Guía de integración

Guía de integración de sensores IMU: cómo incorporar QSense a tu sistema

La plataforma QSense está diseñada para integrarse en instalaciones de investigación, sistemas clínicos, aplicaciones interactivas y productos comerciales. Esta guía explica cómo diseñar, configurar e integrar los sensores QSense IMU y los componentes de la plataforma en su solución, desde el primer prototipo hasta el despliegue de producción.

Abarca arquitecturas de sistemas, opciones de comunicación, estrategias de sincronización, flujos de datos y patrones típicos de integración, para que pueda tomar las decisiones técnicas correctas desde el principio.

Si está creando una aplicación o un producto basado en el movimiento, esta guía es su punto de partida.

1. Filosofía de la integración

QSense se basa en tres principios fundamentales de integración:

1. Abierto por diseño - acceso sin restricciones, API documentadas, sin cajas negras
2. Arquitectura escalable - del sensor único a los sistemas multidispositivo
3. Preparación para el mundo real - sincronización robusta, fiabilidad inalámbrica, factores de forma portátiles

Esto significa que puede utilizar la misma plataforma para:

• explorar ideas,
• validar conceptos,
• construir aplicaciones,
• y convertirlos en productos comerciales.

Sin cambios de plataforma. Sin callejones sin salida arquitectónicos.

2. Escenarios típicos de integración

La mayoría de las integraciones de QSense se ajustan a uno de los siguientes patrones.

a) Integración basada en PC/portátil

Arquitectura

Sensores IMU → dongle BLE → aplicación Windows o software personalizado.

Casos de uso típicos

• investigación biomecánica
• análisis clínico de la marcha
• estudios de validación
• desarrollo de algoritmos

Por qué esta configuración

• rendimiento máximo
• rendimiento multisensor estable
• fácil acceso a herramientas y visualización

b) Integración para móviles y tabletas

Arquitectura

Sensores IMU → BLE nativo → aplicación móvil (iOS / Android)

Casos de uso típicos

• aplicaciones de rehabilitación
• demostraciones y pilotos
• mediciones de campo
• interfaces de usuario ligeras

Por qué esta configuración

• no requiere hardware adicional
• configuración rápida
• portátil y fácil de usar

c) Integración totalmente portátil y sobre el terreno (FieldSync)

Arquitectura

Sensores IMU → FieldSync Hub → almacenamiento sin conexión → posprocesamiento.

Casos de uso típicos

• rendimiento deportivo al aire libre
• biomecánica de la vida cotidiana
• estudios de ergonomía
• seguimiento de larga duración

Por qué esta configuración

• sin necesidad de ordenador portátil, tableta o teléfono
• máxima robustez sobre el terreno
• sincronización horaria continua

d) Integración integrada / OEM

Arquitectura

Placa de circuito impreso desnuda o carcasa personalizada → firmware personalizado → su producto.

Casos de uso típicos

• productos sanitarios
• sistemas de defensa
• wearables industriales
• productos comerciales de movimiento

Por qué esta configuración

• control total sobre el hardware y el firmware
• factor de forma optimizado
• vías de certificación de productos

3. Elegir la arquitectura adecuada

Algunas preguntas orientativas ayudan a determinar la configuración adecuada:

Requisito	Enfoque recomendado
Latencia lo más baja posible	Modo de baja latencia + dongle BLE o BLE nativo
Cronometraje de grado de investigación	Modo TimeSync + dongle o FieldSync
Uso en exteriores / móvil	Centro FieldSync
Producto de gran volumen	Integración de PCB OEM
Creación rápida de prototipos	Aplicación Windows + dongle

Si no estás seguro, empieza con la configuración de Windows + dongle y evoluciona a partir de ahí.

4. Opciones de comunicación

QSense admite múltiples estrategias de comunicación.

BLE directo (pila BLE nativa)

Los sensores se conectan directamente a:

• dispositivos móviles
• tabletas
• PCs compatibles con BLE

Pros

• sin hardware adicional
• configuración sencilla

Contras

• Limitaciones de BLE a nivel de sistema operativo
• Rendimiento menos predecible en configuraciones multisensor.

Dongle QSense BLE

El dongle QSense BLE está diseñado para:

• alto rendimiento
• baja latencia
• rendimiento multisensor estable

Expone una interfaz serie y abstrae la complejidad de BLE.

Utiliza el dongle cuando:

• utiliza varios sensores
• el momento es importante
• necesita un rendimiento predecible
• está creando aplicaciones profesionales

Centro FieldSync

FieldSync Hub es una unidad portátil de recogida de datos que:

• se conecta a un máximo de 9 sensores IMU externos de QSense (10 dispositivos de detección IMU en total, incluido el propio HUB)
• los sincroniza continuamente
• registra datos sin necesidad de un PC o un teléfono

Utilice FieldSync cuando:

• se mide al aire libre
• necesita la máxima robustez
• no se puede confiar en los dispositivos de consumo

5. Estrategia de sincronización horaria

Un análisis preciso del movimiento depende de una sincronización exacta.

