当前课程知识点：汽车碰撞安全基础 > 第5讲：汽车座椅安全带与气囊 > 5-6：碰撞感知的概念与难点 > Video
汽车05-6
碰撞感知这个英文叫crash sensing
那我们现在还有这个乘员识别系统
还有这个环境监测
也都叫感知了 sensing 传感器
那我们刚才看气囊的这个起爆
有这么几个过程
首先呢车上有这个传感器
它要感应到碰撞
感应什么信号
这是咱们的设计问题
这个通常
就用加速度传感器对吧
昨天我们说的碰撞波形
加速度计放在这儿
检测到加速度信号
你也可以用别的信号
比如说保险杠的压力了或者什么
反正总而言之是在车上放
很多很多传感器
过去贵的时候只能放
只放得起一个传感器
现在便宜了
你多放几个传感器也值了
放很多传感器
来感知到很多信号
然后呢把这些信号汇总起来
来分析这些信号
这些信号
其实你感知度越多越难分析
越少呢
信息量少了不准确
信息量多了你就糊涂了
所以这是我们做算法的难点
然后把所有这些信号呢
都送到这个叫ECU的这个electronic control units
这是一个电子元件送到这来
你把你的算法
都嵌入到这个ECU里边去
然后这个算法就开始算
开始分析这些信号
最后做出一个判断来
我说了只有个30毫秒的时间
你要判断出来
判断出来以后你就可以说
没事 接着开车
或者说有事
咱们得启动安全气囊
或者安全带的预紧器
所以这个整个的安全气囊系统
ECU是它的核心
ECU里边的核心
ECU本身是个电路板
并不是核心了
ECU里边的算法是核心
就是碰撞感知的这个算法
我给你一大堆信号 数据
你告诉我是撞还是不撞
待会儿我们看那个难度
这是这个整车碰撞
这个安全里边
应该是最难的部分
我把这个学时砍掉了
因为它数学太多了
这也是我们的像什么
这个主机厂
还有一些一级供应商博世这种
他们的核心的know how都在这里边
那好我们看看它的难度
比如说咱们捡一个参数来
说这个碰撞波形加速度信号
是我要监控的信号
我看看基于加速度信号
我能不能分析出碰撞来
你也可以说 那你这不好
咱们用别的信号
这个都是可以研究的
那昨天我们研究的
这个加速度信号
你可以把它积分做出速度
进一步积分做出位移
都是同一个加速度信号
第一个问题是选什么参数
就跟我今天上午讲的
人体冲击伤害的参数表征一样
这个伤害本身
医生描述的很清楚
心脏大血管拉断
你是用血压来表征呢
你还是用应变来表征
还是用冲击速度表征
还是他的某种组合比如说VC
速度乘上变形量
所以第一件事儿是选什么
我能检测到的信号
或者我能算出来的信号参数
来表征这个碰撞的强度
这是第一点这已经很难了
第二件事儿是分析这个信号
或者某些参数的组合
比如说我举一个例子
这个例子肯定是不管用的例子
要管用的例子
都是厂家的机密对吧
这个例子这个论文我也放在这了
老的一篇论文你可以基于这个
我们到时候举例的
都回到这个加速度信号了
这个例子挺有意思的
他说我们基于这个叫做power rate
这个power rate看上去很简单
这个power
就是能量在乘上个时间还是什么
总而言之最后这个power这个p
做了微分以后
就形成了这么几个
我们能算的出来的参数
一个叫质量
比如说这车的质量
一个叫车的速度很清楚吧
这个j是加速度对时间的导数
我第一次见到这种这个参数
加速度积分一次是速度
再积分一次是位移
位移微分一次是速度
微分两次是加速度
位移信号微分三次是这个j
英文名称叫jerk
jerk就是抖一下
就是比加速度
还要过激的一个信号
所以v乘上j
再加速度的平方
所有这四个信号除了质量之外
这些其实本质上就一个信号
就是那个加速度对吧
他说我根据这个参数
我的参数就是vj加上a平方
我来监控这个参数
然后我来分析这个参数
这是他的这个算法
他说呢为什么这个算法好
很有点像我们上午讲的VC
他说这个vj
这个j 是加速度的导数
在碰撞的初期非常敏感
碰上个石头子他都抖动一下
所以呢我需要他的敏感性
这个v在碰撞的初期不敏感
50公里/小时碰撞
过了好几个毫秒
还是50公里/小时
他不敏感但是这个j很敏感
a也很敏感
所以呢它就在碰撞的不同时刻
我要监控0到40毫秒
不同的时间段上
有的时候v敏感
有的时候j敏感
所以它起了这个vj的名字
这是选参数 选完参数
还得选参数的阈值对吧
这个p对时间的导数也好
vj也好 a方也好 a也好
什么a乘上j你选择了参数
就开始有值了
这个参数一定是时间的函数
整个碰撞过程
那当这个参数达到什么值的时候
我就认为该点爆安全气囊呢
选参数就很难
确定阈值就更难
所以我这整个叫做就是
我选参数和确定阈值的可靠性
鲁棒性和可区分性非常难
比如说我举几个例子
这个48公里/小时
和15公里/小时的整车
汽车对刚性墙的碰撞
这两个碰撞的严重程度
都要点爆安全气囊
这件事儿我们是事后知道的
那我就告诉你了说
我给你一个48公里/小时
撞刚性墙的加速度信号
或者你的什么vj信号什么信号
反正能检测到
再给你一个15公里/小时的信号
我这两个信号
我都不给你全部
我给你全部
这碰撞都发生完了
我只给头40毫秒
头50毫秒你告诉我
再过50毫秒会发生什么事儿
这叫感应 感知和预测
这个碰撞检测的难度
就是要基于有限的信号
来预测未来要发生的事儿
我要给你100毫秒的信号
这就没难度了是吧
你看看他的速度
看看加速度已经知道了
你等着100毫秒的信号
全接收完了
人已经挂掉了对吧
所以呢像这么两个碰撞
都应该点爆气囊
但是你去看看
它的初始的值非常不一样
它最大的峰值
一个是12G 一个是65G
我让你感应65G非常好感应到
很分析你做个滤波什么都错不了
12G不定就淹没在什么里边
而且呢这个12G的一个碰撞
很可能跟其他的
一个什么碰撞模式是类似的
那个碰撞模式
很可能是不该点爆气囊的
也测出了12G
你这个该点爆气囊的
也测出了12G
到底点爆还是不点爆
所以这是例子一
第二个例子
我们看看这个48公里/小时
30度角的斜碰撞
整车对碰撞壁的斜碰撞
跟这个48公里/小时
对一个柱状
这柱状也是个实验了
那这两个实验呢差不多
你看这个强度都够点爆的
因为48公里/小时碰撞
甭管你撞上什么
都得点爆气囊
但是这两种碰撞形式
在初始的这个碰撞信号
当然我这列的
可能是加速度信号
它很不一样它区分度很差
这个pole impact就是这个柱状的
它会把信号拉长
因为呢你撞柱子的时候
开始就用保险杠的中间挺软的
去跟这柱子发生碰撞
你的前纵梁都跃过去了
然后呢一直撞撞
撞到了发动机信号才变强
也就是说从你接触到
保险杠中间一直到发动机
这个距离里若干个毫秒
比如八个毫秒
这个信号都是很弱的
直到碰到发动机突然变强了
也就是说前面
这八个毫秒也好六个毫秒也好
你检测的信号
对你就没什么用
你不敢做决定
等你看到发动机这信号起来以后
那个时候做决定
你还不敢马上做决定
你还得再等等就晚了
不叫就晚了 就难了
所以这个麻烦就是说
有些严重的碰撞
在初始的加速度信号非常弱
越来越强
-1-1：汽车安全问题的背景
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-1-2：车辆碰撞过程
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-1-3：汽车安全的定义
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-1-4：乘用车组件及车身结构碰撞区域
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-1-5：汽车碰撞的类型和碰撞设计要求
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-1-6：汽车碰撞安全设计与分析过程
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-2-1：汽车碰撞波形的定义
