Brevet FR3115468A1 — publié le 20220429

Plastron (100) connecté pour sport de combat L’invention concerne un plastron (100) pour sport de combat, comprenant : - un rembourrage de protection, - un circuit électronique (110), - un ensemble de capteurs d’énergie mécanique, connectés audit circuit électronique (110). Il est essentiellement caractérisé en ce que le circuit électronique (110) comprend : - un module électronique de détection de seuil, - un module électronique de détection de pente. Figure de l’abrégé : Fig. 2 Plastron connecté pour sport de combat DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne le domaine des plastrons pour sports de combat, en particulier ceux pour lesquels les coups sont portés, notamment les arts martiaux, et en particulier le Taekwondo. Par concision, seul le Taekwondo sera décrit ici. Toutefois, le plastron selon l’invention peut également être utilisé dans d’autres sports, par exemple l’escrime et toutes ses déclinaisons. Lors d’un combat, il est utile, voire nécessaire, d’une part que chaque combattant soit protégé contre les coups de son adversaire ; et d’autre part que les coups portés soient correctement comptabilisés. A ce titre, les combattants sont équipés de plastrons, qui peuvent même être obligatoires. Un plastron est une pièce de protection que portent les combattants sur la poitrine et qui couvre la poitrine, les épaules, les côtés et le dos, et qui protège au moins la poitrine, si ce n’est l’ensemble de ces parties du torse. Que ce soit en entraînement ou en compétition, pour limiter le recours à un tiers qui détermine si un coup a été porté, en particulier un arbitre, il est connu de disposer de plastrons connectés, c’est-à-dire des plastrons équipés de capteurs. De tels plastrons connectés sont divulgués par exemple à l’adresse Internet suivante : https://www.knghub.com/taekwondo/gen2-e-trunk-protectors-without-transmitter-2306.html Toutefois, de tels plastrons sont chers, et nécessitent que chaque combattant porte un ensemble de capteurs. La présente invention permet de résoudre ce problème. Plus précisément, selon un premier de ses objets, l’invention concerne un plastron pour sport de combat, comprenant : - un rembourrage de protection, - un circuit électronique, - un ensemble de capteurs d’énergie mécanique, connectés audit circuit électronique. Il est essentiellement caractérisé en ce que le circuit électronique comprend : - un module électronique de détection de seuil, - un module électronique de détection de pente. Dans un mode de réalisation, les capteurs d’énergie mécanique sont des capteurs piézorésistifs ou piézoélectriques. Dans un mode de réalisation, le rembourrage de protection comprend deux couches de rembourrage superposées, au moins les capteurs d’énergie mécanique étant insérés entre les deux couches de rembourrage. On peut prévoir que le circuit électronique est également inséré entre les deux couches de rembourrage. Alternativement, on peut prévoir que le circuit électronique est inséré dans le plastron au niveau du cou, dans une zone dans laquelle il n'y a pas de rembourrage. Dans un mode de réalisation, ledit plastron est réversible. Dans un mode de réalisation, le plastron comprend en outre un ensemble de LED reliées électriquement audit circuit électronique. Dans un mode de réalisation, les capteurs d’énergie mécanique sont configurés pour communiquer de façon filaire avec un module de communication sans fil du circuit électronique ; et ledit module de communication sans fil est en outre configuré pour communiquer sans fil avec un calculateur programmable distant. A titre d’alternative, on peut prévoir que les capteurs d’énergie mécanique sont configurés pour communiquer par voie sans fil avec le module de communication sans fil du circuit électronique. Dans un mode de réalisation, le plastron comprend en outre un ensemble de batteries rechargeables pour alimenter en énergie électrique au moins ledit circuit électronique. Selon un autre de ses objets, l’invention concerne un système de comptage de coups, comprenant : - un dispositif électronique de communication, comprenant - un calculateur programmable distant, - un écran d’affichage relié au calculateur programmable distant, - une interface utilisateur ; - des moyens de communication sans fil, - une pluralité de plastrons selon l’invention, dont le circuit électronique est configuré pour pouvoir être mis en réseau avec le dispositif électronique de communication. Le calculateur programmable du dispositif électronique de communication est appelé « distant » pour le distinguer du calculateur programmable dit « intégré » du plastron. Selon un autre de ses objets, l’invention concerne un procédé de comptage de coups dans un sport de combat, pour un ensemble d’au moins deux combattants dont au moins un combattant est équipé d’un plastron selon l’invention, le procédé comprenant des étapes consistant à : - transmettre un signal de sortie, comprenant un front montant et un front descendant, depuis un capteur d’énergie mécanique vers le circuit électronique, par voie filaire ou radiofréquence, - émettre un signal