JP6783805B2 - ボードスポーツ用デバイスおよび関連する学習方法 - Google Patents

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Description

本発明は、特に、サーフィン、スキー、スノーボードのような、ボードスポーツに関連する。
以下の文章では、サーフィンが、ボードスポーツの主な例として挙げられる。しかしながら、この文章の教示は、主に剛性の要素が液体または固体表面上を滑る他のスポーツにも適用される。それは、従って、あらゆるバリエーションのスキー、スノーボードなどを含む。
サーフィンのようなボードスポーツの学習およびブラッシュアップは、トレーナーが見るトレーニングを伴う。トレーナーは、サーファーの進行を見て、彼または彼女が確認する欠点に応じて、試行錯誤の連続を通じて正しい姿勢を得ようと努めるスポーツをする人に、修正を提案する。
この仕事は、直接サーフボードにまたは海岸に取り付けられたビデオカメラによって現在支援され、それは、サーファーの進行を録画することによって、トレーナーおよびスポーツをする人が、行われた仕事を時間的に後に分析するおよび視覚化するのを支援する。
波に対するサーフボードの速度をサーファーにリアルタイムで提供することができるセンサーもある。
学習およびブラッシュアップのこれらの手段は、従って、非常に質的であり、トレーナー、またはスポーツをする人の経験に大いに依存する。例えば、ハイレベルスポーツで、ベアリングのごくわずかの変化が、軌道の質に、位置が最適位置と非常に少し異なるだけなのに、重大な結果をもたらすことがあり、違いはビデオ録画によって検出できないまたはほんの少ししか検出できない。
従って、スポーツをする人およびトレーナーに、進行の様々な要素を数量化して、それを、例えば理想的な進行と、比較することを可能にする手段を提供することが、望ましい。
従って、量的データを取得することを可能にして、従来技術の欠点、不都合および障害を解消する、ボードスポーツデバイスの実際の需要がある。
先に挙げた不都合の1つ以上を解消するために、ユーザーとのインターフェースでサーフボードまたはスキー板のような滑走ボードに固定されるようになっているボードスポーツ用分析デバイスであって、前記のデバイスは、以下を含む:
・応力センサーであって、滑走ボードでユーザーによって生じる1つ以上の応力を捉えるのに適合した応力センサー;
・位置および運動センサーであって、空間での滑走ボードの位置、速度、および加速度を捉えるのに適合した位置および運動センサー;
・処理ユニットであって、応力センサーと位置および運動センサーとに接続され、センサーからのデータを同期させるおよび処理するのに適合した、処理ユニット。
単独でまたは組み合わせで利用できる、特徴または特定の実施形態は、以下である:
・それは、処理ユニットに接続されたカメラをさらに含み、前記のカメラは、ユーザーの画像を捉えるように位置する;
・応力センサーと、位置および運動センサーと、処理ユニットとは、応力センサーとユーザーとの間の中間物として位置する封止デバイスと関与する;
・位置および運動センサーは、軸ジャイロスコープ、3軸加速度計および磁気探知機を含む。
・それは、同期および/または処理されたデータの記憶メモリを含む;および/または
・それは、ワイヤレスリンクを介して分析および視覚化コンピュータに同期および/または処理されたデータをリアルタイムで送信する送信機を含む;
・それは、滑走ボードに固定されるようになっている少なくとも1つの固定ゾーンを備えたコーティングによって形成される。
発明の第2態様では、上記のようなデバイスは、ボードスポーツの学習およびブラッシュアップに利用される。
発明の第3態様では、上記のようなデバイスを利用するボードスポーツを学習する方法は、以下を含む:
・前記のボードスポーツを行うおよび前記のデバイスのセンサーからのデータを記録するために、ユーザーが前記のデバイスを使用する;
・前記のデータを処理し、参照データと比較する;
・ユーザーの評価および進行パラメーターの変換および表示のために、前記のデータを処理および融合する。
特別な特徴または実施形態は、参照データが、ユーザーの最適行動のモデルを定めることである。特別な特徴または実施形態は、データ処理ステップが、滑走ボードの運動が予測モデルを介してセンサーからの測定データに基づいて決定されるステップを、さらに含むことである。特別な特徴または実施形態は、評価および進行パラメーターの表示が、参照ユーザーの位置に対するユーザーの位置の違いを目立たせるグラフィック形式で実現されることである。別の実施形態は、評価および進行パラメーターの表示が、様々なユーザー間の位置の違いを目立たせるグラフィック形式で実現されることである。
