IT201900014436A1

IT201900014436A1 - Sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina

Info

Publication number: IT201900014436A1
Application number: IT102019000014436A
Authority: IT
Inventors: Francesco Abiuso
Original assignee: Iesteam Srl
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2021-02-08
Also published as: EP3772364A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “Sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina”

La presente invenzione riguarda un sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina.

In particolare, la presente invenzione riguarda un sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina, del tipo che impiega dispositivi indossabili per l’identificazione univoca degli atleti nuotatori e unità di elaborazione di dati in locale e/o in remoto.

Nei sistemi esistenti per la rilevazione dei tempi, ossia nel cronometraggio, specificamente in piscina, un elemento fondamentale è rappresentato dalle piastre di tocco a bordo vasca che, semplificando al massimo, sono assimilabili a pulsanti azionati dal nuotatore al temine della sessione di lavoro, sia in gara che durante la fase di allenamento.

Le piastre di tocco relative a ciascuna corsia afferiscono mediante un cablaggio dedicato a un cronometro centrale che acquisisce il tempo di ogni sessione, in gara e in allenamento.

Sono attualmente noti vari sistemi per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina.

Un primo esempio di questo tipo è la domanda di brevetto CN108452504 che descrive un sistema e un metodo di analisi per il nuoto basato su un sensore. Il sistema comprende un dispositivo di acquisizione dati comprendente un sensore indossabile sul palmo di un atleta, un accelerometro a tre assi, un giroscopio, un modulo di comunicazione wireless e un sensore racchiuso in un dispositivo indossabile sul capo dell’atleta. L'invenzione utilizza l'accelerometro a tre assi e il giroscopio per ottenere dati caratteristici del nuoto e analizza parametri di base quali frequenza, lunghezza della corsa, velocità ed efficienza dell'allenamento elaborando i dati acquisiti.

Ancora, la domanda di brevetto US2010030482 descrive un dispositivo indossabile per monitorare e fornire feedback in tempo reale sul movimento e le prestazioni del corpo di un nuotatore, in particolare l'orientamento del corpo e la velocità di avanzamento. Il dispositivo comprende un accelerometro a tre assi, opzionalmente un giroscopio a tre assi, una memoria e un microcontrollore configurato per elaborare i dati, calcolare le prestazioni di un nuotatore e fornire feedback all’atleta attraverso un auricolare o una maschera da nuoto con display digitale.

Un ulteriore esempio di soluzione tecnica nota è la domanda di brevetto US2004201675A1 che descrive un dispositivo di rilevamento e misura di dati su un percorso che comprende una sezione di imaging che acquisisce dati di immagine di un nuotatore in tempi predeterminati che sta nuotando, una sezione di estrazione di pixel dell'immagine, una sezione di generazione di dati di profilo che esegue il integrazione dell'immagine corporea in una direzione predeterminata e generazione dei dati del profilo, una sezione di estrazione del punto finale che estrae il punto finale di ciascun dato del profilo, una sezione di estrazione del punto di corsa che estrae il punto di corsa corrispondente alla postura predeterminata del nuotatore basata su il movimento periodico di ciascun punto finale e una sezione di calcolo che calcola le informazioni sulla corsa in base al punto della corsa.

Infine, la domanda di brevetto US2012072165A1 descrive un sistema per monitorare l’attività di un nuotatore che include un alloggiamento impermeabile con un sensore di movimento ed è dotato di mezzi di fissaggio per fissare saldamente l'alloggiamento a una parte del corpo di un atleta. Il sistema ha mezzi di analisi per elaborare i segnali trasmessi dal sensore di movimento rispetto ad almeno un asse di misura; detti mezzi sono adattati per determinare il tipo di nuoto dell'utente in funzione del tempo utilizzando un modello di Markov nascosto con ‘N’ stati corrispondenti rispettivamente a ‘N’ tipi di nuoto.

