Deteção das pernas e controlo do andarilho recorrendo a um sensor laser range finder

Abstract

Este trabalho está inserido num projeto do grupo de investigação ASBG (Adaptative System Behavior Group), do CAR (Controlo, Automação e Robótica) do centro de investigação ALGORITMI da Universidade do Minho que consiste no desenvolvimento de um andarilho motorizado como ferramenta de ajuda à reabilitação. É apresentado o desenvolvimento de um algoritmo de deteção e identificação das pernas utilizando um sensor laser range finder. O algoritmo foi implementado em ambiente Matlab e permite extrair parâmetros da marcha do utilizador. Estes parâmetros foram utilizados num controlo com a finalidade de definir a velocidade e orientação do andarilho. As provas de validação permitiram demonstrar a eficácia na deteção e identificação das pernas bem como dos parâmetros de marcha que foram calculados. Foram ainda realizados testes em dois pacientes sujeitos a uma artroplastia total do joelho e num paciente diagnosticado com ataxia onde, pela análise dos parâmetros de marcha extraídos, foi possível verificar melhorias no processo de reabilitação dos pacientes.

The present work is integrated in a project of the research group ASBG (Adaptative System Behavior Group), from CAR (Controlo, Automação e Robótica), from research center ALGORITMI in the University of Minho. It consists on the development of a motorized smartwalker as a tool to improve rehabilitation. It is presented the development of an algorithm of detection and identification of the patient’s legs using a laser range finder sensor. This algorithm was implemented in Matlab environment and it allows the extraction of parameters of the patient’s gait. These parameters were used in a control as a way to define the speed and orientation of the smartwalker. The validation tests allowed to demonstrate the efficiency in the detection and identification of the legs, as well as march parameters that were calculated. Tests in two patients who were submitted to a total knee arthroplasty and in a patient diagnosed with ataxia were accomplished. From the analysis of the gait parameters extracted, it was possible to verify significant progress in these patients’ recovery.