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Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS FOR DETECTING THE IMPACT OF A GOLF BALL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/001494
Kind Code:
A1
Abstract:
The apparatus allows to detect the impact, in a reception area, of a golf ball (1) and to estimate the distance between said impact and a target (3) to be reached. Vibration sensors consisting of geophones (4) are sunk in the ground and distributed in the reception area (Z) in order to determine the impact position, and are capable of providing an electric signal at an output. Electronic means (7) to which are connected the geophones (4) are comprised of a signal analysis unit appropriate to recognize the instant of the first peak of a signal on a geophone. The determination of the impact position is achieved from said peak signals. Display means (13) allow to visualize at least an estimation of the distance between the impact point and the target (3).

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Inventors:
PAULET BRUNO (FR)
QUERU GILLES (FR)
SAINT-SALVI GILLES (FR)
Application Number:
PCT/FR1991/000537
Publication Date:
February 06, 1992
Filing Date:
July 03, 1991
Export Citation:
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Assignee:
PAULET BRUNO (FR)
QUERU GILLES (FR)
SAINT SALVI GILLES (FR)
International Classes:
A63B63/00; G01V1/00; A63B69/36; (IPC1-7): A63B63/00; G01S5/22; G01V1/00
Domestic Patent References:
WO1989012483A11989-12-28
Foreign References:
US4305142A1981-12-08
US4001771A1977-01-04
US2784000A1957-03-05
EP0323941A21989-07-12
US2331237A1943-10-05
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Appareil pour détecter l'impact, dans une zone de réception, d'une balle de golf et pour estimer la distance entre cet impact et un point de référence, comprenant : pluεieurε capteurε diεpoεéε et répartiε danε la zone de réception (Z) et propreε à fournir un εignal électrique εur une sortie à la suite d'un impact ; des moyens électroniques (7) auxquels sont reliés les capteurs, ces moyens électroniques étant propres à déterminer, à partir deε informationε four¬ nies par les capteurε, la poεition du point d'impact ; et deε moyens d'affichage (13), commandés par leε moyenε électroniqueε (7), pour viεualiser au moins une estimation de la distance entre le point d'impact et le point de référence (3), caractérisé par le fait que le point de référence est constitué par un but (3) à atteindre avec la balle de golf ; que leε capteurε εont conεtituéε par des geophones (4) enterrés dans le sol, et que les moyens électroniqueε (7) comprennent un module d'analyse (10) du signal propre à reconnaître l'instant (Te) de la première crête (c) d'un signal sur un géophone, la détermination de la position de l'impact étant effectuée à partir de ces εignaux de crête.
2. Appareil εelon la revendication 1, caractérisé par le fait que leε moyens électroniques (7) comportent un circuit d'amplification logarith¬ mique (9) propre à éviter la saturation pour permettre la détection de la première crête du signal, même εi le εignal d'entrée a une forte amplitude.
3. Appareil εelon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les geophones (4) sont dispoεéε danε la zone de réception de manière telle que leε diεtances respectives entre l'impact d'une balle de golf en un point quelconque de la zone de réception et au moins trois geophones soient suffisam¬ ment faibles pour que l'amplitude de la première crête (c) ait une valeur suffisante pour permettre sa détection avec certitude.
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesditeε diεtances respec tiveε εont au pluε égaleε à 8 mètreε, et en particu¬ lier au pluε égaleε à 5 mètres.
5. Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que les geophones sont disposés aux sommets de carrés élémentaires juxtaposés dont le côté est au plus égal à 5 mètres.
6. Appareil εelon la revendication 5 pour une zone de réception εenεiblement carrée ayant un côté de l'ordre de 15 mètreε, caractérisé par le fait qu'il comprend 16 geophones disposés aux sommets de neuf carrés élémentaires juxtaposés.
7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les capteurs εont des geophones 10 Hz.
8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'affichage (13) sont agencés pour fournir, en outre, une indica¬ tion sur la direction de la droite joignant le point de référence (3) au point d'impact (I) par rapport à une direction fixe (D), cette indication étant en par¬ ticulier fournie souε une forme schématique par un εeg ent de droite (14) ayant une orientation (a) en correspondance avec la susdite direction (D) .
9. Appareil εelon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens d'affichage (13) comprennent une unité d'affichage (A) supportée par un pied, située à proximité de la zone de réception, et protégée par une plaque (16) en matière suffisamment résiεtante aux impactε des projectiles, en particulier en polycarbonate, les dimensions des indications affichées sur cette unité étant suf fiεanteε pour permettre leur lecture à l'oeil nu à une distance relativement importante, en particulier de plus de 50 mètres.
10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens électroniques (7) comprennent un module de traitement (11) auquel sont envoyés les inεtants de crête reconnus par le module d'analyse (10), le module de traitement (11) déterminant, comme origine des temps, l'instant de la première crête détectée, c'eεtàdire l'inεtant où un premier géophone eεt atteint par l'onde créée ar 1'impact.
11. Appareil εelon la revendication 10, caractériεé par le fait que le module ide traitement (11) comprend deε moyens de mémoire propres à stocker les informations fournieε par leε diverε capteurε (4) lorε d'impactε en deε endroits prédéterminés, répartis εur le sol (2), et des moyens de comparaison pour com parer les informations recueillies lors d'un impact quelconque avec les valeurs mémoriséeε et déterminer, à partir de cette comparaiεon, la poεition dudit impact quelconque.
12. Appareil εelon la revendication 10 ou 11, caractériεé par le fait que leε moyenε élec¬ troniqueε (7) comprennent un module (12) de tranεfert permettant de tranεformer les résultatε du module de traitement (11) en commande de l'unité d'affichage (A) et d'envoyer en outre ceε réεultatε verε june interface (15), en particulier du type RS 232.
Description:
APPAREIL PO! - DETECTER L'IMPACT D'UNE BALLE DE GOLF.

