顾 俊，徐 胜，邢 强,，杨预立，王周义，徐海黎

（1.南通大学机械工程学院，江苏南通226019；2.南京航天航空大学江苏省仿生功能材料重点实验室，江苏南京210016）

运动是动物进行捕食、迁徙等行为的基础。人们从仿生的角度出发，研究动物的运动行为特征，并以动物为原型设计出具有较好运动性能的移动机器人［1］。而在人的步态识别、运动训练和康复治疗中［2］，其运动行为特征具有较高的研究价值。

人的运动行为特征可分为步态姿态特征和步态触觉特征两方面［3‐4］。步态姿态特征主要是指通过视觉图像设备如 stage运动捕获系统［5］、Kinect相机［6］和穿戴式传感器［7］获得的人肢体的空间位置信息。步态触觉特征主要是指通过压力传感器如鞋垫式 F‐Scan［8］、R‐Scan［9］系统和 MEMS（micro‐electro‐mechanical system，微机电系统）压力传感器［10］获得的人脚底与接触面的三维接触力信息。将运动姿态与脚底接触力融合的三维分析设备能够分析在不同运动模式下脚底压力的变化，但其昂贵的成本和复杂的操作界面使得其在实际使用中受到限制［11‐14］。

为此，笔者搭建了一个“行为‐力”同步可视化展示系统。该系统能够实现人体运动姿态和脚底接触力的同步采集，并且采用三维图形化的方式来展示人体运动姿态与脚底接触力的关系，以期为人体运动行为特征的研究提供可靠的装置。

1 “行为-力”同步可视化展示系统的组成

“行为‐力”同步可视化展示系统分为数据采集与处理模块和三维虚拟展示模块。数据采集与处理模块由多通道三维力采集模块、深度图像采集模块和数据同步处理模块组成。……