SYSTEME ET PROCEDE DE DETECTION DE MARCHE D'UNE PERSONNE
L'invention porte sur un système et un procédé de détection de marche d'une personne, ou, en d'autres termes de la détection d'un déplacement d'une personne par un mode de locomotion constitué par une suite de pas.
Des systèmes d'analyse de mouvement de personnes sont de plus en plus répandus dans le domaine biomédical, notamment pour analyser l'activité physique d'une personne.
La détection de l'activité de marche d'une personne est une information qui permet, par exemple, d'estimer une dépense énergétique d'une personne, d'évaluer un niveau de sédentarité d'une personne, ou d'estimer la qualité ou la perte de capacité fonctionnelle après une intervention chirurgicale ou un traitement médicamenteux.
Le document "Ambulatory System for human motion analysis using a kinematic sensor: monitoring of daily physical activity in the elderly," Biomédical Engineering, IEEE Transactions on, vol.50, no.6, pp.711-723, June 2003, de Najafi, B., Aminian, K., Paraschiv-lonescu A., Loew, F., BuIa CJ. , et Robert, P., décrit un capteur de mouvement 2A1 G (accéléromètre biaxial et gyromètre monoaxial porté sur le tronc d'une personne et dont le signal d'accélération verticale est filtré par un filtre passe-bande 0.62-5.00 Hz. Sur ce signal filtré, est recherché au moins trois occurrences régulièrement espacées de pic d'amplitude supérieure à un seuil. Il est difficile de fixer un seuil universel à priori, ce qui implique notamment un manque de fiabilité d'un tel système.
Le document "Référence data for normal subjects obtained with an accelerometric device", Gait & Posture, October 2002 Vol. 16, Issue 2, Pages 124-134, de Bernard Auvinet, Gilles Berrut, Claude Touzard, Laurent Moutel, Nadine Collet, Denis Chaleil, et Eric Barrey, décrit une analyse fréquentielle d'une activité de marche considérée comme une activité sensiblement périodique, qui crée un pic de puissance à une fréquence qui dépend de la vitesse de marche. L'étude du rapport entre des harmoniques paires et impaires du signal d'accélération verticale
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26)
permet d'étudier la stabilité de la marche. Il ne s'agit pas ici de détecter une activité de marche, mais d'analyser ou caractériser une activité de marche d'une personne dont on sait déjà qu'elle marche.
Le document "Classification of waist-acceleration signais in a continuous walking record", Médical Engineering & Physics 22 (4) (2000), pp. 285-291 , de M. Sekine, T. Tamura, T. Togawa et Y. Fukui, décrit l'utilisation d'une transformée en ondelettes pour distinguer, dans un signal représentatif de la marche d'une personne, si cette dernière marche sur une surface horizontale, en montée d'escaliers ou en descente d'escaliers. Le contenu de ce document ne permet pas de détecter une activité de marche.
La présente invention a pour but de détecter des activités de marche d'une personne dans un enregistrement de signaux ambulatoires de celle-ci. Selon un aspect de l'invention, il est proposé un système de détection de marche d'une personne, muni d'un boîtier comprenant un capteur de mouvement biaxial ou triaxial. Le boîtier est adapté pour être fixé sur la partie supérieure du corps de ladite personne, de manière qu'un premier axe de mesure dudit capteur coïncide avec l'axe antéro-postérieur ou l'axe vertical dudit corps et qu'un deuxième axe de mesure dudit capteur coïncide avec l'axe médio-latéral dudit corps, ledit système étant, en outre, muni de moyens d'analyse des mesures délivrées par ledit capteur. Lesdits moyens d'analyse comprennent :
- des moyens de traitement sur une fenêtre temporelle des signaux de mesure délivrés par ledit capteur, comprenant des moyens de recherche d'une fréquence dominante dans lesdits signaux, et
- des moyens de détection de la marche de la personne lorsqu'un rapport entre la fréquence dominante du signal du premier axe de mesure et la fréquence dominante du deuxième axe de mesure, ou entre la fréquence dominante d'une norme euclidienne du vecteur de mesures transmis par ledit capteur et la fréquence dominante du signal du deuxième axe de mesure, est sensiblement égal à deux.
Un tel système permet à coût réduit, et de manière peu gênante pour la personne qui le porte, de détecter la marche d'une personne, de manière robuste et automatique.
