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Radar: cosa sono?
I sistemi RADAR (Radio Detection and Ranging) sono strumenti non invasivi per il calcolo della velocità media e istantanea a onde radio (Dal Monte et al., 2000). Le Origini La tecnologia RADAR risale ai tempi del secondo conflitto mondiale e il principio di funzionamento è concettualmente molto semplice e del tutto uguale a quello usato […]
I sistemi RADAR (Radio Detection and Ranging) sono strumenti non invasivi per il calcolo della velocità media e istantanea a onde radio (Dal Monte et al., 2000).
Le Origini
La tecnologia RADAR risale ai tempi del secondo conflitto mondiale e il principio di funzionamento è concettualmente molto semplice e del tutto uguale a quello usato dalle forze dell’ordine per calcolare la velocità delle automobili sulle strade (Dalla Vedova et al., 2006): il RADAR trasmette un impulso elettromagnetico di breve durata, questo impulso si propaga nello spazio circostante e quando incontra un oggetto vi si rifrange contro e torna indietro come un eco.
Il RADAR acquisisce l’onda riflessa e misura il tempo intercorso tra la trasmissione e il ritorno.
Tale informazione viene integrata nel software di analisi che, conoscendo la velocità di riferimento, è in grado di calcolare la distanza dell’oggetto contro il quale si è infranto l’impulso elettromagnetico (Figura 26). Questa descrizione di massima è accompagnata poi da elaborati calcoli di pulizia e riconoscimento del segnale di ritorno, soprattutto per quanto riguarda i RADAR militari.
Figura 26 – Esempio schematico di funzionamento di un sistema RADAR. In blu le onde radio emesse dal sistema e in rosso le onde che si rifrangono contro il soggetto che corre e tornano indietro. L’esempio è puramente indicativo poiché nella realtà vanno considerati molti aspetti come la forma dell’oggetto che rifrange le onde radio, l’angolo di invio e di rifrazione delle onde, la presenza di fattori di disturbo etc.
Lo strumento è in grado di calcolare la velocità punto per punto, in maniera assolutamente non invasiva, e non necessita di calibrazioni o di marker sul soggetto. Va comunque sottolineato che il fascio di onde emesso ha un andamento a cerchi concentrici e per tale motivo la misura risente di un “rumore” di fondo rappresentato da tutto quello che si sta muovendo oltre al soggetto che si sta testando.
Risultati e Vantaggi
La misura è molto inficiata anche dall’angolo rispetto al quale viene analizzato il soggetto: dal momento che lo strumento calcola il tempo di ritorno dell’onda emessa, si avranno i risultati migliori e più vicini alla realtà solo in condizioni in cui il moto del soggetto avvenga sulla stessa linea di origine dell’impulso elettromagnetico (Bretigny et al., 2008).
Le alte frequenze di campionamento di questi strumenti permettono delle analisi integrate con altri sistemi di analisi cinematica come, ad esempio, il video o alcuni sistemi optoelettronici (Egret et al., 2002; Escamilla et al., 2002; Elliot et al., 2003; Egret et al., 2006; Girard et al., 2007).
In generale, gli strumenti RADAR vengono utilizzati quando si devono eseguire delle misure sulla velocità di oggetti (o soggetti) molto veloci come, ad esempio, palloni, slittini, sciatori, etc. (Glazier et al., 2000; Moras et al., 2008; Cimpello et al., 2009; Ruedl et al. 2010) oppure per modulare la velocità di funzionamento di altri attrezzi di valutazione funzionale (Rollo et al., 2008).
I principali vantaggi di questi strumenti sono l’immediata applicabilità, i costi relativamente accessibili e la precisione. La principale limitazione è, invece, l’utilizzo ristretto solamente ad alcune caratteristiche di gesti motori e sportivi.
Articolo tratto dal libro Biomeccanica® Principi di Biomeccanica e applicazioni della Video Analisi al movimento umano
vincitore del premio letterario CONI
