FR3055812A1 - Sac de frappe connecte - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un procédé de mesure de performances d'un utilisateur d'un sac de frappe connecté et à un système associé au procédé, ledit système comprenant au moins un accéléromètre, destiné à être positionné à l'intérieur du sac de frappe, ledit accéléromètre étant configuré pour mesurer un ensemble de données physiques en temps réel, une unité de traitement calculant, à partir des données physiques mesurées par l'accéléromètre, des données d'intérêts de performances de l'utilisateur susceptibles d'être affichées en temps réel afin que l'utilisateur puisse les consulter.
Description
Domaine technique
La présente invention se rapporte au domaine des sacs de frappe. L'invention concerne notamment un sac de frappe connecté permettant de déterminer des performances d'un boxeur durant son entraînement ou d'un utilisateur quelconque dans le cadre d'un exercice ou d'une activité ludique. Le sac offre à l'utilisateur un large choix d'options, quant au mode de suivi et de sauvegarde de ses performances. Le traitement et le stockage peuvent être réalisés de manière locale et/ou délocalisée, l'affichage peut être opéré sur un moyen dédié ou sur tout autre moyen, tel que le smartphone de l'utilisateur.
Etat de la technique antérieure
La pratique et l'entraînement aux sports de combat attirent un nombre croissant d'amateurs. Pratiqués de manière professionnelle, amateur ou à titre d'activité physique, le niveau et les attentes des utilisateurs de sac de frappe sont variés.
On connaît dans l'état de la technique antérieure des sacs de frappe présentant différentes formes, tailles, moyens de fixation, moyens de transmissions des données et différents modes d'acquisition des données. Certains des dispositifs existants présentent une zone de frappe fixe, d'autres présentent une zone de frappe mobile et sont mis en mouvement lors de la frappe. Ce type de dispositifs mobiles, plus proches des situations de combat face à un adversaire et adaptés à l'entraînement aux sports de combat, permet à l'utilisateur de se déplacer librement autour du sac pendant la session.
Afin d'acquérir un ensemble de données d'intérêts lors des sessions d'entraînement, les sacs de frappe de l'art antérieur intègrent une pluralité de capteurs pour y parvenir. Les données préférentiellement recherchées par les utilisateurs sont la localisation, la force et l'énergie engagées lors de la frappe. De manière courante, il est utilisé un ensemble de capteurs qui peuvent être séparés en deux groupes. Ceux visant à déterminer la localisation de la frappe sur le sac et ceux dédiés à l'acquisition de l'ensemble des données liées aux mouvements du sac. Le type de capteurs
- 2 principalement utilisés pour déterminer la localisation, la force et la durée de la frappe sont des capteurs de pression agencés en réseau sur ou au voisinage de la surface extérieure du sac. Quant aux données liées au mouvement du sac, elles sont principalement recueillies par des capteurs de type accéléromètres. Le principal désavantage de l'utilisation de capteurs positionnés en surface ou à proximité de la surface réside dans la détérioration rapide des capteurs. Cela implique un remplacement régulier de ces capteurs, en particulier lorsque le sac est utilisé par des utilisateurs ayant une pratique régulière de la boxe. Par ailleurs, le prix global du sac de frappe est intimement lié aux nombres de capteurs utilisés. L'augmentation du nombre de capteurs implique donc une augmentation du prix du sac.
Un but de l'invention est de proposer un procédé et un système de mesure de performances d'un utilisateur qui permettent l'acquisition d'un ensemble de données d'intérêts et qui sont moins coûteux que ceux de l'art antérieur.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé et un système de mesure de performances d'un utilisateur d'un sac de frappe qui présentent une plus grande longévité que ceux de l'art antérieur.
Exposé de l'invention
On atteint au moins l'un des objectifs précités avec, selon un premier aspect de l'invention, un procédé de mesure de performances d'un utilisateur d'un sac de frappe relié par des moyens de liaison à un moyen de fixation d'un bâti, ce procédé comprenant :
-une mesure par au moins un accéléromètre, en temps réel et à chaque instant, de données physiques, l'accéléromètre étant situé à l'intérieur du sac de frappe,
-une transmission des données physiques mesurées par l'accéléromètre, de l'accéléromètre vers une unité de traitement.
Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une étape de calcul réalisée par l'unité de traitement, en temps réel, d'une position d'un point d'impact d'un coup porté par un utilisateur sur le sac de frappe à partir, d'une part, de données physiques et spatiales caractérisant
- 3 un dispositif de frappe comprenant le sac de frappe, les moyens de liaison, le point de fixation et l'accéléromètre, et d'autre part, des données physiques mesurées par l'accéléromètre.