Par exemple, la fenêtre temporelle est une fenêtre glissante.
Ainsi le système est de grande précision, même sur une durée de traitement importante.
Dans un mode de réalisation, ledit capteur de mouvement étant triaxial, le premier axe de mesure dudit capteur coïncide avec l'axe antéro- postéheur dudit corps, le deuxième axe de mesure dudit capteur coïncide avec l'axe médio-latéral dudit corps, et le troisième axe de mesure dudit capteur coïncide avec l'axe vertical dudit corps, lesdits moyens de détection sont adaptés pour détecter un rapport sensiblement égal à deux, entre la fréquence dominante du signal du premier axe de mesure et la fréquence dominante du deuxième axe de mesure, ou entre la fréquence dominante du signal du troisième axe de mesure et la fréquence dominante du deuxième axe de mesure, ou entre la fréquence dominante d'une norme euclidienne du vecteur de mesures transmis par ledit capteur et la fréquence dominante du signal du deuxième axe de mesure.
Ainsi, la précision de la détection est améliorée.
Selon un mode de réalisation, le système comprend, en outre, des filtres passe-haut.
Les composantes continues respectives des signaux transmis par le capteur de mouvement sont ainsi supprimées, pour pouvoir détecter avec grande précision la fréquence dominante.
Dans un mode de réalisation, le système comprend, en outre, des filtres passe-bande, par exemple de bande de fréquences comprises entre 0,5 et 10 Hz. L'influence de bruits ou fréquences de signaux sans rapport avec la marche est ainsi fortement limitée.
Selon un mode de réalisation, lesdits moyens d'analyse sont internes ou externes audit boîtier, et ledit capteur de mouvement comprend des moyens de transmission avec ou sans fil pour transmettre ses mesures auxdits moyens d'analyse.
Les moyens d'analyse peuvent être intégrés au boîtier ou implantés sur une base distante, et les signaux de sortie du boîtier, analysés ou non, peuvent être transmis avec ou sans fil.
Ledit capteur de mouvement peut être un accéléromètre biaxial ou triaxial, un magnétomètre biaxial ou triaxial, ou un gyromètre biaxial ou triaxial.
L'invention fonctionne avec tous ces types de capteurs de mouvement.
Par exemple, la fenêtre temporelle glissante a une durée de cinq secondes, avec un recouvrement partiel de quatre secondes entre deux fenêtres consécutives décalées d'une seconde.
Ces valeurs sont particulièrement bien adaptées à la marche d'une personne.
Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de recherche d'une fréquence dominante pour les signaux transmis par le capteur de mouvement sont adaptés pour effectuer la recherche de fréquence dominante, dans chaque fenêtre temporelle, par analyse spectrale. Par exemple, cette analyse spectrale peut être de type spectrogramme.
Le spectrogramme, qui utilise le carré du module de la transformée de Fourrier du signal convolué à une fenêtre d'apodisation, est une façon simple, fiable, et de coût réduit permettant de rechercher une fréquence dominante, c'est-à-dire la fréquence correspondant à la puissance de signal maximum.
Lesdits moyens de recherche d'une fréquence dominante peuvent être adaptés pour limiter la recherche d'une fréquence dominante VML selon le deuxième axe à des fréquences comprises entre 0,25 Hz et 1 Hz. Lesdits moyens de recherche d'une fréquence dominante peuvent être adaptés pour limiter la recherche d'une fréquence dominante selon le premier axe, lorsque celui-ci coïncide avec l'axe antéro- postéheur, à des fréquences comprises dans une plage prédéterminée de fréquences. Cette plage fréquentielle peut être bornée par la fréquence dominante selon le deuxième axe fMι_ Hz augmentée de 0.2 Hz et 3 Hz ([fML+0.2 ; 3]).
De façon préférée, cette plage peut être bornée par la fréquence dominante selon le deuxième axe fMι_ Hz augmentée de 0.25 Hz et 2 Hz, ([fML+0.25 ; 2]).
Lesdits moyens de recherche d'une fréquence dominante peuvent être adaptés pour limiter la recherche d'une fréquence dominante selon le premier axe, lorsque celui-ci coïncide avec l'axe vertical, à des fréquences comprises dans une plage prédéterminée de fréquences. Cette plage fréquentielle peut être bornée par la fréquence dominante selon le deuxième axe fMι_ Hz augmentée de 0.2 Hz et 3 Hz ([fMι_+0.2 ; 3]).
