Guide d'intégration

Guide d'intégration des capteurs IMU : intégrer QSense à votre système

La plateforme QSense est conçue pour être intégrée - dans les installations de recherche, les systèmes cliniques, les applications interactives et les produits commerciaux. Ce guide explique comment architecturer, configurer et intégrer les capteurs QSense IMU et les composants de la plateforme dans votre solution, du premier prototype au déploiement de la production.

Il couvre les architectures de systèmes, les options de communication, les stratégies de synchronisation, les flux de données et les modèles d'intégration typiques, afin que vous puissiez faire les bons choix techniques dès le départ.

Si vous créez une application ou un produit axé sur le mouvement, ce guide est votre point de départ.

1. Philosophie d'intégration

QSense repose sur trois principes d'intégration fondamentaux :

1. Ouvert par conception - accès brut, API documentées, pas de boîtes noires
2. Architecture évolutive - du capteur unique aux systèmes multi-appareils
3. Préparation au monde réel - synchronisation robuste, fiabilité sans fil, facteurs de forme portables

Cela signifie que vous pouvez utiliser la même plateforme pour :

• explorer des idées,
• valider les concepts,
• créer des applications,
• et les transformer en produits commerciaux.

Pas de changement de plateforme. Pas d'impasse architecturale.

2. Scénarios d'intégration types

La plupart des intégrations QSense s'inscrivent dans l'un des schémas suivants.

a) Intégration sur PC / ordinateur portable

Architecture

Capteurs IMU → Dongle BLE → Application Windows ou logiciel personnalisé

Cas d'utilisation typiques

• recherche en biomécanique
• l'analyse clinique de la marche
• études de validation
• développement d'algorithmes

Pourquoi cette configuration ?

• débit maximal
• performance stable des multi-capteurs
• accès facile à l'outillage et à la visualisation

b) Intégration des téléphones portables et des tablettes

Architecture

Capteurs IMU → BLE natif → application mobile (iOS / Android)

Cas d'utilisation typiques

• applications de réadaptation
• démonstrations et projets pilotes
• mesures sur le terrain
• des interfaces utilisateur légères

Pourquoi cette configuration ?

• aucun matériel supplémentaire n'est nécessaire
• installation rapide
• portable et convivial

c) Intégration entièrement portable / sur le terrain (FieldSync)

Architecture

Capteurs IMU → FieldSync Hub → stockage hors ligne → post-traitement

Cas d'utilisation typiques

• performance des sports de plein air
• biomécanique de la vie quotidienne
• études ergonomiques
• surveillance de longue durée

Pourquoi cette configuration ?

• pas besoin d'ordinateur portable, de tablette ou de téléphone
• la plus grande robustesse sur le terrain
• synchronisation en temps continu

d) Intégration embarquée / OEM

Architecture

PCB nu ou boîtier personnalisé → firmware personnalisé → votre produit

Cas d'utilisation typiques

• dispositifs médicaux
• systèmes de défense
• vêtements industriels
• produits de mouvement commerciaux

Pourquoi cette configuration ?

• contrôle total sur le matériel et les microprogrammes
• facteur de forme optimisé
• voies de certification des produits

3. Choisir la bonne architecture

Quelques questions directrices permettent de déterminer la bonne configuration :

Exigence	Approche recommandée
Latence la plus faible possible	Mode faible latence + dongle BLE ou BLE natif
Un timing de niveau recherche	Mode TimeSync + dongle ou FieldSync
Utilisation extérieure / mobile	Hub FieldSync
Produit à fort volume	Intégration de circuits imprimés OEM
Prototypage rapide	Application Windows + dongle

Si vous n'êtes pas sûr, commencez par la configuration Windows + dongle et évoluez à partir de là.

4. Options de communication

QSense prend en charge plusieurs stratégies de communication.

BLE direct (pile BLE native)

Les capteurs se connectent directement à :

• appareils mobiles
• comprimés
• PC avec prise en charge BLE

Pour

• pas de matériel supplémentaire
• configuration simple

Cons

• Limitations de BLE au niveau du système d'exploitation
• des performances moins prévisibles pour les configurations à capteurs multiples

Dongle QSense BLE

Le dongle QSense BLE est conçu pour :

• haut débit
• faible latence
• performance stable des multi-capteurs

Il expose une interface série et fait abstraction de la complexité du BLE.

Utilisez le dongle lorsque :

• vous utilisez plusieurs capteurs
• le choix du moment
• vous avez besoin de performances prévisibles
• vous créez des applications professionnelles

Hub FieldSync

Le FieldSync Hub est une unité de collecte de données dédiée et portable qui :

• permet de connecter jusqu'à 9 capteurs IMU QSense externes (10 capteurs IMU au total, y compris le HUB lui-même)
• les synchronise en permanence
• enregistre des données sans PC ni téléphone

Utilisez FieldSync lorsque :

• vous mesurez à l'extérieur
• vous avez besoin d'une robustesse maximale
• vous ne pouvez pas compter sur les appareils grand public

5. Stratégie de synchronisation du temps

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

QSense propose deux modes de synchronisation.

