DE102013011825B3 - Dummy body for functional testing of collision-preventing and / or collision-sequence-reducing driver assistance systems in motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Dummykörper zur Funktionsüberprüfung von kollisionsverhindernden und/oder kollisionsfolgenmindernden Fahrerassistenzsystemen in Kraftfahrzeugen, mit einem Kopf, einem Rumpf und gegebenenfalls mehreren Gliedmaßen, wobei der Dummykörper (23) zumindest teilweise aus wenigstens einem Kompositmaterial besteht, das Fasern (29) mit einer Zugfestigkeit von wenigstens 2 GPa umfasst.Dummy body for functional testing of collision-preventing and / or collision-reducing driver assistance systems in motor vehicles, with a head, a torso and, if necessary, several limbs, the dummy body (23) at least partially consisting of at least one composite material, the fibers (29) with a tensile strength of at least 2 GPa includes.
Description
Die Erfindung betrifft einen Dummykörper zur Funktionsüberprüfung von kollisionsverhindernden und/oder kollisionsfolgenmindernden Fahrerassistenzsystemen in Kraftfahrzeugen, mit einem Kopf und einem Rumpf.The invention relates to a dummy body for functional testing of collision-preventing and / or collision-sequence-reducing driver assistance systems in motor vehicles, with a head and a fuselage.
Durch Maßnahmen zum Fußgängerschutz in Kraftfahrzeugen können viele Leben gerettet werden. Fußgängerschutzsysteme in Kraftfahrzeugen lassen sich in zwei Gruppen unterteilen, wobei passive Fußgängerschutzsysteme insbesondere die mechanischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs derart anpassen, dass die Kollisionsfolgen für Fußgänger bei Kollisionen gemindert werden. Zunehmend gewinnen auch aktive Fußgängerschutzsysteme an Bedeutung, die aktive Systeme nutzen, um auf Basis einer Objekterkennung durch eine vorausschauende Sensorik Fußgänger zu erkennen und Kollisionen mit diesen Fußgängern zu vermeiden oder, falls dies nicht möglich ist, die Kollisionsfolgen für den Fußgänger zu minimieren.Measures to protect pedestrians in motor vehicles can save many lives. Pedestrian protection systems in motor vehicles can be subdivided into two groups, with passive pedestrian protection systems in particular adapting the mechanical properties of the motor vehicle in such a way that the collision sequences for pedestrians in collisions are reduced. Active pedestrian protection systems, which use active systems to detect pedestrians and avoid collisions with these pedestrians on the basis of object recognition by means of anticipatory sensor technology, or, if this is not possible, to minimize the collision sequences for the pedestrian, are also becoming increasingly important.
Im Rahmen der Entwicklung, Kalibrierung und Überprüfung dieser Fußgängerschutzsysteme werden Prüfkörper genutzt, die physikalische Eigenschaften von Menschen hinsichtlich der Detektierbarkeit durch eine vorausschauende Sensorik wiedergeben. Diese Prüfkörper sind dreidimensionale Modelle von beispielsweise Fußgängern, Fahrradfahrern oder ähnlichem, die beispielsweise durch optische Sensoren, Radar, Wärmebildkameras oder ähnliches erfassbar sind.As part of the development, calibration and testing of these pedestrian protection systems, test specimens are used that reproduce the physical properties of humans in terms of detectability through forward-looking sensors. These specimens are three-dimensional models of, for example, pedestrians, cyclists or the like, which are detectable for example by optical sensors, radar, thermal imaging cameras or the like.
Es ist davon auszugehen, dass bei den Testfahrten nicht alle zu bewertenden Systeme den Unfall vermeiden können. Damit ist ein Anfahren dieser Testobjekte unumgänglich. Daher werden anfahrbare Testobjekte, auch Dummys genannt, benötigt, die selbst eine große Stabilität gegenüber Kollisionen aufweisen, gleichzeitig aber eine Beschädigung des mit dem Dummy kollidierten Kraftfahrzeugs vermeiden. Um dies zu erreichen, werden beispielsweise Prüfanlagen eingesetzt, bei denen der Dummy nach dem Anfahren nach oben weg schwingen kann oder aktiv nach oben weggezogen oder seitlich beschleunigt wird, um den Dummy aus dem Gefahrenbereich zu bringen. Da dies innerhalb eines Zeitintervalls von weniger als 100 ms erfolgen muss, wird der Dummy stark beschleunigt, wodurch der Dummy zerstört werden kann. Um Beschädigungen des Kraftfahrzeugs zu vermeiden, ist es jedoch notwendig, dass der Dummy sehr leicht ist. Sehr leichte Dummys, die beispielsweise aus aufgeschäumten Kunststoff hergestellt sind, sind jedoch häufig nicht stabil gegenüber wiederholtem Anfahren.It can be assumed that not all systems to be evaluated can avoid the accident during the test drives. This is a start of these test objects is inevitable. Therefore, accessible test objects, also called dummies, are required, which themselves have great stability against collisions, but at the same time avoid damaging the motor vehicle colliding with the dummy. To achieve this, for example, test systems are used in which the dummy can swing away after starting up or actively pulled away upwards or accelerated laterally to bring the dummy out of the danger zone. Since this must be done within a time interval of less than 100 ms, the dummy is greatly accelerated, whereby the dummy can be destroyed. In order to avoid damage to the motor vehicle, however, it is necessary that the dummy is very light. Very light dummies, which are made of foamed plastic, for example, but are often not stable to repeated startup.