Lesdits moyens de recherche d'une fréquence dominante peuvent être adaptés pour limiter la recherche d'une fréquence dominante pour la norme euclidienne du vecteur de mesures transmis par ledit capteur de mouvement, à des fréquences comprises dans une plage prédéterminée de fréquences. Cette plage fréquentielle peut être bornée par la fréquence dominante selon le deuxième axe fMι_ Hz augmentée de 0.2 Hz et 3 Hz ([fML+0.2 ; 3]).
L'ensemble de ces valeurs sont particulièrement bien adaptées à l'activité de marche.
Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de détection sont adaptés pour détecter un rapport desdites fréquences dominantes sensiblement égal à deux, à une précision près, lorsqu'en outre, au moins sur un axe, la puissance du signal, à au moins une fréquence, est supérieure à un seuil.
Autrement dit, on ne détermine un tel rapport, ou on ne l'exploite, que pour les fenêtres présentant, sur au moins un axe, au moins une fréquence dont la puissance est supérieure à seuil déterminé, ce seuil pouvant être appelé seuil de puissance. Ce seuil de puissance est déterminé à priori, ou ajusté expérimentalement, par exemple lors d'une phase d'essais.
On peut appliquer cette condition de puissance d'au moins une fréquence à au moins un axe, mais également à tous les axes. Précisons que lorsque cette condition de puissance est appliquée sur différents axes, chaque seuil de puissance peut être différent l'un de l'autre.
Selon un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de détermination sont adaptés pour déterminer le rapport des fréquences dominantes, correspondant à une fenêtre temporelle donnée, lorsque, sur au moins un axe, la fréquence dominante a une puissance supérieure à une puissance seuil.
On peut appliquer cette condition de seuil uniquement à la fréquence dominante, mais également à d'autres fréquences ou bandes de fréquence définies.
Précisons que ce critère de seuil en puissance peut également s'appliquer à la norme euclidienne du vecteur de mesures. Pour chaque fenêtre temporelle, on vérifiera alors la ou les fréquences, par exemple la fréquence dominante, ont une puissance supérieure à un seuil de puissance.
Ce seuil en puissance peut être fixé à priori ou en déterminant au préalable une puissance dans un intervalle de temps durant lequel il ne se passe rien, par exemple durant le calibrage anatomique.
Selon un mode de réalisation, ledit boîtier est adapté pour être fixé sur le torse ou sur le sacrum de ladite personne.
Lorsque le boîtier est fixé au niveau du torse, l'amplitude des oscillations du tronc est plus élevée, ce qui améliore la précision du système.
La fixation au niveau du sacrum est particulièrement facile et discrète, par exemple au moyen d'une ceinture.
Selon un autre aspect de l'invention, il est également proposé un procédé de détection de marche d'une personne, à partir de mesures effectuées par un capteur de mouvement biaxial ou triaxial, de mouvements selon un premier axe de mesure dudit capteur coïncidant avec l'axe antéro-postérieur ou l'axe vertical du corps de ladite personne et selon un deuxième axe mesure dudit capteur coïncidant avec l'axe médio-latéral dudit corps, dans lequel :
- on traite, sur une fenêtre temporelle, les signaux de mesure délivrés par ledit capteur de mouvement, ledit traitement comprenant une recherche d'une fréquence dominante dans lesdits signaux et
- on détecte la marche de ladite personne lorsqu'un rapport entre la fréquence dominante du signal du premier axe de mesure et la fréquence dominante du deuxième axe de mesure, ou entre la fréquence dominante d'une norme euclidienne du vecteur de mesures transmis par ledit capteur et la fréquence dominante du signal du deuxième axe de mesure, est sensiblement égal à deux.
Par exemple, le traitement est effectué sur une fenêtre temporelle glissante.
