CN117990386A - 一种碰撞工况数据的标定方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种碰撞工况数据的标定方法，涉及汽车被动安全技术领域。方法包括：获取待标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据，所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据包括点火工况对应的第一仿真加速度数据和非点火工况对应的第二仿真加速度数据；对所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定所述第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和所述第二仿真加速度数据对应的第二标定信号；根据所述第一标定信号、所述第二标定信号和预设的标定规则，确定所述待标定车型对应的点火标定值。采用本申请可以对汽车安全气囊控制器碰撞点火算法进行标定。
Description
技术领域
本申请涉及汽车被动安全技术领域，特别是涉及一种碰撞工况数据的标定方法。
背景技术
目前，汽车安全气囊控制器作为汽车发生碰撞时的被动安全保护装置，为国家强制要求控制器，其中主要的技术难点之一在于，基于不同碰撞工况的碰撞点火算法的标定。
安全气囊的碰撞矩阵中提供了不同的碰撞工况对应的RTTF(点火时间，Roll-overTime-to-Fault)，即车辆发生碰撞、翻滚事故时，汽车安全气囊控制器检测到并触发气囊的部署的时长。汽车制造商针对碰撞矩阵设计，对汽车安全气囊控制器碰撞点火算法进行标定，也即准确分辨不同的碰撞工况，确定不同RTTF对应的时间起点。显然，碰撞工况数据标定的不准确将导致实际碰撞时安全气囊将出现误点火的情况，或者点火时间不在指定时间内，无法有效保护驾驶员的安全。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种碰撞工况数据的标定方法。
第一方面，提供了一种碰撞工况数据的标定方法，所述方法包括：
获取待标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据，所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据包括点火工况对应的第一仿真加速度数据和非点火工况对应的第二仿真加速度数据；
对所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定所述第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和所述第二仿真加速度数据对应的第二标定信号；
根据所述第一标定信号、所述第二标定信号和预设的标定规则，确定所述待标定车型对应的点火标定值。
作为一种可选的实施方式，所述对所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理之前，所述方法还包括：
将所述第一仿真加速度数据按照预设的第一安全裕度幅值进行幅值调节；
将所述第二仿真加速度数据按照预设的第二安全裕度幅值进行幅值调节；
作为一种可选的实施方式，所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据均为时域信号，所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据的横坐标均为时间，纵坐标均为加速度值。
作为一种可选的实施方式，所述工况区分处理包括时域信号变换处理、频域信号变换处理、滤波处理、绝对值累计处理和积分变换中的一种或多种。
作为一种可选的实施方式，所述对所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定所述第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和所述第二仿真加速度数据对应的第二标定信号，包括：
对所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据进行滤波处理，分别得到第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据；
对所述第三仿真加速度数据和所述第四仿真加速度数据进行频域变换处理，分别确定所述第三仿真加速度数据和所述第四仿真加速度数据对应的第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号；
对第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号进行绝对值累计处理和积分变换，分别确定所述第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号对应的第一标定信号和第二标定信号。
作为一种可选的实施方式，所述第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号的横坐标均为频率，纵坐标均为强度。
作为一种可选的实施方式，所述对所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据进行滤波处理，分别得到第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据，包括：
根据所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据，确定滤波范围；
