CN104931362B - 跌落高度拟合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跌落高度拟合方法，包括以下步骤：有效测试点列表维护；确定是否可以三次B样条拟合，然后进行三次B样条拟合或跌落测试引导；临界跌落高度求解；确定是否取得有效临界跌落高度，然后输出结果或低落测试引导。本发明按照冲突判定规则删除冲突点，得到有效的测试点，便于快速进行三次B样条拟合，提高测试的效率；同时，利用三次B样条曲线对有效的测试点进行曲线拟合，实现临界跌落高度的快速求解，进一步提高测试的效率；跌落测试引导采用逐次逼近的方法进行测试引导，并提示可能合适的测试点进行测试，从而提高测试的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种跌落高度拟合方法。
背景技术
在标准EN 1177-2008《冲击减震游乐场铺面.临界跌落高度的测定》中给出了一种临界跌落高度(HIC＝1000)的手工绘图求解的方式。该方式存在极大的不精确性，典型例子如图1所示，图1中m为冲击测试点，H为跌落高度，HIC为临界跌落高度，在曲线中HIC＝1000对应点为临界点。在作图过程中曲线的绘制，临界跌落高度的寻找，完全取决于测试人员的经验，对测试的熟悉程度，一定程度还同去测试时候的心理相关，因此结果存在很大的随机性，无法复现。
同时，标准中要求对于一个跌落测试结果，最少需要两个值的HIC值在1000以下，最少两个值HIC在1000以上。两个值应当低于临界跌落高度不大于500mm，两个值应当高于临界跌落高度不大于500mm。因此测试采样点的合法性必须在临界跌落高度求解完成后才可以判断，如果发现采样点不合法，必须重新采样，并对HIC-跌落高度曲线进行绘制，该步骤会增加工作量，同时被测试点在反复冲击作用下，可能产生一定的材质变性，导致测试结果的偏离。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种跌落高度拟合方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供一种跌落高度拟合方法，包括以下步骤：
S1、有效测试点列表维护：跌落测试机进行冲击测试，得到冲击测试点的跌落数据并生成测试点列表，将新的冲击测试点的跌落数据加入已经生成的测试点列表时进行冲突分析，若不冲突，生成新的有效测试点列表后进入步骤S2，若冲突，则按照冲突判定规则删除冲突点，生成新的有效测试点列表后进入步骤S2；
S2、确定是否可以三次B样条拟合：根据S1中新的有效测试点列表进行判断是否包含四个以上的有效测试点，若是，则进入步骤S3，若否，则进行跌落测试引导后进入步骤S1；
S3、三次B样条拟合：利用三次B样条基函数，根据四个相邻的有效测试点的跌落数据计算出每一段拟合曲线的若干个型值点，然后将密集的型值点连接起来形成拟合的三次B样条曲线；
三次B样条基函数为：
三次B样条曲线为：
其中，ri(u)表示三次B样条曲线第i段的参数方程，N0，4(u)表示三次B样条曲线的第0个基函数，N1，4(u)表示三次B样条曲线的第1个基函数，N2，4(u)表示三次 B样条曲线的第2个基函数，N3，4(u)表示三次B样条曲线的第3个基函数，Vi表示三次B样条曲线特征多边形第i个顶点矢量，Vi+1表示三次B样条曲线特征多边形第i+1 个顶点矢量，Vi+2表示三次B样条曲线特征多边形第i+2个顶点矢量，Vi+3表示三次B 样条曲线特征多边形第i+3个顶点矢量；
S4、临界跌落高度求解：根据步骤S3得到的三次B样条曲线，求解三次B样条曲线上HIC＝1000对应点的跌落高度，其中，HIC为临界跌落高度；
S5、确定是否取得有效临界跌落高度：根据步骤S4得到的跌落高度，在步骤S1 中有效测试点列表中寻找，在区间[跌落高度-500mm，跌落高度]内是否存在二个有效测试点，以及在区间[跌落高度，跌落高度+500mm]内是否存在二个有效测试点，若存在，则进入步骤S6，若不存在，则进行跌落测试引导后进入步骤S1；