Le dispositif de frappe peut comprendre, entre autres, le sac de frappe, les moyens de liaison, le moyen de fixation du sac sur le bâti.
Les données caractérisant le dispositif de frappe peuvent comprendre des données physiques du dispositif de frappe, tels que, entre autres, la masse du dispositif, et l'ensemble de données caractérisant la configuration spatiale du dispositif de frappe, tel que, entre autres, la position de l'accéléromètre dans le sac et la distance entre le point de fixation du sac et l'accéléromètre.
La notion de temps réel signifie que la fréquence de calcul de l'unité de traitement est au minimum de deux ordres de grandeur plus grande que le temps minimum séparant deux frappes d'un utilisateur, de préférence d'un utilisateur expérimenté.
La notion de mesure à chaque instant indique que la mesure est effectuée en continu ou à intervalle de temps régulier.
Selon l'invention, il est proposé un procédé, dans lequel la position du point d'impact du coup porté par l'utilisateur peut être déterminée, en temps réel, par l'unité de traitement à partir d'au moins un moment de force et/ou d'au moins un moment cinétique, l'au moins un moment de force et/ou l'au moins un moment cinétique étant calculé par l'unité de traitement à partir de vecteurs accélérations résultant d'un coup porté par l'utilisateur.
Selon l'invention, il est également proposé un procédé, dans lequel un calcul, en temps réel, par l'unité de traitement des vecteurs accélérations résultant d'un coup porté par l'utilisateur peut comprendre :
-un calcul des coordonnées spatiales du sac à chaque instant,
-une détermination d'un passage du sac dans un état d'inertie en comparant, à chaque instant, une trajectoire du sac mesurée par l'accéléromètre avec une équation caractérisant une trajectoire inertielle du sac,
- 4 -un calcul d'une trajectoire inertielle prédite que le sac adopterait subséquemment au coup porté par l'utilisateur,
-une comparaison, à chaque instant, entre des vecteurs accélérations prédits, associés à la trajectoire inertielle du sac calculée par l'unité de traitement, et des vecteurs accélérations mesurés,
-une détection d'une frappe si un écart supérieur à une valeur seuil entre les vecteurs accélérations prédits et des vecteurs accélérations mesurés est observé,
-un calcul d'un intervalle de temps Atc pendant lequel des forces générées par la frappe ont été appliquées au sac,
-un calcul d'une différence entre les vecteurs accélérations mesurés et les vecteurs accélérations prédits pendant l'intervalle de temps Atc ;
les vecteurs accélérations résultants étant la différence calculée entre les vecteurs accélérations mesurés et les vecteurs accélérations prédits.
Avantageusement, le procédé selon l'invention peut comprendre :
-une comparaison, en temps réel, par l'unité de traitement des coordonnées spatiales du sac de frappe calculées avec des coordonnées spatiales du sac de frappe mesurées par au moins une unité de mesure de position,
-une affectation par l'unité de traitement des coordonnées mesurées aux coordonnées calculées si une différence est observée lors de la comparaison.
Selon l'invention, il est proposé un procédé, dans lequel un calcul, en temps réel, d'au moins une donnée d'intérêt des performances de l'utilisateur peut être réalisé par l'unité de traitement à partir des données physiques et spatiales caractérisant un dispositif de frappe comprenant le sac de frappe et l'accéléromètre, des données physiques mesurées par l'accéléromètre et de données relatives à des caractéristiques physiques de l'utilisateur ;
l'au moins une donnée d'intérêt peut comprendre :
-la position du point d'impact d'un coup porté l'utilisateur, et/ou
-un vecteur vitesse du sac, et/ou
-une puissance d'un coup porté par l'utilisateur, et/ou
- 5 -une énergie transmise au sac lors de la frappe, et/ou
-un vecteur vitesse d'un coup porté par l'utilisateur, et/ou
-une énergie totale consommée par l'utilisateur lors d'une session d'entrainement.
Avantageusement, il peut être réalisé un affichage par un moyen d'affichage de l'au moins une donnée d'intérêt des performances de l'utilisateur calculée par l'unité de traitement.
Le procédé, objet de la présente invention, permet à l'utilisateur de visualiser, en temps réel, des données d'intérêts relatives à ses performances.
Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un système de mesure de performances d'un utilisateur d'un sac de frappe destiné à être relié par des moyens de liaison à un moyen de fixation d'un bâti, comprenant :
-au moins un accéléromètre destiné à être positionné à l'intérieur du sac de frappe, l'accéléromètre étant configuré pour mesurer des données physiques en temps réel et à chaque instant,
-des moyens de transmission configurés pour transmettre les données physiques mesurées par l'accéléromètre vers ladite unité de traitement,
-une unité de traitement configurée pour traiter en temps réel les données physiques mesurées par l'accéléromètre et calculer au moins une donnée d'intérêt des performances de l'utilisateur.
Selon le deuxième aspect de l'invention, le système est caractérisé en ce que l'unité de traitement est configurée pour calculer, en temps réel, une position d'un point d'impact d'un coup porté par un utilisateur sur le sac de frappe à partir, d'une part, de données physiques et spatiales caractérisant un dispositif de frappe comprenant le sac de frappe, les moyens de liaison, le point de fixation et l'accéléromètre, et d'autre part, des données physiques mesurées par l'accéléromètre.
- 6 Les moyens de transmission peuvent être positionnés à proximité d'un centre de masse du sac ou d'un axe de révolution du sac si le sac possède une forme cylindrique ou tronconique.
Le moyen de fixation peut être un point de fixation.
Il s'entend par bâti, toute structure suffisamment solide pour supporter le sac de frappe et ses mouvements lors d'un entraînement, par exemple un plafond, un plancher, une structure métallique ou toute structure équivalente connue de l'homme du métier.
Le moyen de liaison entre le sac et le point de fixation peut être constitué d'un ou plusieurs éléments de liaison.
Les moyens de transmission peuvent comprendre un récepteur et un émetteur.
Il est envisagé qu'au moins une partie des moyens de transmission peuvent comporter un réseau de type internet.
Dans certains cas, l'unité de traitement peut se trouver dans un serveur délocalisé. Cette caractéristique peut s'avérer utile lorsqu'aucun moyen d'affichage n'est à disposition de l'utilisateur ou lors d'une session d'entraînement intensif.
Les données d'intérêts peuvent être transmises de l'unité de traitement vers l'unité d'affichage par tous moyens de transmissions connus de l'homme du métier.
Selon l'invention, au moins une partie des moyens de transmission du système peuvent comporter des moyens de transmission sans fil.
Les moyens de transmission peuvent comprendre un émetteur sans fil disposé à l'intérieur du sac de frappe.
Un émetteur des moyens de transmission, connecté à l'accéléromètre, peut être positionné à l'extérieur du sac de frappe.
La technique d'émission peut être choisie parmi tout ce qui est connu de l'homme du métier, en particulier, parmi les ondes radio ou infrarouges.
Avantageusement, le système selon l'invention, peut comprendre un moyen d'affichage pour afficher, en temps réel, l'au moins une donnée d'intérêt calculée par l'unité de traitement.
- 7 L'unité de traitement peut être configurée pour transmettre les données d'intérêt au moyen d'affichage.
L'afficheur peut être réalisé par tous moyens d'affichage connus de l'homme du métier, par exemple une montre, un smartphone, une tablette.
Avantageusement, le moyen d'affichage peut être configuré pour afficher des données d'intérêt en temps réel, afin que l'utilisateur puisse suivre en temps réel ses performances et consulter l'ensemble des données.
Avantageusement, le récepteur du moyen de transmission des données, l'unité de traitement et le moyen d'affichage des données d'intérêts sont intégrés dans un même appareil.
Un récepteur du moyen de transmission des données peut être constitué par un ordinateur, un smartphone, une tablette, une montre ou tout autre moyen connu de l'homme du métier.
L'unité de traitement et/ou le récepteur du moyen de transmission peuvent également constituer le même appareil, par exemple un ordinateur, un smartphone, une tablette, une montre ou tout autre moyen équivalent.
Le récepteur, l'unité de traitement et le moyen d'affichage des données d'intérêts peuvent être intégrés dans plusieurs dispositifs distincts.
Une interface de gestion peut être configurée pour interagir avec ladite unité de traitement pour permettre à l'utilisateur d'initier ou de terminer une session d'entraînement.
Le système selon l'invention peut comprendre une interface configurée pour interagir avec l'unité de traitement. L'interface peut être combinée ou séparée de l'afficheur. L'interface peut permettre à l'utilisateur de renseigner des données relatives à ses caractéristiques physiques telles que son poids, sa taille, son âge, sa condition physique, son niveau de pratique et toute autre information pertinente visant à améliorer l'analyse des données effectuée par l'unité de traitement.
