Author: VAIO

ADQUISICIÓN DE VARIABLES ARTICULARES DE EXTREMIDAD INFERIOR, POR MEDIO DE UN SISTEMA DE TARJETAS INERCIALES

Ing. Camilo Ramos Moyano

RESUMEN

METODOLOGÍA

En este trabajo se muestra el diseño y los resultados de la implementación de un sistema de medición de variables articulares de tren inferior a partir de tarjetas inerciales conocidas como IMU. Estas tarjetas mezclan internamente tres tipos de sensores: un acelerómetro, un giroscopio y un magnetómetro, que permiten medir aceleración gravitacional, velocidad de giro y campo magnético de la tierra respectivamente. Cada una de estas variables se fusionan en un algoritmo que permite obtener ángulos rotacionales de: cadera, rodilla y tobillo en tiempo real.

Dentro del marco del proyecto se trabajaron tres tecnologías: la tarjeta inercial GY 85, usada como sensor de captura por medio de su acelerómetro, giroscopio y magnetómetro. El Arduino Uno usado como concentrador de señales, es el encargado de recibir las señales que envían las IMU y enviarlas al PC. El software usado es labVIEW, encargado del procesamiento de las señales y así entregar valores de ángulos rotacionales de cadera, rodilla y tobillo, además de la visualización de estos ángulos en forma de señal para el usuario final.

IMAGEN 1. Tarjeta imu gy-85
Esta tarjeta puede ser energizada a 5 v (VCC_IN). o 3.3 v. Según lo conecte el usuario y el protocolo de salida de los datos es el I2C. Haciéndose necesario la conexión de 4 cables 2 de energía y los pines SCL y SDA encargados de la transmisión de datos. Las dimensiones de la tarjeta son:
2,2 x 1,7 x 0,3 cm.

IMAGEN 3.
Como método evaluativo se comparo los resultados del sistema diseñado y el laboratorio de marcha de la Universidad Manuela Beltrán esperando que el error y la desviación en las mediciones no supere el 10%. En la imagen se muestran los dos tipos de marcadores de las dos tecnologías. En verde ubicación de la tecnología BTS (captura por cámaras) y en rojo el sistema Inercial.

IMAGEN 2. Partes en las que se encuentra dividido el proyecto. En la grafica se muestra la arquitectura de la etapa de hardware. La comunicación entre bloques de hardware, se realiza por I2C y protocolo serial entre el ARDUINO y el PC.

RESULTADOS

IMAGEN 4. En las graficas se observan las mediciones de la tecnología BTS en los ángulos de rotación de tobillo y rodilla, los datos en rojo son puntos de comparación entre las dos tecnologías, los resultados se muestran en la imagen 5 .

IMAGEN 5. En las graficas se observan las mediciones de error entre las dos tecnologías evaluadas. Se observa que en las dos articulaciones se obtuvieron grados de error inferiores al 10%. Izquierda ángulo de rodilla. Derecha ángulo de tobillo.

CONCLUSIONES

La ubicación del marcador para la tecnología BTS es de vital importancia para poder realizar la reconstrucción de la cadena cinemática, con la tecnología Inercial la ubicación se debe respetar pero no es necesario que sea tan específica, debida principalmente que cada marcador entrega sus propias variables y los errores por alinealidad son eliminados dentro del algoritmo, gracias a las matrices de rotación que permiten poner los ángulos calculados por cada IMU, en cualquier sistema referencial.
2. El sistema inercial posee una gran ventaja con respecto a la tecnología BTS y es el hecho de, poder realizar mediciones articulares en cualquier ubicación, sin la necesidad de emplazamientos costosos o complicados, permitiendo que más personas tengan acceso a esta tecnología, incrementando la fidelidad de los datos obtenidos.

Nombre del trabajo

Dirección del trabajo principal
Línea 2 de dirección
Línea 3 de dirección
Línea 4 de dirección

Teléfono: 555-555-5555
Fax: 555-555-5555
Correo: alguien@example.com

¡Estamos en el Web!
example.com

Escriba la consigna aquí.

Organización

Éste es un lugar ideal para insertar unas líneas acerca de la organización. Puede incluir el propósito de la misma, su misión, la fecha de su fundación y una breve historia. También puede incluir una lista de los tipos de productos, servicios o programas que ofrece la organización, la zona en la que trabaja (por ejemplo sur de España o mercados sudamericanos), así como un perfil de los tipos de clientes o miembros a los que atiende.
Resulta también muy útil especificar un nombre de contacto para aquellos lectores que deseen obtener más información acerca de la organización.

Título del artículo de la página posterior

Este artículo puede incluir 175-225 palabras.
Si el boletín es para plegarlo y enviarlo por correo, este artículo aparecerá en la parte posterior. Por tanto, es una buena idea que pueda leerse de un vistazo.
Un modo de llamar la atención del público es incluir una sección de preguntas y respuestas. Recopile preguntas que haya recibido desde la última edición o resuma algunas que se realicen con frecuencia acerca de su organización.
Una lista de los directores de la organización da un toque personal al boletín. Si la organización es pequeña, quizá desee enumerar la lista de nombres de todos los empleados.
Si tiene precios de productos o servicios estándar, puede incluir una lista en este espacio. También puede hacer referencia a cualquier otro modo de comunicación que haya creado para su organización.
Si dispone de espacio, puede insertar una imagen prediseñada o algún otro gráfico.

Pie de imagen o gráfico.