老年乘员在自动驾驶车辆中的碰撞响应研究

摘要

全球老龄化的时代正在来临。自动驾驶车辆的出现,对于老年人来说,将会是最便利的交通出行工具,可以减少因操作失误而引起的汽车碰撞事故。自动驾驶车辆依靠雷达等传感器能够在汽车发生碰撞前约350ms内识别不可避免的碰撞,这段时间对于乘员的主动安全防护至关重要。研究提出一种通过旋转座椅来改变人体朝向与碰撞方向相对位置,从而提高老年乘员在自动驾驶车辆中碰撞安全性。通过尸体试验数据对老年人体乘员有限元模型进行验证;将已验证过的模型应用于自动驾驶车辆的正面碰撞试验中,分析不同座椅朝向(0°、45°、90°、135°、180°)下的老年人体碰撞响应;研究老年人体乘员在座椅旋转过程中的运动响应;预测老年人体乘员在先自主旋转后发生碰撞的损伤风险。试验结果表明,在不同朝向正面碰撞模拟试验中乘员损伤对比,得出座椅朝向与碰撞方向呈180°时人体损伤风险最低。在200ms内将座椅旋转至与碰撞方向呈180°的位置,老年乘员的损伤风险低于阈值。研究表明自动驾驶车辆当感应到不可避免的碰撞时,及早地对座椅朝向进行调整,如果能够在碰撞发生前的350ms内将座椅朝向调整到180°的"朝后"位置,将有利于降低老年乘员的损伤。