SVILUPPO DI UN SIMULATORE DI SCI: AMBIENTE VIRTUALE E CONTROLLO DI UNA PIATTAFORMA CINEMATICA PARALLELA CON 3 GRADI DI LIBERTA'

The present work is centered in the feasibility study of a ski simulator by using a parallel kinematic motion platform of 3 degrees of freedom (DOF). The project is divided into 5 steps. In the first place there is the design of the virtual reality ambience for skiing, which has been created considering different variations of the slope of the ground. The terrain has been developed in Inventor, while the virtual environment has been made using the Unity engine. In the second place there is the development of the fixed trajectory traveled by the skier, the different information obtain from the virtual environment are elaborated to generate the reference information that will be used to control the machine. The third point corresponds to generating the reference to the motion platform by using the inverse kinematics of the machine and a proposed motion cueing algorithm (MCA), to make sure the simulation will be perceived from the skier as more realistic as possible considering the physical limitations of the machine. The last part of the project consists in the using the vestibular system model to evaluate the performance of the simulator in terms of motion sensation representation. Finally, the offline simulation will be tested in the dynamic platform available in dependencies of this University, where its feasibility is aborded. In conclusion, in this work has been created the first version of this simulator and has been determined the guidelines to improve its first design.

Il presente lavoro è incentrato sullo studio di fattibilità di un simulatore di sci utilizzando una piattaforma di movimento cinematico parallelo a 3 gradi di libertà (DOF). Il progetto è diviso in 5 fasi. In primo luogo, c'è la progettazione dell'ambiente di realtà virtuale per lo sci, che è stato creato considerando diverse variazioni della pendenza del terreno. Il terreno è stato sviluppato in Inventor, mentre l'ambiente virtuale è stato realizzato utilizzando il motore Unity. In secondo luogo, c'è lo sviluppo della traiettoria fissa percorsa dallo sciatore; le diverse informazioni ottenute dall'ambiente virtuale vengono elaborate per generare le informazioni di riferimento che saranno utilizzate per controllare la macchina. Il terzo punto corrisponde alla generazione del riferimento per la piattaforma di movimento utilizzando la cinematica inversa della macchina e un algoritmo proposto di suggerimento del movimento (MCA), per assicurarsi che la simulazione sia percepita dallo sciatore il più realistica possibile, considerando le limitazioni fisiche della macchina. L'ultima parte del progetto consiste nell'utilizzare il modello del sistema vestibolare per valutare le prestazioni del simulatore in termini di rappresentazione della sensazione di movimento. Infine, la simulazione offline sarà testata sulla piattaforma dinamica disponibile presso questa Università, dove ne sarà affrontata la fattibilità. In conclusione, in questo lavoro è stata creata la prima versione di questo simulatore e sono state determinate le linee guida per migliorarne il primo design.