Le sac de frappe peut présenter, entre autre, une géométrie sphérique, elliptique, conique, ovoïde, cylindrique ou tronconique.
- 8 Avantageusement, le dispositif de frappe selon l'invention peut présenter un centre des masses et l'au moins un accéléromètre peut être destiné à être positionné au centre des masses.
Positionner l'accéléromètre au centre des masses permet de faciliter la configuration de l'unité de traitement.
L'emploi d'un accéléromètre comme unique capteur permet de simplifier la fabrication du sac et de diminuer les coûts de fabrication. De plus, l'utilisation d'un unique capteur permet de diminuer de façon significative les coûts d'entretien d'un tel système de mesure.
Avantageusement, l'au moins un accéléromètre du système, objet de l'invention peut être un accéléromètre six axes.
Cette caractéristique peut permettre de procurer une meilleure précision au système de mesure pour le calcul des performances de l'utilisateur.
On entend par accéléromètre six axes, un accéléromètre trois axes calculant l'accélération linéaire selon trois axes orthogonaux qui est couplé, au sein d'un même capteur, à un gyromètre calculant une vitesse angulaire. L'accéléromètre six axes est aussi parfois désigné par le terme centrale à inertie.
Dans le cas où le sac de frappe présente une forme cylindrique ou en tronc de cône, ladite forme présente un axe de révolution et l'au moins un accéléromètre peut être situé sur ledit axe de révolution du sac. Cette caractéristique a pour effet de pouvoir protéger le capteur de l'impact des coups portés par l'utilisateur et/ou de pouvoir empêcher une dégradation des performances du capteur. Ceci peut résulter en un allongement considérable de la durée de vie du capteur et/ou en une diminution des coûts d'entretien.
De manière avantageuse, l'au moins un accéléromètre peut être contenu dans un tube rigide situé à l'intérieur du sac et positionné, de manière avantageuse, selon l'axe entre l'accéléromètre et le point de fixation du sac.
- 9 Il est envisagé que le système selon l'invention peut comprendre au moins une unité de mesure de position configurée pour mesurer, en temps réel et à chaque instant, des coordonnées spatiales du sac de frappe. L'unité de traitement du système peut être configurée pour affecter les coordonnées spatiales du sac mesurées aux coordonnées spatiales du sac calculées si une différence entre lesdites coordonnées est observée.
Dans un mode de réalisation additionnel particulier, les mesures de position du sac peuvent être accomplies de manière concomitante à celles réalisées par l'accéléromètre par l'intermédiaire de toute unité de mesure de position connue de l'homme du métier, configurée pour mesurer, en temps réel, une position du sac de frappe.
L'unité de mesure de position peut être, en particulier, un système optique standard tel qu'une diode ou un laser.
L'unité de mesure de position peut être située sur la paroi du bâti et à proximité d'un point de fixation du sac sur ledit bâti.
Il est également envisagé d'utiliser, en substitut ou en complément du système optique, un inclinomètre et/ou un gyromètre situé sur l'un des éléments de liaison assurant la liaison entre le sac et le point de fixation.
Selon un troisième aspect de l'invention, un sac de frappe peut être utilisé dans un système selon le système objet du second aspect de l'invention.
Selon le troisième aspect de l'invention, le sac de frappe comporte l'accéléromètre comme unique capteur du sac de frappe.
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
-les figures IA, IB et IC sont des vues schématiques du sac de frappe et des éléments qu'il est susceptible de comporter,
- 10 -la figure 2 est une vue schématique du système de mesure de performances et des éléments qu'il est susceptible de comporter.
Les modes de réalisation décrits ci-après n'étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d’une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure.
La figure IA illustre un mode de réalisation d'un système de mesure de performances d'un utilisateur d'un sac de frappe 1, relié par des moyens de liaison 4 à un moyen de fixation 2 d'un bâti 3, comprenant :
- un accéléromètre 5 situé à l'intérieur du sac de frappe 2, l'accéléromètre 5 étant configuré pour mesurer un ensemble de données physiques en temps réel,
- une unité de traitement 16 (figure 2) configurée pour traiter en temps réel des données physiques mesurées par l'accéléromètre 5 et calculer des données d'intérêts,
- des moyens de transmission (figure 2) configurés pour transmettre les données physiques mesurées par l'accéléromètre 5 vers l'unité de traitement 16.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le sac de frappe 1 est suspendu à un point de fixation 2, solidement immobilisé dans un bâti 3, par l'intermédiaire d'éléments de liaison 4.
