Analisi dell'identificazione e ricostruzione della postura del pilota attraverso sistemi di calibrazione

The aim of this study is to implement, in the design of a motorcycle simulator, the posture of driver on board the simulator, because body mass, differently from automotive case, is comparable to motorcycle mass: consequently, to a driver movement corresponds an important variation of the motorcycle-driver system centre of mass, because of the dynamic interactions between the elements considered. Therefore arises the need to understand the right number of masses to characterize the driver and to use this information inside the control loop of a motorcycle simulator to obtain a simulation that is similar to reality. The driving conditions analysed are straight motion, during acceleration and deceleration, and circular motion, at constant speed and turning radius. From all the tests performed was observed that, apart from driver’s central body masses, also superior and inferior limbs masses contribute significantly to the spatial variation of the motorcycle-driver system’s centre of mass. After, it was needed to choose the measuring instrument to obtain the posture of driver and consequently the position of every mass considered; the choice had to be made between instruments which are used in structured environment and in real-time. Through a feasibility study, the choice made was the Microsoft Kinect device, because of its low cost and its performances, which are discrete but sufficient for this study.

Lo scopo della presente tesi è implementare, nella progettazione di un simulatore motociclistico, la postura del pilota a bordo del simulatore stesso, in quanto la massa dell’uomo, a differenza del caso automobilistico, è comparabile con quella della motocicletta: di conseguenza al movimento del pilota corrisponde una significativa variazione della posizione spaziale del baricentro del sistema complessivo motocicletta-pilota, dovuta all’interazione dinamica tra le parti coinvolte. Pertanto nasce la necessità di comprendere il numero di masse più idoneo a caratterizzare il pilota, in modo da utilizzare le informazioni relative alla posizione spaziale di queste all’interno del loop di controllo del simulatore motociclistico; il tutto finalizzato ad una simulazione che si avvicini il più possibile alla realtà. Le situazioni di guida che sono state analizzate sono: il moto rettilineo, in fase di accelerazione e decelerazione, e il moto circolare, a velocità e raggio di curva costante. Dalle varie prove effettuate si è constatato che, oltre alle masse del corpo centrale del pilota, anche le masse degli arti superiori ed inferiori contribuiscono in modo significativo alla variazione della posizione spaziale del baricentro del sistema motocicletta-pilota. In seguito, si è passati alla scelta dello strumento di misura mediante il quale ottenere la postura del pilota e di conseguenza la posizione delle masse coinvolte; la scelta è stata fatta tra strumenti che possono essere utilizzati in un ambiente strutturato e in tempo reale. Attraverso uno studio di fattibilità, la scelta è ricaduta sull’utilizzo del dispositivo Kinect della Microsoft, dato il suo basso costo e le sue prestazioni che, seppur discrete, risultano essere sufficienti per l’applicazione di questo studio.