représentatif d’un coup lorsque : o lorsque la pente du front montant du signal de sortie est supérieure à une valeur seuil prédéterminée, o lorsque la pente du front descendant du signal de sortie est supérieure à une valeur seuil prédéterminée, et o l’intervalle de temps entre le front montant et le front descendant du signal de sortie est inférieur à une valeur seuil prédéterminée. On peut prévoir que l’étape consistant à émettre un signal représentatif d’un coup est mise en œuvre lorsque, en outre, l’intervalle de temps entre un front montant et un front descendant du signal de sortie est inférieur à une valeur seuil prédéterminée. Enfin, l’invention concerne selon un autre de ses objets, un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées. DESCRIPTIF DES DESSINS illustre une interface graphique mise en œuvre grâce à un plastron selon l’invention, illustre un schéma électronique du plastron selon l’invention, en communication, et illustre un mode de réalisation d’un plastron selon l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE Le plastron 100 selon l’invention est un plastron 100 dit « connecté » en ce qu’il comprend un ensemble de dispositifs électroniques, et qu’il est configuré pour communiquer les signaux de sortie de ces capteurs, en l’espèce par voie sans fil. Il est destiné à des applications sportives, ludiques, d’entrainement ou de compétition. En l’espèce, le plastron 100 comprend une pluralité de capteurs d’énergie mécanique 101, 102, 103. Plus précisément, les capteurs d’énergie mécanique sont des capteurs de force, en l’espèce des capteurs piézorésistifs ou des capteurs piézoélectriques. D’autres types de capteurs, par exemple des capteurs de force, ont été testés mais ne donnent pas satisfaction pour les raisons exposées ultérieurement. Les capteurs piézorésistifs ou les capteurs piézoélectriques présentent l’avantage d’être fiables, robustes, peu chers et peuvent se présenter sous forme de bande comprenant une pluralité de capteurs. De telles bandes, connues en soi, sont avantageusement mises en œuvre dans le plastron 100 notamment sous forme d’ondulations ou zig-zag, afin de couvrir au mieux le torse du combattant. Sur la , les pointillés représentent la zone du plastron 100 dans laquelle sont disposés les capteurs d’énergie mécanique 101, 102, 103. Le plastron 100 comprend également un circuit électronique 110, auquel sont connectés lesdits capteurs d’énergie mécanique. On peut prévoir une connexion par voie filaire, ou une connexion sans fil, de préférence selon le protocole BTLE, entre lesdits capteurs d’énergie mécanique et le circuit électronique 110. En l’espèce, le circuit électronique 110 est un module miniature configuré pour envoyer les données par voie Bluetooth, les capteurs sont connectés par voie filaire au circuit électronique 110. L’alimentation en énergie électrique des dispositifs électroniques est assurée de préférence par un ensemble d’au moins une batterie électrique 120, intégré dans le plastron 100 et de préférence au niveau du cou. Grâce cette configuration, le plastron 100 peut être autonome en énergie. De préférence, les batteries 120 sont rechargeables. En l'espèce, les batteries 120 sont rechargeables via une interface USB standard. De préférence, le circuit électronique 110 est programmé pour permettre un mode veille qui permet de le conserver sous-tension en permanence pendant plus de six mois sans utilisation. Un actionneur, en l'espèce un bouton-poussoir (non illustré), permet de sortir du mode veille. Lors de son utilisation, l'autonomie des batteries 120 est de plusieurs heures, en l'espèce 24 heures. Le circuit électronique 110 intégré permet avantageusement le traitement temps réel des signaux issus des capteurs d'énergie mécanique. A cet effet, le circuit électronique 110 comprend de préférence un calculateur programmable intégré, en l'espèce un processeur embarqué. Comme tout plastron 100, le plastron 100 proposé ici comprend un rembourrage de protection. On peut prévoir que le rembourrage de protection se présente sous la forme d’au moins deux couches superposées mousse. En l’espèce, les capteurs d’énergie mécanique 101, 102, 103 sont intégrés dans le rembourrage de protection, entre deux couches superposées de mousse. Ainsi, le plastron 100 peut être réversible, sans risquer d’endommager les capteurs d’énergie mécanique 101, 102, 103 quel que soit le sens dans lequel il est porté. Le circuit électronique 110 est positionné dans le plastron 100, par exemple, au niveau du cou, dans une zone pour laquelle il n'y a pas de rembourrage. On peut prévoir également en outre un ensemble de LED 131, 132 reliées électriquement audit circuit électronique 110, et alimentées en énergie électrique par ledit ensemble d’au moins une batterie électrique 120. Par exemple les LEDs sont positionnées sur les épaules du plastron 100, en l’espèce selon 2 demi-arcs de cercle, comme illustré sur la . En l’espèce, on prévoit un ensemble de LED 131 d’un côté du plastron 100, et un ensemble de LED 132 de l’autre côté du plastron 100. De préférence, le circuit électronique 110 est configuré pour envoyer