L'invention est relative à un appareil pour détecter l'impact, dans une zone de réception, d'une balle de golf et pour estimer la distance entre cet impact et un point de référence, cet appareil étant du genre de ceux qui comprennent :

- plusieurs capteurs de vibrations disposés et répartis dans la zone de réception et propres à four¬ nir un signal électrique sur une sortie à la suite d'un impact ;

- des moyens électroniques auxquels sont reliés les capteurs, ces moyens électroniques étant propres à déterminer, à partir des informations fournies par les capteurs, la position du point d'impact ;ι - et des moyens d'affichage, commandés par les moyens électroniques, pour visualiser au moins une estimation de la distance entre le point d'impact et le point de référence. O-A-89 12483 concerne un appareil de ce genre destiné à permettre de déterminer les perfor¬ mances d'un joueur de golf qui utilise un club parti¬ culier. L'appareil conforme à ce document antérieur permet d'estimer la distance entre le point d'où la balle de golf a été frappée et le point d'arrivée, cette distance pouvant être relativement importante, par exemple supérieure à une centaine de mètres. Les capteurs de vibrations sont constitués par des micro¬ phones qui détectent le son produit par l'impact des balles de golf. Les moyens électroniques, destinés à identifier un signal dû à un impact et provenant d'un capteur, font appel à un comparateur à seuil qui déclenche lorsque le niveau de seuil est franchi par le signal.

Des expériences conduites par les inventeurs ont permis de constater que la détermination du point d'impact d'une balle de golf, à l'aide de microphones

combinés avec un détecteur à seuil ne permet pas d'atteindre une précision suffisante pour des dis¬ tances à apprécier relativement faibles, de l'ordre de la dizaine de mètres ou moins. Or, un des problèmes importants posés par l'entraînement au golf sur "practice" est de permettre au joueur d'apprécier, avec une précision et une fia¬ bilité suffisantes, la position d'impacts de balles frappées, par rapport à un point visé. Car s'il est possible de juger * l'allure de la trajectoire : sans effet, avec effet particulier, etc..il est en revanche beaucoup plus difficile d'apprécier la distance qui sépare l'impact réel de l'impact désiré et constitué par un but à atteindre qui est souvent matérialisé par un drapeau ou une pan¬ carte portant une indication de distance : 50, 100, 150 mètres.

