Brevet FR2754723A1 — publié le 19980424

DISPOSITIF PORTATIF D'AIDE A LA RANDONNEE La présente invention concerne un dispositif portatif d'aide à la randonnée destiné à permettre à l'utilisateur de connaître exactement sa position, d'être guidé et de pouvoir consulter aussi bien des données relatives à l'environnement que des paramètres physiologiques relatifs, par exemple, à son effort physique. On connaît de nombreux dispositifs de positionnement et de guidage permettant de faciliter l'évoiùtion du randonneur comme, par exemple, les systèmes couramment appelés "GPS" Systeme de Positionnement Global, ou les systèmes informatiques du type guidage routier destinés à permettre le guidage du véhicule de l'utilisateur. Cependant, les différents systèmes connus présentent de nombreux inconvénients relatifs soit à leur difficulté d'utilisation ou a leur encombrement, soit à la nécessité d'utiliser des accessoires complémentaires (cartes géographiques sur support papier) ou des dispositifs extemes (satellites, bornes, relais ..) leur faisant perdre leur autonomie. En outre, les dispositifs utilisant la transmission par liaison satellite ou par relais sont facilement repérables et peuvent éventuellement être brouillés lors par exemple d'une utilisation de type militaire. Par ailleurs, les dispositifs connus ne permettent pas de pouvoir lier les caractéristiques ou les paramètres physiologiques de l'utilisateur avec l'activité ou l'effort effectué ainsi qu'avec les différents paramètres physiques et géographiques (dénivelé, temps, altitude, distance du parcours effectué), lesdites caractéristiques pouvant être très utiles dans le cadre d'un entraînement sportif ou par exemple d'une préparation physique. La présente invention a pour but de remédier aux divers inconvénients précités en proposant un dispositif d'aide à la randonnée portatif et autonome permettant d'enregistrer, de traiter et d'afficher les différentes données et paramètres mesurés. Ainsi, le dispositif portatif d'aide à la randonnée selon l'invention comporte - une unité de calcul informatique destinée à effectuer le traitement des données et des paramètres, - un ensemble de capteurs destinés à mesurer des paramètres physiques, mécaniques et/ou physiologiques liés à l'utilisateur ou à son environnement et à les transmettre à l'unité de calcul, -un dispositif d'affichage destiné à permettre la présentation des données, des paramètres et des résultats du traitement des données et paramètres par l'unité de calcul. Selon une autre caractéristique, le dispositif portatif d'aide à la randonnée comporte également des moyens d'entrée de données destinés à permettre le transfert de données, notamment de données cartographiques vers l'unité de calcul. Selon une caractéristique complémentaire, l'ensemble de capteurs comporte un altimètre et/ou un clinomètre, une boussole et/ou un compas, un podomètre et/ou un compteur kilométrique. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'ensemble de capteurs comporte des capteurs de type biologique ou physiologique destinés à mesurer des paramètres physiologiques de l'utilisateur. Selon une autre caractéristique, le dispositif portatif d'aide à la randonnée selon l'invention possède une unité de calcul qui comporte des moyens de traitement des paramètres transmis par l'ensemble de capteurs destinés à permettre la localisation sur des données cartographiques de la position de l'utilisateur évaluée par lesdits moyens et/ou du trajet que l'utilisateur a emprunté depuis son point de départ jusqu'à sa position finale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1, 2, 3, 4 et 5 illustrent schématiquement le dispositif ainsi que des exemples d'utilisation selon le premier mode de réalisation. La figure 1 est un schéma de principe du dispositif selon l'invention. La figure 2 illustre schématiquement une construction particulière du dispositif. La figure 3 illustre un bloc de capteurs. La figure 4 illustre le dispositif et la page écran type montrant le tracé théorique du parcours et le trajet de l'utilisateur évalué par les capteurs. La figure 5 illustre une page écran complémentaire montrant les paramètres que l'on peut consulter. Les figures 6 et 7 illustrent le deuxième mode de réalisation. La figure 6 est un schéma de principe de l'invention selon le deuxième mode de réalisation. La figure 7 est une page écran montrant l'évolution d'un paramètre physiologique et du dénivelé parcouru en temps réel. Selon l'invention, le dispositif portatif d'aide à la randonnée illustré figure 1 et portant la référence générale (1) comporte une unité de calcul informatique (UC) destinée à effectuer la gestion et le traitement des différentes données et paramètres qui lui sont transmis. I1 comporte, de plus, un dispositif d'affichage (DA) destiné à permettre la communication des données, des paramètres et des résultats de leur traitement