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Patent Searching and Data


Title:
AUTOMATIC SYSTEM FOR MEASURING AND VALIDATING LONG JUMPS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/143258
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention can be used to automatically determine the measurement of a long jump while calculating the position of the take-off foot on the take-off board and the length of the run-up. The system comprises two transmitter modules, two receiver modules and a run-up module. The transmitters bombard the receivers with pulsed infrared photoelectric rays. Each ray has a scale of 1 cm. When the athlete places his or her foot in front of the run-up module, the run-up distance is automatically calculated and displayed. Next, as soon as the jumper places his or her foot on the take-off board, i.e. between the first two modules (transmitter-receiver), infrared micro-barriers are interrupted and the exact measurement of the position of the end of the foot is displayed on the receiver module or on a remote screen. If the foot is placed on the prohibited area, a beep and a voice signal are sounded (foot fault); the fault distance is displayed. If the jump is valid (no beep), when the athlete lands, the measurement of his or her jump is automatically displayed on the scaled receiver on the screen. This system can be used in athletics for long jump training. In competition, the system can replace or assist the chief judge.

Inventors:
PEYOU NDI HENRI (CM)
Application Number:
PCT/OA2019/000001
Publication Date:
July 25, 2019
Filing Date:
January 22, 2019
Export Citation:
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Assignee:
PEYOU NDI HENRI (CM)
International Classes:
G01B11/02; G01B5/00
Foreign References:
CN104730527A2015-06-24
US20050190379A12005-09-01
DE4030507A11992-04-02
DE2705486A11978-08-17
CN206240024U2017-06-13
Other References:
None
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Système de calcul et de validation des sauts horizontaux qui comprend un module émetteur-récepteur infrarouge couple à un microcontrôleur avec un module ultrason qui calcule la distance d’élan qui s’affiche sur un écran LCD, le pied étant détecté par le module infrarouge.

2. Système de validation des sauts horizontaux qui détecte et calcule la position du pied sur la planche de saut à l’aide des mini barrières infrarouges couplées a des microcontrôleurs , avec la mesure qui s’affiche sur un réseau de LED gradue et sur un écran forme d’afficheurs 7 segments géants par le biais d’une liaison radiofréquence.

3. Système selon la revendication^) qui en cas de pose du pied sur les dix derniers centimètresémet un signal vocal (saut mordu) et un bip.

4. Système qui mesure un saut horizontal par le balayage des broches des microcontrôleurs montés en cascade et qui détermine la barrière infrarouge (qui représente une graduation de 1 cm) rompue, l’affiche sur un réseau de LED normalement éteints et affiche la mesure exacte en mètre sur un écran LCD .La mesure étant aussi détectée et envoyée par le biais d’une liaison microcontrôleur-codeur-et émetteur radiofréquence sur un écran constitue d’afficheurs 7 segments.

Description:
Titre de l'invention : SYSTÈME AUTOMATIQUE DE MESURE ET DE

VALIDATION DES SAUTS HORIZONTAUX

CONTEXTE DE L’INVENTION

En athlétisme les sauts horizontaux (saut en longueur et triple saut) sedéroulent comme suit :

-le sauteur est appelé et a un temps déterminé pour exécuter son effort. -l’athlète pose son pied sur une marque sous la forme d’une bande adhésivecollée sur la piste. (la marque est le début de la course d’élan, cette dernière est très précises les foulées sont comptées pour arriver sur la planche de façon optimale sans que le pied d’impulsion ne touche la zone interdite)il s’élance et après une course rythmée il pose son pied sur une planche, exécute sa technique et s’envolepour atterrir dans le sable. La planche poséedans la largeur de la piste d’élan, la planche a une largeur de 30cm. (un athlète peut prendre son impulsion dans les premiers 20cm de la planche, mais s’il touche la zone définie par les dix derniers centimètres ou après ,1e saut est invalide)

Généralement deux juges sont assis de part et d’autres de la planche pour regarder l’endroit où le sauteur pose son pied. Si le juge lève un drapeau rouge le saut est invalide, au contraire le drapeau blanc signifie que le saut est valide et peut être mesure .A noter que le saut est valide même si l’athlète prend l’impulsion avant la planche.