発明の第4態様では、通信ネットワークからダウンロード可能であるおよび/またはコンピュータ可読媒体に記憶されたおよび/またはプロセッサによって実行可能であるコンピュータプログラム製品は、上記の学習方法の実施のためのプログラムコード命令を含む。
発明の第5態様では、ボードスポーツのシミュレーションデバイスは、以下を含む:
・サーフボードまたはスキー板のような滑走ボード;
・ユーザーとのインターフェースで滑走ボードに固定される応力センサーであって、前記の応力センサーは、滑走ボードで使用者によって生じる力全体を捉えるのに適合する;
・アクチュエータであって、滑走ボードに固定され、6自由度によって滑走ボードを移動させるのに適合する、アクチュエータ;
・処理ユニットであって、応力センサーにおよびアクチュエータに接続され、ユーザーによって生じる力および環境モデル化パラメーターに応じて、滑走ボードの位置を変更するのに適合する、処理ユニット。
発明の第6態様では、発明は、上記に定められるような分析デバイスを取り付けられたサーフボードおよびスキー板のような滑走ボードにも関する。このボードスポーツの有利な形態によると、分析デバイスは、滑走ボードに組み込まれる。
発明は、単に例としてなされた以下の説明を読むことでより良く理解され、添付図面が参照される。
発明の実施形態による機器を備えたサーフボードを表す。 図1のデバイスのデータの取得および処理のフローダイヤグラムを表す。 図1のデバイスの使用時の鉛直力の推移を表す。 図4A−4Cは、図3の推移の際の力、角速度、加速度の推移を表す。 図1のデバイスを利用する学習方法のフローダイヤグラムを表す。 図1のデバイスに基づくシミュレーターを表す。
ボードスポーツ用分析デバイスは、サーフボードまたはスキー板のような滑走ボードに固定されるようになっている。この2つのスポーツが例として与えられるが、説明は、デバイスが液体または固体媒体を滑走するあらゆるスポーツに適用されることができる。従って、予め示されたように、以下に記述される実施形態は、サーフィン焦点を合わせている。
図1を参照し、サーフボード1は、分析デバイスを含み、分析デバイスは、6成分による力を捉えるプラットホームの形をとる応力センサー3を含む。6成分は、デカルト座標による3力と、デカルト基準系の軸の周りの3モーメントである。この基準系は、サーフボードに関連するように定められ、xは長手方向軸であり、yは横軸であり、zは垂直軸である。1つまたは2つの力の成分を捉えるだけのより精巧でないセンサーも、コストの理由で利用することができる。センサーのような利用の代償は、収集される情報がより富んでいないことである。それは、分析される主成分を決定するために6成分のプラットホームを利用する予備調査によって補うことができる。
前もっての調査は、応力センサー3が記録可能でなければならない最大量を定めることができるようにする。従って、応力センサー3が以下の最大力を測定可能であることが、望ましい:Fxについて5000N,Fyについて5000N,Fzについて14500N,Mxについて560Nm,Myについて650Nm,Mzについて750Nm。
応力センサー3は、ユーザーとのインターフェースでサーフボード1に固定される。従って、サーフボード上で、応力センサー3は、サーファーの前足の下に優先的に位置決めされる。それは、サーフィンを操縦する主な足だからである。しかしながら、応力センサー3は、後足の下に位置決めされることもできる、あるいは2つのセンサーがそれぞれの足の応力を収集するために取り付けられる。スキーに関し、応力センサーは、例えば、スキー靴の靴底の下に位置決めされる。応力センサーは、従って滑走ボードで使用者によって生じる力全体を捉える。それは、垂直および横の力、前方および後方の力、同様に3軸の周りの回転トルク、すなわち自由6軸も、捉える。
応力センサー3は、機器を備えていないサーフボードに対してユーザーの位置の違いをできる限り制限するように、サーフボード1に組み込まれる。
