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Sensori GNSS e IMU per lo studio dei movimenti del corpo umano e lo sport

Il Progetto REMOT integra sensori GNSS e IMU per lo studio del movimento umano, la riabilitazione di atleti e lo studio delle performance sportive. La presentazione avverrà durante la Isokinetic Conference di Lione, dal 4 al 6 giugno 2022 (al termine dell’articolo i link per approfondire).

Il team di progetto REMOT nasce dopo un’attenta analisi della tecnologia finora utilizzata nel campo e un’accurata valutazione dei metodi di integrazione tra IMU (Inertial Measurement Units) e GNSS (Global Navigation Satellite System) comunemente scelti per lo studio del movimento umano all’aperto, per riunire le competenze dei singoli membri e realizzare un dispositivo in grado di fornire agli operatori del movimento dati accurati e fedeli alla realtà.

il progetto che integra IMU/GNSS per lo studio del movimento umano è mirato a:

  • Individuare le caratteristiche tecniche necessarie affinché sia ​​possibile avere un grande
    precisione non solo per determinare una posizione e le sue variazioni in termini di accelerazione di velocità e quindi anche di forza realizzata e potenza prodotta, ma perché è possibile determinare l’esatta posizione di più punti (segmenti che corrispondono ad arti, articolazioni) dello stesso unità, che, se si muove nel suo insieme, è perché i suoi segmenti si muovono, potendo quindi ottenere l’informazione di movimento dei segmenti del “Punto Umano/Corpo” (quindi variazioni angolari delle articolazioni, accelerazioni segmentali, lunghezza del passo, ampiezza del passo frequenza del passo, velocità, distanza percorsa, accelerazioni medie e intermedie, potenza media)
  • Identificare i problemi di integrazione e comunicazione tra GNSS indicando la posizione generale del corpo in movimento e le IMU lungo il corpo, in modo che la calibrazione inter e intra-suite fornisca dati reali e affidabili per il processo decisionale degli operatori.

La struttura del dispositivo 1.0

Il prototipo REMOT rappresenta un sistema composto da due IMU (Inertial Measurement Units) più GNSS (Global Navigation Satellite System) tutti e tre integrati nella stessa unità per determinare con la massima precisione possibile.

  • posizione del corpo mobile
  • posizione delle articolazioni a monte ea valle dei muscoli motori
  • dinamica del passo (ampiezza, lunghezza, frequenza e loro variazioni nel tempo)
  • movimenti tridimensionali delle articolazioni a monte ea valle dei muscoli motori
  • accelerazioni e quindi grandezze derivate dalle dimensioni dei movimenti misurati

I test

Le prove tecniche hanno ora l’obiettivo fondamentale di testare il dispositivo durante la fase di determinazione dell’accuratezza della calibrazione tra le IMU integrate. Per rendere utili i dati risultanti, abbiamo individuato le posizioni per la calibrazione:

  • soggetto in piedi con i dispositivi indossati sulla schiena, piede sinistro, piede destro, stop 1′ per calibrazione tra dispositivi
  • soggetto in posizione intermedia sul piede sinistro, stop 1′ per la calibrazione tra i dispositivi
  • soggetto in posizione intermedia sul piede destro, stop 1′ per la calibrazione tra i dispositivi
  • camminare per 5′ su pista di atletica
  • camminare per 10′ su pista di atletica
  • 30′ di camminata sulla pista di atletica
  • 60′ di camminata sulla pista di atletica
  • confronto con una prova manuale di cadenza meccanica eseguita con la tecnica dell’ “Incalza”.

Perché la posizione centrale come momento di calibrazione? Perché durante la dinamica del passo a quello momento in cui l’accelerazione si avvicina a 0, diventando un riferimento per l’analisi dei dati per identificare quando un passo finisce prima che il passo finisca prima che inizi l’azione successiva.

Perché monitorare i test? Per l’esatta distanza della pista (400m) e per la cadenza meccanica manuale viene calcolato precisamente in pista e questo fa confrontare i due approcci nei risultati.

Come si calcola manualmente la cadenza meccanica (metodo “Incalza”)? Cronometro il soggetto insieme ai due tratti rettilinei della pista, ogni 100 m, e durante questo tempo misuro il tempo necessario al soggetto per eseguire 10 passi con lo stesso piede, che sono 20 passi in totale che mi danno il T20, da quello:

  • 1200/T20 = ppm (passi al minuto)
  • (Velocità in Km/h * 1000)/(ppm*60) = L (m) del passo

Il team di REMOT non vede l’ora di mostrare tutti i dettagli di questa nuova fase del progetto alla Isokinetic Conference di Lione, dal 4 al 6 giugno 2022.

(VIDEO: Road to ISOKINETIC 2022)

(Fonte: GTER)

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