[发明专利]一种获取碰撞试验中假人骨盆运动轨迹的方法及装置

说明书

技术领域

本发明创造属于车辆碰撞安全技术领域，尤其是涉及一种获取碰撞试验中假人骨盆运动轨迹的方法及装置。

背景技术

在汽车被动安全开发设计过程中，需要进行整车碰撞试验，通过整车碰撞试验，可以获得假人运动的试验录像，并利用获得的试验录像查看假人的运动情况，但由于试验录像一般只能进行定性分析，很难进行定量分析，也就是说，很难获取精确的假人运动轨迹。例如，从一整车碰撞试验的试验录像可以看出，30ms时刻，假人头部距离方向盘还有一定距离，但是根据该试验录像，并不能准确回答如下问题：在30ms时刻，假人头部与方向盘的距离是多少mm？又例如，在94ms时刻，从试验录像可以看出，头部埋在气囊中间，但此时由于气囊挡住了视线，此时，不能明确头部是否与方向盘发生了接触，而头部是否与方向盘发生了接触是每个被动安全设计工程师都想知道的答案：如果在94ms时刻，头部与方向盘已经发生了接触，那么，在后期的设计中，需要进一步增大气囊的压力(例如减小气孔)，以避免头部和方向盘发生接触；而如果在94ms时刻，头部与方向盘没有发生接触，并且还有一段距离，那么，后期的设计中，可以进一步减小气囊的压力(例如气孔增大)，以进一步降低头部的伤害值。

由上述可以看出，头部到方向盘的距离，直接决定了气囊设计压力的大小，决定了设计参数的变更方向和大小，是一个非常重要的参数。但是，目前仅仅依靠试验录像，很难做出准确判断，有时候甚至不能做出判断。例如，在整车碰撞试验过程中，由于车门遮挡了视线，很难看到假人骨盆区域，因此也就无法判断骨盆的运动轨迹，从而给整车被动安全设计带来较大的开发难度。

因此，如何准确地获知假人运动轨迹，已经成为被动安全设计师面前的一道难题。现有技术中，为了获知假人运动轨迹，可通过在假人预定的部位布设传感器，可以测得车内假人的一些伤害曲线，例如，骨盆加速度曲线、大腿力曲线等伤害曲线，从而可以分析假人在整车碰撞试验中的伤害情况，为整车碰撞试验的安全性提供技术支持。目前，在整车碰撞试验中，一般会测得假人骨盆、胸部、头部等区域的加速度(X、Y和Z)曲线，根据物理学知识可以得知，对加速度曲线进行积分，可以获得速度曲线，再通过对速度曲线进行积分，可以获得位移曲线，该位移曲线可以认为是假人的运动轨迹。

图1为现有获取碰撞试验中假人骨盆运动轨迹的方法流程示意图，通过步骤101至105进行整车碰撞试验，以下以某次整车碰撞试验中获得的试验数据为例，得出了如图2a所示的假人在X方向相对整车的位移曲线示意图和如图2b所示的骨盆Z方向位移曲线示意图。

在正面刚性壁障碰撞中，车辆Z方向运动基本为0，因此认为没有Z方向运动，即整车Z方向位移曲线为零，因而，假人在Z方向相对整车的位移曲线为骨盆Z方向位移曲线。

由上述可见，在实际的整车碰撞试验中，现有获取碰撞试验中假人骨盆运动轨迹的方法，存在以下两个技术问题。

1、骨盆X方向位移量偏大，且假人在X方向相对整车的位移曲线的趋势不正确。

以上述整车碰撞试验为例，从图2a可以得知，在X方向上，计算获得的假人相对整车的最大位移大约为270mm，而根据试验前测得的数据，假人腹部到方向盘下轮缘的距离为200mm。因而，依据假人在X方向相对整车的位移曲线，当假人骨盆运动位移量(X方向位移量)为270mm时，意味着假人腹部有70mm嵌入方向盘下轮缘，但在实际试验中，假人腹部与方向盘并没有发生接触。因此，该方法计算获得的X方向位移量明显偏大，精确度较低。

另外，从图2a的趋势可以看出，在100ms到150ms之间，假人在X方向位移量一直保持在270mm附近，说明假人一直保持在位移最大的位置处，但是从试验录像可以明显看出，在150ms，假人发生了明显的回弹。

因此，从图2a来说，合理的位移曲线应该是抛物线类型，有个最高点，然后逐渐回落。

2、骨盆Z方向位移量明显偏大。

从图2b可以得知，在Z方向上，计算获得的假人相对整车的最大位移在150ms时大约为900mm，而根据试验前实际测量测得的数据可知，假人骨盆到地面的距离也只有600多毫米，这意味着假人在运动过程中落到地面以下200mm，这明显不可能。因此，Z方向位移量明显偏大，获取的假人骨盆运动轨迹数据准确性较低，可靠性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明创造的第一个目的旨在提出一种获取碰撞试验中假人骨盆运动轨迹的方法，以提升获取的假人骨盆运动轨迹数据的准确性；第二个目的旨在提出一种获取碰撞试验中假人骨盆运动轨迹的装置。