基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法、装置及系统，属于数据分析方法领域，用于解决由已有的碰撞样本数据获取新工况的碰撞样本数据的问题，技术要点是：S1.对已有的多种车辆事故，重现碰撞仿真工况的速度数据，并对速度数据提取；S2.由速度数据建立速度?时间曲线，拟合得到高阶拟合曲线，生成高阶曲线方程；S3.提取高阶曲线方程的系数并生成系数矩阵，所述系数矩阵通过插值得到临近速度的系数矩阵。效果是：本发明充分利用在计算机资源不足时，利用已有的数据进行数据挖掘，创造出新的相关数据，节约了时间和成本，提高了数据量；对离散化数据进行方程化表示。为使用数据者提供出方便使用的实验数据。
【专利说明】
基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法、装置及 系统
技术领域
[0001] 本发明属于数据分析方法领域，涉及一种数据样本获取方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] CAE仿真技术在碰撞仿真中计算时间一直是困扰着工程技术人员的最大问题，虽 然计算机软、硬件技术不断提高，出现大规模的超级计算机和云平台，但是硬件条件并不是 能一定满足，这样就会出现计算资源匮乏的问题。而通过已有的碰撞样本数据获取新工况 的碰撞样本数据，是可以弥补计算资源不足时依然可以得到准确的数据，提升效率和节约 成本。
【发明内容】
[0003] 为了解决由已有的碰撞样本数据获取新工况的碰撞样本数据的问题，本发明提出 了一种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，实现了在计算资源不足时依然可 以得到准确的碰撞仿真数据，由现有碰撞数据增加碰撞仿真数据的数量。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案的要点是：
[0005] -种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，包括步骤：
[0006] S1.对已有的多种车辆事故，重现碰撞仿真工况的速度数据，并对速度数据提取；
[0007] S2.由速度数据建立速度-时间曲线，拟合得到高阶拟合曲线，生成高阶曲线方程；
[0008] S3.提取高阶曲线方程的系数并生成系数矩阵，所述系数矩阵通过插值得到临近 速度的系数矩阵。
[0009] -种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取装置，包括：
[0010] 速度数据提取装置，对已有的多种车辆事故，重现碰撞仿真工况的速度数据，并对 速度数据提取；
[0011] 高阶曲线方程获取装置，由速度数据建立速度-时间曲线，拟合得到高阶拟合曲 线，生成高阶曲线方程；
[0012] 临近速度的系数矩阵获取装置，提取高阶曲线方程的系数并生成系数矩阵，所述 系数矩阵通过插值得到临近速度的系数矩阵。
[0013] -种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取系统，包括：
[0014] 事故样本数据库、数据处理模块、数据拟合算法模块、拟合样本模块、事故拟合曲 线生成模块;所述事故样本数据库存储事故样本数据，该事故样本数据由数据处理模块提 取速度数据，并对速度数据按照不同工况分类，该速度数据数据拟合算法模块进行数据拟 合得到高阶方程，并由拟合样本模块提取系数，生成系数矩阵，通过插值得到临近速度的系 数矩阵;事故拟合曲线生成模块由临近速度的系数矩阵得到新的曲线方程，并由新的曲线 方程拟合曲线，得到速度-时间数据样点。
[0015] 有益效果:本发明充分利用在计算机资源不足时，利用已有的数据进行数据挖掘， 创造出新的相关数据，节约了时间和成本，提高了数据量;对离散化数据进行方程化表示。 为使用数据者提供出方便使用的实验数据。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例4所述系统的结构示意图；
[0017] 图2为系数相关性曲线图。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1: 一种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，包括步骤：
[0019] S1.对已有的多种车辆事故，重现碰撞仿真工况的速度数据，并对速度数据提取；
[0020] S2.由速度数据建立速度-时间曲线，拟合得到高阶拟合曲线，生成高阶曲线方程；
[0021] S3.提取高阶曲线方程的系数并生成系数矩阵，所述系数矩阵通过插值得到临近 速度的系数矩阵。
[0022] S4.由临近速度的系数矩阵得到新的曲线方程，并由新的曲线方程拟合曲线得到 速度-时间数据样点。
