EP3139348B1 - Procede et systeme de mesure d'un temps de reaction au depart d'une course - Google Patents

Procede et systeme de mesure d'un temps de reaction au depart d'une course Download PDF

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EP3139348B1
EP3139348B1 EP15183711.9A EP15183711A EP3139348B1 EP 3139348 B1 EP3139348 B1 EP 3139348B1 EP 15183711 A EP15183711 A EP 15183711A EP 3139348 B1 EP3139348 B1 EP 3139348B1
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EP
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athlete
transponder module
race
rotation
measurement
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EP3139348A1 (fr
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Reto M. Galli
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Swiss Timing Ltd
Original Assignee
Swiss Timing Ltd
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Publication date
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    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0605—Decision makers and devices using detection means facilitating arbitration
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    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
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    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63K—RACING; RIDING SPORTS; EQUIPMENT OR ACCESSORIES THEREFOR
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    • G07C1/22—Registering, indicating or recording the time of events or elapsed time, e.g. time-recorders for work people in connection with sports or games
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    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30—Speed
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    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30—Speed
    • A63B2220/36—Speed measurement by electric or magnetic parameters
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    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/40—Acceleration
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    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/83—Special sensors, transducers or devices therefor characterised by the position of the sensor
    • A63B2220/836—Sensors arranged on the body of the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
    • A63B2225/50—Wireless data transmission, e.g. by radio transmitters or telemetry

Definitions

  • the invention relates to a method for measuring or determining a reaction time of an athlete at the start of a race.
  • the invention also relates to a system for measuring or determining a reaction time of an athlete at the start of a race for the implementation of the method.
  • each athlete starts from a starting block.
  • an athlete may still move until he is leaning to be considered ready for the start. Any movement occurring before 0.1 s of the start signaled by a starting pistol of the starting judge must be considered as a false start. This means that the movement of the athlete, which results from the loss of contact of the athlete's hand on the starting ground, is considered a false start after the signal of the starting pistol. On the other hand, any movement of the athlete before the preparation signaled by the starting judge with a disconnection in time of the measuring device, will be considered as the preparations before the start and must not be considered as a false start. In this case, the athlete can only receive a disciplinary warning.
  • the starting block includes a longitudinal anchoring bar, on which are placed two support blocks of athlete's feet and which are placed on either side of the bar respectively.
  • Each stud includes an angularly adjustable support surface for an athlete's foot.
  • Each bearing surface is coated with a pressure pad made from a conductive elastomer.
  • the pressure pad sensors are connected to a control and display module by electrical cables to provide analog output signals varying according to the measured pressure.
  • a start signal for a race provided by an indicator is transmitted via an electric cable to the module.
  • the starting block is able to measure, record and display the pressure levels detected on each support surface, the time elapsed between the start signal and the departure of the athlete according to the pressure variation measured on the plots, and indicate the false starts. As previously indicated, this does not detect any type of movement of the athlete at the time of the start for a determination of a false start, which is a drawback.
  • the patent application CH 707 401 A2 describes a method and a system for measuring time in a sports competition with at least one personalized transponder module placed on the competitor.
  • the module can be activated at the start of the race, or in intermediate positions of the race course or at the finish. A variation of movement is detected by a movement sensor of said module. Motion measurements can be transmitted from the module to a base station to monitor a run time. An athlete's reaction time at the start of a race is not determined.
  • the patent application US 2015/0116497 A1 describes a system for determining a running time of an athlete. To do this, the athlete covers a part of his body.
  • a first measuring device comprising an accelerometer, is placed on a part of the athlete's body. The first measuring device is activated upon receipt of a start signal and can determine a speed at the time of departure, that is to say a reaction time between the moment of the start signal and the actual departure. of the runner. A false start of a race is not determined.
  • the patent application WO 2015/106077 A1 describes a method and system for calculating athletic performance along multiple measurement axes during athletic activity of a person.
  • One or more sensors measure an activity parameter of a person and provide measurement signals to a processor, which analyzes the activity parameter, which must be according to a predetermined criterion.
  • the sensor (s) are in particular movement sensors, such as an accelerometer or a gyroscope, for determining the change from a static state to an active state.
  • a time interval is determined for the transition from the static state to the active state.
  • a false start of a race is not determined.
  • the object of the invention is therefore to overcome the drawbacks of the above-mentioned state of the art by proposing a method for measuring or determining a reaction time of an athlete at the start of a race.
  • the invention relates to a method for measuring or determining a reaction time of an athlete at the start of a race, which comprises the characteristics defined in independent claim 1.
  • An advantage of the measurement method is that with the transponder module placed on a part of the athlete's body, it is possible to configure the measurement system in such a way as to differentiate any movement of the athlete before preparation. actual start of the race and the actual moment of the start of the race, where the reaction time must be judged. This allows the start judge to make a good decision as to whether the athlete has a false start or not.
  • each transponder module can be woken up at the time of preparation for the start signaled by the starting judge and coming from a base station or a starting point of the race, such as a transmitter from a starting point. -block, or directly at the instant of the starting pistol shot. As soon as the transponder module is awakened, it can be considered that it is easy to determine the reaction time of each athlete following the start signal of a starting pistol from a starting judge.
  • the invention also relates to a system for measuring or determining a reaction time of an athlete at the start of a race for the implementation of the measurement method, and which comprises the characteristics defined in claim independent 8.
  • the figure 1 schematically represents the main elements, which make up a system for measuring or determining a reaction time of an athlete at the start of an athletics race.
