一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法与流程
本发明属于汽车，具体的说是一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法。
背景技术：
1、随着汽车行业的发展，汽车安全成为重中之重。在整车安全性能验证阶段需要结合实际试验与仿真对汽车约束系统进行优化，其中就需要通过仿真的方式复现实际试验。实际试验的复现需要仿真与试验的试验条件相同，其中就需要仿真中碰撞假人的坐姿与实际试验相同。
2、目前假人坐姿的对标主要通过三坐标仪对实际假人表面进行扫描，将扫描得到的点集导入仿真前处理软件中并通过人工拖动仿真假人部件与点集对齐的方式进行调整，存在对标精度不高，消耗时间长的问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明提供了一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，可以有效改善仿真假人与实际试验对标精度不高，消耗时间长的问题，通过应用该坐姿对标方法，将假人坐姿对标标准化，规范化，提升仿真与实际试验的吻合度，降低人力成本，提高约束系统优化效率。
2、本发明技术方案结合附图说明如下：
3、一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，包括以下步骤：
4、步骤一、读取试验中摆好假人后的特征点的坐标，若假人坐姿左右对称读取左侧或右侧的对应点；
5、步骤二、将读取到的坐标信息及假人骨盆角度导入到计算模块得到假人坐姿的关节角；
6、步骤三、将关节角及骨盆角信息通过仿真假人模型树导入到模型中调整仿真假人坐姿；
7、步骤四、检查仿真假人坐姿与实际的误差是否满足要求；
8、步骤五、若不满足要求则重新进行步骤一-步骤五或将调整后的模型手动调整。
9、进一步的，所述步骤一中，使用三坐标仪读取试验中摆好假人后的特征点的坐标。
10、进一步的，所述步骤一中，特征点包括骨盆两侧的特征点、头部三个特征点、肩部特征点、肘关节特征点、手腕特征点、膝部特征点、脚踝特征点以及足踵特征点共11个特征点以及测量得到的骨盆倾斜角。
11、进一步的，所述步骤二中，计算模块包括骨盆计算模块、头颈部计算模块、上躯干计算模块、上肢计算模块和下肢计算模块。
12、进一步的，头部三个特征点输入到头颈计算模块得到第一中间变量；骨盆两侧的特征点和骨盆倾斜角输入到骨盆计算模块得出第一结果；肩部特征点、肘关节特征点、手腕特征点输入到上肢计算模块得出第二结果；膝部特征点、脚踝特征点、足踝特征点输入到上肢计算模块得到第三结果。
13、进一步的，所述第一中间变量和第一结果输入到上躯干计算模块中最终输出下脊椎关节角、上脊椎关节角和颈部关节角；所述第一结果为骨盆叫和假人h点即骨盆中心点；所述第三结果和第一结果输入到上肢计算模块最终输出大腿关节角、小腿关节角和脚部关节角；所述第二结果和上躯干计算模块的输出输入到上肢计算模块中最终输出肩部关节角、大臂关节角、第一肘关节角、第二肘关节叫、第一腕关节角和第二腕关节角。
14、进一步的，所述步骤二中，通过d-h参数法进行坐标系的变换以及节点在空间中的坐标与关节角之间的转换，并通过循环坐标下降法将假人的关节角从默认角度优化到目标假人角度。
15、进一步的，所述d-h参数法为通过两次旋转两次位移将当前节点的坐标系转换为邻近的下一个坐标系，如下：
16、a_(i+1)＝a_i rot(x,α)trans(α,0,0)rot(z,θ)trans(0,0,d)
17、式中，rot与trans表示两次矩阵变换，包含铰链的角度与节点与节点间的杆长度信息；ai为变换前坐标系矩阵包含节点的坐标与xyz方向；ai+1则为变换后的坐标系矩阵；
18、通过d-h参数法在假人各个部件处建立坐标系并通过关节角计算得到各部件的局部坐标系在全局坐标系下的原点坐标与xyz方向，从而得到特征点在全局坐标系下的坐标。
19、本发明的有益效果为：
20、本发明可以有效改善仿真假人与实际试验对标精度不高，消耗时间长的问题，通过应用该坐姿对标方法，将假人坐姿对标标准化，规范化，提升仿真与实际试验的吻合度，降低人力成本，提高约束系统优化效率。
技术特征：
1.一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，其特征在于，所述步骤一中，使用三坐标仪读取试验中摆好假人后的特征点的坐标。
3.根据权利要求1所述的一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，其特征在于，所述步骤一中，特征点包括骨盆两侧的特征点、头部三个特征点、肩部特征点、肘关节特征点、手腕特征点、膝部特征点、脚踝特征点以及足踵特征点共11个特征点以及测量得到的骨盆倾斜角。
4.根据权利要求3所述的一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，其特征在于，所述步骤二中，计算模块包括骨盆计算模块、头颈部计算模块、上躯干计算模块、上肢计算模块和下肢计算模块。
5.根据权利要求4所述的一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，其特征在于，头部三个特征点输入到头颈计算模块得到第一中间变量；骨盆两侧的特征点和骨盆倾斜角输入到骨盆计算模块得出第一结果；肩部特征点、肘关节特征点、手腕特征点输入到上肢计算模块得出第二结果；膝部特征点、脚踝特征点、足踝特征点输入到上肢计算模块得到第三结果。
6.根据权利要求5所述的一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，其特征在于，所述第一中间变量和第一结果输入到上躯干计算模块中最终输出下脊椎关节角、上脊椎关节角和颈部关节角；所述第一结果为骨盆叫和假人h点即骨盆中心点；所述第三结果和第一结果输入到上肢计算模块最终输出大腿关节角、小腿关节角和脚部关节角；所述第二结果和上躯干计算模块的输出输入到上肢计算模块中最终输出肩部关节角、大臂关节角、第一肘关节角、第二肘关节叫、第一腕关节角和第二腕关节角。
7.根据权利要求6所述的一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，其特征在于，所述步骤二中，通过d-h参数法进行坐标系的变换以及节点在空间中的坐标与关节角之间的转换，并通过循环坐标下降法将假人的关节角从默认角度优化到目标假人角度。
8.根据权利要求7所述的一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法，其特征在于，所述d-h参数法为通过两次旋转两次位移将当前节点的坐标系转换为邻近的下一个坐标系，如下：
技术总结
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种对标仿真碰撞假人坐姿与实际试验中假人坐姿的方法。包括以下步骤：步骤一、读取试验中摆好假人后的特征点的坐标，若假人坐姿左右对称读取左侧或右侧的对应点；步骤二、将读取到的坐标信息及假人骨盆角度导入到计算模块得到假人坐姿的关节角；步骤三、将关节角及骨盆角信息通过仿真假人模型树导入到模型中调整仿真假人坐姿；步骤四、检查仿真假人坐姿与实际的误差是否满足要求；步骤五、若不满足要求则重新进行步骤一‑步骤五或将调整后的模型手动调整。本发明可以有效改善仿真假人与实际试验对标精度不高，消耗时间长的问题，通过应用该坐姿对标方法，将假人坐姿对标标准化，规范化，提升仿真与实际试验的吻合度，降低人力成本，提高约束系统优化效率。
技术研发人员：金晓林,王东辉,鞠伟,彭洪梅,胡海波,单宝来,高廷军,吕哲宁,曾普春,武玉琢
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5