応力センサー3は、サーフボード1の環境要素、および特に腐食力がよく知られている海水に、持ちこたえなければならない。同時に、応力センサー3のあり得る保護は、力の測定に支障をきたしてはならない。例えば、応力センサー3を覆う、Seaguard Flex 5400,Dickson,Wasquehal,Franceのような封止プラスチックフィルムは、力を捉えることにほとんど支障をきたさないという利点を有する。別の解決策は、本質的に海洋腐食耐性の応力センサーを利用することである。
分析デバイスは、位置および運動センサー5も含む。この位置および運動センサー5は、例えば、サーフボードの角速度および長手方向加速度を介して、サーフボード1の動的挙動を分析することによって、サーフボード1と波との間の相互作用を識別するようになっている。それは、従って、空間でのサーフボードの位置、速度および加速度を捉えるのに適合する。それは、例えば、InvensSense,San Jose,CaliforniaによるITG3200のような3軸ジャイロスコープ、Analog Devices,Norwood,USAによるADXL345のような3軸加速度計、および磁気探知機を含むが、GPS受信機のようなおそらくより高性能でないがよりコストがかからない、またはより少ない構成部品を利用する、構成部品から構成されてもよい、および、例えば、一般大衆向けのスマートフォンで利用されているもののような種類のGPS受信機および3D加速度計に限定されてよい。
処理ユニット7は、応力センサー3と位置および運動センサー5とに接続される。この処理ユニット7は、センサーからのデータを同期させる。例えば、それは、アナログ−デジタルコンバーターも含む、Arduino,Turin,ItalyによるMega2560カードから構成されてよい。この分析デバイスは、滑走ボードの複数の位置測定を分配してよい。例えば、位置および運動センサーは、応力センサー3におよびデータ処理ユニット7に対して離された、複数の要素から構成されてよく、それらに論理的に接続されて位置してよい。分析デバイスの他の要素について逆もまた同じである。
有利には、ネットワークは、この2つのセンサーからの情報を回収するおよび同期させるように、および他のセンサーからの情報を収集するおよび同期させるようにも、設置されてよい。
例えば、サーフボード1に固定されたカメラ9は、このネットワークによって処理ユニット7に接続される。カメラ9は、有利には、捉えられた力とユーザーの位置とを関係づけることができるように、ユーザーの画像(特に応力センサーに置かれた彼または彼女の足)を捉えるように位置する。
分析デバイスは、同期されたデータの記憶メモリ11、および/またはワイヤレスリンクを介して分析および視覚化コンピュータ(図示せず)に同期および/または処理されたデータをリアルタイムで送信する送信機13も含む。それは、運動の終わりおよび/または運動中にデータを活用することができるようにする。
データの処理は、以下の仕方で行われる、図2:
・センサーからの電気的測定を様々な物理値を表す数値に変換する、ステップ21であって、様々な物理値は以下である:デカルト基準系x,y,zでの力(N)、モーメント(Nm)、速度(ms−1)および加速度(ms−2);
・様々な測定の、および、入手できるならば、カメラで取られた画像の、同期、ステップ23;
・同期されたデータ全体の記憶および/または送信、ステップ25。
図3は、異なる状況による力Fzの推移を時間の関数として示す。
ゾーン31では、サーファーは、波を待ってボードに座っている。彼または彼女は、従って、応力センサー3と接触せず、Fzは0に等しい。
ゾーン33では、サーファーは、ボードに横になり、波を捕まえるために彼または彼女の手でこぎ進む。彼または彼女の胸部だけが、応力センサー3と接触し、従って、力Fzは、サーファーの体重の約40〜60%に対応する。
ゾーン35では、本来のサーフィン段階が、開始し、サーファーの支えが立った状態になることに対応するFzのピークから始まる。次に、サーフィンの動作に対応する一連の押圧/緩和が繰り広げられる。それは、湾曲/伸張によって速度を得る段階に典型的に対応する。
最後に、ゾーン37では、サーファーは、落下によって、またはそれが波の終わりであるので、ボードを離れ、Fzは0に戻る。
当然、分析に最も興味深いサーフィン段階に対応するのは、ゾーン35である。
図4B、4Cおよび4Dは、時間の関数として、同期された、以下をそれぞれ示す:
・鉛直力;
・角速度;および
・長手方向加速度。
点で描いた垂直線は、これらの3つの図でサーフィン段階の始まりに対応する。
