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KineticSense
TECHNOLOGIE DE POSITIONNEMENT DE PRÉCISION ET DE DONNÉES DE MOUVEMENT
Des données précises permettent de prendre des décisions précises. Sur la base de ce principe simple, KineticSense redéfinit la norme en matière de données de précision fiables dans les environnements sportifs. Fitogether a poussé le positionnement basé sur le GNSS à ses limites en combinant des capteurs RTK-GNSS et IMU pour produire des données de mouvement 3D au centimètre près. Ce système intègre du matériel, le traitement du signal, des algorithmes et la fusion de données pour capturer et analyser les mouvements avec une précision exceptionnelle.
Utilisation précise de tous les systèmes GNSS pour une couverture mondiale
Les systèmes de satellites GNSS varient selon les pays et les régions en termes d'opérateur et de distribution orbitale, ce qui entraîne une disponibilité variable des satellites à travers le monde. Certaines régions privilégient le GPS, tandis que d'autres bénéficient davantage de systèmes tels que Galileo ou BeiDou. Pour faire face à ces variations, KineticSense utilise une structure multibande qui reçoit les fréquences L1, L2 et L5 en parallèle, permettant l'accès à tous les principaux systèmes GNSS : GPS, Galileo, GLONASS et BeiDou. Cela garantit une réception stable du signal et un positionnement précis dans le monde entier.
Cependant, la réception d'un plus grand nombre de satellites ne garantit pas toujours une meilleure précision. Les erreurs de trajets multiples, la réflexion du signal et les interférences peuvent introduire des signaux de mauvaise qualité qui dégradent la précision.
Pour résoudre ce problème, KineticSense évalue en permanence la qualité des signaux reçus, exclut automatiquement ceux dont la fiabilité est faible ou présentent un risque d'erreur élevé et sélectionne uniquement des satellites fiables à l'aide de l'algorithme propriétaire de Fitogether pour constituer l'ensemble de satellites optimal. Cette stratégie de filtrage des signaux garantit une haute précision et des performances constantes, même dans des environnements complexes tels que les stades ou les régions où la visibilité par satellite est limitée.
Réception de signal robuste lors d'une utilisation à l'arrière
Les dispositifs de repérage GNSS sont généralement portés dans le haut du dos, ce qui les rend vulnérables au blocage ou à la distorsion du signal provenant de la tête et du torse. Les mouvements des joueurs, les structures du stade et la teneur en eau corporelle peuvent également provoquer une réflexion et une absorption, dégradant ainsi la qualité du signal. KineticSense répond à ces défis grâce à une antenne optimisée pour un gain ascendant et omnidirectionnel, et à un diagramme de rayonnement finement réglé qui garantit une réception stable quelles que soient les postures et les mouvements.
Pour réduire les erreurs de trajets multiples et les pertes de signal causées par le placement à proximité du corps, KineticSense applique un réflecteur monté à l'arrière de l'antenne et intègre des algorithmes de filtrage et de correction pour améliorer la pureté du signal. Il utilise également un amplificateur à faible bruit (LNA) pour amplifier les signaux GNSS faibles avec une distorsion minimale, ainsi qu'un filtrage de fréquence pour supprimer les interférences externes. Comme les erreurs de chronométrage se traduisent directement par des erreurs de position, KineticSense utilise une horloge de référence TCXO pour améliorer la précision du chronométrage. Cela permet de maintenir la précision pendant les sessions prolongées et de garantir une stabilité fiable du signal, même dans les environnements de stade soumis à des conditions RF complexes.
KineticSense garantit ainsi la continuité du signal et la précision du positionnement, même lorsque les problèmes de placement et d'interférence se chevauchent. Cette conception robuste constitue la base d'un suivi GNSS fiable dans le sport, prouvant ses performances dans diverses conditions du monde réel.
Atteindre une précision de positionnement centimétrique avec RTK-GNSS
Dans le sport, un positionnement précis est essentiel pour la mesure de la distance et l'analyse tactique. Cependant, le GNSS standard peut produire des erreurs au niveau des compteurs en raison de facteurs environnementaux, ce qui limite sa fiabilité. La technologie RTK (Real-Time Kinematic) corrige ces erreurs à l'aide de données de correction en temps réel provenant d'une station de base, avec une précision centimétrique éprouvée dans tous les secteurs. Pourtant, la mise en œuvre de la RTK dans les appareils portables est extrêmement difficile. Il nécessite des antennes de haute précision, une communication stable en temps réel, de solides performances de traitement et des circuits résistants au bruit. Dans des conditions sportives dynamiques où les mouvements sont constants et où les pertes de signal sont fréquentes, la RTK a rarement été appliquée efficacement.
