CN114910094B

CN114910094B - 汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法、设备和存储介质

Info

Publication number: CN114910094B
Application number: CN202210828800.7A
Authority: CN
Inventors: 郭庆祥; 朱海涛; 卜晓兵; 郑艳婷; 谭雯霄; 吕恒绪
Original assignee: CATARC Automotive Test Center Tianjin Co Ltd
Current assignee: CATARC Automotive Test Center Tianjin Co Ltd
Priority date: 2022-07-15
Filing date: 2022-07-15
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2042-07-15
Also published as: CN114910094A

Abstract

本发明涉及汽车碰撞试验假人领域，公开了一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法、设备和存储介质。该方法包括：获取试验车辆相对于地面的线性加速度、试验假人的头部相对于地面的线性加速度以及试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度；确定在头部局部坐标系中试验假人头部的时间‑位移曲线；根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间‑位移曲线，以及预设旋转变换矩阵确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间‑偏移量曲线。通过该***可提高汽车碰撞试验假人头部偏移轨迹的确定精度。

Description

汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及汽车碰撞试验假人领域，尤其涉及一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法、设备和存储介质。

背景技术

随着我国汽车保有量的不断增加，交通事故的发生率也越来越高，因而汽车的安全性逐渐成为消费者的关注重点。汽车的安全性是关乎人员生命安全的重要性能，其可以通过汽车碰撞试验来评价。

在汽车碰撞试验中，假人头部的偏移量轨迹是确定真实碰撞事故中驾乘人员受伤风险的重要参考依据。例如在正面碰撞试验中，若第二排乘员头部位移偏移量过大，会撞击到前排座椅和车辆B柱，增加额外的伤害风险。因此，碰撞事故中驾乘人员头部的偏移量大小决定了驾乘人员受伤害的程度。故获得碰撞试验假人的头部运动时间历程曲线是帮助分析车辆安全性能的必要信息。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法、设备和存储介质，可提高汽车碰撞试验假人头部偏移轨迹的确定精度。

本发明实施例提供了一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法，该方法包括：获取在汽车碰撞试验中试验车辆的目标位置相对于地面的线性加速度、试验假人的头部相对于地面的线性加速度以及试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度；

根据所述试验车辆的目标位置相对于地面的线性加速度确定所述试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线；

根据所述试验假人的头部相对于地面的线性加速度确定所述试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线；

根据所述试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线以及所述试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线确定在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线；

根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线、所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度以及试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线。

本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

处理器和存储器；

所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行任一实施例所述的汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的步骤。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行任一实施例所述的汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的步骤。

本发明实施例具有以下技术效果：

通过按照约定的在三维空间中旋转角的旋转顺序，根据试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度获得在头部局部坐标系下变换后的旋转角速度，从而获得每时刻对应的唯一旋转角度，进而结合试验假人的头部相对于试验车辆的时间-位移线性曲线获得试验假人的头部相对于试验车辆的时间-偏移量曲线，提高了汽车碰撞试验假人头部偏移轨迹的确定精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种远端试验工况的试验假人在碰撞过程中头部旋转轨迹对比示意图；

图2是本发明实施例提供的一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种参考旋转顺序的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种假设碰撞过程中试验假人的头部没有发生x方向偏移的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种通过本发明实施例提供的方法确定的试验假人头部的偏移量曲线与试验假人头部实际的偏移量曲线的对比示意图；

图6为本发明实施例提供的一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

当前针对汽车碰撞试验假人头部位移普遍使用的测量方式是通过在汽车碰撞试验中安装高速摄像机的方式获得试验假人头部的偏移量，其缺点是在某些位置点摄像机安装受到空间限制，实施困难。而且，比如在正面64公里25%重叠偏置碰撞工况中，碰撞过程中试验假人的头部会朝向车辆的A柱方向运动，由于角度问题摄像机无法准确记录。