  • the system comprises one or more transponder modules or circuits 1 and at least one base station 10 for the communication of data and / or measurements and / or commands between the modules or circuits to transponder 1 and the base station 10.
  • Each transponder module 1 for competition is arranged on a part of the body of an athlete, for example in a numbered bib, and is therefore personalized to the athlete, who wears it.
  • the transponder module 1 is disposed on an upper part of the athlete's body, such as the thorax, so as to detect the rotation of the upper body of the athlete for the determination of a reaction time to the athlete. start of the race.
  • the transponder module 1 can be of the active type with a battery or solar cell integrated in the module or of the passive type while being powered by the reception of a traditional interrogation signal.
  • the transponder module or circuit 1 comprises a wireless signal receiving unit 3 for receiving by an antenna 2 data signals or commands 3 coming from a base station 10 or from a transmitter arranged in a starting block of the measurement system or along a race track.
  • the signals received by the antenna 2 linked to the reception unit 3 are signals allowing the waking up of the transponder module 1, which is in an idle state before the reception of such signals.
  • These wake-up signals are generated, as indicated above, by the base station 10 or by a transmitter of the starting block or along the race route, after the signal of preparation for the start of an athletics race in particular. or directly at the moment of the starting pistol shot.
  • the gun can be an electronic or powder gun with a transducer and can also be part of the measuring system.
  • the transponder module 1 further comprises a processing unit 4, which can be a state machine, a processor or a microcontroller, for the management of all the data or commands or measurements to be received or transmitted.
  • the processing unit 4 receives the data or commands formatted in the reception unit 3 so as to also wake up all the components, which make up the transponder module 1.
  • the processing unit 4 is still connected to a unit. transmission of signals 5 by an antenna 6 to the base station 10.
  • Base station 10 can be a race timing system and comprises an antenna 11 for transmitting or receiving signals.
  • the transponder module 1 further comprises at least one movement sensor 7, 8 linked to the processing unit 4 to supply measurement signals continuously or intermittently to the processing unit 4 once the transponder module is wake up.
  • the transponder module 1 can include as a motion sensor an accelerometer 7 and / or a gyrometer or gyroscope 8.
  • an accelerometer 7 is provided for measuring the acceleration of an athlete at the start of the race and a gyroscope 8 for determining a speed of rotation and an angle of rotation of the upper part of the athlete's body so as to determine a reaction time at the start of a race.
  • the measurement signals are supplied directly to the processing unit 4.
  • the accelerometer 7 used can be an accelerometer with one, two or three measurement axes to provide a measurement signal relating to a variation in movement of said module or of a level of vibrations of said module, such as spasms or contractions or trembling. of the athlete before the start of the race.
  • the gyroscope 8 can also be a gyroscope with one, two or three measurement axes and constitute a detection assembly with the accelerometer to provide a measurement signal relating to the speed of rotation of the athlete's upper body and the angle of rotation for determining a reaction time at the start of the race.
  • the measurement signals from the accelerometer 7 and the gyroscope 8 or other types of sensors are sampled by the processing unit 4.
  • the measurement signals can be transmitted directly to the base station 10 using the control unit. wireless transmission 5.
  • the measurement signals can be improved, in particular after filtering and then stored and / or sent subsequently to the base station 10. It can also be provided to process the data of the various sensors and any event of detection, such as a jump. It may still be expected to deal with extracted motion characteristics, such as the step frequency and transmit this information to the base station 10 in addition to the actual data from the accelerometer 7 and the gyroscope 8.
  • the signals received by the antenna 2 linked to the reception unit 3 can be low-frequency signals of the order of 125 kHz, while the signals transmitted by the antenna 6 linked to the
  • the transmission unit 5 can be UHF signals at a frequency between 300 MHz and 3,000 MHz.
  • a transponder module with a single switchable receive and transmit antenna for receiving or transmitting data signals.
  • the figure 2 represents an athlete, who is provided with a transponder module in the starting position on a starting block according to the invention.
  • the two feet of the athlete 30 are supported against two support pads 21 of a starting block 20 arranged and fixed on the ground of the race track.
  • the athlete 30 is equipped with a transponder module 1, preferably of the active type.
  • the transponder module 1 is provided with at least one movement sensor, and preferably with two movement sensors, such as the accelerometer and the gyroscope.
  • the athlete can move to his final position before the start. Thus, he is supposed to remain ready until the moment of the starting pistol shot fired by the starting judge. During this preparation phase, no other acceleration other than the gravitation of the earth should be seen by the accelerometer. In addition, the gyroscope should also not see a rotation of the body. After firing the starting pistol, the athlete pushes against the support pads 21 for his start of the race. From this moment, the accelerometer measures upward and forward acceleration a and the gyroscope measures rotation or rotational speed ⁇ , as the athlete moves from a squatting position, where their body leans forward approximately 120 ° to an upward (straight) position upon departure.
  • the measurements performed by the two sensors are processed in the processing unit and managed directly in said processing unit or transmitted directly to a base station for processing.
  • the wakeup signal from the transponder module can be generated by a transmitter linked to the starting block 20 or directly from the base station on the command of the starting judge, for example.
  • the figures 3a, 3b and 3c following represent the absolute acceleration or along the X and Y axes measured by the accelerometer, the speed of rotation and the angle of rotation of the athlete with the transponder module in time after the generation of the starting pistol shot signaling the start of the race.
  • the angle of rotation of the figure 3c is the integration of the signal from the figure 3b and is not useful for the detection of the reaction time, but the signal of the figure 3c is then used to determine if there is truly a false start.
