基于AlphaPose模型的远距离行人头部姿态估计算法

在公共场所的监控视频中,远距离的行人目标头部区域占比往往较小并且头部区域分辨率较低,仅靠目标检测算法和头部姿态估计模型检测并分类头部特征来判定头部姿态或注视方向存在较大难度.考虑到目前不同分辨率下的人体骨骼关键点估计算法越来越成熟,本研究提出一种利用骨骼关键点和头部姿态之间的关系来进行远距离行人的头部姿态估计算法.该算法首先利用AlphaPose模型检测出二维人体骨骼关键点的全局坐标值,然后根据部分骨骼关键点的坐标值计算出头部朝向象限角度,最后根据预设角度范围计算并可视化出视线落点.目前,尚没有公开发布的可用于远距离行人头部姿态估计的数据集,因此本文建立了一个远距离行人头部姿态系统,以对现有的数据集进行标注,并利用标注的数据集对提出的方法进行测试.结果表明,本文提出的算法可以较精准地判定到远距离行人的头部姿态和注视方向,准确率达到69.7%.

基于行人头部保护的汽车发动机罩系统优化设计

为满足某汽车发动机罩系统轻量化、刚度模态特性、行人头部保护的综合性能需求,使用HyperWorks软件对发动机罩系统进行了基于性能仿真驱动的优化设计。首先对初始发动机罩内板进行刚度模态的静态性能分析,对整车模型进行了行人头部碰撞仿真实验,计算出八个关键试验点的伤害值;其次在四种不同工况下对发动机罩内板进行了单目标拓扑优化,在此基础上利用折衷规划法对内板进行了多目标拓扑优化,并对结构改进后的模型进行了安全性能和静态性能的分析检验;最后运用全局响应面法对发动机罩系统进行了多目标多学科联合匹配优化,对优化结果进行了性能仿真验证。最终优化结果表明:改进后的内板结构和发动机罩系统材料厚度匹配方案,使刚度得到增加,一阶频率大于共振频率,发动机罩系统质量减少,关键试验点伤害值得到降低,实现了轻量化的同时提升了静态、安全性能。

融合人体全身表观特征的行人头部跟踪模型

现有的行人多目标跟踪模型在密集场景下存在行人无法检出以及帧间关联混淆的问题。为了提高密集场景下行人跟踪的精确率,提出一种融合全身表观特征的行人头部跟踪模型HT-FF(Head Tracking with Full-body Features)。首先,使用行人头部检测器替代全身检测器,提高密集场景下行人的检出率;其次,利用人体姿态估计的信息为引导,获得去噪声的全身表观特征作为跟踪线索,大幅减少多帧之间关联时发生的混淆。HT-FF模型在密集场景下行人跟踪的基准数据集Head Tracking 21(HT21)上的MOTA(Multiple Object Tracking Accuracy)和IDF1(ID F1 Score)等多个指标上取得了最优的结果。HT-FF模型能有效缓解密集场景下行人跟踪丢失和混淆的问题,所提出的融合多线索的跟踪模型是行人跟踪任务的新范式。

行人头部冲击载荷下风挡玻璃的模拟和试验验证

行人头部和风挡玻璃的碰撞是造成行人严重受伤和死亡的重要原因。本文进行了行人头部模块冲击风挡玻璃的有限元模拟和试验验证。有限元模型采用壳单元和体单元分别代表风挡玻璃的各夹层结构,假设中间夹层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜不失效,玻璃层采用最大主应变准则模拟其失效。运用头部伤害指标(HIC),将有限元模拟结果与欧洲新车评价规程(Euro NCAP)行人头部模块撞击风挡玻璃试验进行对比分析。结果表明:从HIC值和撞击裂纹产生的范围来看,本模拟方法可以较准确地预测行人头部受伤程度和风挡玻璃的失效模式,可为安全评价和车辆开发提供借鉴。

基于EuroNCAP行人头部保护的某SUV车型建模与优化

基于2013版本EuroNCAP行人保护5星评价标准,建立了某SUV车型前端结构有限元模型,利用头模撞击器,结合试验结果,对该SUV车型行人保护头部碰撞性能进行了试验和仿真分析,同时结合各个碰撞点的局部结构特征,对车身局部进行了有针对性的改进设计。结果表明,优化后的车身结构降低了头部模型碰撞加速度和HIC15值,提高了行人头部保护性能。

