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碰撞美學之高速攝像——應用篇
2020-11-30 17:59:51· 來源：碰撞與安全
前段時間受邀發(fā)表了一篇高速攝像相關的短文，主要介紹了高速攝像的基礎，包括攝影設備以及攝影理論。今日這篇文章旨在介紹高速相機在整車碰撞試驗中的基本應用。
前段時間受邀發(fā)表了一篇高速攝像相關的短文，主要介紹了高速攝像的基礎，包括攝影設備以及攝影理論。今日這篇文章旨在介紹高速相機在整車碰撞試驗中的基本應用。
整車碰撞的過程很短，大概就200ms左右。大概很多看客都誤認為我們只是為了記錄碰撞假人在碰撞瞬間的曼妙舞姿。其實除了這個（最重要的）作用外，還有很多攻城獅們關注的細節(jié)，下面就慢慢道來。
一個碰撞試驗過程記錄，需要配置各種機位，每個機位都有著他不同的職責，以車輛前端碰撞工況為例，如下圖所示：
上圖那么多機位都有其各自的職責，我們從三方面簡單了解下幾個機位的具體應用。
1. 試驗假人狀態(tài)記錄
1）假人頭部運動分析
整車碰撞試驗過程，對假人頭部傷害有著重要考核，一般碰撞的瞬間，假人會向前運動，受座椅、安全帶作用后再與氣囊接觸。我們需要分析假人與氣囊接觸的時刻是否正常，以及是否有與其他內(nèi)飾件接觸狀態(tài)。
2）假人腳部運動分析
整車碰撞試驗過程，對假人腿部傷害有著重要考核，一般碰撞的瞬間，假人腳部會向前受力從而影響假人腿部的傷害狀態(tài)。
3）后排假人運動分析
整車碰撞試驗過程，對后排假人前傾也有其考核，一般碰撞的瞬間，后排假人會有較大前傾運動，需判斷其頭部是否超過規(guī)定范圍，通過高速攝像可以輔助判斷該考核指標。
2. 試驗車輛安全件狀態(tài)記錄
1）安全氣囊運動分析
碰撞試驗過程，對氣囊點爆的時刻和展開形態(tài)都有嚴格要求，在碰撞試驗過程中氣囊點爆和展開的時間也是極短的，可通過高速攝像來分析氣囊的運動狀態(tài)：
I.氣囊的點爆時刻，高速攝像可以得到?jīng)_出飾板的時刻。
II.氣囊的展開形態(tài)，通過高速攝像可以判斷氣囊展開形態(tài)、充氣時間以及保壓時間是否正常。
2)安全帶運動分析
碰撞試驗過程，對安全帶作用時間有嚴格要求，在碰撞試驗過程中安全帶點爆時刻很短，可通過高速攝像結合數(shù)據(jù)來分析安全帶的動作狀態(tài)。
3. 試驗車輛狀態(tài)記錄
1)試驗車輛速度分析
碰撞過程中的速度是通過專業(yè)的測試儀來記錄的，實際高速攝像一樣可以輔助速度記錄。具體的方法就是通過垂直運動方向的機位圖像，通過距離時間的對應來得到實際碰撞速度。（配合相應的分析軟件還可以得到速度、位移曲線）
第一步：通過車輛標記AB兩點，找出對應的圖像坐標，再根據(jù)實際長度換算實際單位長度。
第二步：步進到碰撞0時刻的畫面，標記此時的A或B，找出對應的A’或B’的圖像坐標。
第三步：通過找出對應的A與A’或B與B’的圖像坐標之差，通過單位長度得出兩幀畫面間隔時間內(nèi)的實際運行距離，根據(jù)時間得出碰撞速度。
整個計算受角度、距離等因素影響，其數(shù)據(jù)精度難以把控，該方法只作為速度記錄輔助工具。
2）試驗車輛偏移量分析
碰撞試驗對車輛偏移量有著對應的要求，通常是通過拓印的方式來標記車輛的碰撞偏移量，也有些特殊工況無法實現(xiàn)，可通過高速攝像來輔助測量。具體的方法參考試驗車輛速度分析。
3）試驗車輛碰撞0時刻分析
碰撞試驗對0時刻要求是十分精準的，需要通過觸發(fā)開關和高速攝像來分析，高速攝像是通過查看指示燈來判斷0時刻的。如下圖所示。
4）試驗車輛碰撞關鍵件狀態(tài)分析
碰撞試驗過程分析中，需要對前艙機構變形和關鍵件的脫落進行分析，通過高速攝像可以得出關鍵部件在碰撞過程中的實時變形過程。
4. 結語