Pour mesurer le saut, un juge identifie grâce à son œil entraîne le point d’impact de l’athlète, plante un piquet et la mesure se fait soit en déroulant un décamètre du point d’impact a la zone permise d’impulsion(au centimètre près ) soit en utilisant le système des géomètres constitue d’un prisme qu’on plante au début de l’empreinte laissée par l’impact et l’unité de mesure qui exploite le rayon réfléchie par le prisme.

L’athlète ne sait pas où il pose le pied, généralement son entraîneur au loin essaye de regarder pour des éventuels réglages .Car prendre impulsion loin de la planche vous pénalise au niveau de la mesure, et en cas de morsure il faut rectifier la course d’élan, le sauteur ayant un nombre limité d’essaies.

A l’entrainement la course d’élan est réglée de manière empirique (par observation des foulées)car pas d’instruments permettant de régler la course d’élan, de déterminer la pose du pied d’impulsion et en mêmetemps de mesurer automatiquement le saut. Seul l’œil de l’entraineur sert pour la plupart du temps à la préparation du sauteur.

Les sauteurs ont des problèmes pour s’entraîner seuls, il faut toujours quelqu’un pour observer l’endroit de la pose du pied d’impulsion sur la planche. Celle-ci est trèspetite (20cm) et 10cm interdite. L’athlète doit donc réglerprécisément ses foulées pour que la dernière arrive pile sur la planche. En courant à toute vitesse c’est difficile de voir ou l’on pose le pied. Età l’entrainement les sauteurs exécutent beaucoup de sauts et il est fastidieux de mesurer avec un décamètre ou un appareil de géomètre.

L’autre problème en compétition, il y asouvent jusqu’à 24 sauteurs sur un mêmesautoir, chacun ayant sa marque au sol (ca prête à confusion)et la distance d’élan est mesurée par les athlètes en comptant les pieds l’un après l’autre.

ETAT TECHNIQUE ACTUEL

Pour mesurer un saut horizontal actuellement l’IAAF ou les différentes fédérations disposent de deux méthodes :

Le décamètreet deux juges qui observent l’endroit où l’athlète pose le pieds .S’il prend impulsion dans les premiers 20cm ou avant la planche, dès son atterrissage le drapeau blanc est levé et le saut est mesure à partir de la dernière partie du corps de l’athlète qui touche le sable, où la marque qu’a fait le corps de l’athlète a l’impact est analyse par un juge et la mesure se fait du bord de celle-ci a la fin de la planche. La mesure est lue au centimètre près et communiquée .Si la planche est mordue, le drapeau rouge est levéet le saut n’est pas mesure.

Dans cette méthode le facteur humain intervient et peu fausser le résultat. Exemple si la planche est mal appréciée (un mordu déclaré non mordu) le résultat est faux. Si le décamètre est place à partir d’un faux impact le résultat est aussi faux. L’athlète et son coach ne savent pas exactement ou le pied a été pose pour faire des réglages et n’ont pas de base pour réclamer un saut non mordu mais déclaré comme tel. Le LASER Ivnx pro mesure de distance électronique a été approuvé par les responsables de l’athlétisme est utilisé dans les plus haut niveaux de la piste y compris les championnats du mondes et jeux olympiques. Le LASER lynx pro comprend un prisme et un pôle prisme, une liaison avec l’ordinateur pour échanger les données avec le réseau des résultats. Le pôle prisme est plante sur l’empreinte laisse par le corps et la mesure est lue sur le module lecteur et transféré sur le réseau. La méthode de calcul est la loi des cosinus dans un triangle rectangle quand l’angle du cote adjacent et l’hypoténuse sont connus, on peut trouver le cote adjacent qui représente la mesure (la précision est a 2mm près ).

Dans cette méthode il y a toujours l’inconvénient du facteur humain dans la lecture de l’endroit où l’athlète pose le pied, de même que sur l’endroit où le juge pose le pôle prisme pour lire la mesure.

Actuellement dans le système de mesure des sauts horizontaux

-il n’y a pas d’aide pour calculer la course d’élan

-il n’y a pas d’instruments pour déterminer automatiquement la pose du pied

-il faut des juges pour lire les mesures.

DESCRIPTION DE L’INVENTION

La présente invention vient résoudre tous les problèmes sus cites dans la pratique des sauts horizontaux en athlétisme.

