L'Analyseur Automatique de Swing
Le Swing Timing Master


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Ami Golfeur! N'avez-vous jamais rêvé de savoir ce qui se passe durant votre swing? Comment les différentes parties de votre corps bougent-elles? Est-ce que votre timing est correct ou non? Et, plus important encore, est-ce que votre swing est aussi efficace qu'il pourrait l'être?

Voici le système qui vous fournit toutes ces réponses. Il s'agit du Swing Timing Master (STM).

Ce système, en cours de brevet en France et International (PTC), est à la Recherche d'un partenaire industriel pour le produire et le diffuser. Si vous êtes en capacité de développer, produire et diffuser, Contactez moi.


THEORIE

Au Golf, ce sont les mouvements de Rotations qui fournissent l'énergie au Club et donc à la balle pour atteindre la cible. Si vous maitrisez les Rotations, vous maitrisez votre jeu. Et, parceque ces rotations doivent se produire d'une certaine manière, un des plus important facteur de réussite d'un swing est la CHRONOLOGIE des rotations des divers segments (bassin, thorax, bras, mains) du corps. La Chronologie la plus efficace lors de l'amorce de descente du swing est: bassin, thorax, bras, mains.

Qui plus est, au cours de la descente, ces diffèrents segments acquièrent des vitesses de rotations qui croissent et décroissent en passant pas des pics (maxima) de vitesse qui doivent avoir la même Chronologie que la séquence d'amorce de descente: bassin, thorax, bras, mains.

Note: Dans la suite du texte, on considérera que, en ce qui concerne les mouvements de rotation, les termes: Bassin et Hanches sont équivalents, Thorax et Epaules (haut du torse) sont équivalents, et que Main, Club, et Gant sont équivalents.

Quels que soient leurs styles, TOUS les joueurs professionnels de haut niveau ont quelque chose en commun: La chronologie de début de descente et la chronologie des pics de vitess

Cela a été mis en évidence par Phil Cheetham

Les courbes suivantes représentent schématiquement les vitesses de rotations des quatres segments principaux en fonction du temps lors d'un swing "parfait".
Segments Rotational Speed
T1,T2,T3 et T4 representent les temps quand chaque segment du corps inverse son sens de rotation pour commencer la descente du swing(transition).
S1,S2,S3 et S4 représentent les temps quand les divers segments ont atteint leurs pics de vitesses.

Pour mesurer ces vitesses de rotation et en faire une analyse automatique, il fallait donc développer un système qui soit léger, économique et facile d'emploie. Ce systéme doit être capable de déterminer si les chronologies sont correctes ou non par simple lecture. C'est que que fait le SWING TIMING MASTER.


DESCRIPTION DU SYSTEME

Le système mesure les vitesses de rotation des principaux segments du corps humain concourants au swing grâce à des capteurs gyroscopiques miniaturisés (MEMS, Micro-Electro-Mechanical System).

A partir de ces mesures de vitesses, on construit les courbes comme représentées précédemment et un algorithme analyse automatiquement ces données pour vérifier si les conditions optimales (chronologie d'inversion des vitesses et maximum des vitesses) sont réunies.

Le Système fournit ces informations, soit, sous forme de courbes , soit, sous une forme plus intuitive que sont les deux exemples de tableaux suivants:

Bon Swing Mauvais Swing
Tableau de résultats pour un bon swing Tableau de résultats pour un mauvais swing
Les valeurs numériques (en millisecondes) des Colonnes Chronologie Amorce de descente indiquent quand chaque segment a inversé son sens de rotation et dans les colonnnes Pics des vitesses de rotation, ces valuers indiquent quand chaque segment à atteint son maximum de vitesse,. La référence des temps est l'inversion du sens rotation des hanches et le maximum de vitesses des hanches. Le système est composé de deux sous-ensembles:
1) Unité d'Acquisition et de Transmission (Boitier Electronique), installée sur le golfeur
2) Unité d'Analyse et d'Affichage (PC, Tablette ou Smart Phone), placée au sol en face du golfeur

Les mesures des quatres capteurs sont collectées par une carte à microprocesseur contenue dans le boitier electronique et sont transmises à l'unité d'analyse par Bluetooth.

