用于驾驶员的基于性能的分类方法和算法技术

本发明专利技术涉及用于驾驶员的基于性能的分类方法和算法。公开了用于基于驾驶员高度和质量来分类优化车辆驾驶员的车辆安全特征的系统和方法。所述方法包括基于驾驶员高度和质量来确定多个基本驾驶员尺寸和确定每个基本驾驶员高度的驾驶员座椅位置。所述方法还包括辨识用于调节车辆安全特征的一组可调节设计变量，和针对每个基本驾驶员尺寸进行设计优化分析以辨识车辆安全特征的最佳设计。所述方法然后从最佳设计辨识出对随机选择参考驾驶员提供最好性能的设计，且将所有驾驶员分类到预定数量的类别中，其中，每个类别代表特定最佳设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及通过将驾驶员身体尺寸与最佳可能碰撞安全性能相关联来分 类驾驶员的系统和方法，所述最佳可能碰撞安全性能可以由一组选定的驾驶员保护设计来 提供，且本专利技术更具体地涉及通过将身体高度和质量信息与最佳可能碰撞安全性能相关联 来分类驾驶员的系统和方法。也提出使用该方法的控制算法，以允许车辆来针对各个驾驶 员自动选择最好驾驶员保护设计。
技术介绍
现代车辆通常包括针对特定车辆驾驶员和/或乘客来自动设置车辆中的各个部 件和特征的系统，所述系统中的许多系统是基于驾驶员的尺寸和驾驶员的个人偏好。具体 地，现代车辆通常设计成允许具有各种尺寸和偏好的个人针对每个人的舒适性、便利性和 操作需求来调节车辆系统的特征。这些车辆特征可以包括车辆座椅、脚踏板、后视镜、转向 柱等。为了减少再次调节车辆选定特征的负担，一些车辆采用存储系统，所述存储系统存储 一个或多个使用者的优选设置且配置成基于请求来将车辆系统自动调节至优选设置。现代车辆也包括多个安全装置，例如气囊系统和安全带系统，所述安全装置在碰 撞事件期间保护车辆占用者。车辆气囊系统是设计成保护车辆占用者的复杂系统。例如， 气囊系统需要设计成使得它们除非碰撞事件足够重大才被致动，且它们除非碰撞事件来自 于适当方向才被致动，气囊在碰撞事件期间足够快地展开，气囊用足够多的气体填充以在 碰撞事件期间保护车辆占用者，且气囊被适当地通气，以便在车辆占用者被压靠气囊时气 体能够以适当的流率从气囊逸出，从而耗散占用者的动能而不会引起高的反弹速度。车辆安全带系统也可以配备有负载限制器，所述负载限制器限制安全带上的负 载，使得它在碰撞事件时提供适当的约束力来保护系安全带的占用者。具体地，在碰撞事件 期间，其中，安全带系带者可用高的惯性力被推入安全带中，负载限制器允许安全带延伸或 者弹出一定量，使得在该事件期间安全带的力足够高，以提供所需的约束，但不会引致系带 者受伤。通常，车辆中的气囊填充和通气速率、安全带负载限制器张力和其它安全特征针 对“一般”个人来设置，且对于具有较低重量和尺寸的个人和具有较高重量和尺寸的个人来 说可能不是最优的。因而，理想的是提供针对不同的个人来定制车辆上的驾驶员安全特征 的系统和方法，所述驾驶员安全特征可以与其它车辆特征相同的方式设置和存储。实践中，可能期望提供针对个人的不同聚类的仅一组有限类别来定制车辆上的驾 驶员安全特征的分类系统和方法，所述驾驶员安全特征可以与上文提到的其它车辆特征相同的方式设置和存储。
技术实现思路