L'invention sera mieux comprise à l'étude de quelques modes de réalisation décrits à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un système, selon un aspect de l'invention ;
- la figure 2 représente schématiquement une personne et ses axes anatomiques, antéro-postérieur, vertical et médio-latéral ; - la figure 3 illustre un exemple de mesures faites par un système selon la figure 1 , dans lequel le capteur de mouvement est un accéléromètre biaxial ;
- les figures 4 et 5 illustrent le fonctionnement des moyens d'analyse ; - les figures 6a et 6b illustrent un premier mode de mise en œuvre du système selon un aspect de l'invention ;
- les figures 7a, 7b et 7c illustrent un deuxième mode de mise en œuvre du système selon un aspect de l'invention ;
- les figures 8a et 8b illustrent un troisième mode de mise en œuvre du système selon un aspect de l'invention ;
- les figures 9a et 9b illustrent un quatrième mode de mise en œuvre du système selon un aspect de l'invention ; et
- les figures 10a et 10b illustrent un cinquième mode de mise en œuvre du système selon un aspect de l'invention. Dans l'ensemble de figures, les éléments ayants les mêmes références sont similaires.
Tel qu'illustré sur la figure 1 , le système de détection de marche d'une personne comprend un boîtier BT comprenant un capteur de mouvement CM biaxial ou triaxial. Le boîtier BT est adapté pour être fixé sur la partie supérieure du corps de ladite personne, en l'occurrence au moyen d'une ceinture élastique de fixation CEF, de sorte qu'un premier axe de mesure dudit capteur de mouvement coïncide avec l'axe antéro- postérieur AP ou l'axe vertical VT dudit corps et qu'un deuxième axe de mesure dudit capteur de mouvement coïncide avec l'axe médio-latéral ML dudit corps. En variante, tout autre moyen de fixation peut convenir.
Cette mise en coïncidence peut, par exemple, être faite par calibration anatomique, par exemple en demandant à la personne à laquelle le boîtier BT a été fixé de se tenir le plus droit possible pendant quelques secondes contre un mur, le système, de manière connue, détermine la matrice de rotation à appliquer aux mesures pour délivrer des mesures ramenées aux axes médio-latéral ML, antéro-postérieur AP ou vertical VT. Le capteur de mouvement est CM est également pourvu d'un module de transmission MTR pour transmettre les mesures, sur cet exemple par transmission sans fil, à une station externe SE, en l'espèce un ordinateur portable.
En variante, la transmission pourrait être filaire. Le capteur de mouvement peut, par exemple être un accéléromètre biaxial ou triaxial, un magnétomètre biaxial ou triaxial, ou un gyromètre biaxial ou triaxial.
Toutefois, dans la suite de la description, de manière non limitative, le capteur de mouvement CM sera un accéléromètre biaxial dont le premier axe de mesure coïncide avec l'axe antéro-postérieur AP du corps de la personne, et le deuxième axe de mesure coïncide avec l'axe médio-latéral ML du corps de la personne.
En variante, le deuxième axe de mesure de l'accéléromètre peut coïncider avec l'axe médio-latéral ML du corps de la personne, et le premier axe de mesure peut coïncider avec l'axe vertical VT du corps de la personne.
L'ordinateur portable SE comprend un module d'analyse MA des données transmises par l'accéléromètre CM. En variante, le module d'analyse peut être intégré au boîtier BT.
Le module d'analyse est adapté pour échantillonner les signaux reçus de l'accéléromètre CM à une fréquence d'échantillonnage inférieure ou égale à 1 kHz, et typiquement de l'ordre de 10 à 200 Hz.
Le module d'analyse MA comprend un module de traitement MT pour traiter les signaux de mesure délivrés par l'accéléromètre CM.
En variante, dans le cas d'un capteur de mouvement triaxial
CM, tel un accéléromètre triaxial, il est possible d'effectuer une calibration anatomique de manière à ce que le premier axe de mesure de l'accéléromètre coïncide avec l'axe antéro-postérieur AP du corps de la personne, le deuxième axe de mesure de l'accéléromètre coïncide avec
l'axe médio-latéral ML du corps de la personne, et le troisième axe de mesure de l'accéléromètre coïncide avec l'axe vertical VT du corps de la personne. En ce cas, le module de détection est adapté pour détecter un rapport sensiblement égal à deux, entre la fréquence dominante du signal du premier axe de mesure et la fréquence dominante du deuxième axe de mesure, ou entre la fréquence dominante du signal du troisième axe de mesure et la fréquence dominante du deuxième axe de mesure, ou entre la fréquence dominante d'une norme euclidienne du vecteur de mesures transmis par ledit capteur et la fréquence dominante du signal du deuxième axe de mesure. On a alors une précision de détection améliorée.
