Brevet FR3047834A1 — publié le 20170818

Système de capteurs sans fils non intrusifs permettant la récolte et le traitement des données physiques et techniques du joueur, de l'équipe et du match dans la pratique du football amateur en salle. BUT DEL INVENTION Plusieurs techniques alliant capteurs électromagnétiques embarqués sur les joueurs et/ou sur le ballon ont été commercialisées par le passé. Toutes permettent de récupérer uniquement les données physiques de joueurs. Il existe toutefois certaines techniques sans fils, non disponibles au grand public à ce jour, permettant la récupération de données physiques et techniques des joueurs et de l' équipe dans la pratique du football. Pour ce qui est des données techniques, elles prévoient de récupérer toutes les données issues uniquement des contacts pied/ballon. Aucune technique existante, à ce jour, ne permet la récupération de données complètes liées à la pratique du football et plus particulièrement du football en salle. En plus de ne proposer seulement qu'une partie des données statistiques, les solutions techniques existantes ne sont pas utilisables par les pratiquants de football au niveau amateur, et plus particulièrement en salle, car : Invasifs à cause du poids et de la taille des capteurs Protocole d'utilisation contraignant car devant être rechargé par l'intervention humaine. Solution coûteuse Les capteurs du système (1) utilisent et couplent deux technologies sans fil à savoir un système 25 radiofréquence, avantageusement la RFID (Radio Frequency IDentification), ainsi que le BLE (Bluetooth Low Energy) permettant d'accéder à la totalité des données physiques et techniques liées à la pratique du football et plus particulièrement du football en salle. Le caractère inventif des composants et du fonctionnement du système (1), décrit ci-dessous, rend possible la récolte de toutes les données (11), (12), (13) et (14) lors de la pratique du 30 football en salle. La présente invention vise à mettre en place un système simple d'installation et d'utilisation, non intrusif et bas coût permettant la récupération de données physiques et techniques des joueurs et des équipes de football en salle dans le monde amateur. 35 RESUME DE L INVENTION 3047834 2 Les règles du football en salle sont sensiblement similaires à celle du football en extérieur. La principale différence réside dans le fait que des balustrades d'un mètre de haut sont présentes tout autour du terrain et font partie intégrante de ce dernier. 5 Ainsi, les rebonds sont autorisés augmentant sensiblement le temps et l'intensité du jeu. De plus, les terrains de football en salle sont loués par 8 à 10 joueurs pour une durée standard d'une heure. Il existe aujourd'hui plus de 150 complexes sportifs en France disposant chacun de plusieurs terrains. Le marché du football en salle en France et en Europe est en forte croissance depuis 10 les cinqs dernières années d'autant que le monde amateur compte aujourd'hui autant de pratiquants de football en extérieur qu'en salle. Dans le principe, tous les évènements liés au déroulement du match de football sont enregistrés grâce à l'interaction entre les capteurs du système (1). 15 Ces interactions sont alors couplées à une donnée de temps, ce qui va permettre de retranscrire les évènements dans leur ordre de réalisation. L'ingéniosité de ces capteurs ainsi que la nature et la multiplicité de leurs interactions est au coeur de l'innovation et de l'inventivité de cette présente déclaration. Le système (1) permet donc la reconstitution de la chronologie d'évènements alors à 20 l'origine de quatres types de données, récupérées dans le cadre d'une activité de football et plus particulièrement de football en salle : Données physiques et techniques du joueur (11) Données physiques et techniques spécifique au gardien de but (12) - Données techniques du match de football (13) - Données physiques et techniques de l'équipe (14) Pour qu'un tel système (1) soit mis en place dans le cadre d'une pratique du football en salle, il doit présenter les caractéristiques suivantes : - Facilité d'installation et d'utilisation, donc non intrusif, pour le pratiquant ainsi que pour le gérant du complexe accueillant les terrains. - Faible coût des capteurs embarqués, au vu du nombre de pratiquants. - Regrouper les quatres types de données précitées ci-dessus. - Affichage de ces données en temps réel pour permettre un accès instantané aux statistiques pour les pratiquants. 3047834 3 Ainsi, de par sa conception et son fonctionnement, le système (1) est particulièrement adapté à la pratique du football en salle. 5 DESCRIPTIF DETAILLE L'invention est maintenant décrite plus en détail grâce aux onzes figures annexées. La figure 1 est un schéma représentant toutes les composantes du système de de capteurs (1). 