  • the start of an increase in athlete's acceleration at the figure 3a is represented by a vertical line, just like the start of a rotation or speed of rotation of the upper body of the athlete at the figure 3b .
  • the angle of rotation is shown at figure 3c to subsequently determine a real false start. What appears fastest is used as a trigger to determine the reaction time of the athlete, especially after receiving the signals from the transponder modules of each athlete at the start in the base station.
  • the detection of these events in the signals from the sensors can be carried out in the transponder module, which transmits these events or in the base station, if the transponder directly transmits the measuring signals from the sensors.
  • the base station also receives the start signal of the race generated by the starting pistol shot of the starting judge.
  • the time difference between the start signal and the start of the movement defines the reaction time, which must not be less than the time threshold of 0.1 s to validate a good start of the athlete.
  • the basic detection principle described for this invention is relatively similar, to what is done by sensors arranged in the starting block, but with the difference, that the sensors of the transponder module directly measure the movement of the athlete, whereas with sensors arranged in the starting block the athlete's movement is determined indirectly. This can make the determination of the reaction time at the start of the race less precise with the sensors in the starting block, as it cannot detect any type of movement.
  • the acceleration of the motion sensor such as the accelerometer
  • the range of acceleration between athletes can be very large.
  • a gyroscope in the transponder module this allows to have a sure indication of the rotation of the upper part of the athlete's body at the time of departure. This allows to be able to judge in the same way an elite athlete and a junior athlete without taking into account the range of forces or acceleration of each athlete on the starting block.
  • the tilt of the upper body in the squatting position and the tilt of the body following the athlete's first steps or first strides may vary between athletes, it can be concluded that after a body rotation around 30 °, the athlete actually leaves. The start can also be confirmed with his hands, which leave contact with the ground at the start. By integrating the speed of rotation figure 3b measured by the gyroscope, the angle of rotation is obtained in figure 3c of the upper part of the body.
  • the measuring system for the implementation of the method for determining the reaction time can detect the start of acceleration or rotation with a very low threshold and then confirm that it is a real start, when the angle of rotation increases above a defined threshold as shown in dotted lines in figure 3c . If the angle remains below the threshold, for example below 30 ° rotation angle, these are twitching or spasms of the athlete before the start, which should be ignored for the determination of the reaction time to the start. departure.
  • Tremor can be removed from the analysis in a manner very similar to the contractions detected. There are therefore two cases to consider. First, the tremor may have no rotational component. Thus, if significant acceleration is detected, which is not followed directly by significant rotation, then this should not be used as a trigger to determine reaction time. Second, there may be rotational components in the shake. In this case, one can have a significant acceleration and rotation speed detection. However, the angle of rotation will not increase continuously, but will oscillate around 0 °. So, if significant acceleration or rotation is detected, which is not followed by continuously increasing the angle of rotation, this should not be used as a trigger to determine a reaction time and thus a possible false start.
  • the transponder module can include several other sensors, such as a temperature sensor for example.
  • the transponder module can be placed in other places of the athlete's body for a sports competition other than athletics, for example, where a reaction time must be monitored at the start of the race.

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Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention concerne un procédé de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course.
  • L'invention concerne également un système de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course pour la mise en œuvre du procédé.
    • Arrière-plan de l'invention
  • Dans une compétition sportive comme une course de sprint en athlétisme, chaque athlète part depuis un starting-block. Dans des compétitions de haut niveau, il est nécessaire de mesurer le temps de réaction de chaque athlète au moment du départ depuis le starting-block. Ceci est généralement effectué par des moyens électroniques ou optiques en étant connecté à une station de base pour la détermination de tout faux départ. Selon les règles de ces compétitions d'athlétisme, il est défini qu'un temps de réaction en dessous d'un seuil temporel de 0.1 s doit être considéré comme un faux départ.
  • Actuellement, deux technologies sont prévues principalement pour mesurer les temps de réaction des athlètes depuis un starting-block. Une de ces technologies consiste à mesurer la force de l'athlète en appui avec au moins un de ses pieds contre un plot du starting-block comme cela est décrit dans le brevet EP 2 532 400 B1 . Une autre de ces technologies consiste à déterminer l'accélération vers l'arrière du plot contre lequel un des pieds de l'athlète prend appui et le pousse au départ comme décrit dans la demande de brevet WO 99/32889 A2 . Selon ces deux technologies, il est possible de détecter la réaction de chaque athlète avant même que leur mouvement à l'instant du départ soit visible à l'œil humain. Dans le cas d'un faux départ, les deux technologies susmentionnées peuvent fournir une représentation graphique des signaux du capteur disposé sur le starting-block en fonction du temps. Cela permet à un ou des juges de consulter les graphiques pour déterminer un faux départ. Cependant ces technologies ne permettent pas de détecter tout type de mouvement de l'athlète pour une détermination d'un faux départ, ce qui constitue un inconvénient.
  • Il est encore à noter qu'avec un agencement de capteurs disposés uniquement sur le starting-block, cela ne permet pas de déterminer tout mouvement de l'athlète notamment d'une partie haute du corps susceptible de permettre la détermination d'un faux départ. De plus, il est très difficile de différencier les variations de force plus importantes des athlètes forts sur le starting-block par rapport à un athlète plus faible, tel qu'un junior pour pouvoir juger un faux départ.