Gleichzeitig müssen Dummys auch sehr formstabil ausgelegt werden, da sowohl beim obig beschriebenen Sichern des Dummys nach einer Kollision als auch beim Aufprall selbst große translatorische und rotatorische Beschleunigungen auf den Dummy wirken, die weit größer als 10 g sein können.At the same time dummies must also be designed very dimensionally stable, since both the above-described securing the dummy after a collision and the impact even large translational and rotational accelerations act on the dummy, which can be much larger than 10 g.
Zudem ist es häufig gewünscht, aktive Fußgängerschutzsysteme auch mit bewegten Dummys zu testen. Hierfür ist es beispielsweise bekannt, diese auf Schlitten über die Straße zu ziehen. In diesem Fall können Dummys besonders leicht beschädigt werden, da der Dummy hier häufig vom Fahrzeug überrollt wird und damit mit den Rädern überfahren wird.In addition, it is often desirable to test active pedestrian protection systems even with moving dummies. For this it is known, for example, to pull these on sledges across the street. In this case, dummies can be damaged particularly easily because the dummy is often overrun by the vehicle here and is thus run over with the wheels.
Auch bei Tests, die mögliche Falschauslöse-Szenarien von Sicherheits- und Fußgängerschutzsystemen simulieren, können große Beschleunigungen auf den Dummy wirken. Beispielsweise kann ein Dummy in Richtung des durch das Kraftfahrzeug befahrenen Fahrschlauchs bewegt werden und die Bewegung, wie bei einem Fußgänger am Straßenrand, schlagartig gestoppt werden. Es ist auch möglich, dass der Dummy zunächst am Straßenrand steht und dann plötzlich beschleunigt wird, um ein Rennen eines Fußgängers zu simulieren. Bei diesen Tests darf jedoch keine Verformung des Dummys erfolgen, um ein Testergebnis nicht zu verfälschen.Even in tests that simulate possible false-trigger scenarios of safety and pedestrian protection systems, large accelerations can act on the dummy. By way of example, a dummy can be moved in the direction of the driving lane used by the motor vehicle and the movement can be abruptly stopped, as in the case of a pedestrian on the roadside. It is also possible that the dummy is initially at the roadside and then suddenly accelerated to simulate a race of a pedestrian. In these tests, however, no deformation of the dummy must be done so as not to falsify a test result.
Aus der Druckschrift
Die nachveröffentlichte Druckschrift
Es ist damit die Aufgabe der Erfindung einen Dummy anzugeben, der leicht ist und dennoch große Stabilität aufweist.It is therefore the object of the invention to provide a dummy that is lightweight and yet has great stability.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Dummykörper der eingangs genannten Art gelöst, wobei der Dummykörper zumindest teilweise aus wenigstens einem Kompositmaterial besteht, das Fasern mit einer Zugfestigkeit von wenigstens 2 GPa umfasst, wobei das Kompositmaterial aus einem geschäumten Kunststoff besteht, in den die Fasern eingebracht sind.The object is achieved by a dummy body of the type mentioned, wherein the dummy body at least partially consists of at least one composite material comprising fibers having a tensile strength of at least 2 GPa, wherein the composite material consists of a foamed plastic, in which the fibers are introduced.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass durch eine Nutzung von Kompositmaterialien auch bei sehr leichten Materialien eine hohe Zugfestigkeit erreicht werden kann. So können beispielsweise hoch zugfeste Fasern in ein Matrixmaterial aus Kunststoff oder, nicht erfindungsgemäß, Gummi eingebracht werden, wodurch sehr hohe Gesamtzugfestigkeiten bei sehr geringem Gewicht erreicht werden. Je nach zu erwartender Belastung ist es auch möglich, den Dummykörper nur teilweise aus dem Kompositmaterial zu bilden. Beispielsweise können nur Bereiche des Dummys, die tatsächlich angefahren werden oder bei denen ein Überrollen zu befürchten ist, aus solchem Material gebildet werden. Es ist auch möglich, den Dummy mehrteilig zu bilden und beispielsweise eine Schutzhülle aus Kompositmaterial auf einem Dummy anzubringen, der mit üblichen Methoden hergestellt ist.The invention is based on the idea that a high tensile strength can be achieved by using composite materials even with very light materials. Thus, for example, high-tensile fibers can be introduced into a matrix material made of plastic or, not according to the invention, rubber, whereby very high overall tensile strengths are achieved with very low weight. Depending on the expected load, it is also possible to form the dummy body only partially from the composite material. For example, only areas of the dummy that are actually approached or in which an overrun is to be feared, can be formed from such material. It is also possible to form the dummy in several parts and to attach, for example, a protective cover made of composite material on a dummy, which is produced by conventional methods.
