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FR3102665A1 - Dispositif de détermination de données de mouvement - Google Patents

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FR3102665A1
FR3102665A1 FR1912394A FR1912394A FR3102665A1 FR 3102665 A1 FR3102665 A1 FR 3102665A1 FR 1912394 A FR1912394 A FR 1912394A FR 1912394 A FR1912394 A FR 1912394A FR 3102665 A1 FR3102665 A1 FR 3102665A1
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Abstract

Dispositif de détermination de données de mouvement. Le dispositif (1) de détermination de données de mouvement est maintenu en contact avec une partie du corps d’un opérateur par un support (6), le dispositif (1) comportant un boîtier (2) dans lequel sont agencés au moins une pluralité de capteurs (3) de mouvement, une unité d’enregistrement (4) des données de mouvement et un élément de transmission (5) de données sans fil vers un système utilisateur (15), le dispositif (1) étant amovible par rapport au support (6). Le dispositif est positionnable sur différentes parties du corps afin de s’adapter aux contraintes d’une activité physique particulière. Figure pour l'abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif de détermination de données de mouvement
La présente invention concerne un dispositif de détermination de données de mouvement et un système de détermination de données de mouvement. La présente invention concerne également un ensemble de détermination et de traitement des données de mouvement.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
L’utilisation d’objets connectés est de plus en plus répandue dans la vie courante. Ces objets connectés se portent, usuellement, au poignet, sur une montre. Ils permettent, en plus de l’affichage de l’heure, de surveiller son rythme cardiaque, son nombre d’heure de sommeil, de chronométrer un temps…
Toutefois, ces objets connectés courants ne sont, généralement, pas conçus pour surveiller une activité physique particulière en étant fixés à une partir du corps autre que le poignet.
Par ailleurs, il existe des capteurs qui permettent de mesurer les performances sportives d’un joueur. Ce type de capteurs est utilisé dans les milieux sportifs professionnels. Par exemple, les joueurs de football peuvent en être équipés, lors des entraînements. Les capteurs sont, généralement, fixés sur une brassière portée par le joueur afin d’évaluer sa position sur le terrain, ou sur une jambière ou une chevillière pour détecter certains mouvements techniques comme une passe, un tir, un saut, …
Toutefois, à l’instar des montres connectées, ce type de capteurs est configuré pour fonctionner sur une partie du corps en particulier. Un capteur conçu pour mesurer des mouvements de jambe ne peut pas mesurer les mouvements d’un bras. Une personne sportive qui souhaite mesurer ses performances dans des sports différents doit utiliser des capteurs différents, ce qui est onéreux.
Aucune de ces solutions précitées n’est pleinement satisfaisante.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Elle concerne un dispositif de détermination de données de mouvement.
Selon l’invention, ledit dispositif est destiné à être maintenu en contact avec une partie du corps d’un opérateur par un support, ledit dispositif comportant un boîtier dans lequel est agencée une pluralité de capteurs de mouvement configurée pour mesurer des valeurs de données relatives à des mouvements dites données de mouvements, ledit dispositif comportant également une unité d’enregistrement des données de mouvement configurée pour enregistrer au moins lesdites données de mouvement et un élément de transmission de données sans fil configuré pour transmettre lesdites données de mouvements enregistrées vers un système utilisateur, ledit dispositif étant configuré pour être amovible par rapport au support.
Ainsi, grâce à l’invention, un opérateur peut utiliser le dispositif amovible pour mesurer ses performances sportives au cours d’activités physiques différentes. En effet, le dispositif est positionnable sur différentes parties du corps afin de s’adapter aux contraintes d’une activité physique particulière. De plus, le dispositif, qui comprend déjà des fonctionnalités de base, permet également de mesurer les mouvements techniques particuliers d’une partie du corps.
Avantageusement, la pluralité de capteurs comporte, au moins :
- un gyromètre ;
- un magnétomètre ; et
- un accéléromètre.
