摘要

汽車安全性主要分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性兩大類，目前在汽車行業(yè)，被動(dòng)安全性相較于主動(dòng)安全性研究較多，主要是通過在車輛碰撞試驗(yàn)過程中來體現(xiàn)汽車的被動(dòng)安全性。在一個(gè)車輛碰撞試驗(yàn)過程中，高速攝像系統(tǒng)是不可或缺的一部分。

關(guān)鍵字：汽車安全性；主動(dòng)安全性；被動(dòng)安全性；車輛碰撞試驗(yàn)；高速攝像系統(tǒng)

作者：高龍，梁亞飛

單位：河南凱瑞車輛檢測(cè)認(rèn)證中心有限公司

引言

高速攝像系統(tǒng)在車輛碰撞試驗(yàn)中地應(yīng)用可以彌補(bǔ)以往對(duì)碰撞過程描述不直觀，不清晰的缺憾。通常在一個(gè)試驗(yàn)過程，需要多臺(tái)高速攝像機(jī)通過不同角度進(jìn)行錄制，以達(dá)到更清晰更直觀的目的。

高速攝像系統(tǒng)在不同工況下的應(yīng)用

1.1 正面25% 小偏置碰撞試驗(yàn)

正面25% 偏置碰撞試驗(yàn)為車內(nèi)乘員安全指數(shù)的一個(gè)試驗(yàn)工況，本試驗(yàn)規(guī)程參考IIHS 中“Small Overlap Frontal Crashworthiness evaluation Crash Test Protocol”(Version Ⅲ ) 編制。試驗(yàn)車輛以63.4 km/h~65.4km/h 的速度、25%±1% 的重疊率（駕駛員側(cè)）正面撞擊壁障，采集假人傷害數(shù)據(jù)、車體結(jié)構(gòu)變形數(shù)據(jù)、假人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。而高速攝像系統(tǒng)在該試驗(yàn)中主要用來分析假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和車體形變的過程，主要用到地面相機(jī)和車載相機(jī)。

在正面25% 偏置碰撞試驗(yàn)中，地面相機(jī)A~F 共計(jì)6 臺(tái)（詳見圖1），其中A、D、E 位于天上，B、C、F 位于地面。相機(jī)A ：位于碰撞車輛與25% 偏置碰撞壁障的碰撞點(diǎn)正上方，碰撞點(diǎn)在畫面的中心位置，視野范圍至車輛的B 柱位置，該相機(jī)用來分析碰撞時(shí)刻，以及車輛前部的形變。相機(jī)B ：位于碰撞車輛的左側(cè)后方45°位置，視野范圍由左側(cè)后輪中心到壁障，該相機(jī)用來分析車輛前部的形變。相機(jī)C ：位于碰撞車輛的正左側(cè)，鏡頭軸線垂直于碰撞車XZ 平面，視野范圍需包含整個(gè)碰撞車輛和部分壁障，該相機(jī)用來分析碰撞時(shí)刻，假人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)以及車輛前部的形變。相機(jī)D ：位于碰撞車輛正前斜向上45°，鏡頭垂直于車輛前擋風(fēng)玻璃，視野范圍為碰撞面最下部位置至車輛的全部車頂，該相機(jī)用來分析車輛碰撞后，假人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，和假人與氣囊的接觸。相機(jī)E ：位于碰撞車輛右側(cè)前45°上方位置，視野范圍為碰撞面最下至車頂包含整個(gè)碰撞車輛，該相機(jī)用來分析車輛前部的形變以及撞擊之后車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。相機(jī)F ：位于碰撞車輛的正右側(cè)，視野范圍為B 柱至3/4 壁障，該相機(jī)用來分析車輛撞擊后，假人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，和假人與氣囊的接觸狀態(tài)。

圖1 25% 偏置碰撞地面相機(jī)的布置

在正面25% 偏置碰撞試驗(yàn)中，除了6 臺(tái)地面相機(jī)之外，還需要在車內(nèi)安裝車載相機(jī)，H~K 共計(jì)4 臺(tái)（詳見圖2）。相機(jī)H ：安裝在右側(cè)前門位置，視野范圍正對(duì)前排駕駛員，視角包含座椅至中央儀表板，該相機(jī)用來分析碰撞之后，假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、假人與主氣囊和車內(nèi)飾的接觸狀態(tài)以及側(cè)面氣簾的展開時(shí)刻和氣簾與假人的接觸狀態(tài)。相機(jī)I ：安裝在假人右后方頂部，視野范圍包含B 柱至中央儀表板，假人頭部的居中，該相機(jī)從右后方來分析碰撞之后假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以及主氣囊的展開時(shí)刻。相機(jī)J ：安裝在假人正后方頂部，視野范圍包含B 柱至中央儀表板，假人頭部居中，該相機(jī)從正后方來分析碰撞之后假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。相機(jī)K ：安裝在右側(cè)后門位置，正對(duì)后排的座椅拉線，該拉線是用來分析碰撞之后座椅的滑動(dòng)，視野范圍包含拉線安裝支架和座椅，主要用來分析拉線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以及側(cè)面氣簾的展開時(shí)刻和狀態(tài)。

圖2 25% 偏置碰撞車載相機(jī)的布置

在正面25% 偏置碰撞試驗(yàn)中，共計(jì)用到高速攝像10 臺(tái)，6 臺(tái)地面相機(jī)主要用于分析車輛外部的形變以及車輛撞擊之后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；4 臺(tái)車載相機(jī)主要用于分析車內(nèi)假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及車輛撞擊之后，假人與車內(nèi)氣囊、車內(nèi)內(nèi)飾的接觸狀態(tài)。