Als Kompositmaterialien sind insbesondere Materialien nutzbar, bei denen die Fasern als Füllmaterial in einer Trägermatrix, die beispielsweise aus Kunststoffen, insbesondere aufgeschäumtem Kunststoff, Gummi oder ähnlichem bestehen kann, eingebracht sind. Es ist, in nicht erfindungsgemäßen Ausführungsformen, jedoch auch möglich, Laminate zu nutzen, bei denen abwechselnd Schichten aus den hoch zugfesten Fasern und aus den Füllmaterialien, wie beispielsweise Gummi oder ähnlichem vorliegen. Insbesondere können in Laminaten die hoch zugfesten Fasern als ein Gewebe vorliegen.In particular, materials can be used as composite materials in which the fibers are introduced as filler material in a carrier matrix, which can consist, for example, of plastics, in particular foamed plastic, rubber or the like. However, in embodiments not according to the invention, it is also possible to use laminates in which layers of the high-tensile fibers and of the filling materials, such as rubber or the like, are present alternately. In particular, in laminates, the high tensile fibers may be present as a fabric.
Der Dummykörper selbst weist typischerweise eine menschenähnliche Form, zumindest einen Kopf und einen Rumpf auf. Zusätzlich können Gliedmaßen an dem Körper angeordnet sein, die beispielsweise in unterschiedlichen Stellungen anordbar sind, um beispielsweise ein Laufen des Dummys zu simulieren. Daneben kann der Dummykörper beispielsweise auch als ein Radfahrerdummy oder ähnliches ausgebildet sein. Es kann auch vorteilhaft sein, den Dummykörper als Tierkörper auszubilden. Der Dummykörper kann direkt am Dummykörper eine Farbgebung aufweisen, die der typischen Farbgebung einer Kleidung eines Fußgängers oder ähnlichem entspricht. In diesem Fall können beispielsweise Fußgängerschutzsysteme getestet werden, die auf bildgebenden Sensoren im sichtbaren Bereich beruhen, ohne dass der Dummykörper zusätzlich mit Kleidung versehen werden muss. Es ist auch möglich, am Dummykörper Heizelemente vorzusehen, um beispielsweise Fußgängerschutzsysteme testen zu können, die passive Infrarotsensoren nutzen. Auch eine Anpassung der Infrarotreflektivität des Dummykörpers ist beispielsweise durch eingebrachte Metall- oder Nanopartikel oder durch eine passende Bemalung des Dummykörpers möglich.The dummy body itself typically has a human-like shape, at least a head and a trunk. In addition, limbs can be arranged on the body, which can be arranged, for example, in different positions, for example, to simulate running of the dumbbell. In addition, the dummy body can be designed, for example, as a cyclist dummy or the like. It may also be advantageous to form the dummy body as an animal body. The dummy body may have a coloring directly on the dummy body, which corresponds to the typical color of a clothing of a pedestrian or the like. In this case, for example, pedestrian protection systems can be tested, which are based on imaging sensors in the visible range, without the dummy body must be additionally provided with clothing. It is also possible to provide heating elements on the dummy body in order, for example, to be able to test pedestrian protection systems that use passive infrared sensors. An adaptation of the infrared reflectivity of the dummy body is possible for example by introducing metal or nanoparticles or by a suitable painting of the dummy body.
In dem Fall, in dem durch das Fußgängerschutzsystem eine Kollision nicht vermieden werden kann, ist es häufig wünschenswert weitere Informationen über den Aufprall zu erhalten. Daher ist es möglich in dem Dummykörper Messelektronik, insbesondere Drucksensoren und ähnliches anzuordnen. Es ist möglich dass ausschließlich die Sensoren selbst im Dummykörper angeordnet sind und eine Datenerfassung und Auswertung durch eine kabellose oder kabelgebundene Datenübermittlung an ein externes Gerät erfolgt. Es ist jedoch auch denkbar, dass im Dummykörper selbst eine Datenerfassungs- und/oder Datenauswertungseinrichtung vorhanden ist.In the case where a collision can not be avoided by the pedestrian protection system, it is often desirable to obtain further information about the impact. Therefore, it is possible to arrange in the dummy body measuring electronics, in particular pressure sensors and the like. It is possible that only the sensors themselves are arranged in the dummy body and a data acquisition and evaluation by a wireless or wired data transmission to an external device. However, it is also conceivable that a data acquisition and / or data evaluation device is present in the dummy body itself.
