Brevet FR3006198A1 — publié le 20141205

DISPOSITIF, APPAREILLAGE ET PROCEDE DE CALCUL ET/OU DE sr-7-JulTar: D'UN IMPACT OU D'UNE TRAJECTOIRE D'U_ 1 _ DJECTILE DOMAINE TECHNIQUE DE LII :1-11ITION [0001] L'invention se rapport au domaine des calculs et/ou simulation d'impacts et de trajectoires de projectiles. En particulier, l'invention porte sur des dispositifs de simulation pour golfeurs ou pour archers. [0002] A l'heure actuelle, ce type de dispositif implique généralement des capteurs complexes tels que des capteurs optiques, ou des perturbations de champs électromagnétiques. Ces capteurs impliquent une utilisation de systèmes très complexes avec des coûts importants. Il en résulte des appareils très onéreux difficilement accessibles aux utilisateurs. [0003] Dans ce contexte, une solution consiste à utiliser un dispositif de retenue du projectile tel qu'un filet et évaluer les capacités d'un utilisateur projetant un projectile en récupérant les informations au niveau du dispositif de retenue. ETAT OE. LA TECHNIQUE ANTERIEL"':'E [001 ] Ainsi, on connaît dans cette optique, le document US 5,221,082 A qui propose un système de capteurs consistant en quatre capteurs de force prévus aux quatre coins du filet. Ces capteurs permettent de déterminer le point d'impact d'une balle. En outre ces capteurs produisent chacun une tension indicative de la force appliquée par la balle. [0005] La précision des mesures par ces capteurs n'est pas satisfaisante du fait du faible nombre de capteurs et leur disposition. Ce défaut est compensé par l'utilisahon de capteurs supplémentaires, notamment des capteurs lumineux et des capteurs suivant un plan perpendiculaire au filet, ce en fait un dispositif encore très complexe et très onéreux. [0006] On connaît également le document US 6,371,862 A qui divulgue un .ppareil de jeu et un procédé pouvant déterminer les caractéristiques de vol d'un engin propulsé par un joueur d'un site de lancement vers un dispositif d'arrêt. Ce document propose deux ou quatre capteurs espacés deux à deux de part et d'autre d'un filet. Ces capteurs sont des « capteurs-interrupteurs ». [0007] De même, la précision des mesures par ces capteurs n'est pas satisfaisante du fait du faible nombre de capteurs et leur disposition. Ce défaut est compensé par l'utilisation d'un détecteur de lancement tel qu'un microphone permettant d'évaluer un temps de vol du projectile. Ce type de dispositif est également contraignant et oblige à prévoir des microphone à même le sol qui peuvent donc être endommagés par les conditions météorologique et/ou le déplacement des utilisateurs. EXPOSE DE L': NVENTION [0008] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à proposer un système plus simple et moins onéreux. [00 ] Pour ce faire est proposé un dispositif de détection d'un impact d'un projectile comprenant : - un support, - un système de détection sensible à un impact du projectile, - un module de calcul et/ou de simulation connecté au système de détection et configuré pour calculer et/ou simuler l'impact du projectile. [ 10] Selon un premier aspect, le système de détection comprend une pluralité de câbles de détection qui se croisent et qui sont chacun couplés à un capteur sensible à une force d'impact, de préférence une jauge de contrainte. [0011] De préférence, les câbles forment un réseau bidimensionnel de deux fois au moins deux câbles. Plus particulièrement, les câbles peuvent former un réseau bidimensionnel de deux fois 3 à 20 câbles. Chaque dimension est indépendante : par exemple dans le cas d'application au jeu de golf, on peut prévoir cinq câbles en vertical et dix câbles en horizontal. [0012] Avantageusement, les câbles forment un maillage sur une surface carrée allant de 10 cm sur 10 cm à 30 cm sur 30 cm. [0013] Ainsi, la détection et/ou le calcul et/ou la simulation de l'impact et/ou la trajectoire peut se faire de manière particulièrement précise en intégrant les informations recueillies de la pluralité de jauges de contraintes. [0014] Selon une variante, le support est un filet ou une plaque. Lorsque le support est un filet, les fils du filet peuvent être déplacés suivant une amplitude très importante, ce qui engendrerait une détérioration du système. Pour éviter cet inconvénient, l'invention propose des câbles de détection en plus des fils du