2014, Número 3
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Rev Mex Ing Biomed 2014; 35 (3)
Posición y orientación instantánea de los segmentos corporales como un objeto arbitrario en el espacio 3D a través de la fusión de la información de acelerómetros y giroscopios
Barraza-Madrigal JA, Muñoz-Guerrero R, Leija-Salas L, Ranta R
Idioma: Ingles.
Referencias bibliográficas: 27
Paginas: 241-252
Archivo PDF: 1379.08 Kb.
RESUMEN
El presente trabajo presenta un algoritmo para determinar la
orientación instantánea de un objeto en el espacio 3D. La orientación
fue determinada utilizando una matriz de cosenos directores (DCM)
conformada por la combinación de 3 rotaciones consecutivas alrededor
de cada uno de los ejes del sistema evaluado, utilizando cuaterniones.
Una unidad inercial de medida (IMU) compuesta por un giroscopio
de 3 ejes y un acelerómetro de 3 ejes fue utilizada con el objetivo de
establecer 2 sistemas coordenados; Un sistema coordenado describiendo
el movimiento del objeto, utilizando al giroscopio como fuente principal
de información, estableciendo la relación de cambio con respecto
al tiempo. Un sistema coordenado de referencia, relacionando la
aceleración gravitacional a un vector inercial. Un control por
retroalimentación proporcional integral (PI) fue utilizado con el objetivo
de combinar la información de los sensores, eliminando las desviaciones
por offset y deriva, mejorando la precisión en la orientación. Dadas
sus características, el algoritmo propuesto permite su utilización en la
evaluación de la posición y la orientación de los segmentos corporales,
siendo de suma importancia en ortopedia, traumatología y reumatología
para la determinación de diagnósticos, pronósticos terapéuticos e
investigación así como el diseño y fabricación de dispositivos de
medición, instrumentación quirúrgica, prótesis y ortesis. Cabe destacar
que el sistema desarrollado abre oportunidades de ser implementado en
el diseño de sistemas ambulatorios de evaluación de las articulaciones,
mediante el uso de elementos transportables dadas las reducidas
dimensiones y limitaciones de los sensores empleados.
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