人体是一个复杂的系统,人体腿部是影响人体形体特征的重要因素之一。随着人们审美标准及对服装合体性、个性化要求的提高,人们已不满足胸部、腰部、臀部的美观性,对腿部的美观性有所提高,美观舒适、具有瘦身效果的袜子、鞋靴以及腿部美容医疗业便应用而生。形体分析是服装结构设计中十分重要的研究内容,目前人们对人体的研究,多集中于上身,对下肢的研究比较欠缺,而现行国家标准中基于胸腰差的人体体型分类,不能细致反映腿部特征,对人体腿部的研究成为服装技术发展的迫切需求。　　 本课题在国内外对人体体型研究及人体尺寸采集技术研究的基础上,以18-60岁女性人体为研究对象,设计了三种脚距下的站姿,运用手工测量及三维人体非接触式测量相结合的方法来采集人体数据,分析不同脚距对所采集人体数据的影响,发现随着两脚距的增大,总体上人体围度呈增大趋势,高度呈减小趋势,课题最终选择最能较真实反映腿部数据脚距下的人体尺寸数据作为研究依据。　　 为全面把握腿部数据分布特征,分析了样本尺寸随年龄变化的特征、人体腿部高度、围度分布特征及其与人体主要控制部位围度的关系。经研究,发现高年龄阶段的女性比低年龄阶段的女性躯干围度要大,而腿部围度变化不大;在高度指标中,低年龄阶段女性身体各部位高度比高年龄阶段女性的相应各部位高度要高。人体腿部各部位的高度与身高百分比的差异程度随着其与地面的靠近而减小,小腿长/大腿长的标准差比腿部其他各部位间长度比值的标准差大,人体在大腿长、小腿长的差异性最为明显。腿部围度与臀围的相关程度大于与胸围、腰围的相关程度,建立了腿部围度与臀围的相关方程。根据围度差法,提出了以膝盖围与小腿肚围差大小为依据对腿部进行简单的几何形态划分的建议,可将腿部分为V型、Y型、X型几何形体。　　 采用主成分分析法提取腿部八个特征指标,其中四个特征指标大腿围、大腿根高、大腿膝盖围差、膝盖小腿肚围差反映腿部整体形态特征,四个特征指标大腿横径矢比、膝盖横径矢比、小腿肚横径矢比、小腿最小围横径矢比反映腿部局部特征。以四个反映腿部总体特征的指标为分类项目应用快速样本聚类法将女性腿部分为6类:V1(短倒锥形)、V2(长倒锥形)、Y1(短瘦直形)、Y2(长瘦直形)、X1(长胖形)、X2(短胖形),并结合从[TC]2中提取的各类中间体正面、侧面、背面图像,对各类腿部形态进行分析。依据腿部各主要部位横径矢比并结合其截面轮廓图像,对腿部局部特征分析,知大腿围处、腓骨、小腿肚处、膝盖、小腿最小围处横径矢比均值分别为0.99cm、1.01cm、0.99cm、0.94cm、0.77cm,小腿最小围横径矢比最小,其截面形态比大腿围、腓骨、小腿肚、膝盖处要扁,呈胖椭圆形。　　 基于对人体尺寸采集技术的研究,课题采用不同的数学方法建立人体腿部围度及不易识别部位腓骨点高的计算模型,并引入多元高次非线性回归模型。经对所建模型的对比分析,知在大腿围、膝盖围、腓骨围、小腿肚围建立的多元二次回归为最优回归模型,在小腿最小围建立的多元三次回归为最优回归模型,在腓骨点高建立的腓骨点高与膝盖高、膝盖下缘高二元一次回归为最优回归模型,课题结合腿部特征对各最优回归模型进一步进行了解释。最后随机抽取40名新样本腿部数据对最优回归模型验证,取得良好的预测效果。　　 本课题的研究方向和思路对今后紧身裤的设计、医疗袜设计及消费者购买合适的裤装款型具有一定的实际应用价值,并可为建立基于图像采集的人体腿部测量系统的研发及腓骨点高度的预测提供有价值的技术支持和理论依据。