filet. Les câbles de détection ont pour fonction la détection de l'impact du projectile, tandis que les fils du filet ont pour fonction la réception du projectile. Le filet de réception peut être superposé au filet de détection afin d'optimiser la gestion de l'amortissement du projectile. [001:ze] On peut aussi prévoir de tels moyens suivant le support de sorte que le projectile n'est pas projeté vers l'utilisé.iteur. (00161 De préférence, le projectile est une balle, de préférence une balle de golf, ou une flèche. [0017] L'invention porte également sur un dispositif de calcul et/ou de simulation d'une trajectoire finale d'un projectile à partir d'une trajectoire initiale, comprenant un dispositif de détection d'un impact de projectile tel que décrit précédemment, dans lequel le module de calcul et/ou de simulation est en outre configuré pour calculer et/ou simuler la trajectoire finale du projectile. [0018] Un autre objet de l'invention consiste en un appareillage de calcul et/ou de simulation d'un impact d'un projectile, et de préférence d'une trajectoire finale du projectile, comprenant - un dispositif tel que décrit précédemment, - au moins un point de départ prédéterminé du projecti!e, 2t/ou - un système de projection d'un parcours simulé selon le point d'arrivée du projectile (3) ou un affichage d'un décor. [0019] Bien entendu, l'appareillage peut comprendre en outre des moyens pour retenir le projectile. Par exemple, si le projectile n'est pas envoyé sur le dispositif décrit précédemment, ces moyens permettent d'éviter que le projectile ne soit lancé vers d'autres personnes ou des biens. [C _20] L'invention porte également sur un procédé de de calcul et/ou de simulation d'un impact d'un projectile, et de préférence d'une trajectoire finale du projectile à partir d'une trajectoire initiale, comprenant des étbpes pour : - détecter un impact du projectile sur un système de détection, et - de préférence calculer et/ou de simuler la trajectoire finale du projectile au moyen d'un module de relié au système de détection. [0021] En particulier, le procédé est réalisé sur un dispositif ou appareillage tel que décrit précédemment. Ainsi, le procédé comprend des étapes pour : - détecter un impact du projectile sur un système de détection d'un dispositif ou appareillage tel que décrit précédemment, et - de préférence calculer et/ou de simuler la trajectoire finale du projectile au moyen du module connecté au système de détection, caractérisé en ce que le système de détection comprend une pluralité de câbles de détection qui se croisent et qui sont chacun couplé à une jauge de contrainte. [ ] Avantageusement, la vitesse du projectile est déterminée en fonction de sa force d'impact vis-à-vis des câbles de détection. Ainsi, le procédé permet d'obtenir de façon fiable et avec un coût intéressant, une vitesse de projectile sans avoir besoin de mesurer avec précision le temps de vol du projectile, ou prévoir des capteurs de perturbation de champs électromagnétique. [0021] De préférence, la direction du projectile est déterminée en fonction d'un des points de départ prédéterminé du projectile. Ainsi, le procédé permet d'obtenir de façon fiable et avec un coût intéressant, une direction de déplacement du projectile sans avoir besoin de capteurs d'effets de ia t)lle ou de capteurs optiques. [007 ] Un autre objet de l'invention consiste en un produit-programme informatique chargeable dans la mémoire d'un module de calcul et/ou de simulation, configuré pour réaliser le procédé décrit précédemment, lorsqu'il est mis en oeuvre par ledit module de calcul et/ou de simulation. Ce produit-programme peut par exemple être mis à jour en fonction des évolutions des méthodes de calcul et/ou de simulation de trajectoires. Il peut être chargé dans la mémoire d'un module de calcul et/ou de simulation prévu sur le dispositif ou l'appareillage selon l'invention, ou sur un autre ordinateur. En particulier, il permet d'évï!uer ses performances, d'en voir l'évolution ou de revoir les résultats des trajectoires, de récupérer ces informations par toutes connexions avec ou sans fil, et de jouer en réseau. BREVE DESCRI_ TION DES FIE ES [0025] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, une vue d'ensemble d'un appareillage selon une variante préférée de l'invention ; la figure 