CN117451380A - 一种aeb制动工况下数字假人响应标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车虚拟测试技术领域，公开了一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，方法包括：获取志愿者在AEB制动工况下的离位试验的测试数据；离位试验所用的试验台架包括刚性座椅和安全带，安全带没有预紧和限力装置；根据测试数据，确定离位曲线通道；获取数字假人在AEB制动工况下的离位仿真试验的仿真数据；离位仿真试验所用的制动模型包括刚性座椅模型和安全带模型，安全带模型没有预紧和限力装置；根据仿真数据，确定数字假人的拟合离位曲线；根据离位曲线通道和拟合离位曲线的对比结果，结束标定或优化数字假人。减少约束系统的影响，反映假人自身真实的离位姿态，可以用于指导对数字假人的响应进行优化。
Description
技术领域
本发明涉及汽车虚拟测试技术领域，尤其涉及一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法。
背景技术
主动安全中AEB系统工作能够避免或减轻与行人发生碰撞，一定程度上有助于减少乘员的伤害。然而针对AEB系统起作用后发生的正面碰撞，车内乘员的运动姿态与常规碰撞时不同，对约束系统的保护会产生影响，然而如何通过仿真预测人体的运动姿态仍然缺少系统的方法。
随着仿真精度的提高，通过仿真手段来预测碰撞时的乘员伤害技术已经较为成熟。由于车辆制动过程产生的低强度脉冲，与碰撞阶段的高强度脉冲存在较大差异，导致约束系统及假人生物力学响应与碰撞阶段都有明显的区别。而且不同的人体，制动时前扑的力会不同，导致约束系统响应会不同，如果约束系统和人体耦合在一起很难标定数字假人响应的精度。此外，志愿者离位试验受自身主观因素的影响，测试结果会有波动，而如何判断试验数据的合理性也是难点之一。目前针对乘员的离位已经有相关的研究，更多集中在试验误差分析方向，而试验与量化评价方面仍然存在不足，也缺少试验数据处理与检验的有效手段。
专利CN202011108340.8公开了一种制动工况下离位姿态评估方法，对乘员离位姿态信息和假人离位姿态信息进行了对比评估，但在采集假人离位姿态时仍然采用的是将假人设置于座椅上并系好安全带，这样假人离位姿态信息是约束系统和假人耦合在一起产生的，无法反映假人自身不受约束系统约束的真实的离位姿态。
因此，亟需一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，以减少约束系统对离位试验的影响，反映假人自身真实的离位姿态，可以用于指导对数字假人的响应进行优化。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法、设备及介质，以减少约束系统对离位试验的影响，反映假人自身真实的离位姿态，可以用于指导对数字假人的响应进行优化。
本发明提供了一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，包括如下步骤：
获取志愿者在AEB制动工况下的离位试验的测试数据；离位试验所用的试验台架包括刚性座椅和安全带，安全带没有预紧和限力装置，安全带的锚点通过螺栓固定在试验台架上，安全带处于系紧的状态；
根据测试数据，确定离位曲线通道；
获取数字假人在AEB制动工况下的离位仿真试验的仿真数据；离位仿真试验所用的制动模型包括刚性座椅模型和安全带模型，安全带模型没有预紧和限力装置，安全带模型处于系紧的状态；
根据仿真数据，确定数字假人的拟合离位曲线；
根据离位曲线通道和拟合离位曲线的对比结果，结束标定或优化数字假人。
进一步的，获取志愿者在AEB制动工况下的离位试验的测试数据包括：
在志愿者的各个身体部位贴上标记点；身体部位包括头部、颈部、肩部、肘部、手部、胯部、膝盖和足跟点；
当志愿者进入试验台架后，通过三坐标测量仪测量标记点的初始坐标；
通过试验台架重复执行AEB制动工况下的离位试验，通过摄像机拍摄志愿者的离位运动画面，并导出各标记点的轨迹信息，得到多组测试数据；离位试验的重复次数至少为三次。
进一步的，根据测试数据，确定离位曲线通道包括：
根据多组测试数据，去掉反弹后的数据，保留离位最大值及之前的数据，得到多组离位原始曲线；
分别对各组离位原始曲线进行拟合处理，得到各组离位原始曲线对应的离位拟合曲线，以及各组离位拟合曲线对应的多项式阶数和相关性大小；
若至少有两组离位拟合曲线的多项式阶数相同，且相关性均大于预设值，则保留多项式阶数相同且相关性大于预设值的离位拟合曲线，剔除不符合的离位拟合曲线和/或补做试验；
对保留的各组离位拟合曲线进行延长处理，使各组离位拟合曲线的长度一致；
根据延长处理后的离位拟合曲线确定离位曲线通道。
进一步的，获取数字假人在AEB制动工况下的离位仿真试验的仿真数据包括：
在仿真软件中搭建制动模型；
根据测得的志愿者进行离位试验时的标记点的初始坐标和/或预设参考坐标对数字假人的初始姿态进行调整；
根据数字假人和制动模型进行AEB制动工况下的离位仿真试验，并导出仿真数据。
进一步的，根据离位曲线通道和拟合离位曲线的对比结果，结束标定或优化数字假人包括：
