汽车冲击振动性能方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

1.本发明涉及汽车性能评估领域，尤其涉及一种汽车冲击振动性能评估方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.汽车的舒适性能是整车性能的重要组成部分。其中冲击振动性能则是车辆行驶过程中最重要的舒适性能之一。现有的冲击振动性能指标，主要测量车辆过冲击的强度，并未测量车辆过冲击后车辆的收敛程度。这种性能指标往往无法真实反映车辆行驶过程中过冲击的舒适程度。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种汽车冲击振动方法、装置、计算机设备及存储介质，以获得一种更好反映车辆行驶过程中过冲击的舒适程度的性能指标。
4.一种汽车冲击振动性能评估方法，包括：
5.获取汽车在冲击测试条件下的加速度数据；
6.对所述加速度数据进行第一滤波处理，获得处于第一预设频率范围的第一振动加速度数据；对所述加速度数据进行第二滤波处理，获得处于第二预设频率范围的第二振动加速度数据；
7.根据第一振动加速度数据确定所述汽车的冲击振动有效值；
8.从所述第二振动加速度数据提取指定冲击的第一峰值和第二峰值；根据所述第一峰值和所述第二峰值确定所述指定冲击的阻尼系数，所述汽车的冲击振动性能包括所述冲击振动有效值和所述阻尼系数。
9.一种汽车冲击振动性能评估装置，包括：
10.获取数据模块，用于获取汽车在冲击测试条件下的加速度数据；
11.滤波模块，用于对所述加速度数据进行第一滤波处理，获得处于第一预设频率范围的第一振动加速度数据；对所述加速度数据进行第二滤波处理，获得处于第二预设频率范围的第二振动加速度数据；
12.第一振动性能评估模块，用于根据第一振动加速度数据确定所述汽车的冲击振动有效值；
13.第二振动性能评估模块，用于从所述第二振动加速度数据提取指定冲击的第一峰值和第二峰值；根据所述第一峰值和所述第二峰值确定所述指定冲击的阻尼系数，所述汽车的冲击振动性能包括所述冲击振动有效值和所述阻尼系数。
14.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述汽车冲击振动性能评估方法。
15.一个或多个存储有计算机可读指令的可读存储介质，所述计算机可读指令被一个
或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述汽车冲击振动性能评估方法。
16.上述汽车冲击振动性能评估方法、装置、计算机设备及存储介质，通过获取汽车在冲击测试条件下的加速度数据，以获得用于评估冲击振动性能的测量数据。对所述加速度数据进行第一滤波处理，获得处于第一预设频率范围的第一振动加速度数据；对所述加速度数据进行第二滤波处理，获得处于第二预设频率范围的第二振动加速度数据，以通过滤波处理，提高数据分析的精准性。根据第一振动加速度数据确定所述汽车的冲击振动有效值，以获得与冲击振动幅度相关的冲击振动性能。从所述第二振动加速度数据提取指定冲击的第一峰值和第二峰值；根据所述第一峰值和所述第二峰值确定所述指定冲击的阻尼系数，所述汽车的冲击振动性能包括所述冲击振动有效值和所述阻尼系数，以获得与振动衰减相关的冲击振动性能。本发明生成的冲击振动性能，可以更好地反映车辆行驶过程中过冲击的舒适程度。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明一实施例中汽车冲击振动性能评估方法的一应用环境示意图；
19.图2是本发明一实施例中汽车冲击振动性能评估方法的一流程示意图；
20.图3是本发明一实施例中若干车型的汽车过冲击时的加速度-时间图像；
21.图4是本发明一实施例中不同时间窗下的δrms
local-时间曲线；
22.图5是本发明一实施例中汽车冲击振动性能评估装置的一结构示意图；
