Negli ultimi anni, l’importanza di monitorare le attività sportive è cresciuta esponenzialmente, grazie anche all’utilizzo sempre più diffusa dei dispositivi indossabili (wearable devices). Questi strumenti hanno avuto un impatto significativo nel mondo dello sport, rivoluzionando il modo in cui atleti, allenatori e appassionati monitorano e migliorano le prestazioni. Lo studio ha caratterizzato metrologicamente i dispositivi indossabili K-AI (K-Sport, Fano, Italia) [1] per misurare la lunghezza del passo e la traiettoria su percorsi semplici. Sono state considerate diverse condizioni di test: percorsi a passo controllato e percorsi prestabiliti a passo libero. Il metodo di acquisizione dati utilizza sensori come accelerometri, giroscopi e magnetometri, analizzati tramite algoritmi di fusione dei sensori, tra cui il filtro di Kalman e il filtro di Madgwick. I risultati preliminari mostrano che i dispositivi K-Sport hanno una buona precisione nella misurazione della lunghezza del passo, con un errore contenuto rispetto ai riferimenti tracciati a terra. Per un percorso rettilineo di 10 m a passo controllato, l’analisi dei residui ha mostrato una distribuzione degli scarti con una media di 0,01 m, una deviazione standard di 0,06 m e un intervallo di confidenza al 95% di [-0,10, 0,12] m. Per un percorso rettilineo di 110 m a passo libero, la precisione era di una media di 0,13 m, una deviazione standard di 0,50 m e un intervallo di confidenza al 95% di [-0,85, 1,11] m. Il calcolo delle traiettorie ha mostrato una buona corrispondenza con i percorsi tracciati, dimostrando la capacità dei dispositivi di poter monitorare adeguatamente a diverse condizioni di movimento. Lo studio conclude che il dispositivo IMU (Inertial Measurement Unit) e il metodo di processamento dati sono capaci di stimare con buona accuratezza la lunghezza del passo e tracciare la traiettoria dei movimenti. Le prove in condizioni controllate confermano che il sistema di misura è preciso in condizioni controllate, mentre le prove a passo libero e su percorsi complessi mostrano la robustezza e l’affidabilità del metodo in contesti più realistici.

Analisi Metrologica di un Dispositivo Indossabile per la Determinazione della Lunghezza del Passo

BEN SALEM, NAORESE
2023/2024

Abstract

Negli ultimi anni, l’importanza di monitorare le attività sportive è cresciuta esponenzialmente, grazie anche all’utilizzo sempre più diffusa dei dispositivi indossabili (wearable devices). Questi strumenti hanno avuto un impatto significativo nel mondo dello sport, rivoluzionando il modo in cui atleti, allenatori e appassionati monitorano e migliorano le prestazioni. Lo studio ha caratterizzato metrologicamente i dispositivi indossabili K-AI (K-Sport, Fano, Italia) [1] per misurare la lunghezza del passo e la traiettoria su percorsi semplici. Sono state considerate diverse condizioni di test: percorsi a passo controllato e percorsi prestabiliti a passo libero. Il metodo di acquisizione dati utilizza sensori come accelerometri, giroscopi e magnetometri, analizzati tramite algoritmi di fusione dei sensori, tra cui il filtro di Kalman e il filtro di Madgwick. I risultati preliminari mostrano che i dispositivi K-Sport hanno una buona precisione nella misurazione della lunghezza del passo, con un errore contenuto rispetto ai riferimenti tracciati a terra. Per un percorso rettilineo di 10 m a passo controllato, l’analisi dei residui ha mostrato una distribuzione degli scarti con una media di 0,01 m, una deviazione standard di 0,06 m e un intervallo di confidenza al 95% di [-0,10, 0,12] m. Per un percorso rettilineo di 110 m a passo libero, la precisione era di una media di 0,13 m, una deviazione standard di 0,50 m e un intervallo di confidenza al 95% di [-0,85, 1,11] m. Il calcolo delle traiettorie ha mostrato una buona corrispondenza con i percorsi tracciati, dimostrando la capacità dei dispositivi di poter monitorare adeguatamente a diverse condizioni di movimento. Lo studio conclude che il dispositivo IMU (Inertial Measurement Unit) e il metodo di processamento dati sono capaci di stimare con buona accuratezza la lunghezza del passo e tracciare la traiettoria dei movimenti. Le prove in condizioni controllate confermano che il sistema di misura è preciso in condizioni controllate, mentre le prove a passo libero e su percorsi complessi mostrano la robustezza e l’affidabilità del metodo in contesti più realistici.
2023
2024-07-19
Metrological Analysis of a Wearable Device for Gait Length Determination
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12075/17848