分别提取述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据中，处于所述滤波范围内的所述第三仿真加速度数据和所述第四仿真加速度数据。
作为一种可选的实施方式，所述第一标定信号和所述第二标定信号的横坐标均为加速度的二次积分值，纵坐标均为加速度累计值。
作为一种可选的实施方式，所述根据所述第一标定信号、所述第二标定信号和预设的标定规则，确定所述待标定车型对应的点火标定值，包括：
将所述第一标定信号中的最大值确定为点火标定区间上限值；
将所述第二标定信号中的最大值确定为点火标定区间下限值；
将所述点火标定区间上限值与所述点火标定区间下限值的均值，确定为所述待标定车型对应的点火标定值。
作为一种可选的实施方式，所述确定所述待标定车型对应的点火标定值之后，所述方法还包括：
基于神经网络模型模型，对已标定车型的所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据和所述已标定车型的点火标定值进行训练，提取各所述点火标定值的特征标定值，所述特征标定值包括时域特征和频域特征；
将各所述点火标定值的特征标定值存储至预先建立的特征库。
作为一种可选的实施方式，所述点火工况包括13km/h100％重叠刚性壁障碰撞、23km/h100％重叠刚性壁障碰撞、30km/h正面中心柱碰撞、32km/h正面30度角度碰撞、35km/h钻入碰撞、50km/7h100％重叠刚性壁障碰撞和56km/h正面40％重叠可变性壁障碰撞，所述非点火工况包括50km/h后部碰撞和误作用碰撞。
第二方面，提供了一种安全气囊的点火方法，所述方法包括：
对待标定车型的所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行预处理，获得所述待标定车型的碰撞加速度值和碰撞时刻；
根据所述目标点火时刻、所述碰撞加速度值和所述碰撞时刻确定所述目标车型的最佳点火时刻，对所述待标定车型的安全气囊进行安全点火。
第三方面，提供了一种安全气囊控制器，所述控制器包括传感器模块、MCU模块和点火模块，所述MCU模块包括主MCU模块和辅MCU模块；其中，
所述传感器模块，用于采集加速度数据；
所述主MCU模块，用于当所述加速度数据达到预设的点火标定值时，发送点火指令至所述点火模块，以点爆安全气囊；
所述辅MCU模块，用于点火算法校验，并监控主MCU模块的运行状态及点火控制。
第四方面，提供了一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面和第二方面任一项所述的方法步骤。
第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面和第二方面任一项所述的方法步骤。
第六方面，提供了一种车辆，其特征在于，所述车辆包括第三方面所述的安全气囊控制器，实现如第一方面和第二方面任一项所述的方法的步骤。
本申请提供了一种碰撞工况数据的标定方法，本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果，所述方法包括：获取待标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据，所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据包括点火工况对应的第一仿真加速度数据和非点火工况对应的第二仿真加速度数据；对所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定所述第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和所述第二仿真加速度数据对应的第二标定信号；根据所述第一标定信号、所述第二标定信号和预设的标定规则，确定所述待标定车型对应的点火标定值。另外，通过在标定值中提取共性特征数据值，可以支持多车型标定，有效实现数据复用，提高标定效率减少重复性工作。本申请考虑到将时间作为横坐标进行物理标定时，存在不稳定情况，若数据采集时存在时间偏移，会对标定产生很大影响，而对加速度进行一次积分得到速度作为横坐标进行物理标定时，虽然可以很好的区分点火与非点火工况，但是点火时间相较于整车厂要求的会晚许多。因此本申请从频域的角度进行分析，可以有效的分辨点火工况与非点火工况，精确确定点火时机，在发生事故时，可以及时部署安全气囊，保护车乘人员安全。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种碰撞工况数据的标定方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种仿真加速度数据的示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种仿真加速度数据的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种工况区分处理的方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的又一种仿真加速度数据的示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种仿真加速度数据的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种滤波处理的方法的流程图；
图8为本申请实施例提供的一种标定信号的示意图；
图9为本申请实施例提供的又一种仿真加速度数据的示意图；
图10为本申请实施例提供的又一种仿真加速度数据的示意图；