Le système comprend plusieurs modules qui agissent ensemble. Le schéma de la figurel représente la disposition du système dans son mode de fonctionnement.

Le module(1) est celui qui calcule la distance d’élan, il est compose d’un écran(2) ou la mesure est lue, un module ultrason longue portée (3), un lecteur RFID (4)qui identifie l’athlète, un module émetteur-récepteur infrarouge(5) d’une portée de 1m, un clavier (11).sur le schéma (7) représente le pied de l’athlète et attachée a sa cheville ,on retrouve un petit transpondeur RFID(6) Le module (9) représente le système émetteur de 30 rayons infrarouges puises et coli matée par un dispositif de lentille convergente chaque LED îoo infrarouge se trouve sur le point focal de la lentille. La distance entre les rayons est d’un centimètre. (25) sur le schéma représente 20 centimètres ou la zone d’impulsion permise, (24) est la zone interdite. (8) est Le module récepteur infrarouge comprenant 30 LED IR couplées a des lentilles convergentes avec positionnement des LED IR sur les points 105 focaux.(11) sur le module récepteur est un catadioptre réfléchissant les rayons ultrasons. Le module récepteur comprend un réseau de LED ultra brillantes(E)) qui constituent une graduation de 30 cm.(x)est un dispositif de bip couple a un petit haut-parleur.A noter que dispositif audio dispose d’un bouton d’enregistrement des messages vocaux qui doivent no automatiquement jouer en cas de faute d’impulsion.

Le module (14) est un système identique au module (9) dans son fonctionnement mais comprend des centaines de rayons infrarouges émetteurs séparées par une distance d’un centimètre.

Le module (15) est un système récepteur infrarouge qui comprend des lis centaines de LED Ircouplées à des lentilles convergentes. LesLED sont placée sur les points focaux. Le module comprend une graduation par des LED super brillantes (18).Un petit clavier(17) et un écran LCD 2x16 (16) sont placées sur le module.

Le sauteur qui atterri est représenté par (19).

120 Un écran(22) avec des afficheurs 7 segment géants montre les résultats il a une connectivité radiofréquence, rs 232 et USB. (25) représente la mesure du saut et (21 ) est la premièreLED réceptrice qui ne reçoit pas son rayon incident. (20)est le premier rayon incident interrompu par le sauteur.(13) représente la distance à laquelle sont placées les dispositifs 125 émetteurs-récepteurs de mesure (14) et (15).

La figure2 représente les modules (8) et (9) avec le pied(7) du sauteur entre les modules.(10) représente le dernier rayon incident interrompu lors de la prise d’impulsion. Le balayage micro contrôlé s’effectue de la fin de la planche au début de celle-ci. (E) est l’écran gradue de 30 130 cm.(11 ) est le catadioptre sur lequel rebondissent les ultrasons.

(B) représente le bouton d’enregistrement des messages audio. La figure3 représente les modules émetteur-récepteur de calcul du saut (14) et (15) avec le sauteur (19) ayant fini le saut.(20) représente le rayon infrarouge interrompu lors du balayage micro contrôlé effectue du début système au sauteur atterri .(17) est un clavier relie a l’écranLCD(16) .(18) représente le réseau de LEDS graduées au cm.

La figure4 représente le module(1 ) qui effectue la mesure de la course d’élan, il comprend un écran LCD(2), un dispositif ultrason(3),un clavier(11 ),un module émetteur-récepteur infrarouge(5) pour percevoir le pied du sauteur, un lecteur RFID pour identifier le sauteur et initialiser l’écran des résultats, une marque fluorescente(8) sur laquelle doit être positionne le bout du pied du sauteur.

La figureô représente le module (1) dans son diagramme de connexion. le module ultrason(3) est connecte au microcontrôleur pic 18f877 qui scrute et affiche la mesure, interroge le lecteur RFID(4), écoute le module infrarouge qui peut avoir un état bas ou haut selon la présence du pied ou pas(5).Le clavier(11) est relier au pic qui transmet l’unité de mesure a l’écranLCD.Un réseau radio émetteur 433mhz (9) et codeurs(10) et (12) est relie au pic 18f877, il envoi des messages a l’écran et aux modules de calcul .Tout le système est alimenté par une batterie( 17) .

La figurée représente la structure des micro barrières infrarouge du système .

