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Title:
REAL-TIME TEACHING AID DEVICE FOR A BOARD SPORT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/207943
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a real-time teaching aid device (1) for a board sport, such as surfing, intended for a person engaging in such a sport. Said teaching aid device comprises: • - a set of sensors (5) capable of measuring the position, the speeds, and the accelerations of a surf board (3) in a Cartesian coordinate system associated with the board; said set of sensors being connected to • - a measured data processing unit (7) for determining a deterministic dynamic behaviour model of the surf board; • - at least one signalling means (9) for providing, in real-time, information relating to the deterministic dynamic behaviour model of the board to the person engaging in such a sport and/or to a third party. The invention also relates to a surf board having such a device.

Inventors:
LESTRADE, Kévin (16 chemin de l'Ormeau, Tarbes, 65000, FR)
BAROU, Jean-Luc (1 rue Bossuet, Villenave-D'ornon, 33140, FR)
VIOT, Philippe (1 square du Médoc, Gradignan, 33170, FR)
Application Number:
FR2017/051388
Publication Date:
December 07, 2017
Filing Date:
June 02, 2017
Export Citation:
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Assignee:
UNIVERSITÉ DE BORDEAUX (35 place Pey Berland, Bordeaux, 33000, FR)
INSTITUT POLYTECHNIQUE DE BORDEAUX (1 avenue du Docteur Albert Schweitzer, Talence Cedex, 33402, FR)
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (3 rue Michel-Ange, Paris, 75016, FR)
ÉCOLE NATIONALE SUPÉRIEURE D'ARTS ET MÉTIERS (151 boulevard de l'Hôpital, Paris, 75013, FR)
AMVALOR (151 boulevard de l'Hôpital, Paris, 75013, FR)
International Classes:
A63B69/00; A63B71/06; B63B35/79
Domestic Patent References:
WO2015172178A12015-11-19
WO2017001780A12017-01-05
Foreign References:
US20140031703A12014-01-30
US6266623B12001-07-24
DE19718917C11999-05-06
Other References:
K. LESTRADE, S. GUÉRARD, P. LANUSSE, PH. VIOT: "BIOMECHANICS OF SURFING: DEVELOPMENT AND VALIDATION OF ANINSTRUMENTED SURFBOARD TO MEASURE SURFBOARD KINETICS", 3 July 2015 (2015-07-03), XP002766835, Retrieved from the Internet [retrieved on 20170207]
BONA DANIEL DEZAN DE ET AL: "Instrumentation of a surfboard to evaluate surfing performance", 2014 11TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON REMOTE ENGINEERING AND VIRTUAL INSTRUMENTATION (REV), IEEE, 26 February 2014 (2014-02-26), pages 339 - 343, XP032586314, DOI: 10.1109/REV.2014.6784184
None
Attorney, Agent or Firm:
NOVAGRAAF TECHNOLOIGES (Bâtiment O2, 2 rue Sarah BernhardtCS, 92665 Asnières-Sur-Seine Cedex, 92665, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Dispositif temps réel d'aide à l'apprentissage (1 ) d'un sport de glisse tel que le surf pour un pratiquant d'un tel sport comprenant :

- un ensemble de capteurs (5) adaptés pour mesurer la position, les vitesses et les accélérations d'une planche de surf (3) dans un repère cartésien associé à la planche; ledit ensemble de capteurs (5) étant relié à

- une unité de traitement (7) des données mesurées pour déterminer un modèle de comportement dynamique déterministe de la planche de surf ;

- au moins un moyen de signalisation (9) pour délivrer en temps réel, des informations relatives au modèle de comportement dynamique déterministe de la planche, au pratiquant et/ou à une personne externe, dans lequel le moyen de signalisation délivre une information relative au modèle de comportement dynamique déterministe concernant au moins une action à adopter par le pratiquant, et

dans lequel au moins une action à adopter par le pratiquant concerne le moment optimal pour le pratiquant de surf pour démarrer la phase de redressement.

2. Dispositif (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de signalisation (9) comprend un signal sonore. 3. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le moyen de signalisation (9) comprend un signal lumineux visible par le pratiquant et/ou une personne extérieure tel que l'entraîneur.

4. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen de signalisation (9) comprend un écran adapté pour afficher des informations relatives au comportement dynamique de la planche de surf et visibles par le pratiquant.

5. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre une unité de stockage de données reliée à l'ensemble des capteurs (5) et à l'unité de traitement de données (7). 6. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant en outre des moyens de communication (1 1 ) adaptés pour émettre le signal reçu par au moins un des moyens de signalisation vers une personne extérieure telle que l'entraîneur. 7. Dispositif (1 ) selon la revendication 6 en ce qu'elle dépend de la revendication 5, dans lequel les moyens de communication (1 1 ) sont en outre adaptés pour permettre d'accéder aux données stockées dans l'unité de stockage. 8. Dispositif (1 ) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel les moyens de communication (1 1 ) sont adaptés pour recevoir des informations envoyées par une personne extérieure, lesdites informations étant retransmisses en temps réel au pratiquant par au moins un des moyens de signalisation. 9. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant en outre une caméra embarquée adaptée pour filmer le pratiquant.

10. Dispositif (1 ) selon la revendication 9 en ce qu'elle dépend de l'une des revendications 6 à 8, dans lequel ladite caméra est reliée aux moyens de communication (1 1 ) adaptés pour transmettre les images en temps réel à une personne extérieure.

11. Dispositif (1 ) selon la revendication 10 en ce qu'elle dépend de la revendication 5 ou 7, dans lequel ladite caméra est reliée à l'unité de stockage de données adaptée pour enregistrer et/ou stocker les images de la caméra.

12. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 1 1 , lequel comportant un boîtier formé de deux parties :

- une base (30) destinée à être fixée à la planche de surf par des moyens de fixation, et

- une partie amovible (32) vis-à-vis de la base, les deux parties coopérant ensemble pour former un ensemble étanche.

13. Planche de surf comprenant un dispositif temps réel d'aide à l'apprentissage (1 ) défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.

Description:
DISPOSITIF TEMPS RÉEL D'AIDE À L'APPRENTISSAGE D'UN SPORT DE

GLISSE

DESCRIPTION

Domaine technique

[01 ] La présente invention se rapporte au domaine des sports de glisse plus précisément au surf et à son apprentissage. État de la technique

[02] L'apprentissage et le perfectionnement du surf passent par un entraînement sous le regard d'un entraîneur. Ce dernier va regarder le pratiquant de surf évoluer et, en fonction des défauts qu'il constate, proposer des corrections au surfeur qui va s'efforcer d'avoir l'attitude correcte par une succession d'essais / erreurs.

[03] Habituellement, lors d'un cours de surf, l'entraîneur doit, depuis la plage, envoyer des indications au pratiquant de surf sur la conduite à avoir, cela de manière gestuelle ou sonore afin de guider le surfeur débutant.

[04] De manière générale, pour les surfeurs débutants, la phase de redressement (« take off »), est une des phases les plus difficiles à apprendre et à maîtriser. C'est la phase dans laquelle le surfeur passe d'un plan horizontal, lors de la phase de rame qui est une phase de lancement, à un plan vertical lors de son engagement dans le creux d'une vague. Il est donc nécessaire de choisir le moment optimal pour effectuer le take-off. Actuellement ce moment optimal est basé sur une estimation subjective et aléatoire de la vitesse de la planche par le surfeur et l'entraîneur.

[05] Dans le cadre d'un cours d'apprentissage de surf, il est très difficile pour les surfeurs débutant d'estimer ce moment optimal et ils ont tendance à se lever trop tôt ou trop tard. Les conséquences de se lever trop tôt ou trop tard sont parfois un mauvais début de vague freinant la progression du surfeur sur la vague et dans la plupart des cas une chute pouvant s'avérer dangereuse suite à un choc éventuel avec la planche. [06] L'entraîneur doit donc envoyer un signal sonore au surfeur débutant pour qu'il se lève au bon moment afin de garantir la qualité du surf. Ainsi, tant que la phase de redressement n'est pas maîtrisée par le surfeur, celle-ci nécessite l'intervention de l'entraîneur qui ne peut alors pas insister sur d'autres aspects techniques de l'enseignement. Cette phase d'apprentissage se révèle souvent lourde, longue, ingrate et fastidieuse.

Description de l'invention

[07] L'objectif de la présente invention est donc de faciliter cette phase d'apprentissage, de sorte que le pratiquant de surf débutant puisse être autonome très rapidement pour choisir le moment optimal où il doit se lever en fonction de la position, des vitesses et accélérations de la planche de surf.