图11为本申请实施例提供的一种安全气囊的点火方法的流程图；
图12为本申请实施例提供的一种安全气囊控制器的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
下面将结合具体实施方式，对本申请实施例提供的一种碰撞工况数据的标定方法进行详细的说明，图1为本申请实施例提供的一种碰撞工况数据的标定方法的流程图，如图1所示，具体步骤如下：
步骤101，获取待标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据，各碰撞工况对应的仿真加速度数据包括点火工况对应的第一仿真加速度数据和非点火工况对应的第二仿真加速度数据。
在实施中，技术人员可以在实际汽车上进行一系列的碰撞测试，使用传感器获取实时加速度数据，作为原始数据。可以利用碰撞仿真软件，构建待标定车型的碰撞仿真模型，并模拟各种点火和非点火工况，从中获取相应的仿真加速度数据。并通过数据采集系统，通过模拟待标定车型在各种碰撞工况下的情景，收集车辆碰撞仿真模型输出的各碰撞工况对应的仿真加速度数据。利用不同工况下的仿真加速度时域信号，可以更好地适应不同的碰撞情景，提高系统的鲁棒性和适应性。图2为本申请实施例提供的一种仿真加速度数据的示意图，如图2所示，以均为100％幅值的13FRB工况、23FRB工况和30FCP工况为例，13FRB为13km/h100％重叠刚性壁障碰撞，23FRB为23km/h100％重叠刚性壁障碰撞，30FCP为30km/h正面中心柱碰撞，其中，13FRB工况为非点火工况，23FRB工况和30FCP工况为点火工况。23FRB工况和30FCP上的每个点均为第一仿真加速度时域信号，13FRB工况上的每个点均为第二仿真加速度时域信号。
可选的，通过获取各各碰撞工况下的仿真加速度数据，可以建立一个具有多样性和代表性的数据集，更好地覆盖了待标定车型可能面对的各种碰撞情况。
可选的，第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据均为时域信号，第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据的横坐标均为时间，纵坐标均为加速度值。
可选的，还可以将第一仿真加速度数据按照预设的第一安全裕度幅值进行幅值调节，将第二仿真加速度数据按照预设的第二安全裕度幅值进行幅值调节。
在实施中，本申请实施例考虑到如果在100％幅值时采集如图2所示的仿真加速度数据，并进行点火算法标定后，如图2中的长虚线，可以区分点火工况和非点火工况。当进行实际碰撞试验时，待标定车辆的加速度数据存在信号强度的强弱变化问题，如点火工况对应的实际加速度数据的信号强度变弱，而非点火工况的实际加速度数据的信号强度变强，那么如果非点火工况的实际加速度数据的信号高于标定线，则造成非点火工况下，安全气囊意外部署。如果点火工况的实际加速度数据的信号低于标定线，则造成点火工况下，安全气囊未部署，造成人员伤亡。因此，为了提高标定工作的鲁棒性，本申请实施例可以将第一仿真加速度数据按照预设的第一安全裕度幅值进行幅值调节，将第二仿真加速度数据按照预设的第二安全裕度幅值进行幅值调节，图3为本申请实施例提供的另一种仿真加速度数据的示意图，如图3所示，以115％幅值的13FRB工况、85％幅值的23FRB工况和30FCP工况为例，考虑仿真误差以及车辆本身结构差异，调整幅值后的13FRB工况、23FRB工况和30FCP工况，虽然预留了信号强弱变化的安全裕度，但是点火工况对应的曲线与非点火工况对应的曲线在标定时难以区分，通过图中长虚线可知，当加速度在480左右时，可能出现13FRB点火，23FRB不点火等各种情况，由于碰撞成本过高且涉及到后续成员安全，这种情况在碰撞试验验证的时候是不被允许的。
可选的，第一安全裕度幅值优选为85％，第二安全裕度幅值为115％；
可选的，可以基于碰撞情况和法规要求，调整安全裕度幅值。
步骤102，对各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和第二仿真加速度数据对应的第二标定信号。
在实施中，由于各碰撞工况对应的仿真加速度数据在坐标系中存在数据重叠，难以区分点火工况和非点火工况，因此可以对各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和第二仿真加速度数据对应的第二标定信号。
可选的，工况区分处理包括时域信号变换处理、频域信号变换处理、滤波处理、绝对值累计处理和积分变换中的一种或多种。
可选的，图4为本申请实施例提供的一种工况区分处理的方法的流程图，如图4所示，步骤102中对各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和第二仿真加速度数据对应的第二标定信号的具体步骤如下：
步骤401，对第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据进行滤波处理，分别得到第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据。
在实施中，滤波处理包括高通滤波和低通滤波，可以选择常见的数字滤波器，如低通滤波器、带通滤波器等，并针对不同工况和系统需求，设置滤波器参数，包括截止频率、通带宽度等。这些参数的选择应考虑到不同工况下频域信号的特点，然后对第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据进行滤波处理，分别得到经过滤波处理的第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据。图5为本申请实施例提供的又一种仿真加速度数据的示意图，如图5所示，从80Hz左右30FCP(85％)的信号强度会大于13FRB(115％)，因此可以通过高通滤波将这部分信号提取出来，进行累积，保证30FCP(85％)提取出的信号强度大于13FRB(115％)得到如图6所示的又一种仿真加速度数据的示意图。