  • Au moment du signalement par le juge de départ de se préparer au départ, un athlète peut encore bouger jusqu'à prendre appui pour être considéré comme prêt au départ. Tout mouvement survenant avant 0.1 s du départ signalé par un pistolet de départ du juge de départ doit être considéré comme un faux départ. Cela signifie que le mouvement de l'athlète, qui résulte de la perte de contact de la main de l'athlète sur le sol de départ est considéré comme un faux départ après le signalement du pistolet de départ. Par contre, tout mouvement de l'athlète avant la préparation signalée par le juge de départ avec une déconnexion dans le temps du dispositif de mesure, sera considéré comme les préparatifs avant le départ et ne doit pas être considéré comme un faux départ. Dans ce cas de figure, l'athlète peut recevoir uniquement un avertissement disciplinaire.
  • Il est également connu du brevet US 5,467,652 , un starting-block pour une course d'athlétisme. Le starting-block comprend une barre longitudinale d'ancrage, sur laquelle sont placés deux plots d'appui de pieds de l'athlète et qui sont placés respectivement de chaque côté de la barre. Chaque plot comprend une surface d'appui ajustable angulairement pour un pied d'un athlète. Chaque surface d'appui est revêtue d'un tampon de pression réalisé au moyen d'un élastomère conducteur. Les capteurs des tampons de pression sont connectés à un module de commande et d'affichage par des câbles électriques pour fournir des signaux analogiques de sortie variant en fonction de la pression mesurée. Un signal de départ d'une course fourni par un indicateur est transmis par l'intermédiaire d'un câble électrique au module. Le starting-block est capable de mesurer, d'enregistrer et d'afficher les niveaux de pression détectés sur chaque surface d'appui, le temps écoulé entre le signal de départ et le départ de l'athlète en fonction de la variation de pression mesurée sur les plots, et indiquer les faux départs. Comme précédemment indiqué, cela ne permet pas de détecter tout type de mouvement de l'athlète au moment du départ pour une détermination d'un faux départ, ce qui constitue un inconvénient.
  • On peut encore citer la demande de brevet FR 2 089 076 , qui décrit un dispositif capable de déterminer un faux départ pour une course à pieds. Pour ce faire, un contacteur est fixé à une partie arrière d'un plot de départ d'un starting-block. Ce contacteur commande un circuit électronique de manière à signaler tout faux départ. Tout type de mouvement de l'athlète au moment du départ ne peut être détecté pour une détermination d'un faux départ, ce qui constitue un inconvénient.
  • La demande de brevet CH 707 401 A2 décrit un procédé et un système de mesure d'un temps dans une compétition sportive avec au moins un module à transpondeur personnalisé placé sur le compétiteur. Le module peut être activé au départ de la course, ou dans des positions intermédiaires du parcours de course ou à l'arrivée. Une variation de mouvement est détectée par un capteur de mouvement dudit module. Les mesures du mouvement peuvent être transmises du module à une station de base pour contrôler un temps de course. Il n'est pas déterminé un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course.
  • La demande de brevet US 2015/0116497 A1 décrit un système pour déterminer un temps de course d'un athlète. Pour ce faire l'athlète porte sur une partie de son corps Un premier dispositif de mesure, comprenant un accéléromètre, est placé sur une partie du corps de l'athlète. Le premier dispositif de mesure est activé dès la réception d'un signal de départ et est peut déterminer une rapidité au moment du départ, c'est-à-dire un temps de réaction entre le moment du signal de départ et le départ proprement dit du coureur. Il n'est pas déterminé un faux départ d'une course.
  • La demande de brevet WO 2015/106077 A1 décrit un procédé et un système pour calculer des performances athlétiques selon plusieurs axes de mesure durant une activité athlétique d'une personne. Un ou plusieurs capteurs mesurent un paramètre d'activité d'une personne et fournissent des signaux de mesure à un processeur, qui analyse le paramètre d'activité, qui doit être selon un critère prédéterminé. Le ou les capteurs sont notamment des capteurs de mouvement, tels qu'accéléromètre ou gyroscope, pour déterminer le passage d'un état statique à un état en activité. Un intervalle de temps est déterminé pour le passage de l'état statique à l'état en activité. Il n'est pas déterminé un faux départ d'une course.
    • Résumé de l'invention
  • L'invention a donc pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique susmentionné en proposant un procédé de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course.
  • A cet effet, l'invention concerne un procédé de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course, qui comprend les caractéristiques définies dans la revendication indépendante 1.
  • Des étapes particulières du procédé de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course sont définies dans les revendications dépendantes 2 à 7.
  • Un avantage du procédé de mesure réside dans le fait qu'avec le module à transpondeur placé sur une partie du corps de l'athlète, il est possible de configurer le système de mesure de manière à différencier tout mouvement de l'athlète avant la préparation réelle de départ de la course et de l'instant proprement dit du départ de la course, où il faut juger le temps de réaction. Ceci permet au juge de départ de prendre une bonne décision quant à un faux départ ou non de l'athlète.
  • Avantageusement, chaque module à transpondeur peut être réveillé au moment de la préparation de départ signalé par le juge de départ et en provenance d'une station de base ou d'un point de départ de course, tel qu'un émetteur d'un starting-block, ou directement à l'instant du coup de pistolet de départ. Dès que le module à transpondeur est réveillé, on peut considérer qu'il est facile de déterminer le temps de réaction de chaque athlète suite au signalement de départ d'un pistolet de départ d'un juge de départ.
  • A cet effet, l'invention concerne aussi un système de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course pour la mise en oeuvre du procédé de mesure, et qui comprend les caractéristiques définies dans la revendication indépendante 8.