Par ailleurs, le dispositif comporte une gorge pratiquée à proximité d’une face supérieure.
En outre, avantageusement, ladite gorge est configurée pour recevoir un élément saillant de manière à maintenir ledit dispositif dans ledit support, ledit élément saillant étant conformé à ladite gorge, ledit élément saillant étant agencé sur une face interne dudit support.
Dans un mode de réalisation particulier, la transmission des données de mouvement par l’élément de transmission est réalisée par au moins deux protocoles de communication sans fil.
La présente invention concerne également un système de détermination de données de mouvement, qui est muni d’au moins un dispositif de détermination de données de mouvement tel que celui décrit ci-dessus et d’une pluralité de supports destinés à être agencés sur différentes parties du corps, ledit dispositif étant apte à être fixé sur la pluralité de support.
Avantageusement, le système compote une pluralité de dispositifs de détermination de données de mouvement.
La présente invention concerne par ailleurs un ensemble de détermination et de traitement de données de mouvement qui est muni d’un système de détermination de données de mouvements tel que décrit ci-dessus et d’une unité de traitement de données de mouvement, ladite unité de traitement de données de mouvement étant configurée pour traiter les données de mouvements transmis par le système de détermination de données de mouvements.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de détermination de données de mouvement.
La figure 2 est une représentation schématique d’un opérateur pourvu d’un système de détermination de données de mouvement.
La figure 3 représente un dispositif de détermination de données de mouvement maintenu dans un support selon un mode de réalisation particulier.
La figure 4 représente un dispositif de détermination de données de mouvement séparé d’un support selon un mode de réalisation particulier.
La figure 5 représente un dispositif de détermination de données de mouvement maintenu dans un support selon un autre mode de réalisation particulier.
La figure 6 représente un dispositif de détermination de données de mouvement séparé d’un support selon un autre mode de réalisation particulier.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Le dispositif 1 de détermination de données de mouvement (ci-après « dispositif 1 ») permettant d’illustrer l’invention et représenté de façon schématique sur la figure 1, est un dispositif 1 permettant notamment de déterminer des données relatives aux mouvements effectués par un opérateur O au cours d’une activité physique ainsi que la position de l’opérateur O.
Pour déterminer ces données de mouvements, le dispositif 1 est maintenu en contact avec une partie du corps de l’opérateur O par un support 6, comme représenté sur les figures 1 et 2. Le dispositif 1 est également amovible par rapport au support 6. Le support 6 est, à titre d’exemple, une partie d’un bracelet de montre, une pochette fixée dans le dos de l’opérateur O, etc
Dans le cadre de l’invention, on entend par « mouvement » le déplacement de la partie du corps au contact de laquelle est maintenu le dispositif 1. On entend également par « mouvement » le changement d’orientation de cette partie du corps. Dans le cadre de l’invention, on entend par « données de mouvement » les données relatives aux mouvements tels que définis ci-dessus ainsi que les données de position.
La partie du corps contre laquelle est maintenu le dispositif 1 dépend de l’activité physique de l’opérateur O et des données de mouvements qui sont cherchées à être acquises. À titre d’exemple, la partie du corps de l’opérateur O peut être le poignet si l’opérateur O joue au golf ou au handball. La partie du corps de l’opérateur O peut également être la cheville ou la cuisse si l’opérateur O joue au football, comme représenté sur la figure 2. Il peut également s’agir du dos, de la poitrine, etc
Comme représenté sur la figure 1, le dispositif 1 présente une forme sensiblement allongée le long d’un axe longitudinal X- X. Le dispositif 1 est agencé dans un plan longitudinal formé par l’axe longitudinal X-X et un axe transversal Y-Y, l’axe longitudinal X-X et l’axe transversal Y-Y étant orthogonaux entre eux. Dans la suite de la description, on définit également un axe vertical Z-Z qui est orthogonal au plan longitudinal.