可选的，还可以进行滤波效果验证，通过比较滤波前后的频域信号，评估滤波算法的性能，例如可以使用信噪比、失真度等指标进行评价。
可选的，图7为本申请实施例提供的一种滤波处理的方法的流程图，如图7所示，对第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据进行滤波处理，分别得到第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据的具体步骤如下：
步骤701，根据第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据，确定滤波范围。
在实施中，如图5所示，80Hz之前，13FRB(115％)的加速度存在高于30FCP(85％)的信号的情况，无法完成标定。而80Hz之后，13FRB(115％)的加速度依然存在大于30FCP(85％)的情况，而80Hz附近30FCP(85％)的信号强度会大于13FRB(115％)，因此可以确定这部分信号对应的频率范围为滤波范围。
步骤702，分别提取第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据中，处于滤波范围内的第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据。
在实施中，分别提取第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据中，处于滤波范围内的第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据，以保证非点火工况的信号值小于点火工况的信号值。
步骤402，对第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据进行频域变换处理，分别确定第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据对应的第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号。
在实施中，对第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据进行频域变换处理的方式是多种多样的，本申请实施例提供三种方式，例如：可以利用可以采用快速傅里叶变换(FFT)算法，将第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据转换为频域信号，也可以利用信号处理工具或软件，如MATLAB中的信号处理工具箱，进行频域变换。这可以通过调用相应的函数或编写自定义算法来实现。还可以利用频谱分析设备，将时域信号输入设备，获取相应的频域信号。通过频域变换，可以提取信号的频域信息，进行频谱分析，识别主要频率成分。有助于理解碰撞信号的频率特征以及系统对特定频率的响应。
步骤403，对第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号进行绝对值累计处理和积分变换，分别确定第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号对应的第一标定信号和第二标定信号。
在实施中，将如图6所示的高通滤波后的三种工况的仿真加速度时域信号，取绝对值累计和积分变换后，即可得到如图8所示的标定信号的示意图，如图8所示，横坐标取的是二次积分后的位移DS，因为更好区分30FCP与13FRB，纵坐标为加速度累计值，即将信号中的加速度负值取绝对值，使其变为非负值。将绝对值处理后的加速度进行累加，得到绝对值累计处理后的加速度累计值。可见，当加速度时域信号无法进行工况区分和点火标定时，可以采用频域分析的方法有效区分不同工况，精确点火时间，有效保护车舱内乘客安全。
步骤103，根据第一标定信号、第二标定信号和预设的标定规则，确定待标定车型对应的点火标定值。
在实施中，点火工况对应的第一标定信号值均大于非点火工况的第二标定信号值，因此可以根据第一标定信号、第二标定信号和预设的标定规则，确定待标定车型对应的标定值，当实际碰撞时达到该标定值时，可以在点火工况时及时部署安全气囊，而在非点火工况时，不会部署安全气囊。
可选的，步骤103中根据第一标定信号、第二标定信号和预设的标定规则，确定待标定车型对应的点火标定值的具体方法如下：
将第一标定信号中的最大值确定为点火标定区间上限值；
将第二标定信号中的最大值确定为点火标定区间下限值；
将点火标定区间上限值与点火标定区间下限值的均值，确定为待标定车型对应的点火标定值。
在实施中，可以将第一标定信号中的最大值确定为点火标定区间上限值，将第二标定信号中的最大值确定为点火标定区间下限值，将点火标定区间上限值与点火标定区间下限值的均值，确定为待标定车型对应的标定值。
可选的，第一标定信号和第二标定信号的横坐标均为加速度的二次积分值，纵坐标均为加速度累计值。
可选的，步骤103之后，还可以包括如下步骤：
基于神经网络模型模型，对已标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据和已标定车型的点火标定值进行训练，提取各点火标定值的特征标定值，特征标定值包括时域特征和频域特征；
将各点火标定值的特征标定值存储至预先建立的特征库。
