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行人头部有限元模型仿真研究

行人头部有限元模型仿真研究

2007中国汽车工程学会年会

作者：赵桂范林乐川杨娜哈尔滨工业大学汽车工程学院

鉴于汽车安全领域涉及人体碰撞的问题很多不能仅仅考虑使用多体系统动力学来解决问题,还应考虑使用有限元理论,应用柔性体来解决大变形问题和有强烈碰撞的问题。本文通过有限元软件建立了人体头部模型和汽车发动机罩板,在有限元模型中... 详细信息

鉴于汽车安全领域涉及人体碰撞的问题很多不能仅仅考虑使用多体系统动力学来解决问题,还应考虑使用有限元理论,应用柔性体来解决大变形问题和有强烈碰撞的问题。本文通过有限元软件建立了人体头部模型和汽车发动机罩板,在有限元模型中应用一个已经与PMHS（Post Mortem Human subjects）轨迹运动数据进行过验证,并与一次假人碰撞试验进行了对比的多体系统动力学人体模型的碰撞数据,更深入的计算分析碰撞效果和人体损伤。

关键词：撞击多体系统有限元行人模型

来源： cnki会议评论

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行人仿真模型的肩部生物逼真性的改进与验证

行人仿真模型的肩部生物逼真性的改进与验证

The 5th International Forum of Automotive Traffic Safety

作者：黄冬杨济匡湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室查尔摩斯科技大学应用力学系

汽车-行人碰撞事故中,由于下肢以及肩部都先于头部跟汽车前部结构发生碰撞,因此行人仿真模型的头部碰撞状态很大程度上取决于下肢与肩部的生物逼真性。本文的研究基于瑞典查尔摩斯大学开发的CMPi多刚体行人模型,由于此多体仿真模型下肢... 详细信息

汽车-行人碰撞事故中,由于下肢以及肩部都先于头部跟汽车前部结构发生碰撞,因此行人仿真模型的头部碰撞状态很大程度上取决于下肢与肩部的生物逼真性。本文的研究基于瑞典查尔摩斯大学开发的CMPi多刚体行人模型,由于此多体仿真模型下肢的生物逼真性已经比较完善,但肩部的结构过于简化,因此本文目的就是细化和改进CMPi行人多体仿真模型的肩部结构,通过把修改后的模型与肩部侧面及斜碰撞尸体实验结果对比,两者能够很好地吻合,从而改进了该模型的生物逼真性。

关键词：肩关节行人模型多刚体计算机仿真

来源： cnki会议评论

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大型群众活动疏散仿真三维模拟研究

大型群众活动疏散仿真三维模拟研究

作者：赵志成上海交通大学

学位级别：硕士

随着社会的快速发展,大型社会活动日益增多,安全问题成为社会关注的焦点。在这些人员密集的活动中,如果出现突发事件,容易导致人群聚集和恐慌,将会出现极大的安全隐患,甚至伤亡。相关部门也制定了大量的疏散预案,但大部分预案采用文字... 详细信息