2, un schéma du système de détection d'un dispositif selon l'invention ; la figure 3, une vue de profil de l'appareillage similaire à celui de la figure 1 ; et la figure 4, une vue d'ensemble d'un appareillage selon une deuxième variante préférée de l'invention. [0026] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTIOL. DE.U.ILLEE D'UN MO DE REI,LY.SATION [0027] En se référant à la figure 1, l'appareillage selon une première variante préférée de l'invention comprend de préférence un dispositif 1 de détection d'un impact de projectile, de calcul et de simulation d'une trajectoire finale 22 du projectile 3 . Le projectile est ici une balle de golf 3, par exemple projetée par un golfeur qui s'entra me. [0028] Le dispositif selon l'invention comprend un support 11 qui peut être un filet ou une plaque. En outre, le support 11 est associé à une pluralité de câbles de détections 14,15 tendus et qui se croisent au milieu de la plaque. Chaque câble est couplé à une jauge de contrainte 12,13 ici disposée à une extrémité du support de préférence dans un montant transversal et un montant vertical du support. Le support consiste en une structure déformable suite à l'impact du projectile. Il suffit donc que cet impact soit suffisant pour stimuler les câbles de détection et les jauges de contrainte. [0029] La figure 1 illustre des jauges de contraintes disposées du même côté, mais on peut aussi prévoir qu'une partie des jauges de contrainte est disposée du côté oppoe.é, ou encore une alternance des côtés sur lesquels sont disposées les jauges de contrainte c'est-à-dire successivement d'un côté puis de l'autre. [0030] Les jauges de contraintes utilisées sont connectées à un module 16 de calcul et de simulation d'une trajectoire finale du projectile 3. L'expression « trajectoire finale » peut s'entendre comme le mouvement théorique du projectile qui atteint le dispositif selon l'invention à une distance donnée suivant un angle donné dans un environnement donné. Cette expression peut inclure la position finale du projectile, en fin de déplacement. Le mouvement peut être calculé en fonction de variations de conditions environnementales. [0031] Les jauges de contrainte peuvent être au nombre de 5 à 15 suivant chaque dimension, et de préférence, suivant un maillage sur une surface allant de 10 cm sur 10 cm à 30 cm sur 30 cm. [0012] En particulier, les jauges de contraintes sont connectées à un module électronique 16 permettant ici à la fois de calculer et/ou simuler le point d'impact et la trajectoire en fonction des informations recueillies au niveau de tous les capteurs, et de préférence d'une position prédéterminée de départ du projectile 3. Le module électronique 16 peut être un ordinateur standard sur le quel est chargé un produit-programme informatique particulier permettant de calculer et/ou simuler le point d'impact et/ou la trajectoire du projectile. [0034 L'appareillage selon l'invention comprend avantageusement un plancher comprenant par exemple en gazon pouvant être synthétique. Les calculs et simulations sont de préférences faites à partir d'un ou plusieurs points de départ 31 prédéterminés par exemple prévus sur le plancher. Par exemple un ou deux tee 32 sont prévus. Leur position (de même que la position de départ 31 de la balle de golf) est intégrée en tant que paramètre du module électronique 16. En particulier, le tee 32 est à environ 3 mètres du système de détection 1. [0034] L'appareillage a de préférence une longueur (L) de 3 à 6 mètres, de préférence 5 mètres ; et une largeur (I) de 0,75 à 3 mètres de préférence 1,5 mètres. [0035] L'appareillage comprend avantageusement un convertisseur analogique/numérique. [0036] L'appareillage selon l'invention s'étend de préférence sur 6 à 8 m2 (surface au sol). [0037] En se référant à la figure 2, le système de détection selon une variante préférée de l'invention comprend 5 à 15 câbles horizontaux et 5 à 15 câbles verticaux. En particulier les espacements entre les câbles sont réguliers. Les câbles peuvent s'étendre suivant des dist7.,:.nces (x ou y) pouvant chacune varier de 10 à 30 cm. [0038] Dans l'exemple illustré, il est prévu 10 câbie.s verticaux qui peuvent être numérotés X0 à X10, et 10 câbles horizontaux qui peuvent être numérotés Yo à Y10. De préférence, le croisement des câbles constitue la cible