S'appuyant sur des années d'optimisation GNSS, Fitogether a conçu un système qui répond à la qualité du signal, à l'efficacité informatique et à la stabilité des communications requises pour RTK. En intégrant la station de base RTK au Live Hub, elle permet une utilisation RTK prête à l'emploi sur le terrain sans infrastructure supplémentaire. Le système est testé et validé sur les terrains d'entraînement et les stades depuis des années. Le portable RTK-GNSS de Fitogether a ainsi obtenu les meilleurs scores de précision jamais enregistrés dans le cadre du programme de qualité EPTS de la FIFA, offrant ainsi une précision centimétrique sur le terrain. Il représente une avancée majeure dans le domaine du suivi sportif portable et la première application pratique au monde du RTK-GNSS dans ce domaine.
Passez du suivi 2D au suivi 3D réel avec IMU Sensor Fusion
Le GNSS ou le RTK à eux seuls ont du mal à capturer des mouvements 3D complexes tels que la posture, la rotation et la direction. L'IMU (unité de mesure inertielle), composée d'un accéléromètre, d'un gyroscope et d'un magnétomètre, détecte les mouvements fins tels que la rotation, le changement de direction et l'accélération à un taux de mise à jour élevé de 100 Hz. Lorsqu'elles sont combinées au RTK-GNSS, qui fournit un positionnement absolu au centimètre près, les données IMU permettent un suivi 3D complet qui reflète les mouvements du monde réel. L'IMU assure la continuité lorsque les signaux GNSS chutent, tandis que le RTK corrige la dérive à long terme de l'IMU. Cette synergie garantit des données de position et de mouvement précises, même entre l'immobilité et les transitions rapides.
Cette intégration complémentaire permet une analyse fluide et précise d'actions complexes telles que les virages rapides et les changements d'accélération. Par conséquent, KineticSense fournit un véritable suivi 3D qui va au-delà du GNSS traditionnel, permettant une évaluation précise de la posture, de la direction et de la vitesse. Ces données de mouvement plus riches favorisent l'amélioration des performances, la prévention des blessures et la prise de décisions tactiques dans les environnements sportifs.
Publications connexes
- Un appareil RTK-GNSS compact pour la localisation de haute précision de robots mobiles extérieurs, Journal of Field Robotics, 2024
- Mise en œuvre et analyse des performances du RTK-GNSS dans les appareils portables destinés aux athlètes dans des environnements difficiles, Electronic Letters, 2025
- Conception d'un filtre d'intégration GNSS/IMU à couplage lâche pour les EPTS portables des joueurs de football, capteurs, 2023
- Méthodes robustes pour estimer l'orientation et la position des capteurs IMU et MARG, IEEE Sensors Letters, 2022
XtendConnect
Communication de données sans fil à longue portée pour le sport
Dans l'analyse des performances, le suivi des athlètes en temps réel sur de grands terrains est à la fois essentiel et techniquement difficile. XtendConnect combine des antennes haute puissance, une sélection de fréquences et une structure de paquets robuste pour couvrir jusqu'à 200 mètres et transmettre des données depuis des dizaines de joueurs. Sans infrastructure complexe, il permet un flux de données cohérent et une prise de décision rapide sur le terrain d'entraînement ou le stade.
Extension de la couverture grâce à une conception d'antenne haute performance
Dans les stades, les signaux sans fil peuvent être affaiblis par les joueurs, les spectateurs et les structures. XtendConnect résout ce problème en utilisant à la fois des antennes directionnelles et omnidirectionnelles à haute puissance. L'antenne directionnelle concentre la puissance du signal sur de longues distances, tandis que l'antenne omnidirectionnelle répartit la couverture de manière uniforme pour réduire les angles morts.
Il fonctionne sur la bande 2,4 GHz pour garantir une portée plus longue et utilise une conception matérielle et des méthodes de contrôle de sortie qui réduisent les interférences par trajets multiples. Même dans des environnements complexes comportant de nombreux obstacles, il maintient une puissance de signal stable et suit les mouvements des joueurs en temps réel. Par conséquent, une communication fiable est possible à des distances allant jusqu'à 200 mètres, ce qui est essentiel pour les environnements sportifs.