  • Des formes d'exécution particulières du système de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course sont définies dans la revendication dépendante 9.
    • Brève description des dessins
  • Les buts, avantages et caractéristiques du procédé et système de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course selon l'invention apparaîtront mieux dans la description suivante d'au moins une forme d'exécution non limitative illustrée par les dessins sur lesquels :
    • la figure 1 représente schématiquement les principaux éléments d'un système de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course selon l'invention,
    • la figure 2 représente de manière schématique un athlète, qui est muni d'un module à transpondeur en position de départ sur un starting-block selon l'invention, et
    • les figures 3a à 3c représentent des graphes dans le temps de l'accélération de l'athlète au moment du départ, de la vitesse de rotation du haut de son corps portant le module à transpondeur et l'angle de rotation du corps par rapport à un seuil de confirmation de départ.
    Description détaillée de l'invention
  • Dans la description suivante, tous les éléments du système de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course pour la mise en œuvre du procédé de mesure, qui sont bien connus de l'homme du métier dans ce domaine technique, ne seront relatés que de manière simplifiée.
  • La figure 1 représente schématiquement les principaux éléments, qui composent un système de mesure ou de détermination d'un temps de réaction d'un athlète au départ d'une course d'athlétisme. Pour ce faire, le système comprend un ou plusieurs modules ou circuits à transpondeur 1 et au moins une station de base 10 pour la communication de données et/ou de mesures et/ou de commandes entre les modules ou circuits à transpondeur 1 et la station de base 10. Chaque module à transpondeur 1 pour la compétition est disposé sur une partie du corps d'un athlète, par exemple dans un dossard à numéro, et est donc personnalisé à l'athlète, qui le porte. De préférence, le module à transpondeur 1 est disposé sur une partie haute du corps de l'athlète, tel que le thorax, de manière à détecter la rotation du haut du corps de l'athlète pour la détermination d'un temps de réaction au départ de la course.
  • Le module à transpondeur 1 peut être du type actif avec une batterie ou cellule solaire intégrée dans le module ou du type passif en étant alimenté par la réception d'un signal d'interrogation traditionnel.
  • Le module ou circuit à transpondeur 1 comprend une unité de réception sans fil de signaux 3 pour recevoir par une antenne 2 des signaux de données ou commandes 3 provenant d'une station de base 10 ou d'un émetteur disposé dans un starting-block du système de mesure ou le long d'un tracé de course. De préférence, les signaux reçus par l'antenne 2 liée à l'unité de réception 3 sont des signaux permettant le réveil du module à transpondeur 1, qui est dans un état de repos avant la réception de tels signaux. Ces signaux de réveil sont générés, comme indiqué ci-dessus, par la station de base 10 ou par un émetteur du starting-block ou le long du tracé de course, après le signalement de préparation de départ d'une course d'athlétisme notamment ou directement au moment du coup de pistolet de départ. Le pistolet peut être un pistolet électronique ou à poudre avec un transducteur et peut faire partie aussi du système de mesure.
  • Le module à transpondeur 1 comprend encore une unité de traitement 4, qui peut être une machine d'état, un processeur ou un microcontrôleur, pour la gestion de toutes les données ou commandes ou mesures à recevoir ou à transmettre. L'unité de traitement 4 reçoit les données ou commandes mises en forme dans l'unité de réception 3 de manière également à réveiller tous les composants, qui composent le module à transpondeur 1. L'unité de traitement 4 est encore reliée à une unité de transmission de signaux 5 par une antenne 6 à destination de la station de base 10. La station de base 10 peut être un système de chronométrage de la course et comprend une antenne 11 de transmission ou réception de signaux.
  • Le module à transpondeur 1 comprend encore au moins un capteur de mouvement 7, 8 lié à l'unité de traitement 4 pour fournir des signaux de mesure en continu ou par intermittence à l'unité de traitement 4 une fois que le module à transpondeur est réveillé. Le module à transpondeur 1 peut comprendre comme capteur de mouvement un accéléromètre 7 et/ou un gyromètre ou gyroscope 8. De préférence, il est prévu un accéléromètre 7 pour mesurer l'accélération d'un athlète au moment du départ de la course et un gyroscope 8 pour déterminer une vitesse de rotation et un angle de rotation de la partie haute du corps de l'athlète de manière à déterminer un temps de réaction au départ d'une course. Les signaux de mesure sont fournis directement à l'unité de traitement 4.
  • L'accéléromètre 7 utilisé peut être un accéléromètre à un, deux ou trois axes de mesure pour fournir un signal de mesure relatif à une variation de mouvement dudit module ou d'un niveau de vibrations dudit module, telles que des spasmes ou contractions ou tremblotement de l'athlète avant le départ de la course. Le gyroscope 8 peut aussi être un gyroscope à un, deux ou trois axes de mesure et constituer un ensemble de détection avec l'accéléromètre pour fournir un signal de mesure relatif à la vitesse de rotation du haut du corps de l'athlète et l'angle de rotation pour la détermination d'un temps de réaction au départ de la course.
  • Les signaux de mesure de l'accéléromètre 7 et du gyroscope 8 ou d'autres types de capteurs sont échantillonnés par l'unité de traitement 4. Les signaux de mesure peuvent être transmis directement à la station de base 10 en utilisant l'unité de transmission sans fil 5. Toutefois, les signaux de mesure peuvent être améliorés notamment après filtrage et ensuite mémorisés et/ou envoyés par la suite à la station de base 10. Il peut aussi être prévu de traiter les données des différents capteurs et tout événement de détection, tel qu'un saut. Il peut encore être prévu de traiter des caractéristiques de mouvement extraites, telles que la fréquence des pas et transmettre cette information à la station de base 10 en plus des données proprement dites de l'accéléromètre 7 et du gyroscope 8.