10 La figure 2 est un schéma reprenant tous les composants (7) du lecteur radiofréquence autonome (3). La figure 3 est un schéma reprenant tous les composants (8) de l'unité centrale (4) La figure 4 est un dessin vu de dessus représentant un exemple de positionnement (9) 15 des lecteurs longues portées (5). La figure 5 est un descriptif des informations générées (10) par les différentes interactions des capteurs du système (1). Le tableau ci-dessous est un descriptif des données physiques et techniques du joueur (11) générées par le système (1). (11) Données physiques et techniques du joueur Joueur Technique Physique Avec ballon Sans ballon Avec ballon et sans ballon Passe Geste défensif Distance parcourue Passe sur coéquipier Geste defensif avec récupération de balle Nombre Accélération Passe sur adversaire Geste defensif sans récupération de balle Valeur Accélération Passe sur balustrade Temps en phase défensive Valeur Vitesse Passe sur gardien Temps en phase offensive Contacts avec coéquipier Tir Temps dans la zone de tir Ballon reçu d'un coéquipier Contacts avec adversaire Contacts avec ballustrades Tir cadré Tir non cadré Ballon reçu d'un adversaire Ballon reçu du gardien Contact avec le gardien Tir sur balustrade Tir sur gardien Tir sur coéquipier _____. _ Tir sur adversaire Touche de balle pied droit Touche de balle pied gauche Touche de balle avant passe Touche de balle avant tir Touche de balle avec la main Dribble réussi Dribble raté 44.1) Le tableau ci-dessous est un descriptif des données physiques et techniques spécifiques au gardien de but (12) générées par le système (1). 3047834 4 (12) Données physiques et techniques spécifiques au gardien de but Le tableau ci-dessous est un descriptif des données techniques du match de football (13) générées par le système (1) . (13) Données technique du match de football Match Technique Nombre de but temps de jeu temps d'arrêt 5 Le tableau ci-dessous est un descriptif des données physiques et techniques des équipes (14) à partir de (11), (12) et (13) . Physique Spécifique gardien de but Avec ballon Relance à la main Relance au pied Relance à un coéquipier Arrêt Arrêt pied droit Arrêt pied gauche Avec ballon et sans ballon Position par rapport à la ligne de but Sortie sur adversaire 'Sortie en dehors de la zone de but Sans ballon Relance à un adversaire Arrêt main droit Temps dans les mains Arrêt main gauche But pris Technique 3047834 5 (14) Données physiques et techniques de l'équipe Equ pe Technique Physique Possession Distance parcourue Nombre Accélération Tirs Tirs cadrés Valeur Accélération Passes réussies Valeur Vitesse Total passes Temps en phase défensive Fautes Temps en phase offensive Intervention défensives Duels gagnés Tir sur balustrade Passes sur balustrade La figure 6 est un exemple d'utilisation (15) du système (1) dans un complexe de football en salle. Le tableau ci-dessous est un exemple de profil personnalisé (16) individuel pouvant 5 aussi s'appliquer à une équipe. (16) Exemple de profil personnalisé individuel Décisions Détermination Tacles Technique Leadership Tir de loin Age Centres Activité Accéleration Taille Contrôle de balle Agressivité Agilité Poids Coups franc Dribble Finition Marquage Passes Dextérité Position préférée Equilibre Puissance Vitesse Appel de balle Collectif Concentration Courage Technique Caractéristiques Notes sur 20 Mental Physique Endurance Anticipation Placement Sang-froid Style Vision de jeu Gardien de but Infos personnelles 3047834 6 Le capteur (2), inclus, dans le ballon est un capteur radiofréquence. Aucune fonction d'intelligence artificielle, stockage d'information, transfert d'information n'est 5 prévu. Le capteur (2) ne servira uniquement qu'à déclarer sa présence aux lecteurs incluent sur le joueur (3) et (4), dans les cages et autour du terrain (5). Il est appelé tag. La fréquence de communication se situe entre 860 et 960MHz L'antenne de ce tag est spécifiquement désigné pour pouvoir fonctionner de façon unilatérale et 10 à des distances adaptées à l'application. Il s'agit spécifiquement de la distance de lecture avec un lecteur autonome (3) allant jusqu'à 50 cm avec un taux de réussite, dans tous les cas de lecture, supérieur à 97%. Il s'agit spécifiquement de la distance de lecture avec un lecteur longue portée (5) allant jusqu'à 5,5 m avec un taux de réussite, dans tous les cas de lecture, supérieur à 99%. 15 Le capteur (2) se présente comme une étiquette d'épaisseur inférieure à 0,5mm,de longueur inférieure à 2 cm, de largeur inférieure 2cm pouvant être très simplement incluse sur ou sous la couche extérieure du ballon. Il pourra alors être, avantageusement, fixé par thermoactivation d'une colle particulièrement adaptée à ce type de matériaux et d'utilisation. 