标题：基于三维激光雷达的步态测量分析系统
作者：何红力1；郭帅2；宋韬1；张敬3；刘伟4；梁雅彦1
作者单位：1 上海大学机电工程与自动化学院，上海 200444；2 上海大学工程训练技术中心，上海200444；3 海南医学院第一附属医院康复医学科，海南 海口 570102；4 南昌大学第一附属医院靖安医院，江西 靖安 330699
关键字：三维激光雷达；点云数据；步态测量；踝关节角度
摘要：步态分析可以用于评估和监测人体健康状况，通过对患者步态的定量分析，可指导临床相关疾病的预测与评估，从而制定有效的诊疗康复计划。目前的步态测量系统存在测量精度不高、场地受限、穿戴要求严格、步态参数单一、提取特征困难等问题。采用三维激光雷达进行步态参数测量，通过基于距离和阈值判定的数据分类、最小二乘数据拟合为核心的点云数据分析算法处理采集的三维空间数据，从而计算步态参数。首先利用光学运动捕捉系统与激光雷达传感器测量系统对比实验验证传感器的有效性，实验数据表明该测量系统的空间参数平均误差小于5%、时间参数平均误差小于10%，证明具有较高的测量精度；然后收集多名受试者的步态数据，提取步长、步宽、步行周期以及踝关节角度一系列关键步态特征，结果表明此系统可为医师提供异常步态参数进行早期诊断，以便进行后续治疗方案。