Communication fiable grâce à la conception intelligente des paquets
Les interruptions de réseau et les interférences sans fil sont courantes dans le sport. Une brève déconnexion peut entraîner une perte de données. XtendConnect empêche cela grâce à une structure de paquets qui inclut des données de sauvegarde. Si la connexion est interrompue, jusqu'à une minute de données stockées est transmise dès que la liaison est rétablie, ce qui garantit que rien n'est perdu.
Il simplifie également les en-têtes de paquets et utilise le CRC (Cyclic Redundancy Check) pour une détection rapide des erreurs et une retransmission fiable. Cela permet aux entraîneurs et aux entraîneurs de recevoir des données biométriques et de mouvement toutes les 0,5 secondes (2 Hz), soit beaucoup plus rapidement que les systèmes classiques qui se mettent à jour toutes les quelques secondes. Même si jusqu'à 100 appareils sont connectés simultanément, le système assure une diffusion de données fluide et sans perte.
Sélection automatique de la fréquence pour une communication sans interférence
Avec de nombreux appareils utilisés par les joueurs, les entraîneurs et le personnel, les interférences sans fil deviennent un problème majeur. XtendConnect inclut la sélection automatique des fréquences, la recherche continue des meilleures chaînes et le passage à des chaînes moins fréquentées en temps réel.
Cela est particulièrement efficace lors de matchs importants ou de séances d'entraînement avec un trafic réseau important. Même en cas de charge, le système distribue les connexions de manière efficace, permettant aux entraîneurs et aux entraîneurs de surveiller les données clés, telles que la position, l'accélération et la fréquence cardiaque, à une fréquence stable de 2 Hz. XtendConnect est bien plus qu'une simple connexion sans fil stable. Il s'agit d'un système intelligent optimisé pour le sport qui intègre du matériel et des logiciels pour améliorer l'efficacité de l'entraînement et la concentration pendant le jeu.
AirSync
Téléchargement de données sans fil et synchronisation fluide dans le cloud
Dans le sport, la rapidité avec laquelle les données sont analysées est un facteur concurrentiel clé. AirSync est un système de téléchargement sans fil qui synchronise les données juste après l'entraînement, rationalise la gestion et accélère l'analyse. Sa structure parallèle permet de télécharger de nombreux appareils en même temps, tandis que l'optimisation des paquets et la compression garantissent une synchronisation stable pour un maximum de 100 joueurs.
Chargements plus rapides grâce au transfert parallèle sans fil
Auparavant, plusieurs appareils devaient être connectés à un Dock, téléchargés sur un PC via un câble, puis chargés à nouveau sur le serveur. Ce flux de travail en série augmentait le temps de transfert de façon linéaire en fonction du nombre d'appareils, ce qui signifie qu'à mesure que de plus en plus d'athlètes participaient, le processus devenait nettement plus lent. De plus, un Dock ne prend en charge qu'un nombre limité d'appareils. Le dépassement de cette limite nécessite de reconnecter et de répéter le processus, ce qui entraîne des retards et une perte d'efficacité.
AirSync utilise un système de téléchargement parallèle sans fil centré sur l'appareil LiveHub. Les connexions simultanées étant illimitées, des dizaines d'appareils peuvent télécharger des données d'entraînement en une seule fois. Cela augmente la vitesse de téléchargement de plus de quatre fois par rapport aux méthodes précédentes et synchronise automatiquement les données avec le serveur immédiatement après chaque session. Par exemple, 1 heure de données de suivi à 10 Hz (hors IMU) provenant de 24 joueurs est synchronisée en moins d'une minute. Les données de balisage de l'application Live sont téléchargées automatiquement, ce qui permet une analyse immédiate.
Technologie de téléchargement multicanal pour les grandes équipes
Lorsque de nombreux appareils transmettent des données en même temps après l'entraînement, les interférences sans fil peuvent réduire la vitesse et la stabilité du téléchargement. AirSync résout ce problème grâce à une distribution multicanal automatique, permettant à chaque appareil de sélectionner le meilleur chemin disponible pour éviter les conflits de signal et maintenir la stabilité des téléchargements, même dans des environnements denses.
Il utilise également l'optimisation des paquets et la compression sans perte pour optimiser l'efficacité du transfert et garantir des téléchargements de haute fiabilité sans perte de données. Grâce à cette structure, AirSync peut prendre en charge les téléchargements simultanés de jusqu'à 100 joueurs, offrant ainsi l'évolutivité et la stabilité nécessaires à une gestion efficace des données dans les environnements d'entraînement à grande échelle.
