碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法和系统与流程

本发明涉及汽车碰撞试验技术领域，尤其涉及一种碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法和一种碰撞试验中假人骨盆运动的测量系统。

背景技术：

随着汽车安全性能要求越来越高，针对安全性能的部件要求自然就越来越高，随之而来的就会有安全性能试验一致性的疑问。由于每次安全试验的样件状态不能达到完全一致，因此，只能从相应试验结果中找寻规律，剔除怀疑数据保留可信数据并应用于安全性能开发中。

对此，相关技术中，有通过假人骨盆的加速度传感器采集的数据来进行判断的，但其存在换算结果不准确的问题；也有通过增加高速摄像的方式进行判断的，但其同样存在标示点移动抓取不准确，还可能存在因障碍物丢失抓取标示点的问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法，该方法通过红外探测器对设置在假人骨盆处的热源进行探测，获得假人骨盆的三维运动轨迹，能够提高假人骨盆运动的测量精度。

本发明的第二个目的在于提出一种碰撞试验中假人骨盆运动的测量系统。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法，包括以下步骤：获取红外探测器的位置信息；通过所述红外探测器采集设置在所述假人骨盆处的热源的运动信号；根据所述红外探测器的位置信息和所述运动信号获取所述假人骨盆的三维运动轨迹。

本发明实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法，可以获取红外探测器的位置信息，并可以通过红外探测器采集设置在假人骨盆处的热源的运动信号，进而根据红外探测器的位置信息和运动信号获取假人骨盆的三维运动轨迹。由此，提高了假人骨盆运动的测量精度，便于对假人骨盆在各个轴向上的位移的判断。

另外，本发明上述实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述红外探测器设置在汽车车身上或碰撞试验滑台上。

根据本发明的一个实施例，所述测量方法还包括：据所述三维运动轨迹分别获取所述假人骨盆在不同轴向上的最大位移，以及所述不同轴向上的最大位移的出现时间。

根据本发明的一个实施例，所述热源为温度大于26℃的恒温热源。

根据本发明的一个实施例，所述红外追踪器为半球形自由运动的红外探测器。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种碰撞试验中假人骨盆运动的测量系统，其特征在于，包括：热源，所述热源设置在所述假人骨盆处；红外探测器，用于采集所述热源的运动信号；控制器，所述控制器与所述红外探测器相连，用于获取所述红外探测器的位置信息，并根据所述热源的运动信号和所述红外探测器的位置信息获取所述假人骨盆的三维运动轨迹。

本发明实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量系统，通过控制器获取红外探测器的位置信息，并通过红外探测器采集设置在假人骨盆处的热源的运动信号，进而通过控制器根据红外探测器的位置信息和运动信号获取假人骨盆的三维运动轨迹。由此，提高了假人骨盆运动的测量精度，便于对假人骨盆在各个轴向上的位移的判断。

另外，本发明上述实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量系统，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述红外探测器设置在所述汽车车身上或汽车碰撞试验滑台上。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还用于：根据所述三维运动轨迹分别获取所述假人骨盆在不同轴向上的最大位移，以及所述不同轴向上的最大位移的出现时间。

根据本发明的一个实施例，所述热源为温度大于26℃的恒温热源。

根据本发明的一个实施例，其特征在于，所述红外追踪器为半球形自由运动的红外探测器。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法的流程图；

图2是根据本发明一个具体示例的碰撞试验中热源的安装位置示意图；

图3是根据本发明一个具体示例的碰撞试验中H点的示意图；

图4、图5是根据本发明一个实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法中的红外跟踪处理的流程图；

图6、图7是根据本发明一个实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法的热源和红外探测器的空间位置示意图；

图8是根据本发明一个实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法和测量系统。

图1是根据本发明一个实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法的流程图。如图1所示，该测量方法包括以下步骤：