S6、输出结果：输出得到的三次B样条曲线以及临界跌落高度在得到的三次B样条曲线上HIC＝1000对应点的跌落高度。
本发明中上述的步骤S1中跌落数据包括跌落高度和HIC值，
冲突判定规则包括：是否有点重合和是否有点相互矛盾，是否有点重合为新的冲击测试点与已经生成的测试点列表中的跌落高度和对应HIC值是否完全相等，是否有点相互矛盾为新的冲击测试点与已经生成的测试点列表中的跌落高度和HIC值是否矛盾。
本发明中上述的跌落测试引导步骤包括：
D1、判定是否存在有效测试点：获取有效测试点列表，确定是否存在有效测试点，若存在，则进入步骤D2，若不存在，则提示跌落高度在一固定点处进行测试；
D2、判定是否存在一个有效测试点：若有效测试点大于一个，则进入步骤D3，若有效测试点为一个，则求解有效测试点和原点对应的直线L1，以直线L1的直线方程求解HIC＝1000对应点的跌落高度，然后提示在该跌落高度进行跌落测试；
D3、判定是否存在二个有效测试点：若有效测试点大于二个，则进入步骤D4，若有效测试点为二个，则求解二个有效测试点对应的直线L2，以直线L2的直线方程求解 HIC＝1000对应点的跌落高度，然后提示在该跌落高度进行跌落测试；
D4、判定是否存在三个有效测试点：若有效测试点大于三个，则进入步骤D5，若有效测试点为三个，则求解三个有效测试点对应的二次曲线C2，以二次曲线C2的直线方程求解HIC＝1000对应点的跌落高度，然后提示在该跌落高度进行跌落测试；
D5、判定临界点左侧是否存在二个有效测试点：判定在区间[临界点高度-500mm，临界点高度]内是否存在二个有效测试点，若有效测试点为二个，则进入D6，若有效测试点小于二个，则提示在区间[临界点高度-500mm，临界点高度]内进行跌落测试；
D6、判定临界点右侧是否存在二个有效测试点：判定在区间[临界点高度，临界点高度+500mm]内是否存在二个有效测试点，若有效测试点为二个，则结束，若有效测试点小于二个，则提示在区间[临界点高度，临界点高度+500mm]内进行跌落测试。
本发明具有以下的有益效果：
一，按照冲突判定规则删除冲突点，得到有效的测试点，便于快速进行三次B样条拟合，提高测试的效率；
二，B样条曲线具有直观性、局部性、凸包行、保凸性、几何不变性和变差减少等性质，便于局部修改，利用三次B样条曲线对有效的测试点进行曲线拟合，实现临界跌落高度的快速求解，进一步提高测试的效率；
三，跌落测试引导采用逐次逼近的方法进行测试引导，并提示可能合适的测试点进行测试，从而提高测试的效率。
附图说明
图1为本发明背景技术的临界跌落高度(HIC＝1000)示意图。
图2为本发明一种实施方式的整体流程图。
图3为本发明一种实施方式的跌落测试引导流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，如图1所示，在本发明的其中一种实施方式中提供一种跌落高度拟合方法，包括以下步骤：
S1、有效测试点列表维护：跌落测试机进行冲击测试，得到冲击测试点的跌落数据并生成测试点列表，将新的冲击测试点的跌落数据加入已经生成的测试点列表时进行冲突分析，若不冲突，生成新的有效测试点列表后进入步骤S2，若冲突，则按照冲突判定规则删除冲突点，生成新的有效测试点列表后进入步骤S2；
S2、确定是否可以三次B样条拟合：根据S1中新的有效测试点列表进行判断是否包含四个以上的有效测试点，若是，则进入步骤S3，若否，则进行跌落测试引导后进入步骤S1；
S3、三次B样条拟合：利用三次B样条基函数，根据四个相邻的有效测试点的跌落数据计算出每一段拟合曲线的若干个型值点，然后将密集的型值点连接起来形成拟合的三次B样条曲线；
三次B样条基函数为：
三次B样条曲线为：
