11

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

22

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.

33

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..

66

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.