淺談高速攝像系統(tǒng)在車輛碰撞試驗中的應用

高龍，梁亞飛

（河南凱瑞車輛檢測認證中心有限公司地，河南焦作，454950）

0 引言

高速攝像系統(tǒng)在車輛碰撞試驗中地應用可以彌補以往對碰撞過程描述不直觀，不清晰的缺憾。通常在一個試驗過程，需要多臺高速攝像機通過不同角度進行錄制，以達到更清晰更直觀的目的。

1 高速攝像系統(tǒng)在不同工況下的應用

1.1 正面25%小偏置碰撞試驗

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

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

圖1 25%偏置碰撞地面相機的布置

在正面25%偏置碰撞試驗中，除了6臺地面相機之外，還需要在車內安裝車載相機，H～K共計4臺（詳見圖2）。相機H：安裝在右側前門位置，視野范圍正對前排駕駛員，視角包含座椅至中央儀表板，該相機用來分析碰撞之后，假人的運動狀態(tài)、假人與主氣囊和車內飾的接觸狀態(tài)以及側面氣簾的展開時刻和氣簾與假人的接觸狀態(tài)。相機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，該相機從右后方來分析碰撞之后假人的運動狀態(tài)，以及主氣囊的展開時刻。相機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，該相機從正后方來分析碰撞之后假人的運動狀態(tài)。相機K：安裝在右側后門位置，正對后排的座椅拉線，該拉線是用來分析碰撞之后座椅的滑動，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動狀態(tài)，以及側面氣簾的展開時刻和狀態(tài)。

圖2 25%偏置碰撞車載相機的布置

在正面25%偏置碰撞試驗中，共計用到高速攝像10臺，6臺地面相機主要用于分析車輛外部的形變以及車輛撞擊之后的運動狀態(tài)；4臺車載相機主要用于分析車內假人的運動狀態(tài)以及車輛撞擊之后，假人與車內氣囊、車內內飾的接觸狀態(tài)。

1.2 側面碰撞試驗

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

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

圖3 側面碰撞地面相機的布置

在側面碰撞試驗中，除了6臺地面相機之外，還需安裝車載相機，G（詳見圖3）、H～J共計4臺（詳見圖4）。相機G：該相機安裝在移動壁障車上，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H：安裝在車輛右側前門位置，視野范圍包含前排和后排假人，該相機主要用于分析前、后排假人的運動狀態(tài)以及假人與側面氣簾的接觸狀態(tài)。相機I：安裝在車輛右側前門位置，正對前排假人，視野范圍為側面氣簾展開位置至大腿膝蓋，該相機主要用來分析側面氣簾展開時刻、前排假人的運動狀態(tài)以及假人與氣簾和車輛內飾的接觸狀態(tài)。相機J：安裝在車輛右側后門位置，正對后排假人，視野范圍為側面氣簾展開位置至大腿膝蓋，該相機主要用來分析側面氣簾展開時刻、后排假人的運動狀態(tài)以及假人與氣簾和車輛內飾的接觸狀態(tài)。

圖4 側面碰撞車載相機的布置

在側面碰撞試驗中，共計用到高速攝像10臺，6臺地面相機主要用于分析被撞車輛的運動狀態(tài)以及移動壁障車的侵入狀態(tài)；4臺車載相機主要用于分析車內假人的運動狀態(tài)以及車輛被撞之后，假人與車內氣囊、車內內飾的接觸狀態(tài)，其中安裝在移動壁障車上的相機G主要用來分析IIHS碰撞塊的侵入狀態(tài)。

2 結語

隨著汽車行業(yè)內的標準不斷更新，高速攝像系統(tǒng)也必須與時俱進，不斷創(chuàng)新，更好的適用于各種工況下的試驗，為汽車安全性能的研究提供更有力的保障，進而推動汽車安全性能的提升。