Intelligent löpband : Hastighetsreglering efter användarens rörelse och ökad säkerhet

• Main Author: Rosell, Daniel
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Högskolan i Halmstad, Akademin för informationsteknologi 2017
• Subjects: Rehab; Treadmill; Speed control; Safety; Automation; Physical therapy; Rehabilitering; Löpband; Hastighetsreglering; Säkerhet; Automatisering; Sjukgymnastik; Computer Engineering; Datorteknik; Software Engineering; Programvaruteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hh:diva-34496

Det finns ett behov av billiga löpband som reglerar hastighet automatiskt efter användarens steg. Behovet finns främst inom vården för rehabilitering av patienter med olika rörelse- eller balansproblem där nuvarande lösningar ofta är mycket dyra. Fördelar är att kunna förbättra behandling, öka tillgänglighet och öka säkerhet utan att kräva utrustning på användaren. För att lösa detta skapades ett system med löpband och sensorer som kan följa användarens position och kroppshållning och reglera löpbandets hastighet efter detta. Kroppshållning följs av en algoritm som identifierar risker som tecken på tappad balans eller fall och bandet bör saktas ner eller stoppas. En prototyp skapades under ett tidigare projekt men denna hade problem och svagheter. Problem med lasersensorn för avståndsmätning undersöktes och tröghet i löpbandets styrning testades. För att undvika trögheten gjordes försök att ta reda på löpbandets kommunikationsprotokoll för att uppnå närmare motorstyrning. Nya algoritmer för hastighetsreglering och riskdetektering skapades. Det ursprungliga systemet gjordes om för att lägga till nya funktioner och tester. Resultat visar att sensorproblemen berodde på elektromagnetisk interferens från löpbandet som störde sensorns I2C-protokoll. Jämförelse mellan laser och Kinect visar att lasern inte behövs och att Kinect-sensorn ger stabilare mätningar. Det nya systemets mjukvara ger en mer modulär testmiljö för algoritmer. Det kan vara svårt att anpassa löpband beroende på konstruktion utan att bygga om för att uppnå en mjuk hastighetsreglering. Systemet och algoritmerna kan med lämplig styrmetod uppnå reglering av hastighet efter användarens rörelse och ge ökad säkerhet. === Needs exist for cheap treadmills that control speed automatically according to the user's step. Needs are primarily in healthcare for rehab involving patients with different mobility and balance issues for which current solutions are very expensive. Pros are the ability to improve treatment, increase availability and safety without the need for equipment worn by the user. To solve this a system consisting of treadmill and sensors was created. The system can track the user's position and posture and control the treadmill's speed accordingly. Posture is tracked by an algorithm that identifies risks as signs of lost balance and fall indicating that the treadmill should slow down or stop. A prototype was created during an earlier project but it had problems and weaknesses. Issues with the laser sensor used for measuring distance were investigated and delay in the control of the treadmill's motor was tested. To avoid the delay attempts were made to identify the communication protocol used by the treadmill to achieve better speed control. New algorithms for speed control and risk detection were created. The original system was modified to add new functionality and tools for testing. Results show that the sensor issues were caused by electromagnetic interference from the treadmill interfering with the I2C-protocol used with the sensor. A comparison of the laser and kinect show that the laser is not needed and that the Kinect is more stable. The new system's software creates a more modular environment for testing algorithms. It can be difficult to adjust treadmills depending on their construction without rebuilding them to reach a smoother speed control. The system and algorithms can given an appropriate motor control scheme achieve the purpose.