Wie eingangs erwähnt, ist es insbesondere bei der Funktionsüberprüfung von kollisionsverhindernden und/oder kollisionsfolgenmindernden Fahrassistenten vorteilhaft, Dummykörper in einer Art zu befestigen, dass sie bei einer Kollision nach oben weg schwingen bzw. aktiv nach oben oder zur Seite wegbeschleunigt werden können oder dass es möglich ist, sie auf Schlitten, die über Fahrbahnen gezogen werden, oder ähnlichem zu befestigen. Für beide Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn der Dummykörper Befestigungselemente aufweist, mit denen er mit einem Schlitten oder einer Haltevorrichtung verbunden ist. Hierzu können am Dummykörper Befestigungselemente angeordnet sein, die insbesondere an einem Teil des Dummykörpers angeordnet sein können, der aus dem Kompositmaterial besteht und damit eine hohe Zugfestigkeit aufweist. Solche Befestigungselemente können beispielsweise eine Stange am Kopf des Dummys, Anhängeösen an Rücken, Brust, Schultern oder Füßen des Dummys oder ähnliches sein.As mentioned at the outset, it is advantageous, in particular during the functional check of collision-preventing and / or collision-sequence-reducing driving assistants, to fix dummy bodies in such a way that they swing upwards in the event of a collision or can be actively accelerated upwards or sideways, or that it is possible is to attach them to sleds pulled over lanes or the like. For both applications, it is advantageous if the dummy body has fastening elements, with which it is connected to a carriage or a holding device. For this purpose, fixing elements can be arranged on the dummy body, which can be arranged in particular on a part of the dummy body which consists of the composite material and thus has a high tensile strength. Such fasteners may be, for example, a rod at the head of the dummy, hangers on the back, chest, shoulders or feet of the dumbbell or the like.
Die Fasern können insbesondere Kunststofffasern sein. Es sind mittlerweile eine Vielzahl von hoch zugfesten Kunststofffasern bekannt. Da die Kunststofffasern im erfindungsgemäßen Dummykörper in einem Kompositmaterial genutzt werden, in dem sie üblicherweise vollständig von einem weiteren Material, insbesondere einem weiteren Kunststoff oder einem Gummi, umgeben sind, wirken sich beim erfindungsgemäßen Dummykörper bekannte Nachteile von hoch zugfesten Kunststofffasern, wie beispielsweise mangelnde Langzeitbeständigkeit bei UV-Bestrahlung oder bei Kontakt mit Wasser nicht aus, da die Kunststofffasern im erfindungsgemäßen Dummykörper stets durch das umgebende Material geschützt sind. Zugleich ermöglichen hoch zugfeste Kunststofffasern häufig eine günstige Herstellung und ein geringes Gewicht.The fibers may in particular be plastic fibers. There are now a variety of high tensile plastic fibers known. Since the plastic fibers in the dummy body according to the invention are used in a composite material in which they are usually completely surrounded by a further material, in particular a further plastic or a rubber, known disadvantages of high tensile plastic fibers, such as lack of long-term stability in the dummy body according to the invention UV irradiation or in contact with water is not sufficient, since the plastic fibers in the dummy body according to the invention are always protected by the surrounding material. At the same time, high tensile plastic fibers often allow for convenient manufacture and low weight.
Die Kunststofffasern können beispielsweise Aramidfasern, Polyoxazolfasern, oder Polyethylenfasern sein. Bei Aramidfasern handelt es sich um Fasern aus aromatischen Polyamiden. Aramidfasern werden unter einer Vielzahl von Markennamen, beispielsweise „Kevlar®” oder „Twaron®” angeboten. Es können also zur Herstellung des erfindungsgemäßen Dummykörpers bereits verfügbare Grundstoffe genutzt werden. Alternativ oder ergänzend zu Aramidfasern ist auch eine Nutzung von Polyoxazolfasern, insbesondere Poly(p-phenylen-2,6-benzobisoxazol), das unter dem Markennamen „Zylon®” bekannt ist, möglich. Auch hochreißfeste Polyethylenfasern sind als Fasern des Kompositmaterials nutzbar. Insbesondere Polyethylenfasern mit ultrahohem Molekulargewicht (ultra-high-molecular weight polyethylene, UHMW-PE) kann vorteilhaft als Teil des Kompositmaterials genutzt werden. Eine solche Polyethylenfaser wird beispielsweise unter dem Markennamen „Dyneema®” angeboten. The plastic fibers may be, for example, aramid fibers, polyoxazole fibers, or polyethylene fibers. Aramid fibers are fibers of aromatic polyamides. Aramid fibers are sold under a variety of brand names, such as "Kevlar ®" or "Twaron ®". It is therefore possible to use already available raw materials for producing the dummy body according to the invention. Alternatively, or in addition to aramid fibers is also a use of Polyoxazolfasern, especially poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole), which is known under the brand name "Zylon ®", is possible. Highly tear-resistant polyethylene fibers can also be used as fibers of the composite material. In particular, ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMW-PE) polyethylene fibers can be advantageously used as part of the composite material. Such polyethylene fiber is available, for example under the brand name "Dyneema ®".
Häufig ist es vorteilhaft, den Dummy weitgehend wie einen aus dem Stand der Technik bekannten Dummy aufzubauen, also einem Innenkörper des Dummys beispielsweise aus Kunststoffschaum, gefrästem Kunststoff, einem aufgeblasenen Luftkissen oder ähnlichem aufzubauen. Um dennoch eine hohe Stabilität des Dummykörpers zu erreichen, kann eine Hülle aus dem Kompositmaterial genutzt werden. Damit kann der Dummykörper aus einem Innenkörper und einer Hülle bestehen, die den Innenkörper zumindest teilweise umschließt, wobei die Hülle aus dem Kompositmaterial gebildet wird.It is often advantageous to construct the dummy largely like a dummy known from the prior art, ie to build up an inner body of the dummy, for example of plastic foam, milled plastic, an inflated air cushion or the like. In order nevertheless to achieve a high stability of the dummy body, a shell of the composite material can be used. Thus, the dummy body may consist of an inner body and a sheath which at least partially surrounds the inner body, wherein the sheath is formed of the composite material.