  • Il est encore à noter que les signaux reçus par l'antenne 2 liée à l'unité de réception 3 peuvent être des signaux à basse fréquence de l'ordre de 125 kHz, alors que les signaux transmis par l'antenne 6 liée à l'unité de transmission 5 peuvent être des signaux UHF à fréquence située entre 300 MHz et 3'000 MHz. Toutefois, il peut être concevable d'avoir un module à transpondeur avec une seule antenne de réception et d'émission commutable pour la réception ou l'émission de signaux de données. Dans ce cas de figure, il est préféré avoir une réception d'au moins un signal de réveil et une émission de signaux de données à une fréquence porteuse similaire avec une modulation des données transmises FSK, BPSK, QPSK ou ON-OFF Keying.
  • Pour comprendre le procédé de détermination d'un temps de réaction au départ d'une course, la figure 2 représente un athlète, qui est muni d'un module à transpondeur en position de départ sur un starting-block selon l'invention. Les deux pieds de l'athlète 30 sont en appui contre deux plots d'appui 21 d'un starting-block 20 disposé et fixé sur le sol du tracé de course. L'athlète 30 est équipé d'un module à transpondeur 1 de préférence du type actif. Le module à transpondeur 1 est muni d'au moins un capteur de mouvement, et de préférence de deux capteurs de mouvement, tels que l'accéléromètre et le gyroscope.
  • Après la commande de la préparation du départ par le juge de départ ou starter, l'athlète peut bouger jusqu'à sa position finale avant le départ. Ainsi, il est supposé resté prêt jusqu'au moment du coup de pistolet de départ tiré par le juge de départ. Durant cette phase de préparation, aucune autre accélération, que la gravitation de la terre devrait être vue par l'accéléromètre. De plus, le gyroscope ne devrait également pas voir une rotation du corps. Après le tir du pistolet de départ, l'athlète pousse contre les plots d'appui 21 pour son départ de la course. Dès cet instant, l'accéléromètre mesure une accélération vers le haut et vers l'avant a et le gyroscope mesure une rotation ou vitesse de rotation ω, étant donné que l'athlète bouge d'une position accroupie, où son corps a une inclinaison vers l'avant approximativement de 120° à une position vers le haut (droite) au moment du départ. Les mesures effectuées par les deux capteurs sont traitées dans l'unité de traitement et gérées directement dans ladite unité de traitement ou transmises directement à une station de base pour leur traitement. Le signal de réveil du module à transpondeur peut être généré par un émetteur lié au starting-block 20 ou directement depuis la station de base sur commande du juge de départ par exemple.
  • Pour la détermination d'un temps de réaction au moment du départ d'une course, les figures 3a, 3b et 3c suivantes représentent l'accélération absolue ou selon les axes X et Y mesurée par l'accéléromètre, la vitesse de rotation et l'angle de rotation de l'athlète avec le module à transpondeur dans le temps après la génération du coup de pistolet de départ signalant le départ de la course. L'angle de rotation de la figure 3c est l'intégration du signal de la figure 3b et n'est pas utile pour la détection du temps de réaction, mais le signal de la figure 3c est utilisé par la suite pour déterminer s'il y a véritablement un faux départ.
  • On peut ainsi remarquer les signaux des capteurs durant un départ d'un sprint. Une combinaison des mesures des capteurs peut servir à déterminer s'il s'agit d'un véritable départ de l'athlète ou uniquement de mouvements précédents le départ réel de la course. Le début d'une augmentation d'accélération de l'athlète à la figure 3a est représenté par un trait vertical, tout comme le début d'une rotation ou vitesse de rotation de la partie haute du corps de l'athlète à la figure 3b. Comme susmentionné, l'angle de rotation est représenté à la figure 3c pour déterminer par la suite un véritable faux départ. Ce qui apparaît le plus rapidement est utilisé comme un déclencheur pour déterminer le temps de réaction de l'athlète notamment après réception des signaux des modules à transpondeur de chaque athlète au départ dans la station de base.
  • La détection de ces événements dans les signaux des capteurs peut être réalisée dans le module à transpondeur, qui transmet ces événements ou dans la station de base, si le transpondeur transmet directement les signaux de mesure des capteurs. La station de base reçoit aussi le signal de départ de la course généré par le coup du pistolet de départ du juge de départ. La différence de temps entre le signal de départ et le début du mouvement définit le temps de réaction, qui ne doit pas être inférieur au seuil temporel de 0.1 s pour valider un bon départ de l'athlète. En général, le principe de détection de base décrit pour cette invention est relativement similaire, à ce qui est fait par des capteurs disposés dans le starting-block, mais avec la différence, que les capteurs du module à transpondeur mesurent directement le mouvement de l'athlète, alors qu'avec des capteurs disposés dans le starting-block le mouvement de l'athlète est déterminé de manière indirecte. Ceci peut rendre la détermination du temps de réaction au départ de la course moins précise avec les capteurs dans le starting-block, car cela ne permet pas de détecter tout type de mouvement.
