Documentation de la plate-forme

QSense Motion Intelligence Platform - Présentation technique

La plateforme QSense est un système modulaire et performant d'intelligence du mouvement conçu pour la capture précise et en temps réel des mouvements humains dans des environnements réels exigeants. Elle combine le matériel IMU portable, la communication sans fil, le traitement intégré, la technologie de synchronisation, les API ouvertes et l'outillage en un seul écosystème cohérent.

Cette page fournit un aperçu technique de la structure de la plateforme QSense, de la manière dont les données circulent dans le système et de la façon dont les composants fonctionnent ensemble - du capteur à l'application, du prototype au produit.

1. Vue d'ensemble de la plate-forme

La plateforme QSense est conçue pour répondre à une seule question :

Comment capturer, synchroniser, traiter et exposer de manière fiable les données relatives aux mouvements humains dans des environnements où la précision, la synchronisation et la robustesse sont importantes ?

Pour ce faire, QSense combine :

• Capteurs IMU portables haute performance
• Communication sans fil en temps réel
• Synchronisation temporelle déterministe
• Firmware et algorithmes de mouvement intégrés
• SDK et API ouverts
• Outils de visualisation, de configuration et d'enregistrement
• Soutien aux OEM et à la mise à l'échelle

Tous les composants sont conçus pour fonctionner ensemble de manière transparente, tout en restant modulaires et ouverts à l'intégration dans vos propres systèmes.

2. Architecture du système

La plateforme QSense suit une architecture en couches :

a) Couche capteurs - Dispositifs IMU portables

Les capteurs IMU portables QSense se trouvent à la périphérie du système. Chaque capteur intègre :

• Accéléromètre à 3 axes
• Gyroscope à 3 axes
• Magnétomètre à 3 axes (utilisation optionnelle)
• Traitement embarqué
• Communication sans fil BLE 5.2
• Interfaces locales de stockage et de contrôle

Ces capteurs sont conçus pour :

• faible dérive
• faible latence
• grande stabilité mécanique
• utilisation de longue durée
• environnements intérieurs et extérieurs

b) Couche communication - Transport sans fil

QSense utilise BLE 5.2 comme principale couche de transport sans fil. Selon la configuration, les données sont transmises :

• directement sur un PC, une tablette ou un appareil mobile
• via le dongle QSense BLE pour un débit et une stabilité maximums
• à FieldSync Hub pour un fonctionnement entièrement portable et sans ordinateur

La couche de communication prend en charge

• des débits de données élevés (jusqu'à 2 Mbps)
• installations multi-capteurs
• intervalles de connexion déterministes
• fonctionnement synchronisé dans le temps

c) Firmware et couche de traitement

Chaque capteur QSense est doté d'un micrologiciel intégré chargé de.. :

• configuration du capteur
• l'acquisition de données
• la mise en mémoire tampon et la diffusion en continu
• synchronisation temporelle
• l'exécution d'algorithmes (par exemple, la fusion de Madgwick)
• contrôle de la qualité

Cette couche est optimisée pour :

• fonctionnement en temps réel
• faible consommation d'énergie
• un comportement temporel prévisible

d) Couche de synchronisation - Architecture QSync

La précision de l'analyse des mouvements dépend de la précision de la synchronisation.

QSense met en œuvre une architecture de synchronisation dédiée (QSync) qui prend en charge :

• synchronisation continue de l'horloge sans fil entre les capteurs
• horodatage absolu de tous les échantillons de données
• alignement inter-capteurs inférieur à la milliseconde

Deux modes principaux sont pris en charge :

Mode TimeSync

• Synchronisation continue de la durée d'exécution
• Précision typique < 60 µs (max < 150 µs)
• Pour une analyse de niveau recherche et une fusion multimodale

Mode faible latence

• Délai minimal de bout en bout
• Horodatage local par capteur
• Dérive ≤ 2 ms par minute
• Pour les applications interactives et en boucle fermée

Cela permet de s'aligner proprement sur :

• EMG
• ECG / PPG
• plaques de force
• vidéo
• déclencheurs externes

e) SDK et couche API - Accès aux données

QSense expose les données de mouvement par le biais d'interfaces ouvertes et documentées.

Les interfaces disponibles sont les suivantes

• C# / .NET API
• Intégration d'Unity
• Interface Python (pour la recherche)
• Interface MATLAB (sur demande)
• API iOS native (beta)

La couche API vous permet de

• configurer les appareils
• contrôle du flux et de la journalisation
• accéder à des données brutes ou fusionnées
• gérer des configurations multi-capteurs
• récupérer les métadonnées et les indicateurs de qualité

Les API de QSense sont conçues pour être :

• transparent
• déterministe
• favorable aux développeurs
• adapté aux systèmes de production

f) Couche d'application et d'outillage

En plus de la plateforme, QSense fournit des outils pour :

• affectation et étalonnage des capteurs
• visualisation 3D en direct
• enregistrement et exportation
• validation du système

Il s'agit notamment de

• Application de configuration et de visualisation de Windows
• Applications mobiles de démonstration
• Interface FieldSync Hub
• Outil de téléchargement à grande vitesse
• Exemples d'applications et de mises en œuvre de référence

Ces outils accélèrent la mise en place, réduisent les frictions liées à l'intégration et facilitent la validation.

