專利名稱：一種汽車碰撞波形特征參數(shù)提取與梯形波構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車碰撞安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種碰撞數(shù)據(jù)處理技術(shù)，具體地說是一種通過對碰撞加速度波形識別簡化等效成雙梯形波的數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
在汽車碰撞安全技術(shù)中，車身加速度是由汽車碰撞試驗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過安裝在車身上的加速度傳感器對碰撞過程采集記錄后形成的系列數(shù)據(jù)，是汽車安全性結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要數(shù)據(jù)，對汽車碰撞安全性研究具有指導(dǎo)意義。通過對碰撞加速度波形的分析，能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中碰撞安全性存在的問題，并結(jié)合碰撞理論對汽車產(chǎn)品設(shè)計做出改進(jìn)設(shè)計的判斷，成為對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的依據(jù)。將車身加速度波形進(jìn)行簡化對于碰撞過程的分析意義重大，雙梯形波是近年來受到業(yè)界關(guān)注的概念，它將復(fù)雜的汽車碰撞過程簡化為等效的雙梯形波，現(xiàn)有技術(shù)中通常對它進(jìn)行了定性描述，而沒有對具體的波形參數(shù)是如何獲取的進(jìn)行描述。雙梯形波參數(shù)的獲取往往是由技術(shù)人員根據(jù)實際工程經(jīng)驗進(jìn)行主觀判斷，而這種判斷往往帶有很大的隨意性，難以對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計歸納，對于雙梯形波的特征參數(shù)如何與實際碰撞加速度的對應(yīng)關(guān)系未能做出具體描述，以及如何去求解雙梯形波中的具體參數(shù)未給出具體計算方法，因此，依靠經(jīng)驗來估計計算雙梯形波參數(shù)需要很高的技術(shù)水平和實際工程積累，限制了雙梯形波參數(shù)的普及和實際應(yīng)用，并且難以在計算機(jī)上用具體的方法實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了擴(kuò)大雙梯形波參數(shù)的普及和實際應(yīng)用，在計算機(jī)上能用具體的方法實現(xiàn)，本發(fā)明提供了一種汽車碰撞波形特征參數(shù)提取與梯形波構(gòu)建方法，詳見下文描述(1)從汽車碰撞試驗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采集車身加速度信息數(shù)據(jù)，獲取加速度 A(t)；(2)識別所述加速度A (t)中的波峰點、波谷點；(3)根據(jù)所述加速度A (t)，依據(jù)相似性原理和動量守恒原理構(gòu)建具有雙梯形波特征的波形函數(shù)f(t)；其中，所述雙梯形波特征的波形函數(shù)f(t)的橫坐標(biāo)為時間變量軸，縱坐標(biāo)為所述加速度A(t)變量軸，所述雙梯形波特征的波形函數(shù)f(t)是由A、B、C、D、E和F 6個數(shù)據(jù)點構(gòu)成， 對應(yīng)的坐標(biāo)值分別為(、，(；。)，UijG1), (t2, G1), (t3, G2), (t4，G3)和(t5，(U ；其中，A(tQ，G。) 為雙梯形波起始點，t0為碰撞接觸起始時刻，且、=0 ；F(t5, G0)為雙梯形波終止點，t5為碰撞結(jié)束時刻；Gtl的實際值為0 ；所述A、B、C、D、E和F6個數(shù)據(jù)點構(gòu)成的坐標(biāo)值分別為(0， 0)，UijG1), (t2, G1), (t3, G2), (t4, G3)和(t5，0)；或，所述雙梯形波特征的波形函數(shù)f (t)由AB、BC、⑶、DE和EF五個線段組成，線段BC 和DE為平行于所述時間變量軸分別對應(yīng)于G1和(；2，線段AB、CD和EF為雙梯形波的腰線， 分別對應(yīng)線段函數(shù)fAB(t)、fCD(t)和FEF(t)；其中，
fAB(t) = KabX t ；fCD(t) = KCDXt+bCD ；fEF (t) = KefX t+bE ；；Kab、Kcd和Kef為所述線段函數(shù)fAB (t)、fCD (t)和fEF (t)的斜率，bCD和bEF為所述線段函數(shù)fCD(t)禾PfEF(t)的截距；其中，步驟O)中所述識別所述加速度A(t)中的波峰點、波谷點具體為所述波峰點兩側(cè)在一定時間間隔內(nèi)的平均值均小于波峰值；所述波谷點兩側(cè)在一定時間間隔內(nèi)的平均值均大于波谷值；對所述加速度A(t)進(jìn)行所述波峰點和所述波谷點的搜索，搜索的次數(shù)為N，N的取值為正整數(shù)；定義最大谷峰值A(chǔ)PVmax和最大峰谷值 AVPmax，谷峰值的搜索序列號為i，峰谷值的搜索序列號為j ；其中，步驟(3)中所述根據(jù)所述加速度A(t)，依據(jù)相似性原理和動量守恒原理構(gòu)建具有雙梯形波特征的波形函數(shù)f(t)具體為根據(jù)所述加速度A(t)中出現(xiàn)的第一個波峰點P1和所述起始點A之間的線段構(gòu)建所述線段函數(shù)fAB(t)；在所述第一個波峰點P1之后出現(xiàn)的最大谷峰值對應(yīng)的峰谷點和峰值點Pi+1構(gòu)建所述線段函數(shù)fm(t)；根據(jù)i
