基于COP偏移量视觉反馈的人体姿态镇定

裴立力 李洪谊 伏云发 李江涛

1(中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，沈阳 110016)

2(山西大学物理电子工程学院，太原 030006)

3(中国科学院研究生院，北京 100049)

4(中国电信太原分公司，太原 030002)

引言

人体姿态镇定，源自英文stabilization of posture及 postural stabilization，其“镇定”含义与控制领域类似，是指人体控制及调整自身姿态，以达到稳定姿态或改善姿态稳定性的目的。人体姿态镇定，在老年人平衡辅助、体育运动平衡保持及下肢残障人士康复运动理疗等领域有着广阔的应用前景。在人体姿态镇定的众多影响因素当中，视觉的作用尤为突出[1-3]。视觉反馈技术进一步扩充了视觉的姿态感知功能，将由姿态测量仪器测得的人体姿态状况以视觉信号的形式反馈给人体[4-6]，其对人体姿态的镇定作用成为当前姿态控制研究的热点[4-9]。

然而，目前关于视觉反馈对人体姿态镇定作用的研究多集中于疾病康复与平衡能力改善，研究者大多关注于视觉反馈对诸如帕金森与中风病人等病变或术后人群人体姿态控制的作用[7-9]，对健康人体视觉反馈的姿态影响研究较少，而关于健康人体的研究是发掘人体姿态控制机制的必要环节，对于合理设计疾病康复训练方法和平衡能力恢复方案具有重要的指导作用。Rougier曾将人体足底压力中心(center of pressure，COP)运动轨迹通过显示器反馈给健康青年人，并发现其COP位移方差显著减小[10]。但Rougier采用的这种视觉反馈方式要求被试对象通过COP相邻点的相对位置差异来判断自身姿态状态，反馈信息不够明确，增加了被试对象的负担;且相对位置差异对于COP的整体漂移不敏感，COP信息利用得不充分。……