基于运动捕捉的骑行运动中人体皮肤形变分析

为揭示在骑行运动过程中人体尺寸变化以及皮肤的形变规律,首先运用OptiTrack 运动捕捉系统采集了骑行运动中人体标记点的位置变化及其运动轨迹,对人体动态变化做定性分析,然后采用体表画线法对骑行运动中人体皮肤形变规律作进一步研究。结果表明：在骑行运动周期过程中,腰部及以上部位的点波动较小,尺寸变化较小,下肢部位点的波动较大,尤其膝部,且垂直方向变化大于水平方向;腿部变化复杂,且在骑行运动中不同区域的变化存在差异,其中围度变化率约在（ －8%,16%）区间,长度变化率在（ －60%,40%）区间;膝部的变化最为明显,变化率最大值达－60%左右,大腿和小腿处的变化较小。     

基于瑜伽运动状态下的人体下肢皮肤形变分析

为揭示在瑜伽运动中人体下肢皮肤形变规律,针对瑜伽动作特点,选取4个瑜伽动作进行测试与分析,利用VITUS Smart三维人体扫描系统,得到练习瑜伽动作时下肢不同部位皮肤形变数据。结果表明:在瑜伽运动中,腰围和膝上围之间围度尺寸呈增大趋势,拉伸变化率在6%以内,臀围围度变化较明显。在纵向长度方面,腿部各部位皮肤形变差异性大,变化率在(-66.37%,56.90%)区间,大腿后侧拉伸变化最为明显,腹部则多呈收缩状态。当膝盖进行弯曲动作时,腿部皮肤尺寸变化较为明显,正面产生大幅度的纵向拉伸,反面产生收缩变化,长度变化率在(-24.91%,26.15%)区间。     

不同路况中骑行者皮肤变形分析

为明确在不同路况和不同骑行动作下的皮肤变形量,针对人体在上坡、平地和下坡3种不同路况下的骑行姿势,分别提取4个关键骑行动作进行测试与分析。结果表明:下坡路况时的肩宽缩小程度最大,达-14.26%;平地和下坡路况下背宽的变化率在25%以上;腰围在骑行过程中增大,下坡路况时腰围变化最大,而上坡路况时最小;胸围、大腿围、小腿围的变化率都小于3%;人体的前上半身长都呈收缩状态,平地和下坡路况时变化率达-10%以上;后背长呈拉伸状态,但变化率不足5%;人体正面腰围线到小腿围线的总长减小,但人体侧面的腰围线到小腿围线的总长变化不大。     

基于骑行动作分析的自行车骑行裤的优化设计

从自行车骑行裤产生的历史、分类入手,提出骑行运动特点对骑行裤的设计要求;通过对骑行动作进行分析,找出在骑行运动中人体的主要受力部位,并对受力部位进行测量分析,得出骑行时下肢关键部位的变化量;然后结合裤装结构设计原理,对自行车骑行裤进行优化设计;并通过试穿试验,得到穿着舒适度的综合评价。指出优化设计措施:选择功能性针织面料;对前裆处省道的进行转移处理、增大后裆倾斜角和加大后裆长度、对膝盖和膝窝处的结构进行处理;在脚口处装拉链,进行收口设计;在后片育克位置和前片大腿部位安装反光条等。     

登山运动中女子肩臂部位体表尺寸变化规律

为了更科学合理地设计女子户外登山服的衣袖结构,文章分析了登山运动过程中女子上半身与手臂部位体表皮肤的变化规律。挑选6个代表性的动作姿态,利用体表画线法对测试者上半身及手臂皮肤尺寸进行测量,分析数据变化规律。实验发现,靠近腋窝的肩臂部位皮肤拉伸变形较大,分析整线最大伸长率,其中靠近后腋点的背宽线达42%,靠近腋底的纵向线达25%以上,在靠近臂根的位置,手臂横向线达到30%以上,经过肘部的横向线和纵向线均大于20%。分析各区段线段变化率,越靠近腋窝的位置,区间线段变化率越大。在进行结构设计时,需要综合考虑满足前后腋点周围的横向、纵向拉伸量以及腋窝底点周围的纵向伸长量。     

