Algoritmi per la misurazione degli angoli articolari degli arti superiori tramite sensori inerziali

In questo studio si vogliono analizzare i diversi algoritmi proposti in letteratura necessari per la ricostruzione della cinematica articolare dell’arto superiore, analizzata tramite unità di misurazione inerziale wireless indossabili. L’analisi quantitativa del movimento degli arti superiori del corpo umano può essere di grande utilità nella valutazione delle performance sportive, nella diagnostica, nel monitoraggio e nel trattamento riabilitativo di problemi articolari. Tuttavia, data la complessità dei movimenti consentiti dalle articolazioni degli arti superiori, solo recentemente, grazie allo sviluppo di nuove tecniche e tecnologie, la comunità scientifica ha iniziato a studiarne più nel dettaglio gli aspetti biomeccanici. Negli ultimi anni lo sviluppo delle tecnologie MEMS, hanno portato alla produzione di dispositivi wireless inerziali/magnetici indossabili. Queste piattaforme multi-sensore si sono affermate nel mondo della Motion Capture poiché in grado di registrare ed elaborare in tempo reale i dati del movimento umano in modo del tutto non invasivo in ambienti quotidiani per periodi di tempo prolungati. Per fare ciò è necessario utilizzare appositi algoritmi di sensor fusion che garantiscano l’accuratezza dei dati stimati a fronte dei numerosi errori che corrompono inevitabilmente le misurazioni effettuate dai singoli dispositivi integrati nelle piattaforme inerziali/magnetiche. Le classi di algoritmi per la sensor fusion più comunemente utilizzate nell’analisi del movimento umano, e più in particolare nell’analisi degli angoli articolari degli arti superiori, sono: integrazione, osservazione vettoriale, filtraggio complementare e filtraggio di Kalman.