車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛撞擊試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常在車輛撞擊試驗(yàn)中，需要對(duì)車輛撞擊前后的速度、加速度、路程、運(yùn)行時(shí)間，撞擊時(shí)產(chǎn)生的撞擊力進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制和數(shù)據(jù)記錄，并對(duì)發(fā)生撞擊后的效果進(jìn)行評(píng)估，這樣的測(cè)試所獲得的數(shù)據(jù)才具有參考性。而現(xiàn)有的車輛撞擊測(cè)試設(shè)備中，更多地是測(cè)試發(fā)生撞擊后對(duì)車輛零部件的損壞程度和車輛擠壓變形對(duì)駕駛員及乘客的傷害程度，評(píng)估其撞擊效果，并未對(duì)撞擊事件發(fā)生的過程進(jìn)行精確地控制和測(cè)試。因此，該種測(cè)試設(shè)備的精確性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)車輛撞擊進(jìn)行測(cè)試時(shí)對(duì)撞擊過程的測(cè)試和控制精確性較低的缺陷，提供一種車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及方法，該車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠?qū)Χ喾N撞擊形式及其撞擊過程進(jìn)行精確的監(jiān)測(cè)。
[0004]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:
[0005]一種車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置，該車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置放置于一監(jiān)測(cè)對(duì)象中，其特點(diǎn)在于，該車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置包括一加速度傳感器、一控制單元和一數(shù)據(jù)處理模塊，該數(shù)據(jù)處理模塊與一報(bào)警模塊相連，該加速度傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)三軸加速度值，該控制單元用于以一第一時(shí)間間隔定時(shí)從該加速度傳感器獲取三軸加速度值并計(jì)算前后兩組三軸加速度值在三軸方向上的變化值、并在任一軸方向的該變化值達(dá)到一閾值時(shí)向該數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送一表征發(fā)生撞擊事件的信號(hào)，該數(shù)據(jù)處理模塊用于以一第二時(shí)間間隔定時(shí)從該控制單元獲取三軸加速度值并在收到該信號(hào)后向一服務(wù)器發(fā)送一表征發(fā)生撞擊事件的消息包、并將接收到該信號(hào)的時(shí)刻的前后一間隔時(shí)間內(nèi)獲取到的三軸加速度值發(fā)送給該服務(wù)器，該數(shù)據(jù)處理模塊還用于在收到該信號(hào)后調(diào)用該報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
[0006]在本方案中，監(jiān)測(cè)對(duì)象可以是多種具有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體，可以是真實(shí)的車輛，也可以是模型小車。按照撞擊形式分類將撞擊方式分為單次撞擊、連環(huán)撞擊和翻滾撞擊；按照撞擊前的狀態(tài)將撞擊方式分為靜止撞擊和運(yùn)動(dòng)撞擊；按照撞擊方位將撞擊方式分為正面撞擊、側(cè)面撞擊和背面撞擊；按照撞擊主客體將撞擊方式分為主動(dòng)撞擊和被動(dòng)撞擊。
[0007]以模型小車為例，將本車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置放置于該模型小車中，模型小車在開始運(yùn)行時(shí)，使用該加速度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)其在XYZ三軸方向上的加速度值。該控制單元在計(jì)算前后兩組三軸加速度值在三軸方向上的變化值時(shí)，只要該模型小車在至少一個(gè)軸方向上的加速度變化值達(dá)到該閾值時(shí)就認(rèn)為該模型小車發(fā)生了撞擊事件，其中，前后兩組三軸加速度值是指當(dāng)前獲取的三軸加速度值和上一組三軸加速度值。該數(shù)據(jù)處理模塊類似于一個(gè)上層應(yīng)用，它可以設(shè)置撞擊事件的靈敏度參數(shù)，以對(duì)不同程度撞擊事件呈現(xiàn)不同的靈敏度反應(yīng)，若靈敏度設(shè)置較高，則需要較大的加速度變化值才能滿足發(fā)生撞擊事件的條件，也即較難監(jiān)測(cè)撞擊事件的發(fā)生；若靈敏度設(shè)置較低，則僅需較小的加速度變化值就能監(jiān)測(cè)撞擊事件的發(fā)生。
[0008]通過該控制單元定時(shí)的獲取該三軸加速度值、計(jì)算該三軸加速度值的變化值以及對(duì)任一軸上的變化值進(jìn)行閾值判斷，使得該車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置能夠及時(shí)知曉該監(jiān)測(cè)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)該監(jiān)測(cè)對(duì)象是否發(fā)生了撞擊進(jìn)行精確地控制和測(cè)試，提高了對(duì)撞擊過程監(jiān)測(cè)的精確性。
[0009]較佳地，該第一時(shí)間間隔為4ms-20ms，該第二時(shí)間間隔為20ms-100ms。
[0010]該控制單元以4ms-20ms的間隔定時(shí)從該加速度傳感器獲取三軸加速度值，若該間隔時(shí)間過長，該控制單元不能及時(shí)監(jiān)測(cè)該模型小車的運(yùn)行狀態(tài)并做出相應(yīng)的判斷，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)行為滯后，降低了監(jiān)測(cè)撞擊事件的精確性，若間隔時(shí)間太短，該控制單元頻繁地獲取該模型小車的三軸加速度值，從而增加該控制單元的數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)；針對(duì)該數(shù)據(jù)處理模塊的該第二時(shí)間間隔的設(shè)定，其設(shè)定理由類似。
[0011]較佳地，該數(shù)據(jù)處理模塊與一 GPS (全球定位系統(tǒng))定位模塊相連，該GPS定位模塊安裝于該車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置中，該消息包包括表征發(fā)生撞擊事件的時(shí)間以及由該GPS定位模塊獲得的該監(jiān)測(cè)對(duì)象的速度和該監(jiān)測(cè)對(duì)象所處的經(jīng)緯度。