Principle STM & Android tablet
Unité d'Acquisition et de Transmission
Le boitier electronique, de la taille d'un paquet de cigarette contient: l'alimentation electrique, la carte microprocesseur, un ensemble de composants electroniques en charge du multiplexage, l'émetteur Bluetooth et le gyroscope du bassin. Les trois autres capteurs gyroscopiques (Epaules, Bras et Main) sont reliés au boitier électronique par un cable.
Les capteurs sont des gyroscopes 3 axes à base de technologie (MEMS, Micro-Electro-Mechanical System).
Les capteurs sont fixés sur le golfeur grâce à des ceintures et des harnais réglables. Le capteur de la main se fixe directement sur le Velcro du gant du golfeur.
Unité d'Analyse et d'Affichage
L'Unité d'acquisition et d'affichage peut être interfacée à n'importe quel terminal ayant des capacités Bluetooth. Cette unité analyse les données et affiche les résultats sous forme de courbes ou de tableaux synthétiques.
Pour le moment une solution Android a été developpée pour Tablette (recommendation: 7 pouces minimum pour une meilleure lisibilité) ou Smart Phone.
La version Apple (iPhone ou iPad) pourrait être developpée aisément.

Fonctions
- Le système est autonome, il ne nécessite pas d'intervention du golfeur entre deux swings
- Le Système filtre et élimine tous les mouvements qui ne sont pas des vrais swings
- Les Qualités du Swing (Séquence de début de descente et pics de vitesses) sont extraites et affichées automatiquement
- Calcul de la durée du swing (extraction automatique du haut du swing et du moment d'impact avec la balle)
- Indication de changement du plan de swing
- Courbes des angles du bassin et du thorax
- Représentation graphique et zoom sur la zone de début de descente
- Sauvegarde des mesures (Taguées avec le nom du joueur et la date et heure)
- Qualité du swing codé dans le nom des fichiers de sauvegarde
- Relecture des swings sauvegardés sur la tablette Android
- Les sauvegardes peuvent être relue avec Exceltm; (plus de détails sont disponibles car on a accés; aux trois axes de chaque capteur)
- Multilangues Français/English/Espagnol disponilbes, d'autres langues peuvent être ajoutées
- Garde les préférences en mémoire (nom du joueur et langue)
- Les sauvegardes peuvent être relue en synchronisation avec des vidéos haute-vitesse en utilisant Exceltm
- Fonctionne pour gaucher et droitier
- Pas d'alignement nécessaire
- Peut être utilisé pour d'autres sports (baseball)

Avantages sur les produits existant
- Moins cher (5 à 10 fois)
- Mesure quatre segments au lieu d'un seul (club ou main) comme le plupart des concurrents dans la même gamme de prix
- Très léger
- Ne mesure que les paramètres nécessaires
- Affichage des résultats très intuitif
- Possibilité d'effectuer des analyses très détaillées avec Exceltm
- Possibilité de synchronisation avec des vidéos haut-vitesses avec Exceltm
- Fonctionne avec tout type de tablette ou Smart Phone Android

Principales Characteristiques
- Dynamique de Gyroscopes: +/- 2000 degré par seconde par axe (3 axes par capteur)
- Fréquence d'échantillonnage: 163 Hz
- Bluetooth 1 (portée 10 metres)
- Alimentation: Batterie LiPo rechargeable par USB
- Dimension des capteurs (encapsulés): 1,5 cm x 0,9 cm x 0,5 cm
- Masse:Boitier Electronique 99 gr., Cable et 3 capteurs 28 gr.( Chaque capteur a une masse inférieure à 2 gr.).
;- Les masses ci-dessus pourraient être optmisées avant le passage en production série.

Installation
- Installation facile, système léger qui n'interfére pas avec les mouvements du golfeur
- Le boitier Electronique est maintenu grâce à une ceinture élastique ajustée par Velcro
- Un harnais élastique d'épaule, ajusté par Velcro supporte le capteur du thorax fixé par Velcro
- Un bandeau élastique maintient le capteur du bras
- Le capteur de la main est maintenu grâce au Velcro du gant

Installation

Captures d'écran

Ecran d'accueil Sélection des fichiers archivés
Home Screen
Selection Archived Files
Exemple de courbes d'un bon swing Exemple d'analyse d'un bon swing
Example of a Good Swing Graph
Example of a Good Swing Analyse
Exemple de courbes d'un mauvais swing Exemple d'analyse d'un mauvais swing
Example of a Bad Swing Graph
Example of a Bad Swing Analyze

Quoique le sytème effectue automatiquement l'analyse de la Qualité du Swing, les courbes peuvent être analysées visuellement pour vérifier la régularité des tracés entre la barre verticale orange (début de la descente) et la barre verticale verte (impact club/balle). Les différences sont très notables entre les courbes du "bon" swing et du "mauvais" swing.
Dans l'exemple du "mauvais" swing, on voit la courbe du capteur main (courbe rouge) se séparer des autre courbes au début de la descente, ce qui est signe de "Casting".