図4が図3のものと同じサーフィン段階に対応することを知りながら、速度を得ようとすることが、長手方向軸に沿った加速度のピークで表されることが、分かる。求められる結果が、従って良好に達成される。
このデバイスは、トレーナーおよびスポーツをする人が、運動中に行われることを正確に見るおよび分析することができるようにすることによって、ボードスポーツの学習およびブラッシュアップに有利に利用可能である。
従って、サーフボードを利用する学習は、以下を含む、図5:
・サーフィンを行うおよびサーフボード1のセンサー3,5からのデータを記録するために、ユーザーがサーフボードを使用する、ステップ51;
・データを処理し、参照データと比較する、ステップ53;
・ユーザーの評価および進行パラメーターの変換および表示のためにデータを処理および融合する、ステップ55。
データ比較のステップ53は、先のセッションまたはプロサーファーのセッション(従って「理想」を示す)からのデータまたは最後に、遊戯活動の範囲内で、「対戦相手」のデータに、基づくことができる。
評価および進行パラメーターの表示は、参照ユーザーの位置に対するユーザーの位置の違いを目立たせる、または様々なユーザー間の位置の違いを目立たせる、グラフィック形式で実現される。第1の例では、複数のユーザーが同じボードを使用し、一連の動作が、合成され、この表示と平行に置かれる。第2の例では、複数のユーザーが、平行してそれぞれ機器を備えたサーフボードを使用し、一連の動作が共通のディスプレイに移され、それは、遊戯または競技用途を可能にすることができる。
実施のために、デバイス上の処理ユニットおよび分析に利用されるものが、コンピュータプログラムによって駆動されることが、考えられる。従って、通信ネットワークからダウンロード可能であるおよび/またはコンピュータ可読媒体に記憶されたおよび/またはプロセッサによって実行可能であるコンピュータプログラム製品は、学習方法の実施のためのプログラムコード命令を含む。
さらに、シミュレーターの基礎となる機器を備えたデバイスを使用することによって、ユーザーが自然環境外でトレーニング可能であることは、特に関心を引く。
特に、図6で、シミュレーションデバイスは、滑走ボードと、上述したような、ユーザーとのインターフェースで滑走ボードに固定される応力センサーと、を含む。さらに、アクチュエータ61は、滑走ボードに固定され、6自由度によって滑走ボードを移動させるのに適合する。このアクチュエータは、例えば、6脚ポジショナーまたは運動プラットホームである。
この構成では、応力センサーと位置および運動センサーとは、アクチュエータに有利に組み込まれることが、留意される。それは、サーフボードの位置がポジショナーによって常に完全に定められることを考慮して、取り除かれることもできる。
処理ユニット63は、応力センサー3およびアクチュエータ61に接続される。それは、シミュレーションのためにプログラムされた環境(例えば、波の形、スキーのゲレンデの傾斜)に応じて、ユーザーによって滑走ボードに加えられる力の結果をシミュレーションするために、ユーザーによって生じる力および環境モデル化パラメーターに応じて、滑走ボードの位置を変更するのに適合する。
その理由で、モデル化は、サーファーの動きに応じてボードの動きを予測することができるようにする予測モデルに基づく。このモデルは、上述の分析デバイスを備えた滑走ボード1を使用するデータ取得セッションから構成される。
このシミュレーターは、視覚化スクリーン65も含み、ユーザーに、できる限り自然な仕方で、ユーザーがそれに反応することができるようにプログラムされた環境を知らせることができる。
発明は、図面および先の説明で詳しく説明および記載された。先の説明は、例示的であって例として与えられ、発明をこの記載のみに限定しないと、考えられるべきである。実施形態の多くの変形が、可能である。
例えば、スキーをする範囲で、情報一式を得るために、両方のスキー板に、それぞれに応力センサーと位置および運動センサーを取り付けることによって、機器を備えること、および全体を同期させることが、有利である。サーフィンでは、サーファーの後足からの力を記録する第2の応力センサーと共に、サーフボードに機器を備えることも可能である。
ユーザーが、動作の興味深い段階の間から取得し始めることができるようにする手動オン/オフ装置を設けることも可能である。
「特許請求の範囲」において、「含む」という語は、他の要素を除外せず、不定冠詞“un/une”は、複数を除外しない。