Mode TimeSync - Qualité de la recherche

• synchronisation continue de l'horloge sans fil
• précision inter-capteurs typique < 60 µs
• maximum < 150 µs
• horodatage absolu

A utiliser lorsque :

• vous faites de la biomécanique
• vous fusionnez avec EMG / ECG / plaques de force
• les relations de phase sont importantes

Mode faible latence - Interaction optimisée

• délai minimal de bout en bout
• horodatage local par capteur
• dérive ≤ 2 ms par minute

A utiliser lorsque :

• le retour d'information en temps réel est plus important que le timing absolu
• Applications XR / formation / coaching

6. Flux de données et stratégie de sortie

QSense vous permet de choisir :

• quelles données vous recevez
• à quelle fréquence vous le recevez
• dans quel format
• la façon dont vous le traitez

Sorties prises en charge

• Accéléromètre / gyroscope / magnétomètre bruts
• Sorties cinématiques fusionnées
• Quaternions 6DoF / 9DoF
• Mouvement du squelette BVH
• Combinaisons de modes mixtes

Modèles typiques

• Déroulement de la recherche: brut + fusionné + traitement hors ligne
• Flux de travail XR: quaternions + faible latence
• Flux de travail hybride: fusionné pour le contrôle, brut pour l'enregistrement

Tous les flux se partagent :

• horodatage synchronisé
• comportement temporel déterministe

7. Intégration du SDK et de l'API

QSense fournit des API pour :

• C# / .NET
• L'unité
• Python (recherche)
• MATLAB (sur demande)
• iOS natif (beta)

Grâce à l'API, vous pouvez

• configurer les capteurs
• contrôle du flux et de l'enregistrement
• gérer des configurations multi-capteurs
• métadonnées d'accès et indicateurs de qualité

Des exemples de code prêts à l'emploi pour les interfaces du capteur et du dongle, en C#, Python et Swift, sont disponibles dans notre dépôt public : Exemples QSense sur GitHub.

Pour une référence à l'API et des exemples, voir SDK et API.

8. Considérations sur les performances des multicapteurs

Les systèmes multi-capteurs sans fil nécessitent une attention particulière :

• intervalle de connexion
• taux d'échantillonnage
• nombre de capteurs
• mode de synchronisation

En règle générale :

• le débit total augmente avec le nombre de capteurs
• des taux d'échantillonnage plus élevés réduisent le nombre maximal de capteurs
• Le mode TimeSync nécessite un intervalle de connexion ≥15 ms

QSense fournit des conseils et une assistance pour optimiser votre installation.

9. Étalonnage et qualité du signal

Pour des résultats fiables :

• l'étalonnage du magnétomètre doit être effectué lorsque l'environnement change
• la compensation de la polarisation du gyroscope est nécessaire après d'importants changements de température
• le couplage mécanique avec le corps doit être stable

QSense fournit :

• outils d'étalonnage
• indicateurs de qualité
• support d'intégration pour des installations robustes

10. Du prototype au produit

Les mêmes principes d'intégration s'appliquent, que vous construisiez ou non :

• un dispositif de recherche
• une application de démonstration
• ou un produit commercial

Par l'intermédiaire de 2M Engineering, QSense apporte son soutien :

• développement de dispositifs sur mesure
• développement d'algorithmes
• personnalisation du micrologiciel
• DFM et préparation à la production
• Phases EVT / DVT / PVT
• orientations réglementaires (CE / FCC / MDR le cas échéant)

Cela permet de s'assurer que

ce qui fonctionne dans votre projet pilote fonctionnera également en production.

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11. Pièges typiques - et comment QSense les résout

Question commune	L'approche QSense
Dérive temporelle	Synchronisation continue de QSync
Perturbation magnétique	Traitement des données magiques + accès aux données brutes
Instabilité sans fil	Dongle BLE + FieldSync
Friction d'intégration	API ouvertes + exemples
Les impasses des prototypes	Architecture prête à l'emploi

12. Mise en route

Un parcours d'intégration typique se présente comme suit :

1. Démarrer avec l'application Windows + dongle
2. Valider l'emplacement des capteurs et la qualité des données
3. Intégration dans votre application via l'API
4. Réglage des performances et de la synchronisation
5. Adaptation à une configuration multi-capteurs ou OEM

Nous vous soutenons à chaque étape.

Concevons ensemble votre architecture

Chaque demande est différente. Nous sommes heureux de :

• examiner votre cas d'utilisation
• conseiller en matière d'architecture
• suggérer des modèles d'intégration
• soutenir la mise en œuvre

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