Dans ce mode de réalisation, l'accéléromètre 5 est un accéléromètre six axes.
- 11 Toujours dans le même exemple représenté, l'accéléromètre 5 est l'unique capteur situé aux alentours d'un axe de révolution 6 du sac de frappe 1.
L'unité de traitement 16 est configurée pour calculer, en temps réel, une position d'un point d'impact d'un coup porté par un utilisateur sur le sac de frappe 1, à partir, d'une part, de données caractérisant un dispositif de frappe comprenant ledit sac de frappe et ledit accéléromètre, et d'autre part, des données physiques mesurées par ledit accéléromètre, comme cela est maintenant décrit.
Afin de simplifier le raisonnement, il est considéré, dans la description de ce mode de réalisation particulier, le cas dans lequel les mouvements du sac sont cantonnés dans le plan de la feuille. Les mouvements de précession du sac par rapport à l'axe comprenant le vecteur champ de gravitation et passant par le point de fixation du sac ne sont pas considérés, non plus que les mouvements de rotation du sac par rapport à l'axe reliant l'accéléromètre au point de fixation.
Le sac de frappe 1 est cylindrique et l'accéléromètre 5 est situé en son centre de masse, lorsque les moyens de liaison sont considérés comme intégrés audit sac de frappe. Néanmoins les considérations abordées peuvent être transposées et généralisées aux trois dimensions en changeant le système de coordonnées.
Les données caractérisant le dispositif de frappe sont, dans cet exemple, la masse de l'ensemble du dispositif de frappe, c'est-à-dire la masse du sac de frappe muni des éléments de liaison, et les différentes longueurs suivantes :
- distance hmin 10 entre le point de fixation du sac de frappe et l'ensemble des points décrits par le cercle formant le contour du sac de frappe au point le plus haut de la zone de frappe du sac de frappe,
- distance I 9 entre le point de fixation du sac 2 et l'ensemble des points décrits par un cercle formant un contour du sac de frappe, ledit cercle étant compris dans le plan perpendiculaire à l'axe de révolution du sac, lequel plan comprend l'accéléromètre,
- 12 -distance hmax 11 entre le point de fixation du sac et l'ensemble des points décrits par le cercle formant le contour au point le plus bas de la zone de frappe du sac.
Dans cette description, un coup correspond à l'application d'un ensemble de vecteurs force pendant un intervalle de temps donné sur un objet. En considérant l'objet physique qu'est le sac de frappe, cela revient donc à assimiler un coup porté par l'utilisateur à un passage du sac de frappe d'un état d'inertie à un nouvel état d'inertie, après avoir subi une perturbation pendant un intervalle de temps donné.
Selon les lois de conservation, seule l'énergie et la quantité de mouvement produite par l'utilisateur lors du coup sont transférées au sac.
Il n'est considéré que les valeurs utiles transférées lors du coup, c'est-à-dire, en ce qui concerne la quantité de mouvement, les composantes radiales par rapport à l'axe de révolution du sac des vecteurs forces. Atc est l'intervalle de temps pendant lequel l'utilisateur applique une somme de force £AtcF au sac.
Dans le cas présent, les mouvements sont décrits en fonction, d'une part de l'angle de nutation a formé entre l'axe reliant l'accéléromètre au point de fixation et l'axe comprenant le vecteur champ de gravitation et passant par le point de fixation du sac, et d'autre part, de l'angle de nutation β formé entre l'axe reliant l'accéléromètre au point de fixation et l'axe de révolution du sac.
L'énergie mécanique du sac peut être exprimée, entre autre, selon une équation du type : Em = ^ml2 + cl + mgl(l - cos a) + 2β+ ^κβ2 (équation 1), m étant la masse de l'ensemble du dispositif de frappe, g la gravité, κ le coefficient de torsion du dispositif frappe, a l'angle 7 formé entre l'axe de révolution du sac de frappe 6 et l'axe comprenant le vecteur champ de gravitation et passant par le point de fixation du sac 8, β l'angle 12 formé entre l'axe de révolution du sac 6 et l'axe 13 reliant le point de fixation du sac à l'accéléromètre, I la distance 9 entre le point de fixation du sac 2, l'accéléromètre 5, c étant le coefficient d'amortissement du système représentant les forces de frottements et de frictions lors du mouvement de
- 13 rotation selon a et c' le coefficient d'amortissement selon β. Les paramètres ayant trait au mouvement selon β seront exprimés, de préférence, sous la forme de tenseurs.