在实施中，可以从已标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据和已标定车型的点火标定值中提取时域特征和频域特征，其中，频域特征还包括频谱峰值、频谱形状、频率成分等具有工况区分能力的特征。并将点火标定值的特征标定值存储至预先建立的特征库。可以作为后续模型训练的训练数据。当向模型输入新的待标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据时，可以对仿真加速度数据进行特征读取和匹配，从而完成待标定车型的自动标定。
可选的，不同车辆的碰撞曲线是不同的，但是碰撞存在频域以及时域特征，通过不断调整以上横、纵坐标的选择，即可适应不同车型，从而实现多车型标定。以下为以13FPR115％、23FPR85％和30FCR85％为例，调整横、纵坐标的选择的两种方式：
图9为本申请实施例提供的又一种仿真加速度数据的示意图，纵坐标为加速度一次积分后的速度值，横坐标为时间。如图9所示，可以对第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据进行积分变换，图10为本申请实施例提供的又一种仿真加速度数据的示意图，如图10所示，纵坐标为加速度，横坐标为加速度一次积分后的速度值。本申请考虑到通过仿真加速度积分信号进行标定时，虽然可以区分工况，但是存在时间偏移，导致标定结果失真。因此对于时间这个不稳定量，可以增加加速度积分(速度)以及加速度二重积分(位移)作为备选，以13FPR115％、23FPR85％和30FCR85％为例，通过速度可以精确区分点火与非点火工况，有效防止误点火，但是点火时间相较于整车厂要求的会晚许多。但是在其他碰撞工况的工况区分过程中，依然可以利用积分变换作为尝试。
可选的，还可以对第一仿真加速度数据和第二仿真加速度数据进行时域变换。时域变换算法包括傅里叶反变换、离散余弦变换等，针对不同仿真加速度数据，选择合适的时域变换参数，如采样率、窗口函数等。
可选的，还可以通过比较变换前后的时域信号，评估时域变换算法的性能。可以使用相关性、均方根误差等指标进行评价。
可选的，点火工况包括13km/h100％重叠刚性壁障碰撞、23km/h100％重叠刚性壁障碰撞、30km/h正面中心柱碰撞、32km/h正面30度角度碰撞、35km/h钻入碰撞、50公里/7时100％重叠刚性壁障碰撞和56km/h正面40％重叠可变性壁障碰撞，非点火工况包括50km/h后部碰撞和误作用碰撞。
在实施中，表一为本申请实施例提供的一种碰撞矩阵，如表一所示，
表一
整车的碰撞矩阵是整车厂根据整车模型进行CAE仿真后得出的伤害最小的点火时间，由整车厂输入，为安全气囊控制器算法标定的初始输入需求。RTTF(Roll-over Time-to-Fault)是车辆发生翻滚事故时，气囊系统能够在多少时间内检测到并触发气囊的部署。NF表示不点火也不发锁定信号。误作用试验包括外部碰撞、急加速和急刹车等。当车辆行驶中在不同工况情况下，当车辆的某一行驶参数，如加速度，达到安全气囊点火算法的标定线或标定值时，开始按照RTTF部署安全气囊。
可选的，本申请实施例还提供的一种碰撞工况数据的标定方法的示例，具体方法为：横坐标变为标定可选，技术人员或系统可以将DV、DS、时间等作为横坐标的可选项，其中DV和DS也可进行低通滤波，滤波等级可根据实际情况调整。纵坐标一般为仿真加速度，出于区分工况的角度，可以进行高、低通滤波。处于算法稳定性考量，标定与直线尽量保证是单调的。为保证验证实验的正常通过，推荐对采集后的仿真数据，点火工况信号衰减到85％也能正常点火，不点火工况信号增强到115％也不能点火。
本申请实施例提供了一种碰撞工况数据的标定方法，本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果，方法包括：获取待标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据，各碰撞工况对应的仿真加速度数据包括点火工况对应的第一仿真加速度数据和非点火工况对应的第二仿真加速度数据；对各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和第二仿真加速度数据对应的第二标定信号；根据第一标定信号、第二标定信号和预设的标定规则，确定待标定车型对应的点火标定值。另外，通过在标定值中提取共性特征数据值，可以支持多车型标定，有效实现数据复用，提高标定效率减少重复性工作。本申请考虑到将时间作为横坐标进行物理标定时，存在不稳定情况，若数据采集时存在时间偏移，会对标定产生很大影响，而对加速度进行一次积分得到速度作为横坐标进行物理标定时，虽然可以很好的区分点火与非点火工况，但是点火时间相较于整车厂要求的会晚许多。因此本申请从频域的角度进行分析，可以有效的分辨点火工况与非点火工况，有效确定点火时机，在发生事故时，可以及时部署安全气囊，保护车乘人员安全，并且不同车辆的碰撞曲线是不同的，但是碰撞存在频域以及时域特征，本申请实施例可以通过不断调整以上横纵坐标的选择，以适应不同车型，从而实现多车型标定。
第二方面，提供了一种安全气囊的点火方法，图11为本申请实施例提供的一种安全气囊的点火方法的流程图，如图11所示，具体步骤如下：
步骤1101，对待标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行预处理，获得待标定车型的碰撞加速度值和碰撞时刻。
