adaptées à la mise en œuvre de chacune des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
15. Moyen de stockage d'informations, amovible ou non, partiellement ou totalement lisible par un ordinateur ou un microprocesseur comportant des instructions de code d'un programme d'ordinateur pour l'exécution de chacune des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 .
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