Analiza chodu jest badaniem znajdującym zastosowanie nie tylko w naukach sportowych lub podstawowych badaniach biomechanicznych, ale również w diagnostyce klinicznej, rehabilitacji mięśniowo-szkieletowej oraz przy monitorowaniu powrotu do sprawności funkcjonalnej. W praktyce klinicznej chód człowieka można analizować bez pomocy technologii – w formie badania wizualnego – lub przy użyciu systemów optoelektronicznych, platform tensometrycznych, czujników zakładanych na ciało osoby badanej albo innych rodzajów przyrządów. W ostatnich latach pojawia się coraz więcej doniesień o pracach badawczych prowadzonych w celu opracowania systemów analizy chodu wykorzystujących czujniki głębi, jednak takie systemy nie są jeszcze dostępne komercyjnie. Czujnik głębi jest stosunkowo tanim, przenośnym i prostym w budowie urządzeniem, a dostępność algorytmów detekcji sylwetek osób na obrazach głębi oraz estymacji współrzędnych wybranych punktów ciała sprawia, że czujniki głębi szczególnie dobrze nadają się do zastosowań związanych z analizą trajektorii ruchu człowieka.

Praca dotyczy metod estymacji czasowo-przestrzennych parametrów charakteryzujących chód człowieka na podstawie danych z czujników głębi oraz porównania uzyskanych tymi metodami estymat z wynikami uzyskanymi za pomocą platformy tensometrycznej Zebris-FDM. Praca obejmuje przegląd literatury dotyczącej analizy chodu i stosowanych do niej technik, wykonanie pomiarów oraz implementację w środowisku MATLAB R2022a trzech metod przetwarzania danych z czujnika głębi. Metoda 1 opiera się na analizie przebiegu przednio-tylnej odległości między kolanami i uwzględnia wyznaczenie ekstremów lokalnych tej odległości, odpowiadających momentom postawienia stóp na podłożu. Metoda 2 opiera się na analizie przebiegu wysokości podstawy kręgosłupa i uwzględnia wyznaczenie odstępów pomiędzy maksimami lokalnymi tej wysokości, co pozwala na wyznaczenie długości oraz czasu kroków. Metoda 3 opiera się na analizie przebiegu prędkości chwilowej stóp i uwzględnia różniczkowanie przebiegu położenia stóp wzdłuż kierunku chodu i wyznaczenie momentów, w których prędkość spada lub wzrasta powyżej wartości progowej wyznaczonej empirycznie, co pozwala na wyznaczenie momentów postawienia stopy na podłożu i momentów oderwania stopy od podłoża. Kryteriami weryfikacji skuteczności metod wykorzystaniami w pracy są: błąd średni, odchylenie standardowe oraz średni moduł błędu względnego.

Każda z metod pozwala na otrzymanie estymat parametrów czasowych chodu zbliżonych do wartości odniesienia. Dla parametrów przestrzennych najlepiej sprawdza się Metoda 3. Wyniki przeprowadzonych badań pozwalają również na identyfikację praktycznych zalet i wad oraz możliwości dalszego rozwoju poszczególnych metod przetwarzania danych.