Même pour un oeil exercé, il n'est pas facile d'apprécier une différence de trois ou quatre mètres à une distance supérieure à 50 mètres. Il devient alors malaisé de mettre en oeuvre un entraînement rigoureux si l'on ne peut constater la diminution de la distance entre l'impact et le point de référence. L'invention a donc pour but, surtout, de fournir un appareil qui permette une détermination de la position de l'impact de la balle de golf avec une précision suffisante pour que la distance à estimer entre l'impact et le point de référence puisse avoir une valeur réduite, de manière à rendre plus efficace et intéressant l'entraînement sur un "practice".

On souhaite en outre que l'appareil soit fiable et le moins encombrant possible sur le terrain de golf, notamment pour permettre le passage de ton- deuεes ou de machines à ramasser les balles.

Selon l'invention, un appareil pour détecter

l'impact dans une zone de réception d'une balle de golf et pour estimer la distance entre cet impact et un point de référence, du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait que le point de référence est constitué par un but à atteindre avec la balle de golf ; que les capteurs sont constitués par des geophones enterrés dans le .sol, et que les moyens électroniques comprennent un module d'analyse du sig¬ nal propre à reconnaître l'instant Te de la première crête d'un signal sur un géophone, la détermination de la position de l'impact étant effectuée à partir de ces signaux de crêtes.

Les essais effectués par les déposants ont montré, que lorsqu'on enterre les capteurs dans le sol, les geophones sont préférables aux , microphones. De tels geophones travaillent sur des fréquence rela¬ tivement basses de l'ordre de quelques dizaines de Hertz de sorte que les signaux fournis sur les sor¬ ties des geophones présentent des temps de montée relativement longs. Des essais effectués en vue de déterminer un instant en relation précise avec le moment de l'impact ont montré que le franchissement d'un seuil par le signal de sortie d'un géophone est insuffisamment précis, comme expliqué plus loin plus en détail.

US-A-4 001 771 a proposé l'utilisation de geophones pour un système de sécurité destiné à détecter la présence d'un intrus dans un périmètre à surveiller. Il s'agit là d'un domaine différent de celui visé par l'invention. En outre, selon ce docu¬ ment antérieur, la détection est effectuée non pas à partir de la première crête mais à partir d'un détecteur de seuil auquel est appliqué un signal con¬ stituant l'enveloppe d'oscillations fournies en sortie d'un géophone, comme expliqué avec référence à la fig¬ ure 8 de ce document.

Comme cela sera souligné plus loin, les inventeurs ont pu mettre en évidence que l'ensemble des oscillations fournies à la sortie des geophones avaient un caractère erratique trop marqué et ne per- mettaient pas d'obtenir une précision suffisante, avec une détection de seuil, pour le problème qui les con¬ cernait.

Par contre, il a pu être établi que la détection de la première crête d'un signal sur un géophone permet une estimation précise et fiable.

Avantageusement, pour éviter la saturation des moyens électroniques, ce qui empêcherait de déterminer l'instant de la première crête d'un signal, on prévoit, dans ces moyens électroniques, un circuit d'amplification logarithmique évitant la saturation même si le signal d'entrée a une forte amplitude. Le circuit d'amplication logarithmique amplifie d'autant moins que le signal d'entrée est plus fort.

Comme la détection doit porter sur la première crête du signal fourni par le géophone, il convient que cette crête ait une amplitude suffisante pour pouvoir être distinguée du bruit de fond. Aussi, les geophones sont disposés dans la zone de réception de manière que les distances respectives entre l'impact, en un point quelconque, d'une balle de golf et au moins trois geophones soient suffisamment fai¬ bles pour que l'amplitude de la première crête du sig¬ nal fourni par chacun desdits trois geophones ait une valeur suffisante pour permettre sa détection avec certitude.

En pratique, les distances respectives entre l'impact d'une balle de golf en un point quelconque de la zone de réception et au moins trois geophones sont au plus égales à 8 mètres et de préférence au plus égales à 5 mètres. Les geophones sont avantageusement disposés aux sommets de carrés élémentaires juxtaposés

dont le côté est au plus égal à 5 mètres.

