一种用于车辆正碰中判定乘员头部损伤的方法转让专利
申请号 : CN201710060276.2
文献号 : CN106872180B
文献日 : 2019-03-19
发明人 : 朱海涛 , 周华
申请人 : 中国汽车技术研究中心
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于车辆正碰中判定乘员头部损伤的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:采集乘员头部加速度(ax,ay,az)(11)和上颈部负载力(Fx,Fy,Fz)(12),并对乘员头部及面部涂抹颜料,通过高速摄像机来捕获乘员的运动姿态,结合所述乘员头部加速度(ax,ay,az)(11)情况及颜料情况,初步判定是否发生二次碰撞的可能性,若通过高速摄像机的摄像观测乘员未发生撞击,确定没有发生二次碰撞,则直接判定乘员头部无损伤;
步骤2:若存在发生二次碰撞的可能性,进行头部接触负载力计算,当接触负载力小于或等于预设力值时,判断头部无二次碰撞;当头部接触负载力大于所述预设力值时则判断为发生二次碰撞;
步骤3:当头部接触负载力大于所述预设力值时判断为发生二次碰撞时,对于能够通过高速视频确认头部发生二次碰撞时段的情况,在相应的HIC计算区间(6),进行头部HIC15计算;
步骤4:对于不能够通过高速视频确认头部发生二次碰撞时段的情况,在头部接触负载力-时间曲线(8)中,结合高速视频分离假人二次碰撞(5)及假人自身碰撞(51)阶段中所述预设力值以上的头部接触负载力,并分离确定接触时段起点te(2)及终点td(21);
若能够头部接触负载力分离,且能分离所述HIC计算区间(6)时,即:所述假人二次碰撞(5)所产生的波形与假人自身碰撞(51)所产生的波形峰值间负载力(7)小于等于第二预设力值的时候,在所述头部接触负载力-时间分布曲线(8)中,确定所述第二预设力值水平线及所述预设力值水平线对应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到所述预设力值的时刻点为搜索基准点(1),进行接触时段所述起点te(2)和所述终点td(21)的确定;所述搜索基准点(1)向前达到所述第二预设力值的时刻点为所述起点te(2),向后达到所述第二预设力值的时刻点为所述终点td(21),然后进行头部HIC15计算;所述起点te(2)至所述终点td(21)即为HIC计算区间(6);
若能够头部接触负载力分离,但不能分离所述HIC计算区间(6)时,即:所述假人二次碰撞(5)所产生的波形与所述假人自身碰撞(51)所产生之间的所述波形峰值间负载力(7)大于第二预设力值且小于预设力值的时候,在所述头部接触负载力-时间分布曲线(8)中,确定所述第二预设力值水平线及所述预设力值水平线对应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到预设力值的时刻点为所述搜索基准点(1),进行接触时段所述起点te(2)和所述终点td(21)的确定;所述搜索基准点(1)向前达到所述第二预设力值的时刻点为所述起点te(2),且重新定义所述终点td(21)为td’(22),重新定义的所述td’(22)为在所述头部接触负载力-时间曲线(8)中,所述预设力值水平线对应的两时刻点为t1及t2,则所述td’=(t1+t2)/
2,然后进行头部HIC15计算;
步骤5:若不能够头部接触负载力分离,即:因所述假人二次碰撞(5)所产生的波形与所述假人自身碰撞(51)所产生波形之间的所述峰值间负载力(7)大于或等于预设力值时,在此时所述头部接触负载力-时间曲线(8)与所述第二预设力值水平线对应的两时刻点为起点所述te(2)及所述终点td(21),然后进行头部HIC15计算。
2.根据权利要求1所述的一种用于车辆正碰中判定乘员头部损伤的方法,其特征在于:
包括以下步骤:
步骤1:采集Hybrid III 5th假人头部加速度(ax,ay,az)(11)和所述Hybrid III 5th假人上颈部负载力(Fx,Fy,Fz)(12),对假人头部及面部涂抹颜料,通过高速摄像机来捕获假人的运动姿态,结合所述假人头部加速度(ax,ay,az)(11)情况及颜料情况,初步判定是否发生二次碰撞的可能性,若确定没有发生二次碰撞,则直接判定乘员头部损伤情况;
步骤2:若存在发生二次碰撞的可能性,进行头部接触负载力计算,当头部接触负载力小于或等于500N,判断头部无二次碰撞;当头部接触负载力大于500N则判断为发生二次碰撞;
步骤3:当头部接触负载力大于500N判断为发生二次碰撞时,对于能够通过高速视频确认头部发生二次碰撞时段的情况,在相应的所述HIC计算区间(6),进行头部HIC15计算;
步骤4:对于不能够通过高速视频确认头部发生二次碰撞时段的情况,在所述头部接触负载力-时间曲线(8)中,结合高速视频分离所述假人二次碰撞(5)及所述假人自身碰撞(51)等阶段中500N以上的头部接触负载力,并分离确定接触时段起点所述te(2)及所述终点td(21);
若能够头部接触负载力分离,且能分离所述HIC计算区间(6)时,即:所述假人二次碰撞(5)所产生的波形与所述假人自身碰撞(51)所产生的所述波形峰值间负载力(7)小于等于
200N的时候,首先在所述头部接触负载力-时间分布曲线(8)中,确定所述200N水平线(4)及所述500N水平线(41)对应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到500N的时刻点为所述搜索基准点(1),进行接触时段所述起点te(2)和所述终点td(21)的确定;即:所述搜索基准点(1)向前达到200N的时刻点为起点所述te(2),向后达到200N的时刻点为所述终点td(21),然后进行头部HIC15计算;
所述假人自身碰撞(51)是头/胸碰撞或头/膝碰撞;
若能够头部接触负载力分离,但不能分离所述HIC计算区间(6)时,即:所述假人二次碰撞(5)所产生的波形与所述假人自身碰撞(51)所产生所述波形峰值间负载力(7)大于200N小于500N的时候,首先在所述头部接触负载力-时间分布曲线(8)中,确定所述200N水平线(4)及所述500N水平线(41)对应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到500N的时刻点为所述搜索基准点(1),进行接触时段所述起点te(2)和所述终点td(21)的确定;即:所述搜索基准点(1)向前达到200N的时刻点为所述起点te(2),且重新定义所述终点td(21)为所述td’(22),重新定义的所述td’(22)为在所述头部接触负载力-时间曲线(8)中,所述500N水平线(41)对应的两时刻点为所述t1(3)及所述t2(31),则所述td’(22)=(t1(3)+t2(31))/2,然后进行头部HIC15计算;
步骤5:若不能够头部接触负载力分离,即:因所述假人二次碰撞(5)所产生的波形与所述假人自身碰撞(51)所产生波形的所述峰值间负载力(7)大于或等于500N时,在此时所述头部接触负载力-时间曲线(8)与所述200N水平线(4)对应的两时刻点为所述起点te(2)及所述终点td(21),然后进行头部HIC15计算。
3.根据权利要求1所述的一种用于车辆正碰中判定乘员头部损伤的方法,其特征在于:
所述头部接触负载力计算公式为:
其中ax,ay,az为所述假人头部加速度(ax,ay,az)(11),M为假人头部质量,Fx,Fy,Fz为所述假人上颈部负载力(Fx,Fy,Fz)(12)。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于车辆正碰中判定乘员头部损伤的方法,其特征在于:头部HIC15的计算公式为:
aR为假人头部加速度(ax,ay,az)(11)的合成加速度;
所述t1(3)和所述t2(31)为HIC计算区间(6)内任意时间,|t2-t1|≦15ms,计算累计3ms合成加速度值,HIC计算区间(6)为头部发生二次碰撞接触时段起点所述te(2)和所述终点td(21)。
说明书 :
一种用于车辆正碰中判定乘员头部损伤的方法
