阅读说明：本技术 一种仅需极少监测设备的防护人地碰撞损伤的方法 (Method for protecting human-ground collision damage by only needing few monitoring devices ) 是由 邹铁方 周靖 王丹琦 吴悠 刘理 李艳春 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：针对现有防护人地碰撞损伤的智能车运动控制方法均对车载监测设备有极高要求的现状,提出一种仅需极少监测设备的防护人地碰撞损伤的方法。所述方法包括一智能车运动控制简单方法及与之对应的智能车车头形状。先结合智能车运动控制简单方法对车头参数及控制方法进行优化,然后获得能使控制过程中人地碰撞损伤最低且人车碰撞损伤不增加的最优智能车车头形状及与之对应的智能车运动控制简单方法。本发明的有益效果是：仅需极少监控设备就能控制智能车运动进而降低人地碰撞损伤。(Aiming at the current situation that the existing intelligent vehicle motion control methods for protecting human-ground collision damage have high requirements on vehicle-mounted monitoring equipment, the method for protecting human-ground collision damage only needs few monitoring equipment is provided. The method comprises a simple method for controlling the motion of the intelligent vehicle and the shape of the head of the intelligent vehicle corresponding to the simple method. The method is characterized in that vehicle head parameters and a control method are optimized by combining a simple intelligent vehicle motion control method, and then an optimal intelligent vehicle head shape and a simple intelligent vehicle motion control method corresponding to the optimal intelligent vehicle head shape are obtained, wherein the optimal intelligent vehicle head shape can minimize human-ground collision damage and prevent human-vehicle collision damage from increasing in the control process. The invention has the beneficial effects that: only few monitoring equipment is needed to control the movement of the intelligent vehicle, so that the collision damage of people is reduced.)

一种仅需极少监测设备的防护人地碰撞损伤的方法

技术领域

本发明涉及智能汽车领域，更具体地，涉及一种仅需极少监测设备的防护人地碰撞损伤的方法。

背景技术

智能汽车从出现伊始，就承担着更安全、更高效、更节能等系列任务，作为交通中的绝对强者，智能车有义务更好地保护交通参与者中的绝对弱者即行人，智能汽车从设计开始就必须将人民群众的生命安全放在第一位。

已公开的相关技术显示，智能汽车碰撞行人事故极可能是低速事故，而低速事故中人地碰撞损伤又很严重；真实事故统计结果显示如能避免40km/h以下事故中人地碰撞损伤，则可避免2/3的总事故损失；且可通过控制车辆制动有效降低人地碰撞损伤，最优时可降低90％左右的地面伤害且不增加人车碰撞伤害。通过对车辆在横、纵向上运动的控制，并结合气囊、发动机罩盖倾角等，使得人体坠地前先坠落车体，以此缓冲地面撞击且能改变人体坠地姿势，据此实现对人地碰撞损伤进行防护。但现有的方法均是未来技术，要求车辆装载非常多的监测设备，以实时获取人体的运动姿态，进而调整车辆的运动。显然，我们需要仅需极少监测设备的解决方案，即尽可能在现有车载设备及其监测能力基础上，提出能落地实施的防护人地碰撞损伤的实践方法。

发明内容

针对现有防护人地碰撞损伤的智能车运动控制方法均对车载监测设备有极高要求的现状，本发明提出一种仅需极少监测设备的防护人地碰撞损伤的方法，所述方法包括一智能车运动控制简单方法及与之对应的智能车车头形状，智能车运动控制简单方法步骤如下：

S1：当车辆监测到事故不可避免时，完全制动车辆至人体头部与车体首次撞击的t1时刻；

S2：t1时刻后，松开车辆制动，按照t2计算规则获得车辆再次完全制动时间点t2；其中t2计算规则为：t2＝f(t1)，f为t2与t1之间的某种极为简单的函数关系；

S3：t2时刻后，完全制动车辆至静止；

与智能车运动控制简单方法对应的智能车车头形状通过如下步骤获得：

S4：构建一个能全面且无差别评估人地碰撞损伤的虚拟仿真系统；

S5：结合智能车运动控制简单方法，对描述智能车的车头形状参数及t2计算规则进行优化，以获得能使控制过程中人地碰撞损伤最低且人车碰撞损伤不增加的最优智能车车头形状及与之对应的智能车运动控制简单方法。

智能车车头形状在对车辆进行运动控制前就已设计好，而智能车运动控制简单方法在实施过程中仅需监测到t1时刻，现有车载设备均具有这种能力，并不需要更多其他更高质量设备，由此可见这种防护人地碰撞损伤的车辆运动控制方案对车载监测设备的要求极低，故称之为一种仅需极少监测设备的防护人地碰撞损伤的方法。

该方法当监测到事故不可避免时，先完全制动车辆至t1时刻，然后松开车辆制动并根据监测到的t1用一个简单公式计算出t2或者直接取t2为常数(如0.3s，即t1、t2间隔为0.3s)，在t2时刻再次完全制动直至车辆静止，以此显著降低对车载监测设备的要求，不仅降低类似设备的成本，还保证其实用性及在很快的将来能落地实施。但按常理，这种做法的防护效果肯定一般，故需结合智能车车头形状进行优化。首先构建一个包含可变车头形状的人地碰撞虚拟仿真系统，然后通过对智能车车头形状及t2计算规则进行优化，据此提升智能车运动控制简单方法的防护效果。