Es ist in diesem Fall beispielsweise möglich, eine solche Hülle nur an Bereichen anzubringen, an denen ein direkter Kontakt mit einem Kraftfahrzeug zu erwarten ist. So kann beispielsweise bei schwingend aufgehängten Dummys nur ein vorderer Bereich des Dummys mit dieser Hülle versehen werden oder es ist beispielsweise möglich, nur dünne Bereiche eines Dummykörpers, wie beispielsweise den Halsbereich oder den Übergang zwischen Rumpf und Gliedmaßen mit einer solchen Hülle zu versehen. In anderen Fällen kann es jedoch vorteilhaft sein, eine Hülle für den Dummykörper zu nutzen, die diesen Dummykörper komplett umschließt. So kann beispielsweise eine geschlossene Hülle für den Dummykörper geschneidert werden, die anschließend mit einem Kunststoffschaum ausgeschäumt wird, um auf eine besonders einfache Art und Weise einen vollständigen Dummykörper zu erhalten. Alternativ ist es auch möglich, einen oder mehrere Ballons in eine geschlossene Hülle einzubringen. Durch Aufblasen der Ballons wird dem Dummykörper dann eine vorgegebene Form gegeben, wobei gleichzeitig durch die hochreißfeste Hülle, die aus Kompositmaterial besteht, eine Beschädigung der Ballons und damit des Dummykörpers vermieden wird.It is possible in this case, for example, to install such a shell only in areas where a direct contact with a motor vehicle is to be expected. Thus, for example, in vibrating suspended dummies only a front portion of the dummy can be provided with this shell or it is for example possible to provide only thin areas of a dummy body, such as the neck area or the transition between the trunk and limbs with such a shell. In other cases, however, it may be advantageous to use a shell for the dummy body, which completely encloses this dummy body. For example, a closed shell for the dummy body can be tailored, which is then foamed with a plastic foam to obtain a complete dummy body in a particularly simple manner. Alternatively, it is also possible to introduce one or more balloons in a closed shell. By inflating the balloons the dummy body is then given a predetermined shape, at the same time avoid damage to the balloons and thus the dummy body by the highly tear-resistant shell, which consists of composite material.
Es ist möglich, dass nicht erfindungsgemäß wenigstens ein Gummi und/oder wenigstens ein Kunststoff die Matrix des Kompositmaterials der Hülle bilden und die Fasern das Füllmaterial des Kompositmaterials der Hülle bilden, wobei insbesondere die Matrix das Füllmaterial vollständig umschließt. Dies ist wie oben erläutert insbesondere vorteilhaft, wenn die Fasern Kunststofffasern sind, da damit ein Schutz dieser Kunststofffasern vor UV-Strahlung und Feuchtigkeit erreicht wird.It is possible that not at least one rubber and / or at least one plastic according to the invention form the matrix of the composite material of the casing and the fibers form the filling material of the composite material of the casing, wherein in particular the matrix completely encloses the filling material. This is particularly advantageous, as explained above, if the fibers are synthetic fibers, since this ensures protection of these synthetic fibers from UV radiation and moisture.
In einer nicht erfindungsgemäßen Alternative kann das Kompositmaterial der Hülle auch durch ein Laminat gebildet sein das wenigstens eine Schicht der Fasern umfasst, wobei diese Schicht vollständig von einer Hülle aus wenigstens einem Kunststoff und/oder wenigstens einem Gummi umgeben ist. Insbesondere können die durch die Fasern gebildeten Schichten durch ein Gewebe aus Fasern gebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Fasern ungeordnet in den Schichten vorliegen. Auch bei der Nutzung eines Laminats kann es vorteilhaft sein, die Fasern vollständig durch Kunststoff und/oder Gummi zu umgeben, da damit ebenfalls ein Schutz vor UV-Strahlung, Feuchtigkeit und ähnlichem erreicht wird.In an alternative not according to the invention, the composite material of the sheath can also be formed by a laminate which comprises at least one layer of the fibers, this layer being completely surrounded by a sheath of at least one plastic and / or at least one rubber. In particular, the layers formed by the fibers may be formed by a web of fibers. However, it is also possible that the fibers are disordered in the layers. Even when using a laminate, it may be advantageous to completely surround the fibers by plastic and / or rubber, as this also protection against UV radiation, moisture and the like is achieved.
Teile des Dummykörpers bestehen aus geschäumten Kunststoff. Insbesondere ist es wie oben erläutert möglich, eine Hülle aus Kompositmaterial auszuschäumen. Erfindungsgemäß sind die Fasern in den geschäumten Kunststoff eingebracht. Der geschäumte Kunststoff bildet selbst das Kompositmaterial.Parts of the dummy body are made of foamed plastic. In particular, as explained above, it is possible to foam a shell of composite material. According to the invention, the fibers are introduced into the foamed plastic. The foamed plastic itself forms the composite material.