另外一种测量方式是通过安装在试验假人头部质心的线性加速度传感器和角速度传感器输出试验假人头部的线性加速度及角速度曲线，进而通过对该曲线进行二次积分换算获得头部偏移量曲线，但是在碰撞速度较高或试验假人头部偏转角度较大时，会导致通过二次积分获得的运动偏移量误差变大，结果不准确，参考图1所示，远端试验工况的试验假人在碰撞过程中头部会经历较大的旋转，对比通过高速摄像机录像测量到的头部偏移量曲线210与通过二次积分获得的偏移量曲线220，发现差异较大。

因此，不管是通过高速摄像机获取汽车碰撞试验中试验假人头部的偏移轨迹还是通过二次积分的方式获取试验假人头部的偏移轨迹，均存在一定的局限性。

针对上述现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法，不仅提高了试验假人头部偏移轨迹的确定精度，还具有较强的可实施性，不必担心由于空间受限无法安装高速摄像机的问题。具体的，通过按照约定的在三维空间中旋转角的旋转顺序，根据试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度获得在头部局部坐标系下变换后的旋转角速度，从而获得每时刻对应的唯一旋转角度，进而结合试验假人的头部相对于试验车辆的时间-位移线性曲线获得试验假人的头部相对于试验车辆的时间-偏移量曲线，提高了汽车碰撞试验假人头部偏移轨迹的确定精度。

示例性的，参考如图2所示的一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：

步骤310、获取在汽车碰撞试验中试验车辆的目标位置相对于地面的线性加速度、试验假人的头部相对于地面的线性加速度以及试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度。

可选的，基于安装在所述目标位置的加速度传感器获取所述目标位置相对于地面的线性加速度。

基于安装在所述试验假人的头部质心的加速度传感器获取所述试验假人的头部相对于地面的线性加速度。

基于安装在所述试验假人的头部质心的角速度传感器获取所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度。

步骤320、根据所述试验车辆的目标位置相对于地面的线性加速度确定所述试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线。

根据安装在所述目标位置的加速度传感器输出的每时刻的线性加速度，可以获得试验车辆的目标位置相对于地面的线性加速度曲线。基于该线性加速度曲线进行二次积分，可以获得试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线。

步骤330、根据所述试验假人的头部相对于地面的线性加速度确定所述试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线。

根据安装在所述试验假人的头部质心的加速度传感器输出的每时刻的线性加速度，可以获得试验假人的头部相对于地面的线性加速度曲线，基于该线性加速度曲线进行二次积分，可以获得试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线。

概括性的，所述根据所述试验车辆的目标位置相对于地面的线性加速度确定所述试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线，包括：

对所述目标位置相对于地面的线性加速度进行二次积分，获得所述目标位置相对于地面的时间-位移曲线；

所述根据所述试验假人的头部相对于地面的线性加速度确定所述试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线，包括：

对所述试验假人的头部相对于地面的线性加速度进行二次积分，获得所述试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线。

步骤340、根据所述试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线以及所述试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线确定在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线。

可选的，利用所述试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线减所述试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线，获得在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线。

例如在车辆坐标系下，具体是以试验车辆的目标位置为原点，按照右手直角坐标系规则生成车辆坐标系，在该车辆坐标系下，假设试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线在x轴的分量是D_hx，试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线在x轴的分量是D_cx，试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线在y轴的分量是D_hy，试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线在y轴的分量是D_cy，试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线在z轴的分量是D_hz，试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线在z轴的分量是D_cz，则试验假人的头部相对于试验车辆目标位置的时间-位移曲线在x轴、y轴和z轴的分量分别是：Dx=D_hx-D_cx、Dy=D_hy-D_cy、Dz=D_hz-D_cz。换言之，Dx、Dy及 Dz为在头部局部坐标系下试验假人的头部到达试验车辆目标位置时的偏移量，而最终的求解目标是获得在车辆坐标系下试验假人头部的偏移轨迹，以基于该偏移轨迹确定试验假人是否会与车内其它位置发生碰撞，以及由于碰撞带来的伤害程度。

步骤350、根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线、所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度以及试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线。