根据本专利技术的教导，公开了用于基于驾驶员高度和质量针对车辆驾驶员来分类优 化车辆安全特征的系统和方法。所述方法包括基于驾驶员高度和质量来确定多个基本驾驶 员尺寸和确定每个基本驾驶员高度的驾驶员座椅位置。所述方法还辨识用于调节车辆安全 特征的一组可调节设计变量，和针对基本驾驶员尺寸中的每个进行设计优化分析以辨识车 辆安全特征的最佳设计。所述方法还产生预定数量的随机选择参考驾驶员，和针对随机选 择参考驾驶员进行设计优化分析以辨识车辆安全特征的最佳设计变量。所述方法然后从最 佳设计辨识出对每个随机选择参考驾驶员提供最好性能的设计，且将所有驾驶员分类到预 定数量的类别中，其中，每个类别代表特定最佳设计。所述方法然后使用所述类别和最佳设 计来基于驾驶员高度和质量来设置特定车辆驾驶员的车辆安全特征。本专利技术的附加特征从以下说明和所附权利要求并结合附图显而易见。附图说明图1是车辆驾驶员座椅中的车辆驾驶员的侧视正视图；图2是示出了不同尺寸个人的分类过程的曲线图，其中，水平轴线为质量，竖直轴 线为高度；图3是示出了车辆气囊的不同通气口尺寸和时间延迟时段的曲线的曲线图，其 中，水平轴线为时间，竖直轴线为气囊压力；图4是示出了安全带负载限制器的响应的曲线图，其中，水平轴线为安全带伸长， 竖直轴线为安全带负载；图5是示出了 5 %女性、50 %女性、50 %男性和95 %男性的最佳设计类别的位置的 曲线图，其中，水平轴线为占用者质量，竖直轴线为占用者高度；图6是示出了 50个随机选择个人的曲线图，其中，水平轴线为占用者质量，竖直轴 线为占用者高度；图7示出了图6的曲线图中的50个随机选择个人被图5所示的类别分类的曲线 图，其中，水平轴线为占用者质量，竖直轴线为占用者高度；图8示出了将个人的数据点分类成四类的阈值线的曲线图，其中，水平轴线为占 用者质量，竖直轴线为占用者高度；图9是示出了针对车辆特定驾驶员来选择适当安全特征设计的过程的流程图；图10示出了不同个人的多个数据点和它们落入与5%女性、50%女性、50%男性 和95%男性的类别有关的设计群的曲线图，其中，水平轴线为身体质量，竖直轴线为站立高 度；图11是示出了落入车辆的乘客座椅的特定就坐位置的不同设计类别内的个人的 数据点的曲线图，其中，水平轴线为质量，竖直轴线为高度；图12是示出了车辆的乘客座椅的其它就坐位置的不同个人的类别的曲线图，其 中，水平轴线为质量，竖直轴线为高度；图13示出了基于身体质量指数和座椅位置的不同个人的相对于阈值线的7个设5计类别的曲线图，其中，水平轴线为身体质量指数，竖直轴线为座椅位置；和图14是示出了针对特定乘客来选择设计类别的过程的流程图。具体实施例方式涉及用于基于驾驶员重量和高度来分类和优化车辆安全特征的系统和方法的本 专利技术的实施例的以下讨论本质上仅仅是示例性的，且不意在以任何方式限制本专利技术或其应 用或使用。图1是车辆的驾驶员座椅区域10的侧视平面图，示出了就坐在驾驶员座椅14中 的驾驶员12。车辆包括通常安装在车辆方向盘18内的驾驶员气囊系统16。驾驶员座椅14 包括具有上述类型的负载限制器22的安全带20。车辆座椅14也包括座椅定位器24，座椅 定位器24在座椅区域10中将座椅14向前和向后定位。本专利技术提出用于将车辆驾驶员和/或乘客分类的过程，使得车辆安全系统(例如， 气囊展开感测时间延迟和通气口尺寸以及安全带负载限制器力水平)针对特定个人进行 优化。在一个实施例中，所述过程首先辨识车辆占用者(在该情况下是驾驶员)的身体测 量值，所述身体测量值对碰撞事件的结果很重要。在下文的讨论中，这些身体测量值是能够 以任何适当方式获得的占用者高度和质量。接下来，所述过程使用身体测量值从群体尺寸 的分布确定基本占用者尺寸η的数量。可以通过国家健康和营养调查(NHANES)收集的统 计数据提供每种性别的驾驶员群体分布。在一个非限制性实施例中，所述方法基于身体高 度和质量来选择四个基本占用者尺寸η，具体地，5%女性(F5)、50%女性(F50)、50%男性 (M50)、95%男性(M95)。图2是示出了基于高度和质量的这些基本尺寸个人分布的曲线图， 其中，水平轴线为质量，竖直轴线为高度。所述过程然后针对每个选择基本占用者尺寸η来产生占用者碰撞模型。所述过程然后通过假设驾驶员就坐位置与他/她的高度大约成比例来基于他或 她的站立高度和车辆设计数据来确定每个基本占用者尺寸η的就坐位置。