20 Aucun développement et surcoût n'est à prévoir pour inclure le capteur (2) dans le ballon, contrairement aux techniques connues prévoyant une fabrication du ballon spécifique permettant alors d'accueillir un capteur de plus grande taille au centre de ce dernier. L'utilisation du capteur (2) rend possible l'utilisation de ballon disponible dans le commerce. Le capteur (2) dans le ballon, étant un simple tag et non un émetteur, le problème de lecture 25 non uniforme selon la position du ballon est réglé. En effet, la lecture étant réalisée par (3), (4) et (5), cette dernière pourra se faire dans toutes les orientations du capteur (2) sur le ballon. Le capteur dans le ballon, étant un simple tag et non émetteur, aucune alimentation électrique n'est requise. Ainsi, aucun dispositif et protocole n'est nécessaire pour la recharge du capteur lié au ballon. 30 Le lecteur (3) fixé intelligemment sous ou sur la languette de la ou des chaussures du joueur est composé des éléments (7) suivants : Lecteur radiofréquence: émission d'un champ-électromagnétique afin de mesurer la 35 présence ou non du ballon à proximité. La fréquence de communication se situe entre 860 et 960MHz 3047834 7 Cette émission étant de faible portée car la distance de lecture voulue ne dépasse pas les 50cm. Le temps de lecture entre (2) et (3) est réduit grâce à l'utilisation d'un lecteur (3) spécifique et permettra d'enregistrer tout type de contact lié à la pratique du football en salle. En effet, le lecteur (3) est désigné de manière à pouvoir lire le capteur (2) à une distance 5 inférieure à 50cm en un temps court, de l'ordre de la dizaine de ms (millisecondes) - Un module BLE afin de transférer les données à l'unité centrale (4). Fréquence d'émission : 2,4 GHz Une source d'alimentation rechargeable sans fil. Celle-ci pourra être avantageusement un accumulateur miniature ou condensateur. 10 Elle pourra être avantageusement rechargée grâce à l'énergie générée provenant du joueur en mouvement ou par l'émission BLE de l'unité centrale (4). Le lecteur (3) a pour seule fonction de faire passer les informations du ballon à l'unité centrale (4). Il va donc être utilisé comme relais d'information. Pour cette raison, cette source d'alimentation miniature et autonome permettra, à 15 elle seule, d'alimenter le lecteur radiofréquence (3) qui lui est couplé. Une unité de mémoire tampon pourra être embarquée, comprise dans le module BLE. Les avantages de ce lecteur (3) sont donc : - Aucune autre alimentation électrique n'est requise. Ainsi, aucune intervention humaine n'est nécessaire pour la recharge du lecteur (3) lié à la languette du 20 joueur. Avantageusement, le système (1) permet d'éliminer le risque que le lecteur (3) ne soit pas alimenté électriquement en cours de partie. - Aucun système de stockage d'énergie présentant un encombrement en poids, taille et coût n'est prévu. 25 Aucun système mécanique ni connecteur physique n'est prévu pour la recharge et le remplacement de la source d'alimentation. Le lecteur, par sa simplicité, est donc miniaturisé et à bas coût. Le lecteur (3) sera fixé intelligemment sur la languette, avantageusement par à un système de clips facile d'utilisation. 30 Ce système, par son fonctionnement, permet la fixation et le retrait facile et rapide du lecteur (3) sur la languette. Ce système de fixation, par son fonctionnement, permet la fixation durable du lecteur (3) sur la languette lors du déroulement d'un match de football. Le caractère non intrusif du lecteur (3) sur la languette est donc mis en avant par sa conception 35 et son intégration dans la languette du joueur. 3047834 L'unité centrale (4) est composée des éléments (8) suivants : 5 Lecteur radiofréquence : émission d'un champ-électromagnétique afin de mesurer la présence ou non du ballon à proximité. La fréquence de communication se situe entre 860 et 960MHz Par son interaction avec les autres composants de (1), il permettra de récupérer toutes les données non récupérables par la seule communication entre le capteur (2) et le lecteur (3). 10 De plus, les contacts entre le ballon et les parties du corps, au-dessus du bassin, pourront être référencés, un exemple étant le contact main/ballon. - Un module BLE afin de récupérer les données du lecteur (3) Ce module permettra aussi le transfert de données à la centrale (6) Fréquence d'émission : 2,4 GHz 15 Une unité d'intelligence artificielle ou processeur : Des algorithmes spécifiques seront embarqués dans le processeur. Ce processeur a pour fonction de gérer la communication BLE avec le lecteur (3) et la console centrale (6). Il a pour fonction de contrôler son lecteur radiofréquence intégré. 