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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTEUNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTE
FACOLTA’ DI INGEGNERIAFACOLTA’ DI INGEGNERIACORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICACORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA
A.A. 2004 / 2005A.A. 2004 / 2005Tesi di Laurea TriennaleTesi di Laurea Triennale
SVILUPPO DI UN PROTOTIPO PER IL RILEVAMENTO DELLE ACCELERAZIONI DEL CAPO DURANTE L’ACQUISIZIONE DEI
MOVIMENTI OCULARI SACCADICI
Relatore: Chiar.mo Prof.Accardo Agostino Candidato: Manganelli Massimo
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INTRODUZIONE
Lo scopo di questo progetto di tesi è quello di realizzare un sistema per il rilevamento di eventuali artefatti introdotti dal movimento della testa sulle misure di movimenti oculari durante stimolazioni visive.
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I movimenti oculari sono rilevati dal sistema I.R.I.S. che li registra basandosi sulla riflessione di radiazioni infrarosse sulla sclera dell’occhio.
44
In prossimità dell’occhio vengono posizionati dei piccoli emettitori all’infrarosso. Mentre due componenti sensibili all’infrarosso vengono colpiti dalla radiazione riflessa dall’occhio.
55
I I movimenti saccadicimovimenti saccadici sono sono movimenti rapidi volontari seguiti da movimenti rapidi volontari seguiti da pause di fissazionepause di fissazione..
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PROBLEMA
Erronea registazione oculare determinata Erronea registazione oculare determinata da movimenti del capo;da movimenti del capo;
Possibile Soluzione
Monitoraggio dei movimenti della testa;Monitoraggio dei movimenti della testa;
77
SCHEMA A BLOCCHI
88
PROGETTOIl dispositivo principale è costituito principalmente
dall’accelerometro dell’ analog device ADXL 202 JQC poggiato direttamente sul capo del soggetto.
ADXL 202
99
ADXL 202accelerometro a 2 assi X – Y;misura accelerazioni e vibrazioni con un
range di ±2 g. Le uscite sono segnali digitali in duty
cycle (rapporto tra la durata della parte alta, T1, del segnale e il periodo T2).
1010
CONFIGURAZIONE ADXL 202
Il periodo dei segnali digitali è possibile settarlo inserendo in un apposito pin una resistenza che ne regola la durata da 0,5ms a 10 ms.
A 0g T1 è pari al 50% del duty cycle.
1111
PROGETTODelle porte AND
comandano il segnale di clock di 1MHz, che pilota i due contatori binari a 12 bit.
Il contatore conterà fino ad un massimo di 2000 conteggi
(2ms/1μs).
1212
DIAGRAMMA TEMPORALE
1313
1414
I multivibratori fanno acquisire ai convertitori il conteggio fornito dai contatori; resettano i contatori nel periodo T2 –T1, che può variare in
conseguenza del movimento; il tutto utilizzando opportune durate selezionate tramite coppie
R,C:
1515
DACI convertitori digitale – analogici (DAC),
forniscono in uscita un segnale analogico in tensione, proporzionale al valore del dato digitale presente in ingresso.
Piedinatura IC
1616
Configurazione DAC I DAC sono stati configurati in
modo da ottenere in uscita una tensione bipolare di ± 5V seguendo le specifiche della tabella sottostante.
I due trimmer da 100Ω servono per regolare la tensione bipolare al valore sopra citato.
1717
GRAFICIMediante scheda di acquisizione sono state
prelevate alcune misure su entrambi gli assi .La risposta mostrata è stata ottenuta
muovendo il sensore lungo la direzione x.
1818
ASSE YAnalogamente alla risposta sull’asse X, Analogamente alla risposta sull’asse X,
questa risposta è stata ottenuta muovendo questa risposta è stata ottenuta muovendo il sensore nella direzione ortogonale alla il sensore nella direzione ortogonale alla precedenteprecedente
1919
CIRCUITO
2020
Misure sull’Accelerometro Posto sulla fronte del soggetto, sono state
acquisite varie misure sia a fronte libera che fissata mediante elmetto porta sensori.
YY
XX
2121
I. Testa libera con accelerazione sul piano orizzontale per movimenti della testa sul piano orizzontale di ± 30° acquisiti ogni 5 sec.
2222
Accelerazione Velocità
Posizione
2323
II. Testa libera con accelerazione sul piano orizzontale per movimenti della testa sul piano orizzontale di ± 15° acquisiti ogni 5 sec.
2424
Accelerazione Velocità
Posizione
2525
III. testa libera con movimenti verso l’alto/basso sul piano verticale di ± 30° acquisiti ogni 5 sec.
2626
Accelerazione Velocità
Posizione
2727
IV. Testa fissa con stimolo visivo sul piano orizzontale ; 1 canale I.R.I.S. utilizzato per movimenti orizzontali occhio Dx e un altro per movimenti accel. della testa sul piano orizzontale .
2828
Accelerazione
Velocità
Posizione
2929
CONCLUSIONI
Il sistema è capace di rilevare abbastanza bene le accelerazioni sia orizzontali che verticali del capo per spostamenti di parecchi gradi (±15°, ±30°) ; ;
quando la testa è costretta a movimenti di piccola ampiezza , non sembra più sufficiente per offrire una stima adeguata delle accelerazioni presenti che diventano dell’ordine del rumore del sistema;
Il sistema realizzato costituisce un primo passo da perfezionare mediante i suggerimenti acquisiti.