所述过程然后针对每个特定占用者保护系统(例如，气囊通气口尺寸、驾驶员侧 气囊的第一和第二阶段之间的时间延迟时段以及安全带负载限制器力水平)来选择一组 动态可调节设计变量。图3是示出了不同时间延迟的气囊系统1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分类车辆驾驶员的方法，以便针对驾驶员优化车辆安全系统和装置，所述方法包括：基于每种性别的群体分布来确定多个基本驾驶员尺寸；针对每个基本驾驶员高度来确定驾驶员座椅位置；辨识用于调节车辆安全系统和装置的一组可调节设计变量；针对每个基本驾驶员尺寸进行设计优化分析以辨识车辆安全系统和装置的最佳设计；产生预定数量的随机选择参考驾驶员；对每个随机选择参考驾驶员的每个最佳设计进行碰撞模拟；从最佳设计辨识出对每个随机选择参考驾驶员提供最好性能的设计；将所有驾驶员分类到预定数量的类别中，其中，每个类别代表针对每个基本驾驶员尺寸辨识出的特定最佳设计；和使用所述类别和最佳设计来基于驾驶员高度和质量而针对特定车辆驾驶员设置车辆系统和装置。

【技术特征摘要】
US 2008-11-12 61/113900;US 2009-10-23 12/604595一种用于分类车辆驾驶员的方法，以便针对驾驶员优化车辆安全系统和装置，所述方法包括基于每种性别的群体分布来确定多个基本驾驶员尺寸；针对每个基本驾驶员高度来确定驾驶员座椅位置；辨识用于调节车辆安全系统和装置的一组可调节设计变量；针对每个基本驾驶员尺寸进行设计优化分析以辨识车辆安全系统和装置的最佳设计；产生预定数量的随机选择参考驾驶员；对每个随机选择参考驾驶员的每个最佳设计进行碰撞模拟；从最佳设计辨识出对每个随机选择参考驾驶员提供最好性能的设计；将所有驾驶员分类到预定数量的类别中，其中，每个类别代表针对每个基本驾驶员尺寸辨识出的特定最佳设计；和使用所述类别和最佳设计来基于驾驶员高度和质量而针对特定车辆驾驶员设置车辆系统和装置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个驾驶员尺寸由身体质量和高度来确定。3.根据权利要求1所述的方法，其中，每种性别的驾驶员群体分布表示由国家健康和 营养调查(NHANES)收集的统计数据。4.根据权利要求1所述的方法，还包括提供每个基本驾驶员尺寸的占用者碰撞模型， 从所述占用者碰撞模型进行设计优化分析。5.根据权利要求1所述的方法，还包括提供参考驾驶员的占用者碰撞模型，从所述占 用者碰撞模型进行碰撞模拟。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆安全系统的一个是气囊系统，且气囊系 统的设计变量包括通气口尺寸和气囊启动的第一和第二阶段之间的时间延迟时段。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆安全装置中的一个是安全带负载限制 器，其中，所述负载限制器的设计变量设置负载限制器张力。8.根据权利要求1所述的方法，其中，基本占用者尺寸的数量是四个尺寸，且类别和设 计的数量是四个。9.根据权利要求8所述的方法，其中，四个尺寸表示5%女性、50%女性、50%男性和 95%男性。10.根据权利要求1所述的方法，其中，分类所有驾驶员包括基于限定阈值的线来分类 驾驶员，其中，阈值线在身体质量和身体高度的参考系统中将每个设计类别分开。11.根据权利要求10所述的方法，其中，分类所有驾驶员包括使用b= -mX+y形...

【专利技术属性】
技术研发人员：JT王，MO尼尔，CH林，B邓，DM萨拉，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]