Pour une zone de réception sensiblement carrée ayant un côté de l'ordre de 15 mètres, on dispose 16 geophones aux sommets de neuf carrés adja- cents, inscrits dans le carré global.

Les capteurs peuvent être des geophones 10 Hz.

Avantageusement, les moyens d'affichage sont agencés pour fournir, en outre, une indication sur la direction de la droite joignant le point de référence au point d'impact, par rapport à une direction fixe ; cette indication peut être fournie, en particulier, sous une forme schématique par un segment ayant une inclinaison en correspondance avec la susdite direc- tion.

Les moyens électroniques comprennent, avan¬ tageusement, un module de traitement auquel sont envoyés les instants de crête reconnus par le module d'analyse, le module de traitement déterminant, comme origine des temps, l'instant de la première crête détectée, c'est-à-dire l'instant où un premier capteur est atteint par l'onde créée par l'impact.

Les moyens électroniques comprennent en outre, un module de transfert permettant de transformer les résultats du module de traitement en commande de l'unité d'affichage et d'envoyer en outre ces résultats vers une interface, notamment pour con¬ nexion à un micro-ordinateur.

Le module de traitement peut comprendre des moyens de mémoire propres à stocker les informations fournies par les divers capteurs lors d'impacts en des endroits prédéterminés, répartis sur la surface du sol, et des moyens de comparaison prévus pour comparer les informations recueillies lors d'un impact quel- conque avec les valeurs mémorisées et déterminer, à partir de cette comparaison, la position dudit impact

quelconque.

Les moyens d'affichage comprennent avan¬ tageusement une unité d'affichage supportée par un pied, située à proximité de la zone de réception et protégée par une plaque en matière suffisamment résistante aux impacts des projectiles, en particu¬ lier en polycarbonate ; les dimensions des indications affichées sur cette unité sont suffisantes pour per¬ mettre leur lecture à l'oeil nu à une distance rela- tivement importante, en particulier de 50 mètres et plus.

L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autre dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif.

La figure 1 de ces dessins est une représentation schématique d'un appareil selon l'invention installé sur un "practice" de golf.

La figure 2 est un schéma bloc des moyens électroniques de l'appareil de la figure 1.

La figure 3 est un schéma illustrant une indication fournie par les moyens d'affichage. La figure 4 est un schéma en plan illustrant l'implantation dans le sol des geophones.

La figure 5, enfin, est un diagramme illus¬ trant l'onde se propageant dans le sol à la suite d'un impact et représentant la grandeur caractérisant la vibration (ordonnée) en un point donné en fonction du temps porté en abscisse.

En se reportant à la figure 1 des dessins, on peut voir un appareil destiné à détecter un impact sur le sol d'une balle de golf 1 lancée à l'entraînement par un joueur sur une surface 2 de sol appelée "practice", depuis une aire de lancement non

représentée.

Lors de son entraînement, le joueur de golf s'efforce de frapper la balle 1 de manière telle que son impact soit le plus rapproché d'un but 3, par exemple constitué par un drapeau F planté en un point de référence, au centre d'une zone de réception Z. Cette zone Z peut être sensiblement carrée ou circu¬ laire, et son contour est signalé par des drapeaux f_ dont la hampe est beaucoup plus petite que celle du drapeau central F.

L'unité d'affichage A de l'appareil selon l'invention est fixée par un pied dans le sol, à l'extérieur de la zone Z mais à proximité du contour de cette zone. L'unité A est orientée de manière à permettre la lecture, depuis l'aire de lancement, des résultats affichés.

L'appareil comprend plusieurs capteurs de vibrations disposés dans le sol du practice et répartis de manière appropriée à la détermination de la position de l'impact de la balle 1.

Des expérimentations effectuées sur le ter¬ rain ont montré que des capteurs du genre microphone ne donnaient pas de résultats suffisamment précis pour l'application envisagée. En outre, il est souhaitable d'enterrer les capteurs pour laisser la surface du "practice" libre pour le passage d'une machine à ramasser les balles de golf et/ou d'une tondeuse à gazon.