骑行姿态下腿部皮肤伸展大小的研究

以骑行状态下的下肢皮肤拉伸为研究对象,利用三维运动捕捉系统对骑行动作进行捕捉,作为研究人体下肢动态皮肤拉伸的新方法。通过运动捕捉实验扫描获取的骑行状态下的人体数据,来构建人体动态运动模型,同时提取运动瞬间人体皮肤体表长度数据,建立骑行状态下皮肤拉伸曲线图,分析得到人体下肢运动的规律和关键姿态,为骑行装备的设计改良提供依据。     

基于骑行动作骨骼肌仿真的女性下肢皮肤形变表征

为探究骑行运动时大腿部骨骼肌活动与皮肤形变规律,通过人体建模仿真系统对周期骑行运动中女下肢关节、骨骼、肌肉运动进行分析,选择周期骑行运动中5个关节、骨骼、肌肉变化临界点作为关键帧,并对关键帧形变后的大腿皮肤采用凝胶法拓印和图形软件方法计算面积,定性和定量两方面研究女性大腿各部位在骑行周期中大腿部皮肤形变规律。试验发现臀部区域的皮肤整体是拉伸变形,臀褶区域拉伸率达到58%;靠近腹股沟与腹股沟方向一致的斜向区域皮肤收缩逐渐增大,收缩率达到50%;大腿前部皮肤形变比大腿后部皮肤形变量小。研究结果可为骑行裤各分割区域具体守卫松量设计及面料选择提供理论参考。     

基于HSI彩色模型远程测量青年男体围度拟合

为实现人体远程测量系统的有效性,提出运用人体照片来预测青年男体的围度。通过HSI颜色空间转换、轮廓光滑处理等图像处理方法提取了人体轮廓。通过识别人体特征点,得到人体的体表角度、宽度和厚度;按照体表角度、厚度/宽度等指标进行人体体型分类。基于各个围度对应的厚度和宽度构建了颈围、胸围、腰围、腹围、臀围和大腿根围的围度拟合方程,并对拟合方程进行了误差分析。结果表明,建立的围度预测模型有效,保证了人体远程测量系统的可靠性。     

骑行动作下肢动态压力变化研究

合适的压力是影响紧身运动服装运动性能和舒适度关键因素。为了分析周期骑行运动过程中下肢动态压力变化规律,创新性地采用Matlab三次样条插值的方法把一个周期骑行过程中12个分解动作离散静态压力值转变成动态压力。数据分析表明:右踏板处于0°~30°位置时,8个测量点动态压力最大;其中大腿前中、大腿后中、股内侧肌末端与股外侧肌末端的动态压力波动与对应肌肉拉伸量有很大相关性;腹部与臀部动态压力变化幅度很小;所有位置动态压力随样裤松量递减而线性增加。研究结果为后续研究骑行裤不同部位合理松量设计提供理论基础,以改善骑行裤舒适性与运动性能。     

基于骑行动作分析的骑行裤压力舒适性研究

为了分析市场上现有骑行裤的压力舒适性,选取3款女式骑行裤为研究对象,运用客观测试与主观评价相结合的方法,对骑行状态下骑行裤的客观压力值及压力舒适性进行分析。结果表明,骑行状态下骑行裤的压力值是静态站立时压力值的两倍,人体下肢各部位在骑行周期中的压力值变化规律基本保持一致,并且当右踏板处于0～45°位置时,压力值最大,腰臀部、大腿部以及小腿部的压力变化趋势比脚踝处显著。该研究为改善骑行裤的压力舒适性与运动功能性提供了理论参考。     

A novel method for determining skin deformation of lower limb in cycling

Skin deformation is the foundation of defining appropriate ease distribution at different parts of the body for compression clothing. The purpose of this study is to introduce a novel method to determine skin deformation of lower limb in cycling. Ten male volunteers (height 175 ± 2.4 cm and BMI 22.7 ± 1.7 kg/m²) were selected as the subjects in this study. The skin areas from waist to knee of this subject’s lower limb in 12 cycling postures were obtained with a gel rubbing method. Then image pixels were transplanted to calculate the deformation of these skin areas in different postures and the skin deformation in cycling was plotted with the interpolation function in MATLAB. The results showed that skin deformations on the areas of abdomen, groin, haunch bone, gluteal fold, knee, and peoples changed obviously in cycling. The skin deformation on the area of abdomen and peoples was about ?30% and ?50% separately. Whereas, the skin had an about 40% stretch deformation on the areas of haunch bone, gluteal fold and knee and at the position of inner thigh, buttock bumps, and the middle of front and posterior thigh, the skin deformation was about 15%.The study presents a reliable and convenient method to procure skin deformation for active body postures. The results can provide primary data for pattern designer to determine suitable ease distribution, reasonable divisions of clothing pattern and matching elastic fabric for each division of cycling shorts.     