On entend par un rapport ou ratio sensiblement égal à 2, un ratio par exemple compris entre 1.7 et 2.3, et de préférence entre 1.9 et 2.1. Ce ratio peut être prédéterminé, mais également ajusté expérimentalement, notamment lors d'une phase d'essais. On analyse alors précisément les différentes valeurs prises par ce ratio lorsque la personne marche, et on détermine la valeur critique qui sera ensuite mise en œuvre dans l'algorithme. Cette détermination peut notamment être effectuée statistiquement, en considérant les risques associés à des faux positifs (le dispositif signale que la personne marche alors qu'elle ne marche pas) ou à des faux négatifs (le dispositif indique que la personne ne marche pas alors qu'elle marche).
Le module de traitement MT peut comprendre des filtres passe- haut, FPH permettant de supprimer les composantes continues respectives des signaux transmis par l'accéléromètre CM, pour pouvoir détecter avec grande précision la fréquence dominante.
Le module de traitement MT peut comprendre également des filtres passe-bande de manière à limiter fortement l'influence de bruits ou fréquences de signaux sans rapport avec la marche.
En outre, le module de traitement MT comprend un module de recherche d'une fréquence dominante MRFD pour les signaux transmis par le capteur de mouvement, par analyse spectrale. L'analyse spectrale, qui consiste à estimer la puissance du signal en fonction de la fréquence, est une manière connue, simple et peu coûteuse en termes de calculs
pour rechercher une fréquence dominante dans un signal. On entend par fréquence dominante la fréquence qui correspond au maximum de la densité de puissance du signal. Bien sûr, en variante, toute autre manière de rechercher une fréquence dominante MRFD peut être envisagée. Par exemple, l'analyse spectrale peut être réalisée en utilisant une transformée de Fourier, mais également d'autres techniques connues de l'homme du métier, par exemple une transformée en ondelettes, technique mieux adaptée aux signaux non station naires.
Le module d'analyse MA comprend également un module de détection MD de la marche de la personne lorsqu'un rapport entre la fréquence dominante du signal du premier axe de mesure et la fréquence dominante du deuxième axe de mesure, ou entre la fréquence dominante d'une norme euclidienne du vecteur de mesures transmis par ledit capteur et la fréquence dominante du signal du deuxième axe de mesure, est sensiblement égal à deux.
La présente invention fonctionne sans nécessiter de calibration physique du capteur de mouvement CM, ou, en d'autres termes, un système selon l'invention fonctionne à partir des données brutes exprimées en unité numérique ou en volts et la connaissance des gains et décalages du capteur de mouvement CM n'est pas indispensable. Si on décide de ne pas transformer les volts en unité physique (par exemple des m/s2 pour un accéléromètre) la notion de seuil minimal de puissance peut être décidée à partir d'une mesure de la personne dans un état de repos et non plus à partir d'une donnée cinématique. La figure 2 illustre schématiquement une personne, et ses trois axes anatomiques, l'axe médio-latéral ML, l'axe antéro-postéheur AP, et l'axe vertical VT, orientés de sorte que le trièdre (ML, VT, AP) soit un trièdre direct. L'axe médio-latéral ML du corps est orienté de la partie gauche du corps vers la partie droite du corps, l'axe antéro-postéheur AP est orienté de la partie arrière du corps vers la partie avant du corps et l'axe vertical est orienté de la partie supérieure du corps vers la partie inférieure du corps.
De manière optimale, le boîtier peut être disposé au niveau du torse, ou au niveau du sacrum.
Le filtre passe-bande FPB peut, par exemple être un filtre de Butterworth d'ordre 4 filtrant dans la bande de fréquences comprises entre 0,5 et 10 Hz, particulièrement bien adaptée à la marche.
Les signaux sont découpés en fenêtres temporelles d'analyse, les fenêtres temporelles étant de préférence des fenêtres temporelles glissantes, par exemple en fenêtres de cinq secondes, avec un recouvrement partiel de quatre secondes entre deux fenêtres consécutives décalées d'une seconde. Pour chaque fenêtre temporelle, on recherche ensuite des fréquences dominantes de signaux. Le module de recherche d'une fréquence dominante MRFD par analyse spectrale de type spectrogramme peut être adapté pour limiter la recherche d'une fréquence dominante selon le premier axe fMι_ à des fréquences comprises entre 0,25 Hz et 1 Hz.