在实施中，汽车的安全气囊是一种重要的乘员保护装置，主要的作用是在碰撞事故发生时，通过气体发生器产生气体为驾驶员提供缓冲保护作用。同时安全气囊起爆会产生巨大的冲击力，起爆不当反而会给乘员造成严重伤害。为了更好的保护驾驶员，需要保证安全气囊的点火及时，这样才能确保在碰撞发生后，驾驶员的头部在撞上汽车方向盘之前，安全气囊点火成功，安全气囊弹出。安全气囊的点火原理是收集车辆碰撞时加速度等相关信息，判断车辆加速度是否超过了预先设定的阈值，从而决定是否点爆安全气囊以及何时点爆安全气囊。为了确保车辆是在碰撞状态下的进行的安全气囊的点火，在确定完碰撞加速度值和碰撞时刻后，还需要对碰撞加速度值和碰撞时刻进行检验，获取目标车型的基于台架测试得到的第二安全气囊仿真数据。其中，第二安全气囊仿真数据包括安全气囊点火工况下的第四加速度值、安全气囊未点火工况下的第五加速度值、基于碰撞测试得到的多个加速度值的目标点火时刻和基于路试的误作用的第六加速度值。启动辅助算法获取的车辆的加速度可以为车辆的Y方向或者Z方向上面的加速度。可以采用预先建立的点火算法仿真模型，将第四加速度值、第五加速度值和第六加速度值输入至预先建立的点火算法仿真模型，预先建立的点火算法仿真模型输出目标车型的碰撞加速度值和碰撞时刻。
步骤1102，根据目标点火时刻、碰撞加速度值和碰撞时刻确定目标车型的最佳点火时刻，对待标定车型的安全气囊进行安全点火。
在实施中，为了更好的保护驾驶员，需要保证安全气囊的点火及时，这样才能确保在碰撞发生后，驾驶员的头部在撞上汽车方向盘之前，安全气囊点火成功，安全气囊弹出。在确定出安全气囊的碰撞时刻后，判断碰撞时刻是否在目标点火时刻内，若在的话，则表示碰撞时刻满足要求。在所有的安全气囊点火工况下的第一加速度值、安全气囊未点火工况下的第二加速度值和基于路试的误作用的第三加速度值中，将碰撞加速度值和碰撞时刻作为安全气囊的点火时刻，这样，就可以以最快的速度保护车内人员的安全。针对每一加速度，将该加速度下的碰撞加速度值和碰撞时刻作为安全气囊的点火时刻，标定这些碰撞加速度值与碰撞时刻的点的连线，就是目标车型的安全气囊的点火曲线。其中，点火曲线将安全气囊未点火工况下的第二加速度值和基于路试的误作用的第三加速度值的数据标定在点火曲线以下。
具体的，执行步骤1102的具体过程如下：
针对每一加速度值进行积分，得到该加速度值对应的速度变化量。
在实施中，标定点火曲线将安全气囊未点火工况下的第二加速度值和基于路试的误作用的第三加速度值的数据标定在点火曲线以下。点火曲线可以是速度和加速度之间的，还可以是加速度和位移之间的，所以，在确定加速度和速度之间的点火曲线时，需要先确定每一加速度值对应的速度变化量。因此，针对每一加速度值进行积分，得到该加速度值对应的速度变化量。
针对每一加速度值，对该加速度值对应的速度变化量进行积分，得到该加速度值对应的位移变化量。
在实施中，点火曲线可以是速度和加速度之间的，还可以是加速度和位移之间的，所以，在确定加速度和位移之间的点火曲线时，需要先确定每一加速度值对应的速度变化量，再根据每一速度变化量，需要先确定对应的位移变化量。因此，针对每一加速度值，对该加速度值对应的速度变化量进行积分，得到该加速度值对应的位移变化量。
根据第一加速度值、第二加速度值、第三加速度值、第一加速度值对应的加速度变化量、位移变化量，第二加速度值对应的加速度变化量、位移变化量，以及第三加速度值对应的加速度变化量、位移变化量，绘制第一加速度值与第一加速度值对应的加速度变化量的第一曲线、第一加速度值与第一加速度值对应的位移变化量的第二曲线、第二加速度值与第二加速度值对应的加速度变化量的第三曲线、第二加速度值与第二加速度值对应的位移变化量的第四曲线、第三加速度值与第三加速度值对应的加速度变化量的第五曲线、第三加速度值与第三加速度值对应的位移变化量的第六曲线。
在实施中，根据第一加速度值、第二加速度值、第三加速度值、第一加速度值对应的加速度变化量、位移变化量，第二加速度值对应的加速度变化量、位移变化量，以及第三加速度值对应的加速度变化量、位移变化量，绘制第一加速度值与第一加速度值对应的加速度变化量的第一曲线、第一加速度值与第一加速度值对应的位移变化量的第二曲线、第二加速度值与第二加速度值对应的加速度变化量的第三曲线、第二加速度值与第二加速度值对应的位移变化量的第四曲线、第三加速度值与第三加速度值对应的加速度变化量的第五曲线、第三加速度值与第三加速度值对应的位移变化量的第六曲线。
根据第一曲线、第二曲线、第三曲线、第四曲线、第五曲线和第六曲线以及目标点火时刻，标定目标车型的点火曲线，以使在碰撞时刻的加速度值大于第二加速度值和第三加速度值。
在实施中，针对每一加速度，将该加速度下的碰撞加速度值和碰撞时刻作为安全气囊的点火时刻，标定这些碰撞加速度值与碰撞时刻的点的连线，就是目标车型的安全气囊的点火曲线。其中，点火曲线将安全气囊未点火工况下的第二加速度值和基于路试的误作用的第三加速度值的数据标定在点火曲线以下。那么，也就是根据第一曲线、第二曲线、第三曲线、第四曲线、第五曲线和第六曲线，标定目标车型的点火曲线，以使在碰撞时刻的加速度值大于第二加速度值和第三加速度值，并基于目标点火时刻，判定碰撞时间是否在车辆碰撞后的最佳点火时间的范围内，若是，就可以表示安全气囊及时弹出，保护了车内驾驶员的安全。其中，最佳点火时刻通过对各点火工况对应的第一仿真加速度时域信号和各非点火工况对应的第二仿真加速度时域信号，进行频域变换，分别确定第一仿真加速度时域信号和第二仿真加速度时域信号对应的第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号。然后，对第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号进行工况区分处理，分别确定第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号对应的第一标定信号和第二标定信号。将第一标定信号中的最大值确定为点火标定区间上限值，将第二标定信号中的最大值确定为点火标定区间下限值，将点火标定区间上限值与点火标定区间下限值的均值，确定为目标车型对应的最佳点火时刻。
