人体步态分析是研究人体步行规律的检查方法,主要分为定性分析与定量分析。定性分析主要采用观察法,通过观察步态的总体情况(如步行节奏、流畅性、对称性、身体重心的偏移等特征),完成步态分析观察表,从而得出步态结论;而定量分析利用相关仪器来获得步长、步幅、步速、步频、步宽、足偏角、步行周期等客观数据,进而完成对步态的分析。由此可知,定性分析对检查者要求高、结果具有一定主观性、测试结果简单,而定量分析操作简单、检查时间短、结果准确、可信度高,因此定量分析是步态分析方法的主要发展趋势。目前国内的定量步态分析方法主要基于视频图像,从而存在对设备和场地的要求高、资金投入大等问题。基于此,本文研究并设计了一种基于定量分析的人体步态分析仪,包括硬件与软件两大部分,实现了对步态参数的测量。硬件部分主要采用电力信号的压力开关模式,负责数据的采集、传输和分析;而软件部分通过对数据进行处理以得出步态参数,包括基本信息管理系统、图像预处理、左右脚识别、步态参数计算等功能。本文主要工作如下:①对步态分析的相关原理和技术发展状况作了较为深入的分析,设计了基于足底压力开关的步态检测板和矩阵检测电路,并对上位机与下位机进行了详细的分析与设计,主要包括整体架构、主要功能、数据访问层和存储文件等。②对通信协议进行详细的设计以提高传输效率,并设计和实现了针对下位机数据采集的优化算法,改善了传统单点信号采集存在的性能差、效率低、数据量大等不足,较大幅度地提高了传输效率和采样频率。③将采集所得的数据转换为二值图像,运用膨胀、腐蚀、擦除等图像处理操作对数据进行预处理,以得到完整图像,并清除干扰。④在已得到的图像数据基础上,设计和实现了左右脚印自动识别算法,保证了识别的准确性,减少了检查者手工标示左右脚的频率,体现了系统的智能性和良好的用户体验度。最后对全文进行了总结,给出了步态分析仪的优点和需要改进之处,并指明了下一步的研究方向。