基于三维人体测量的青年女性裆底高特征探讨

裆底高关系到上体长与下体长的比例是否协调,裤装款式是否舒适等,本文以青年女性为研究对象,利用非接触式三维人体测量仪测得相关数据,再通过excel和spss软件对所得数据进行整理分析,总结得出青年女性裆底高与腰高的差值的平均值为26.64cm;裆底高与身高的比值趋于0.44。另外通过聚类分析,将被测对象分成四类,身高以4.9cm分档时,裆底高以3cm分档。     

青年女性臀部高度特征分析

臀部是评判人体美的重要部位,关系到下装设计的舒适性和美观性。通过利用Excel和SPSS软件对三维人体测量获得的有关臀部数据进行整理分析来研究臀部高度特征。通过分析臀位高与腰高的关系得出三者成正态相关关系,臀身比（即臀部高度与身高的比值）均值为0.499,得到臀部可作为人体美的评判基础;进一步分析得出臀位高度与身高成线性关系;臀胯高差与腰胯高差比值均值是0.285,所以在结构设计时要想获得最佳的舒适性、美观性,须增加测量臀高位置;通过线性相关分析得出臀胯高差与身高、腰位高的线性关系公式;最后参照国家号型标准中身高以5cm分档,利用分裂聚类分析法将全部数据分为5类,分析得出臀位高以3cm分档。     

BP神经网络下的智能化合体服装样板生成

为快速得出符合顾客体型的服装样板,以男西裤为基准样板,腰围和臀围部位的变更规则为研究对像,格柏CAD 为技术开发平台,依据大量人体数据对样板原有的变更规则进行优化和重建,采用BP 神经网络算法建立了人体腰围、臀围尺寸变化量与相应的变更规则之间的神经网络模型。直接采用数据与数据的匹配归档,最终实现男西裤腰腹部和臀部变更规则的参数化设计,即给定一个腰围、臀围的变化量就得到一个相应的变更规则,通过调用此变更规则就会自动得出符合这个尺寸的样片,初步实现一人一板,提高了服装的合体度,减少了对样板师的依赖性。     

下肢运动与裤装放松量之间关系的研究

为了提高裤装穿着的合体性和舒适性,对60名男大学生在自然站立、步行、上楼梯、坐立、下蹲、弯腰90°6种姿势下与裤装有关的尺寸进行测量,并进行统计分析。提出了裤装腰部、臀部、裆部、膝围、大腿围放松量的设计依据和前后腰围、前后臀围的分配规律,为裤装放松量的设计提供了有效的方法和理论依据。     

Design data for running tight: skin strain distribution on lower extremity based on decomposition of movement

This study used three-dimensional (3D) scans to measure and analyse the skin strain distribution of the left lower limb during various running tasks, comparing the forward swing, maximum swing, landing, support and backswing. Two hundred female participants performed a standard standing posture and five running postures, dressed in shorts. With only two exceptions (part 5 and part 31), there were significant differences between the strain distributions and postures. The stretch ratios in the vertical direction were far larger than those in the horizontal direction. A more noteworthy lower limb movement produced a greater skin-stretch change. The thigh had significantly larger stretch ratios than the calf and hip in all five running tasks. During the swing forward, although the knee was bent, no large changes occurred in the skin of the knee but the thigh near the hip. Comprehensive and novel data were obtained using the 3D scanning system that could be used in running tight design.     

青年男性裤装上裆长的影响因素

为提高青年男性裤装着装的合体性和舒适性,分析了青年男性上裆部形态的特征,通过非接触式三维人体扫描仪测量获取人体相关数据,运用Excel和SPSS 软件对相关变量进行描述性统计分析,采用相关系数矩阵得到上裆长的影响因素并对影响因素进行线性回归分析,依据国家号型标准和K-均值聚类分析法对上裆长进行分类。结果表明：青年男性基本数据呈现正态分布,且上裆长在均值附近集中程度高;上裆长的影响因素为全裆长、腰臀高和身高,影响因素间相互独立,全裆长对上裆长的影响最为显著,相关系数最高,为0.86,且上裆长与全裆长、腰臀高和身高之间成正相关关系;将上裆长分为4 类,以1.5 cm分档。