其中，所述头部局部坐标系具体可以是以试验假人的头部质心为坐标原点，按照右手定则生成。所述车辆坐标系可以是以车内的某位置为坐标原点，按照右手定则生成。

示例性的，所述根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线、所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度以及试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线，包括：

根据所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度以及试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序确定所述试验假人的头部在头部局部坐标系下变换后的角速度；

根据所述变换后的角速度确定变换后的旋转角；

根据所述变换后的旋转角确定目标旋转变换矩阵；

根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线以及所述目标旋转变换矩阵确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线。

可以理解的是，三维空间中刚体(或者坐标系) 定点旋转需要三个自由度，但是由于旋转存在顺序问题，导致旋转角表示不唯一。根据坐标系绕其轴的旋转顺序不同，存在多种情况：首先绕三个坐标轴任意一轴旋转，有3种情况，接着绕除了第一次旋转轴之外的任意一轴旋转，有2种情况，最后绕第二次旋转轴之外的任意一轴旋转，又有2种情况，所以总共存在3x2x2=12种可能的情况。因此，在定义三维空间的旋转参数时，需要指定旋转角的定义方式，例如碰撞试验中，试验假人的头部由于碰撞冲击在三维空间中摇摆运动，若要确定其运动轨迹，需预先约定碰撞试验中试验假人头部旋转角的旋转顺序，以及对应的旋转变换矩阵，以实现最终按照约定的参考旋转顺序确定试验假人头部唯一的运动轨迹。

示例性的，在本发明实施例中，定义参考旋转顺序为z-y-x，参考图3所示，以头部质心为局部坐标系原点O，按照右手直角参考坐标***建立Ox₀y₀z₀坐标系，定义旋转角旋转顺序为：（z，y，x），即首先以Ox₀y₀z₀系绕Oz₀轴正向转动ψ角后得到Ox₁y₁z₁(即先转z轴)，接着Ox₁y₁z₁系绕Oy₁轴正向转动θ角后得到Ox₂y₂z₂(即再转y轴)，最后Ox₂y₂z₂系绕 Ox₂轴正向转动φ角得到Ox₃y₃z₃(即最后转x轴)，其中，正向的定义为按照右手定则顺时针旋转的方向，其中依x，y，z轴旋转的角度定义为（φ，θ，ψ）。概括性的，以试验假人的头部质心为头部局部坐标系的原点O，按照右手直角坐标系建立原坐标系Ox₀y₀z₀，所述参考旋转顺序为：首先，原坐标系Ox₀y₀z₀绕Oz₀轴正向旋转ψ角后得到第一坐标系Ox₁y₁z₁，接着，第一坐标系Ox₁y₁z₁绕Oy₁轴正向旋转θ角后得到第二坐标系Ox₂y₂z₂，最后，第二坐标系Ox₂y₂z₂系绕 Ox₂轴正向旋转φ角后得到第三坐标系Ox₃y₃z₃，其中，所述正向为按照右手定则顺时针旋转的方向，其中，绕x，y，z轴旋转的角度分别为（φ，θ，ψ）。

由于存在万向锁问题，因此约定旋转角范围：绕 z 轴方向的旋转角ψ的范围为：-180°至 180°(注意z轴朝下，ψ角向右为正)；绕 y 轴方向的旋转角θ 的范围定义为：-90°至90°，且不等于90°及-90°；绕 x 轴方向的旋转角φ为：-180°至180°。

需要说明的是，若最终求解出来的各旋转角中存在超过对应范围的旋转角时，则认为是碰撞试验出现问题。

根据坐标***以及参考旋转顺序，可以得到初始旋转变换矩阵R，其计算矩阵如下：

绕z轴的旋转变换矩阵为：

绕y轴的旋转变换矩阵为：

绕x轴的旋转变换矩阵为：

综上可以得到总的初始旋转变换矩阵，即根据试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序确定的初始旋转变换矩阵R：