Pour une Barrière, le module émetteur infrarouge (5) pilote une LED lr(2) placée sur le point focal(11) de la lentille convergente(1 ),la LED émet une lumière pulsée(14).la barrière est alimentée par batterie de 9-12 volts.

Le module récepteur de la barrière comprend le même type de lentille et reçoit les pulsations lumineuse par la LED réceptrice(3) place sur le point focal(11)la LED est reliée à un microcontrôleur pic 18f877(6) via le module récepteur infrarouge(4). L’interruption de la barrière entraîne un changement d’état de la broche du récepteur infrarouge reliée au pic qui allume les LEDS haute luminosités (9). Le pic pilote aussi un réseau émetteurradiofréquence 433mhz(8) -codeur um3750 ou autre pour l’envoie des informations sans fils. L’alimentation est assurée par une batterie 12v(13).A noter que pour tout le système, les pics sont montés en cascade pour scanner les changements d’état des broches reliées aux récepteurs infrarouge qui sont a l’état logique haut ou bas selon que la barrière est interrompue ou pas.

170

FONCTIONEMENT DU SYSTEME

Lors d’un entrainement ou d’une compétition le système de mesure automatique des sauts est disposécomme sur le schéma de la figure 1.

175 MODE ENTRAINEMENT

Dans le mode entrainement une variante du système consiste aréduire la longueur du système émetteur-récepteur de calcul. Exemple 200 LEDS qui aboutissent à 200cm mesurables.

Le sauteur entre sur le clavier(17) la distance des modules de calcul par 180 rapporté la fin de la planche légale(13).Et la mesure effectuée sera déduite du calcul entre la distance lue par le système et la distance introduite(13)(par addition dans le logiciel).

L’athlètepose son pied d’appel devant le module de calcul d’élan(1),le système sent le pied par la réception du signal infrarouge qui rebondit du iss pied. L’écran (2) est réinitialisé, le module ultrason émet un signal qui rebondit sur le module(8) place au début de la planche, la longueur de la course d’élan symbolisée par l’écartement entre les modules (1 ) et (8) s’affiche automatiquement sur l’écran. Le sauteur démarre sa course et arrive sur la planche de saut, son pied d’appel interrompt les barrières 190 infrarouges constituées par les modules(9) et(8) ,les LEDS graduées au centimètre s’allument pour marquer la distance d’empreinte sur la planche. Si l’empreinte se trouve dans la zone permise ou (les premiers 20cm(25) le sauteur n’entend pas de bip ou de message vocal il sait que son saut est valide. A son atterrissage les micros barrières infrarouges 195 constituées par les modules (14) et(15) sont interrompues .

Lors du balayage effectue par les microcontrôleurs pilotant la réception infrarouge la première barrière interrompue par une partie du corps de l’athlètereprésente la mesure. Celle-ci est affichée en allumant la LED correspondante sur la graduation(18) du module (15).Le sauteur peut donc lire la mesure de son saut.

Si lors de la prise d’impulsion, le pied(7) de l’athlète touche la zone interdite(24) il entend un bip et un message vocal du genre "saut mordu” en français ou le même message dans toutes les langues voulues.

A noter que lorsque le saut est mordu la mesure de la distance mordue s’affiche, mais le système ne calcule pas la mesure du saut.

MODE COMPETITION

Dans le mode compétition en plus du mode entrainement, dès que le pied(7) est pose devant le module (1 ),le dispositif(4) sur le module (1 ) est un Lecteur RFID qui identifie l’athlète en lisant le transpondeur(6)et initialise l’écran des résultats(22). L’écran affiche a dimension de l’empreinte du pied par rapport à la zone légale de saut sur la planche d’impulsion, et aussi le résultat du saut .l’écran peut comporter des sorties usb,rs232 et Bluetooth pour intégrer automatiquement les mesures valides au réseau des résultats de la compétition. A noter que dans une variante du système toute la longueur du sautoir peut être encadrée par les modules de calcul des sauts (14) et(15), la valeur introduite dans le système à travers le clavier (16) sera juste 0 cm, et la mesure déterminée par la LED allumée sur l’écran (16) et le dispositif(18).Les modules (9) et (8) peuvent aussi être allonges jusqu’au début de la course d’élan, dans cette option les points d’impact des foulées peuvent être obtenues et la course d’élan réglée de façon beaucoup plus précise.