Tuttavia, i sistemi noti per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina presentano limiti legati al sovraffollamento delle corsie nelle sessioni di allenamento, che fa sorgere il non trascurabile problema di riuscire a discriminare le prestazioni, in particolare i tempi, del singolo nuotatore. Alla luce di ciò, ogni allenatore può incorrere, seppur involontariamente, nel prestare attenzione solo a un numero ristretto di nuotatori, con evidenti ricadute negative di carattere psicologico sull’intero gruppo.

Un’ulteriore complicazione nelle sedute di allenamento in piscina caratterizzate dalla presenza di un elevato numero di atleti è generata dalla grande quantità di dati da acquisire, riferiti al singolo nuotatore, sia in tempo reale che storicizzati, analizzando i quali l’allenatore può modulare al meglio, in modo personalizzato, i carichi di lavoro, nonché rilevare i progressi e supportare al meglio il singolo.

Scopo della presente invenzione è fornire un sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina che consenta il cronometraggio in fase di allenamento per i singoli nuotatori in modo puntuale e in condizioni caotiche quali quelle dovute alla presenza di un elevato numero di essi nelle corsie, avente quindi caratteristiche tali da superare i limiti che riguardano gli attuali sistemi noti.

Ulteriore scopo della presente invenzione è fornire un sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina che comprenda un sistema di archiviazione e analisi dei dati relativi alle prestazioni cronometriche del singolo nuotatore.

Secondo la presente invenzione viene fornito un sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina, come definito nella rivendicazione 1.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento al disegno allegato, in cui:

- la figura 1 mostra una vista di insieme di un sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina, secondo l'invenzione.

Con riferimento a tale figura, un sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina è mostrato, secondo l'invenzione.

In particolare, il sistema 100 per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina comprende:

- una cella di carico 101 collocata su un blocco di partenza posizionato in corrispondenza di una prima estremità di almeno una corsia 52 della piscina 50, collegata a un cronometro 103 e configurata per rilevare l’inizio di una sessione di allenamento di un nuotatore 51;

- una coppia di piastre 102 di tocco comprendente una prima piastra 102a e una seconda piastra 102b collocate rispettivamente in corrispondenza della prima estremità della corsia 52 e di un’estremità opposta di detta corsia 52, ciascuna di dette prima piastra 102a e seconda piastra 102b essendo collegata al cronometro 103 configurato per eseguire misurazioni di tempi relativi alla sessione di allenamento del nuotatore 51 e collegato a una prima unità di elaborazione 104;

- una coppia di ricevitori 105 senza fili comprendente un primo ricevitore 105a e un secondo ricevitore 105b collocati rispettivamente in corrispondenza della prima estremità della corsia 52 e dell’estremità opposta di detta corsia 52, ciascuno di detti primo ricevitore 105a e secondo ricevitore 105b essendo collegato alla prima unità di elaborazione 104;

- un dispositivo indossabile 107 da parte del nuotatore 51 atto a identificare univocamente il nuotatore 51 e comprendente un modulo di connettività senza fili atto a collegare detto dispositivo indossabile 107 alla coppia di ricevitori 105 senza fili; e

- un sistema di elaborazione in tempo reale compreso nella prima unità di elaborazione 104 per l’elaborazione dei dati rilevati dal cronometro 103 e dalla coppia di ricevitori 105 senza fili.

Secondo un aspetto dell’invenzione, le suddette prima estremità e l’estremità a essa opposta della corsia 52 della piscina 50 sono identificate come estremità di partenza/arrivo ed estremità di virata.

Secondo un aspetto dell’invenzione, il sistema 100 viene replicato per una pluralità di corsie analoghe e parallele alla corsia 52.

In uso, l’inizio di una sessione di allenamento di una pluralità di nuotatori 51 prevende che a ciascuno di essi sia fornito un dispositivo indossabile 107 a cui sono associati i dati del nuotatore stesso, avente la funzione essenziale di identificarlo in maniera univoca. In aggiunta, ciascun dispositivo indossabile 107 è dotato di un modulo di comunicazione wireless avente lo scopo di connettere detto dispositivo indossabile 107, secondo uno standard senza fili, alla coppia di ricevitori 105 senza fili atti a implementare la fase di identificazione summenzionata, così da tracciare costantemente il singolo nuotatore 51 all’interno della piscina 50 in base al range di copertura dello standard wireless adottato.

