基于体压分布检测和支持矢量机分类的汽车乘员坐姿识别

车辆乘员坐姿的准确检测是智能安全气囊系统实现的前提条件之一,其识别算法的实时性和准确性对于在碰撞发生时安全气囊的起爆时间和充气强度的控制起着决定性作用。通过对不同类型乘员在不同坐姿下体压分布信息的精确分析,采用模式识别中的支持矢量机方法,建立一种单纯依靠压力分布传感器量测到的乘员体压分布信息实现不同乘员坐姿分类的识别算法,并通过对试验采集到的不同类型乘员在不同坐姿下的样本对识别算法进行训练和测试,验证算法的有效性和正确率。

自动紧急制动下乘员坐姿对离位的影响

针对未来智能车辆上乘员坐姿多样化,自动紧急制动系统(AEB)的应用会对乘员造成碰撞前的离位现象,对乘员施加主动预紧,研究不同坐姿下安全带对乘员的保护性能。通过建立主动人体模型、自动紧急制动系统相结合的约束系统模型,构建乘员前倾、后倾4种坐姿,设定主动预紧器中预紧力和预紧时刻的参数范围,以乘员头、胸、背的离位距离为研究目标,建立Kriging代理模型,并采用NSGA-Ⅱ优化算法对主动预紧器参数进行优化。结果表明:各坐姿下通过优化算法得到的最优预紧力和预紧时刻,运用Madymo仿真计算离位距离结果与预测值的误差在7%以内,乘员在制动时的离位距离有所改善。OOP1和OOP2坐姿中离位距离与预紧力呈负相关,OOP3和OOP4坐姿与预紧时刻呈现正相关,前倾角度大的坐姿预紧力越大,后倾坐姿则反之,预紧时刻触发越早对4种乘员坐姿的约束越有利。

不同坐姿乘员在自动驾驶汽车碰撞中的损伤仿真实验

为研究不同坐姿乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性,筛选了7种具有代表性的乘员姿态(包括头部、上肢和躯干的变化)进行正面碰撞的仿真实验,对其乘员运动学和所受载荷进行了对比分析,研究其姿态对乘员碰撞损伤的影响。结果表明:在正面碰撞仿真实验中,倚靠姿态乘员的综合损伤风险与其他姿态相比更高,较交谈姿态,倚靠姿态乘员胸部压缩量增大了45.5%,肋骨骨折严重,内脏器官应变提高了48.8%,左倾姿态乘员损伤风险则明显降低,其头部损伤风险减少了49.1%,胸部损伤降低了14.4%。基于此,提出乘员在碰撞前可通过调整自身姿态来规避部分损伤的策略,以提高乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性。

汽车正面碰撞中后排不同坐姿乘员损伤生物力学分析

为了研究后排乘员不同坐姿的正面碰撞损伤生物力学特征,采用有限元仿真分析的研究方法,对THUMS AM50乘员在50 km/h正面碰撞时标准坐姿、左倾15°以及右倾15°这3种坐姿下的损伤生物力学进行了分析。并针对左倾15°坐姿,使用3+2点式安全带以及后排正向安全气囊对乘员进行了碰撞保护策略研究。结果表明:乘员左倾15°坐姿损伤最为严重,为此使用3+2点式安全带能有效减轻乘员头部损伤;使用后排正向安全气囊很大程度上对乘员头部以及胸部起到保护作用,并且对左右倾斜坐姿的乘员也具有好的保护效果。未来需要加强对后排乘员的保护研究,以适应不同的碰撞工况以及复杂多变的乘员坐姿。

基于Thor-AV假人有限元模型的不同坐姿乘员损伤分析

为研究不同坐姿下乘员正面碰撞损伤趋势,基于某车型构建了Thor-AV假人与车辆碰撞仿真模型,对3组不同坐姿(座垫角度25°,座椅靠背角度42°、52°、62°)乘员假人开展中国新车评价规程(C-NCAP)正面100%重叠刚性壁障碰撞仿真。结果表明:座椅靠背角度越大,头部伤害风险越大;颈部剪切力及轴向拉力随靠背角度增大而逐步增大;乘员锁骨在碰撞过程中存在较大的骨折风险;胸椎T12的轴向压缩力对乘员安全产生较大威胁,在座椅靠背角度为62°时最大压缩力达到11.6kN;该车型在大角度靠背座椅状态下,约束系统不能有效保护乘员。

汽车正面碰撞乘员非正常坐姿下的损伤研究

为研究汽车正面碰撞时副驾驶乘员非正常坐姿对其损伤的影响,根据实车碰撞试验数据,建立车辆约束系统的MADYMO多刚体仿真模型。利用整车有限元仿真模型开展车速为56km/h的100%正面刚性壁碰撞,将假人定位并调整其参数。将提取相关参数并导入MADYMO多刚体仿真模型,分析乘员碰撞前的2种大幅度姿态对其碰撞后损伤风险的影响,并对比头部损伤指数(HIC)、颈部弯矩、胸部加速度、胸部压缩量以及腿部的受力情况。结果表明,碰撞时副驾驶乘员的坐姿对身体各个区域的损伤风险有较大影响。

基于响应面方法的乘员坐姿优化

随着人机工程学的发展以及消费者对商品的舒适性要求的提高,汽车人机工程学越来越被重视。为了在设计最初阶段确定舒适的乘员乘坐姿态,首先利用RAMSIS软件建立人体模型,根据最初的设计参数模拟乘员乘坐姿态,分析当前姿态下的舒适性;然后利用全因子试验设计方法设计2因素6水平试验36次,根据试验数据,运用响应面方法(RSM)拟合出回归模型;最后将回归模型进行显著性分析,应用回归模型得到优化变量及优化目标的最优值。研究结果表明,优化后不舒适度减少13.3%,舒适性明显提高。