外骨骼机器人（七）：标准步态数据库

本文主要是介绍外骨骼机器人（七）：标准步态数据库，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

国际生物力学学会的生物力学数据资源索引网站中，这个网站里面包括了人体的运动数据、压力数据、肌肉骨骼模型数据等生物力学相关的数据，本文从这个网站中摘取下肢关节运动数据，并进行处理。分别介绍了如何从数据来源获取原始数据文件、如何从原始文件中提取有用的数据、如何处理原始数据使其成为平滑的轨迹。

一、数据来源

步态数据的来源：https://isbweb.org/data/

这是国际生物力学学会的生物力学数据资源索引网站，这里面包括了运动数据、压力数据、肌肉骨骼模型数据等生物力学相关的数据，我们这里只看运动数据。

下载C3D TOOLS里面的Sample Gait Data，就可以下载C3Dgaitdata数据包，里面有三个.c3d格式文件，我们主要使用gait-pig.c3d。C3D文件格式提供了一种在文件中存储3D和模拟信息的常用方法，许多流行的运动捕捉系统都支持这种格式。

怎么打开c3d文件查看数据呢？在这个网站（https://www.c3d.org/c3dapps.html），找到MATLAB ASSCESS如下图，点C3Dserver链接，可以下载C3Dserver_setup.exe，然后按默认进行安装。

安装C3Dserver之后，打开VBC3DEditer软件，在这个软件里面打开gait-pig.c3d文件如下图所示：

可以看到里面包含了左髋、左膝、左踝、右髋、右膝、右踝等关节角度信息。

在这个软件里面看数据不是很方便，可不可以在MATLAB里面读取C3D文件呢？当然可以，同样进入这个网站（https://www.c3d.org/c3dapps.html），点MATLAB ACCESS链接下载matlab工具压缩包，解压之后将该路径添加到matlab中。

然后就可以按照c3dserver（https://www.c3dserver.com/applications.html#MATLAB

）上的说明，在matlab中调用刚才那个工具包里的函数，读取到c3d文件里的数据。

在matlab里面输入以下命令测试一下是否配置好：

>>test = c3dserver

如果出现如下则说明C3D环境配置好了。

二、数据提取

在Matlab中新建m文件，将下面的代码写进去，打开gait-pig.c3d文件，提取出左髋、左膝、左踝、右髋、右膝、右踝关节角度数据，并画出来看一下。

clc;
clear;test = c3dserver;openc3d(test);LH = 'A22:LHipAngles';
LK = 'A22:LKneeAngles';
LA = 'A22:LAnkleAngles';
LHA = get3dtarget(test, LH);
LKA = get3dtarget(test, LK);
LAA = get3dtarget(test, LA);RH = 'A22:RHipAngles';
RK = 'A22:RKneeAngles';
RA = 'A22:RAnkleAngles';
RHA = get3dtarget(test, RH);
RKA = get3dtarget(test, RK);
RAA = get3dtarget(test, RA);for i=1:114LHangle(i) = LHA(i,1);LKangle(i) = LKA(i,1);LAangle(i) = LAA(i,1);RHangle(i) = RHA(i,1);RKangle(i) = RKA(i,1);RAangle(i) = RAA(i,1);t(i) = i;
endfigure(1);
plot(t,LHangle, t,LKangle, t,LAangle);grid on;
figure(2);
plot(t,RHangle, t,RKangle, t,RAangle);grid on;