La valeur de l'angle a 7 est calculée en temps réel par l'unité de traitement. Cette valeur est issue de la relation entre la vitesse angulaire et la vitesse v = l— avec â = — où v est la vitesse linéaire du sac calculée, â l'accélération du sac mesurée. La valeur de l'angle a est donc égal à cc to +Atc 1 i,2
C 7adtLa valeur de l'accélération angulaire selon l'angle β est mesurée, en temps réel par l'accéléromètre.
L'unité de traitement est configurée pour détecter qu'une frappe est portée au sac à un moment t0 par l'utilisateur en comparant, en temps réel, les vecteurs accélérations attendus aux vecteurs accélérations mesurés.
La position du sac est déterminée, en temps réel, en intégrant le déplacement effectué par le sac entre deux temps d'échantillonnage.
L'équation définissant la trajectoire du sac lorsqu'il est en état d'inertie peut être exprimée, entre autre, selon une équation du type : ml2 (dt)(dF) + cl^F + + c'^+ κβ^ = ° (équation 2), c étant le coefficient de d'amortissement du système représentant les forces de frottements et de frictions lors du mouvement de rotation selon a, c' le coefficient d'amortissement selon β.
En pratique, le coefficient c' « ce qui implique que l'amortissement du mouvement périodique selon β est extrêmement rapide.
L'intervalle de temps Atc, est déterminé par l'unité de traitement au moment où le système a retrouvé un état d'inertie ; c'est-à-dire lorsque le coefficient de corrélation calculé entre le mouvement réel adopté par le sac et le mouvement prédit au moyen de l'équation 2, présente une valeur inférieure à une valeur prédéfinie. En pratique, le sac se trouve toujours confiné dans une zone du puit de potentiel pour laquelle ladite trajectoire est calculée à partir de l'équation 2. Dans ce cas, l'angle ae est l'angle maximal qu'atteindra l'accéléromètre suite à la frappe lorsque sa vitesse de rotation selon l'angle a sera nulle et l'angle ββ est l'angle maximal que
- 14 formera le sac par rapport à l'axe reliant l'accéléromètre et le point de fixation lorsque sa vitesse de rotation selon β sera nulle.
Dans le cas du premier coup succédant l'initialisation de la session, la détection par l'unité de traitement de l'apparition d'un vecteur accélération autre que l'accélération permanente dû à la gravité, et supérieure à une valeur seuil prédéfinie, initiera la session d'entraînement. L'utilisateur peut indiquer en début de session un ensemble de données relatives à son gabarit et son niveau de pratique de la boxe. L'unité intègre l'ensemble des éléments pour fixer des valeurs seuils.
Comme cela a été décrit précédemment, l'unité calcule l'intervalle de temps Atc correspondant à l'intervalle de temps d'applications de la somme des forces Σδ^Τ associées au premier coup porté. Au temps t0, la position du sac est caractérisée par les angles ar et β±. Au temps t0+ Atc, en se basant sur la valeur de l'angle ar obtenue à partir de la mesure de ffjadt2, de l'angle β1 mesuré et de l'équation 3, l'unité de traitement va calculer la valeur de ae et ββ. Subséquemment, l'unité calculera à partir de ββ et de ae la trajectoire prédite que le sac adoptera dans le cas où il n'est affecté d'aucun coup ou autre perturbation.
La position de la frappe sur le sac est déterminée par l'unité de traitement à partir des données caractérisant le dispositif de frappe et des données physiques mesurées par l'accéléromètre. Le moment de force total exercé par l'utilisateur sur le sac de frappe engendre deux mouvements distincts aboutissant à la rotation du sac selon un angle a et selon un angle β. Ceci implique que la force totale utile appliquée au sac peut être considérée comme ayant engendrée deux mouvements distincts et comportant donc deux composantes telles que FT = Fa+ Fp.
De plus le moment de force global est calculé à partir de la dérivée du moment cinétique global du sac de frape.
La dérivé du moment de force global est égale à : =ÔCAmâÇ +
Ιάβ = FTh, où ÔC est le vecteur reliant le point de fixation du sac à l'accéléromètre, le vecteur accélération tangentiel, perpendiculaire à l'axe
- 15 de révolution du sac, et mesuré par l'accéléromètre, I le tenseur d'inertie du dispositif de frappe, âf le vecteur accélération angulaire selon β du dispositif de frappe.
Considérant le principe de la conservation de l'énergie, l'énergie mécanique totale transférée au sac de frappe est égale à |mZ2 (j^)2 + cl(^) + m91^ ~cosae} + cfe+ ^κββ 2.