effectué par l'unité de calcul (UC). L'unité de calcul informatique (UC) est muni de moyens d'entrée de données (ME) destinés à lui permettre de stocker en mémoire, l'ensemble des données cartographiques (12) de la région traversée ou du trajet effectué ainsi que des informations diverses comme, par exemple, le tracé (11) exact de la promenade ou des promenades de la région et de leurs variantes, des photographies numérisées de certains endroits précis du parcours ou de la carte (notamment le point de départ), des informations touristiques, des données spécifiques à l'utilisateur (plage horaire à respecter, lieux connus méritant un arrêt...) ou autre. Les moyens d'entrée (ME) destinés à permettre le chargement des données peuvent être constitué, par exemple, par une interface (2) du type RS 232C lorsque les données sont présentes sur un ordinateur de type PC (3), lesdites données pouvant, par exemple, être transmises d'un serveur par l'intermédiaire d'une liaison par modem ou provenir d'une disquette ou d'un CD ROM, ou par un microphone lorsque les données sont constitués par un message vocal synthétisé. Le dispositif portatif d'aide à la randonnée (1) comporte, en outre, un dispositif d'alimentation électrique (AE) pouvant être avantageusement des batteries rechargeables. Selon l'invention, le dispositif portatif d'aide à la randonnée (1) comporte un ensemble de capteurs (EC), lesdits capteurs étant destinés à mesurer en temps réel les paramètres physiques, mécaniques ou physiologiques liés soit à l'utilisateur, soit à l'environnement. Chaque capteur de l'ensemble des capteurs (EC) est relié directement ou indirectement à l'unité de calcul (UC) à laquelle il transmet ses informations qui sont enregistrées, stockées, puis traitées par ladite unité. De plus, l'unité de calcul (UC) comporte des moyens de commande (MC) tels qu'un clavier, une souris (4) intégrée et/ou un ensemble de touches de fonction (5) et/ou un écran tactile et/ou un microphone (25) pour une commande par message vocal par exemple, lesdits moyens étant destinés a permettre le choix du type de traitement des données et paramètres en fonction des désirs de l'utilisateur, comme le montre la figure 2. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif portatif d'aide à la randonnée (1) est destiné aux promeneurs ou aux randonneurs qui ne sont pas forcément intéressés par la performance sportive ; l'ensemble de capteurs (EC) illustré figure 3 est ainsi constitué par une boussole et/ou un compas (6), un altimètre (7a) et/ou un ou plusieurs clinomètre (7b), un podomètre (8a) et éventuellement un thermomètre (9) et/ou un hygromètre (10). Selon une première étape, dite de choix de la promenade, l'utilisateur effectue, grâce aux moyens d'entrée de donnée (ME), le chargement des données relatives à la région traversée ou à la promenade. I1 sélectionne ensuite à l'aide des moyens de commande (MC) l'itinéraire (11) voulu parmi les divers itinéraires proposés. Une fois ce choix effectué, le dispositif (1) permet à l'utilisateur de prendre connaissance de données complémentaires concernant le lieu de départ, les moyens d'accès et de parking, l'altitude du départ ou une photographie du point de départ, par exemple. Une fois sur le lieu de départ, l'utilisateur peut visionner la carte (12) de la région ainsi que le trajet de promenade (11) qu'il a sélectionné. Avant d'engager la randonnée proprement dite, le dispositif (1) effectue un test général de fonctionnement. Une fois le test terminé, l'utilisateur pourra effectuer une procédure de test et de pré-calibrage des capteurs afin de pouvoir vérifier leur bon fonctionnement et de pouvoir affiner la valeur des paramètres mesurés par ceux-ci au cours de la randonnée. Il peut ainsi être amené à entrer des données complémentaires grâce aux moyens de commande (MC) comme par exemple sa taille ou la longueur moyenne de sa foulée. Si l'utilisateur n'introduit pas lesdites données complémentaires celles ci peuvent être prises par défaut égales à celles de l'utilisation précédente du dispositif. Selon l'invention, l'unité de commande (UC) est destinée à permettre, entre autre, la localisation sur les données cartographiques (12) de la position (13) de l'utilisateur évaluée par les moyens de traitement des informations et paramètres transmis par les capteurs ainsi que le trajet déjà effectué, comme le montre la figure 4 Selon l'invention, le trajet (11) de la promenade comporte > comme le montre la figure 4, des points de repères (PR) remarquables, auxquels sont attachées des informations complémentaires disponibles (photographies, descriptions, renseignements sur un embranchement ...). Ainsi, lors de la randonnée, le dispositif (1) enregistre dans l'unité de calcul les différents paramètres fournis par l'ensemble des capteurs (EC) comme la distance parcourue, l'orientation, l'altitude et permet, après traitement