In uso, il nuotatore 51 non appena si posiziona su uno dei blocchi di partenza della piscina 50 attiva con il suo peso, per compressione, la cella di carico 101, in fase di inizio della sessione di allenamento.

Contemporaneamente, il primo ricevitore 105a per il tramite del dispositivo indossabile 107 identifica il nuotatore 51 che attiva la cella di carico 101 trasmettendo in tempo reale i dati identificativi alla prima unità di elaborazione 104. Lo stacco del nuotatore 51 da detto blocco comporta la cessazione della forza di compressione sulla cella di carico 101 con conseguente inizio del conteggio del tempo individuale, effettuato per mezzo del cronometro 103 al quale alla cella di carico 101 afferisce.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, l’adozione del dispositivo indossabile 107 che identifica univocamente il nuotatore 51 consente di mantenere il collegamento a radiofrequenza con detto nuotatore 51 per l’intera sessione di allenamento e di rilievo cronometrico.

In uso, vantaggiosamente, la prima piastra 102a e la seconda piastra 102b ubicate rispettivamente all’estremità di partenza/arrivo di ciascuna corsia 52 e all’estremità opposta di virata, consentono di monitorare puntualmente i passaggi di ciascun nuotatore 51 tenendo conto del fatto che in fase di allenamento detto nuotatore 51 può effettuare un numero di passaggi che non necessariamente, come in gara, iniziano e finiscono in corrispondenza dell’estremità di partenza/arrivo, ma possono terminare in corrispondenza della piastra installata sull’estremità di virata dove quindi si ha necessità di interrompere la fase di cronometraggio individuale.

Un altro vantaggio del sistema 100 secondo l’invenzione è che l’impiego della seconda piastra 102b consente di rilevare in modo preciso i tempi di passaggi intermedi in corrispondenza dell’estremità di virata.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il sistema di elaborazione in tempo reale installato sulla prima unità di elaborazione 104 è configurato per acquisire le rilevazioni cronometriche del nuotatore 51 a misurazione di tempi in corso in base a un intervallo di tempo Δt entro il quale si verifichino il tocco della prima piastra 102a o della seconda piastra 102b e l’identificazione del nuotatore 51 per mezzo della coppia di ricevitori 105 e del dispositivo indossabile 107, con detto Δt impostabile sul sistema di elaborazione in tempo reale.

In altre parole quindi, detto t0 il tempo associato all’inizio della rilevazione e di partenza del cronometro 103, ovvero il tempo in cui il nuotatore 51 disattiva la cella di carico 101 posta a una estremità di una corsia 52 della piscina 50 in fase di stacco dal blocco di partenza, e detto t1 > t0 il tempo parziale rilevato da una piastra 102a, 102b al tocco da parte di un nuotatore 51, e ancora, detto t1<* >il tempo al quale la coppia di ricevitori 105 senza fili identifica il nuotatore mediante il dispositivo indossabile 107, il tempo t1 viene archiviato dal sistema di elaborazione in tempo reale solo se : ;|t1 - t1<*>|< Δt

essendo Δt preimpostato.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, detto intervallo Δt programmabile consente di scartare falsi positivi, ossia erronee associazioni di rilevazioni cronometriche a dati identificativi dei nuotatori.

Secondo un aspetto dell’invenzione, il sistema 100 comprende una seconda unità di elaborazione 106 collegata mediante una connessione locale o a banda larga alla prima unità di elaborazione 104 e dotata di un sistema di acquisizione, archiviazione e analisi di dati trasmessi dalla prima unità locale di elaborazione 104.

Secondo un aspetto dell’invenzione, il modulo di connettività senza fili compreso nel dispositivo indossabile 107 è una scheda elettronica comprendente un circuito integrato RFID o Bluetooth LE.

Secondo un aspetto dell’invenzione, la prima unità di elaborazione 104 è un personal computer installato ai bordi della piscina 50.