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-2-2：发动机对碰撞波形的影响
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-2-3：车辆运动学分析
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-2-4：乘员运动学分析
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-2-5：乘员动力学(1)
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-2-6：乘员动力学(2)
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-补充：整车碰撞试验视频
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-2-7：基于等效方波的质量弹簧模型及约束系统刚度设计
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-2-8：碰撞波形与乘员的约束系统设计匹配（上）
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-2-9：碰撞波形与乘员约束系统设计匹配（下）
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-3-1：冲击载荷下人体的受伤机理
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-3-2：冲击载荷下人体的力学响应
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-3-3：人体的损伤容限
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-3-4：人体冲击力学的试验方法
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-3-5：冲击载荷下人体胸部的力学响应
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-3-6：人体胸部碰撞损伤容限
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-3-7：冲击载荷下人体头部的力学响应与碰撞损伤容限
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-3-8：人体其他部位碰撞损伤研究
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-作业1
-4-1：碰撞假人演变和开发历史
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-4-2：混III 50百分位假人的结构
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-4-3：其他碰撞假人
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-4-4：假人的生物逼真度控制和改进
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-4-5： 碰撞假人主要结构介绍
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-4-6：典型整车碰撞试验过程介绍
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-4-7：典型滑车碰撞试验
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-补充1 正面100%重叠刚性壁障碰撞试验
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-补充2 正面40%重叠可变形壁障碰撞试验
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-补充3 可变形移动壁障侧面碰撞试验
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-5-1：安全带与气囊的功能
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-5-2：安全带结构
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-5-3：气囊的结构与工作原理
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-5-4：气囊的潜在危险性
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-5-5：气囊对离位乘员的危险性
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-5-6：碰撞感知的概念与难点
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-5-7：点爆策略的制定过程
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-5-8：周青教授解读汽车乘员约束系统工作原理
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-6-1：汽车座椅的结构
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-6-2：颈部挥鞭伤及影响因素
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-6-3：座椅的功能和碰撞安全性设计
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-6-4：防挥鞭伤的原理和保护装置
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-6-5：座椅刚性和柔性的争议
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-6-6：基于座椅滑动的尾撞乘员保护
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-6-7：座椅主要结构及功能介绍
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-6-8：基于座椅滑动的尾撞乘员保护(会议报告版)
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-作业2
-7-1：儿童乘员碰撞保护问题
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-7-2：儿童身体生物力学特性及伤害研究
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-7-3：获取儿童损伤生物力学特性数据及儿童假人设计
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-7-4：儿童乘员约束系统
