聯(lián)邦道路局的車輛技術(shù)測(cè)試試驗(yàn)室是一座15m× 80m的室內(nèi)測(cè)試場(chǎng),其測(cè)試車道總長(zhǎng)為130m,其中80m的起始車道位于室內(nèi)。在室內(nèi)的測(cè)試車道末端,有一塊重達(dá)90t的可移動(dòng)撞擊鋼板。在鋼板上可裝上各式各樣可變形的物件,或安裝一座測(cè)量撞擊力道的感應(yīng)墻。如果把鋼板推到旁邊,這個(gè)范圍即可用來(lái)測(cè)試兩部車輛正面撞擊的試驗(yàn),或利用可以行駛的障礙物測(cè)試側(cè)面撞擊的情況,還可以利用安裝在卡車下的防護(hù)裝置進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試試驗(yàn)。利用撞擊鋼板本身可以進(jìn)行各種類型車輛的正面撞擊以及所謂的組成部件的測(cè)試。舉例來(lái)說(shuō),這類測(cè)試包括意外事故發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生的兒童座位滑動(dòng)以及車輛上附加部件移動(dòng)的狀況測(cè)定。這里需要特別指出的是,休閑車附加的廚房區(qū)間在撞擊時(shí)產(chǎn)生的狀況,是一項(xiàng)典型的測(cè)試范例。在測(cè)試車道上,有一條很長(zhǎng)的鋼索,由液壓引擎牽動(dòng)著測(cè)試車輛的行駛。撞擊時(shí)的速度與行駛中的車輛重量以及測(cè)試車道的長(zhǎng)度有著一定的物理關(guān)系:重量高達(dá)到2000kg的車輛,行駛速度可以達(dá)到120km/h;車重若是5000kg,則速度只能達(dá)到50km/h。
在測(cè)試前每部車輛都要做好特殊的準(zhǔn)備
本文介紹的是車輛正面撞擊試驗(yàn)。在每項(xiàng)測(cè)試之前,要先為即將接受撞擊的車輛做好特殊的準(zhǔn)備?;诎踩木壒剩〕鏊械囊后w,然后將該車輛涂上亞光顏料,以降低車輛與其內(nèi)部空間在視覺上的對(duì)比。然后裝上測(cè)量點(diǎn)、標(biāo)示膠帶、測(cè)試編號(hào)和圖標(biāo)徽志。為了在撞擊后能夠精確計(jì)算出變形的狀況,要事先測(cè)量車輛內(nèi)部空間和車輛正面范圍,并在比較敏感的地方貼上標(biāo)示膠帶。在撞擊測(cè)試后,可以利用安裝在車上的傳感器所測(cè)量到的數(shù)據(jù),計(jì)算出汽車上各個(gè)區(qū)域的加速度狀況。乘載在車上的“綜合三號(hào)假人”或“兒童假人”同樣設(shè)有加速度傳感器,并設(shè)有力道和向量傳感器。測(cè)量到的整組數(shù)據(jù)可通過(guò)裝設(shè)在車輛上的編碼器保存起來(lái),并傳送給其他的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。為了嚴(yán)格保持精確的測(cè)試條件,測(cè)試用的假人在測(cè)試之前應(yīng)-直存放在空調(diào)室里。
高速攝像機(jī)記錄整個(gè)碰撞過(guò)程
車輛現(xiàn)在可以放到測(cè)試車道起點(diǎn)上,再掛上牽引鋼索,然后利用夾具把車輛和鋼索扣在一起。每一項(xiàng)聯(lián)邦道路局的撞擊測(cè)試,往往會(huì)利用多臺(tái)高速攝像機(jī)來(lái)進(jìn)行攝影記錄。這些高速攝像機(jī)要放在以下描述的位置,并以1000張/s的速度拍攝影片:從左右兩側(cè)、從車頂垂直向下、從車前以及有時(shí)也從車底的攝像壕溝里拍攝。小型的隨車攝像機(jī)SpeedCam MiniVis用來(lái)拍攝所謂的車上影片,可以安裝在車上各個(gè)不同的位置上,例如,安裝在車輛的側(cè)邊,在車上地板范圍內(nèi),或安裝在儀表板上。車上影片只以500張/s的頻率拍攝。
