基于逆运动学的下肢步态参数计算和测量

摘要

步态参数分析是神经疾病康复的重要评估手段,能够方便、准确的测量人体下肢步态参数具有重要意义.本研究把人体下肢简化为由铰链连接的串联多刚体,利用三维运动捕捉仪检测脚尖与髋关节空间坐标与姿态,根据机器人逆运动学的方法计算下肢关节角度.通过测量人体骨骼模型的关节角度,分析逆运动学方法的精度与可靠性,分析显示逆运动学法计算的关节角度算术平均误差为3.12°,具有小于10％的最大允许误差,且其与向量法计算数据在0.01水平上是显著相关的.本研究提出的逆运动学方法能够保证计算精度与可靠性,减少了测量需要的标识点数目和点滑移对测量的影响,增加了测量的方便性.