判断数字假人的头部的拟合离位曲线是否在志愿者的头部的离位曲线通道内；若数字假人的头部的拟合离位曲线在志愿者的头部的离位曲线通道内，执行数字假人的其他身体部位的精度判断步骤；若数字假人的头部的拟合离位曲线不在志愿者的头部的离位曲线通道内，对数字假人的头部进行优化，并重新判断数字假人的头部的拟合离位曲线是否在志愿者的头部的离位曲线通道内；
判断数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线是否满足精度要求；若数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线满足精度要求，则结束标定；若存在数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线不满足精度要求，对不满足精度要求的数字假人的其他身体部位进行优化，并重新判断数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线是否满足精度要求。
进一步的，精度要求包括：
数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线在相应的志愿者的其他身体部位的离位曲线通道内，或数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线与相应的志愿者的其他身体部位的离位曲线通道的误差小于预设误差。
进一步的，志愿者和数字假人的身体特征信息要相同或在同一范围内；身体特征信息包括身高、体重和性别。
本发明实施例具有以下技术效果：
1、对离位试验中的安全带和座椅进行限制，使安全带不具备预紧和限力作用，使座椅为硬的刚性座椅，实现了约束系统对志愿者和数字假人的解耦，避免不同志愿者的安全带的拉出量不同和座椅的重心不同对离位试验造成影响，避免假人离位姿态信息受约束系统等无关因素影响，可以反映假人真实的离位姿态，此外，使数字假人和志愿者的试验限制条件相同，可以使数字假人和志愿者的离位响应一致，便于对数字假人进行标定。
2、考虑到人体响应不同，重复进行试验对志愿者的测试数据进行有效性筛查，选取一致性高的测试数据保证数据有效性，减少误差；并且，考虑到人体响应不同，得到的曲线也不同，采用曲线通道对离位曲线进行评估，提高了假人标定结果的合理性。
3、本方案主要需要保证数字假人头部的精度，通过优先保证数字假人的头部的拟合离位曲线在相应的离位曲线通道内，再判断数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线是否满足精度要求，且对其他部位的精度要求可以适当放宽，避免为了满足其他部位的精度牺牲头部精度，同时避免其他部位误差过大，提高假人整体的标定精度。
4、通过选择与志愿者身体特征相近的数字假人，并且使数字假人与志愿者的初始姿态接近，可以保证试验的一致性，进一步减少误差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法的逻辑图；
图3是本发明实施例提供的一种志愿者离位试验的标记点的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种台架试验的座椅的侧视图；
图5是本发明实施例提供的一种台架试验的座椅的后视图；
图6是本发明实施例提供的一种AEB制动波形的示意图；
图7是本发明实施例提供的一种志愿者头部质心X向离位原始曲线的示意图；
图8是本发明实施例提供的一种延长后的志愿者头部质心X向离位拟合曲线的示意图；
图9是本发明实施例提供的一种志愿者头部质心X向离位曲线通道的示意图；
图10是本发明实施例提供的一种数字假人初始状态示意图；
图11是本发明实施例提供的一种数字假人最大离位状态示意图；
图12是本发明实施例提供的一种数字假人头部质心拟合离位曲线示意图。
图标：
座椅靠背10、座椅坐垫11、试验台架地板12、踏板13、头部质心标记点14、颈部标记点15、肩部标记点16、肘部标记点17、手部标记点18、胯部标记点19、膝盖标记点20、足跟点标记点21、数字假人的头部100、数字假人的颈部101、数字假人的肩部102、数字假人的肘部103、数字假人的手部104、数字假人的膝盖105、数字假人的足跟点106、数字假人的胯部107。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
图1是本发明实施例提供的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法的流程图，图2是本发明实施例提供的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法的逻辑图。参见图1和图2，具体包括：
获取志愿者在AEB制动工况下的离位试验的测试数据。
具体的，离位试验所用的试验台架包括刚性座椅和安全带，安全带没有预紧和限力装置，安全带的锚点通过螺栓固定在试验台架上，安全带处于系紧的状态，安全带处于系紧的状态即安全带对志愿者施加的压力为安全带能够将志愿者固定在座椅上的最小压力的状态，示例性地，可以通过力传感器测量初始安全带限力，要求可以为20N。
具体的，获取志愿者在AEB制动工况下的离位试验的测试数据包括：
在志愿者的各个身体部位贴上标记点。