  • Avec le procédé de détermination du temps de réaction au départ d'une course, il doit encore être tenu compte de l'effet des spasmes ou contractions, du tremblotement et du départ de l'athlète. Un grand problème de la solution du starting-block standard est que les contractions des athlètes forts causent plus de variations de force sur le starting-block qu'un départ d'un athlète junior. Ainsi les contractions mènent quelques fois à des temps de réaction, qui se déclenchent de manière erronée lors de la détection de faux départ. Bien qu'un athlète peut obtenir un avertissement disciplinaire pour les contractions par le juge de départ, ce n'est pas considéré comme un faux départ. Uniquement le mouvement, qui résulte de la perte de contact des mains de l'athlète depuis le sol devrait être considéré pour le temps de réaction.
  • En utilisant l'accélération du capteur de mouvement, tel que l'accéléromètre, cela peut mener à un même problème, que la mesure effectuée dans le starting-block. La gamme d'accélération entre les athlètes peut être très grande. D'autre part avec l'utilisation en plus d'un gyroscope dans le module à transpondeur, cela permet d'avoir une indication certaine de la rotation de la partie supérieure du corps de l'athlète au moment du départ. Ceci permet de pouvoir juger de la même manière un athlète élite et un athlète junior sans tenir compte de la gamme de forces ou accélération de chaque athlète sur le starting-block.
  • Bien que l'inclinaison de la partie supérieure du corps dans la position accroupie et l'inclinaison du corps suite aux premiers pas de l'athlète ou aux premières foulées peut varier entre des athlètes, il peut être conclu qu'après une rotation du corps d'environ 30°, l'athlète part réellement. Le départ peut également être confirmé avec ses mains, qui quittent le contact du sol au départ. En intégrant la vitesse de rotation en figure 3b mesurée par le gyroscope, on obtient l'angle de rotation en figure 3c de la partie supérieure du corps.
  • Ainsi, le système de mesure pour la mise en œuvre du procédé de détermination du temps de réaction peut détecter le départ de l'accélération ou rotation avec un très faible seuil et ensuite confirmer, qu'il s'agit d'un départ réel, lorsque l'angle de rotation augmente au-dessus d'un seuil défini comme montré en traits interrompus en figure 3c. Si l'angle reste en dessous du seuil par exemple en dessous de 30° d'angle de rotation, il s'agit de contractions ou spasmes de l'athlète avant le départ, qui doivent être ignorés pour la détermination du temps de réaction au départ.
  • Le tremblotement peut être éliminé de l'analyse d'une manière très similaire aux contractions détectées. Il y a donc deux cas à considérer. Premièrement le tremblotement peut n'avoir aucune composante de rotation. Ainsi, si une accélération significative est détectée, qui n'est pas suivie directement par une rotation significative, alors cela ne doit pas être utilisé comme un déclencheur pour déterminer un temps de réaction. Deuxièmement, il peut y avoir des composantes de rotation dans le tremblotement. Dans ce cas, on peut avoir une détection d'accélération significative et la vitesse de rotation. Cependant, l'angle de rotation n'augmente pas continument, mais oscillera autour de 0°. Ainsi, si l'accélération significative ou la rotation est détectée, qui n'est pas suivie par une augmentation continue de l'angle de rotation, cela ne doit pas être utilisé comme un déclencheur pour déterminer un temps de réaction et ainsi un éventuel faux départ.
  • Le module à transpondeur peut comprendre plusieurs autres capteurs, tels qu'un capteur de température par exemple. Le module à transpondeur peut être disposé en d'autres endroits du corps de l'athlète pour une compétition sportive autre que l'athlétisme par exemple, où il doit être contrôlé un temps de réaction au départ de la course.

Claims (9)

  1. Procédé de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un athlète (30) au départ d'une course par l'intermédiaire d'un module à transpondeur (1) personnalisé et placé sur une partie haute du corps de l'athlète (30) et d'une station de base (10) d'un système de mesure, le module à transpondeur (1) comprenant au moins une unité de réception (3) de signaux, une unité de traitement (4) de données, de mesures ou de commandes, une unité de transmission (5) de signaux de données et/ou de mesures et/ou de commandes, et au moins un premier capteur de mouvement (7, 8) pour fournir des signaux de mesure à l'unité de traitement (4), ledit premier capteur de mouvement comprenant un gyroscope (8) à un, deux ou trois axes de mesure,
    le procédé comprenant des étapes de :
    - activer le module à transpondeur personnalisé (10) suite à la réception d'un signal de réveil dans l'unité de réception (3),
    - mesurer la vitesse de rotation et l'angle de rotation du module à transpondeur (1) sur l'athlète (30) par le gyroscope (8) suite au moins au signalement d'un signal de départ de la course,
    - déterminer des variations de rotation du module à transpondeur (1) suite au signal de départ dans l'unité de traitement (4),
    - transmettre les signaux de mesure directement ou mis en forme, ainsi que des signaux de données sur la base des variations de rotation du module à transpondeur (1) par l'unité de transmission (5) à destination de la station de base (10),
    - déterminer un temps de réaction de l'athlète (30) au départ de la course sur la base des variations de rotation du module à transpondeur (1) dans la station de base (10) ou dans l'unité de traitement (4) du module à transpondeur (1), en tenant compte de l'angle de rotation du module à transpondeur (1) porté sur la partie haute du corps d'un athlète, l'angle de rotation devant être défini au-dessus d'un seuil défini pour confirmer un départ réel de la course de l'athlète (30), et
    - déterminer un éventuel faux départ, si le temps de réaction défini est en dessous d'un seuil temporel déterminé suite à une intégration de la vitesse de rotation de l'athlète (30) avec le module à transpondeur (1) dans le temps après la génération du signal de départ.