QSense ofrece dos modos de sincronización.

Modo TimeSync - Grado de investigación

• sincronización inalámbrica continua del reloj
• precisión típica entre sensores < 60 µs
• máximo < 150 µs
• marcas de tiempo absolutas

Usar cuando:

• haces biomecánica
• fusionas con EMG / ECG / placas de fuerza
• las relaciones de fase importan

Modo de baja latencia - Interacción optimizada

• retardo mínimo de extremo a extremo
• marcas de tiempo locales por sensor
• deriva ≤ 2 ms por minuto

Usar cuando:

• la información en tiempo real es más importante que la sincronización absoluta
• Aplicaciones XR / formación / entrenamiento

6. Flujo de datos y estrategia de salida

QSense le permite elegir:

• qué datos usted recibe
• con qué frecuencia lo recibes
• en qué formato
• cómo se procesa

Salidas admitidas

• Acelerómetro / giroscopio / magnetómetro en bruto
• Salidas cinemáticas fusionadas
• Cuaterniones 6DoF / 9DoF
• Movimiento esquelético BVH
• Combinaciones de modos mixtos

Patrones típicos

• Flujo de trabajo de la investigación: en bruto + fusionado + tratamiento fuera de línea
• Flujo de trabajo XRcuaterniones + baja latencia
• Flujo de trabajo híbrido: fusionado para el control, sin procesar para el registro

Todas las corrientes comparten:

• marcas de tiempo sincronizadas
• comportamiento temporal determinista

7. Integración de SDK y API

QSense proporciona API para:

• C# / .NET
• Unidad
• Python (investigación)
• MATLAB (a petición)
• iOS nativo (beta)

A través de la API puedes:

• configurar sensores
• control de flujo y registro
• gestionar configuraciones multisensor
• metadatos de acceso e indicadores de calidad

En nuestro repositorio público se han publicado ejemplos de código listos para ejecutar para las interfaces del sensor y del dongle, en C#, Python y Swift: Ejemplos de QSense en GitHub.

Para obtener referencias y ejemplos de la API, consulte SDK y API.

8. Consideraciones sobre el rendimiento de los multisensores

Los sistemas multisensor inalámbricos requieren atención:

• intervalo de conexión
• frecuencia de muestreo
• número de sensores
• modo de sincronización

Como regla general:

• el rendimiento total aumenta con el número de sensores
• una mayor frecuencia de muestreo reduce el número máximo de sensores
• El modo TimeSync requiere un intervalo de conexión ≥15 ms.

QSense proporciona orientación y asistencia para optimizar su configuración.

9. Calibración y calidad de la señal

Para obtener resultados fiables:

• la calibración del magnetómetro debe realizarse cuando cambie el entorno
• es necesario compensar el sesgo del giroscopio tras grandes cambios de temperatura
• el acoplamiento mecánico al cuerpo debe ser estable

QSense proporciona:

• herramientas de calibración
• indicadores de calidad
• soporte de integración para configuraciones robustas

10. Del prototipo al producto

Los mismos principios de integración se aplican tanto si construyes

• un montaje de investigación
• una aplicación de demostración
• o un producto comercial

A través de 2M Engineering, QSense ofrece soporte:

• desarrollo de dispositivos personalizados
• desarrollo de algoritmos
• personalización del firmware
• DFM y preparación para la producción
• Fases EVT / DVT / PVT
• orientación reglamentaria (CE / FCC / MDR cuando proceda)

Esto garantiza que:

lo que funciona en tu piloto también funcionará en producción.

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11. Escollos típicos y cómo los resuelve QSense

Problema común	Enfoque QSense
Desviación temporal	Sincronización continua de QSync
Perturbación magnética	Procesamiento Mag-aware + acceso bruto
Inestabilidad inalámbrica	Mochila BLE + FieldSync
Fricción de integración	API abiertas y ejemplos
Prototipos sin salida	Arquitectura preparada para OEM

12. Puesta en marcha

Una ruta de integración típica tiene este aspecto:

1. Empezar con aplicación Windows + dongle
2. Validar la ubicación de los sensores y la calidad de los datos
3. Integración mediante API en su aplicación
4. Ajuste del rendimiento y la sincronización
5. Escala a multisensor o configuración OEM

Le apoyamos en cada paso.

Diseñemos juntos su arquitectura

Cada aplicación es diferente. Estaremos encantados:

• revise su caso de uso
• asesorar en arquitectura
• sugerir modelos de integración
• apoyar la aplicación

Hable con nuestro equipo sobre su planteamiento de integración.