desdits paramètres, d'afficher sur la carte (12) de la région comprenant le trajet théorique (11) une évaluation précise de la position de l'utilisateur et du trajet effectué (13). Pendant la randonnée, afin d'économiser l'énergie fournie par le dispositif d'alimentation électrique (AE) à l'unité de calcul (UC) ainsi qu'au dispositif d'affichage (DA) et éventuellement à des capteurs, le dispositif (1) comprend un système de mise en veille du dispositif d'affichage (DA). Selon l'invention, le dispositif d'aide à la randonnée (1) comprend des moyens d'avertissement (MA), comme par exemple une sonnerie, un bip ou un message vocal synthétisé par exemple, destinés à permettre à l'utilisateur d'être averti lorsque sa position évaluée par l'unité de calcul (UC) grâce aux paramètres transmis par l'ensemble des capteurs (EC) se trouve à proximité d'un point de repère (PR) remarquable du trajet sélectionné (11). Ainsi, le promeneur averti pourra consulter en remettant le dispositif d'affichage (DA) sous tension, la photographie ou les informations complémentaires liées à ce point de repère. En outre, lorsque l'utilisateur aura acquis la certitude qu'il se trouve à l'endroit exact du point de repère (PR) remarquable des données cartographiques (12) il pourra valider à l'aide des moyens de commande (MC) sa nouvelle position qui devient alors une nouvelle position de référence. L'unité de calcul (UC) peut alors, en comparant le trajet réel (11) des données cartographiques et le trajet supposé (13) calculé grâce aux paramètres mesurés par les capteurs, effectuer un nouveau calibrage desdits capteurs. I1 va de soi que ledit calibrage peut s'effectuer soit par rapport au point de départ, soit par rapport à un point de repère remarquable précédant. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, lorsque l'indication de la boussole (6) est contraire à l'indication attendue par l'unité de commande (UC), le dispositif peut en avertir l'utilisateur grâce aux moyens d'avertissement. De plus, les paramètres correspondant au détour effectué sont enregistrés par l'unité de commande (UC) en tant qu'informations pour l'utilisateur, mais ne seront pas prises en compte pour les calibrages successifs. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif d'aide à la randonnée (1) permet d'afficher sur le dispositif d'affichage (DA) constitué par un écran illustré figure 5 les différents paramètres mesurés ou une évaluation d'autres paramètres calculés par l'unité de commande (UC) en fonction desdits paramètres mesurés ou des données comme, par exemple: - l'heure de départ, le temps de marche, la durée des pauses, - la vitesse instantanée et la vitesse moyenne, - la vitesse en montée, la vitesse en descente, - la pente, - les dénivelés, - les altitudes diverses, - des vues en coupe du parcours, - la foulée moyenne du marcheur et/ou du coureur - et éventuellement, les paramètres extérieurs tels que la température, le degré d'humidité, la pression atmosphérique, ainsi que la tendance météorologique. En outre, les différents paramètres mesurés ou calculés sont stockés par le dispositif (1) de manière à pouvoir être transférés vers un ordinateur par exemple de type PC (3). Selon un deuxième mode de réalisation illustré figures 6 et 7 constituant un perfectionnement du premier mode, le dispositif portatif d'aide à la randonnée (1) est destiné à la pratique sportive et à l'entraînement physique, par exemple. Ainsi, l'ensemble de capteurs (EC) comporte en supplément des capteurs de type biologique ou physiologique (CP1, CP2, CP3, CP4, CP5) destinés à mesurer différents paramètres physiologiques liés à l'utilisateur durant son effort physique, ou sa récupération comme, par exemple, des capteurs mesurant le rythme cardiaque (CP1), le taux d'oxygène dans le sang (CP2), la réserve de glycogène (CP3), la température et le pH de la peau (CP4) ou le taux de sudation (CP5). Selon ce deuxième mode de réalisation, le dispositif (1) enregistre et stocke les paramètres et leur évaluation de manière à permettre leur traitement par l'unité de calcul (UC) de manière à obtenir des informations comme celles illustrées figure 7 montrant sur le dispositif d'affichage (DA) l'évolution en temps réel de l'altitude de l'utilisateur (20) et de son rythme cardiaque (21). L'utilisateur peut, de plus, sélectionner les paramètres qu'il veut étudier en fonction du terrain rencontré. Les différents capteurs (EC) sont situés à la ceinture de l'utilisateur ou directement sur des sites déterminés de celui-ci pour les capteurs physiologiques. Selon une variante de ce mode de réalisation non représentée, le dispositif est de faible taille et peut être porté au poignet comme une montre > il comporte une unité de calcul (UC) qui permet d'enregistrer les différents paramètres de manière à permettre une utilisation et un traitement de ceux-ci à posteriori, c'est-à-dire après l'effort