[发明专利]一种用于防护人地碰撞损伤的智能车车头设计方法

说明书

针对现有研究中没有结合车辆制动控制方法设计行人友好型车头以降低人地碰撞损伤的现状，本发明提出一种用于防护人地碰撞损伤的智能车车头设计方法。先建立人地碰撞虚拟仿真系统，再提出防护人地碰撞损伤的车辆制动控制实践方案，在确定描述车头形状的8个参数及各参数取值范围后，采用优化算法获得基于制动控制的人车碰撞仿真中人体损伤及地面所致损伤均最低的最优车头形状，最终将通过专家论证的最优车头形状作为结果输出。与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：在车头设计中考虑车辆制动控制方法，所得行人友好型车头能结合制动控制有效降低人地碰撞损伤。

技术领域

本发明涉及智能汽车领域，更具体地，涉及一种用于防护人地碰撞损伤的智能车车头设计方法。

背景技术

智能汽车从其概念提出伊始就承担着人们对道路交通安全、智能、高效、节能及环保等美好愿望，人们期待通过智能车将交通事故的数量大幅度降低，实现零事故的愿景。智能化时代，可以肯定的是，事故数量一定会大幅度下降，碰撞车速亦会有较大幅度的降低，但从目前对事故数据的挖掘、行人自动紧急制动系统的研究以及少量具备一定智能程度的汽车(如特斯拉)的运行实践情况来看，智能车离零事故愿景还有很长一段距离。

人们对智能车的期待很高，加之智能车肯定能大幅降低车车等碰撞事故数量特别是碰撞车速进而可以更好地保护乘员，但因行人的不可预测性其保护行人的效果肯定不如保护乘员的效果那么明显，这就使得实现零事故愿景前的智能车的行人保护能力亟需研究与提高，以实现交通强者对弱势道路使用者的保护。

人车碰撞事故中，人体损伤主要来源于与车辆的第一次撞击及其后与地面的第二次撞击。但已有研究表明，低速碰撞事故中，人体损伤更多来源于与地面的撞击，深度事故调查结果更是显示如能避免地面损伤则可减少2/3的事故损失。为此，学者们就人地碰撞损伤机理、人地碰撞仿真高精度建模及人地碰撞损伤防护方法等方面开展了广泛而深入的研究。其中，在损伤防护的研究中，人们发现车头形状对人地碰撞损伤的影响显著，友好的车头形状具有降低事故中行人伤害的作用；而另外的研究发现，通过制动控制能显著降低地面损伤。显然，友好的车头、高效的制动控制方法均对降低地面碰撞损伤有益，两者结合必将取得更优的防护人地碰撞损伤的效果。从目前研究成果看亦是如此，不同车头形状下通过制动控制降低人地碰撞损伤的效果差异显著，长头轿车的效果最佳而车头短、发动机罩盖高的车头的防护效果较差，这提示我们可以根据不同的制动控制方案设计更友好的车头形状，以获得车辆最佳的人地碰撞损伤防护效果。但纵观现有研究，没有类似成果。

发明内容

针对现有研究中没有结合车辆制动控制方法设计行人友好型车头以降低人地碰撞损伤的现状，本发明提出一种用于防护人地碰撞损伤的智能车车头设计方法，实施步骤如下：

S1：给定车速、行人步态、行人体型等输入参数，建立人地碰撞虚拟仿真系统，确定碰撞中行人损伤的评价指标；

S2：提出基于制动控制的人地碰撞损伤防护实践方案；

S3：通过8个参数定义车头形状，并给定各个参数的取值范围；

S4：采用优化算法对8个车头形状参数进行优化，获得基于制动控制的人车碰撞仿真中人体损伤及地面所致损伤均最低的最优车头形状；

S5：专家论证后，给出防护人地碰撞损伤的最优车头形状。

为获得智能车防护人地碰撞损伤的行人友好型车头形状，先建立人地碰撞虚拟仿真系统，再提出防护人地碰撞损伤的车辆制动控制实践方案，在确定描述车头形状的8个参数及各参数取值范围后，采用优化算法获得基于制动控制的人车碰撞仿真中人体损伤及地面所致损伤均最低的最优车头形状，最终将通过专家论证的最优车头形状作为结果输出。