  2. Procédé de mesure selon la revendication 1, pour lequel un second capteur de mouvement est un accéléromètre (7) à un, deux ou trois axes de mesure, caractérisé en ce qu'après avoir activé le module à transpondeur (1) par le signal de réveil, l'accéléromètre (7) mesure l'accélération de l'athlète (30) suite au signalement de départ de la course, et en ce que l'unité de transmission (5) transmet les signaux de mesure fournis par l'unité de traitement (4) directement à la station de base (10), ou transmet à la station de base (10), des signaux de données sur la base des variations d'accélération telles que déterminées dans l'unité de traitement (4) suite au départ de la course.
  3. Procédé de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'après avoir activé le module à transpondeur (1) par le signal de réveil, l'accéléromètre (7) et le gyroscope (8) mesurent d'une part l'accélération de l'athlète (30) et d'autre part la vitesse de rotation du module à transpondeur (1) sur l'athlète (30) suite au signalement de départ de la course, et en ce que l'unité de transmission (5) transmet les signaux de mesure de l'accéléromètre (7) et du gyroscope (8) fournis par l'unité de traitement (4) directement à la station de base (10), ou transmet à la station de base (10), des signaux de données sur la base des variations d'accélération et des variations de rotation du module à transpondeur (1) telles que déterminées dans l'unité de traitement (4) suite au départ de la course.
  4. Procédé de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de réveil est reçu par l'unité de réception (3) du module à transpondeur (1) pour l'activer en provenance de la station de base ou d'un émetteur d'un point de départ de course de l'athlète (30) après un signalement de préparation de départ d'une course d'athlétisme ou directement au moment d'un signal de départ, généré par un coup de pistolet de départ du système de mesure.
  5. Procédé de mesure selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'athlète (30) est en appui contre des plots d'appui (21) d'un starting-block (20) pour un départ d'une course d'athlétisme, et en ce que le ou les capteurs de mouvement (7, 8) mesurent une accélération et/ou une vitesse de rotation du module à transpondeur (1) placé sur une partie haute du corps de l'athlète (30) pour la détermination d'un temps de réaction suite au signal de départ.
  6. Procédé de mesure selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce qu'après avoir activé le module à transpondeur (1) par le signal de réveil, le gyroscope (8), ou l'accéléromètre (7) et le gyroscope (8) fournissent des signaux de mesure à l'unité de traitement (4) pour déterminer directement dans l'unité de traitement (4) le temps de réaction suite au signalement de départ de la course sur la base d'un seuil de l'augmentation de l'accélération et/ou de la vitesse de rotation du module à transpondeur (1), avant de transmettre les signaux de données à la station de base (10) pour déterminer l'éventuel faux départ, si le temps de réaction est en dessous du seuil temporel déterminé après la génération du signal de départ.
  7. Procédé de mesure selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce qu'après avoir activé le module à transpondeur (1) par le signal de réveil, le gyroscope (8), ou l'accéléromètre (7) et le gyroscope (8) fournissent des signaux de mesure à l'unité de traitement (4) pour la transmission par l'unité de transmission (5) des signaux de mesure à la station de base (10), afin de déterminer dans la station de base le temps de réaction suite au signalement de départ de la course sur la base d'un seuil de l'augmentation de l'accélération et/ou de la vitesse de rotation du module à transpondeur (1), et pour déterminer l'éventuel faux départ, si le temps de réaction est en dessous du seuil temporel déterminé après la génération du signal de départ.
  8. Système de mesure ou détermination d'un temps de réaction d'un ou plusieurs athlètes (30) au départ d'une course pour la mise en œuvre du procédé de mesure selon l'une des revendications précédentes, le système de mesure comprenant au moins un module à transpondeur (1) personnalisé et placé sur une partie haute du corps de l'athlète (30) et une station de base (10), ledit module à transpondeur (1) comprenant au moins une unité de réception (3) de signaux, une unité de traitement (4) de données, de mesures ou de commandes, une unité de transmission (5) de signaux de données et/ou de mesures et/ou de commandes, et au moins un premier capteur de mouvement (7, 8) pour fournir des signaux de mesure à l'unité de traitement (4), ledit premier capteur de mouvement comprenant un gyroscope (8) à un, deux ou trois axes de mesure, caractérisé en ce que le module à transpondeur est configuré pour être réveillé par un signal de réveil reçu par l'unité de réception (3) de manière à permettre au gyroscope (8) de mesurer la vitesse de rotation et l'angle de rotation du module à transpondeur (1) sur l'athlète (30) suite à un signalement de départ de la course, en ce que la station de base (10) ou l'unité de traitement (4) sont adaptés pour déterminer un temps de réaction au départ de la course sur la base des signaux de mesure du gyroscope (8), en tenant compte de l'angle de rotation du module à transpondeur (1) porté sur la partie haute du corps d'un athlète, l'angle de rotation devant être défini au-dessus d'un seuil défini pour confirmer un départ réel de la course de l'athlète (30), et en ce que la station de base (10) ou l'unité de traitement (4) sont adaptées pour déterminer un éventuel faux départ, si le temps de réaction défini est en dessous d'un seuil temporel déterminé suite à une intégration de la vitesse de rotation de l'athlète (30) avec le module à transpondeur (1) dans le temps après la génération d'un signal de départ.
  9. Système de mesure selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un second capteur de mouvement est un accéléromètre (7) à un, deux ou trois axes de mesure.
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