In uso, al cronometro 103 afferiscono tutte le corsie 52 della piscina 50, con detto cronometro 103 che rileva i tempi di ogni nuotatore 51 nella sessione di allenamento e trasmette tali rilievi cronometrici alla prima unità di elaborazione 104.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, correlando i rilievi cronometrici con i dati identificativi afferenti senza soluzione di continuità dalla coppia di ricevitori 105 che traccia il singolo nuotatore 51, con detti ricevitori senza fili a loro volta connessi alla prima unità di elaborazione 104, ad esempio per il tramite di un’interfaccia Ethernet o WiFi, il sistema di elaborazione in tempo reale installato su detta prima unità di elaborazione 104 archivia localmente e associa in modo automatico e univoco i dati prestazionali del singolo nuotatore 51.

Secondo un aspetto dell’invenzione, il sistema di elaborazione in tempo reale installato sulla prima unità di elaborazione 104 e configurato per processare i dati rilevati dal cronometro 103 e dalla coppia di ricevitori 105 senza fili è un applicativo software dedicato.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, la correlazione dei dati afferenti dal cronometro 103 e dalla coppia di ricevitori 105 consente di profilare in modo automatico i rilievi cronometrici del nuotatore 51, in modo affidabile e preciso.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, la coppia di ricevitori 105 senza fili è una coppia di reader RFID o Bluetooth LE atta a ricevere i dati trasmessi dal dispositivo indossabile 107.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, la connessione senza fili RFID o Bluetooth LE consente di implementare le operazioni di individuazione e di tracciabilità del nuotatore 51 con basso dispendio energetico a carico dei componenti elettronici impiegati.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, il sistema 100 attraverso l’impiego dei dispositivi indossabili 107 e della coppia di ricevitori 105 caratterizzati dalla trasmissione dati RFID o Bluetooth LE consente una precisione nella rilevazione dei tempi del singolo nuotatore 51 al centesimo di secondo, anche in situazioni di elevato affollamento della piscina 50 quali le sessioni di allenamento.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il sistema 100 comprende un sistema di segnalazione ottico e/o acustico che durante la sessione di allenamento avvisa il nuotatore 51 in merito a un cambio di modalità operativa, ad esempio il passaggio tra uno stile di nuoto e un altro.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, detto sistema di segnalazione ottico e/o acustico consente di minimizzare o azzerare i tempi morti legati alla percezione da parte del nuotatore 51 della necessità di cambiare modalità operativa durante la sessione di allenamento, ad esempio a seguito di una segnalazione manuale da parte dell’allenatore.

Un altro vantaggio del sistema di segnalazione è che gli avvisi ottici sono caratterizzati da tonalità cromatiche differenti in modo da associare automaticamente un dato colore con una modalità di allenamento specifica, riducendo ulteriormente potenziali tempi di latenza.

Secondo un aspetto dell’invenzione, la seconda unità di elaborazione 106 è un server locale o un server cloud.

Secondo un aspetto dell'invenzione, il sistema di acquisizione, archiviazione e analisi di dati compreso nella seconda unità di elaborazione 106 è un applicativo software configurato per effettuare la sincronizzazione dei rilievi cronometrici relativi al nuotatore 51.

In uso quindi, vantaggiosamente, detto applicativo consente di catalogare i dati di ogni sessione di allenamento e profilare i dati rilievi del singolo nuotatore 51, implementando analisi avanzate sullo storico dei dati in modo da fornire all’allenatore informazioni utili a ottimizzare i carichi di lavoro e attestare i progressi del singolo nuotatore 51.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, l’applicativo installato sulla seconda unità di elaborazione 106 è predisposto per gestire e programmare attività di allenamento esterne alla piscina 50.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, la prima unità di elaborazione 104 è connessa alla seconda unità di elaborazione 106 mediante una connessione cablata o wireless, in locale o remota.

Pertanto, il sistema 100 secondo l’invenzione consente di rilevare in maniera puntuale ed efficiente l’insieme dei tempi relativi a una moltitudine di nuotatori che affollano le corsie di una piscina, in particolare modo durante le sessioni di allenamento.