其中，ri(u)表示三次B样条曲线第i段的参数方程，N0，4(u)表示三次B样条曲线的第0个基函数，N1，4(u)表示三次B样条曲线的第1个基函数，N2，4(u)表示三次 B样条曲线的第2个基函数，N3，4(u)表示三次B样条曲线的第3个基函数，Vi表示三次B样条曲线特征多边形第i个顶点矢量，Vi+1表示三次B样条曲线特征多边形第i+1 个顶点矢量，Vi+2表示三次B样条曲线特征多边形第i+2个顶点矢量，Vi+3表示三次B 样条曲线特征多边形第i+3个顶点矢量；
S4、临界跌落高度求解：根据步骤S3得到的三次B样条曲线，求解三次B样条曲线上HIC＝1000对应点的跌落高度，其中，HIC为临界跌落高度；
S5、确定是否取得有效临界跌落高度：根据步骤S4得到的跌落高度，在步骤S1 中有效测试点列表中寻找，在区间[跌落高度-500mm，跌落高度]内是否存在二个有效测试点，以及在区间[跌落高度，跌落高度+500mm]内是否存在二个有效测试点，若存在，则进入步骤S6，若不存在，则进行跌落测试引导后进入步骤S1；
S6、输出结果：输出得到的三次B样条曲线以及临界跌落高度在得到的三次B样条曲线上HIC＝1000对应点的跌落高度。
本实施方式中按照冲突判定规则删除冲突点，得到有效的测试点，便于快速进行三次B样条拟合，提高测试的效率；另一方面，B样条曲线具有直观性、局部性、凸包行、保凸性、几何不变性和变差减少等性质，便于局部修改，利用三次B样条曲线对有效的测试点进行曲线拟合，实现临界跌落高度的快速求解，进一步提高测试的效率。
本实施方式中上述的步骤S1中跌落数据包括跌落高度和HIC值，
冲突判定规则包括：是否有点重合和是否有点相互矛盾，是否有点重合为新的冲击测试点与已经生成的测试点列表中的跌落高度和对应HIC值是否完全相等，是否有点相互矛盾为新的冲击测试点与已经生成的测试点列表中的跌落高度和HIC值是否矛盾。
如图2所示，本实施方式中上述的跌落测试引导步骤包括：
D1、判定是否存在有效测试点：获取有效测试点列表，确定是否存在有效测试点，若存在，则进入步骤D2，若不存在，则提示跌落高度在一固定点处进行测试；
D2、判定是否存在一个有效测试点：若有效测试点大于一个，则进入步骤D3，若有效测试点为一个，则求解有效测试点和原点对应的直线L1，以直线L1的直线方程求解HIC＝1000对应点的跌落高度，然后提示在该跌落高度进行跌落测试；
D3、判定是否存在二个有效测试点：若有效测试点大于二个，则进入步骤D4，若有效测试点为二个，则求解二个有效测试点对应的直线L2，以直线L2的直线方程求解 HIC＝1000对应点的跌落高度，然后提示在该跌落高度进行跌落测试；
D4、判定是否存在三个有效测试点：若有效测试点大于三个，则进入步骤D5，若有效测试点为三个，则求解三个有效测试点对应的二次曲线C2，以二次曲线C2的直线方程求解HIC＝1000对应点的跌落高度，然后提示在该跌落高度进行跌落测试；
D5、判定临界点左侧是否存在二个有效测试点：判定在区间[临界点高度-500mm，临界点高度]内是否存在二个有效测试点，若有效测试点为二个，则进入D6，若有效测试点小于二个，则提示在区间[临界点高度-500mm，临界点高度]内进行跌落测试；
D6、判定临界点右侧是否存在二个有效测试点：判定在区间[临界点高度，临界点高度+500mm]内是否存在二个有效测试点，若有效测试点为二个，则结束，若有效测试点小于二个，则提示在区间[临界点高度，临界点高度+500mm]内进行跌落测试。
本实施方式中跌落测试引导采用逐次逼近的方法进行测试引导，并提示可能合适的测试点进行测试，从而提高测试的效率。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.跌落高度拟合方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、有效测试点列表维护：跌落测试机进行冲击测试，得到冲击测试点的跌落数据并生成测试点列表，将新的冲击测试点的跌落数据加入已经生成的测试点列表时进行冲突分析，若不冲突，生成新的有效测试点列表后进入步骤S2，若冲突，则按照冲突判定规则删除冲突点，生成新的有效测试点列表后进入步骤S2；