un signal d’allumage des LEDs en cas de détection de coup, comme décrit ultérieurement. De manière similaire aux LEDs, on peut prévoir que le plastron 100 comprend un dispositif sonore 140, en l'espèce un buzzer, qui peut fonctionner simultanément ou en remplacement des LEDs, ce qui peut permettre aux combattants et/ou à leur entourage d'être averti d'un coup porté même en absence de calculateur programmable distant 200 décrit ci-après. Le circuit électronique 110 comprend de préférence un module de communication. Le module de communication est configuré pour communiquer sans fil avec un calculateur programmable distant 200, en l’espèce un ordinateur individuel équipé d’un écran d’affichage, d’une tablette ou un smartphone. Le module de communication est également configuré pour communiquer sans fil avec l’ensemble de capteurs d’énergie mécanique, lorsque ceux-ci fonctionnent sans fil. En l’espèce, le module de communication est reliée de façon filaire aux capteurs d’énergie mécanique. Le circuit électronique 110 comprend avantageusement : - un module électronique de détection de seuil, et - un module électronique de détection de pente. L'intégration de ces deux modules au circuit électronique 110 permet de rendre le plastron 100 autonome, ce qui évite de déporter les calculs sur le calculateur programmable distant 200. Bien entendu, on peut prévoir toutefois d’envoyer les signaux de sortie du module électronique de détection de seuil et les signaux de sortie du module électronique de détection de pente vers un calculateur programmable distant 200 pour que les calculs y soient effectués. Le module électronique de détection de seuil et le module électronique de détection de pente fonctionnent de la manière suivante. Un combattant est équipé d’un plastron 100 selon l’invention. Lorsqu’un assaillant porte une attaque sur le plastron 100, au moins un capteur d’énergie mécanique émet un signal de sortie représentatif de cette attaque vers le circuit électronique 110. En l’espèce, le signal de sortie est transmis par voie filaire au module de communication sans fil. Le signal de sortie comprend un front montant et un front descendant, entre lesquels l’intensité dudit signal passe par un maximum. Le module électronique de détection de pente est configuré pour comparer la pente du front montant du signal de sortie à une valeur seuil prédéterminée et d’émettre un signal (ou une valeur numérique) lorsque l’intensité est supérieure à la valeur seuil. Ceci signifie que le coup est porté avec une certaine rapidité, il s’agit d’un coup et pas une pression lente. De même, pour qu’un coup soit comptabilisé, il faut qu’il soit porté, c’est-à-dire que le contact entre l’assaillant et le plastron 100 reste bref. A cet effet, le module électronique de détection de pente est également configuré pour comparer la pente du front descendant du signal de sortie à une valeur seuil prédéterminée et d’émettre un signal (ou une valeur numérique) lorsque l’intensité est supérieure à la valeur seuil. Ceci signifie que le coup est porté avec une certaine rapidité, il s’agit d’un coup et pas une pression lente. La notion de rapidité est assurée, elle, par la mesure de l’intervalle de temps entre un front montant et un front descendant du signal de sortie. A cet effet, le module électronique de détection de seuil est configuré pour comparer cet intervalle de temps à une valeur seuil prédéterminée et on émet un signal (ou une valeur numérique) lorsque l’intervalle de temps est inférieur à la valeur seuil, ce qui signifie que le coup est porté avec une certaine rapidité, il s’agit d’un coup et pas une pression lente. Par la combinaison de ces 3 aspects : front montant, front descendant et court intervalle entre les deux, le plastron 100 selon l’invention permet de détecter et de compter des coups dont l’application sur le plastron 100 génère par les capteurs d’énergie mécanique un signal dont la forme est globalement impulsionnelle. Grâce à cette combinaison un coup peut être déterminé, et comptabilisé, dans un signal qui présente un bruit important. On peut également, prévoir d’utiliser l’intensité du signal de sorite. Par exemple, on prévoit de comparer l’intensité du signal de sortie à une valeur seuil prédéterminée et d’émettre un signal (ou une valeur numérique) lorsque, en outre, l’intensité est supérieure à la valeur seuil. Ceci signifie que le coup atteint une certaine force, plus qu’un point de pression. Ainsi grâce à l’invention, lorsqu’un combattant est équipé d’un plastron 100, un coup est compté si celui est réellement appliqué. C’est-à-dire que si l’intensité du signal est trop faible, par exemple parce que le porteur du plastron 100 se touche ou que l’adversaire ne porte pas suffisamment son attaque, alors aucun coup n’est compté. De même, si la pente du front montant du signal de sortie est trop faible, c’est à dire inférieure à une valeur seuil prédéterminée, par exemple parce que le porteur du plastron 100 se touche ou que l’adversaire ne porte pas son attaque de manière suffisamment incisive, alors aucun coup n’est compté. Lorsqu’un coup est compté par le circuit