optimale du projectile. [C 39] Des essais concluants ont été réalisés avec un système comprenant cinq câbles verticaux espacés chacun de 15 cm, et onze câbles horizontaux espacés chacun de 15 cm. [0040] La figure 2 illustre également des valeurs de forces Fx et Fy mesurées sur chaque jauge de contrainte. [0041] Lorsqu'un projectile est projeté contre le dispositif de daection 1, les câbles actionnés permettent de déduire la position de l'impact. On peut par exemple effectuer des moyennes de position X pondérées par les forces appliquées sur les différents capteurs. Ainsi, le module électronique 16 intègre les informations de toutes les jauges de contraintes pour évaluer le point d'impact du projectile sur le système de détection 1. L'intensité de l'impact (force) permet de déduire la vitesse à laquelle le projectile atteint le système de détection. Une calibration des mesures peut être utilisée pour obtenir la vitesse du projectile en fonction des valeurs obtenues par les différents capteurs. En variante, une méthode mathématique peut être utilisée pour obtenir cette vitesse. La position initiale et le point d'impact permettent de déduire la direction du déplacement du projectile au niveau du point d'impact, ainsi que la distance (d) parcourue par le projectile. Le reste de la trajectoire peut ensuite être calculé sur la base d'équations connue de l'homme du métier, et notamment d'équations newtoniennes. [ne>42] Pour plus de simplicité, l'effet de la balle n'est pas détecté, mais peut être intégré comme paramètre de calcul de la trajectoire du projectile. De manière classique, les autres paramètres du calcul de la trajectoire tels que les conditions météorologiques, la force du vent, les reliefs du sol, peuvent être intégrés au module électronique 6. [I._ =3] Il est envisageable sans sortir du cadre de l'invention d'enregistrer pendant une à deux secondes les informations issues de plusieurs capteurs, soit plusieurs centaines d'enregistrements qui permettent après traitement et analyse, de détecter par exemple le spin de la balle, du fait que la rotation de la balle associée à son contact en plusieurs points du filet, fait varier les mesures enregistrées par les différents capteurs concernés. [0044] La figure 3 illustre l'appareillage détaillé ci-dessus en vue de profil. On peut voir l'illustration la direction et la distance (d) de la trajectoire initiale du projectile. De même on peut voir la vitesse vi de l'impact du projectile sur le système de détection. [0045] Selon une variante intéressante, l'appareillage comprend un rétroprojecteur 41 couplé au module électronique 16 pour afficher la trajectoire simulée du projectile au niveau du support 11 et/ou d'un écran d'affichage 42. L'appareillage peut aussi à la place, comprendre un décor peint ou imprimé. Exemples de calculs de trajectoire : [0046] Lors d'un impact tel qu'illustré en figure 2, le point d'impact est compris à une distance x comprise entre celles de X2 et X3. Des moyennes pondérées peuvent par exemple permettre de déterminer x avec précision. Il en est de même pour y comprise entre les distances de Y7 et Yg. [004:] Selon un autre exemple, en référence à un seuil donné minimum, le calculateur peut détecter la présence d'un impact sur l'un des capteurs, puis par l'analyse de plusieurs enregistrements successifs, il peut déterminer le signal de crête de chaque capteur en fonction dudit seuil minimum, puis ordonner les valeurs des capteurs X et Y suivant une échelle décroissante. Ensuite le calculateur peut sélectionner trois valeurs maximales de X et Y et les comparer suivant les hypothèses suivantes : - si les deuxième et troisième valeurs maximales sont sensiblement égales, alors la balle est en plein sur la première valeur de (Xmax). - dans !e c--Is contraire (deuxième valeur maximale supérieure à la troisième) alors, la balle est entre la première et la deuxième valeur maximale. Un calcul de la position peut être effectué proportionnellement aux intensités d'impact. [0048] En se référant à la figure 4, l'appareillage selon une autre variante est adapté à l'entraînement d'archers. Ce type d'appareillage est similaire à celui exposé précédemment. Cependant, on prévoit une cible 2' de fléchettes ou de tir à l'arc au niveau du croisement des câbles de détection 14,15. [0049] Ainsi, un