Le module de recherche d'une fréquence dominante MRFD par analyse spectrale peut également être adapté pour limiter la recherche d'une fréquence dominante selon le premier axe, lorsque celui-ci coïncide avec l'axe antéro-postéheur AP, à des fréquences comprises entre la fréquence dominante selon le deuxième axe fMι_ Hz augmentée de 0.2 Hz et 3 Hz, ou à des fréquences comprises entre la fréquence dominante selon le deuxième axe fMι_ Hz augmentée de 0.25 Hz et 2 Hz ([fMι_+0.25 ;
2])-
Le module de recherche d'une fréquence dominante MRFD par analyse spectrale peut également être adapté pour limiter la recherche d'une fréquence dominante selon le premier axe, lorsque celui-ci coïncide avec l'axe vertical VT, à des fréquences comprises entre la fréquence dominante selon le deuxième axe fMι_ Hz augmentée de 0.2 Hz et 3 Hz.
Le module de recherche d'une fréquence dominante MRFD par analyse spectrale peut également être adapté pour limiter la recherche d'une fréquence dominante pour la norme euclidienne du vecteur de mesures transmis par ledit capteur de mouvement CM, à des fréquences comprises entre la fréquence dominante selon le deuxième axe fMι_ Hz augmentée de 0.2 Hz et 3 Hz.
Toutes ces limitations de recherches de fréquence dominante sont particulièrement adaptées à la marche, et permettent de limiter le temps de calcul et la taille de la mémoire utilisée.
De plus, des essais ont montré que le choix de telles plages fréquentielles, dans lesquelles on limite la recherche d'une fréquence dominante, permettait d'accroître la fiabilité, voire la stabilité, en diminuant notamment les risques de faux positifs ou de faux négatifs. La figure 3 représente un exemple de signaux SMι_ et SAp transmis par un boîtier BT selon un aspect de l'invention, muni d'un accéléromètre biaxial CM, dont le premier axe de mesure coïncide avec l'axe antéro-postérieur AP, et le deuxième axe de mesure coïncide avec l'axe médio-latéral ML, en fonction du temps. Le boîtier BT est, par exemple, disposé au niveau du sacrum de la personne, dont on surveille l'activité.
La figure 4 représente, pour le cas des données de la figure 3, les fréquences dominantes fMι_ et fAp en fonction du temps, correspondant aux signaux SMι_ et SAP, les fréquences dominantes fMι_ et fAp étant calculées par le module recherche d'une fréquence dominante MRFD, par fenêtre glissante.
La figure 5 représente, pour le cas des figures 3 et 4, le calcul, par le module de détection de marche MD à partir du rapport des fréquences dominantes fMι_ et fAP. Le système détecte alors une activité de marche entre les instants correspondant à l'instant initial 0 s, et l'instant correspondant à 182 s après l'instant initial, et une activité de marche reprenant à partir de l'instant correspondant à 221 s après l'instant initial.
Dans les exemples de mises en œuvre qui suivent, dans lesquels un utilisateur porte un système de détection de marche selon un aspect de l'invention, avec lequel il occupe différente postures, immobiles ou en déplacement, durant différents essais.
Les mesures sont effectuées, en l'espèce, à une cadence d'échantillonnage de 200 Hz. Ces données sont regroupées sur une fenêtre glissante, d'une durée égale à 10 s, avec un chevauchement de 90% entre deux fenêtres consécutives. Un filtrage passe bande [0.1 Hz ; 10 Hz] est appliqué à ces mesures par un filtre NR Butterworth d'ordre 4. Une analyse spectrale de chaque fenêtre est réalisée en calculant le carré du module de la transformée de Fourier du produit entre le signal mesuré par la fenêtre d'apodisation, permettant d'aboutir à un
spectrogramme. La fréquence dominante fMι_ sur le deuxième axe est déterminée, sur chaque fenêtre.
Dans ces exemples, pour chaque axe de mesure, est déterminée la fréquence dominante dans une plage de valeurs de fréquences préférentielle respective : fMι_ entre 0.25 Hz et 1 Hz, et fAp entre fML+0.25 et 2 Hz.
