一種獲取碰撞試驗中假人骨盆運動軌跡的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于車輛碰撞安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種獲取碰撞試驗中假人骨盆運動軌跡的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車被動安全開發(fā)設(shè)計過程中，需要進(jìn)行整車碰撞試驗，通過整車碰撞試驗，可以獲得假人運動的試驗錄像，并利用獲得的試驗錄像查看假人的運動情況，但由于試驗錄像一般只能進(jìn)行定性分析，很難進(jìn)行定量分析，也就是說，很難獲取精確的假人運動軌跡。例如，從一整車碰撞試驗的試驗錄像可以看出，30ms時刻，假人頭部距離方向盤還有一定距離，但是根據(jù)該試驗錄像，并不能準(zhǔn)確回答如下問題:在30ms時刻，假人頭部與方向盤的距離是多少_?又例如，在94ms時刻，從試驗錄像可以看出，頭部埋在氣囊中間，但此時由于氣囊擋住了視線，此時，不能明確頭部是否與方向盤發(fā)生了接觸，而頭部是否與方向盤發(fā)生了接觸是每個被動安全設(shè)計工程師都想知道的答案:如果在94ms時刻，頭部與方向盤已經(jīng)發(fā)生了接觸，那么，在后期的設(shè)計中，需要進(jìn)一步增大氣囊的壓力(例如減小氣孔)，以避免頭部和方向盤發(fā)生接觸；而如果在94ms時刻，頭部與方向盤沒有發(fā)生接觸，并且還有一段距離，那么，后期的設(shè)計中，可以進(jìn)一步減小氣囊的壓力(例如氣孔增大)，以進(jìn)一步降低頭部的傷害值。
[0003]由上述可以看出，頭部到方向盤的距離，直接決定了氣囊設(shè)計壓力的大小，決定了設(shè)計參數(shù)的變更方向和大小，是一個非常重要的參數(shù)。但是，目前僅僅依靠試驗錄像，很難做出準(zhǔn)確判斷，有時候甚至不能做出判斷。例如，在整車碰撞試驗過程中，由于車門遮擋了視線，很難看到假人骨盆區(qū)域，因此也就無法判斷骨盆的運動軌跡，從而給整車被動安全設(shè)計帶來較大的開發(fā)難度。
[0004]因此，如何準(zhǔn)確地獲知假人運動軌跡，已經(jīng)成為被動安全設(shè)計師面前的一道難題?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了獲知假人運動軌跡，可通過在假人預(yù)定的部位布設(shè)傳感器，可以測得車內(nèi)假人的一些傷害曲線，例如，骨盆加速度曲線、大腿力曲線等傷害曲線，從而可以分析假人在整車碰撞試驗中的傷害情況，為整車碰撞試驗的安全性提供技術(shù)支持。目前，在整車碰撞試驗中，一般會測得假人骨盆、胸部、頭部等區(qū)域的加速度(x、Y和Z)曲線，根據(jù)物理學(xué)知識可以得知，對加速度曲線進(jìn)行積分，可以獲得速度曲線，再通過對速度曲線進(jìn)行積分，可以獲得位移曲線，該位移曲線可以認(rèn)為是假人的運動軌跡。
[0005]圖1為現(xiàn)有獲取碰撞試驗中假人骨盆運動軌跡的方法流程示意圖，通過步驟101至105進(jìn)行整車碰撞試驗，以下以某次整車碰撞試驗中獲得的試驗數(shù)據(jù)為例，得出了如圖2a所示的假人在X方向相對整車的位移曲線示意圖和如圖2b所示的骨盆Z方向位移曲線示意圖。
[0006]在正面剛性壁障碰撞中，車輛Z方向運動基本為0，因此認(rèn)為沒有Z方向運動，即整車Z方向位移曲線為零，因而，假人在Z方向相對整車的位移曲線為骨盆Z方向位移曲線。
[0007]由上述可見，在實際的整車碰撞試驗中，現(xiàn)有獲取碰撞試驗中假人骨盆運動軌跡的方法，存在以下兩個技術(shù)問題。
[0008]1、骨盆X方向位移量偏大，且假人在X方向相對整車的位移曲線的趨勢不正確。
[0009]以上述整車碰撞試驗為例，從圖2a可以得知，在X方向上，計算獲得的假人相對整車的最大位移大約為270mm，而根據(jù)試驗前測得的數(shù)據(jù)，假人腹部到方向盤下輪緣的距離為200_。因而，依據(jù)假人在X方向相對整車的位移曲線，當(dāng)假人骨盆運動位移量(X方向位移量)為270mm時，意味著假人腹部有70mm嵌入方向盤下輪緣，但在實際試驗中，假人腹部與方向盤并沒有發(fā)生接觸。因此，該方法計算獲得的X方向位移量明顯偏大，精確度較低。