[0023] 然而，上述方法由于采用高阶多项式，拟合曲线会出现局部波动，所以需要 [0024]对系数进行修正，修正需要考虑阶数与均方误差之间的关系，以得到更为准确的 数据，为此，作为技术方案的优选，由所述系数矩阵对插值获得的临近速度的系数矩阵进行 修正，得到修正的曲线方程，并由修正的曲线方程拟合曲线得到速度-时间数据样点。
[0025] 本实施例所述的速度数据可以是加速度数据、角速度数据，本实施例所述的速度-时间曲线可以是加速度-时间曲线、角速度-时间曲线。
[0026] 实施例2:-种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，包括步骤：
[0027] S1.对已有的多种车辆事故，重现碰撞仿真工况的速度数据，并对速度数据提取； 按照不同的工况对速度数据分类，并建立相应的数据库；
[0028] S2.由速度数据建立速度-时间曲线，拟合得到高阶拟合曲线，生成高阶曲线方程；
[0029] S3.提取高阶曲线方程的系数并生成系数矩阵，所述系数矩阵通过插值得到临近 速度的系数矩阵。
[0030] S4.由临近速度的系数矩阵得到新的曲线方程，并由新的曲线方程拟合曲线得到 速度-时间数据样点，对于速度-时间数据样点按照对应工况进行存储。
[0031] 然而，上述方法由于采用高阶多项式，拟合曲线会出现局部波动，所以需要 [0032]对系数进行修正，修正需要考虑阶数与均方误差之间的关系，以得到更为准确的 数据，为此，作为技术方案的优选，由所述系数矩阵对插值获得的临近速度的系数矩阵进行 修正，得到修正的曲线方程，并由修正的曲线方程拟合曲线得到速度_时间数据样点，对于 速度-时间数据样点按照对应工况进行存储。
[0033]具体的，所述的拟合使用的方法是最小二乘法、插值法、小波法中的一种。
[0034]本实施例所述的速度数据可以是加速度数据、角速度数据，本实施例所述的速度-时间曲线可以是加速度-时间曲线、角速度-时间曲线。
[0035]实施例3 : -种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取装置，其特征在于，包 括：
[0036] 速度数据提取装置，对已有的多种车辆事故，重现碰撞仿真工况的速度数据，并对 速度数据提取；
[0037] 高阶曲线方程获取装置，由速度数据建立速度-时间曲线，拟合得到高阶拟合曲 线，生成高阶曲线方程；
[0038] 临近速度的系数矩阵获取装置，提取高阶曲线方程的系数并生成系数矩阵，所述 系数矩阵通过插值得到临近速度的系数矩阵。
[0039] 数据样点获取装置，由临近速度的系数矩阵得到新的曲线方程，并由新的曲线方 程拟合曲线得到速度-时间数据样点。
[0040] 作为技术方案的优选，还包括修正装置，由所述系数矩阵对插值获得的临近速度 的系数矩阵进行修正，得到修正的曲线方程，并由修正的曲线方程拟合曲线得到速度-时间 数据样点。
[0041] 作为技术方案更进一步的优选，还包括分类装置，按照不同的工况对速度数据分 类，并建立相应的数据库;数据样点存储装置，对于速度-时间数据样点按照对应工况进行 存储。
[0042] 实施例4: 一种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取系统，包括：
[0043]事故样本数据库、数据处理模块、数据拟合算法模块、拟合样本模块、事故拟合曲 线生成模块;所述事故样本数据库存储事故样本数据，该事故样本数据由数据处理模块提 取速度数据，并对速度数据按照不同工况分类，该速度数据数据拟合算法模块进行数据拟 合得到高阶方程，并由拟合样本模块提取系数，生成系数矩阵，通过插值得到临近速度的系 数矩阵;事故拟合曲线生成模块由临近速度的系数矩阵得到新的曲线方程，并由新的曲线 方程拟合曲线，得到速度-时间数据样点。
[0044] 实施例5:-种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，作为实施例1和2 技术方案的补充说明，包括如下步骤，
[0045] S1:对已有的多个刚性壁事故重现刚性壁碰撞仿真工况的加速度、角速度数据进 行提取；
[0046] S2:对加速度、角速度数据按照不同的工况进行自动分类并建立相应的数据库；
[0047] S3:分别根据加速度数据、角速度数据建立相对应的加速度-时间曲线与角速度-时间曲线；
[0048] S4:对加速度曲线、角速度曲线利用最小二乘法数据拟合得到加速度、角速度的高 阶拟合曲线并生成曲线方程，例如得到的拟合曲线方程如下所述：
[0049] 方程1 y = 6E+08x6-3E+08x5+6E+07x4-6E+06x 3+316765x2-8743x+95.166
[0050] 方程3 y = -2E+09x6+4E+08x5-3E+07x4+724289x 3-9375 ? 8x2+l 13 ? 77x-0 ? 0546
[0051] S5:提取S4中的高阶曲线方程的系数并生成系数矩阵;例如：
[0052] 6.QQE+08 -3.QQE+08 6. DQE+07 00E+06 316765 -8743 -2.00E+09 4.00FH-08 -3.00E+O7 724289 -9375.8 113.77