随着社会的快速发展,大型社会活动日益增多,安全问题成为社会关注的焦点。在这些人员密集的活动中,如果出现突发事件,容易导致人群聚集和恐慌,将会出现极大的安全隐患,甚至伤亡。相关部门也制定了大量的疏散预案,但大部分预案采用文字与平面纸制地图的形式来描述,也没有经过实地检验。从安保预案的制定角度来说,每一次制定都需要众多部门共同协作与研究讨论,使用文字和纸制地图来推演预案在直观性、便利性等多个方面存在不足,给管理人员带来了很多额外的工作量。从安保预案的检验方面来说,实地检验将会花费巨大的人力物力,而通过电脑模拟分析预案,简洁直观,成本大大降低,其结果也能为预案的制定者、管理者提供决策参考。因此,对人员疏散及仿真的研究,并提供良好的展示环境,具有极大的现实意义和实用价值。本文介绍了三维场景仿真系统的建模方法,总结了现有行人疏散模型的特点,并结合行人行为特点,建立了满足管理部门要求的预案演示及推演的疏散仿真系统,最后通过仿真试验,验证了系统的合理性。通过三维建模的方式,按照真实比例,还原群众活动的场景,解决了以往预案展示不直观的问题。采用微观建模方法中的基于Agent技术作为疏散仿真的研究手段,通过不断产生行人智能体,放置于特定的场景中模拟仿真,研究个人的疏散行为,从而模拟真实状况下人群的行为。以往在三维实景中进行多智能体运算,存在很多瓶颈,如性能不足、无法实时动态调整参数等。单个普通计算机的计算性能不足以支撑三维实景和多智能体的并行运算,而大型群众性活动、场所安全管理的机构部门,如治安、消防、民防、地铁等相关管理部门又希望能在普通的单机上获得良好的仿真及展示效果,并且必须满足实时控制人群疏散的指令操作,以达到预案推演的目的。因此,本文建立的模拟仿真系统主要分为实景三维展示和二维模拟仿真两个部分。实景三维展示,按照真实比例,创建三维场景模型,并提供在三维场景中进行漫游、查询、定位等三维功能操作。二维模拟仿真,指对活动场所的常态运营和发生应急事件后的应急疏散进行了电脑模拟。通过对疏散环境分析,利用较为合理的辅助折线和最短路径相结合的方案,优化智能体寻路算法,提高运算性能,满足了实际需求。最后将实景三维展示部分和模拟仿真采用局域网相连,通过SOCKET,采用自定义加密协议实现对仿真模拟的进行实时指令控制。经实际验证,该方案良好的满足了管理部门对三维模拟仿真的需求,对相关部门的疏散预案展示、分析提供了良好的技术支撑。

关键词：人群疏散三维仿真行人模型智能体模型

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基于概率方法的人车冲突中行人伤害的预测

基于概率方法的人车冲突中行人伤害的预测

作者：何颖湖南大学

学位级别：硕士

行人运动不确定性是行人避撞系统风险评估模块中需要考虑的重要因素,本文在考虑了行人运动不确定的基础上,提出一种快速预测人车冲突中行人伤害概率的方法。目前风险评估主要有时间指标与碰撞概率两种形式,通常时间指标将行人运动简化... 详细信息

行人运动不确定性是行人避撞系统风险评估模块中需要考虑的重要因素,本文在考虑了行人运动不确定的基础上,提出一种快速预测人车冲突中行人伤害概率的方法。目前风险评估主要有时间指标与碰撞概率两种形式,通常时间指标将行人运动简化成确定性模型,而碰撞概率没有考虑碰撞速度对风险的影响,以时间指标与碰撞概率作为避撞决策依据存在不合理性。在概率方法中,准确的行人模型与距离模型是风险预测的基础,建立符合真实行人运动的模型能提高系统的鲁棒性,但现有的距离模型有夸大碰撞风险或无法区分人车正面碰撞与侧面碰撞的特点,且实际中人车侧面碰撞很少发生,又避撞系统对预测算法的实时性有很高的要求,因此论文从行人模型、距离模型、风险评估指标以及预测算法四个方面出发,确立了本文的主要研究内容:(1)建立符合真实行人运动的随机模型。采用一阶马尔科夫过程描述行人随机运动,依据长沙地区过街行人运动的真实轨迹数据获取行人模型中的参数,将模型行人轨迹与真实行人轨迹进行对比,验证随机模型的有效性。(2)提出只考虑人车正面碰撞的冲突距离模型。根据人车相对运动情况,将人车正面冲突分为两种场景进行冲突距离的计算,准确反应冲突过程车辆对行人造成的威胁。(3)提出以行人伤害概率描述人车冲突风险。综合考虑碰撞速度与碰撞概率对人车冲突风险的影响,在行人随机模型与冲突距离模型的基础上,计算行人伤害概率,并以此作为人车冲突风险提高系统决策的鲁棒性。(4)设计无味变换算法实时预测行人伤害概率。通过蒙特卡罗模拟随机采样得知目标概率密度函数符合高斯分布,在此基础上,设计对称无味变换算法预测行人伤害概率提高系统的实时性。随后,随机选取20000种人车冲突场景,以蒙特卡罗模拟结果为参考,验证冲突距离模型以及行人伤害概率预测算法的准确性和实时性。最后,预测典型人车冲突场景下,采取不同避撞操作的行人伤害概率,结果表明,相比确定性方法,本文所提出的方法能更加真实的反应不同避撞操作下行人的伤害,为避撞决策与控制提供有效的目标量化手段。