Durch ein Schäumen von Kunststoff können besonders leicht beliebige als Negative vorgegebene Formen geformt werden, indem eine vorgegebene Form ausgeschäumt wird oder eine Hülle, die eine vorgegebene Form vorgibt, mit Schaum befüllt wird. Zudem können weitere feste Elemente, wie Platzhalterelemente, Elektronik, Befestigungselemente oder ein Skelett, das Bewegungsmöglichkeiten des Dummys vorgibt, umschäumt werden. Es können auch beispielsweise aufblasbare Luftkissen oder ähnliches in den Schaum eingebracht werden. Durch das Einschäumen der weiteren Gegenstände wird eine besonders gute Verbindung von weiteren Komponenten mit dem geschäumten Bereich des Dummykörpers erreicht.By foaming plastic, it is particularly easy to form any shapes specified as negatives by foaming a given shape or by filling a shell that defines a given shape with foam. In addition, other solid elements, such as placeholder elements, electronics, fasteners or a skeleton that dictates the movement possibilities of the dummies can be foamed. It can also be introduced, for example, inflatable air cushion or the like in the foam. By foaming the other objects, a particularly good connection of further components with the foamed region of the dummy body is achieved.
Der Dummykörper kann auch wenigstens ein aufblasbares Luftkissen umfassen. Hierbei kann insbesondere der Dummykörper im wesentlichen aus einem oder mehreren großen Luftkissen bestehen, die eine Hülle des Dummykörpers vollständig oder nahezu vollständig ausfüllen. Andererseits ist es auch möglich, dass der Dummykörper ein oder mehrere kleinere Luftkissen enthält. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn große Teile des Dummykörpers aus einem aufgeschäumten Kunststoff oder ähnlichem Material bestehen. Solche Materialien können über längere Zeit bei regelmäßiger Belastung an Volumen verlieren. Dieser Volumenverlust kann dann beispielsweise durch ein Aufblasen von Luftkissen ausgeglichen werden.The dummy body may also include at least one inflatable air bag. In this case, in particular, the dummy body essentially consist of one or more large airbags which fill a shell of the dummy body completely or almost completely. On the other hand, it is also possible for the dummy body to contain one or more smaller airbags. This can be advantageous, for example, if large parts of the dummy body made of a foamed plastic or consist of similar material. Such materials may lose volume over prolonged periods of regular loading. This volume loss can then be compensated for example by inflating air bags.
Daneben ist es auch möglich, dass der Dummykörper wenigstens einen, insbesondere durch Fräsen hergestellten, Festkörper umfasst. Insbesondere kann der gesamte Dummykörper aus einem gefrästen Festkörper bestehen. Vorteilhafterweise kann jedoch ein gefräster Festkörper auch durch eine Hülle umgeben sein, die aus dem Kompositmaterial besteht. Es ist auch möglich, dass der Dummykörper einen oder mehrere Festkörper umfasst, die beispielsweise Versteifungsbereiche wie ein Skelett, Freiräume für Messelektronik, Befestigungen für Aufhängungen, beispielsweise an Kopf, Rücken oder Schultern oder an den Füßen zur Befestigung an einem Schlitten, oder ähnliches umfassen, wobei dieser Festkörper insbesondere mit einer geschäumten Kunststoffschicht umgeben ist.In addition, it is also possible for the dummy body to comprise at least one solid body produced in particular by milling. In particular, the entire dummy body can consist of a milled solid. Advantageously, however, a milled solid may also be surrounded by a shell consisting of the composite material. It is also possible for the dummy body to comprise one or more solid bodies which comprise, for example, stiffening areas such as a skeleton, free spaces for measuring electronics, suspensions for suspensions, for example on the head, back or shoulders or on the feet for attachment to a carriage, or the like, wherein this solid body is surrounded in particular with a foamed plastic layer.
Durch eine beliebige Kombination von Festkörpern, Luftkissen, geschäumten Bereichen und einer Hülle können eine Vielzahl von verschiedenen Konstruktionsformen für einen Dummykörper erreicht werden. Insbesondere können zunächst ein oder mehrere Festkörper und/oder Luftkissen in einer auszuschäumenden Form oder auszuschäumenden Hülle angeordnet werden und die verbleibenden Leerräume anschließend durch Kunststoffschaum ausgefüllt werden.By any combination of solids, airbags, foamed regions, and a shell, a variety of different dummy body designs can be achieved. In particular, at first one or more solids and / or air cushions can be arranged in a mold to be foamed or foamed, and the remaining empty spaces can then be filled by plastic foam.