具体的，图3是本发明实施例提供的一种志愿者离位试验的标记点的示意图，参见图3，身体部位可以包括头部、颈部、肩部、肘部、手部、胯部、膝盖和足跟点等，头部的标记点设置于头部质心位置，标记点包括头部质心标记点14、颈部标记点15、肩部标记点16、肘部标记点17、手部标记点18、胯部标记点19、膝盖标记点20和足跟点标记点21。标记点用于在进行离位测试时采集离位数据，以及对数字假人的初始姿态提供参考依据，其中，离位测试的主要测量标记点为头部，其他位置的标记点也可以用于作为离位测试的参考数据。
当志愿者进入试验台架后，通过三坐标测量仪测量标记点的初始坐标。
具体的，继续参见图3，试验台架包括试验台架地板12、座椅靠背10、座椅坐垫11和踏板13，座椅靠背10和踏板13可以通过螺栓固定在试验台架地板12上，座椅坐垫11通过焊接与座椅靠背10连接。图4是本发明实施例提供的一种台架试验的座椅的侧视图，图5是本发明实施例提供的一种台架试验的座椅的后视图，参见图4和图5，将试验台架的座椅的坐垫与椅背的交接线的中心点作为坐标系的原点1，根据试验台架的座椅建立三维直角坐标系。示例性地，可以将交接线延伸的方向作为Y轴坐标系，将垂直于交接线的竖直方向作为Z轴坐标系，将垂直于交接线的水平方向作为X轴坐标系。志愿者入座后，后背应贴紧座椅靠背，不能驼背，头部保持水平的状态，手自然放在大腿上，手臂不能对躯干起到支撑作用，避免无关因素对离位试验产生影响，并通过三坐标测量仪测量各标记点的初始坐标。
通过试验台架重复执行AEB制动工况下的离位试验，通过摄像机拍摄志愿者的离位运动画面，并导出各标记点的轨迹信息，得到多组测试数据。
具体的，考虑到每次试验人体响应的不同，不能仅凭一次的测试数据对数字假人的合理性和标定精度进行判定，因此对志愿者重复进行多次离位试验，获得多组测试数据，减少试验误差，其中，离位试验的重复次数至少为三次。图6是本发明实施例提供的一种AEB制动波形的示意图，参见图6，试验加载的制动波形可以根据实际情况进行调整，通过试验台架重复执行AEB制动工况下的离位试验，每次试验可以间隔1小时，通过摄像机拍摄志愿者的离位运动画面，并导出各标记点的轨迹信息，得到多组测试数据。
根据测试数据，确定离位曲线通道。
具体包括：
根据多组测试数据，去掉反弹后的数据，保留离位最大值及之前的数据，得到多组离位原始曲线。
具体的，以头部为例，图7是本发明实施例提供的一种志愿者头部质心X向离位原始曲线的示意图，参见图7，根据多组测试数据，去掉反弹后的数据，保留离位最大值及之前的数据，得到多组离位原始曲线。由于离位原始曲线比较粗糙，曲线存在锯齿，因此还需要对离位原始曲线进行进一步的处理。
分别对各组离位原始曲线进行拟合处理，得到各组离位原始曲线对应的离位拟合曲线，以及各组离位拟合曲线对应的多项式阶数和相关性大小。
具体的，将离位原始曲线上不同时刻t的离位数据定义为xt，将离位最大值对应的时刻定义为m，将保留的离位最大值及之前的数据定义为数据集P（xt，t），对数据集P内的各数据点进行拟合，得到拟合后的数据，拟合公式为：
（1）
其中，n为多项式阶数，a0、a1、a2、a3...an为多项式的各项系数，f(t)为拟合函数，是t时刻拟合后的数据，根据f(t)可以得到离位拟合曲线。
计算拟合后的数据与原始数据的误差R：
（2）
其中，λ为修正系数，初始值设置为0.001，W为所有系数的平方和，W的计算公式为：
（3）
将拟合公式转换为矩阵形式：
（4）
（5）
（6）
其中，XV为拟合公式不同时刻的展开矩阵，A为拟合公式的系数矩阵，XR为拟合前的离位数据矩阵。
将误差R转换为矩阵形式：
（7）
其中，AT为矩阵A的转置矩阵。
对误差R求导，需要满足：
（8）
可以求得拟合函数的多项式系数向量为：
（9）
其中，XV T为矩阵XV的转置矩阵，In+1为n+1阶的单位矩阵，其计算公式为：
（10）
计算拟合后的数据和原始数据的相关性Q，根据相关性Q判断λ值设置的是否合理：
（11）
若Q≥0.95，则λ值设置合理，否则需要修改λ值重新计算。
若至少有两组离位拟合曲线的多项式阶数相同，且相关性均大于预设值，则保留多项式阶数相同且相关性大于预设值的离位拟合曲线，剔除不符合的离位拟合曲线和/或补做试验。
具体的，示例性地，假设同一个志愿者重复进行了三次试验获得了三组离位拟合曲线，若第一组离位拟合曲线的拟合后的多项式阶数为n1，且满足相关性Q≥0.95，第二组离位拟合曲线的拟合后的多项式阶数为n1，且满足相关性Q≥0.95，第三组离位拟合曲线的拟合后的多项式阶数为n2，且满足相关性Q≥0.95，则保留第一组离位拟合曲线和第二组离位拟合曲线，剔除第三组离位拟合曲线；若第一组离位拟合曲线的拟合后的多项式阶数为n1，且满足相关性Q≥0.95，第二组离位拟合曲线的拟合后的多项式阶数为n2，且满足相关性Q≥0.95，第三组离位拟合曲线的拟合后的多项式阶数为n3，且满足相关性Q≥0.95，则需要补做试验获得新的离位拟合曲线继续与这三组离位拟合曲线进行比较，最终保留的离位拟合曲线共有w组。
对保留的各组离位拟合曲线进行延长处理，使各组离位拟合曲线的长度一致。
具体的，图8是本发明实施例提供的一种延长后的志愿者头部质心X向离位拟合曲线的示意图，参见图8，离位最大值对应的时刻为m，拟合后的离位最大值为f(m)，原始离位最大值为xm。因为各组离位原始曲线达到最大值的时刻不同，导致离位拟合曲线的长短不一致，因此需要先对曲线进行处理，将各组离位拟合曲线延长到相同的时间长度，便于后续计算。示例性地，可以将各组离位拟合曲线延长到700ms，根据拟合公式f(t)计算得到f(700)。延长的数据需要满足以下条件：