Les capteurs retenus sont des geophones 4, enterrés à une faible profondeur dans le sol et sont sensibles à l'onde P se propageant dans le sol à la suite de l'impact. Les geophones 4 sont du même type que ceux utilisés en εismique (étude des réflexions et des réfractions des ondes dans le sol à des fins d'exploration pétrolière) associés à des moyens d'amplification convenables / ces geophones permettent

de détecter de très faibles vibrations et sont d'un prix très raisonnable. Les geophones sont généralement constitués d'une bobine mobile à l'intérieur de l'entrefer d'un aimant. Le déplacement des particules du sol, suite à l'impact, crée le mouvement de la bobine qui entraîne une tension à la sortie du géophone, avec un pic sur la fréquence de résonance du géophone.

De tels capteurs "geophones" peuvent être fournis par les constructeurs suivants : GEOSPACE et MARK PRODUCTS à HOUSTON (TEXAS), OU SENSOR à Amster¬ dam.

Des essais ont permis de déterminer que le géophone le plus adapté pour un fonctionnement optimal de l'appareil de l'invention est un géophone basses fréquences car les hautes fréquences s'atténuent rapidement dans un milieu meuble comme la terre d'un practice de golf.

Un impératif d'encombrement et de coût con- duit à préférer le géophone 10 Hz pour l'exemple d'appareil décrit. La résistance de la bobine d'un tel géophone est la résistance maximale qu'offre le constructeur pour obtenir une sensibilité élevée. Elle est de 395 Ohms dans le cas considéré. Les geophones 4 fournissent sur leur sortie un signal électrique constitué par une tension.

Comme visible sur les figures 1 et 2, chaque sortie de géophone 4 est reliée, par un câble blindé 6 enterré dans le sol, à des moyens électroniques 7 intégrés dans le boîtier 8 de l'unité d'affichage A.

Les moyens électroniques 7 comprennent un module d'amplification 9, un module 10 d'analyse du signal, un module 11 de traitement des données recueillies, et un module 12 de transfert des résultats.

Des premiers essais ont été effectués sur le

terrain avec des geophones 4 associés à des moyens électroniques à détecteur de seuil destinés à fournir une estimation de l'instant d'arrivée de l'onde d'impact sur le géophone lorsqu'un signal issu du géophone franchissait un seuil de niveau déterminé. Les inventeurs ont constaté que les déterminations des positions d'impacts effectuées dans ces conditions n'étaient pas suffisamment précises, ni fiables.

Les inventeurs ont trouvé que le train d'ondes schématiquement représenté sur la figure 5, provenant d'un géophone à la suite d'un impact en un point déterminé variait de manière erratique en ampli¬ tude, en fréquence, et en forme des signaux.

De telles variations erratiques sur le train d'ondes rendent particulièrement imprécise une détermination des impacts fondées sur une détection de seuil appliqué à un signal constitué, par exemple, par l'enveloppe des oscillations du train d'ondes.

Les inventeurs ont en outre trouvé que, d'une manière surprenante, l'instant Te de la première crête c était un paramètre précis et fiable pour l'identification d'un impact. Autrement dit, il a été constaté que pour une succession d'impacts, d'intensités différentes, en un point donné, l'instant Te de la première crête sur un géophone donné restait pratiquement constant. Il n'en et pas de même par con¬ tre pour les crêtes suivantes.

Ainsi, une amélioration considérable dans la précision des mesures a été obtenue en prévoyant, pour l'analyse du signal P, non pas un détecteur de seuil, mais un module 10 d'analyse agencé pour reconnaître l'instant Te de la première crête c du signal, en fil¬ trant le bruit à l'aide de mémoires. Ceci a pour effet de remettre les signaux en phase et de les rendre pleinement exploitables.

Les tensions délivrées en sortie des

geophones 4 peuvent être extrêment faibles, par exem¬ ple de quelques micro-volts pour des impacts loin¬ tains, et beaucoup plus fortes pour des impacts rapprochés. Avec des moyens d'amplification 9 à gain constant, on risque de provoquer une saturation pour les signaux dus à des impacts rapprochés, ce qui con¬ duirait à un écrêtage du signal de sortie amplifié de la figure 5, et à une imprécision sur la détermination de Te.

