《兒童乘員側面碰撞損傷機理與自適應防護方法研究》是依託湖南大學，由白中浩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：兒童乘員側面碰撞損傷機理與自適應防護方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：白中浩
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
事故統計表明，汽車側面碰撞是兒童乘員受AIS2+損傷率最高的事故形態。由於缺少對兒童損傷機理的深入研究，國際上對兒童約束系統的側面碰撞試驗評價方法尚無一致認可的標準，因此不同年齡兒童乘員側面碰撞防護已成為汽車安全領域的瓶頸問題。本項目將（1）開展兒童屍體及組織的生物力學實驗研究，建立具有高側面碰撞生物逼真度的6歲兒童有限元模型；（2）基於解決常規附加式安全座椅誤用問題的內置式自適應兒童座椅特徵，結合動態仿真和事故重建，系統分析兒童乘員側面碰撞損傷機理；（3）探索兒童約束系統側面碰撞台車試驗方法，發展內置式自適應兒童約束系統側面碰撞防護結構設計理論；（4）開發基於圖像的多信息融合兒童體徵識別算法，建立並驗證防護結構協同控制設計方法，實現對不同身材兒童的最佳保護。本項目的完成將為兒童乘員安全設計提供一條新的研究思路，同時打造成具有自主智慧財產權的核心設計技術，並為兒童安全研究提供基礎數據支撐。
結題摘要
由於兒童乘員的生理解剖學特徵與成人的差異較大，針對成人設計的乘員約束系統，不能對兒童提供有效保護，甚至可能導致兒童乘員在交通事故中受傷或死亡。由於缺少基礎數據，目前兒童約束系統側面碰撞的試驗方法和評價指標並沒有達成共識。項目：（1）在前期聯合中南大學湘雅三醫院開展兒童生物力學實驗研究的基礎上，對比分析了1歲以上兒童顱骨及利用動物顱骨對人體進行替代研究的材料屬性數據，研究了兒童乘員側面碰撞事故中的頭部、胸部及腹部損傷機理。（2）開發了內置式兒童乘員約束系統側面碰撞實驗平台，建立多剛體-有限元內置式兒童座椅約束系統耦合模型，並進行了滑車碰撞實驗驗證和多角度碰撞、不同約束形式的最佳化設計。（3）通過不同人體的CT掃描數據，基於形狀統計分析技術和格線變換技術，包括圖像閾值分割、標誌點選取、空間位置匹配、主成分分析以及線性回歸分析，建立了基於年齡、身高、性別以及BMI等體徵的參數化骨骼和體表有限元模型，提出了基於年齡、身高、性別以及BMI的參數化乘員有限元模型建模方法，並根據屍體試驗對所建立的模型進行驗證並進行了約束系統最佳化設計套用，同時開發了重複性好、成本低以及可調波形的台車碰撞吸能緩衝裝置。（4）提出了基於ASM特徵的乘員狀態模糊識別方法和基於乘員輪廓的圖像識別融合坐墊壓力分布的乘員體徵和坐姿識別算法，針對單目視覺人體檢測無法獲得深度信息的問題，提出了一種利用雙目立體視覺動態規劃棒狀像素的方法以識別複雜環境中乘員的體徵。項目資助共發表論文17篇（SCI、EI收錄15篇），會議論文1篇，全國學術會議特邀報告1次；獲得國家發明專利授權4項，在申請發明專利3項；培養畢業博士研究生2名、碩士研究生14名；在讀博士研究生4名，碩士研究生14名。項目成果為兒童乘車安全防護系統設計提供理論依據，並為汽車自適應乘員約束系統的發展提供數據支撐，同時研究成果可以應于軍用車輛士兵的防護裝置設計。