关键词：行人模型距离模型碰撞概率行人伤害无味变换

考虑行人轨迹的车辆主动避撞路径规划及控制研究

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考虑行人轨迹的车辆主动避撞路径规划及控制研究

作者：薛婉莹重庆大学

学位级别：硕士

近年来,汽车主动避撞技术成为智能驾驶领域的研究热点。而在避撞对象中,行人作为独立且脆弱的道路使用者之一,具有自主决策和运动机能,导致其在道路上的行为更加复杂,因此行人避撞控制的整体难度增加。目前虽然已存在不少对于行人避撞... 详细信息

近年来,汽车主动避撞技术成为智能驾驶领域的研究热点。而在避撞对象中,行人作为独立且脆弱的道路使用者之一,具有自主决策和运动机能,导致其在道路上的行为更加复杂,因此行人避撞控制的整体难度增加。目前虽然已存在不少对于行人避撞控制的研究,但大多数未考虑行人在道路上的运动特性,同时对纵横向避撞控制工况考虑较为单一。针对以上行人避撞控制的不足,本文提出考虑行人在道路上行驶轨迹的路径规划算法,设计了集纵横向控制于一体的行人主动避撞系统。论文主要研究工作如下:(1)为更加真实地反映行人横穿马路时的轨迹,建立了基于Markov的行人运动学模型,以此作为行人避撞的模型基础。(2)针对横向避撞路径规划问题,提出了基于行人轨迹的转向避撞规划方法。在已知行人轨迹的基础上,使用改进的弹性带对车辆的避撞路径进行规划,并通过车辆与行人的可达性分析来判断避撞路径是否需要更新,提高了路径规划的安全性。(3)将路径规划算法与RRT算法、人工势场路径规划算法进行比较,分析其在路径平顺性、安全性等方面的优势。研究表明了弹性带规划算法在行人避撞路径规划上的优越性。(4)基于模型预测控制和车辆动力学模型,对已规划好的路径进行横向跟踪控制,并通过划分车辆避撞区域来对纵向避撞控制策略进行分析。根据避撞场景、行人位置和行人横穿马路时间等指标,提出了车辆对行人避撞的纵横向控制切换策略,完善了车辆在多种工况下的行人避撞需求。(5)为进一步验证所设计的行人避撞控制系统的有效性,搭建了基于Prescan和Carsim、Matlab\Simulink的联合仿真实验平台,通过多组行人横穿马路工况的仿真实验,验证了该系统在纵向避撞和横向避撞控制上的鲁棒性和安全性。

关键词：行人避撞行人模型弹性带路径规划纵横向避撞策略

基于中国人体参数的人车碰撞事故有限元法仿真

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汽车安全与节能学报 2010年第2期1卷 122-126页

作者：郭锐袁泉李一兵清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

为进行人车碰撞事故分析和汽车安全研究,建立了人体模型及人车碰撞事故的有限元方法仿真模型。在人体模型中,根据中国人体尺寸及惯性参数,基于男子第P50百分位人体参数,包含15个体段;车辆模型则简化成与人体接触的前端外形结构。通过与... 详细信息

为进行人车碰撞事故分析和汽车安全研究,建立了人体模型及人车碰撞事故的有限元方法仿真模型。在人体模型中,根据中国人体尺寸及惯性参数,基于男子第P50百分位人体参数,包含15个体段;车辆模型则简化成与人体接触的前端外形结构。通过与实际人车碰撞事故录像及以往的理论研究成果进行对比,对该模型进行微观验证和宏观验证,并在实际的事故案例分析中进行应用。该模型可以对实际的事故进行再现分析和车辆碰撞速度估算。

关键词：人车碰撞事故再现有限元方法仿真行人模型中国人体参数