[0012]本發(fā)明還提供了一種車輛撞擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，該車輛撞擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括上述的車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置、該車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置中提到的報(bào)警模塊和服務(wù)器，該服務(wù)器還用于計(jì)算接收到的三軸加速度值的變化值和該監(jiān)測(cè)對(duì)象受到的撞擊力。
[0013]在該車輛撞擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，該服務(wù)器計(jì)算該監(jiān)測(cè)對(duì)象受到的撞擊力后根據(jù)需要按照預(yù)先設(shè)定的撞擊嚴(yán)重程度級(jí)別進(jìn)行定義，從而對(duì)不同撞擊形式所產(chǎn)生的后果進(jìn)行劃分。
[0014]本發(fā)明還提供了一種利用上述車輛撞擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的車輛撞擊監(jiān)測(cè)方法，其特點(diǎn)在于，在該車輛撞擊監(jiān)測(cè)方法中該加速度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)三軸加速度值，該控制單元以該第一時(shí)間間隔定時(shí)從該加速度傳感器獲取三軸加速度值并計(jì)算前后兩組三軸加速度值在三軸方向上的變化值，該數(shù)據(jù)處理模塊以該第二時(shí)間間隔定時(shí)從該控制單元獲取三軸加速度值，該車輛撞擊監(jiān)測(cè)方法還包括以下步驟:
[0015]S1、該控制單元判斷任一軸方向的該變化值是否達(dá)到一閾值，若是，則進(jìn)入步驟S2,若否，退出流程；
[0016]S2、該控制單兀向該數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送一表征發(fā)生撞擊事件的信號(hào)；
[0017]S3、該數(shù)據(jù)處理模塊收到該信號(hào)后向該服務(wù)器發(fā)送一表征發(fā)生撞擊事件的消息包、將接收到該信號(hào)的時(shí)刻的前后一間隔時(shí)間內(nèi)獲取到的三軸加速度值發(fā)送給該服務(wù)器并調(diào)用該報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
[0018]較佳地，該車輛撞擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括一 GPS定位模塊，步驟S3還包括通過表征發(fā)生撞擊事件的時(shí)間、該GPS定位模塊獲得的該監(jiān)測(cè)對(duì)象的速度和該監(jiān)測(cè)對(duì)象所處的經(jīng)緯度來生成該消息包。
[0019]較佳地，步驟S3之后還包括該服務(wù)器計(jì)算接收到的三軸加速度值的變化值和該監(jiān)測(cè)對(duì)象受到的撞擊力。
[0020]較佳地，該第一時(shí)間間隔為4ms-20ms，該第二時(shí)間間隔為20ms-100ms。
[0021]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:通過本車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及方法可以準(zhǔn)確判斷該監(jiān)測(cè)對(duì)象是否發(fā)生了撞擊事件以及發(fā)生撞擊事件后的撞擊程度，該車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠?qū)Χ喾N撞擊形式及其撞擊過程進(jìn)行精確的監(jiān)測(cè)。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置所應(yīng)用的模擬現(xiàn)場(chǎng)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的車輛撞擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3的車輛撞擊監(jiān)測(cè)方法流程圖。
[0026]圖5為本發(fā)明實(shí)施例4的車輛撞擊監(jiān)測(cè)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0028]實(shí)施例1
[0029]本實(shí)施例提供一種車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置，如圖1所示，該車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置放置于一監(jiān)測(cè)對(duì)象中，該監(jiān)測(cè)對(duì)象為一模型小車1，在對(duì)主動(dòng)撞擊的情形進(jìn)行測(cè)試時(shí)，模型小車I長20cm，寬15cm，高10cm，模型小車I的尺寸并不受此限定，可以根據(jù)測(cè)試環(huán)境和測(cè)試需求選擇大小合適的模型小車，但均以模型小車應(yīng)選硬度較高、耐撞性能較好以確保能進(jìn)行多次撞擊測(cè)試為前提。
[0030]該模型小車運(yùn)行在一模擬軌道2上，該模擬軌道的長度一般設(shè)為2米，但也不以此為限，均以該模型小車運(yùn)行時(shí)具有一定的加速路程為前提，該模擬軌道平面平滑，其兩側(cè)裝有防護(hù)欄，以保證該模型小車在行駛時(shí)受到阻力較小且不易偏離該模擬軌道。
[0031]當(dāng)該模型小車運(yùn)行了一定距離后，與一撞擊面3發(fā)生撞擊，該撞擊面為位置固定的堅(jiān)硬木板以減小該模型小車向其撞擊時(shí)的緩沖力，提高撞擊時(shí)產(chǎn)生的反作用力。
[0032]如圖2所示，該車輛撞擊監(jiān)測(cè)裝置包括一加速度傳感器4、一控制單元5和一數(shù)據(jù)處理模塊6,數(shù)據(jù)處理模塊6與一報(bào)警模塊相連。數(shù)據(jù)處理模塊還與一 GPS定位模塊7相連，該GPS定位模塊可以獲取該監(jiān)測(cè)對(duì)象的速度和所處的經(jīng)緯度，該GPS定位模塊為一 GPS芯片。在對(duì)車輛撞擊監(jiān)測(cè)過程中，向該模型小車發(fā)射一信號(hào)使之開始以一定速度在該模擬軌道上運(yùn)行，加速度傳感器4實(shí)時(shí)檢測(cè)該模型小車的三軸加速度值，控制單元5為一 MCU (微控制器)，控制單元以8ms的間隔時(shí)間定時(shí)從加速度傳感器獲取三軸加速度值，數(shù)據(jù)處理模塊6以40ms的時(shí)間間隔定時(shí)從控制單元5獲取三軸加速度