（12）
若不满足，则令f(700)=f(m)。
根据延长处理后的离位拟合曲线确定离位曲线通道。
具体的，根据延长后的各组离位拟合曲线，计算得到平均拟合方程：
（13）
其中，fmean(t)为平均拟合方程，fk(t)为第k组离位拟合曲线，一共有w组离位拟合曲线。
计算每组离位拟合曲线每一时刻数据的标准差S(t)：
（14）
具体的，图9是本发明实施例提供的一种志愿者头部质心X向离位曲线通道的示意图，参见图9，离位曲线通道的计算公式为：
（15）
其中，fH(t)为离位曲线通道的上边界曲线，fL(t)为离位曲线通道的下边界曲线，fH(t)和fL(t)之间的范围即离位曲线通道，α和β为修正系数，且α和β需要满足以下条件：
（16）
其中，D为根据各组离位拟合曲线确定的离位最大值。
获取数字假人在AEB制动工况下的离位仿真试验的仿真数据。
具体的，离位仿真试验所用的制动模型包括刚性座椅模型和安全带模型，安全带模型没有预紧和限力装置，安全带模型处于系紧的状态。
具体的，获取数字假人在AEB制动工况下的离位仿真试验的仿真数据具体包括：
在仿真软件中搭建制动模型。
具体的，离位仿真试验所用的制动模型包括刚性座椅模型和安全带模型，安全带模型没有预紧和限力装置，安全带模型处于系紧的状态，安全带模型处于系紧的状态即安全带模型对数字假人施加的压力为安全带模型能够将数字假人固定在座椅上的最小压力的状态。制动模型的刚性座椅模型的尺寸与离位试验中保持一致，接触摩擦系数可以设置为0.3。仿真试验加载的制动波形需要与离位试验保持一致。安全带模型需要做拉伸试验，得到安全带模型的力学性能参数，试验标准可以参考GB/T 3923.1-2013。
根据测得的志愿者进行离位试验时的标记点的初始坐标和/或预设参考坐标对数字假人的初始姿态进行调整。
具体的，为了使数字假人的姿态与志愿者尽量接近以减少试验误差，可以根据志愿者进行离位试验时的各标记点的坐标和/或预设参考坐标对数字假人的姿态进行调整。示例性地，如表1所示，展示了一种数字假人姿态的预设参考坐标表。
表1 一种预设参考坐标表
根据表1所示的参考坐标对数字假人的姿态进行调整，数字假人的调整顺序为，先调整胯部，再调整头部和颈部，最后调整肩部、肘部、手部、膝盖和足跟点。图10是本发明实施例提供的一种数字假人初始状态示意图，数字假人的头部100、颈部101、肩部102、肘部103、手部104、胯部107、膝盖105和足跟点106的坐标如图10所示。针对数字假人的姿态的Y方向不做限制，但要求左右对称摆放，且手臂放在大腿上，脚要放在踏板上，大腿和小腿在一垂直平面内。
根据数字假人和制动模型进行AEB制动工况下的离位仿真试验，并导出仿真数据。
根据仿真数据，确定数字假人的拟合离位曲线。
具体的，图11是本发明实施例提供的一种数字假人最大离位状态示意图，参见图11，通过仿真试验得到仿真数据，并导出数字假人头部质心X向位移数据。图12是本发明实施例提供的一种数字假人头部质心拟合离位曲线示意图，参见图12，通过与志愿者的离位原始曲线相同的拟合方法对数字假人的头部质心X向位移数据进行拟合，得到数字假人的头部的拟合离位曲线fcae(t)。
根据离位曲线通道和拟合离位曲线的对比结果，结束标定或优化数字假人。
具体包括：判断数字假人的头部的拟合离位曲线是否在志愿者的头部的离位曲线通道内。
具体的，将数字假人的头部的拟合离位曲线与志愿者的头部的离位曲线通道进行比较，判断数字假人的头部的拟合离位曲线是否在志愿者的头部的离位曲线通道内。
若数字假人的头部的拟合离位曲线在志愿者的头部的离位曲线通道内，执行数字假人的其他身体部位的精度判断步骤。
具体的，若数字假人的头部的拟合离位曲线fcae(t)在志愿者的头部的离位曲线通道内，还需要数字假人的头部的拟合离位曲线fcae(t)满足在0-500ms区间单调递增，且在500ms-700ms区间曲线没有明显震荡，即对fcae(t)求导需要满足：
（17）
进一步的，还可以通过计算志愿者离位试验的平均拟合方程fmean(t)与数字假人的头部的拟合离位曲线fcae(t)的相关性Q判断数字假人的适用范围：
（18）
其中，相关性Q的数值越大，表明数字假人的离位结果越接近平均情况，即数字假人的稳定性更好，适用范围更广。
若数字假人的头部的拟合离位曲线不在志愿者的头部的离位曲线通道内，对数字假人的头部进行优化，并重新判断数字假人的头部的拟合离位曲线是否在志愿者的头部的离位曲线通道内。
示例性地，可以通过优化数字假人的头部、颈部的材料和结构对数字假人的头部进行优化。
进一步的，判断数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线是否满足精度要求。若数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线满足精度要求，则结束标定；若存在数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线不满足精度要求，对不满足精度要求的数字假人的其他身体部位进行优化，并重新判断数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线是否满足精度要求。