[0053] S6:步骤S5生成的系数矩阵通过插值得到临近速度的系数矩阵;如图2所示，
[0054]由方程1生成系数矩阵曲线1，方程3生成系数矩阵曲线3,由方程1与方程3的第一 个系数通过插值等方法，得到图中曲线2的值也就是临近速度的系数矩阵的值，此值需要通 过多条曲线进行插值得到并需要修正。
[0055] S7:由于采用高阶多项式，拟合曲线会出现局部波动，所以需要
[0056]对系数进行修正，修正需要考虑阶数与均方误差之间的关系；
[0057] S8.根据步骤S7后的有效系数得到新的曲线方程，并根据拟合曲线得到加速度-时 间、角速度-时间数据样点并将有效数据按照对应工况进行存储；
[0058]其中：在步骤S4中的数据拟合方法不局限于一种，例如插值法，小波法等方法。 [0059]以上所述，仅为本发明创造较佳的【具体实施方式】，但本发明创造的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明 创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之 内。
【主权项】
1. 一种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，其特征在于，包括步骤：51. 对已有的多种车辆事故，重现碰撞仿真工况的速度数据，并对速度数据提取；52. 由速度数据建立速度-时间曲线，拟合得到高阶拟合曲线，生成高阶曲线方程；53. 提取高阶曲线方程的系数并生成系数矩阵，所述系数矩阵通过插值得到临近速度 的系数矩阵。2. 如权利要求1所述的基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，其特征在于， 由临近速度的系数矩阵得到新的曲线方程，并由新的曲线方程拟合曲线得到速度-时间数 据样点。3. 如权利要求1所述的基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，其特征在于， 由所述系数矩阵对插值获得的临近速度的系数矩阵进行修正，得到修正的曲线方程，并由 修正的曲线方程拟合曲线得到速度-时间数据样点。4. 如权利要求1或2或3所述的基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，其特 征在于，所述步骤1中，还具有按照不同的工况对速度数据分类，并建立相应的数据库的步 骤。5. 如权利要求4所述的基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，其特征在于， 对于速度-时间数据样点按照对应工况进行存储。6. 如权利要求1或2或3所述的基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取方法，其特 征在于，所述的拟合使用的方法是最小二乘法、插值法、小波法。7. -种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取装置，其特征在于，包括:速度数据 提取装置，对已有的多种车辆事故，重现碰撞仿真工况的速度数据，并对速度数据提取； 高阶曲线方程获取装置，由速度数据建立速度-时间曲线，拟合得到高阶拟合曲线，生 成高阶曲线方程； 临近速度的系数矩阵获取装置，提取高阶曲线方程的系数并生成系数矩阵，所述系数 矩阵通过插值得到临近速度的系数矩阵。8. 如权利要求7所述的基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取装置，其特征在于， 还包括修正装置，由所述系数矩阵对插值获得的临近速度的系数矩阵进行修正，得到修正 的曲线方程，并由修正的曲线方程拟合曲线得到速度-时间数据样点。9. 如权利要求7或8或9所述的基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取装置，其特 征在于，还包括分类装置，按照不同的工况对速度数据分类，并建立相应的数据库;数据样 点存储装置，对于速度-时间数据样点按照对应工况进行存储。10. -种基于数据拟合的多种事故碰撞数据样本获取系统，其特征在于，包括:事故样 本数据库、数据处理模块、数据拟合算法模块、拟合样本模块、事故拟合曲线生成模块;所述 事故样本数据库存储事故样本数据，该事故样本数据由数据处理模块提取速度数据，并对 速度数据按照不同工况分类，该速度数据数据拟合算法模块进行数据拟合得到高阶方程， 并由拟合样本模块提取系数，生成系数矩阵，通过插值得到临近速度的系数矩阵;事故拟合 曲线生成模块由临近速度的系数矩阵得到新的曲线方程，并由新的曲线方程拟合曲线，得 到速度-时间数据样点。
【文档编号】G06F17/30GK105912503SQ201610281975
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】田雨农, 崔建宁
【申请人】大连楼兰科技股份有限公司