Wie eingangs erwähnt, ist es zur Funktionsüberprüfung von kollisionsverhindernden und/oder kollisionsfolgenmindernden Fahrerassistenzsystemen vorteilhaft, wenn der Dummykörper bezüglich wenigstens eines Sensors des Kraftfahrzeugs Eigenschaften eines Vergleichsobjekts, insbesondere eines Fußgängers, aufweist. Neben rein optischen Eigenschaften wie der zweidimensionalen Projektion oder der dreidimensionalen Darstellung, die beispielsweise durch eine time-of flight Kamera oder eine Stereokamera des Kraftfahrzeugs aufgenommen sein kann, die durch die Form und Farbgebung des Dummykörpers erzeugt werden können, ist beispielsweise auch eine Anpassung der Radarreflektivität, der IR-Reflektivität sowie der Temperaturabgabe des Dummykörpers wünschenswert. Abhängig von der gewünschten Komplexität des genauen Einsatzzwecks des Dummykörpers können daher eine oder mehrere dieser Eigenschaften angepasst werden.As mentioned at the outset, it is advantageous for functional testing of collision-preventing and / or collision-sequence-reducing driver assistance systems if the dummy body has properties of a comparison object, in particular of a pedestrian, with respect to at least one sensor of the motor vehicle. In addition to purely optical properties such as the two-dimensional projection or the three-dimensional representation, which may be recorded for example by a time-of-flight camera or a stereo camera of the motor vehicle, which can be generated by the shape and color of the dummy body, for example, an adjustment of the radar reflectivity , the IR reflectivity and the temperature output of the dummy body desirable. Depending on the desired complexity of the exact application purpose of the dummy body, therefore, one or more of these properties can be adapted.
So ist es beispielsweise möglich, dass der Dummykörper, insbesondere die Hülle, Metallfäden und/oder leitfähige Kohlefasern umfasst und zur Reflektion von Radarstrahlung ausgebildet ist. Durch das Einbringen von leitfähigen Materialien, also insbesondere Metallfäden oder Kohlefasern in dem Dummykörper kann eine Anpassung der Radarreflektivität des Dummykörpers beispielsweise an die Radarreflektivität eines Menschen erreicht werden. Um eine besonders gute Anpassung zu erreichen, können Informationen von Forschungen zur Radarreflektivität von Menschen und ähnlichem genutzt werden, wie beispielsweise Ergebnisse des Europäischen Mosarim-Projekts. Eine Anordnung der Metallfäden und/oder leitfähigen Kohlefasern in einer Hülle eines Dummykörpers kann es ermöglichen, die radarreflektierenden Teile besonders genau zu platzieren und damit eine sehr gute Anpassung der Radarreflektivität zu erreichen.For example, it is possible that the dummy body, in particular the sheath, comprises metal threads and / or conductive carbon fibers and is designed to reflect radar radiation. By introducing conductive materials, so in particular metal filaments or carbon fibers in the dummy body, an adaptation of the radar reflectivity of the dummy body, for example, to the radar reflectivity of a human can be achieved. In order to achieve a particularly good fit, information from research on radar reflectivity of humans and the like can be used, such as results of the European Mosarim project. An arrangement of the metal filaments and / or conductive carbon fibers in a shell of a dummy body can make it possible to place the radar-reflecting parts particularly precisely and thus to achieve a very good adaptation of the radar reflectivity.
Daneben oder alternativ ist es möglich, dass die Oberfläche des Dummykörpers zumindest in einem vorgegebenen Bereich zur Reflektion von IR-Strahlung mit einem vorgegebenen Reflektionskoeffizienten ausgebildet ist. Eine solche Anpassung des IR-Reflektionsvermögens kann beispielsweise durch die Beigabe von Kunststoff-, Metallpigmenten oder ähnlichem in das Material einer Hülle des Dummykörpers erfolgen. Damit können typische IR-Reflektivitäten von Kleidung, Haut und Haaren erreicht werden. Je nach Anforderung ist zudem eine Anpassung der IR-Reflektivität möglich. Ergänzend oder alternativ kann durch die Farbgebung der Oberfläche das Kontrastverhalten des Dummys für optische Systeme angepasst werden.In addition or alternatively, it is possible that the surface of the dummy body is formed at least in a predetermined range for the reflection of IR radiation having a predetermined reflection coefficient. Such an adjustment of the IR reflectance can be done for example by the addition of plastic, metal pigments or the like in the material of a shell of the dummy body. Thus, typical IR reflectivities of clothing, skin and hair can be achieved. Depending on the requirements, an adjustment of the IR reflectivity is also possible. Additionally or alternatively, the coloring of the surface can be used to adjust the contrast behavior of the dummy for optical systems.
Fahrerschutzsysteme in Kraftfahrzeugen nutzen häufig auch passive Infrarotsensoren. Deshalb ist vorteilhaft, wenn der Dummykörper, insbesondere die Hülle, wenigstens ein Heizelement zur Beheizung der Außenfläche des Dummykörpers aufweist. Eine solche Beheizung kann beispielsweise durch Metalldrähte oder leitfähige Kohlefasern, Kunststoffe oder ähnliches erfolgen. Es ist insbesondere möglich, dass die gleichen Elemente, die zur Anpassung der Reflektion der Radarstrahlung genutzt werden, auch genutzt werden, um eine Beheizung der Außenfläche des Dummykörpers zu erreichen.Driver protection systems in motor vehicles often also use passive infrared sensors. It is therefore advantageous if the dummy body, in particular the sheath, has at least one heating element for heating the outer surface of the dummy body. Such heating can be done for example by metal wires or conductive carbon fibers, plastics or the like. In particular, it is possible that the same elements which are used to adapt the reflection of the radar radiation are also used to achieve heating of the outer surface of the dummy body.