Il importe donc d'éviter une telle satura¬ tion en sortie des moyens d'amplification 9.

On choisit de préférence des moyens d'amplification 9 logarithmiques qui modulent le gain d'amplification selon le niveau du signal d'entrée.

Plus le signal d'entrée est fort, moins l'amplification assurée par les moyens 9 est élevée.

Les moyens d'amplification 9 possèdent une bande passante décalée vers le bas pour ne pas filtrer intempeεtivement les basses fréquences particulièrement intéressantes pour l'application considérée. Une bande passante jusqu'à 200 Hz est apparue satisfaisante.

La dynamique des moyens d'amplification 9 doit être élevée pour éviter d'amplifier exagérément le bruit du géophone 4 ainsi que le bruit naturel du terrain autour du "practice" et dû à diverses sources

: véhicules, avions, forts vents, etc.

Les moyens d'amplification 9 comportent des voies séparées, pour chaque géophone 4, sur des cartes distinctes pour éviter les problèmes de diaphonie qui surviennent inévitablement à ce niveau de gain.

Les instants des crêtes Te ;sont ensuite envoyés au module de traitement 11. Le premier signal reçu correspondant à la première crête détectée, détermine l'origine des temps. Le module de traitement

11 comprend des compteurs (non représentés) déclenchés par ce premier signal. Les autres signaux de crête, provenant des différents capteurs, arrêtent succes¬ sivement les incrémentations des compteurs, associés aux geophones 4, lancées par le premier signal. La synchronisation est effectuée sur un front d'horloge avec une résolution suffisamment élevée pour permettre la mesure. On obtient ainsi les temps désirés, pour chaque capteur. L'implantation des geophones 4 dans le sol doit permettre de déterminer avec une précision suf¬ fisante la position de l'impact.

Compte tenu des observations précédentes, les inventeurs ont choisi une implantation des geophones 4 telle que, pour un impact en un point quelconque de la zone de réception, l'amplitude de la première crête £ sur au moins trois geophones est suf¬ fisante pour permettre sa détection précise. Autrement dit, les trois geophones en question se trouvent εuf- fisamment près du point d'impact pour que l'amplitude de la première crête £ soit nettement supérieure au bruit de fond.

La détermination du point d'impact à partir des informations fournies par au moins trois geophones non alignés (en triangle) s'effectue de manière clas- εique, par une intersection d'hyperboles. Chaque géophone enregistrera, à des instants différents, l'arrivée de l'onde produite par l'impact de la balle sur le sol. L'impact de la balle étant un événement aléatoire, on choisira comme origine des temps le moment où le premier géophone est sollicité par l'onde. En détectant l'instant d'arrivée sur leε autreε géophoneε, on connaîtra les différences de temps d'arrivée de l'onde sur leε différents geophones et donc les différences de marche correspondant à la distance entre le point d'impact et la : position des

trois geophones.

En considérant deux geophones, on saura que la position de l'impact est située sur une première hyperbole admettant leε deux geophones comme foyers et correspondant à la différence de marche détectée.

En considérant deux autres geophones, on saura que le point d'impact se trouve également sur une deuxième hyperbole dont l'intersection avec la précédente donnera la position du point d'impact. Dans l'application considérée à un "prac¬ tice" de golf, la zone surveillée par l'appareil autour du point de référence 3 peut être schématisée, comme illustré sur la figure 4, par un carré E admet¬ tant le point 3 comme centre. Le côté du carré a une longueur j. de l'ordre d'une quinzaine de mètres et deux des côtés sont parallèles à la direction D.

Des eεεaiε menés sur un terrain particulièrement mou (mais ce cas doit être envisagé même pour un "practice") ont montré que pour obtenir des résultats εatiεfaisants les distances respectives entre l'impact d'une balle de golf en un point quel¬ conque de la zone de réception et au moins trois geophones 4 doivent être au plus égales à 8 mètres et de préférence au plus égales à 5 mètres. Dans un exemple de réalisation, correspon¬ dant au schéma de la figure 4, la zone E, en carré de côté de 15 mètres, est surveillée par 16 geophones 4 diεpoεéε aux sommets de neuf carrés élémentaires, juxtaposéε, ayant une longueur de côté de 5 mètres. La distance entre un point d'impact et au moins trois geophones est inférieure ou égale à la demi-diagonale d'un carré élémentaire, soit 3,54 m., c'eεt-à-dire nettement inférieure à 5 mètres.