其中，精度要求包括：数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线在相应的志愿者的其他身体部位的离位曲线通道内，或数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线与相应的志愿者的其他身体部位的离位曲线通道的误差小于预设误差。其中，预设误差可以根据精度需要进行设置，数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线与相应的志愿者的其他身体部位的离位曲线通道的误差包括数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线与相应的志愿者的其他身体部位的离位曲线通道的上边界曲线的误差，以及与相应的志愿者的其他身体部位的离位曲线通道的下边界曲线的误差。
进一步的，志愿者和数字假人的身体特征信息要相同或在同一范围内。
具体的，根据所要进行的离位试验选择合适的身体特征信息，并根据所需的身体特征信息筛选志愿者和数字假人；其中，身体特征信息可以包括身高、体重和性别，此外，还可以包括年龄，因为不同年龄对志愿者的身体素质、离位试验也会造成影响。示例性地，选择年龄在23-30岁之间，身高在170-185cm之间，体重在65-85kg之间的身体健康的男性志愿者进行离位试验，选择身高在170-185cm之间，体重在65-85kg之间的男性数字假人进行仿真试验。
本发明实施例中，通过对离位试验中的安全带和座椅进行限制，使安全带不具备预紧和限力作用，使座椅为硬的刚性座椅，实现了约束系统对志愿者和数字假人的解耦，避免不同志愿者的安全带的拉出量不同和座椅的重心不同对离位试验造成影响，避免假人离位姿态信息受约束系统等无关因素影响，可以反映假人真实的离位姿态，此外，使数字假人和志愿者的试验限制条件相同，可以使数字假人和志愿者的离位响应一致，便于对数字假人进行标定。
考虑到人体响应不同，重复进行试验对志愿者的测试数据进行有效性筛查，选取一致性高的测试数据保证数据有效性，减少误差；并且，考虑到人体响应不同，得到的曲线也不同，采用曲线通道对离位曲线进行评估，提高了假人标定结果的合理性。
通过优先保证数字假人的头部的拟合离位曲线在相应的离位曲线通道内，再判断数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线是否满足精度要求，且对其他部位的精度要求可以适当放宽，避免为了满足其他部位的精度牺牲头部精度，同时避免其他部位误差过大，提高假人整体的标定精度。
通过选择与志愿者身体特征相近的数字假人，并且使数字假人与志愿者的初始姿态接近，可以保证试验的一致性，进一步减少误差。
需要说明的是，本发明所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本申请范围。如本发明说明书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
还需说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。
Claims (7)
1.一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取志愿者在AEB制动工况下的离位试验的测试数据；所述离位试验所用的试验台架包括刚性座椅和安全带，所述安全带没有预紧和限力装置，所述安全带的锚点通过螺栓固定在所述试验台架上，所述安全带处于系紧的状态；
根据所述测试数据，确定离位曲线通道；
获取数字假人在AEB制动工况下的离位仿真试验的仿真数据；所述离位仿真试验所用的制动模型包括刚性座椅模型和安全带模型，所述安全带模型没有预紧和限力装置，所述安全带模型处于系紧的状态；
根据所述仿真数据，确定所述数字假人的拟合离位曲线；
根据所述离位曲线通道和所述拟合离位曲线的对比结果，结束标定或优化所述数字假人。
2.根据权利要求1所述的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，其特征在于，所述获取志愿者在AEB制动工况下的离位试验的测试数据包括：
在所述志愿者的各个身体部位贴上标记点；所述身体部位包括头部、颈部、肩部、肘部、手部、胯部、膝盖和足跟点；
当所述志愿者进入试验台架后，通过三坐标测量仪测量所述标记点的初始坐标；
通过试验台架重复执行AEB制动工况下的离位试验，通过摄像机拍摄所述志愿者的离位运动画面，并导出各标记点的轨迹信息，得到多组测试数据；所述离位试验的重复次数至少为三次。
3.根据权利要求2所述的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，其特征在于，所述根据所述测试数据，确定离位曲线通道包括：
根据所述多组测试数据，去掉反弹后的数据，保留离位最大值及之前的数据，得到多组离位原始曲线；
分别对各组所述离位原始曲线进行拟合处理，得到各组所述离位原始曲线对应的离位拟合曲线，以及各组所述离位拟合曲线对应的多项式阶数和相关性大小；
若至少有两组所述离位拟合曲线的多项式阶数相同，且相关性均大于预设值，则保留多项式阶数相同且相关性大于预设值的离位拟合曲线，剔除不符合的离位拟合曲线和/或补做试验；
对保留的各组所述离位拟合曲线进行延长处理，使各组所述离位拟合曲线的长度一致；