VisionSync
Transformer la vidéo en performance mesurable
Les données vidéo et de suivi deviennent rapidement la nouvelle norme en matière d'analyse sportive. Alors que le suivi optique est difficile à utiliser lors de l'entraînement en raison de la charge de traitement et des limites de l'équipement, VisionSync utilise l'IA pour aligner les données portables sur la vidéo, permettant ainsi une analyse complète en moins de 10 minutes. Cela donne aux équipes des informations plus rapides et plus claires et permet un feedback tactique en temps réel.
Détection de lecteur basée sur l'IA et conversion de coordonnées en vidéo
VisionSync commence l'analyse à l'aide de différents types de séquences de match téléchargées, telles que des vidéos de drones, de GoPro et panoramiques. Il corrige automatiquement la distorsion de l'objectif et le gauchissement lié au cadrage pour améliorer la précision de détection et d'alignement.
Au lieu de traiter toutes les images vidéo, le système utilise la détection d'objets basée sur l'IA pour sélectionner et analyser uniquement les moments clés. Cette approche légère réduit les calculs inutiles tout en maintenant une précision élevée et fonctionne parfaitement, même sur les systèmes Mac.
Les positions des joueurs détectées sont d'abord exprimées en coordonnées de pixels. Cependant, ce format n'est pas adapté à une analyse précise ou à une comparaison avec des données portables. VisionSync détecte les principaux points de repère du champ, tels que les lignes de touche et le cercle central, et applique l'homographie pour convertir les coordonnées des pixels en positions précises sur le terrain dans le monde réel. Cela permet aux données de mouvement issues de la vidéo de s'aligner sur le suivi GNSS sur une référence spatiale partagée, ce qui permet une analyse significative et quantifiable.
Alignement temporel et spatial des données vidéo et portables
Les données vidéo et portables basées sur le GNSS sont enregistrées sur différents axes temporels. La vidéo repose sur des horloges internes basées sur les images, tandis que les appareils portables utilisent des horodatages absolus basés sur l'UTC. Sans alignement précis, même le même jeu peut apparaître à des moments différents dans chaque jeu de données. VisionSync résout ce problème en analysant les cartes thermiques des mouvements des joueurs dans les deux ensembles de données et en trouvant le décalage le mieux adapté entre la vidéo et les cartes thermiques GNSS. Cela permet une synchronisation très précise des horodatages vidéo et des données portables, le tout sans nécessiter de matériel externe. L'alignement temporel peut également être effectué rapidement et de manière fiable, même lors de séances d'entraînement intenses ou de matchs en direct.
Les systèmes de coordonnées diffèrent également : la vidéo utilise des pixels, tandis que le GNSS utilise des coordonnées géographiques. VisionSync projette d'abord les données GNSS sur un système de coordonnées basé sur un pas plat. Ensuite, il convertit les coordonnées vidéo à l'aide de points de repère détectés automatiquement (lignes de touche, zones de pénalité, cercles centraux, etc.). La transformation homographique garantit que les deux ensembles de données partagent le même plan de référence x—y. Cet état correspondant avec précision constitue la base des analyses en aval, telles que la correspondance des identifiants des joueurs et la correction de localisation.
Correspondance des identifiants des joueurs et affinement de la position
Même lorsque les horodatages et les systèmes de coordonnées sont parfaitement alignés, deux différences essentielles persistent entre les données vidéo et les données portables. La vidéo détecte les zones de délimitation autour des joueurs mais n'inclut aucune identité intégrée, tandis que les données portables transmettent les identifiants des joueurs mais peuvent subir une légère dérive de position en fonction de la réception du signal.
VisionSync résout ce problème en alignant les deux ensembles de données en fonction de la position du joueur et en minimisant les écarts grâce à une correction automatique. Il compare les zones de délimitation détectées et les positions portables, identifie la meilleure correspondance et ajuste les coordonnées pour réduire les erreurs spatiales. Au fur et à mesure que l'alignement se poursuit, les données portables s'alignent de plus en plus sur les positions des vidéos, et chaque cadre de délimitation correspond à l'identifiant de joueur correct. Les mouvements et les identifiants des joueurs sont visualisés ensemble dans la vidéo, garantissant ainsi la clarté et l'intégrité des données. Ce système fonctionne de manière fiable même lors de substitutions et de tactiques complexes, fournissant constamment des résultats précis sans travail manuel.
Publications connexes
- Suivi des joueurs sportifs rentable et résistant aux biais grâce à l'intégration du GPS et de la vidéo, MLSA 2022, 2023