S101，获取红外探测器的位置信息。

在本发明的一个实施例中，红外探测器可以设置在汽车车身上或碰撞试验滑台上。

S102，通过红外探测器采集设置在假人骨盆处的热源的运动信号。

在本发明的一个实施例中，为了在较大范围内追踪到热源，该红外探测器可以是半球形自由运动的红外探测器。

在本发明的一个实施例中，受限于假人的材质，其自身的温度一般不会超过26℃，因此，为了便于红外探测器追踪，该热源可以是温度大于26℃的恒温热源，如37℃的恒温热源。

可选地，为了便于红外探测器的追踪，可以将热源设置在假人骨盆的后侧，即相关技术中假人骨盆加速度传感器的安装位置。可以理解，当热源设置在假人骨盆的后侧时，如图2所示，可以在座椅的椅背上设置孔洞，以便于红外探测器追踪热源。

S103，根据红外探测器的位置信息和运动信号获取假人骨盆的三维运动轨迹。

具体地，如图3所示，在初始状态下，将骨盆处放置一稳定热源的假人安放在座椅上，将红外探测器安装在汽车的车身上或者碰撞试验滑台上，根据假人H点对假人进行静态定位，同时可以获取此时红外探测器的位置信息(如空间坐标)。

进一步地，在碰撞试验过程中，红外探测器发出红外探测波，追踪恒温热源，并利用图4、图5所示的红外制导原理，以获取假人骨盆处热源的运动信号，进而根据该运动信号及红外探测器的位置信息获取假人骨盆的运动轨迹。

举例而言，在本发明的一个示例中，红外探测器安装在碰撞试验滑台上，在碰撞试验过程中，实时获取红外探测器的空间坐标(即位置信息)，并将该空间坐标设置为空间坐标原点。如图6所示，初始状态下，红外探测器的位置坐标(0,0,0)和热源的位置坐标(x1，y1，z1)；如图7所示，为碰撞过程中，红外探测器的位置坐标(0,0,0)和热源的运动轨迹，以及碰撞结束后的热源位置坐标(xn，yn，zn)，其中，滑台方向为图6、图7所示的X轴方向。

具体而言，碰撞试验中，红外探测器的位置是实时变化的，热源的位置也是实时变化的。当红外探测器安装在碰撞试验滑台上时，红外探测器的初始位置设为(0,0,0)，热源的初始位置为(x1，y1，z1)，两者的相对位置为(x1，y1，z1)；碰撞过程中的t时刻，红外探测器的位置为(at，0,0)，热源的位置为(xt，yt，zt)，两者的相对位置为(xt-at，yt，zt)。由于红外探测器因碰撞而产生的位移很小，可忽略不计，因此，t时刻，热源因碰撞而产生的在三个不同轴向上的位移分别为xt-at-x1、yt-y1、zt-z1。由此，可以得到不同时刻热源的位移，进而能够得到碰撞试验中热源的三维运动轨迹(即骨盆的三维运动轨迹)。

在本发明的一个示例中，红外探测器安装在汽车车身上，在碰撞试验过程中，实时获取红外探测器的空间坐标(即位置信息)，并将该空间坐标设置为空间坐标原点。如图6所示，初始状态下，红外探测器的位置坐标(0,0,0)和热源的位置坐标(x1，y1，z1)；如图7所示，为碰撞过程中，红外探测器的位置坐标(0,0,0)和热源的运动轨迹，以及碰撞结束后的热源位置坐标(xn，yn，zn)。

具体而言，碰撞试验中，红外探测器的位置是实时变化的，热源的位置也是实时变化的。当红外探测器安装在碰撞试验滑台上时，红外探测器的初始位置设为(0,0,0)，热源的初始位置为(x1，y1，z1)，两者的相对位置为(x1，y1，z1)；碰撞过程中的t时刻，红外探测器的位置为(at，bt，ct)，热源的位置为(xt，yt，zt)，两者的相对位置为(xt-at，yt-bt，zt-ct)。由于红外探测器因碰撞而产生的位移很小，可忽略不计，因此，t时刻，热源因碰撞而产生的在三个不同轴向上的位移分别为xt-at-x1、yt-bt-y1、zt—ct-z1。由此，可以得到不同时刻热源的位移，进而能够得到碰撞试验中热源的三维运动轨迹(即骨盆的三维运动轨迹)。

