eMGeeA (Mobile Gait Analyzer): sviluppo di un'applicazione mobile per l'estrazione di parametri temporali del passo di corsa

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eMGeeA (Mobile Gait Analyzer):

sviluppo di un'applicazione mobile

per l'estrazione di parametri temporali

del passo di corsa

Relatori:

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SOMMARIO

●

Contesto applicativo

●

Lavoro svolto

●

eMGeeA

●

Test sperimentali

●

Sviluppi futuri

(3)

Sommario

●

Contesto applicativo

●

Lavoro svolto

●

eMGeeA

●

Test sperimentali

●

Sviluppi futuri

(4)

(5)

Pervasive Computing: Applicazioni

●

Social

– condivisione di contenuti

– analisi delle interazioni umane

●

Monitoraggio

– ambientale – urbano

●

Healthcare

– personale medico

(6)

Pervasive Computing: Applicazioni

(7)

Sommario

●

Contesto applicativo

●

Lavoro svolto

●

eMGeeA

●

Test sperimentali

●

Sviluppi futuri

(8)

Obiettivo

●

analisi del passo di corsa

– parametri temporali – simmetria

●

requisiti

– disponibilità della tecnologia

● smartphone ● accelerometro

– analisi a run time

(9)

Strumenti di sviluppo

●

analisi offline

– Python ● signal processing ● grafici – gnuplot ●

analisi online

– Android SDK (Java)

(10)

Sommario

●

Contesto applicativo

●

Lavoro svolto

●

eMGeeA

●

Test sperimentali

●

Sviluppi futuri

(11)

eMGeeA: funzionalità

●

accelerazione della corsa sul CoM

●

parametri del passo

(12)

eMGeeA: processing dell'accelerazione

1. lettura dall'accelerometro

2. ricampionamento a frequenza costante (100 Hz)

(13)

Simmetria del passo

●

funzione di autocorrelazione

●

segnale di corsa

– periodi dominanti – simmetria del passo

(14)

Riorientamento dell'accelerometro

1. allineamento di Z con g

• componente statica

• HWS Filter

• riorientamento

2. rotazione di X e Y sul piano orizzontale

(15)

Parametri temporali dei passi

●

analisi accelerazione verticale

– inizio della fase di volo – inizio del contatto

(16)

Sommario

●

Contesto applicativo

●

Lavoro svolto

●

eMGeeA

●

Test sperimentali

●

Sviluppi futuri

(17)

Test sperimentali: Risultati

●

salti: Test di Bosco

– sottostima contatto e sovrastima volo di 1-2 centesimi di secondo 43,9% 31,6% 22,8% 1,7% Tempi di Volo (~ 0.400 - 0.600 s)

errore in valore assoluto

fra 0.000 s e 0.009 s fra 0.010 s e 0.019 s fra 0.020 s e 0.029 s fra 0.030 s e 0.040 s 46,8% 31,9% 21,3% Tempi di Contatto (~ 0.140 - 0.200 s)

fra 0.000 s e 0.009 s fra 0.010 s e 0.019 s fra 0.020 s e 0.029 s

78,7% 21,3%

Durata del Salto (~ 0.600 - 0.750 s)

fra 0.000 s e 0.009 s fra 0.010 s e 0.017 s

●

corsa: sprint

(18)

Test sperimentali: Conclusioni

●

errori nei test di salto

– accettabili per l'impiego previsto per l'applicazione – in linea con le capacità hw

● frequenza dell'accelerometro 80 Hz

●

corsa

– corretta rilevazione dei passi

– necessario un test per stimare la precisione dei

parametri temporali dei passi

●

eMGeeA

– utilizzabile durante la normale attività di allenamento per

monitorare i parametri del passo di corsa e dei salti

(19)

Sommario

●

Contesto applicativo

●

Lavoro svolto

●

eMGeeA

●

Test sperimentali

●

Sviluppi futuri

(20)

Sviluppi futuri

●

miglioramenti

– ottimizzazione algoritmi a run time – ulteriori test

● validazione parametri in corsa ● diversi dispositivi

●

studi

– relazione fisica fra accelerazione e azioni dell'atleta – tipo migliore di feedback

(21)

Sviluppi futuri

●

estensioni

– esportazione risultati

● PC ● web

– altri stumenti di analisi

● machine learning, change detection

● correttezza rispetto a un modello, sopraggiungere della

fatica

– altri sensori

● GPS, giroscopio, magnetometro, sensori esterni allo

smartphone

● miglioramento dell'accuratezza (riorientamento e parametri

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