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Validación Experimental de un Sistema de Monitoreo del Conductor

Autores: Garrosa, María; Ceccarelli, Marco; Díaz, Vicente; Russo, Matteo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Validación Experimental de un Sistema de Monitoreo del Conductor


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Análisis
Lesión en el cuello
Riesgo
Equipo sensorizado
Aceleraciones
Ocupante del vehículo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento presenta un análisis del riesgo de lesiones en el cuello en los ocupantes de vehículos como consecuencia de un impacto. Se discute una revisión de la formulación de índices que se utilizan en la evaluación e investigación del riesgo de lesiones en el cuello, con el objetivo de proporcionar un nuevo índice más apropiado utilizando equipos sensorizados adecuados. Se propone un análisis experimental con un nuevo dispositivo de monitoreo del conductor que utiliza sensores de bajo costo. El sistema consiste en unidades portátiles para la cabeza, el cuello y el torso, donde se instalan sensores de medición inercial (IMU) para registrar datos sobre las aceleraciones de la cabeza, el cuello y el torso del ocupante mientras el vehículo se mueve. También se instalan dos sensores de distancia láser infrarrojos en el volante del vehículo para registrar los datos de posición de la cabeza y el cuello, así como un IMU adicional para los valores de aceleración del vehículo. Para validar tanto el dispositivo como el nuevo índice, se diseñan experimentos en los que diferentes voluntarios sensorizados reproducen una maniobra de frenado de emergencia con un vehículo instrumentado a velocidades de 10, 20 y 30 km/h antes del inicio de cualquier acción de frenado. El cuello es particularmente sensible a los cambios repentinos en la aceleración, por lo que una maniobra de frenado repentino es suficiente para constituir un riesgo potencial de lesión en la columna cervical. Durante los experimentos, se registraron grandes aceleraciones y desplazamientos a medida que aumentaba la velocidad de prueba. Las mayores aceleraciones se obtuvieron en la prueba experimental a una velocidad de 30 km/h con valores de 19.17, 9.57, 9.28 y 5.09 m/s en la cabeza, el torso, el cuello y el vehículo, respectivamente. En el mismo experimento, el mayor desplazamiento de la cabeza fue de 0.33 m y el del cuello fue de 0.27 m. Los resultados experimentales han verificado que el dispositivo diseñado puede utilizarse de manera efectiva para caracterizar la respuesta biomecánica del cuello en impactos de automóviles. El nuevo índice también es capaz de cuantificar el riesgo de lesiones en el cuello al tener en cuenta la dinámica de un vehículo y la cinemática de la cabeza, el cuello y el torso del ocupante. El valor numérico del nuevo índice es inversamente proporcional a la aceleración experimentada por el ocupante del vehículo, de modo que los valores pequeños indican condiciones de riesgo.

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