20 Il a pour fonction de gérer et traiter les données provenant du lecteur (3) et de l'unité centrale (4). - Une unité de mémoire : les données alors traitées sont stockées dans cette unité. Une unité de stockage d'énergie est nécessaire pour alimenter les différentes fonctions incluses dans l'unité centrale (4). Cette dernière sera rechargée par 25 induction lorsqu'elle sera stockée sur la console centrale (6). Elle sera dimensionnée pour un fonctionnement minimum d'une journée de location. L'inventivité repose sur le fait de centraliser dans l'unité centrale (4) toutes les fonctions demandant de l'énergie, de la place et ajoutant un surpoids. 30 Cette unité centrale incluse dans un bracelet, de taille et poids similaire à une montre classique, ne constituera pas un élément mettant en péril l'ergonomie du joueur. A noter qu'un bracelet supplémentaire sera utilisé par le gardien. Il sera alors identique au premier et sera inclus sur l'autre bras. Ils permettront de récupérer toutes les données techniques, physiques ainsi que les évènements liés spécifiquement au gardien de but (12). 35 3047834 9 Un ou plusieurs lecteurs longues portées (5) seront disposés à l'extérieur du terrain (9) tels que Un lecteur dans chaque cage permettant, lorsque celui-ci est calibré, de comptabiliser le fait que le ballon est entré dans cette zone spécifique. 5 - Un ou plusieurs lecteurs sont installés autour du terrain afin de de communiquer et d'échanger avec le lecteur de l'unité centrale (4). L'utilisation du ou des lecteurs longues portée (5) permet donc de récupérer en temps réel: - Le positionnement de chacun des joueurs sur le terrain et du gardien de but. Les différences de puissance de réception du signal, émis par l'unité centrale (4) et reçu par les 10 différents lecteurs longues portée, permettent de déterminer la position de l'unité centrale (4) et donc du joueur. Ces informations, liées à une donnée temps, sont à l'origine d'une partie des données techniques et physiques du joueur (11), du gardien de but (12), du match (13) et donc de l'équipe (14). 15 Les évènements techniques du match liés à la pratique du football en salle, comme le référencement de tous les contacts des joueurs et du ballon avec les balustrades. 20 - La lecture en temps réel des données stockées dans l'unité centrale (4). L'affichage des données pourra donc s'effectuer en cours de match sur l'écran de la console centrale (6). Une console centrale (6) est placée à proximité de la zone de pratique du football. 25 Celle-ci est composée des éléments suivants : Une zone de stockage et de recharge par induction des unités centrales. Un lecteur BLE permettant la récupération de données stockées dans la mémoire de l'unité centrale (4). Un ordinateur permettant le traitement et la communication sur le réseau internet 30 de toutes les données récoltées. Un écran permettant l'affichage de données brutes ainsi que des profils des joueurs. Il sera de préférence tactile afin de permettre l'interactivité et l'échange d'informations entre les utilisateurs et la console centrale (6). 35 3047834 10 Ainsi, les informations générées par les différentes interactions des capteurs du système peuvent se classer de la manière suivante (10): ,=> Interaction capteur (2) et lecteur (3) à l'origine d'une partie des données : 5 - Techniques du joueur - Techniques du gardien de but = Interaction capteur (2) et lecteur de l'unité centrale (4) à l'origine d'une partie des données : 10 - Techniques du joueur - Techniques spécifique au gardien de but => Interaction capteur (2) et lecteurs longues portées (5) à l'origine d'une partie des données : 15 Techniques du joueur Techniques spécifiques au gardien de but Techniques du match de football i=> Interaction lecteur (4) et lecteurs longues portées (5) à l'origine d'une partie des 20 données : Techniques et physiques du joueur Techniques et physiques spécifiques au gardien de but - Techniques du match de football 25 Toutes ces interactions sont donc à l'origine des quatre types de données récupérées dans le cadre d'une activité de football et plus particulièrement de football en salle : Données physiques et technique du joueur (11) - Données physiques et techniques spécifique au gardien de but (12) 30 Données techniques du match de football en salle (13) Données physiques et techniques de l'équipe (14), qui résultent de (11) et (12) et (13). EXEMPLE DE REALISATION : 35 3047834 11 Une des applications industrielles est donc l'utilisation du système (1) dans la pratique du football amateur en salle. L'utilisation d'un tel système, dans ce cadre, pourra se faire de la manière suivante (15) : Chaque joueur s'enregistre sur la console centrale (6). 