Desenvolvimento de sistema de captura de movimento humano utilizando IMU

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama (FGA), Engenharia Eletrônica, 2018.O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma Unidade de Medição Inercial (IMU) para aquisição de parâmetros de movimento e posições corporais em humanos, a fim de auxiliar pesquisas futuras na área de prevenção de lesões musculoesqueléticas. Existem muitos sensores capazes de adquirir dados sobre movimento, mas a maioria não é acessível ou não consegue detalhar certos parâmetros úteis, por exemplo, velocidade e aceleração. A prevenção de lesão é muito importante para atletas de alto desempenho, pois os esportistas conseguem permanecer mais tempo treinando e atingem melhores marcas. O MPU6050 é um sensor inercial feito a partir de tecnologia Micro Electro Mechanical System (MEMS), que integra em um único chip, 3 sensores de aceleração e 3 sensores de velocidade angular. Este sensor comunica-se por protocolo \u1d43c2\u1d436, o que permite a utilização das plataformas Arduíno e Wemos, que possuem microcontroladores programáveis. O microcontrolador do Arduíno se comunica serialmente ao computador, por meio de um cabo USB. O do Wemos pode se comunicar via wireless com um protocolo web. A linguagem de programação Python pode se comunicar com o Arduino por meio de protocolo de comunicação serial, ou com oWemos, com protocolo HTTP, e assim possibilitar que os dados adquiridos pelo sensor MPU6050 sejam armazenados no computador. Os dados podem ser manipulados para obtenção de diversas informações: aceleração linear, velocidade angular, posições e ângulos. Então, foi feito um protótipo funcional com uma interface via terminal, para utilização dos pesquisadores do laboratório LIS da UnB/FGA, necessitando de futuros testes com movimentação em humanos para validar a precisão e acurácia do IMU.The objective of this work is the development of an Inertial Measurement Unit (IMU) to aquire parameters of human body movement and positions to assist research in the area of preventing musculoskeletal injury. There are many sensors capable of acquiring motion data, but most of them are not accessible or do not to detail certain useful parameters (e.g. speed and acceleration). Injury prevention is very important for high-performance athletes, because when preventing injuries athletes can stay longer in training and achieve better marks. The MPU6050 is an inertial sensor made whit Micro Electro Mechanical System (MEMS) technology, integrating on a single chip, 3 acceleration sensors and 3 angular speed sensors. This sensor communicates by \u1d43c2\u1d436 protocol, which allows the use of the Arduino and Wemos platforms. The Arduino communicates serially to the computer via a USB cable. Wemos can communicate wirelessly with a web protocol. The Python programming language can communicate with the Arduino through a serial communication protocol orWemos with HTTP protocol and thus allow the data acquired by the MPU6050 sensor to be stored on the computer. The data can be manipulated to obtain various information (e.g. linear acceleration, angular velocity, positions and angles). So, a functional prototype was made with a simple interface for the use of the researchers of the laboratory LIS of the UnB/FGA, needing of future tests to verify the accuracy and precision of the IMU