Ein erfindungsgemäßer Dummykörper kann auf vielfältige Weise hergestellt werden. So ist es beispielsweise möglich, eine Hülle aus Kompositmaterial herzustellen, die die äußere Form des Dummykörpers vorgibt. In diese Hülle kann insbesondere ein Tragegerüst oder ähnliches eingebracht werden, das den Körper in Form hält. Anschließend kann die Hülle mit einem insbesondere sehr leichten und offenporigen Schaum ausgespritzt werden. Dabei ist es insbesondere möglich Befestigungsverbindungen in die Hülle aus Kompositmaterial einzuarbeiten oder Befestigungsverbindungen durch das Ausschäumen einzuarbeiten. Zudem können in das Kompositmaterial bereits formgebende Elemente, beispielsweise durch Einnähen, eingebracht werden. Damit kann Raum für Messtechnik, Heizungen oder ähnliches geschaffen werden, wobei es diese Elemente anschließend durch den Kunststoffschaum eingegossen werden können.A dummy body according to the invention can be produced in a variety of ways. For example, it is possible to make a shell of composite material that dictates the outer shape of the dummy body. In this case, in particular, a support frame or the like can be introduced, which keeps the body in shape. Subsequently, the shell can be injected with a particular very light and porous foam. It is particularly possible to incorporate fastening compounds in the shell of composite material or incorporate fastening compounds by foaming. In addition, shaping elements, for example by sewing, can already be introduced into the composite material. This can be room for measurement technology, heaters or the like be created, where these elements can then be poured through the plastic foam.
Daneben ist es auch möglich, die Form des Dummyköpers durch ein oder mehrere Luftkissen vorzugeben. Der Dummykörper wird in diesem Fall durch das Aufblasen der Luftkissen direkt gebildet. Zum Schutz der Luftkissen können diese mit dem reißfesten Kompositmaterial vollständig oder teilweise umhüllt werden.In addition, it is also possible to specify the shape of the dummy body by means of one or more air cushions. The dummy body is formed directly in this case by the inflation of the air cushion. To protect the air cushion, these can be completely or partially covered with the tear-resistant composite material.
Eine ähnliche Umhüllung kann auch zu einem Schutz eines Dummykörpers genutzt werden, der weitgehend aus Schaum besteht, jedoch einen aufblasbaren Kern aufweist. So kann der Dummykörper prinzipiell dreischichtig aufgebaut sein, wobei die Mitte des Dummykörpers durch ein aufblasbares Luftkissen gebildet wird, das mit einem nachgebenden Schaum umgeben ist. Dieser Schaum kann wiederum mit einer reißfesten Hülle aus dem Kompositmaterial überzogen werden. In diesem Fall kann ein Nachgeben des Schaums durch Aufpumpen des Luftkissens kompensiert werden.A similar enclosure may also be used to protect a dummy body which is largely foam but has an inflatable core. Thus, the dummy body can in principle be constructed in three layers, wherein the center of the dummy body is formed by an inflatable air cushion which is surrounded by a yielding foam. This foam can in turn be coated with a tear-resistant sheath made of the composite material. In this case, a yielding of the foam can be compensated by inflating the air cushion.
Selbstverständlich können auch Dummykörper, die aus einem gefrästen Block hergestellt sind, mit einer hochreißfesten Hülle aus Kompositmaterial überzogen werden. Mithin wird auch in diesem Fall eine verbesserte Wiederverwertbarkeit des Dummykörpers erreicht.Of course, dummy bodies made of a milled block may also be coated with a highly tear-resistant composite sheath. Thus, an improved recyclability of the dummy body is achieved in this case.
Wie eingangs erwähnt, ist auf besonders einfache Art ein stabiler und leichter Dummykörper herstellbar, indem die Fasern mit hoher Zugfestigkeit vor oder während des Aufschäumens eines Kunststoffs in diesen eingebracht werden. Wird mit diesem Kunststoff, der die Fasern umfasst, die Form des Dummykörpers ausgeschäumt, wird ein hochstabiler und dennoch sehr leichter Dummykörper erreicht.As mentioned above, a stable and lightweight dummy body can be produced in a particularly simple way by introducing the fibers with high tensile strength before or during the foaming of a plastic into them. If the shape of the dummy body is foamed with this plastic, which comprises the fibers, a highly stable, yet very lightweight dummy body is achieved.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages and details of the invention will become apparent from the following embodiments and the accompanying drawings. Showing:
Ein solcher Dummykörper
Eine besonders zuverlässige Befestigung der Befestigungselemente
Im gezeigten Beispiel sind die Befestigungselemente
Die Hülle
Der Vorteil einer vollständig geschlossenen Hülle
Selbstverständlich kann der Innenkörper
Häufig ist es gewünscht, einen Dummykörper nicht vollständig durch ein aufgeschäumtes Material oder ähnliches zu bilden. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wie in
In einer nicht gezeigten Alternative ist es selbstverständlich auch möglich, den Festkörper
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