[08] À cet effet, l'invention a pour objet un dispositif temps réel d'aide à l'apprentissage d'un sport de glisse tel que le surf pour un pratiquant d'un tel sport comprenant :

un ensemble de capteurs adaptés pour mesurer la position, les vitesses et les accélérations d'une planche de surf dans un repère cartésien associé à la planche; ledit ensemble de capteurs étant relié à

une unité de traitement des données mesurées pour déterminer un modèle de comportement dynamique déterministe de la planche de surf ;

au moins un moyen de signalisation pour délivrer en temps réel, des informations relatives au modèle de comportement dynamique déterministe de la planche, au pratiquant et/ou à une personne externe.

[09] Avantageusement, l'information relative au modèle de comportement concerne au moins une action à adopter par le pratiquant, notamment le moment optimal pour le pratiquant de surf pour démarrer la phase de redressement.

[10] Le surfeur débutant pouvant s'entraîner sans moniteur notamment pour cette phase de redressement, l'apprentissage de cette phase devient plus rapide et les cours suivis avec un entraîneur sont plus optimisés sur les autres techniques de ce sport de glisse. [1 1 ] Avantageusement, les moyens de signalisation comportent les éléments suivants, utilisables seuls ou en combinaison :

un signal sonore, remplaçant ainsi le signal émis par l'entraîneur ;

un signal lumineux visible par le pratiquant et/ou une personne extérieure telle que l'entraîneur;

un écran adapté pour afficher des informations relatives au comportement dynamique de la planche de surf et visibles par le pratiquant.

[12] Avantageusement, le dispositif comporte une unité de stockage de données reliée à l'ensemble des capteurs et à l'unité de traitement de données.

[13] Avantageusement, le dispositif comprend aussi des moyens de communication qui, selon des options utilisables seules ou combinées, sont adaptés pour :

- émettre le signal reçu par au moins un des moyens de signalisation vers une personne extérieure telle que l'entraîneur ;

- permettre d'accéder aux données stockées dans l'unité de stockage, permettant notamment de décharger les données enregistrées pour les analyser une fois l'entraînement terminé ;

- recevoir des informations envoyées par une personne extérieure, lesdites informations étant retransmises en temps réel au pratiquant par au moins un des moyens de signalisation.

[14] Avantageusement, le dispositif comporte également une caméra embarquée adaptée pour filmer le pratiquant.

[15] Avantageusement, ladite caméra est reliée aux moyens de communication adaptés pour transmettre les images en temps réel à une personne extérieure.

[16] Avantageusement, ladite caméra est également reliée à l'unité de stockage de données adaptée pour enregistrer et/ou stocker les images de la caméra.

[17] Avantageusement, le dispositif comporte deux parties :

une base destinée à être fixée à la planche de surf par des moyens de fixation, et

une partie amovible vis-à-vis de la base, les deux parties coopérant ensemble pour former un ensemble étanche. [18] La présente invention a aussi pour objet une planche de surf comprenant un dispositif temps réel d'aide à l'apprentissage défini selon l'un quelconque des modes de réalisation définis précédemment. Brève description des figures

[19] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférés donnés à titre d'exemples illustratifs, non limitatifs, en référence aux dessins parmi lesquels :

- La figure 1 représente un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention fixé à une planche de surf ;

- La figure 2 représente une vague arrivant sur la planche de surf de la figure 1 ainsi qu'un référentiel associé à une planche de surf.

- La figure 3 représente une forme de réalisation du dispositif de la figure 1 comprenant une base fixe et une partie amovible.

Modes de réalisation

[20] En référence à la Figure 1 , et selon un premier mode de réalisation général de l'invention, le dispositif 1 temps réel d'aide à l'apprentissage d'un sport de glisse tel que le surf comprend :

- un ensemble de capteurs 5 adaptés pour mesurer la position, les vitesses et les accélérations selon trois axes associés à une planche de surf, telle qu'une centrale inertielle regroupant un accéléromètre trois axes, un gyroscope trois axes ainsi qu'un magnétomètre ;

- une unité de traitement 7 des données mesurées adaptée pour déterminer un modèle de comportement dynamique déterministe de la planche de surf à partir des valeurs physiques mesurées par les capteurs ;

- au moins un moyen de signalisation 9 adapté pour délivrer en temps réel des informations relatives à un modèle de comportement au pratiquant et/ou à une personne externe.