进一步的，安全气囊成功弹出后，还需要判断本次车辆测试的安全气囊的弹出是否满足法规的要求。具体的过程如下：
从碰撞时刻开始，累计持续时长，直至安全气囊点火成功，并获取安全气囊成功弹出后的车速。
在实施中，安全气囊成功弹出后，还需要判断本次车辆测试的安全气囊的弹出是否满足法规的要求。法规为如果从碰撞开始开始，到控制安全气囊的点火的整个事件的持续时间小于150ms，目标车型的车辆速度变化不小于8km/h时，即达到算法触发点火，展开气囊的阈值，表示经实车测试满足法规要求。所以，从碰撞时刻开始，需要开始计时，累计持续时长，直至安全气囊点火成功，累计这段时长。同时，获取安全气囊成功弹出后的车速，后续步骤判断车辆的车速差值是否满足要求。
将持续时长与预设持续时长进行比较，以确定安全气囊的弹出是否满足要求。
在实施中，将持续时长与预设持续时长进行比较，若持续时长大于等于预设持续时长，或碰撞速度与安全气囊成功弹出后的车速的差值小于预设车速差阈值，则表示本次的车辆测试的安全气囊的弹出不满足法规的要求。那么就需要对加速度值进行调整，直至持续时长小于预设持续时长，且碰撞速度与安全气囊成功弹出后的车速的差值大于等于预设车速差阈值。就表示安全气囊的弹出满足了要求。
具体的，若持续时长大于等于预设持续时长，或碰撞速度与安全气囊成功弹出后的车速的差值小于预设车速差阈值，则对过滤处理后的加速度进行幅值调制，得到调整后的加速度，并执行输入至点火算法仿真模型的步骤，直至持续时长小于预设持续时长，且碰撞速度与安全气囊成功弹出后的车速的差值大于等于预设车速差阈值。
在实施中，将持续时长与预设持续时长进行比较，若持续时长大于等于预设持续时长，或碰撞速度与安全气囊成功弹出后的车速的差值小于预设车速差阈值，则表示本次的车辆测试的安全气囊的弹出不满足法规的要求。那么就需要对加速度值进行调整，重新执行上述步骤。可以对过滤处理后的加速度进行幅值调制，按照不同的过滤幅值对加速度进行调整，得到调整后的加速度，然后将调整后的加速度输入点火算法仿真模型。因此，将持续时长与预设持续时长进行比较，若持续时长大于等于预设持续时长，或碰撞速度与安全气囊成功弹出后的车速的差值小于预设车速差阈值，则对过滤处理后的加速度进行幅值调制，得到调整后的加速度，并执行输入至点火算法仿真模型的步骤。直至持续时长小于预设持续时长，且碰撞速度与安全气囊成功弹出后的车速的差值大于等于预设车速差阈值。也就是说，直至本次车辆测试的安全气囊的弹出满足法规的要求。
第三方面，还提供了一种安全气囊控制器，图12为本申请实施例提供的一种安全气囊控制器的结构示意图，如图12所示，控制器包括传感器模块1210、MCU模块1220和点火模块1230，MCU模块1220包括主MCU模块12201和辅MCU模块12202；其中，
传感器模块1210，用于采集加速度数据；
主MCU模块12201，用于当加速度数据达到预设的点火标定值时，发送点火指令至点火模块1230，以点爆安全气囊；
辅MCU模块12202，用于点火算法校验，并监控主MCU模块12201的运行状态及点火控制。
本申请还公开了一种车辆。车辆包括如第三方面所述的安全气囊控制器，实现如第一方面和第二方面中任一项所述的方法的步骤。
应该理解的是，虽然图1、图4、图7和图11的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1、图4、图7和图11中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
可以理解的是，本说明书中上述方法的各个实施例之间相同/相似的部分可互相参见，每个实施例重点说明的是与其他实施例的不同之处，相关之处参见其他方法实施例的说明即可。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，如图13所示，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述汽车安全气囊控制器碰撞点火算法的标定的方法步骤。
在一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述汽车安全气囊控制器碰撞点火算法的标定的方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他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、物品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他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
还需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种碰撞工况数据的标定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待标定车型的各碰撞工况对应的仿真加速度数据，所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据包括点火工况对应的第一仿真加速度数据和非点火工况对应的第二仿真加速度数据；
对所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定所述第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和所述第二仿真加速度数据对应的第二标定信号；