5 Il récupère et fixe du lecteur (3) à sa ou ses chaussures. Il récupère et fixe à son poignet l'unité centrale (4) à l'aide d'un bracelet. Déroulement de la séance de football en salle avec l'utilisation d'un ballon équipé du capteur (2) et sur un terrain équipé d'un ou plusieurs lecteurs longues portées (5) 10 Au cours de la séance, les données sont affichées en temps réel sur l'écran de la console centrale (6) - A la fin de la séance, chaque joueur repose le ou les lecteurs (3) ainsi que l'unité centrale (4) dans la zone dédiée de la console centrale (6) Les quatre types de données précités sont alors disponibles pour affichage sur la 15 console centrale. Une application spécifique sera disponible sur le smartphone du pratiquant. Ce dernier pourra, s'il le souhaite, récupérer les données techniques et physiques qui lui sont propres via l'application. Il lui suffira de transférer les données stockées dans l'unité centrale (4) dans son 20 smartphone via la connectivité BLE. Un profil personnalisé, créé au préalable par le pratiquant, sera alors actualisé avec ces nouvelles données. Des algorithmes, spécifiquement développés, permettront alors l'élaboration d'un système de notation individuel (16) mis à jour après chaque séance. 25 Ce profil ainsi que ce système de notation pourra être disponible pour un individu ainsi que pour une équipe. D'autres applications utiliseront ces profils, un exemple étant les jeux en ligne. La connectivité wifi de la console centrale (6) permettra la récupération des données et l'affichage de ces dernières via un site internet dédié. 30 REVENDICATIONS1 - Système de capteurs (1) destiné à être mis en place de façon non intrusive sur des 5 joueurs évoluant sur un terrain de football en salle, sur le ballon ainsi que dans l'environnement d'un terrain de football en salle, ledit système comportant: Un capteur radiofréquence (2) autonome, avantageusement RFID, disposé sur le ballon ; - Un ou plusieurs lecteurs (3) autonomes radiofréquence, avantageusement RFID, 10 fixés sur une chaussure des joueurs ; Une ou plusieurs unités centrales (4), chacune étant déportée dans un bracelet porté par les joueurs ; - Un ou plusieurs lecteurs (5) radiofréquence à longue portée, placé(s) dans l'environnement proche du terrain de football ; 15 Une console centrale (6), placée à proximité de la zone de pratique du footbal,. ledit système étant caractérisé par le fait qu'il est conçu pour permettre la récupération, le traitement et l'affichage, en temps réel, de toutes les données physiques et techniques des joueurs (11) et celles spécifiques au gardien de but (12), celles du match (13) et par conséquent celles de l'équipe (14) et ce dans la pratique du football en salle. 20 2 - Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que l'unité centrale (4), portée au poignet, est conçue pour permettre la communication, le stockage et le traitement des données provenant des capteurs du système (1). 25 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité centrale (4) possède une fonction de lecteur radiofréquence, avantageusement RFID, permettant de récupérer les données techniques et physiques individuelles des joueurs (11) et celles spécifiques au gardien de but (12), celles relatives au match de football en salle (13) et celles de l'équipe (14) qui ne sont pas récupérables par la seule interaction entre le capteur (2) du 30 ballon et le lecteur (3) fixé à la chaussure. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le lecteur (3) est intégré à la languette de la chaussure, et possède uniquement les composants nécessaires (7) au transfert d'informations entre le capteur (2) et l'unité centrale (4). 35 3047834 2 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le lecteur (3) est apte à être rechargé sans fil et de façon autonome. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque lecteur (3) 5 possède un système de fixation non intrusif sur la languette d'une chaussure. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur radiofréquence (2), grâce à sa simple fonction d'émetteur autonome et sa conception particulière propre à la technologie RFID, est intégrable facilement et efficacement sur la couche externe ou interne d'un ballon du commerce. 8 - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le système (1) comprend un ou plusieurs lecteurs longues portées (5) placés stratégiquement (9) autour du terrain afin de récupérer des informations stockées dans l'unité centrale (4) en cours de match, en particulier des données physiques et techniques du joueur (11), des données spécifiques au gardien de but (12), au match de football en salle (13) et par conséquent de l'équipe (14) lors de la pratique du football en salle. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce 20 qu'il comporte une console centrale (6) équipée d'un ordinateur ainsi que d'un écran d'affichage et ayant pour fonction de : Stocker les lecteurs (3) Stocker, recharger, récupérer et traiter les informations des bracelets (4) Afficher toutes les données du système (1), en cours ou en fin de match. 25 Permettre l'interactivité entre les joueurs et les données grâce à une interface d'affichage tactile.