Cette énergie correspond au travail des composantes de la force —κβε 2+ c' βε totale utile exercee par l'utilisateur. Elle est égalé a Fe = --— et K » P 27T(i-h) lmÎZ(M+cÎ(^)+m^Î(i~cosg^ fa =
Ainsi, h
2πΙι jtfe + c' βε , mg 1(1-cos aε/ = hmaT + I an
2πΚ
Cette équation peut être multipliée de chaque côté par le terme (l-h), ce qui permet de résoudre l'équation en h qui est solution d'un polynôme du second degré en h.
La corrélation entre le vecteur accélération résultant du coup porté par l'utilisateur et la hauteur h permet de déterminer la position du point d'impact de la frappe.
Les valeurs relatives aux performances de l'utilisateur sont déterminées à partir d'un gabarit de l'utilisateur et de son niveau de pratique, et à partir du principe de conservation de l'énergie cinétique et de la quantité de mouvement transférés lors du coup porté par l'utilisateur sur le sac.
Toujours selon le même de réalisation, il est illustré sur la figure 2 l'accéléromètre 5, un émetteur sans fil 14 situé à l'intérieur du sac et à proximité de l'axe de rotation vertical 6 du sac. Il est également possible de positionner l'émetteur 14 à l'extérieur du sac de frappe.
On distingue un récepteur 15 situé à l'extérieur du sac, une unité de traitement 16, un moyen d'affichage 17 et un smartphone 18.
L'élément 19, positionné en dessous du sac dans le mode de réalisation particulier présenté, est un capteur de position optique.
- 16 Les moyens de transmission entre l'émetteur et le récepteur, entre le récepteur et l'unité de traitement et entre l'unité de traitement et le moyen d'affichage tels qu'illustrés sur la figure 2 peuvent être sans fils ou filaires.
Lorsqu'ils sont sans fil, ils peuvent être constitués de tout ce qui est 5 connu de l'homme du métier, tels que les ondes radios ou infrarouges.
De manière alternative, le récepteur et l'unité de traitement peuvent constituer un système unique. De la même manière, le récepteur, l'unité de traitement et le moyen d'affichage peuvent constituer un système unique. Il peut s'agir dans ce dernier cas, d'une tablette, d'un smartphone ou d'une montre.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Procédé de mesure de performances d'un utilisateur d'un sac de frappe relié par des moyens de liaison à un moyen de fixation d'un bâti, ce procédé comprenant :-une mesure par au moins un accéléromètre, en temps réel et à chaque instant, de données physiques, l'accéléromètre étant situé à l'intérieur du sac de frappe,-une transmission des données physiques mesurées par l'accéléromètre, de l'accéléromètre vers une unité de traitement ;le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape de calcul réalisée par l'unité de traitement, en temps réel, d'une position d'un point d'impact d'un coup porté par un utilisateur sur le sac de frappe à partir, d'une part, de données physiques et spatiales caractérisant un dispositif de frappe comprenant le sac de frappe, les moyens de liaison, le point de fixation et l'accéléromètre, et d'autre part, des données physiques mesurées par l'accéléromètre.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la position du point d'impact du coup porté par l'utilisateur est déterminée, en temps réel, par l'unité de traitement à partir d'au moins un moment de force et/ou d'au moins un moment cinétique, l'au moins un moment de force et/ou l'au moins un moment cinétique étant calculé par l'unité de traitement à partir de vecteurs accélérations résultant d'un coup porté par l'utilisateur.
- 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel un calcul, en temps réel, par l'unité de traitement des vecteurs accélérations résultant d'un coup porté par l'utilisateur comprend :-un calcul des coordonnées spatiales du sac à chaque instant,-une détermination d'un passage du sac dans un état d'inertie en comparant, à chaque instant, une trajectoire du sac mesurée par l'accéléromètre avec une équation caractérisant une trajectoire inertielle du sac,-un calcul d'une trajectoire inertielle prédite que le sac adopterait subséquemment au coup porté par l'utilisateur,- 18 -une comparaison, à chaque instant, entre des vecteurs accélérations prédits, associés à la trajectoire inertielle du sac calculée par l'unité de traitement, et des vecteurs accélérations mesurés,-une détection d'une frappe si un écart supérieur à une valeur seuil entre les vecteurs accélérations prédits et des vecteurs accélérations mesurés est observé,-un calcul d'un intervalle de temps Atc pendant lequel des forces générées par la frappe ont été appliquées au sac,-un calcul d'une différence entre les vecteurs accélérations mesurés et les vecteurs accélérations prédits pendant l'intervalle de temps Atc ;les vecteurs accélérations résultants étant la différence calculée entre les vecteurs accélérations mesurés et les vecteurs accélérations prédits.