23.图6是本发明一实施例中计算机设备的一示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本实施例提供的汽车冲击振动性能评估方法，可应用在如图1的应用环境中，其中，客户端与服务端进行通信。其中，客户端包括但不限于各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。服务端可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
26.在一实施例中，如图2所示，提供一种汽车冲击振动性能评估方法，以该方法应用在图1中的服务端为例进行说明，包括如下步骤s10-s40。
27.s10、获取汽车在冲击测试条件下的加速度数据。
28.可理解地，冲击测试条件可以根据实际的测试需要设置。例如，可以参照现有的汽车平顺性试验方法。加速度数据可以是由安装在汽车上的加速度传感器采集的汽车在冲击
测试条件下的加速度。在此处，安装在汽车上的加速度传感器一般为多个，加速度传感器则按一定的采样频率采样。因而，同一时刻，加速度数据包含了若干个安装位置采集的加速度；而对于同一安装位置，加速度数据(属于时域信号)可以表示为一组在时序上存在变化的加速度。可以根据分析需要选择全部或部分加速度数据。
29.s20、对所述加速度数据进行第一滤波处理，获得处于第一预设频率范围的第一振动加速度数据；对所述加速度数据进行第二滤波处理，获得处于第二预设频率范围的第二振动加速度数据。
30.可理解地，第一振动加速度数据用于计算冲击振动有效值。而冲击振动有效值可以反映人体对振动的敏感度。因而，可以根据人体对振动的敏感度设置第一预设频率范围。在一示例中，第一预设频率范围包括0-80hz。
31.第二振动加速度数据用于计算阻尼系数。而阻尼系数可以反映振动衰减状况。因而，可以根据振动衰减状况设置第二预设频率范围。在一示例中，第二预设频率范围包括0-30hz。
32.s30、根据第一振动加速度数据确定所述汽车的冲击振动有效值。
33.可理解地，汽车的冲击振动有效值可以表示为汽车过冲击(在冲击测试条件过冲击表现为经过凸块)时的最大加速度(均方根值)与平整路面的加速度(均方根值)的差值。在一些示例中，汽车前轮过冲击和后轮过冲击可以分开计算。也即是，冲击振动有效值可以包括前轮冲击振动有效值和后轮冲击振动有效值。
34.s40、从所述第二振动加速度数据提取指定冲击的第一峰值和第二峰值；根据所述第一峰值和所述第二峰值确定所述指定冲击的阻尼系数，所述汽车的冲击振动性能包括所述冲击振动有效值和所述阻尼系数。
35.可理解地，阻尼系数用于分析汽车受到冲击后振动的收敛程度。阻尼系数表征冲击后汽车振动的衰减快慢。第一峰值为汽车过冲击时的最大加速度，第二峰值为第一峰值之后的第二个峰值(若第一峰值为第一个峰值，则第二峰值为第三个峰值)。如图3所示，图3为若干车型的汽车过冲击时的加速度-时间图像。其中，峰位置a为车型03的第一峰值，峰位置b为车型03的第二峰值。可以通过阻尼系数计算模型处理第一峰值和第二峰值，生成阻尼系数。第一峰值和第二峰值的比值与阻尼系数成正相关，即比值越大，阻尼系数也越大；比值越小，阻尼系数也越小。
36.汽车的冲击振动性能包括冲击振动有效值和阻尼系数两个方面。其中，冲击振动有效值可以反映发生冲击振动时的最大振幅。冲击振动有效值越小，汽车的冲击振动性能越好；冲击振动有效值越大，汽车的冲击振动性能越差。阻尼系数表征冲击后汽车振动的衰减快慢。振动的衰减主要由簧下振动引起。阻尼系数越小，汽车的冲击振动性能越差；阻尼系数越小，汽车的冲击振动性能越好。
37.步骤s10-s40中，获取汽车在冲击测试条件下的加速度数据，以获得用于评估冲击振动性能的测量数据。对所述加速度数据进行第一滤波处理，获得处于第一预设频率范围的第一振动加速度数据；对所述加速度数据进行第二滤波处理，获得处于第二预设频率范围的第二振动加速度数据，以通过滤波处理，提高数据分析的精准性。根据第一振动加速度数据确定所述汽车的冲击振动有效值，以获得与冲击振动幅度相关的冲击振动性能。从所述第二振动加速度数据提取指定冲击的第一峰值和第二峰值；根据所述第一峰值和所述第
二峰值确定所述指定冲击的阻尼系数，所述汽车的冲击振动性能包括所述冲击振动有效值和所述阻尼系数，以获得与振动衰减相关的冲击振动性能。