R=

初始旋转变换矩阵R是3×3的矩阵，其中，第一列元素组成的3×1的向量为[

]，第二列元素组成的3×1的向量为[

]，第二列元素组成的3×1的向量为[

]

基于初始旋转变换矩阵R，可以得到角度φ，θ，ψ的解析计算公式：

（1）

基于上式可以求得各旋转角φ，θ，ψ。其中，Atan2（y，x）表示以坐标原点为起点，指向点(x，y)的射线在坐标平面上与x轴正方向之间的角度，值域范围是（-π，π），当y>0时，该射线与x轴正方向的夹角角度指的是x轴正方向绕逆时针方向到达该射线所旋转的角度；而当y<0时，该射线与x轴正方向的夹角角度指的是x轴正方向绕顺时针方向到达该射线所旋转的角度。在几何意义上，Atan2(y, x) 等价于 atan(y/x)，但Atan2 的优势是可以正确处理 x=0 而 y≠0 的情况。

综上，可以换算获得角速度w的变换公式，其中，设定w1,w2,w3分别为在试验假人头部局部坐标系中沿x轴、y轴和z轴方向的角速度分量，通过汽车碰撞试验可以获得。基于上述参考旋转顺序，可求得变换后在头部局部坐标系下的角速度

：

即：

（2）

概括性的，基于如上算式（2）确定所述变换后的角速度，

分别表示变换后的所述试验假人的头部在头部局部坐标系下绕z轴正向、绕y轴正向以及绕x轴正向的旋转角速度。则变换后的旋转角度为：

，

，

。其中，

表示变换后试验假人的头部在头部局部坐标系下绕z轴正向的旋转角度，

表示变换后试验假人的头部在头部局部坐标系下绕y轴正向的旋转角度，

表示变换后试验假人的头部在头部局部坐标系下绕x轴正向的旋转角度。

具体的，所述根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线以及所述目标旋转变换矩阵确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线，包括：

（3）

其中，DX表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在车辆坐标系下X轴方向的时间-偏移量曲线校准后分量，DY表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在车辆坐标系下Y轴方向的时间-偏移量曲线校准后分量，DZ表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在车辆坐标系下Z轴方向的时间-偏移量曲线校准后分量，所述车辆坐标系以所述目标位置为原点，按照右手直角坐标系生成，R'为所述目标旋转变换矩阵，Dx表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在所述头部局部坐标系下沿X轴方向的时间-位移曲线未校准分量，Dy表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在所述头部局部坐标系下沿Y轴方向的时间-位移曲线未校准分量，Dz表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在所述头部局部坐标系下沿Z轴方向的时间-位移曲线未校准分量；

R'=

R’是3×3的矩阵，其中，第一列元素组成的3×1的向量为[

]，第二列元素组成的3×1的向量为[

]，第二列元素组成的3×1的向量为[

]

即只要求解出

、

和

则可以获得在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线，而

、

和

与变换后在局部坐标系下的角速度

相关，而角速度

可以通过上述式（1）和式（2）联合求解获得，上述式（1）和式（2）联合后获得关于 φ，θ，ψ的三元二次方程组，通过求解以及各角度对应的取值范围可获得唯一解。

假设碰撞过程中试验假人的头部没有发生x方向的偏移，即D_x=0，θ’=0，

=0，如图 4所示，图中DY方向及DZ方向坐标系下仅需考虑头部和车辆线性加速度及1个角速度（w_x= w₁，rad/second），以头部质心为局部坐标系原点O，按照右手直角参考坐标***建立 Ox0y0z0坐标系，定义旋转角旋转顺序为：（z，y，x）。Dy0及 Dz0为初始0时刻的局部坐标系的（相对头部质心）位置，此时刻

=0，

=0。基于上述式（3）可以获得在车辆坐标系下试验假人头部的时间-偏移量曲线。如图5所示，其中标号610表示试验假人头部实际的偏移量曲线（该偏移量曲线可通过高速摄像机进行录像获得），标号620表示通过本发明实施例提供的方法确定的试验假人头部的偏移量曲线，可见两者具有较高的相似性，通过本发明实施例提供的方法可以获得较准确的试验假人头部的运动轨迹。