発明によると、データ処理ユニット7は、計算ユニットをさらに含み、それは、評価および進行の量的情報のリアルタイムでの分析をユーザー(サーファーまたはトレーナーのような外部の人)に提供するために、センサーからのデータを分析することができるようにする。
そのために、データ処理ステップ53は、サーフボード1のセンサーからのデータを分析すること、およびそれを参照データと比較することから成る。センサーからのデータの2つのカテゴリーが、区別される。データの第1のカテゴリーは、サーファーとボードとの相互作用に関し、それは、力、押圧および/または支えの位置の種類であり得る。データの第2のカテゴリーは、ボードと波との相互作用に関し、それは、位置、速度、加速度の種類であり得る。
発明の特に有利な実施形態によると、計算ユニットは、予測モデルを含み、それは、サーファーとボードとの間の相互作用に関する測定データから、あるいはボードと波との間の相互作用に関する測定データから、サーフボードの運動を予測することができるようにする。
ボードの運動についてのこの量的情報は、それから、データベースに1つにまとめられた参照データと比較される。この参照データは、先のセッションからまたはプロサーファーのセッションから取得される。比較ステップは、従って、参照ユーザーの位置に対するユーザーの位置の違いを決定することができるようにし、従って改善すべき点を示す。
発明の有利な形態によると、ユーザーの画像、特にカメラ9から得られた応力センサーに置かれた彼または彼女の足、は、応力センサーからのデータと同期される。従って、支えの力を、行う人の足の向きと関連付けることが可能である。この相関関係によって、行う人の足の位置についてのより正確な分析を提供することができる。
発明の有利な実施形態によると、封止された分析デバイスは、滑走ボード1に固定される複数の固定ゾーンを備えた少なくとも1つのコーティングによって形成される。応力センサー3、位置および運動センサー5およびデータ処理ユニット7は、コーティング表面と関与する。コーティングが滑走ボードに固定されるとき、それは、センサー3および5と処理ユニット7用の封止ゾーンを形成する。
好ましくは、およびサーフボード用分析デバイスの使用の範囲で、このコーティングは、レリーフを備えた外表面と、センサー3および5ならびに処理ユニット7と関与する内表面と、を有する発泡体のプレートの形で存在する。外表面は、従って、滑ることを行う人にとって滑り止め表面を形成する。それは、サーフィンを行う人のスタイルに応じて、様々な形および大きさであってよい。様々なコーティングが、行う人の支えを最適化するように、ボードに配置される。センサー3および5と処理ユニット7とは、1つのコーティングまたは複数のコーティングと関連することができる。
発明は、分析デバイスを備えたサーフボードまたはスキー板のような滑走ボードにも関し、それは、ボードスポーツをする人が学習およびブラッシュアップをできるようにする。

Claims (15)

  1. ボードスポーツ用の分析デバイスであって、ユーザーとのインターフェースでサーフボードまたはスキー板のような滑走ボード(1)に固定されるようになっており、前記分析デバイスは、
    ・応力センサー(3)であって、前記滑走ボード(1)でユーザーによって生じる1つ以上の応力を捉えるのに適合した応力センサーと、
    ・位置および運動センサー(5)であって、空間での前記滑走ボード(1)の位置、速度、および加速度を捉えるのに適合した位置および運動センサーと、
    ・処理ユニット(7)であって、前記応力センサー(3)と前記位置および運動センサー(5)とに接続され、前記センサーからのデータを同期させるおよび処理するのに適合した、処理ユニットと、
    を含み、
    前記処理ユニットは、前記センサーからのデータを分析するように構成された計算ユニットを含み、
    前記計算ユニットは、サーファーとボードとの相互作用に関する測定データからサーフボードの運動を予測するように構成された予測モデルを含む、デバイス。
  2. 請求項1に記載のデバイスであって、それが、前記処理ユニット(7)に接続されたカメラ(9)をさらに含み、前記カメラ(9)は、ユーザーの画像を捉えるように位置することを特徴とする、デバイス。