38.可选的，步骤s10，即所述获取汽车在冲击测试条件下的加速度数据，包括：
39.s101、通过若干加速度传感器采集所述加速度数据，所述若干加速度传感器分布于所述汽车的若干部位，每一部位设置有至少一个所述加速度传感器。
40.可理解地，加速度数据可以是若干加速度传感器采集的数据。这些加速度传感器分布于汽车的若干部位。一般情况下，每一部位设置有至少一个加速度传感器。可以选取指定部位的测量数据作为加速度数据。在一些情况下，也可以对多个部位的测量数据进行加权平均，将加权平均的结果用作加速度数据。
41.可选的，所述若干部位包括方向盘、驾驶员座椅导轨、驾驶员脚地板、乘员座椅地板、乘员脚地板、前减振器塔座、后减振器塔座、前轴节、后轴节；
42.所述加速度传感器的采样频率为512hz，高通滤波器截止频率为0.2hz。
43.可理解地，可以在车辆若干部位设置加速度传感器，测量车辆发生冲击振动时(即过冲击时)的加速度。在此处，若干部位包括但不限于方向盘、驾驶员座椅导轨、驾驶员脚地板、乘员座椅地板、乘员脚地板、前减振器塔座、后减振器塔座、前轴节、后轴节。
44.可以根据实际需要设置加速度传感器的采样频率。在一示例中，加速度传感器的采样频率为512hz，高通滤波器截止频率为0.2hz。通过高通滤波，可以将频率在0.2hz以下的数据过滤掉。
45.可选的，所述冲击测试条件包括：在平直路面上设置指定尺寸的凸块，所述汽车以指定速度通过所述凸块；
46.所述加速度数据为持续指定时长的加速度。
47.可理解地，在进行冲击测试试验时，驾驶车辆以30km/h车速等速行驶通过凸块路(凸块路，即设置了尺寸为长2000mm、宽100mm、高25mm的凸块的道路)。然后由加速度传感器测量测试过程产生的测量数据。冲击测试试验一般要重复5次，以保证测量数据的准确性。
48.可以截取冲击凸块的瞬间前后共指定时长的数据作为有效的分析数据(即加速度数据)。在此处，指定时长可以是5s。
49.可选的，步骤s30，即所述根据第一振动加速度数据确定所述汽车的冲击振动有效值，包括：
50.s301、通过振动有效值计算模型处理所述第一振动加速度数据，生成所述冲击振动有效值，所述振动有效值计算模型包括：
51.δrms
local
＝δrms
max-rms
52.δrms
max
＝max{δrms(j)}
[0053][0054]
其中，δrms
local
为车辆的冲击振动有效值；
[0055]
δrms
max
为所有冲击采样点的加速度均方根值中的最大值；
[0056]
rms为汽车过冲击前属于平直路面的采样点的加速度均方根值；
[0057]
max表示取最大值；
[0058]
j为冲击采样点的序号；
[0059]
δrms(j)为第j个冲击采样点的加速度均方根值；
[0060]mlocal
为汽车过指定冲击的采样点数；
[0061]
dm为m
local
的微分；
[0062]ai
为第j个冲击采样点对应的若干个加速度传感器采集的加速度的均方根值。
[0063]
可理解地，冲击振动有效值可以是冲击采样点的加速度均方根值中的最大值与汽车过冲击前属于平直路面的采样点的加速度均方根值的差值。冲击振动有效值包括前轮冲击振动有效值和后轮冲击振动有效值。冲击振动有效值包括前轮和后轮的冲击强度，属于客观指标，在一定程度上可以更好反映乘员的主观感受，反映车辆行驶过程中过冲击的舒适程度。
[0064]
在一示例中，m
local
可通过以下公式求解：
[0065]mlocal
＝round[(fs×
l/v/3.6)
×
w]+1
[0066]
其中，round表示取整；
[0067]fs
为采样频率(hz)；
[0068]
l为汽车轴距(m)；
[0069]
v为车速(m/s)；
[0070]
w为时间窗系数，可取w＝0.52。
[0071]
在一示例中，如图4所示，图4为不同时间窗下的δrms
local-时间曲线。其中，曲线signal表示原始的加速度数据。rmslocal曲线表示时间窗较短的δrms
local-时间曲线。rmslocal曲线包含两个峰，分别对应前轮和后轮的δrms
local
。rmsglobal曲线表示时间窗较长的δrms