physique en transférant l'ensemble des données et paramètres enregistrés par l'unité de calcul sur un ordinateur. Selon cette variante, le dispositif comprend un dispositif d'affichage (DA) qui est de taille réduite et qui ne permet que de consulter la valeur de certains paramètres par exemple. Selon une variante des deux premiers modes de réalisation, le dispositif portatif d'aide à la randonnée (1) n'est plus destiné à être utilisé pour la randonnée pédestre mais pour la promenade cycliste (a caractère sportif ou ludique). Dans cette variante, l'ensemble de capteurs (EC) comporte un compteur kilométrique (8b) qui mesure la distance parcourue par le cycliste remplaçant ainsi le podomètre des modes de réalisations précédents. Notons que dans le cadre d'un entraînement sportif du type cyclo-cross, l'ensemble de capteurs (EC) peut être muni du compteur kilométrique (8b) montée sur la bicyclette ainsi que du podomètre (8a) porté directement par l'utilisateur afin de permettre la prise en compte de l'intégralité des déplacements et des efforts physiques de l'utilisateur. En outre, le dispositif portatif d'aide à la randonnée (1) peut comporter un système d'alerte comme par exemple un téléphone ou un émetteur de type GSM, relié à l'unité de commande (UC), ledit téléphone permettant avantageusement de pouvoir guider les secours en transmettant automatiquement les données et paramètres contenus dans l'unité de commande afin de faciliter la localisation de l'usager ou si la liaison téléphonique est mauvaise en émettant un signal de détresse périodique. Le déclenchement de ce système d'alerte peut être obtenu avantageusement en fonction des variations des paramètres enregistrées par les capteurs, ledit déclenchement peut ainsi s'effectuer, par exemple, lors d'une brusque chute de la température due à une avalanche. Selon les différents modes de réalisation de l'invention, l'unité informatique (UC), le dispositif d'affichage (DA) et les moyens d'alimentation (MA) sont avantageusement disposés dans un même boîtier alors que l'ensemble de capteurs (EC) peut avantageusement être situé sur la ceinture à l'intérieur d'un bloc (15) ou d'un boîtier commun, notamment en ce qui concerne la boussole (6), le ou les clinomètres (7b), l'altimètre (7a) et le podomètre (8a) et/ou le compteur kilométrique (8b), ledit bloc comportant un puits dans lequel est disposé une sonde thermométrique (9) et hygrométrique (10), comme le montre la figure 3. II va de soi que l'ensemble des capteurs peut comporter d'autres types de capteurs comme un compas magnétique électronique ou d'autres capteurs identiques doublés (plusieurs podomètres) sans pour autant sortir du champs de protection de l'invention. Notons, de plus que le dispositif peut également être adaptée pour la randonnée à ski en effectuant un calibrage adapté du podomètre, par ailleurs il peut ainsi être intéressant d'entrer grâce aux moyens d'entrée de données (ME) des données concernant les stations de sport d'hiver (plan des pistes, remontées...). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Dispositif portatif autonome d'aide a la randonnée (1), caractérisé en ce qutil comporte - une unité de calcul (UC) informatique destinée à effectuer le traitement des données et des paramètres, - un ensemble de capteurs (EC) destinés à mesurer des paramètres physiques, mécaniques et/ou physiologiques liés à l'utilisateur ou à son environnement et à les transmettre à l'unité de calcul (UC), - un dispositif d'affichage (DA) destiné à permettre la présentation des données, des paramètres et des résultats du traitement des données et paramètres par Unité de calcul (UC). 2. Dispositif portatif autonome d'aide à la randonnée (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'entrée de données destinés à permettre le transfert de données (ME) notamment de données cartographiques (12) vers l'unité de calcul (UC). 3. Dispositif portatif autonome d'aide à la randonnée (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de capteurs (EC) comporte un altimètre (7a) et/ou un clinomètre (7b), une boussole et/ou un compas (63, un podomètre (8a) et/ou un compteur kilométrique (8b). 4 Dispositif portatif autonome d'aide à la randonnée (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ensemble des capteurs (EC) comporte des capteurs de type biologique ou physiologique (CP1, CP2, CP3, CP4, COPS) destinés à mesurer des paramètres physiologiques de l'utilisateur. 5. Dispositif portatif autonome d'aide à la randonnée (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de calcul (UC) comporte des moyens de traitement des paramètres transmis par ensemble des capteurs (EC) destinés à permettre la localisation sur des données cartographiques (12j de la position de l'utilisateur évaluée par lesdits moyens et/ou du trajet que l'utilisateur a emprunté depuis son point de départ jusqu'à sa position finale.