进一步地，在本发明的一个实施例中，可以根据上述三维运动轨迹分别获取假人骨盆在不同轴向上的最大位移，以及不同轴向上的最大位移的出现时间。

具体而言，当红外探测器设置在碰撞试验滑台上时，t时刻，热源的在X轴向的位移为xt-at-x1，在Y轴向上的位移为yt-y1，在Z轴向上的位移为zt-z1，则可以获取碰撞试验中热源在不同轴向上的最大位移，即max(x2-a2-x1，x3-a3-x1，…，xn-an-x1)，max(y2-y1，y3-y1，…，yn-y1),max(z2-z1，z3-z1，…，zn-z1),同时可以获取不同轴向上最大位移出现时的时间txmax、tymax、tzmax。

当红外探测器设置在汽车车身上时，t时刻，热源的在X轴向的位移为xt-at-x1，在Y轴向上的位移为yt-bt-y1，在Z轴向上的位移为zt-ct-z1，则可以获取碰撞试验中热源在不同轴向上的最大位移，即max(x2-a2-x1，x3-a3-x1，…，xn-an-x1)，max(y2-b2-y1，y3-b3-y1，…，yn-bn-y1),max(z2-c2-z1，z3-c3-z1，…，zn-cn-z1),同时可以获取不同轴向上最大位移出现时的时间txmax、tymax、tzmax。

本发明实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法，可以获取红外探测器的位置信息，并可以通过红外探测器采集设置在假人骨盆处的热源的运动信号，进而根据红外探测器的位置信息和运动信号获取假人骨盆的三维运动轨迹。由此，提高了假人骨盆运动的测量精度，便于对假人骨盆在各个轴向上的位移的判断。

图8是根据本发明一个实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量系统的结构示意图。如图8所示，该测量系统包括：热源10、红外探测器20和控制器30。

其中，热源10设置在假人骨盆处；红外探测器20用于采集热源10的运动信号；控制器30与红外探测器20相连，用于获取红外探测器20的位置信息，并根据热源10的运动信号和红外探测器20的位置信息获取假人骨盆的三维运动轨迹。

在本发明的一个实施例中，红外探测器20可以设置在汽车车身上或碰撞试验滑台上。

为了在较大范围内追踪到热源10，该红外探测器20可以是半球形自由运动的红外探测器。

在本发明的一个实施例中，受限于假人的材质，其自身的温度一般不会超过26℃，因此，为了便于红外探测器20追踪，该热源10可以是温度大于26℃的恒温热源，如37℃的恒温热源。

可选地，为了便于红外探测器20的追踪，可以将热源10设置在假人骨盆的后侧，即相关技术中假人骨盆加速度传感器的安装位置。可以理解，当热源10设置在假人骨盆的后侧时，如图2所示，可以在座椅的椅背上设置孔洞，以便于红外探测器20追踪热源10。

具体地，如图3所示，在初始状态下，将骨盆处放置一稳定热源10的假人安放在座椅上，将红外探测器20安装在汽车的车身上或者碰撞试验滑台上，控制器30根据假人H点对假人进行静态定位，同时可以获取此时红外探测器的位置信息(如空间坐标)。

进一步地，在碰撞试验过程中，红外探测器20发出红外探测波，追踪恒温热源10，并利用图4、图5所示的红外制导原理，以获取假人骨盆处热源的运动信号，进而控制器30根据该运动信号及红外探测器20的位置信息获取假人骨盆的运动轨迹。

举例而言，在本发明的一个示例中，红外探测器20安装在碰撞试验滑台上，在碰撞试验过程中，控制器30实时获取红外探测器20的空间坐标(即位置信息)，并将该空间坐标设置为空间坐标原点。如图6所示，初始状态下，红外探测器20的位置坐标(0,0,0)和热源10的位置坐标(x1，y1，z1)；如图7所示，为碰撞过程中，红外探测器20的位置坐标(0,0,0)和热源10的运动轨迹，以及碰撞结束后的热源10位置坐标(xn，yn，zn)，其中，滑台方向为图6、图7所示的X轴方向。