  3. 請求項1または2に記載のデバイスであって、前記応力センサー(3)と、前記位置および運動センサー(5)と、前記処理ユニット(7)とは、前記応力センサーとユーザーとの間の中間物として位置する封止デバイスと関与することを特徴とする、デバイス。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のデバイスであって、前記位置および運動センサー(5)は、3軸ジャイロスコープと、3軸加速度計と、磁気探知機と、を含むことを特徴とする、デバイス。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のデバイスであって、それが、同期および/または処理されたデータの記憶メモリ(11)を含むことを特徴とする、デバイス。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のデバイスであって、それが、ワイヤレスリンクを介して分析および視覚化コンピュータに同期および/または処理されたデータをリアルタイムで送信する送信機(13)を含むことを特徴とする、デバイス。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のデバイスであって、前記デバイスが、前記滑走ボードに固定されるようになっている少なくとも1つの固定ゾーンを備えたコーティングによって形成されることを特徴とする、デバイス。
  8. ボードスポーツの学習およびブラッシュアップのための請求項1〜7のいずれか1項に記載のデバイスの使用。
  9. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のデバイスを使用してボードスポーツを学習する方法であって、それが、
    ・前記ボードスポーツを行うおよび前記デバイスの前記センサーからのデータを記録するために、ユーザーが前記デバイスを使用するステップ(51)と、
    ・前記データを処理し、参照データと比較するステップ(53)と、
    ・ユーザーの評価および進行パラメーターの変換および表示のために、前記データを処理および融合するステップ(55)と、
    を含み、
    データ処理ステップが、前記滑走ボードの運動が、サーファーとボードとの相互作用に関する測定データからサーフボードの運動を予測するように構成された予測モデルを介して前記センサーからの測定データに基づいて決定されるステップを、さらに含むことを特徴とする、方法。
  10. 請求項9に記載の方法であって、評価および進行パラメーターの表示が、参照ユーザーの位置に対するユーザーの位置の違いを目立たせるグラフィック形式で実現されることを特徴とする、方法。
  11. 請求項9に記載の方法であって、評価および進行パラメーターの表示が、様々なユーザー間の位置の違いを目立たせるグラフィック形式で実現されることを特徴とする、方法。
  12. 通信ネットワークからダウンロード可能であるおよび/またはコンピュータ可読媒体に記憶されたおよび/またはプロセッサによって実行可能であるコンピュータプログラム製品であって、それが、請求項9、10、または11の少なくとも1項に記載の学習方法の実施のためのプログラムコード命令を含むことを特徴とする、コンピュータプログラム製品。
  13. ボードスポーツをシミュレーションするデバイスであって、
    ・サーフボードまたはスキー板のような滑走ボード(1)と、
    ・ユーザーとのインターフェースで前記滑走ボードに固定される応力センサー(3)であって、前記応力センサーは、前記滑走ボードで使用者によって生じる力を捉えるのに適合する、応力センサーと、
    ・少なくとも1つのアクチュエータ(61)であって、前記滑走ボードに固定され、6自由度によって前記滑走ボードを移動させるのに適合する、アクチュエータと、
    ・処理ユニット(63)であって、前記応力センサー(3)におよび前記アクチュエータに接続され、ユーザーによって生じる力および環境モデル化パラメーターに応じて、前記滑走ボードの位置を変更するのに適合する、処理ユニットと、
    み、
    前記デバイスは、サーファーとボードとの相互作用に関する測定データからサーフボードの運動を予測するように構成された予測モデルを含む、デバイス。
  14. サーフボードまたはスキー板のような滑走ボード(1)であって、それが、請求項1〜7の1項に記載の分析デバイスが取り付けられていることを特徴とする、滑走ボード。
  15. 請求項14に記載の滑走ボード(1)であって、前記分析デバイスが、前記滑走ボードに組み込まれることを特徴とする、滑走ボード。
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