优选地，步骤S1中t1为人体头部与车体首次接触时刻，在此时间节点之前对车辆完全制动，一方面可以尽力降低人体头部与车体碰撞类事故中头-车撞击时刻的速度从而降低头部损伤；另一方面可以保证人体头部不与车体碰撞类事故(如人体撞击车辆侧面)中车辆处于完全制动状况(因其监测不到t1)，即此类事故中不需对车辆运动进行控制、仅需完全制动车辆。

优选地，步骤S2中，t2计算规则为：t2＝f(t1)，f为t2与t1之间的某种极为简单的函数关系。这里t2可以是t1的函数，也可以不是，但其核心要义是必须要简单且不依赖监测设备。

优选地，步骤S3中，t2后车辆必须完全制动，以避免碾压行人等其他危险情况发生。

优选地，步骤S4中，一个能全面且无差别评估人地碰撞损伤的虚拟仿真系统需包括碰撞车速、行人身高、体重、步态等参数，车速至少包括20/30/40km/h3种，行人身高至少要包含5百分位女性、5百分位男性、50百分位男性及95百分位男性4类，行人体重至少要包括胖、中、瘦3类，行人步态至少要包括奔跑、行走及应急三种步态序列中的危险步态。该系统输入为车头参数，输出为人地碰撞损伤均值。采用均值而不是加权平均值作为输出的原因是要在评估本发明方法防护效果的过程中，保证所提方法能对所有群体提供同等保护。控制车辆制动去降低人地碰撞损伤的本质是让车辆前移去接触行人进而吸收一部分人体下坠能量并改变人体坠地姿势，但这个过程同样可以理解为让车辆再次撞击行人，如此则会引出相关伦理问题，为此，我们需无差别地去保护所有可能在事故中出现的各个群体。

优选地，步骤S5中，以优化车头参数为主，辅之以优化t2计算规则，优化目的是防护控制过程中的人车碰撞损伤及人地碰撞损伤，优化方法为常规方法。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：仅需极少监控设备就能控制智能车运动进而降低人地碰撞损伤。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

在设计过程中，为提升某智能车保护行人的能力，先提出一种智能车运动控制简单方法，该方法步骤为：

S1：当车辆监测到事故不可避免时，完全制动车辆至人体头部与车体首次撞击的t1时刻；

S2：t1时刻后，松开车辆制动，按照t2计算规则获得车辆再次完全制动时间点t2；其中t2计算规则为：t2＝t1+0.35s；

S3：t2时刻后，完全制动车辆至静止。

然后，通过所提出的智能车运动控制简单方法获得一个与之配套的最优车头形状，其步骤如下：

S4：构建一个能全面且无差别评估人地碰撞损伤的虚拟仿真系统；此系统需包括碰撞车速、行人身高、体重、步态等参数。此处，车速包括20/30/40km/h3种，行人身高包含5百分位女性、5百分位男性、50百分位男性及95百分位男性4类，行人体重包括胖、中、瘦3类，行人步态从奔跑、行走及应急三种步态序列中各取最危险的2种步态。该系统输入为车头参数，输入车头参数后需仿真3*4*3*3*2＝216次，输出为人地碰撞损伤均值。

S5：结合智能车运动控制简单方法，对描述智能车的车头形状参数及t2计算规则进行优化，以获得能使控制过程中人地碰撞损伤最低且人车碰撞损伤不增加的最优智能车车头形状及与之对应的智能车运动控制简单方法。参照已有成果，可取前保险杠下沿高度、前保险杠上沿高度、发动机罩盖前沿高度、发动机罩盖后沿高度、前保险杠长度、发动机罩盖前沿面板长度、发动机罩盖长度、前挡风玻璃长度8个车头参数进行优化；对t2则仅需在一定范围内(如加减0.1s)进行优化(假设优化结果为t2＝t1+0.4s)，要特别注意的是，优化应该是以车头参数为主，t2计算规则为辅的方法。

通过上述步骤获得了一种智能车运动控制简单方法及与之配套的智能车车头形状，进而可以生产出与设计完全一致的智能车，当该智能车遇到不可避免的人车碰撞事故后，可以通过如下极简步骤降低卷入事故中的行人的人地碰撞损伤：

S1：当车辆监测到事故不可避免时，完全制动车辆至人体头部与车体首次撞击的t1时刻；

S2：t1时刻后，松开车辆制动，按照t2计算规则获得车辆再次完全制动时间点t2；其中t2计算规则为：t2＝t1+0.4s；

S3：t2时刻后，完全制动车辆至静止。

显然，通过上述步骤保护行人的过程中，仅有参数t1是需要车载监测设备识别的，其他过程中均不再需要车载监测设备，这显著地降低了车辆运动控制的难度，提高了类似方法的落地实践能力，所述发明是一种名副其实的仅需极少监测设备的设备的防护人地碰撞损伤的方法。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。