在上述实施例的基础上，参考如图6所示的一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的流程示意图，具体包括：基于碰撞安全法规完成汽车碰撞试验，提取试验假人以及试验车辆的线性加速度，以及试验假人的角速度数据，基于约定的参考旋转顺序确定试验假人头部的偏移量。

在上述实施例的基础上，参考如图7所示的一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的流程示意图，具体包括：确定车辆相对地面的坐标系、头部相对车辆的坐标系以及参考旋转顺序，基于碰撞安全法规完成汽车碰撞试验，提取传感器输出获得试验假人以及试验车辆的线性加速度，以及试验假人的角速度数据，将线性加速度进行二次积分，并对积分结果计算差值获得试验假人头部相对车辆的位移，计算变换后的旋转角，获得试验假人头部相对车辆的偏移量。

在一个具体实施方式中，所述方法包括如下步骤：

步骤1、按照60AEMDB侧面碰撞工况法规完成基础滑车碰撞试验，按照常规标准，该试验配备法规规定的wordsid50试验假人，碰撞试验结束后该试验假人能够输出车辆X向、Y向及Z向左B柱下线性加速度a_cx、a_cy和a_cz，试验假人头部质心X向、Y向及Z向的线性加速度a_hx、a_hy和a_hz，试验假人头部质心X向、Y向及Z向角速度曲线w_hx（即上述w₁）、w_hy（即上述w₂）和w_hz（即上述w₃）；

步骤2、基于步骤1获得的线性加速度曲线a_hx、a_hy、a_hz、a_cx、a_cy、a_cz经过二次积分，获得时间与位移的曲线D_hx、D_hy、D_hz、D_cx、D_cy、D_cz。

步骤3、基于步骤1获得的试验假人头部的角速度曲线，通过上述式（2）获得变换后的角速度，进一步通过上述

，

和

获得变换后的旋转角度。

步骤4、基于步骤2获得的时间与位移的曲线是试验假人头部及试验车辆相对地面的位移，试验假人头部相对试验车辆的位移（即未校准位移或偏移量）为：Dx=D_hx-D_cx、Dy=D_hy-D_cy、Dz=D_hz-D_cz。

步骤5，基于步骤3、步骤4的结果，通过上述式（3）确定变换后的试验假人的头部相对试验车辆的位移，其中，DX、DY及DZ为在车辆坐标系下的偏移量（即校准后的偏移量），Dx、Dy及 Dz为在头部局部坐标系下的偏移量（即未校准或者说是校准之前的偏移量）。

进一步的，本发明实施例还提供一种用于汽车碰撞试验的试验假人头部偏移量测量***，包括：调用模块，用于根据试验类型及特征，调用匹配的测量算法，所述测量算法用于确定试验假人的头部偏移轨迹，所述测量算法包括如上述实施例所述的汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法；计算模块，采用调用模块所调用的匹配算法确定试验假人头部的偏移轨迹；摄像分析模块，用于基于试验中高速摄像机记录的录像确定试验假人头部偏移量；结果对比模块，用于对通过不同方式获得的试验假人头部偏移量进行对比分析。

图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图8所示，电子设备400包括一个或多个处理器401和存储器402。

处理器401可以是中央处理单元（CPU）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备400中的其他组件以执行期望的功能。

存储器402可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（RAM）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（ROM）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器401可以运行所述程序指令，以实现上文所说明的本发明任意实施例的电动车续航里程测试***以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如初始外参、阈值等各种内容。

在一个示例中，电子设备400还可以包括：输入装置403和输出装置404，这些组件通过总线***和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。该输入装置403可以包括例如键盘、鼠标等等。该输出装置404可以向外部输出各种信息，包括预警提示信息、制动力度等。该输出装置404可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图8中仅示出了该电子设备400中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备400还可以包括任何其他适当的组件。

除了上述方法和设备以外，本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本发明任意实施例所提供的汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本发明任意实施例所提供的汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