Comme illustré sur la figure 4, la surveil- lance d'un carré élémentaire est sensiblement équivalente à la surveillance d'un cercle 5

circonscrit dont le rayon R est égal à la demi- diagonale soit environ 3,5 m. La surveillance du cer¬ cle 5 élémentaire, comme celle du carré inscrit, est assurée par quatre geophones 4 situéε aux sommets du carré inscrit.

Au lieu de déterminer la position de l'impact par intersection d'hyperboles comme envisagé précédemment, on peut opérer par comparaison comme expliqué ci-après. Lorsque l'impact d'une balle 1 se produit à une distance supérieure à quelqueε dizaineε de centimètreε d'un capteur 4, l'onde étudiée, qui eεt l'onde la pluε rapide, se propage en souterrain et non en surface. L'onde se dirige en profondeur puis se réfracte sur les intercouches (par eixemple terre- granit) et remonte vers le εol. Le tra|jet parcouru par l'onde dépend donc de la nature souterraine du sol, qui peut être très différente même à quelques mètres. Un impact équidistant en surface de deux geophones 4 ne donnera pas, en général!, les mêmes temps d'arrivée sur ces geophones car les trajets souterrains ne seront pas identiques.

Pour pallier cet inconvénient, on prévoit dans le module de traitement 11 des mémoires, par exemple sous forme d'un circuit de type EPROM, afin de permettre de réaliser un étalonnage du terrain lors de l'installation de l'appareil.

Pour cela, lors de cette installation, on produit à des endroits prédéterminés, dont la position est connue, une simulation d'impact, par exemple en laissant tomber une balle de golf à cet endroit, et l'appareil mémorise les mesures des différents geophones 4. L'appareil dresse une table de correspon¬ dance entre l'ensemble des signaux recueillis sur leε géophoneε et la position de l'impact.

Si ri est le nombre de geophones 1 , l'ensemble

deε meεures pour un impact εera dénommé un n-uplet. Pour l'étalonnage du terrain, un certain 'nombre de n- upletε εeront donc stockés en mémoire.

Lorε de l'utilisation de l'appareil, un impact de la balle 1 en un point quelconque engendre un n-uplet de signaux. Cet n-uplet est comparé avec ceux qui ont été stockéε dans la mémoire lors de l'étalonnage. La comparaison permet de déterminer le (ou les) n-uplet(s) le(ε) pluε proche(s) et donc d'en déduire la position de l'impact. Le module de traite¬ ment peut d'ailleurε contenir deε moyenε de calcul propres à effectuer une interpolation pour déterminer la position réelle de l'impact située entre des posi¬ tions voisineε d'étalonnage. Leε informationε εur la position de l'impact sont transmises par le module de traitement 11 au module de transfert 12 qui est agencé pour assurer deux fonctions.

Tout d'abord le module 12 transforme les résultats fourniε par le module de traitement en com¬ mande de moyenε d'affichage 13 par exemple du type à diodeε électroluminescentes, ou du type à segments rotatifs.

Le module de transfert 12 est avantageuse- ment agencé :

- pour convertir la position de l'impact, par rapport au point de référence 3, en une estimation de la distance, par exemple sous forme d'une note de 0 à 9, avec les mêmes conventions que pour une cible de fléchettes, traduisant la distance entre l'impact et le drapeau F,

- et également pour fournir une indication sur la direction de la droite joignant le point de référence 3 au point d'impact, par rapport à une direction fixe. Les notes affichées de 0 à 9 traduisent la proximité de plus en plus grande de l'impact et du

point de référence 3.

Dans l'exemple donné sur la figure 3, la note 5 affichée sur la partie gauche .de l'écran 13 correspond sensiblement à un impact I représenté sur la figure 4 et situé dans une zone moyenne de la sur¬ face surveillée.