Un altro vantaggio del sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina secondo l’invenzione è che consente un cronometraggio ad alta precisione in virtù dell’utilizzo di piastre 102 di tocco rispondenti alle norme FINA e collegate a un sistema di rilevamento automatico dei tempi caratterizzato da una precisione al centesimo di secondo.

Inoltre, il sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina secondo l’invenzione è efficiente, di costo contenuto sia in termini di investimento iniziale che di manutenzione, e risulta essere di utilizzo intuitivo.

Infine, il sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina secondo l’invenzione consente di personalizzare i carichi di lavoro delle sessioni di allenamento grazie all’analisi dei parametri del singolo nuotatore mediante applicativi dedicati e installati su un server locale o in cloud.

Risulta infine chiaro che al sistema per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina qui descritto e illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema (100) per la rilevazione automatica di prestazioni cronometriche in una piscina (50) comprendente: - una cella di carico (101) collocata su un blocco di partenza posizionato in corrispondenza di una prima estremità di una corsia (52) della piscina (50), collegata a un cronometro (103) e configurata per rilevare l’inizio di una sessione di allenamento di un nuotatore (51); - una coppia di piastre (102) di tocco comprendente una prima piastra (102a) e una seconda piastra (102b) collocate rispettivamente in corrispondenza della prima estremità della corsia (52) e di un’estremità opposta di detta corsia (52), ciascuna di dette prima piastra (102a) e seconda piastra (102b) essendo collegata al cronometro (103) configurato per eseguire misurazioni di tempi relativi alla sessione di allenamento del nuotatore (51) e collegato a una prima unità di elaborazione (104); - una coppia di ricevitori (105) senza fili comprendente un primo ricevitore (105a) e un secondo ricevitore (105b) collocati rispettivamente in corrispondenza della prima estremità della corsia (52) e dell’estremità opposta di detta corsia (52), ciascuno di detti primo ricevitore (105a) e secondo ricevitore (105b) essendo collegato alla prima unità di elaborazione (104); caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo indossabile (107) da parte del nuotatore (51) atto a identificare univocamente il nuotatore (51) e comprendente un modulo di connettività senza fili atto a collegare detto dispositivo indossabile (107) alla coppia di ricevitori (105) senza fili, e un sistema di elaborazione in tempo reale compreso nella prima unità di elaborazione (104) per l’elaborazione di dati rilevati dal cronometro (103) e dalla coppia di ricevitori (105) senza fili.
2. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il modulo di connettività senza fili compreso nel dispositivo indossabile (107) è una scheda elettronica comprendente un circuito integrato RFID o Bluetooth LE.
3. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la prima unità di elaborazione (104) è un personal computer installato ai bordi della piscina (50).
4. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la coppia di ricevitori senza fili (105) è una coppia di reader RFID o Bluetooth LE atta a ricevere i dati trasmessi dal dispositivo indossabile (107).
5. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una seconda unità di elaborazione (106) collegata mediante una connessione locale o a banda larga, wireless o cablata, alla prima unità di elaborazione (104) e dotata di un sistema di acquisizione, archiviazione e analisi dei dati trasmessi dalla prima unità di elaborazione (104).
6. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il sistema di elaborazione in tempo reale acquisisce le rilevazioni cronometriche del nuotatore (51) a misurazioni di tempi in corso in base a un intervallo di tempo Δt impostabile entro il quale si verifichino il tocco della prima piastra (102a) o della seconda piastra (102b) e l’identificazione del nuotatore (51).
7. Sistema (100) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la seconda unità di elaborazione (106) è un server locale o un server cloud.
8. Sistema (100) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il sistema di acquisizione, archiviazione e analisi di dati compreso nella seconda unità di elaborazione (106) è un applicativo software configurato per profilare le prestazioni, gestire i carichi di lavoro e riscontrare i progressi del nuotatore (51).
9. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di segnalazione ottico e/o acustico configurato per avvisare il nuotatore (51) in merito a un cambio di modalità operativa durante la sessione di allenamento.