Les adjectifs « supérieur » et « inférieur » sont définis par rapport à la direction longitudinale Z-Z, de sorte que le dispositif 1 comprend une face inférieure qui est en contact avec une partie du corps de l’opérateur O et une face supérieure qui est une face opposée à la face inférieure. Le dispositif 1 présente une forme évasée le long de l’axe vertical Z-Z de sorte que la taille de la face inférieure est plus petite que la taille de la face supérieure. Pour permettre l’acquisition de données de mouvement et de position sans gêner l’opérateur O lors d’une activité physique quelconque, les dimensions et la masse du dispositif 1 sont adaptées aux contraintes d’un nombre important d’activités physique praticables. De préférence, l’épaisseur du dispositif 1 le long de l’axe vertical Z-Z est environ égale à vingt-cinq millimètres et la masse du dispositif 1 est environ égale à trente grammes.
Par ailleurs, comme représenté sur la figure 1, le dispositif 1 comprend un boîtier 2 qui est rigide. De préférence, le boîtier 2 est étanche. Le boîtier 2 comporte une pluralité de capteurs 3 de mouvement agencée à l’intérieur de celui-ci. De préférence, la pluralité de capteurs 3 de mouvement peut mesurer des valeurs de données de mouvement de la partie du corps de l’opérateur O contre laquelle le dispositif 1 est maintenu à une fréquence comprise entre 50 Hertz et 200 Hertz. Sur la figure 1, les éléments représentés en lignes pointillées correspondent à des éléments compris dans le boîtier 2.
La pluralité de capteurs 3 de mouvement peut comporter notamment un accéléromètre. Par « accéléromètre » on entend aussi bien un accéléromètre tri-axe que trois accéléromètres mono-axes. L’accéléromètre mesure des valeurs d’accélération de la partie du corps de l’opérateur O sur lequel le dispositif 1 est maintenu. Ses valeurs d’accélération sont associées à l’accélération selon chacun des axes longitudinal X-X (ci-après « axe X-X »), transversal Y-Y (ci-après « axe Y-Y ») et vertical (ci-après « axe Z-Z »). Dans un mode de réalisation particulier, l’accéléromètre mesure des valeurs de l’accélération selon des axes associés à des combinaisons des axes X-X, Y-Y et Z-Z. L’accéléromètre permet, par exemple, de mesurer les accélérations et les décélérations d’un opérateur O jouant au football.
Par ailleurs, la pluralité de capteurs de mouvement peut comprendre au moins un gyromètre qui mesure des valeurs de rotation de la partie du corps de l’opérateur O sur laquelle est maintenu le dispositif 1 autour d’au moins un des axes X-X, Y-Y et Z-Z. À titre d’exemple, si le dispositif 1 est maintenu en contact avec le mollet d’un opérateur O qui joue au football, le gyromètre peut mesurer une valeur de la rotation autour des axes X-X, Y-Y et Z-Z lorsque le pied de l’opérateur O frappe une balle.
La pluralité de capteurs 3 de mouvement peut comprendre, de plus, un magnétomètre qui est apte à mesurer, en temps réel, des valeurs du champ magnétique selon chacun des axes X-X, Y-Y et Z-Z. Le magnétomètre permet de mesurer des valeurs de l’orientation du dispositif 1. Si les valeurs de rotation mesurées par le gyromètre sont couplées aux valeurs d’orientation mesurées par le magnétomètre, le dispositif 1 permet de déterminer tous les mouvements de lacet de la partie du corps de l’opérateur O contre laquelle le dispositif 1 est maintenu en contact.
Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif 1 comporte également une unité d’enregistrement 4 des données de mouvement. L’unité d’enregistrement 4 est agencée entièrement dans le boîtier 2. Cette unité d’enregistrement 4 permet d’enregistrer les données de mouvement associées aux valeurs d’accélération, de rotation et d’orientation qui sont mesurées par la pluralité de capteurs 3 de mouvement. De préférence, l’unité d’enregistrement 4 est apte à enregistrer une quantité de données équivalentes à trois heures d’activité par l’opérateur O, soit 30 mégabits si la fréquence de mesure de la pluralité de capteurs 3 est de l’ordre de 100 Hertz.