local-时间曲线。rmslocal曲线包含一个峰，该峰综合了前后轮受冲击的振动加速度。
[0072]
可选的，步骤s40，即所述根据所述第一峰值和所述第二峰值确定所述指定冲击的阻尼系数，包括：
[0073]
s401、通过阻尼系数计算模型处理所述第一峰值和所述第二峰值，生成所述阻尼系数，所述阻尼系数计算模型包括：
[0074][0075]
其中，δ为所述阻尼系数；
[0076]
d为所述第一峰值与所述第二峰值的比值，所述第一峰值为所述指定冲击的最大峰值，所述第二峰值为所述第一峰值之后的第二个峰值。
[0077]
可理解地，阻尼系数属于客观的冲击收敛指标，在一定程度上可以更好反映乘员的主观感受，反映车辆行驶过程中过冲击的舒适程度。
[0078]
在一示例中，如表1所示，表1为不同车型的阻尼系数。
[0079]
表1不同车型的阻尼系数
[0080][0081]
在表1中，前排座椅导轨为加速度传感器的测量位置，z表示只选取z轴方向上的加速度数据。从表1可以看出，车型1的前轮阻尼系数与后轮阻尼系数比较接近，车辆的松散感居中(相较于整组数据)；车型2、3的前轮阻尼系数小于后轮阻尼系数，前轮松散感较强，后轮松散感较弱；车型4的前轮阻尼系数大于后轮阻尼系数，前轮松散感较弱，后轮松散感较强。
[0082]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0083]
在一实施例中，提供一种汽车冲击振动性能评估装置，该汽车冲击振动性能评估装置与上述实施例中汽车冲击振动性能评估方法一一对应。如图5所示，该汽车冲击振动性能评估装置包括获取数据模块10、滤波模块20、第一振动性能评估模块30和第二振动性能评估模块40。各功能模块详细说明如下：
[0084]
获取数据模块10，用于获取汽车在冲击测试条件下的加速度数据；
[0085]
滤波模块20，用于对所述加速度数据进行第一滤波处理，获得处于第一预设频率范围的第一振动加速度数据；对所述加速度数据进行第二滤波处理，获得处于第二预设频率范围的第二振动加速度数据；
[0086]
第一振动性能评估模块30，用于根据第一振动加速度数据确定所述汽车的冲击振动有效值；
[0087]
第二振动性能评估模块40，用于从所述第二振动加速度数据提取指定冲击的第一峰值和第二峰值；根据所述第一峰值和所述第二峰值确定所述指定冲击的阻尼系数，所述汽车的冲击振动性能包括所述冲击振动有效值和所述阻尼系数。
[0088]
可选的，获取数据模块10包括：
[0089]
获取加速度单元，用于通过若干加速度传感器采集所述加速度数据，所述若干加速度传感器分布于所述汽车的若干部位，每一部位设置有至少一个所述加速度传感器。
[0090]
可选的，所述若干部位包括方向盘、驾驶员座椅导轨、驾驶员脚地板、乘员座椅地板、乘员脚地板、前减振器塔座、后减振器塔座、前轴节、后轴节；
[0091]
所述加速度传感器的采样频率为512hz，高通滤波器截止频率为0.2hz。
[0092]
可选的，所述冲击测试条件包括：在平直路面上设置指定尺寸的凸块，所述汽车以指定速度通过所述凸块；
[0093]
所述加速度数据为持续指定时长的加速度。
[0094]
可选的，所述指定尺寸包括长2000mm，宽100mm，高25mm；
[0095]
所述指定速度包括30km/h；
[0096]
所述指定时长包括5s；
[0097]
所述第一预设频率范围包括0-80hz；
[0098]
所述第一预设频率范围包括0-30hz。
[0099]
可选的，第一振动性能评估模块30包括：
[0100]
振动有效值计算单元，用于通过振动有效值计算模型处理所述第一振动加速度数据，生成所述冲击振动有效值，所述振动有效值计算模型包括：
[0101]
δrms
local
＝δrms
max-rms
[0102]
δrms
max
＝max{δrms(j)}
[0103][0104]
其中，δrms
local
为车辆的冲击振动有效值；
[0105]
δrms
max
为所有冲击采样点的加速度均方根值中的最大值；
[0106]
rms为汽车过冲击前属于平直路面的采样点的加速度均方根值；
[0107]