技术领域
背景技术
在发生的碰撞事故中,前后排假人乘坐的概率大约为1:4,且后排乘坐小尺寸乘员的现象更
为普遍。相比于前排乘员,后排位置处没有安全气囊的保护,靠安全带约束几乎是唯一的手
段。因此在某些碰撞试验中,后排Hybrid III 5th假人头部存在撞击车辆部件如前排座椅
的可能性。依据上述原因,C-NCAP于2006年将后排位置乘坐小尺寸乘员的工况纳入评价体
系中,于2012年通过Hybrid III 5th假人限值指标对车辆安全性能作出定量评价。Hybrid
III 5th假人评价的部位包括头部、颈部和胸部,C-NCAP规则中规定若头部未与车辆发生二
次碰撞,直接获得满分;若与车辆发生二次碰撞,将以HIC15指标来评价。一旦这种情况发
生,如何判定头部是否受到伤害是一个较难判定的问题,另外由于Hybrid III 5th假人主
要由内部金属框架结构和外表乙烯橡胶皮肤组成,这种5th假人自身碰撞波形与假人接触
车体引起的碰撞波形有些类似,如果不加以剔除,可能会对车辆的碰撞安全性能做出错误
的评判。在C-NCAP评价试验,关于假人二次碰撞的评价,是通过安装高速摄像机来判定的。
但是在实车正面碰撞试验中,由于后排乘员的姿态是运动的,这种判定方法存在一定的主
观性。尤其是当后排5th女性假人头部先与车辆内物发生二次碰撞,再发生自身二次碰撞的
情况,如何判定这两阶段分界面,是较为复杂的问题。因此在进行车辆被动安全评价试验
时,急需一种用于车辆正碰中判定乘员头部损伤的方法。
发明内容
够对碰撞过程中后排5th假人的头部损伤情况作出客观的判断。
ay,az)11情况及颜料情况,初步判定是否发生二次碰撞的可能性,若通过高速摄像机的摄像
观测乘员未发生撞击,确定没有发生二次碰撞,则直接判定乘员头部无损伤;
为发生二次碰撞;
算;
值以上的头部接触负载力,并分离确定接触时段起点te2及终点td21;
在头部接触负载力-时间分布曲线8中,确定第二预设力值水平线4及预设力值水平线41对
应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到预设力值的时刻点为搜索基准点1,进行接
触时段起点te2和终点td21的确定;搜索基准点1向前达到第二预设力值的时刻点为起点
te2,向后达到第二预设力值的时刻点为终点td21,然后进行头部HIC15计算;起点te2至终点
td21即为HIC计算区间6;
预设力值的时候,在头部接触负载力-时间分布曲线8中,确定第二预设力值水平线4及预设
力值水平线41对应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到预设力值的时刻点为搜索
基准点1,进行接触时段起点te2和终点td21的确定;搜索基准点1向前达到第二预设力值的
时刻点为起点te2,且重新定义终点td21为td’22,重新定义的td’22为在头部接触负载力-时
间曲线8中,预设力值水平线41对应的两时刻点为t13及t231,则td’22=(t13+t231)/2,然后
进行头部HIC15计算;
载力-时间曲线8与第二预设力值水平线4对应的两时刻点为起点te2及终点td21,然后进行
头部HIC15计算。
动姿态,结合假人头部加速度(ax,ay,az)11情况及颜料情况,初步判定是否发生二次碰撞的
可能性,若确定没有发生二次碰撞,则直接判定乘员头部损伤情况;
次碰撞;
等阶段中500N以上的头部接触负载力,并分离确定接触时段起点te2及终点td21;
时候,首先在头部接触负载力-时间分布曲线8中,确定200N水平线4及500N水平线41对应波
形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到500N的时刻点为搜索基准点1,进行接触时段起
点te2和终点td21的确定;即:搜索基准点1向前达到200N的时刻点为起点te2,向后达到200N
的时刻点为终点td21,然后进行头部HIC15计算;
500N的时候,首先在头部接触负载力-时间分布曲线8中,确定200N水平线4及500N水平线41