Les données générées par des fonctionnalités de base du dispositif 1, telles qu’une horloge, une surveillance du sommeil, un chronomètre, un positionnement par satellite de type GPS (« Global Positioning Satellite » en anglais) sont également enregistrées dans l’unité d’enregistrement 4.
Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif 1 comporte également un élément de détection 13 agencé sur la face inférieure de sorte que l’élément de détection 13 est en contact avec une partie du corps de l’opérateur O. Dans le mode de réalisation préféré, l’élément de détection 13 est apte, notamment à détecter le rythme cardiaque de l’opérateur O.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif 1 comporte une unité de prétraitement 16 des données de mouvement, comme représenté schématiquement sur la figure 1. Cette unité de prétraitement 16 acquiert les données de mouvement mesurées par la pluralité de capteurs 3 de mouvement et de fonctionnalités de base et génère des données prétraitées de mouvement qui sont enregistrées par l’unité d’enregistrement 4. De préférence, le volume de ces données prétraitées est inférieur au volume des données de mouvement ce qui permet d’enregistrer l’équivalent de plus de trois heures d’activité par l’opérateur O.
Par ailleurs, le dispositif 1 comporte une gorge 11. Cette gorge 11 est, de préférence, annulaire. La gorge 11 annulaire est pratiquée dans un plan parallèle au plan longitudinal de la face supérieure du dispositif 1, comme représenté sur la figure 4.
Selon un mode de réalisation préféré, le support 6 présente une forme générale de bague autour de l’axe vertical Z-Z et comprenant une face interne 7. Cette face interne 7 est pourvue d’un élément saillant 12 qui est conformé à la gorge 11 du dispositif 1. L’élément saillant 7 est apte à s’enclencher dans la gorge 11 de manière à maintenir ensemble le dispositif 1 dans le support 6. L’élément saillant 7 est, de préférence, annulaire. Comme représenté sur la figure 4, l’élément saillant 7 annulaire est agencé dans un plan formé par l’axe longitudinal X-X et l’axe transversal Y-Y dans une partie supérieure de la face interne 7. L’élément saillant 12 est également apte à être désenclenché de la gorge 11 du dispositif 1 de sorte à ne plus maintenir le dispositif 1 dans le support 6.
En outre, dans un mode de réalisation particulier, l’unité d’enregistrement 4 comprend une partie interne, qui est agencée à l’intérieur du boîtier 2 et une partie externe qui est agencée à l’extérieur du boîtier 2.
Dans ce mode de réalisation particulier, les dimensions et la forme de la partie externe sont conformées aux dimensions et à la forme d’un logement (non représenté) du support 6. Cette conformation permet l’enclenchement de la partie externe dans le logement du support de sorte que le dispositif 1 est maintenu dans le support 6. Par ailleurs, la partie externe est également apte à être désenclenchée du logement du support 6. Si la partie externe n’est pas enclenchée dans le logement du support 6, le dispositif 1 n’est pas maintenu dans le support 6. La partie externe permet donc au dispositif 1 d’être amovible par rapport au support 6.
Comme représenté sur la figure 1, le dispositif 1 comporte une source de puissance 8 agencée dans le boîtier 2 et qui assure l’autonomie de fonctionnement du dispositif 1. Cette source de puissance 8 peut être, par exemple, une batterie. Ainsi, la taille de la batterie participe à la réduction de l’encombrement du dispositif 1. La capacité de la source de puissance 8 doit être inférieure à 300 milliampères-heure. Elle est, de préférence, inférieure à 200 milliampères-heure.
Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif 1 comporte, de plus, un élément de transmission 5 de données. Cet élément de transmission 5 transmet les données de mouvement ainsi que d’autres types de données enregistrées dans l’unité d’enregistrement 4 à un système utilisateur 15. Le système utilisateur 15 peut être, par exemple, un téléphone, une tablette, etc
Dans un mode de réalisation préféré, la transmission des données de mouvement par l’élément de transmission 5 est réalisée par deux protocoles de communication sans fil. Ces protocoles sont de type Bluetooth. Un premier protocole est associé à une faible consommation d’énergie et à un faible débit de données. Un second protocole est associé à une plus grande consommation d’énergie et à un débit de données plus importante.
Le premier protocole est un protocole de communication de type Bluetooth à basse consommation ou autrement appelé BLE (« Bluetooth Low Energy » en anglais) consommant peu d’énergie mais avec un débit de données de l’ordre de 0,1 mégabits par seconde. Le second protocole est un protocole de communication de type Bluetooth à transfert de données amélioré ou autrement appelé BT EDR (Bluetooth Enhanced Data Rate » en anglais) qui permet un débit de l’ordre de 3 mégabits par seconde. La combinaison de deux protocoles de communication différents sans fil permet à la fois un usage du dispositif 1 pendant plusieurs jours et un transfert rapide des données de mouvement vers le système utilisateur 15.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, le dispositif 1 comporte des moyens de visualisation 9 sur la face supérieure plane opposée à la face inférieure en contact avec la partie du corps de l’opérateur O. À titre d’exemple, ces moyens de visualisation 9 sont un écran permettant d’avoir accès à certaines données. De préférence, les données affichées sur les moyens de visualisation 9 le sont en temps réel. L’opérateur O peut, par exemple, visualiser l’heure, son rythme cardiaque, son nombre d’heures de sommeil, etc Dans ce mode de réalisation préféré, la largeur et la longueur des moyens de visualisation 9 peuvent être environ égales respectivement à vingt millimètres et trente millimètres.
En outre, le dispositif 1 comporte un élément d’activation 10. Cet élément d’activation 10 est configuré pour assurer différentes fonctions lorsque l’opérateur O le touche. À titre d’exemple, l’élément d’activation 10 peut commander la visualisation des données sur les moyens de visualisation 9. Il peut, également par exemple, commander l’arrêt ou le démarrage d’un enregistrement de données de mouvement ou de données issues de fonctionnalités de base. L’élément d’activation 10 peut être un bouton, une zone tactile, etc. Cet élément d’activation 10 peut également être une pluralité de boutons 10B, comme représentés sur les figures 5 et 6.
Le dispositif 1, tel que décrit ci-dessus, peut être utilisé dans de nombreuses applications.
Dans une application préférée, le dispositif 1 est fixé sur un support 6, parmi une pluralité de support 6 compris dans un système de détermination S de donnée de mouvement. Un tel système de détermination S détermine des données de mouvement en fonction de la partie du corps contre laquelle le dispositif 1 est maintenu par le support 6. Le dispositif 1 étant amovible par rapport à un support 6, il peut être déplacé sur un autre support 6, par exemple, un support 6 agencé contre la cheville d’un opérateur O, comme représenté sur la figure 2. Il peut également permettre de déterminer des données de mouvement lorsqu’il est fixé sur un support 6 dans le dos de l’opérateur O.
Dans un mode de réalisation particulier, le système de détermination S comporte plusieurs dispositifs 1. Chaque dispositif 1 est agencé sur un support 6 et chaque support 6 est fixé sur une partie du corps de l’opérateur O. Le nombre de dispositif 1 est inférieur ou égal au nombre de support 6 du système S.
Le système de détermination S est également compris dans un ensemble de détermination et de traitement de donnée de mouvement de sorte que les données de mouvement transmis par l’élément de transmission 5 de chacun des dispositifs 1 du système de détermination S de données de mouvement sont traitées par une unité de traitement 14 comprise dans l’ensemble de détermination et de traitement. Cette unité de traitement 14 est comprise dans le système utilisateur 15. À titre d’exemple, cette unité de traitement 14 de données de mouvement est une unité centrale.
On décrit, ci-après, une application particulière du dispositif 1 de détermination de données de mouvement.
