Sviluppo di un sistema di taratura per casco strumentato

In this work, a new methodology for the dynamic calibration of a sensorized helmet is proposed. The helmet is a medical device for head motion detection, based on gyroscopes and linear accelerometers. It has been designed for monitoring head motion in patients undergoing neuro rehabilitation. While a few solutions are available in the literature for the calibration of this particular type of helmet, no solution currently exists that allows for a complete dynamic calibration by taking into account actual head movements. With the aim of obtaining such a dynamic calibration solution, in this work an instrumented test bench has been designed that replicates typical head movements. Ranges and frequencies for each specific head movement type in the frontal, sagittal and median plane have been retrieved from the literature; data is related to both patients and healthy subjects. Two dynamic calibration prototypes have been produced as the result of subsequent design iterations: the first is capable of reproducing only a few types of principal motions, while the second and final one allows for a complete reproduction of all the principal head movement types. The prototypes have been subjected to experimental testing; the results are analyzed and discussed in the thesis.

Il presente lavoro di tesi ha avuto per oggetto lo sviluppo di una nuova metodologia di taratura dinamica di caschi strumentati, utilizzati in campo neuro riabilitativo per rilevare i moti del capo dei pazienti. È stato realizzato un sistema in grado di riprodurre i movimenti tipici della testa. Il lavoro è iniziato con una ricerca bibliografica per definire i campi di variabilità dei parametri di taratura, ovvero le rotazioni tipiche del capo sul piano frontale, sagittale e trasversale, nonché i loro campi di frequenza. In letteratura si trovano diverse configurazioni per la sensorizzazione del caschetto, con accelerometri e giroscopi, e diversi sistemi ad oggi utilizzati per la loro taratura. Ma non esistono sistemi sviluppati ad hoc, come questo, per poter fare una taratura dinamica, riproducendo proprio le condizioni operative del casco strumentato. Sono stati realizzati e testati due prototipi, il secondo dei quali, il più complesso, realizza tutte le rotazioni del capo definite dall’analisi bibliografica.