électronique 110, on peut prévoir que celui-ci envoie aux LEDs et au buzzer 140 un signal d’activation. On peut aussi prévoir que le circuit électronique 110 comprend un compteur qui est incrémenté à chaque coup. On peut aussi prévoir que la position de chaque capteur d’énergie mécanique dans le plastron 100 est connue et que l’activation de chaque capteur individuel est enregistrée, de sorte à pouvoir ultérieurement ou en temps réel, déterminer la localisation du point d’impact de chaque coup porté. On peut aussi prévoir de réaliser un maillage de capteurs linéaires dont la position de chaque capteur est connue, et de croiser les données issues en sortie de chaque capteur. Enfin, on peut prévoir une mise en réseau de plusieurs plastrons 100 selon l’invention. A cet effet on prévoit que le circuit électronique 110 est configuré pour pouvoir être mis en réseau avec un dispositif électronique de communication. Le dispositif électronique de communication, comprend : - un calculateur programmable distant 200, - un écran d’affichage relié au calculateur programmable distant 200, - une interface utilisateur ; - des moyens de communication sans fil. Par exemple, le dispositif électronique de communication est un smartphone ou une tablette dont une mémoire comprend un logiciel permettant le calcul de coups tel que décrit précédemment. De préférence, les valeurs seuil, qui correspondent aux seuils de détection d’intervalle de temps et de valeurs de pentes, sont paramétrables. En l’espèce, on utilise une application Android et un exemple d’interface graphique lors d’un combat est illustré sur la . Chaque plastron 100 est détecté et identifié. De préférence, chaque plastron 100 présente des valeurs seuils qui lui sont propres et qui sont modifiables. On peut ainsi créer des équipes et par exemple réaliser des combats dans un temps prédéfini, avec un nombre quelconque de joueurs/combattants. Le circuit électronique 110 du plastron 100 selon l’invention permet la numérisation en continu et le traitement en temps réel des signaux de sortie des capteurs d’énergie mécanique. Plastron (100) pour sport de combat, comprenant : un rembourrage de protection, un circuit électronique (110), un ensemble de capteurs d’énergie mécanique (101, 102, 103), connectés audit circuit électronique (110), caractérisé en ce que le circuit électronique (110) comprend : un module électronique de détection de seuil, un module électronique de détection de pente. Plastron (100) selon la revendication 1, dans lequel les capteurs d’énergie mécanique (101, 102, 103) sont des capteurs piézorésistifs ou piézoélectriques. Plastron (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rembourrage de protection comprend deux couches de rembourrage superposées, au moins les capteurs d’énergie mécanique (101, 102, 103) étant insérés entre les deux couches de rembourrage. Plastron (100) selon la revendication 3, dans lequel ledit plastron (100) est réversible. Plastron (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un ensemble de LED (131, 132) reliées électriquement audit circuit électronique (110). Plastron (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les capteurs d’énergie mécanique sont configurés pour communiquer de façon filaire avec un module de communication sans fil du circuit électronique (110), et dans lequel Ledit module de communication sans fil est en outre configuré pour communiquer sans fil avec un calculateur programmable distant (200). Plastron (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un ensemble de batteries (120) rechargeables pour alimenter en énergie électrique au moins ledit circuit électronique (110). Système de comptage de coups, comprenant : - un dispositif électronique de communication, comprenant - un calculateur programmable distant (200), - un écran d’affichage relié au calculateur programmable distant (200), - une interface utilisateur ; - des moyens de communication sans fil, - une pluralité de plastrons (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le circuit électronique (110) est configuré pour pouvoir être mis en réseau avec le dispositif électronique de communication. 9. Procédé de comptage de coups dans un sport de combat, pour un ensemble d’au moins deux combattants dont au moins un combattant est équipé d’un plastron (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, le procédé comprenant des étapes consistant à : transmettre un signal de sortie, comprenant un front montant et un front descendant, depuis un capteur d’énergie mécanique vers le circuit électronique (110), par voie filaire ou radiofréquence, émettre un signal représentatif d’un coup lorsque : la pente du front montant du signal de sortie est supérieure à une valeur seuil prédéterminée, la pente du front descendant du signal de sortie est supérieure à une valeur seuil prédéterminée, et l’intervalle de temps entre le front montant et le front descendant du signal de sortie est inférieur à une valeur seuil prédéterminée. 10. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon la revendication 9, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.