Pour déterminer des données spécifiques à une activité physiques, par exemple, le positionnement d’un joueur de football au cours d’un match, le ou les dispositifs 1 peuvent être agencés sur différents supports 6 qui les maintiennent chacun en contact avec une partie spécifique du corps du joueur (opérateur O). Le joueur peut ainsi être pourvu d’une jambière sur laquelle sont fixé un support 6 et un dispositif 1 et d’une pochette fixée sur le dos dans laquelle peut être agencé un autre dispositif 1. La pluralité de capteurs 3 mesure alors des valeurs d’accélération, de rotation et d’orientation sur chaque partie du corps sur laquelle un dispositif 1 est maintenu. Ces valeurs sont enregistrées dans l’unité d’enregistrement 4. Dans un mode de réalisation particulier, ces données de mouvement sont traitées par l’unité de prétraitement. L’opérateur O a accès, par l’intermédiaire des moyens de visualisation 9, à ces données de mouvement. Elles sont ensuite transmises à l’unité de traitement 14 du système utilisateur 15. La transmission est réalisée par les protocoles BLE et BT EDR. Ces données de mouvement sont ensuite traitées par l’unité de traitement 14.
Les dispositifs 1 sont utilisables à nouveau, une fois agencé sur un support 6 fixé à une ou des parties du corps différentes de l’opérateur O.
Le système de détermination S de données de mouvement, tel que décrit ci-dessus, présente les avantages suivants :
- il intègre, en plus de fonctionnalités de base des montres connectés, des fonctions de capteurs de mouvements ; et
- les dispositifs 1 étant amovibles, il est possible de les utiliser sur différentes parties du corps.

Claims (7)

  1. Dispositif de détermination de données de mouvement, destiné à être maintenu en contact avec une partie du corps d’un opérateur O par un support (6), ledit dispositif (1) comportant un boîtier (2) dans lequel est agencée une pluralité de capteurs (3) de mouvement configurée pour mesurer des valeurs de données relatives à des mouvements dites données de mouvements, ledit dispositif (1) comportant également une unité d’enregistrement (4) des données de mouvement configurée pour enregistrer au moins lesdites données de mouvement et un élément de transmission (5) de données sans fil configuré pour transmettre lesdites données de mouvements enregistrées vers un système utilisateur (15), ledit dispositif (1) étant configuré pour être amovible par rapport au support (6),
    ledit dispositif (1) étant caractérisé en ce qu’il comporte une gorge (11) pratiquée à proximité d’une face supérieure.
  2. Dispositif selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que la pluralité de capteurs (3) comporte, au moins :
    - un gyromètre ;
    - un magnétomètre ; et
    - un accéléromètre.
  3. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que ladite gorge (11) est configurée pour recevoir un élément saillant (12) de manière à maintenir ledit dispositif (1) dans ledit support (6), ledit élément saillant (12) étant conformé à ladite gorge (11), ledit élément saillant (12) étant agencé sur une face interne (7) dudit support (6).
  4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que la transmission des données de mouvement par l’élément de transmission (5) est réalisée par au moins deux protocoles de communication sans fil.
  5. Système de détermination de données de mouvement,
    caractérisé en ce qu’il comporte au moins un dispositif (1) de détermination de données de mouvement tel que celui spécifié dans les revendications 1 à 4, et une pluralité de supports (6) destinés à être agencés sur différentes parties du corps, ledit dispositif (1) étant apte à être fixé sur la pluralité de support (6).
  6. 6. Système selon la revendication 5,
    caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité de dispositifs (1) de détermination de données de mouvement.
  7. 7. Ensemble de détermination et de traitement de données de mouvement,
    caractérisé en ce qu’il comprend un système de détermination (S) de données de mouvement, tel que celui spécifié dans les revendications 5 et 6, et une unité de traitement (14) de données de mouvement, ladite unité de traitement (14) de données de mouvements étant configurée pour traiter les données de mouvements transmis par le système de détermination (S) de données de mouvement.
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