整車碰撞試驗結果分析有著許多復雜的影響因素，通過高速攝像，能在分析過程中查看整車碰撞的動態(tài)變形過程，且其特有的慢動作回放功能，往往起到事半功倍的效果。對于高速攝像的數(shù)據(jù)應用，還有其他很多沒有講到的地方。預知后事，請聽下回分解。
整車碰撞的過程很短，大概就200ms左右。大概很多看客都誤認為我們只是為了記錄碰撞假人在碰撞瞬間的曼妙舞姿。其實除了這個（最重要的）作用外，還有很多攻城獅們關注的細節(jié)，下面就慢慢道來。
一個碰撞試驗過程記錄，需要配置各種機位，每個機位都有著他不同的職責，以車輛前端碰撞工況為例，如下圖所示：
上圖那么多機位都有其各自的職責，我們從三方面簡單了解下幾個機位的具體應用。
1. 試驗假人狀態(tài)記錄
1）假人頭部運動分析
整車碰撞試驗過程，對假人頭部傷害有著重要考核，一般碰撞的瞬間，假人會向前運動，受座椅、安全帶作用后再與氣囊接觸。我們需要分析假人與氣囊接觸的時刻是否正常，以及是否有與其他內(nèi)飾件接觸狀態(tài)。
2）假人腳部運動分析
整車碰撞試驗過程，對假人腿部傷害有著重要考核，一般碰撞的瞬間，假人腳部會向前受力從而影響假人腿部的傷害狀態(tài)。
3）后排假人運動分析
整車碰撞試驗過程，對后排假人前傾也有其考核，一般碰撞的瞬間，后排假人會有較大前傾運動，需判斷其頭部是否超過規(guī)定范圍，通過高速攝像可以輔助判斷該考核指標。
2. 試驗車輛安全件狀態(tài)記錄
1）安全氣囊運動分析
碰撞試驗過程，對氣囊點爆的時刻和展開形態(tài)都有嚴格要求，在碰撞試驗過程中氣囊點爆和展開的時間也是極短的，可通過高速攝像來分析氣囊的運動狀態(tài)：
I.氣囊的點爆時刻，高速攝像可以得到?jīng)_出飾板的時刻。
II.氣囊的展開形態(tài)，通過高速攝像可以判斷氣囊展開形態(tài)、充氣時間以及保壓時間是否正常。
2)安全帶運動分析
碰撞試驗過程，對安全帶作用時間有嚴格要求，在碰撞試驗過程中安全帶點爆時刻很短，可通過高速攝像結合數(shù)據(jù)來分析安全帶的動作狀態(tài)。
3. 試驗車輛狀態(tài)記錄
1)試驗車輛速度分析
碰撞過程中的速度是通過專業(yè)的測試儀來記錄的，實際高速攝像一樣可以輔助速度記錄。具體的方法就是通過垂直運動方向的機位圖像，通過距離時間的對應來得到實際碰撞速度。（配合相應的分析軟件還可以得到速度、位移曲線）
第一步：通過車輛標記AB兩點，找出對應的圖像坐標，再根據(jù)實際長度換算實際單位長度。
第二步：步進到碰撞0時刻的畫面，標記此時的A或B，找出對應的A’或B’的圖像坐標。
第三步：通過找出對應的A與A’或B與B’的圖像坐標之差，通過單位長度得出兩幀畫面間隔時間內(nèi)的實際運行距離，根據(jù)時間得出碰撞速度。
整個計算受角度、距離等因素影響，其數(shù)據(jù)精度難以把控，該方法只作為速度記錄輔助工具。
2）試驗車輛偏移量分析
碰撞試驗對車輛偏移量有著對應的要求，通常是通過拓印的方式來標記車輛的碰撞偏移量，也有些特殊工況無法實現(xiàn)，可通過高速攝像來輔助測量。具體的方法參考試驗車輛速度分析。
3）試驗車輛碰撞0時刻分析
碰撞試驗對0時刻要求是十分精準的，需要通過觸發(fā)開關和高速攝像來分析，高速攝像是通過查看指示燈來判斷0時刻的。如下圖所示。
4）試驗車輛碰撞關鍵件狀態(tài)分析
碰撞試驗過程分析中，需要對前艙機構變形和關鍵件的脫落進行分析，通過高速攝像可以得出關鍵部件在碰撞過程中的實時變形過程。
4. 結語
整車碰撞試驗結果分析有著許多復雜的影響因素，通過高速攝像，能在分析過程中查看整車碰撞的動態(tài)變形過程，且其特有的慢動作回放功能，往往起到事半功倍的效果。對于高速攝像的數(shù)據(jù)應用，還有其他很多沒有講到的地方。預知后事，請聽下回分解。
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