Il est clair que, selon une autre possi¬ bilité, le module de transfert 12 pourrait communiquer à l'unité d'affichage A des instruction^ pour faire afficher, εur l'écran 13, la distance estimée, par exemple en mètres, entre le point d'impact I et le point de référence 3.

L'information sur la direction du rayon d'impact est avantageusement fournie souε forme d'un segment 14 (figure 3) ayant une inclinaison a par rap¬ port à une direction fixe D.

Comme illustré sur la figure 4, la direction

D est constituée par une droite sensiblement parallèle à la ligne d'entraînement des joueurs. Le segment 14 de la figure 3 correspond au rayon d'impact 3-1 de la figure 4.

L'information ainsi "donnée par le segment 14, qui apparaît sur l'écran 13, permet au joueur d'apprécier s'il tape trop loin, pas assez, trop à droite ou trop à gauche.

Le module de transfert 12 est en outre agencé pour envoyer vers une interface 15, en particu¬ lier du type RS 232, les résultats de la détection pour les transmettre par exemple à un micro-ordinateur relié à l'interface 15, et effectuer des contrôles in situ.

L'ensemble des moyens d'affichage 13 et deε moyenε électroniqueε 7 eεt disposé dans un boîtier 8 protégé deε impacts de balle par une plaque 16 tran- sparente en matière plastique ultra-résistante, notam¬ ment en polycarbonate. L'ensemble de l'afficheur 13 et

des moyens électroniques 7 peut être alimenté par le secteur ou, éventuellement, par des cellules solaires si le coût permet d'envisager cette dernière solution. Le fonctionnement et l'utilisation de l'appareil selon l'invention résultent immédiatement des explications qui précèdent.

L'appareil ayant été installé sur le prac¬ tice et étant en état de marche et sous tension, le joueur de golf, qui se trouve à distance de cet appareil, dépose une balle sur le sol et frappe la balle en visant le drapeau F.

Lorsque la balle de golf tombe sur le sol, l'énergie cinétique de l'impact de la balle 1 crée une déformation du sol qui ε'écraεe légèrement à cet endroit. Le εol étant élaεtique, il reprend sa posi¬ tion initiale tout en transmettant aυ'x particules voisines la déformation initiale. Il !εe crée ainεi une onde de compreεεion P (figure 5) qui parcourt le εol à grande viteεεe avant de ε'atténuer avec la dis- tance.

Cette onde se propage danε le εol et y ren¬ contre les différents geophones 4 qui ont été noyés dans le sol.

Les moyenε électroniqueε 7 permettent de calculer et de déterminer à partir deε informations fournies par les capteurs, la position du point d'impact.

Si la balle de golf tombe en dehors de la zone surveillée, leε moyenε d'affichage 13 resteront inertes.

Par contre, si la balle 1 tombe dans la zone surveillée, les moyens d'affichage 13 visualisent, comme représenté sur la figure 3, le résultat de la détermination de l'impact. Les moyens électroniques εont agencés pour créer une inhibition dans la mesure pendant 5 secondes

environ après un impact.

Il est clair qu'un appareil conforme à l'invention doit être placé à chaque distance d'entraînement par exemple à 50, 100 et 150 mètres dans le cas d'un "practice" de golf.

Les dimensionε des caractères apparaissant sur l'unité d'affichage A εont εuffiεanteε pour per¬ mettre leur lecture, à l'oeil nu, de l'endroit où a été frappée la balle. On peut couvrir une zone de pluε de 100 m2

(εur la figure 4, le carré couvert par leε seize geophones a un côté de 15 m) avec seulement seize geophones 4 (voir figure 4).

Les mesures effectuées lors des esεaiε mon- trent que leε inεtantε de crête Te, mesurés εur la première onde (voir figure 5) sont deε grandeurs très εtables (écart type inférieur à 1 % de la moyenne deε échantillons), ce qui permet d'obtenir des résultats précis et fiableε. L'incertitude abεolue sur la détermination de la position de l'impact peut être de l'ordre de 50 cm ou même inférieure.




 
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