对应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到500N的时刻点为搜索基准点1,进行接触
时段起点te2和终点td21的确定;即:搜索基准点1向前达到200N的时刻点为起点te2,且重新
定义终点td21为td’22,重新定义的td’22为在头部接触负载力-时间曲线8中,500N水平线41
对应的两时刻点为t13及t231,则td’22=(t13+t231)/2,然后进行头部HIC15计算;
触负载力-时间曲线8与200N水平线4对应的两时刻点为起点te2及终点td21,然后进行头部
HIC15计算。
情况作出客观的判断。
附图说明
具体实施方式
本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”
的含义是两个或两个以上。
在本发明中的具体含义。
ay,az)11情况及颜料情况,初步判定是否发生二次碰撞的可能性,若通过高速摄像机的摄像
观测乘员未发生撞击,确定没有发生二次碰撞,则直接判定乘员头部无损伤;
为发生二次碰撞;
算;
值以上的头部接触负载力,并分离确定接触时段起点te2及终点td21;
在头部接触负载力-时间分布曲线8中,确定第二预设力值水平线4及预设力值水平线41对
应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到预设力值的时刻点为搜索基准点1,进行接
触时段起点te2和终点td21的确定;搜索基准点1向前达到第二预设力值的时刻点为起点
te2,向后达到第二预设力值的时刻点为终点td21,然后进行头部HIC15计算;起点te2至终点
td21即为HIC计算区间6;
预设力值的时候,在头部接触负载力-时间分布曲线8中,确定第二预设力值水平线4及预设
力值水平线41对应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到预设力值的时刻点为搜索
基准点1,进行接触时段起点te2和终点td21的确定;搜索基准点1向前达到第二预设力值的
时刻点为起点te2,且重新定义终点td21为td’22,重新定义的td’22为在头部接触负载力-时
间曲线8中,预设力值水平线41对应的两时刻点为t13及t231,则td’22=(t13+t231)/2,然后
进行头部HIC15计算;
载力-时间曲线8与第二预设力值水平线4对应的两时刻点为起点te2及终点td21,然后进行
头部HIC15计算。
捕获假人的运动姿态,结合假人头部加速度(ax,ay,az)11情况及颜料情况,初步判定是否发
生二次碰撞的可能性,若确定没有发生二次碰撞,则直接判定乘员头部损伤情况;
断为发生二次碰撞;
计算;
等阶段中500N以上的头部接触负载力,并分离确定接触时段起点te2及终点td21;
于200N的时候,首先在头部接触负载力-时间分布曲线8中,确定200N水平线4及500N水平线
41对应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到500N的时刻点为搜索基准点1,进行接
触时段起点te2和终点td21的确定;即:搜索基准点1向前达到200N的时刻点为起点te2,向后
达到200N的时刻点为终点td21,然后进行头部HIC15计算;
于200N小于500N的时候,首先在头部接触负载力-时间分布曲线8中,确定200N水平线4及
500N水平线41对应波形的时刻点,在每个峰值中,以第一个达到500N的时刻点为搜索基准
点1,进行接触时段起点te2和终点td21的确定;即:搜索基准点1向前达到200N的时刻点为起
点te2,且重新定义终点td21为td’22,重新定义的td’22为在头部接触负载力-时间曲线8中,
500N水平线41对应的两时刻点为t13及t231,则td’22=(t13+t231)/2,然后进行头部HIC15计
算;
此时头部接触负载力-时间曲线8与200N水平线4对应的两时刻点为起点te2及终点td21,然
后进行头部HIC15计算。