1.2 側(cè)面碰撞試驗(yàn)

側(cè)面碰撞試驗(yàn)為車內(nèi)乘員安全指數(shù)的一個(gè)試驗(yàn)工況，本試驗(yàn)規(guī)程參考IIHS 中“Side Impact Crashworthiness evaluation Crash Test Protocol ”(Version Ⅶ ) 編制。側(cè)面碰撞試驗(yàn)使用前端安裝IIHS 碰撞塊的移動(dòng)變形壁障（MDB）撞擊試驗(yàn)車輛駕駛員側(cè)。移動(dòng)變形壁障車行駛方向應(yīng)垂直于試驗(yàn)車輛的縱向中心平面，移動(dòng)變形壁障車的縱向中心線應(yīng)與試驗(yàn)車輛碰撞參考線重疊，碰撞速度為50 km/h±1km/h。試驗(yàn)車輛駕駛員和駕駛員后方位置均應(yīng)放置一個(gè)SID-IIs（D 版）型假人，用來測(cè)量碰撞過程中假人的傷害值【2】。高速攝像系統(tǒng)在該試驗(yàn)中主要用來分析假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和車體形變的過程，主要用到地面相機(jī)和車載相機(jī)。

圖3 側(cè)面碰撞地面相機(jī)的布置

在側(cè)面碰撞試驗(yàn)中，地面相機(jī)A~F 共計(jì)6 臺(tái)（詳見圖3），其中A、D 位于天上，B、C、E、F 位于地面。相機(jī)A ：位于碰撞位置正上方，視野范圍左側(cè)至車輛最前端，右側(cè)至車輛最后端，包含整個(gè)被撞車輛，該相機(jī)主要用于分析車輛碰撞點(diǎn)和碰撞時(shí)刻。相機(jī)B ：位于碰撞車輛左前45°位置，視野范圍為整車，該相機(jī)主要用于分析車門的形變。相機(jī)C ：位于碰撞車輛正前上部，視野范圍為碰撞車輛前擋風(fēng)玻璃上沿至下沿，該相機(jī)主要用于分析車內(nèi)假人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，以及側(cè)氣囊的展開時(shí)刻。相機(jī)D ：位于碰撞車輛正前方，視野范圍為整車，該相機(jī)主要用于分析車輛被撞擊之后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。相機(jī)E ：位于碰撞車輛右前部，視野范圍為碰撞車輛的前擋風(fēng)玻璃，前排的假人應(yīng)在畫面中間位置，該相機(jī)主要用于分析前排假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及與側(cè)面氣簾的接觸狀態(tài)。相機(jī)F ：位于碰撞車輛右前部，視野范圍為試驗(yàn)車右側(cè)B 柱到左側(cè)A 柱中間，后排假人應(yīng)在畫面中間位置，該相機(jī)主要用于分析后排假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及與側(cè)面氣簾的接觸狀態(tài)。

在側(cè)面碰撞試驗(yàn)中，除了6 臺(tái)地面相機(jī)之外，還需安裝車載相機(jī)，G（詳見圖3）、H~J 共計(jì)4 臺(tái)（詳見圖4）。相機(jī)G ：該相機(jī)安裝在移動(dòng)壁障車上，視野范圍包含IIHS 碰撞塊和車輛A 柱至C 柱，主要用于分析碰撞位置以及IIHS 碰撞塊的侵入狀態(tài)和形變。相機(jī)H ：安裝在車輛右側(cè)前門位置，視野范圍包含前排和后排假人，該相機(jī)主要用于分析前、后排假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及假人與側(cè)面氣簾的接觸狀態(tài)。相機(jī)I ：安裝在車輛右側(cè)前門位置，正對(duì)前排假人，視野范圍為側(cè)面氣簾展開位置至大腿膝蓋，該相機(jī)主要用來分析側(cè)面氣簾展開時(shí)刻、前排假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及假人與氣簾和車輛內(nèi)飾的接觸狀態(tài)。相機(jī)J ：安裝在車輛右側(cè)后門位置，正對(duì)后排假人，視野范圍為側(cè)面氣簾展開位置至大腿膝蓋，該相機(jī)主要用來分析側(cè)面氣簾展開時(shí)刻、后排假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及假人與氣簾和車輛內(nèi)飾的接觸狀態(tài)。

圖4 側(cè)面碰撞車載相機(jī)的布置

在側(cè)面碰撞試驗(yàn)中，共計(jì)用到高速攝像10 臺(tái)，6 臺(tái)地面相機(jī)主要用于分析被撞車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及移動(dòng)壁障車的侵入狀態(tài)；4 臺(tái)車載相機(jī)主要用于分析車內(nèi)假人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及車輛被撞之后，假人與車內(nèi)氣囊、車內(nèi)內(nèi)飾的接觸狀態(tài)，其中安裝在移動(dòng)壁障車上的相機(jī)G 主要用來分析IIHS 碰撞塊的侵入狀態(tài)。

2 結(jié)語

隨著汽車行業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，高速攝像系統(tǒng)也必須與時(shí)俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新，更好的適用于各種工況下的試驗(yàn)，為汽車安全性能的研究提供更有力的保障，進(jìn)而推動(dòng)汽車安全性能的提升。

參考文獻(xiàn)：
[1] 楊康和. 實(shí)車碰撞試驗(yàn)室高速攝像系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析[J]. 汽車實(shí)用技術(shù)，2016（3）：135-137.
[2] 中國(guó)保險(xiǎn)行業(yè)協(xié)會(huì). 中國(guó)保險(xiǎn)汽車安全指數(shù)管理辦法[OL] 

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