根据所述第一标定信号、所述第二标定信号和预设的标定规则，确定所述待标定车型对应的点火标定值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理之前，所述方法还包括：
将所述第一仿真加速度数据按照预设的第一安全裕度幅值进行幅值调节；
将所述第二仿真加速度数据按照预设的第二安全裕度幅值进行幅值调节。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据均为时域信号，所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据的横坐标均为时间，纵坐标均为加速度值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工况区分处理包括时域信号变换处理、频域信号变换处理、滤波处理、绝对值累计处理和积分变换中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行工况区分处理，分别确定所述第一仿真加速度数据对应的第一标定信号和所述第二仿真加速度数据对应的第二标定信号，包括：
对所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据进行滤波处理，分别得到第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据；
对所述第三仿真加速度数据和所述第四仿真加速度数据进行频域变换处理，分别确定所述第三仿真加速度数据和所述第四仿真加速度数据对应的第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号；
对第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号进行绝对值累计处理和积分变换，分别确定所述第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号对应的第一标定信号和第二标定信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一仿真加速度频域信号和第二仿真加速度频域信号的横坐标均为频率，纵坐标均为强度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据进行滤波处理，分别得到第三仿真加速度数据和第四仿真加速度数据，包括：
根据所述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据，确定滤波范围；
分别提取述第一仿真加速度数据和所述第二仿真加速度数据中，处于所述滤波范围内的所述第三仿真加速度数据和所述第四仿真加速度数据。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一标定信号和所述第二标定信号的横坐标均为加速度的二次积分值，纵坐标均为加速度累计值。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一标定信号、所述第二标定信号和预设的标定规则，确定所述待标定车型对应的点火标定值，包括：
将所述第一标定信号中的最大值确定为点火标定区间上限值；
将所述第二标定信号中的最大值确定为点火标定区间下限值；
将所述点火标定区间上限值与所述点火标定区间下限值的均值，确定为所述待标定车型对应的点火标定值。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述待标定车型对应的点火标定值之后，所述方法还包括：
基于神经网络模型模型，对已标定车型的所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据和所述已标定车型的点火标定值进行训练，提取各所述点火标定值的特征标定值，所述特征标定值包括时域特征和频域特征；
将各所述点火标定值的特征标定值存储至预先建立的特征库。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述点火工况包括13km/h100％重叠刚性壁障碰撞、23km/h100％重叠刚性壁障碰撞、30km/h正面中心柱碰撞、32km/h正面30度角度碰撞、35km/h钻入碰撞、50km/7h100％重叠刚性壁障碰撞和56km/h正面40％重叠可变性壁障碰撞，所述非点火工况包括50km/h后部碰撞和误作用碰撞。
12.一种安全气囊的点火方法，其特征在于，所述方法包括：
对待标定车型的所述各碰撞工况对应的仿真加速度数据进行预处理，获得所述待标定车型的碰撞加速度值和碰撞时刻；
根据所述目标点火时刻、所述碰撞加速度值和所述碰撞时刻确定所述目标车型的最佳点火时刻，对所述待标定车型的安全气囊进行安全点火。
13.一种安全气囊控制器，其特征在于，所述控制器包括传感器模块、MCU模块和点火模块，所述MCU模块包括主MCU模块和辅MCU模块；其中，
所述传感器模块，用于采集加速度数据；
所述主MCU模块，用于当所述加速度数据达到预设的点火标定值时，发送点火指令至所述点火模块，以点爆安全气囊；
所述辅MCU模块，用于点火算法校验，并监控主MCU模块的运行状态及点火控制。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至12中任一项所述的方法的步骤。
15.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求13所述的安全气囊控制器，实现如权利要求1-12中任一项所述的方法的步骤。
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