[0010]另外，從圖2a的趨勢可以看出，在10ms到150ms之間，假人在X方向位移量一直保持在270mm附近，說明假人一直保持在位移最大的位置處，但是從試驗錄像可以明顯看出，在150ms，假人發(fā)生了明顯的回彈。
[0011]因此，從圖2a來說，合理的位移曲線應(yīng)該是拋物線類型，有個最高點，然后逐漸回落。
[0012]2、骨盆Z方向位移量明顯偏大。
[0013]從圖2b可以得知，在Z方向上，計算獲得的假人相對整車的最大位移在150ms時大約為900mm，而根據(jù)試驗前實際測量測得的數(shù)據(jù)可知，假人骨盆到地面的距離也只有600多毫米，這意味著假人在運動過程中落到地面以下200mm，這明顯不可能。因此，Z方向位移量明顯偏大，獲取的假人骨盆運動軌跡數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較低，可靠性不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造的第一個目的旨在提出一種獲取碰撞試驗中假人骨盆運動軌跡的方法，以提升獲取的假人骨盆運動軌跡數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；第二個目的旨在提出一種獲取碰撞試驗中假人骨盆運動軌跡的裝置。
[0015]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0016]一種獲取碰撞試驗中假人骨盆運動軌跡的方法，包括以下步驟:第一步，利用設(shè)置在骨盆上的加速度傳感器獲取整車碰撞試驗中的骨盆加速度曲線；第二步，利用設(shè)置在骨盆上的角度傳感器獲取整車碰撞試驗中的骨盆角度曲線；第三步，將骨盆加速度曲線和骨盆角度曲線應(yīng)用于預(yù)先設(shè)置的擬合公式，得到骨盆名義加速度曲線；第四步，對骨盆名義加速度曲線進(jìn)行兩次積分，得到骨盆名義位移曲線；第五步，獲取整車碰撞試驗中車身位移曲線；第六步，依據(jù)骨盆名義位移曲線和車身位移曲線，得到假人相對整車的運動軌跡。
[0017]所述骨盆加速度曲線包括骨盆X方向加速度曲線和骨盆Z方向加速度曲線；所述骨盆名義加速度曲線包括骨盆X方向名義加速度曲線和骨盆Z方向名義加速度曲線；
[0018]利用下式計算所述骨盆X方向名義加速度曲線，
[0019]PMAX2= A X PAX 2 X cos2 Θ +BXPAZ2Xsin2 Θ +
[0020]CXPAXXPAZX cos Θ Xsin Θ +DXPAXXsin Θ +EXPAZX cos Θ +F
[0021]式中，PMAX為骨盆X方向名義加速度，單位為m/s2，
[0022]PAX為骨盆X方向加速度，PAZ為骨盆Z方向加速度，
[0023]Θ為骨盆角度，單位為度，A為常數(shù)，取值范圍為O?100，
[0024]B為常數(shù)，取值范圍為O?100，C為常數(shù)，取值范圍為O?100，
[0025]D為常數(shù)，取值范圍為O?100，E為常數(shù)，取值范圍為O?100，
[0026]F為常數(shù)，取值范圍為O?10000 ;
[0027]利用下式計算所述骨盆Z方向名義加速度曲線，
[0028]PMAZ2= GXPAX2Xsin2 Θ +HXPAZ2X cos2 Θ +
[0029]I X PAXX PAZ X cos Θ Xsin Θ +JX PAXX cos Θ +KXPAZXsin Θ +L
[0030]式中，PMAZ為骨盆Z方向名義加速度，單位為m/s2，
[0031]PAX為骨盆X方向加速度；PAZ為骨盆Z方向加速度，
[0032]Θ為骨盆角度，單位為度；G為常數(shù)，取值范圍為-50?50，
[0033]H為常數(shù)，取值范圍為-50?50，I為常數(shù)，取值范圍為_50?50，
[0034]J為常數(shù)，取值范圍為-50?50，K為常數(shù)，取值范圍為-50?50，
[0035]L為常數(shù)，取值范圍為-5000?5000 ；
[0036]所述對骨盆名義加速度曲線進(jìn)行兩次積分，得到骨盆名義位移曲線包括對骨盆X方向名義加速度曲線進(jìn)行積分，獲得骨盆X方向名義速度曲線，對所述骨盆X方向名義速度曲線進(jìn)行積分，得到骨盆X方向名義位移曲線；
[0037]對骨盆Z方向名義加速度曲線進(jìn)行積分，獲得骨盆Z方向名義速度曲線，對所述骨盆