由于高頻率攝像機(jī)的感光度比一般電視攝影機(jī)還要低,因此整個(gè)場(chǎng)景必須借助一套特殊的照明設(shè)備予以充分照明。聯(lián)邦道路局的這一套設(shè)備,每一邊設(shè)有10支單一燈泡的照明器,由此可以產(chǎn)生高達(dá)15萬(wàn)lx的照度。
進(jìn)行測(cè)試的方式
主控計(jì)算機(jī)啟動(dòng)攝像機(jī)的預(yù)備模式后,即可開始進(jìn)行撞擊測(cè)試。亮起警示燈,響起警告信號(hào),然后聽見液壓引擎驅(qū)動(dòng)器和汽車輪胎在測(cè)試車道的混凝土地上發(fā)出的摩擦聲響。此時(shí)車輛會(huì)被加速到64km/h,直奔撞擊鋼板。在快要撞到鋼板時(shí),鋼索夾具會(huì)自動(dòng)脫鉤,使汽車不受到鋼索的影響,沖上接受撞擊的障礙物。此時(shí)在試驗(yàn)室里所發(fā)生的這一幕,是每一位汽車駕駛?cè)硕紩?huì)感到恐怖的景象。一聲轟然巨響,汽車在毫無(wú)剎車的情況下,猛烈沖撞障礙物。無(wú)數(shù)的玻璃和塑膠碎片飛向四面八方,該車輛從前端到第一支車柱,整個(gè)凹陷變形。真正的測(cè)試過(guò)程只發(fā)生在零點(diǎn)幾秒的時(shí)間之內(nèi)。最后剩下的是完全撞壞了的汽車,車?yán)锏募偃诉€扣著安全帶,坐在松軟下來(lái)的氣囊后面。攝像機(jī)和撞擊計(jì)時(shí)器會(huì)在沖撞接觸的當(dāng)下被激活。撞擊時(shí)段的影像會(huì)被一張張拍攝下來(lái),立即保存在攝像機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)?;谘h(huán)儲(chǔ)存器以及與之相連接的前后激活機(jī)制,保證從開始到結(jié)束,整個(gè)撞擊時(shí)段都被拍攝記錄下來(lái),沒有任何一張重要的影像畫面被漏拍。在真正的激活信號(hào)發(fā)生之前,這個(gè)激活機(jī)制已經(jīng)儲(chǔ)存了設(shè)定的畫面張數(shù)。其他的畫面會(huì)在激活信號(hào)發(fā)生后被拍攝并保存起來(lái)。
測(cè)試完畢后,攝像機(jī)隨即經(jīng)由主控軟件轉(zhuǎn)載到電腦上,并轉(zhuǎn)換成視頻格式,以利于建檔保存。這些高清晰度的優(yōu)質(zhì)連續(xù)畫面可以轉(zhuǎn)換成MPG2、MPG4或AVI等其他標(biāo)準(zhǔn)格式,以利于進(jìn)行特定的分析工作。同樣地,技術(shù)人員也可以將連續(xù)畫面的每一張畫面整幅轉(zhuǎn)換成TIFF、JPEG或JPEG 2000的格式,并進(jìn)行特定的分析。
評(píng)估與分析測(cè)量數(shù)據(jù)
測(cè)試后,各個(gè)不同的傳感器所測(cè)量到的數(shù)據(jù)也立即由編碼器讀出,并保存到電腦里。利用評(píng)估軟件制作分析測(cè)試加速度與力道的顯示圖時(shí),需要用到這些數(shù)據(jù)。技術(shù)人員隨后為現(xiàn)場(chǎng)拍照記錄,并最終測(cè)量撞壞的車輛,整個(gè)測(cè)試過(guò)程便于此結(jié)束。試驗(yàn)所獲得的影片和所有的測(cè)量數(shù)據(jù),將被用來(lái)進(jìn)一步分析與評(píng)估測(cè)試的結(jié)果,以提升車輛最終的被動(dòng)安全防護(hù)措施