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-7-5： 儿童乘员约束系统碰撞性能评价
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-7-6：儿童座椅台车试验过程介绍
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-7-7：儿童约束系统使用正确与否的对比
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-8-1：碰撞法规试验的单一性与交通事故的多样性
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-8-2：自适应乘员约束系统优化仿真平台
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-8-3：可调式乘员约束系统构型优化结果56kph工况
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-8-4：可调式乘员约束系统构型优化结果40kph工况
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-9-1：侧面碰撞保护设计评价方法
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-9-2：侧面碰撞过程分析
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-9-3：髋部缓冲衬垫设计考量举例
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-9-4 ：侧面碰撞缓冲衬垫设计
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-9-补充1：车与车侧面碰撞试验
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-9-补充2：C-NCAP可变形移动壁障侧面碰撞试验
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-9-补充3：侧面柱碰撞试验
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-9-补充4：可变形移动壁障侧面碰撞试验
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-10-1：乘员头部碰撞问题的背景
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-10-2：力学建模及其依据
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-10-3：研究结果如何指导乘员头部碰撞保护设计
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-10-4：乘员头碰撞小结
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-作业3
-11-1： 行人碰撞事故特点及伤害
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-11-2：行人下肢碰撞损伤机理研究
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-11-3：行人安全评价方法、法规及实验模块
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-11-4： 基于行人模块试验评价方法利弊
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-11-5：车辆前端结构的行人碰撞保护设计
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-11-补充1 行人碰撞保护中成人及儿童头模块碰撞试验
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-11-补充2 行人碰撞保护中下肢模块碰撞试验
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-12-1：薄壁管件轴向压溃设计和分析
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-12-2：塑性铰的概念
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-12-3：薄壁方管轴向压溃变形模式和机理及其力学模型
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-13-1：结构和材料碰撞响应之复杂性
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-13-2：冲击载荷下材料的表征与测试-材料特性的复杂性
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-13-3：冲击载荷下材料的表征与测试-应用环境的复杂性
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-13-4：冲击载荷下材料的表征与测试-试验设计与优化
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-13-5：碰撞载荷下材料和结构的建模与仿真
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-作业4
-14-1：影响两车相撞安全性的因素
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-14-2：具体说明重量、刚度、几何尺寸等如何影响两车相撞安全性
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-14-3： 不同重量级别汽车的安全性设计
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-14-4：事故统计及车重的发展
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-14-5：轻量化技术对汽车安全利大于弊
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-15-1：电动车事故
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-15-2： 电动车电池排布及电池的细观结构
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-15-3： 电池的起火条件及设计准则
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-15-4： 电池碰撞安全性研究
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-15-5：小型轻量化电动车的碰撞安全性研究
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