權(quán)利要求
1. 一種汽車碰撞波形特征參數(shù)提取與梯形波構(gòu)建方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)從汽車碰撞試驗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采集車身加速度信息數(shù)據(jù)，獲取加速度A(t)；(2)識別所述加速度A(t)中的波峰點、波谷點；(3)根據(jù)所述加速度A(t)，依據(jù)相似性原理和動量守恒原理構(gòu)建具有雙梯形波特征的波形函數(shù)f(t)；其中，所述雙梯形波特征的波形函數(shù)f(t)的橫坐標(biāo)為時間變量軸，縱坐標(biāo)為所述加速度 A(t)變量軸，所述雙梯形波特征的波形函數(shù)f(t)是由A、B、C、D、E和F 6個數(shù)據(jù)點構(gòu)成，對應(yīng)的坐標(biāo)值分別為(t。，G0)，(t1 G1)，(t2，G1)，(t3，G2)，(t4，G3)和(t5，G0)；其中，A(t。，G0) 為雙梯形波起始點，t0為碰撞接觸起始時刻，且、=0 ；F(t5, G0)為雙梯形波終止點，t5為碰撞結(jié)束時刻；Gtl的實際值為0 ；所述A、B、C、D、E和F6個數(shù)據(jù)點構(gòu)成的坐標(biāo)值分別為(0， 0)，UijG1), (t2, G1), (t3, G2), (t4, G3)和(t5，0)；或，所述雙梯形波特征的波形函數(shù)f (t)由AB、BC、⑶、DE和EF五個線段組成，線段BC和 DE為平行于所述時間變量軸分別對應(yīng)于G1和(；2，線段AB、CD和EF為雙梯形波的腰線，分別對應(yīng)線段函數(shù)fAB(t)、fm(t)和fEF(t)；其中， fas ⑴=Kab X t ； fCD(t) = KCDXt+bCD ； fEF(t) = KEFXt+bE ；；KAB、Kcd和Kef為所述線段函數(shù)fAB(t)、fCD(t)和fEF(t)的斜率，bCD和bEF為所述線段函數(shù)fCD(t)禾PfEF(t)的截距；其中，步驟⑵中所述識別所述加速度A(t)中的波峰點、波谷點具體為 所述波峰點兩側(cè)在一定時間間隔內(nèi)的平均值均小于波峰值；所述波谷點兩側(cè)在一定時間間隔內(nèi)的平均值均大于波谷值；對所述加速度A(t)進(jìn)行所述波峰點和所述波谷點的搜索，搜索的次數(shù)為N，N的取值為正整數(shù)；定義最大谷峰值A(chǔ)PVmax和最大峰谷值A(chǔ)VPmax，谷峰值的搜索序列號為i，峰谷值的搜索序列號為j ；其中，步驟(3)中所述根據(jù)所述加速度A(t)，依據(jù)相似性原理和動量守恒原理構(gòu)建具有雙梯形波特征的波形函數(shù)f(t)具體為根據(jù)所述加速度A(t)中出現(xiàn)的第一個波峰點P1和所述起始點A之間的線段構(gòu)建所述線段函數(shù)fAB(t)；在所述第一個波峰點P1之后出現(xiàn)的最大谷峰值對應(yīng)的峰谷點和峰值點Pi+1構(gòu)建所述線段函數(shù)fm(t)；根據(jù)i = 2maxjApv(i)|，獲取i的取值；根據(jù)最大峰谷值對應(yīng)的峰值點P」和F點構(gòu)建所述線段函數(shù)fEF(t)； 根據(jù)j = max|AvpG)|，獲取j的取值；定義臨時變量t/、t2’和G1'取代HG1 ；B’和C’取代B和C，由于f^(t) = fCD(t)= G/，則有
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車碰撞波形特征參數(shù)提取與梯形波構(gòu)建方法，涉及汽車碰撞安全技術(shù)領(lǐng)域，從汽車碰撞試驗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采集車身加速度信息數(shù)據(jù)，獲取加速度A(t)；識別所述加速度A(t)中的波峰點、波谷點；根據(jù)所述加速度A(t)，依據(jù)相似性原理和動量守恒原理構(gòu)建具有雙梯形波特征的波形函數(shù)f(t)；本發(fā)明形成了將一個復(fù)雜多變的碰撞加速度波形簡化等效為雙梯形波表述的數(shù)學(xué)模型，其應(yīng)用價值在于將一個復(fù)雜問題簡單化，它的工程價值在于應(yīng)用動量守恒原理和相似性原理解決了雙梯形波在作用時間和能量上的等效關(guān)系，在工程上具有可重復(fù)性，擴(kuò)大了雙梯形波參數(shù)的普及和實際應(yīng)用，在計算機(jī)上能用具體的方法實現(xiàn)。
文檔編號G06F17/50GK102214256SQ20111013246
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者陳弘 申請人:中國汽車技術(shù)研究中心, 陳弘