根据延长处理后的离位拟合曲线确定离位曲线通道。
4.根据权利要求1所述的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，其特征在于，所述获取数字假人在AEB制动工况下的离位仿真试验的仿真数据包括：
在仿真软件中搭建制动模型；
根据测得的所述志愿者进行离位试验时的标记点的初始坐标和/或预设参考坐标对所述数字假人的初始姿态进行调整；
根据所述数字假人和所述制动模型进行AEB制动工况下的离位仿真试验，并导出仿真数据。
5.根据权利要求1所述的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，其特征在于，所述根据所述离位曲线通道和所述拟合离位曲线的对比结果，结束标定或优化所述数字假人包括：
判断所述数字假人的头部的拟合离位曲线是否在所述志愿者的头部的离位曲线通道内；若所述数字假人的头部的拟合离位曲线在所述志愿者的头部的离位曲线通道内，执行数字假人的其他身体部位的精度判断步骤；若所述数字假人的头部的拟合离位曲线不在所述志愿者的头部的离位曲线通道内，对所述数字假人的头部进行优化，并重新判断所述数字假人的头部的拟合离位曲线是否在所述志愿者的头部的离位曲线通道内；
判断所述数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线是否满足精度要求；若所述数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线满足精度要求，则结束标定；若存在所述数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线不满足精度要求，对不满足精度要求的所述数字假人的其他身体部位进行优化，并重新判断所述数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线是否满足精度要求。
6.根据权利要求5所述的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，其特征在于，所述精度要求包括：
所述数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线在相应的所述志愿者的其他身体部位的离位曲线通道内，或所述数字假人的其他身体部位的拟合离位曲线与相应的所述志愿者的其他身体部位的离位曲线通道的误差小于预设误差。
7.根据权利要求1所述的一种AEB制动工况下数字假人响应标定方法，其特征在于，所述志愿者和所述数字假人的身体特征信息要相同或在同一范围内；所述身体特征信息包括身高、体重和性别。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117740361A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-03-22 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 一种汽车碰撞假人腰椎测试方法、设备及介质 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110207672A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-06 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 一种模拟aeb的实车制动假人离位数据采集系统 |
| WO2019208720A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 三菱重工機械システム株式会社 | 自動車衝突模擬試験の試験条件設定方法及び自動車衝突模擬試験の試験条件設定システム |
| CN111723680A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-29 | 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 | 一种人体运动姿态测试方法 |
| CN112697449A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-04-23 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 制动工况下离位姿态评估方法、装置、设备和存储介质 |
| JP2022058260A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 車両の自動緊急制動システムの性能を分析評価するための方法及びデバイス |
| CN115062511A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-16 | 湖南大学 | 一种aeb工况下基于体征的人体颈部损伤预测方法 |
| US11544856B1 (en) * | 2022-04-18 | 2023-01-03 | China Automotive Technology And Research Center Co. Ltd | Method for measuring motion response of dummy in crash test, device and storage medium |