D'autres courbes sont disponibles:
- Zoom de la transition Backswing/Downswing
- Courbes des 3 axes du capteur main, cela fournit de précieuses indications sur les mouvements de la main et plus particuliérement le moment du désarmement du poignet.
- Courbes des angles de bassin et thorax (sur le graphe principal)



AVANCEMENT DU DEVELOPPEMENT
Cinq prototypes sont en fonctionnement et des milliers d'enregistrements ont été effectués avec des joueurs de tous niveaux.
Le design actuel est très stable et cette définition pourrait être produite sans modifications mais certaines optimisations sont encore possibles (packaging, stabilité blue tooth, etc,etc...).
Les essais de compatibilité electromagnétique sont à effectuer.

Les plans, diagrammes, schèmas, codes sources (boitier électronique et android) sont disponibles.
Le manuel d'entrainement et les exercisses pour corriger les défauts sont à developper.


Propriété Intellectuelle
- Lettre Soleau déposée
- Demande de brevet (ref: 3.000.682) déposée en France et publiée au Bulletin Officiel de la Propriété Industrielle (BOPI) le 11 juillet 2014
- Demande d'extension internationale (WO2014108633A1) Publiée le 17 juillet 2014.

EVOLUTIONS POSSIBLES

Dans la définition actuelle, le Système utilise uniquement des gyroscopes pour n'enregistrer que les paramètres réellement importants tout en proposant un système très abordable.
Des capteurs plus complexes incluant aussi des accéléromètres et des magnétomètres (dans le même encombrement)
pourraient aussi être utilisés afin de mesurer plus précisemment les angles et les orientations.

D'autre part, ce système peut être utilisé en conjonction avec des enregistrements vidéo haute vitesse. Une procédure complémentaire permet de synchroniser la vidéo et les enregistrements lors de la relecture.

VIDEO:
Exemple d'enregistrement synchronisé avec de la vidéo haute vitesse


Note: le chargement peut être long.... (Sélectionner You Tube sur haute définition)


Qui plus est, les enregistrements peuvent être relues avec une application Exceltm, cela donne accés à plus d'information, car on peut analyser les trois axes de chaque capteur.

MARCHE POTENTIEL

Joueurs de Golf:
  • Mondial: 64 millions
  • USA: 26 millions
  • Japon:17 millions
  • Europe:7 millions
  • UK: 3 millions
  • France: 0.6 millions (j'habite en France...)
Ce système peut aussi bien être utilisé par les amateurs que par les professionnels.
Les amateurs ou débutants comprendront comment bouger les divers segments du corps, et les professionnels auront à leur disposition un système pour améliorer leurs performances.
Ce système est aussi (et surtout) destiné aux enseignants de golf. On mesure ce qui se passe, et comme dit le dicton, "On ne peut améliorer que ce que l'on mesure".

ANALYSE DE LA CONCURRENCE

Depuis le développpement de la technologie MEMS, le marché à vu apparaitre un certains nombre de produits de performances et d'intérets divers.

Certains systèmes sont assez basiques:

Ce sont, des boitiers uniques qui sont montés, soit sur le manche du club soit sur le gant. Ils sont basés sur la technologie MEMS (Gyroscope, Accelerometre, magnetometre). Ils ne mesurent donc qu'un seul segment, ils fournissent de beaux diagrammes sur le mouvement du club, mais ne peuvent pas indiquer pourquoi le mouvement du club est comme il est et quel segment n'a pas bien fait son travail.

Example de produits: 3Bay GSA, Skypro, Noitom MySwing, Swing Byte, SwingTip, GolfSense, etc, etc.

Les prix vont de 129$ à 249$

D'autres sont plus sophistiqués:

AMM Walk About 6D Golf (non basé sur MEMS) nécessite une antenne posée sur un tripode. cout approx. 8 900$

AMM Sensor 9DOF (MEMS: Gyroscope, Accelerometre, magnetometre). Nécessite un ensemble par segment. Chaque ensemble coute approx. 1 250$. Donc, pour quatre segments le cout serait de l'ordre de 5 000$

K-Vest: 9DOF (MEMS: Gyroscope, Accelerometre, magnetometre). Système constitué de trois ensemble capteurs (mesure donc trois segments) Cout du système, autour de 3500$


Le Swing Timing Master, vous offre le meilleur de ces deux mondes, quoique simple (il n'utilise que des gyroscopes), il fournit la seule indication qui soit vitale, à savoir les données de TIMING sur les quatre segments les plus importants.

De plus, l'analyse des courbes fournit des indications sur la qualité globale du swing.

Le prix objectif du STM est autour de 500$

L'AUTEUR

Je suis ingénieur Physicien de formation et je suis aussi titulaire d'un Diplome d'Etudes Approfondies (DEA) en Microelectronique et je travaille depuis plus de 30 ans dans le domaine de l'aéronautique.

Mon objectif est de faire simple et abordable quand les autres font compliqué et cher!



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