Ce dispositif peut être réparti en plusieurs localisations de la planche. Notamment, tout ou partie du moyen de signalisation 9 peut être déporté par rapport à l'ensemble des capteurs 5 et à l'unité de traitement des données 7, et cela en étant logiquement connectés avec eux.

[21 ] Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble de capteurs 5 comprend des capteurs de position et de mouvement qui sont destinés à identifier les interactions entre la planche de surf et la vague. Il comprend généralement un gyroscope 3 axes, un accéléromètre 3 axes et un magnétomètre 3 axes.

[22] Selon un autre mode de réalisation, cet ensemble de capteurs peut comporter un récepteur GPS ou un récepteur GPS combiné avec un autre capteur tel un accéléromètre 3D. L'utilisation d'un récepteur GPS permet de rendre plus précise la mesure de la position et de la vitesse de la planche de surf et donc d'avoir un déclenchement du moyen de signalisation plus précis.

[23] Le dispositif 1 possède donc neuf degrés de liberté qui permettent de mesurer à chaque instant les rotations d'angles en X, Y et Z (voir le référentiel 20 donné Figure 2) ainsi que les vitesses et accélérations correspondantes autours desquelles la planche varie.

[24] Ainsi, un pratiquant de surf 22 qui décide de prendre une vague 24 va ramer en direction du rivage et donc selon une certaine plage d'angles et de vitesses angulaires selon l'axe Z.

[25] Lorsque la vague se rapproche et commence à passer sous la planche 3, celle-ci se penche alors selon une plage d'angles, de vitesses et accélérations angulaires selon l'axe Y.

[26] Enfin, l'action de ramer provoque aussi une rotation de la planche 3 selon l'axe X.

[27] L'unité de traitement de données 7 intégrée dans le dispositif comprend un algorithme de calcul qui détermine un modèle de comportement dynamique déterministe de la planche de surf 3 à partir des valeurs physiques provenant des capteurs 5.

[28] Ce modèle de comportement dynamique déterministe de la planche de surf 3 est prédéfini par un modèle prédictif qui prend en compte l'interaction entre le pratiquant de surf 22 et la planche de surf 3. Ce modèle prédictif permet de prédire le comportement de la planche 3 en fonction du comportement du pratiquant.

[29] Les informations sur le modèle de comportement dynamique déterministe de la planche sont ensuite envoyées au pratiquant 22, et/ou à une personne externe via les moyens de signalisation 9.

[30] L'information relative au modèle de comportement dynamique déterministe concerne au moins une action à adopter par le pratiquant.

[31 ] Selon un mode de réalisation de l'invention, ce modèle de comportement dynamique déterministe permet de déterminer le moment optimal pour démarrer la phase de redressement ou take-off. Ainsi, l'action du pratiquant de surf consiste à démarrer la phase de take-off.

[32] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, ce modèle de comportement permet de déterminer une insuffisance d'appui de la part du pratiquant, par exemple sur l'avant de la planche pendant la phase de surf. Dans ce cas, l'action du pratiquant consiste à modifier son appui sur l'avant de la planche.

[33] Avantageusement, le signal émis par le moyen de signalisation est spécifique à la nature de l'information délivrée au pratiquant et/ou à la personne externe. A titre d'exemple, dans le cas d'un signal lumineux, un code des couleurs permet de spécifier la nature de l'information (exemples : take-off, mauvaise posture, etc.).

[34] Selon une première option un des moyens de signalisation est un signal sonore qui remplace celui qui était à l'origine émis par l'entraineur présent sur la plage pour donner ses indications.

[35] Le son associé (ex : coup de sifflet ou bip, simple ou répété, etc. ou encore un message vocal) désigne :

- soit une action à réaliser par le pratiquant, comme amorcer le redressement,

- soit un comportement à corriger, comme la position du pratiquant sur la planche, un manque de vitesse, etc.,

- ou autre. [36] Selon une seconde option, le signal sonore peut être remplacé ou combiné avec un signal lumineux, telle une LED. Le clignotement répété, plus ou moins long, ou encore la couleur de celle-ci, etc. peut alors remplacer ou accompagner de manière synchronisée ou non le signal sonore.

[37] De préférence, le dispositif est monté à l'avant de la planche de sorte que celui-ci soit visible par le pratiquant, en même temps que par l'entraîneur.