基于自适应响应面法的发动机罩行人头部保护效果研究

为使发动机罩具有较好的行人保护效果,首先根据行人头部冲击器与原车的碰撞仿真结果,分析了影响行人头部损伤的主要因素;接着对与各影响因素相关的发动机罩关键结构参数进行初步优化,利用全因子试验设计对优化方案进行仿真;最后利用自适应响应面方法建立人-车事故中行人头部的HIC值等效模型,确定基于车辆关键结构件材料、刚度匹配的行人头部保护优化方案,并对方案进行试验验证。结果表明:优化所得的发动机罩总成材料和刚度匹配方案,使行人头部HIC值降低约10%,发动机罩总质量降低约15%,实现了测试车辆发动机罩总成对行人头部保护性能的优化和轻量化。

有利于行人头部保护的碰撞波形研究

对行人头部碰撞波形进行了合理简化,研究了3种典型简化波形对行人头部碰撞所需吸能空间的影响,推导出了满足头部伤害指标HIC=1000且所需吸能空间最小的最优简化波形,提出了有利于行人头部保护的碰撞波形改进措施。建立了某车型行人头部碰撞有限元模型并进行了试验验证,结果表明,所提改进措施可以有效地提高行人头部保护性能。

影响行人头部保护仿真分析的因素

行人保护计算机仿真是汽车行人保护性能开发的重要手段。为了能进一步提高行人头部保护仿真结果的精度,列举了行人头部保护有限元建模过程中前机舱盖缓冲块、机舱盖锁模型及散热器总成与水箱上横梁连接的模型3个容易被忽视的因素,分析了这3个因素在行人头部保护仿真中的作用,并通过示例验证了这3个因素对行人头部保护仿真结果的影响,为完善行人头部保护有限元仿真建模提供了参考。

基于行人头部保护和刚度要求的发动机罩内板优化设计

提出一种基于行人头部保护和刚度要求的汽车发动机罩内板优化设计方法,将其应用于某款发动机罩内板的参数化设计和优化分析.对优化方案与初始方案的行人头部碰撞仿真结果进行对比,结果表明:优化方案在满足发动机罩刚度要求的前提下能显著降低行人头部碰撞的伤害值.该优化方法可行,可为发动机罩内板的优化设计提供参考.

HDNet:一种轻量级的无锚行人头部检测算法

为了提高行人检测的准确率和检测速度,提出一种基于全卷积单目标检测算法(FCOS)改进的轻量级行人头部检测算法(HDNet).算法使用M-ShuffleNetV2网络作为模型骨干网络,提高模型的检测速度;在局部空间特征融合模块中引入特征金字塔结构,通过对不同特征层之间的特征进行融合,增强模型的局部特征提取能力;在全局混合特征注意力模块中引入注意力机制,增强模型对全局特征的提取和使用能力.实验结果表明:算法在公开数据集BrainWash、Scut-Head-A和Scut-Head-B上的平均精度(AP)分别为92.0%、91.9%和92.3%,优于其他相关算法;算法的每秒传输帧数(FPS)为54.0,优于YOLOv3算法的52.1和FCOS算法的28.1.改进后算法能够充分利用行人的有效特征,满足了复杂场景下行人头部检测任务的各项要求.

基于成年行人头部保护的汽车发动机罩优化

通过正交试验的方法优化发动机罩结构,以减小成年行人头部在车-行人碰撞中的伤害.基于Hyper Works和LS-DYNA建立了成人头型冲击器与发动机罩的碰撞有限元模型,仿真结果与数值计算结果相符.借助该有限元模型,研究了影响头部伤害的主要因素的联合作用,包括发动机罩的强度、倾斜角度、厚度和刚度,并通过正交试验挑选出了最优水平组合.与初始模型相比,最优水平组合的头部伤害指标(HIC)降低了19.44%.且HIC对发动机罩的强度、倾斜角度、厚度和刚度的灵敏性依次增加.同时,指出在发动机罩倾斜角度为5°附近做细化研究可进一步提高行人的安全性.

基于行人头部碰撞保护的发动机罩结构设计

在车辆与行人碰撞事故中行人属于弱势群体,而且行人头部受到的伤害尤其严重,所以研究发动机罩结构有利于提高行人头部的保护。文章基于GB/T 24550—2009中行人头部碰撞保护的要求和CAE计算精度设定头部碰撞保护的设计目标,阐述了避开碰撞风险区、增大溃缩空间及弱化零部件局部结构的3种主要设计方法,并且利用PAM-CRASH软件详细分析了这些方法在发动机罩结构设计中的应用和改善效果,结果表明头部损伤指数(HIC)均有不同程度地降低,最大降幅可达892。该方法对汽车行人保护开发方面具有实际借鉴意义。