具体而言，碰撞试验中，红外探测器20的位置是实时变化的，热源10的位置也是实时变化的。当红外探测器20安装在碰撞试验滑台上时，红外探测器20的初始位置设为(0,0,0)，热源10的初始位置为(x1，y1，z1)，两者的相对位置为(x1，y1，z1)；碰撞过程中的t时刻，红外探测器20的位置为(at，0,0)，热源10的位置为(xt，yt，zt)，两者的相对位置为(xt-at，yt，zt)。由于红外探测器20因碰撞而产生的位移很小，可忽略不计，因此，t时刻，热源10因碰撞而产生的在三个不同轴向上的位移分别为xt-at-x1、yt-y1、zt-z1。由此，可以得到不同时刻热源10的位移，进而能够得到碰撞试验中热源10的三维运动轨迹(即骨盆的三维运动轨迹)。

在本发明的一个示例中，红外探测器20安装在汽车车身上，在碰撞试验过程中，实时获取红外探测器20的空间坐标(即位置信息)，并将该空间坐标设置为空间坐标原点。如图6所示，初始状态下，红外探测器20的位置坐标(0,0,0)和热源10的位置坐标(x1，y1，z1)；如图7所示，为碰撞过程中，红外探测器20的位置坐标(0,0,0)和热源10的运动轨迹，以及碰撞结束后的热源10位置坐标(xn，yn，zn)。

具体而言，碰撞试验中，红外探测器20的位置是实时变化的，热源10的位置也是实时变化的。当红外探测器20安装在碰撞试验滑台上时，红外探测器20的初始位置设为(0,0,0)，热源10的初始位置为(x1，y1，z1)，两者的相对位置为(x1，y1，z1)；碰撞过程中的t时刻，红外探测器20的位置为(at，bt，ct)，热源10的位置为(xt，yt，zt)，两者的相对位置为(xt-at，yt-bt，zt-ct)。由于红外探测器20因碰撞而产生的位移很小，可忽略不计，因此，t时刻，热源10因碰撞而产生的在三个不同轴向上的位移分别为xt-at-x1、yt-bt-y1、zt—ct-z1。由此，可以得到不同时刻热源10的位移，进而能够得到碰撞试验中热源10的三维运动轨迹(即骨盆的三维运动轨迹)。

进一步地，在本发明的一个实施例中，控制器30还可以根据上述三维运动轨迹分别获取假人骨盆在不同轴向上的最大位移，以及不同轴向上的最大位移的出现时间。

具体而言，当红外探测器20设置在碰撞试验滑台上时，t时刻，热源10的在X轴向的位移为xt-at-x1，在Y轴向上的位移为yt-y1，在Z轴向上的位移为zt-z1，则可以获取碰撞试验中热源10在不同轴向上的最大位移，即max(x2-a2-x1，x3-a3-x1，…，xn-an-x1)，max(y2-y1，y3-y1，…，yn-y1),max(z2-z1，z3-z1，…，zn-z1),同时可以获取不同轴向上最大位移出现时的时间txmax、tymax、tzmax。

当红外探测器20设置在汽车车身上时，t时刻，热源10的在X轴向的位移为xt-at-x1，在Y轴向上的位移为yt-bt-y1，在Z轴向上的位移为zt-ct-z1，则可以获取碰撞试验中热源10在不同轴向上的最大位移，即max(x2-a2-x1，x3-a3-x1，…，xn-an-x1)，max(y2-b2-y1，y3-b3-y1，…，yn-bn-y1),max(z2-c2-z1，z3-c3-z1，…，zn-cn-z1),同时可以获取不同轴向上最大位移出现时的时间txmax、tymax、tzmax。

本发明实施例的碰撞试验中假人骨盆运动的测量方法，可以获取红外探测器的位置信息，并可以通过红外探测器采集设置在假人骨盆处的热源的运动信号，进而根据红外探测器的位置信息和运动信号获取假人骨盆的三维运动轨迹。由此，提高了假人骨盆运动的测量精度，便于对假人骨盆在各个轴向上的位移的判断。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。