3. Flux de données - du capteur à l'application

Un chemin de données typique dans la plateforme QSense ressemble à ceci :

1. Le capteur IMU mesure l'accélération, la vitesse angulaire et le champ magnétique.
2. Le micrologiciel traite les données
3. (Facultatif) les algorithmes de fusion calculent l'orientation
4. Les échantillons sont horodatés et synchronisés
5. Les données sont transmises sans fil via BLE
6. Les données sont reçues par le dongle, le concentrateur ou la pile BLE native.
7. La couche API expose les données à votre application
8. Votre application traite, visualise ou stocke les données

Cette architecture prend en charge

• streaming en temps réel
• enregistrement hors ligne (à l'aide du HUB FieldSync)
• flux de travail hybrides
• systèmes de rétroaction en boucle fermée

4. Types de données et formats de sortie

Des applications différentes nécessitent des représentations de données différentes. QSense prend en charge :

Données brutes des capteurs

• Accéléromètre
• Gyroscope
• MagnétomètrePour un contrôle total, des algorithmes personnalisés et la transparence de la recherche.

Données cinématiques fusionnées

• Estimations stables de l'orientation et du mouvementPour la biomécanique, l'analyse de la posture et de la charge de travail.

Données Quaternion (6DoF / 9DoF)

• Sortie d'orientation en temps réelPour la capture de mouvement, XR, la robotique et le contrôle.

BVH (Hiérarchie Biovision)

• Représentation du mouvement squelettiquePour l'animation, la simulation et les pipelines XR.

Mode mixte

• Combinez les données brutes, les données fusionnées et les quaternions en une seule session. Pour les flux de travail hybrides.

Toutes les sorties sont partagées :

• des horodatages cohérents
• base de temps synchronisée
• taux d'échantillonnage configurables (1-800 Hz selon la configuration)

5. Configurations typiques des plates-formes

La plateforme QSense est utilisée dans différentes configurations en fonction de l'application :

Installation du laboratoire / de la clinique

• Capteurs IMU multiples
• Dongle BLE
• Application Windows
• Mode TimeSyncPour les études de biomécanique, de rééducation et de validation.

Installation sur le terrain / à l'extérieur

• Capteurs IMU + FieldSync Hub
• Entièrement portable, sans ordinateur ni téléphone
• Grande robustessePour le sport, la biomécanique en extérieur et la surveillance de la vie quotidienne.

XR / Configuration interactive

• Capteurs IMU
• Streaming direct vers le casque (aucun dongle sans fil n'est nécessaire)
• Intégration Unity / Unreal
• Mode faible latence. Pour un contrôle et un retour d'information en temps réel de l'avatar.

OEM / Installation embarquée

• Circuit imprimé nu ou boîtier personnalisé
• Firmware et algorithmes personnalisés
• Intégration API directePour les produits commerciaux.

6. Algorithmes et traitement

QSense offre un support intégré pour :

• 6DoF Madgwick fusion
• 9DoF Madgwick fusion
• compensation des perturbations magnétiques
• compensation de la polarisation du gyroscope
• indicateurs de qualité

Les données brutes sont toujours disponibles, ce qui permet

• stratégies de fusion personnalisées
• pipelines d'apprentissage automatique
• traitement spécifique à un domaine
• reproductibilité de la recherche

7. Outillage et composants logiciels

La plateforme comprend

• Application de configuration et de visualisation de Windows
• Applications mobiles de démonstration (Android / iOS)
• Logiciel FieldSync Hub
• Outil de téléchargement à grande vitesse pour les enregistreurs
• Code d'exemple et projets de référence

Ces outils sont utiles :

• configuration
• étalonnage
• validation
• dépannage
• démonstration

8. Du prototype au produit

La plateforme QSense est conçue pour s'adapter.

Vous pouvez utiliser la même technologie de base pour :

• valider les concepts
• diriger des pilotes
• créer des applications
• intégrer dans les produits
• de l'échelle à la production en volume

Par l'intermédiaire de 2M Engineering, QSense fournit :

• développement de dispositifs sur mesure
• développement d'algorithmes
• calibration et validation des données
• Soutien à la DFM
• Conseils sur la TVP / la TVD / la TVP
• soutien à la fabrication et à la chaîne d'approvisionnement

Cela permet de s'assurer que les prototypes ne se heurtent pas à des plafonds techniques lors du passage à la production.

9. Conçu pour une utilisation dans le monde réel

La plateforme QSense est conçue pour :

• environnements imprévisibles
• usure de longue durée
• utilisation en extérieur
• scénarios à fort mouvement
• flux de travail professionnels

Il est utilisé dans :

• la réadaptation clinique
• performance sportive
• ergonomie industrielle
• défense et formation tactique
• XR et simulation
• environnements de recherche

Le dénominateur commun :

dans des conditions réelles où la précision, la synchronisation et la robustesse sont essentielles.

10. Ouvert dès la conception

QSense repose sur le principe suivant :

Vos données sont vos données.

Nous ne vous enfermons pas :

• tableaux de bord propriétaires
• formats fermés
• pipelines boîte noire

Au lieu de cela, nous fournissons :

• accès brut
• API documentées
• formats exportables
• traitement transparent

Ainsi, vous gardez le contrôle :

• votre architecture
• votre feuille de route
• votre stratégie produit

11. Résumé

La plateforme QSense Motion Intelligence est un système complet et modulaire permettant de capturer, de synchroniser et de traiter les données relatives aux mouvements humains dans des environnements réels exigeants.

Il combine :

• matériel portable haute performance
• timing déterministe
• intégration ouverte
• capacité en temps réel
• et évolutivité des OEM

en une plateforme cohérente.

Qu'il s'agisse d'une installation de recherche, d'un système de formation interactif ou d'un produit commercial, QSense fournit les bases techniques sur lesquelles s'appuyer.

Parlons architecture

Chaque application est différente.

Si vous souhaitez discuter de l'architecture de votre système, de l'approche de l'intégration ou de la feuille de route de votre produit, nous serons heureux de réfléchir avec vous.

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