- 4. Procédé selon la revendication 3, comprenant :-une comparaison, en temps réel, par l'unité de traitement des coordonnées spatiales du sac de frappe calculées avec des coordonnées spatiales du sac de frappe mesurées par au moins une unité de mesure de position,-une affectation par l'unité de traitement des coordonnées mesurées aux coordonnées calculées si une différence est observée lors de la comparaison.
- 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un calcul, en temps réel, d'au moins une donnée d'intérêt de performances de l'utilisateur est réalisé par l'unité de traitement à partir des données physiques et spatiales caractérisant un dispositif de frappe comprenant le sac de frappe et l'accéléromètre, des données physiques mesurées par l'accéléromètre et de données relatives à des caractéristiques physiques de l'utilisateur ;l'au moins une donnée d'intérêt comprenant :-la position du point d'impact d'un coup porté l'utilisateur, et/ou-un vecteur vitesse du sac, et/ou-une puissance d'un coup porté par l'utilisateur, et/ou-une énergie transmise au sac lors de la frappe, et/ou-un vecteur vitesse d'un coup porté par l'utilisateur, et/ou- 19 -une énergie totale consommée par l'utilisateur lors d'une session d'entrainement.
- 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel est réalisé un affichage par un moyen d'affichage de l'au moins une donnée d'intérêt de performances de l'utilisateur calculée par l'unité de traitement.
- 7. Système de mesure de performances d'un utilisateur d'un sac de frappe destiné à être relié par des moyens de liaison à un moyen de fixation d'un bâti, comprenant :-au moins un accéléromètre destiné à être positionné à l'intérieur du sac de frappe, l'accéléromètre étant configuré pour mesurer des données physiques en temps réel et à chaque instant,-des moyens de transmission configurés pour transmettre les données physiques mesurées par l'accéléromètre vers ladite unité de traitement,-une unité de traitement configurée pour traiter en temps réel les données physiques mesurées par l'accéléromètre et calculer au moins une donnée d'intérêt de performances de l'utilisateur ;le système étant caractérisé en ce que l'unité de traitement est configurée pour calculer, en temps réel, une position d'un point d'impact d'un coup porté par un utilisateur sur le sac de frappe à partir, d'une part, de données physiques et spatiales caractérisant un dispositif de frappe comprenant le sac de frappe, les moyens de liaison, le point de fixation et l'accéléromètre, et d'autre part, des données physiques mesurées par l'accéléromètre.
- 8. Système selon la revendication 7, dans lequel au moins une partie des moyens de transmission comporte des moyens de transmission sans fil.
- 9. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, comprenant un moyen d'affichage pour afficher, en temps réel, l'au moins une donnée d'intérêt calculée par l'unité de traitement.- 20
- 10. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel un récepteur du moyen de transmission des données, l'unité de traitement et le moyen d'affichage des données d'intérêts sont intégrés dans un même appareil.
- 11. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel le dispositif de frappe présente un centre des masses et l'au moins un accéléromètre est destiné à être positionné au centre des masses.
- 12. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel l'au moins un accéléromètre est un accéléromètre six axes.
- 13. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, comprenant au moins une unité de mesure de position configurée pour mesurer, en temps réel et à chaque instant, des coordonnées spatiales du sac de frappe ; système dans lequel l'unité de traitement est configurée pour affecter les coordonnées spatiales du sac mesurées aux coordonnées spatiales du sac calculées si une différence entre lesdites coordonnées est observée.
- 14. Sac de frappe utilisé dans un système selon l'une quelconque des revendications 7 à 13.
- 15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que le sac de frappe comporte l'au moins un accéléromètre comme unique capteur du sac de frappe.
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| FR1658469A FR3055812B1 (fr) | 2016-09-12 | 2016-09-12 | Sac de frappe connecte |
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| FR3055812A1 true FR3055812A1 (fr) | 2018-03-16 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2742573A1 (es) * | 2018-08-14 | 2020-02-14 | Punchlab S R L | Metodo, programa de ordenador y dispositivo de computacion para la evaluacion de los impactos recibidos por un saco de boxeo |
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2016
- 2016-09-12 FR FR1658469A patent/FR3055812B1/fr active Active
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| Publication number | Publication date |
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| FR3055812B1 (fr) | 2020-10-30 |
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