S2、确定是否可以三次B样条拟合：根据S1中新的有效测试点列表进行判断是否包含四个以上的有效测试点，若是，则进入步骤S3，若否，则进行跌落测试引导后进入步骤S1；
S3、三次B样条拟合：利用三次B样条基函数，根据四个相邻的有效测试点的跌落数据计算出每一段拟合曲线的若干个型值点，然后将密集的型值点连接起来形成拟合的三次B样条曲线；
三次B样条基函数为：
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其中，ri(u)表示三次B样条曲线第i段的参数方程，N0，4(u)表示三次B样条曲线的第0个基函数，N1，4(u)表示三次B样条曲线的第1个基函数，N2，4(u)表示三次B样条曲线的第2个基函数，N3，4(u)表示三次B样条曲线的第3个基函数，Vi表示三次B样条曲线特征多边形第i个顶点矢量，Vi+1表示三次B样条曲线特征多边形第i+1个顶点矢量，Vi+2表示三次B样条曲线特征多边形第i+2个顶点矢量，Vi+3表示三次B样条曲线特征多边形第i+3个顶点矢量；
S4、临界跌落高度求解：根据步骤S3得到的三次B样条曲线，求解三次B样条曲线上HIC＝1000对应点的跌落高度，其中，HIC为临界跌落高度；
S5、确定是否取得有效临界跌落高度：根据步骤S4得到的跌落高度，在步骤S1中有效测试点列表中寻找，在区间[跌落高度-500mm，跌落高度]内是否存在二个有效测试点，以及在区间[跌落高度，跌落高度+500mm]内是否存在二个有效测试点，若存在，则进入步骤S6，若不存在，则进行跌落测试引导后进入步骤S1；
S6、输出结果：输出得到的三次B样条曲线以及临界跌落高度在得到的三次B样条曲线上HIC＝1000对应点的跌落高度；
所述跌落测试引导步骤包括：
D1、获取有效测试点的数量：读取有效测试点列表，并进入步骤D2；
D2、判定是否存在有效测试点：获取有效测试点列表，确定是否存在有效测试点，若存在，则进入步骤D3，若不存在，则提示跌落高度在一固定点处进行测试；
D3、判定是否存在一个有效测试点：若有效测试点大于一个，则进入步骤D4，若有效测试点为一个，则求解有效测试点和原点对应的直线L1，以直线L1的直线方程求解HIC＝1000对应点的跌落高度，然后提示在该跌落高度进行跌落测试；
D4、判定是否存在二个有效测试点：若有效测试点大于二个，则进入步骤D5，若有效测试点为二个，则求解二个有效测试点对应的直线L2，以直线L2的直线方程求解HIC＝1000对应点的跌落高度，然后提示在该跌落高度进行跌落测试；
D5、判定是否存在三个有效测试点：若有效测试点大于三个，则进入步骤D6，若有效测试点为三个，则求解三个有效测试点对应的二次曲线C2，以二次曲线C2的直线方程求解HIC＝1000对应点的跌落高度，然后提示在该跌落高度进行跌落测试；
D6、判定临界点左侧是否存在二个有效测试点：判定在区间[临界点高度-500mm，临界点高度]内是否存在二个有效测试点，若有效测试点为二个，则进入D7，若有效测试点小于二个，则提示在区间[临界点高度-500mm，临界点高度]内进行跌落测试；
D7、判定临界点右侧是否存在二个有效测试点：判定在区间[临界点高度，临界点高度+500mm]内是否存在二个有效测试点，若有效测试点为二个，则结束，若有效测试点小于二个，则提示在区间[临界点高度，临界点高度+500mm]内进行跌落测试。
2.根据权利要求1所述的跌落高度拟合方法，其特征在于，所述步骤S1中跌落数据包括跌落高度和HIC值，
所述冲突判定规则包括：是否有点重合和是否有点相互矛盾，所述是否有点重合为新的冲击测试点与已经生成的测试点列表中的跌落高度和对应HIC值是否完全相等，所述是否有点相互矛盾为新的冲击测试点与已经生成的测试点列表中的跌落高度和HIC值是否矛盾。
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