需要说明的是，本发明所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本申请范围。如本发明说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。

还需说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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。

Claims

1.一种汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法，其特征在于，包括：

获取在汽车碰撞试验中试验车辆的目标位置相对于地面的线性加速度、试验假人的头部相对于地面的线性加速度以及试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度；

根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线、所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度以及试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线；

其中，以头部质心为局部坐标系原点O，按照右手直角参考坐标***建立Ox₀y₀z₀坐标系，定义试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序为：z-y-x，约定旋转角范围：绕 z轴方向的旋转角ψ的范围为：-180°至 180°，z轴朝下，ψ角向右为正；绕 y 轴方向的旋转角θ的范围为：-90°至90°，且不等于90°及-90°；绕 x 轴方向的旋转角φ为：-180°至180°；

所述根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线、所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度以及试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线，包括：

根据所述变换后的角速度确定变换后的旋转角；

根据所述变换后的旋转角确定目标旋转变换矩阵；

根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线以及所述目标旋转变换矩阵确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线；

所述根据所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度以及试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序确定所述试验假人的头部在头部局部坐标系下变换后的角速度，包括：

基于如下算式确定所述变换后的角速度：

R=

其中，w₁表示所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度在x轴的分量，w₂表示所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度在y轴的分量，w₃表示所述试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度在z轴的分量，

分别表示变换后的所述试验假人的头部在头部局部坐标系下绕z轴正向、绕y轴正向以及绕x轴正向的旋转角速度，R为根据试验假人的头部在三维空间中的参考旋转顺序确定的初始旋转变换矩阵，Atan2（y，x）表示以坐标原点为起点，指向点(x，y)的射线在坐标平面上与x轴正方向之间的角度；θ表示绕 y 轴正向的参考旋转角，ψ表示绕 z 轴正向的参考旋转角，φ表示绕 x 轴正向的参考旋转角；

所述根据在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线以及所述目标旋转变换矩阵确定在车辆坐标系下所述试验假人头部的时间-偏移量曲线，包括：

其中，DX表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在车辆坐标系下X轴方向的时间-偏移量曲线校准后分量，DY表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在车辆坐标系下Y轴方向的时间-偏移量曲线校准后分量，DZ表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在车辆坐标系下Z轴方向的时间-偏移量曲线校准后分量，所述车辆坐标系以所述目标位置为原点，按照右手直角坐标系生成，R'为所述目标旋转变换矩阵，Dx表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在所述头部局部坐标系下沿X轴方向的时间-位移曲线未校准分量，Dy表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在所述头部局部坐标系下沿Y轴方向的时间-位移曲线未校准分量，Dz表示试验假人的头部相对于所述试验车辆的目标位置在所述头部局部坐标系下沿Z轴方向的时间-位移曲线未校准后位置；

R'=

其中，

2.根据权利要求1所述的汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法，其特征在于，所述获取在汽车碰撞试验中试验车辆的目标位置相对于地面的线性加速度、试验假人的头部相对于地面的线性加速度以及试验假人的头部在头部局部坐标系下的角速度，包括：

基于安装在所述目标位置的加速度传感器获取所述目标位置相对于地面的线性加速度；

基于安装在所述试验假人的头部质心的加速度传感器获取所述试验假人的头部相对于地面的线性加速度；

3.根据权利要求1所述的汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法，其特征在于，所述根据所述试验车辆的目标位置相对于地面的线性加速度确定所述试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线，包括：

4.根据权利要求1所述的汽车碰撞试验假人头部偏移量确定方法，其特征在于，所述根据所述试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线以及所述试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线确定在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线，包括：

利用所述试验假人的头部相对于地面的时间-位移曲线减所述试验车辆的目标位置相对于地面的时间-位移曲线，获得在头部局部坐标系中所述试验假人头部的时间-位移曲线。

5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

处理器和存储器；

所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如权利要求1-4任一项所述的方法步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如权利要求1-4任一项所述的方法步骤。