[38] Dans un mode de réalisation encore plus performant et compatible du mode général, les moyens de signalisation comprennent un écran adapté pour afficher des informations visibles par le pratiquant, type des messages écrits ou des vidéos / schémas indiquant les actions à réaliser ou encre la position de la planche de surf par rapport à la vague, etc.

[39] Selon une option compatible des modes de réalisation précédents, le dispositif comprend une unité de stockage de données provenant des capteurs 5 et de l'unité de traitement de données 7. Cela permet d'exploiter ces données en fin d'exercice.

[40] Selon une autre option compatible de ce mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens de communication qui, selon des options utilisables seules ou en combinaisons, sont adaptés pour :

- émettre le signal reçu par au moins un des moyens de signalisation vers une personne extérieure telle que l'entraîneur ;

- permettre d'accéder aux données stockées dans l'unité de stockage, permettant notamment de décharger les données enregistrées pour les analyser une fois l'entraînement terminé ;

- permettre à une personne extérieure d'envoyer des informations retransmisses en temps réel au pratiquant par au moins un des moyens de signalisation. Cela peut par exemple être sur l'écran du dispositif 1 du pratiquant, comme des indications pour améliorer la pratique du surfeur, les conditions climatiques ou autre, ou encore des messages sonores, ou un signal lumineux correspondant à la nature de l'information à faire passer (take off, mauvaise position, etc.). [41 ] Ces moyens de communication peuvent être filaires comme une prise USB sur laquelle le pratiquant viendrait se brancher une fois l'entraînement terminé pour récupérer les données de sa cession.

[42] Ces moyens de communication peuvent aussi être sans fil, type Bluetooth, pour permettre d'établir une communication entre le pratiquant et une personne externe, via des messages affichés sur l'écran du pratiquant, des messages sonores ou un signal visuel, pendant l'entraînement alors que le surfeur est en mer et l'entraîneur sur le rivage.

[43] Le dispositif selon l'un des modes de réalisation précédemment décrits peut aussi comprendre une caméra embarquée et adaptée pour filmer le pratiquant.

[44] En fonction des options, utilisables seules ou combinées :

- la caméra est reliée à l'unité de stockage adaptée pour enregistrer et stocker la vidéo prise du pratiquant pour que celui-ci puisse la visionner après sa séance d'entraînement et ainsi regarder les points à améliorer ;

- la caméra est reliée aux moyens de communication adaptés pour envoyer les images en temps réel à un écran pour qu'une personne externe puisse les visualiser, comme l'entraîneur présent sur la plage.

[45] Enfin, comme le montre la Figure 3, le dispositif peut comporter un boîtier formé de deux parties :

- une base 30 destinée à être fixée à la planche de surf par des moyens de fixation, et

- une partie amovible 32 vis-à-vis de la base.

[46] La base 30 et la partie amovible 32 coopèrent ensemble pour former un ensemble étanche.

[47] Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie amovible est montée sur la base par simple emboîtement et le montage est rendu étanche par tout moyen approprié. [48] Selon une forme de réalisation de l'invention, la partie amovible 32 comprend une première partie et une deuxième partie, les deux parties formant un logement dans lequel est reçu l'ensemble des éléments électroniques tels que les capteurs 5, l'unité de traitement 7, les moyens de signalisation 9, l'unité de stockage, les moyens de communication 1 1 et la batterie alimentant le système.

[49] De préférence, au moins une surface de la partie amovible est réalisée dans un matériau transparent pour laisser passer un signal lumineux provenant des moyens de signalisation.

[50] Le fait de pouvoir retirer la partie principale 32 du dispositif permet de faciliter le changement d'alimentation ou le rechargement du dispositif, ou encore de faciliter l'accès aux données contenues dans le dispositif telles que le paramétrage des algorithmes intégrés dans l'unité de traitement, les vidéos enregistrées de la caméra, etc.

[51 ] La présente invention concerne également une planche de surf comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus.

[52] Selon un premier mode de réalisation, le dispositif 1 est fixé sur une zone de la planche de surf 3 par des moyens de fixation telle qu'une couche adhésive. A titre d'exemple, les moyens de fixations adaptés (non représentés ici sur les figures) peuvent être un ruban adhésif.

[53] Selon un autre mode de réalisation, la planche comprend un logement dans lequel est reçu le dispositif de sorte que la partie supérieure du dispositif et la surface de la planche forment sensiblement une surface continue.