| CN116818369A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-29 | 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 | 汽车碰撞假人标定结果判定方法、设备及介质 |
| CN117232869A (zh) * | 2023-11-09 | 2023-12-15 | 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 | 一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统及方法 |
-
2023
- 2023-12-22 CN CN202311774985.9A patent/CN117451380B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019208720A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 三菱重工機械システム株式会社 | 自動車衝突模擬試験の試験条件設定方法及び自動車衝突模擬試験の試験条件設定システム |
| CN110207672A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-06 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 一种模拟aeb的实车制动假人离位数据采集系统 |
| CN111723680A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-29 | 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 | 一种人体运动姿态测试方法 |
| JP2022058260A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 車両の自動緊急制動システムの性能を分析評価するための方法及びデバイス |
| CN112697449A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-04-23 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 制动工况下离位姿态评估方法、装置、设备和存储介质 |
| US11544856B1 (en) * | 2022-04-18 | 2023-01-03 | China Automotive Technology And Research Center Co. Ltd | Method for measuring motion response of dummy in crash test, device and storage medium |
| CN115062511A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-16 | 湖南大学 | 一种aeb工况下基于体征的人体颈部损伤预测方法 |
| CN116818369A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-29 | 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 | 汽车碰撞假人标定结果判定方法、设备及介质 |
| CN117232869A (zh) * | 2023-11-09 | 2023-12-15 | 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 | 一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 崔东，祁志楠，张慧: "紧急制动下的驾驶员运动姿态变化与碰撞损伤研究", 汽车工程, no. 08, 31 August 2020 (2020-08-31), pages 1060 - 1065 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117740361A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-03-22 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 一种汽车碰撞假人腰椎测试方法、设备及介质 |
| CN117740361B (zh) * | 2024-02-19 | 2024-05-07 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 一种汽车碰撞假人腰椎测试方法、设备及介质 |
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