汽车行人头部保护方案开发

汽车的安全越来越受到重视,尤其是对车内成员的保护,但车辆对行人的保护还远远不够。随着新法规的实施,行人保护也逐渐受到重视,文章从车辆的造型、钣金结构、CAE、试验几个方面入手,论述了行人头部保护方案的开发。

行人与汽车碰撞中头部伤害与保护的研究

对行人与汽车碰撞中头部保护研究方法进行了分析,建立了行人头部与发动机罩碰撞的数学模型和有限元模型,并进行了试验验证。利用该模型研究了发动机罩参数的变化对行人头部伤害的影响。

针对行人保护头部碰撞的发动机罩设计方法

分析了在新的行人保护头部碰撞法规及评价体系下,发动机罩盖设计中遇到的问题。使用Hypermesh和MADYMO建立了行人头部碰撞分析模型,并进行了试验验证。通过采用内板结构重新设计、改进材料特性、控制质量等方法,有效克服了遇到的问题。结果表明,通过采取被动安全措施,依然可以有效提高行人头部保护性能。

行人碰撞事故中颈部肌肉主动力对头部损伤的影响

本文旨在研究不同碰撞速度和行人步态条件下颈部肌肉主动力对行人头部损伤的影响。首先,采用湖南大学头颈HHNM-Ⅲ模型,取代LSTC假人模型头颈部分,构成行人混合假人模型并运用尸体实验数据验证该混合模型的有效性。然后运用该模型进行仿真,以分析不同碰撞速度下,撞击侧腿后摆和撞击侧腿前迈两种行人步态对行人头部损伤的影响。结果表明:在低速碰撞下,颈部肌肉会降低头部的运动幅度,但会使头部损伤风险增大;撞击侧腿后摆步态下的行人头部损伤比撞击侧腿前迈的步态严重;在高速碰撞条件下,颈肌对头部损伤的影响较小。

多尺度特征融合的双通道SSD行人头部检测算法

针对行人头部易受光照变化和遮挡的影响而导致目标检测准确率较低的问题,提出一种基于多尺度融合的双通道SSD(Single Shot Multibox Detector)行人头部检测算法。首先在SSD网络上增加一条深度通道,将带有深度信息的头部特征与SSD网络的特征进行融合,形成双通道SSD网络;然后在双通道SSD网络的基础上,将具有丰富语义信息的高层特征图与低层特征图进行特征融合,实现更精确的头部定位;最后重新调整SSD的先验框以减少SSD网络的计算量。实验结果表明,在光照和遮挡的情况下,相比于传统SSD目标检测算法,改进后算法的检测精度提高了12.9个百分点,其可有效解决光照变化和遮挡对行人头部检测的影响。

基于行人保护的发动机罩铰链研究

针对发动机罩铰链区域对满足行人头部保护要求存在的不足,设计了一种新式压溃式铰链。采用Hypermesh软件建立了该铰链的有限元模型,并进行了试验验证。应用有限元软件Nastran对原始铰链和新铰链进行静强度仿真比较可知,新式压溃式铰链的横向强度更好。按照欧洲行人保护法规应用有限元软件LS-DYNA对新铰链和原铰链进行行人保护性能仿真比较可知,使用压溃式铰链使行人的头部伤害值HIC由原来的1420下降到了940,表明压溃式铰链在横向强度提高的基础上具有更好的行人头部保护性能。

有利于行人保护的非对称式发动机罩盖的设计

轿车—行人碰撞中,发动机罩盖是造成行人头部伤害的主要来源。该文进行了6组轿车—儿童行人头型冲击器冲击试验,建立了相应的冲击试验有限元模型(FEM),并完成了模型标定。通过FEM仿真,分析了5种不同内板肋板结构的发动机内罩板吸能特性;并根据某款发动机舱布置,设计了一种非对称式发动机罩盖内罩板;进行了有限元模型验证。结果显示:优化设计后,罩盖的多个冲击点的头部伤害标准HIC值降至1300以下,部分冲击点降至1000以下。因而,明显提升了该种发动机罩盖对行人头部保护。

人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验

在汽车与行人碰撞事故中,行人头部伤害是造成行人重伤或死亡的主要原因。采用有限元三维实体建模技术,建立了发动机罩和包括头皮、头骨两层球体结构的行人头部有限元模型,分析了头部与发动机罩的瞬态大变形非线性撞击响应,得到了头部与发动机罩相撞时的速度、位置及头部质量、发动机罩的厚度、摩擦因数等因素对头部伤害的影响规律,并对铝质与钢质发动机罩作了比较,结果表明铝质发动机罩对行人头部具有更好的保护效果。