max表示取最大值；
[0108]
j为冲击采样点的序号；
[0109]
δrms(j)为第j个冲击采样点的加速度均方根值；
[0110]mlocal
为汽车过指定冲击的采样点数；
[0111]
dm为m
local
的微分；
[0112]ai
为第j个冲击采样点对应的若干个加速度传感器采集的加速度的均方根值。
[0113]
可选的，第二振动性能评估模块40包括：
[0114]
阻尼系数计算单元，用于通过阻尼系数计算模型处理所述第一峰值和所述第二峰值，生成所述阻尼系数，所述阻尼系数计算模型包括：
[0115][0116]
其中，δ为所述阻尼系数；
[0117]
d为所述第一峰值与所述第二峰值的比值，所述第一峰值为所述指定冲击的最大峰值，所述第二峰值为所述第一峰值之后的第二个峰值。
[0118]
关于汽车冲击振动性能评估装置的具体限定可以参见上文中对于汽车冲击振动性能评估方法的限定，在此不再赘述。上述汽车冲击振动性能评估装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0119]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包
括可读存储介质、内存储器。该可读存储介质存储有操作系统、计算机可读指令和数据库。该内存储器为可读存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储汽车冲击振动性能评估方法所涉及的数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机可读指令被处理器执行时以实现一种汽车冲击振动性能评估方法。本实施例所提供的可读存储介质包括非易失性可读存储介质和易失性可读存储介质。
[0120]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机可读指令，处理器执行计算机可读指令时实现以下步骤：
[0121]
获取汽车在冲击测试条件下的加速度数据；
[0122]
对所述加速度数据进行第一滤波处理，获得处于第一预设频率范围的第一振动加速度数据；对所述加速度数据进行第二滤波处理，获得处于第二预设频率范围的第二振动加速度数据；
[0123]
根据第一振动加速度数据确定所述汽车的冲击振动有效值；
[0124]
从所述第二振动加速度数据提取指定冲击的第一峰值和第二峰值；根据所述第一峰值和所述第二峰值确定所述指定冲击的阻尼系数，所述汽车的冲击振动性能包括所述冲击振动有效值和所述阻尼系数。
[0125]
在一个实施例中，提供了一个或多个存储有计算机可读指令的计算机可读存储介质，本实施例所提供的可读存储介质包括非易失性可读存储介质和易失性可读存储介质。可读存储介质上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时实现以下步骤：
[0126]
获取汽车在冲击测试条件下的加速度数据；
[0127]
对所述加速度数据进行第一滤波处理，获得处于第一预设频率范围的第一振动加速度数据；对所述加速度数据进行第二滤波处理，获得处于第二预设频率范围的第二振动加速度数据；
[0128]
根据第一振动加速度数据确定所述汽车的冲击振动有效值；
[0129]
从所述第二振动加速度数据提取指定冲击的第一峰值和第二峰值；根据所述第一峰值和所述第二峰值确定所述指定冲击的阻尼系数，所述汽车的冲击振动性能包括所述冲击振动有效值和所述阻尼系数。
[0130]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成，所述的计算机可读指令可存储于一非易失性可读取存储介质或易失性可读存储介质中，该计算机可读指令在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0131]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
[0132]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。