utilisateur peut projeter un projectile 3', ici une flèche ou une fléchette sur le système de détection 1 et déterminer ainsi la précision de son lancer. [00,71 Compte tenu de la configuration du dispositif selon l'invention, il est possible d'utiliser des fikhes ou des fléchettes n'étant pas pointues, et étant par conséquent moins dangereuses pour les utilisateurs. [00S1] Selon une variante, le produit-programme informatique est configuré pour réaliser un parcours de golf en plusieurs coups sur une carte préchargée. Ainsi, la position finale de la balle de golf est enregistrée pour le coup suivant. Le produit-programme peut aussi communiquer par internet, constituer des historiques, autoriser un jeu en réseau, ou une formation au golf de l'utilisateur. [0052] De nombreuses combinaisons peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention ; l'homme de métier choisira l'une ou l'autre en fonction des contraintes économiques, ergonomiques, dimensionnelles ou autres qu'il devra respecter. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection (1) d'un impact (2;2') d'un projectile (3;3') comprenant : - un support (11), - un système de détection (12-15) sensible à un impact du projectile, - un module (16) de calcul et/ou de simulation connecté au système de détection et configuré pour calculer et/ou simuler l'impact du projectile, caractérisé en ce que le système de détection (12-15) comprend une pluralité de câbles de détection (12-13) qui se croisent et qui sont chacun couplé à un capteur sensible à une force d'impact, de préférence une jauge de contrainte (14,15). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les câbles de détection (12-13) forment un réseau bidimensionnel de deux fois au moins deux câbles. Dil:positif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les câbles de détection (12-13) forment un maillage sur une surface allant de 10 cm sur 10 cm à 30 cm sur 30 cm. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support (11) est un filet ou une plaque. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le projectile (3;3') est une balle, de préférence une balle de golf (3), ou une flèche (3'). Dispositif de calcul et/ou de simulation d'une trajectoire finale (22) d'un projectile (3) à partir d'une trajectoire initiale (21), comprenant un dispositif de détection (1) d'un impact de projectile selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le module (16) de calcul et/ou de simulation est en outre configuré pour calculer et/ou simuler la trajectoire finale (22) du projectile (3). Appareillage de calcul et/ou de simulation d'un impact (2;2') d'un projectile (3;3'), et de préférence d'une trajectoire finale (22) du projectile, comprenant - un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, - au moins un point de départ prédéterminé (31) du projectile(3), et/ou - un système de projection (4,4') d'un parcours simulé selon le point d'arrivée du projectile (3) ou un affichage d'un décor.8. Procédé de de calcul et/ou de simulation d'un impact (2;2') d'un projectile (3;3'), et de préférence d'une trajectoire finale (22) du projectile à partir d'une trajectoire initiale (21), comprenant des étapes pour : - détecter un impact du projectile sur un système de détection d'un dispositif ou appareillage selon l'une des revendications 1 à 7, et de préférence - calculer et/ou de simuler la trajectoire finale du projectile au moyen du module conecté au système de détection, caractérisé en ce que le système de détection comprend une pluralité de câbles de détection qui se croisent et qui sont chacun couplé à une jauge de contrainte. 9. Procédé de de calcul et/ou de simulation selon la revendication 8, caractérisé en ce que la vitesse (Vi) du projectile (3;3') est déterminée en fonction de sa force d'impact vis-à-vis des câbles de détection (12-13). 10. Procédé de de calcul et/ou de simulation selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la direction (d) du projectile (3) est déterminée en fonction d'un point de départ (31) prédéterminé du projectile (3). 11. Produit-programme informatique chargeable dans la mémoire d'un module de calcul et/ou de simulation, configuré pour réaliser le procédé selon l'une des revendications 8 à 10, lorsqu'il est mis en oeuvre par ledit module de calcul et/ou de simulation.25