Les figures 6a et 6b illustrent un premier exemple. La figure 6a illustre un enregistrement avec un système selon un aspect de l'invention porté à la ceinture. La détection est activée quelle que soit la puissance du signal mesuré selon l'axe médio-latéral ML. La figure 6a représente des fréquences dominantes fMι_ et fAp en fonction des index de fenêtres. Il s'agit des fréquences dominantes déterminées, pour chaque fenêtre temporelle, respectivement selon les axes médio-latéral ML et antéro- postéheur AP. La figure 6b représentant le ratio ou rapport, pour chaque fenêtre temporelle, entre les fréquences dominantes fAp et fMι_- Sur cet exemple, la personne ne marche qu'entre les fenêtres temporelles 160 et 210.
Le ratio correspondant à ces fenêtres temporelles se situe autour de la valeur 2. Cet essai permet donc de déterminer un seuil, sensiblement égal à 2, en l'espèce, par exemple 1.9, en dessus duquel on considère que la personne marche. Ce seuil peut-être déterminé manuellement, selon ce type d'essai, ou par des techniques d'analyses statistiques connues, permettant d'estimer les risques de faux positifs et de faux négatifs.
Il est présentement illustré que le seuil est sensiblement égal à 2, c'est à dire voisin de 2, mais pas strictement égal à 2, un ajustement pouvant être réalisé au cours d'essais expérimentaux. Cet ajustement peut-être manuel ou élaboré automatiquement, par exemple en déterminant une distribution statistique du ratio entre fAp et fMι_ et en estimant certains paramètres de cette distribution, par exemple la moyenne et l'écart type dans le cas ou la distribution est supposée normale.
Les figures 7a, 7b et 7c illustrent un deuxième exemple dans lequel le système de détection de marche est porté à la ceinture. Un seuil
de puissance du signal mesuré est imposé, par exemple sur le signal mesuré selon l'axe médio-latéral ML. Ici, le seuil de puissance au dessous duquel on ne cherche pas à détecter un ratio fAp / ÏMI. est fixé à 0.01 g2 (g=9.81 m. s"2). Cette puissance est représentée sur la figure 7a de la puissance en fonction de l'index de fenêtre. L'unité de puissance est ici la constante de gravité au carré. Cette courbe représente donc la puissance de la fréquence dominante déterminée, selon l'axe médio-latéral ML, pour chaque fenêtre temporelle.
Sur la figure 7b, ne sont reportées que les fréquences dominantes fAp selon l'axe antéro-postérieur AP que pour des fenêtres temporelles présentant un signal mesuré selon l'axe médio-latéral ML, dont la puissance est supérieure au seuil mentionné. Sur cet exemple, l'utilisateur marche entre les fenêtres temporelles 155 et 210, ainsi qu'entre les fenêtres temporelles 102 et 107. Sur la figure 7c, pour chaque fenêtre correspondant à une marche de l'utilisateur, on obtient un ratio sensiblement égal à 2, c'est-à- dire compris entre 1 .8 et 2.2. En l'espèce, le seuil pourrait être fixé à 1 .8 ou 1 .9. Le critère de puissance s'applique soit au signal mesuré selon l'axe médio-latéral ML, soit au signal mesuré selon l'axe antéro-postérieur AP, soit à ces deux signaux, les seuils pouvant être alors différents.
Les figures 8a et 8b illustrent un troisième exemple pour lequel la figure 8b représente le ratio de la fréquence dominante d'une norme euclidienne du vecteur de mesures transmis par ledit capteur CM et la fréquence dominante fMι_ du signal du deuxième axe de mesure. Deux autres exemples de réalisation illustrés respectivement sur les figures 9a, 9b et 10a, 10b, avec un système fixé respectivement à la ceinture et au torse.
Ces exemples mettent en évidence que l'utilisateur marche entre les fenêtres temporelles 150 et 200. Il est particulièrement bien illustré sur ces deux exemples, qu'où que soit placé le système sur la partie supérieure du corps, le système est d'une grande fiabilité.
La présente invention permet, à coût réduit, de détecter avec une grande précision, une activité de marche d'une personne.
Bien que la présente invention ait particulièrement décrit la détection d'une phase de marche, elle peut être appliquée à une phase de
course, les plages fréquentielles de recherche d'une fréquence dominante étant alors ajustées.
En outre, la présente invention fonctionne sans nécessiter obligatoirement de calibration physique du capteur de mouvement.